時(shí)間:2023-07-24 16:32:55
導(dǎo)語:在歐姆定律知識(shí)的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)思考;教學(xué)研究
一、在歐姆定律教學(xué)過程當(dāng)中,學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到的問題
物理學(xué)科作為一門科學(xué)類學(xué)科,其教學(xué)內(nèi)容通常比較枯燥,部分學(xué)生表示學(xué)習(xí)比較費(fèi)勁,如何能讓學(xué)生徹底明白和消化歐姆定律,是教師需要考慮的問題。教師可制訂相關(guān)學(xué)習(xí)計(jì)劃,針對(duì)不同層次的學(xué)生制訂適合的學(xué)習(xí)計(jì)劃。教學(xué)中的重點(diǎn):電流、電壓、電阻等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),一定要重點(diǎn)講解以便學(xué)生掌握,將理論知識(shí)與動(dòng)手實(shí)踐結(jié)合起來,讓學(xué)生在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的儀器和知識(shí)點(diǎn)的把握。
二、讓學(xué)生明白歐姆定律的主要內(nèi)容即電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系
歐姆定律作為初中物理電學(xué)的基礎(chǔ),在初中教學(xué)之中只涉及部分電路,只有充分掌握了歐姆定律才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)部分的相關(guān)理論分析和計(jì)算。歐姆定律即闡述電流、電壓、電阻三者之間相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系,教師在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生自己推算出電壓、電阻、電流三者之間的關(guān)系,從而引出歐姆定律,讓學(xué)生的記憶更加清楚。演示實(shí)驗(yàn)完成后要讓學(xué)生自己動(dòng)手,加深理解。
掌握基礎(chǔ)定律知識(shí)后,教師則應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析三者之間變化的問題,即電流是隨著電阻與電壓的變化而改變。在歐姆定律例題分析中比較常見的問題是多個(gè)變量的問題分析,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析,運(yùn)用一不變二變的方法來進(jìn)行問題分析。由于初中學(xué)生的理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,教師可借助多媒體教學(xué)工具,利用相關(guān)教學(xué)短片幫助學(xué)生理解。將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”,并且引導(dǎo)學(xué)生明白電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性,電阻的大小是受到溫度、導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關(guān),電阻不會(huì)隨著電流或者電壓的大小改變而改變,只是運(yùn)用電壓和通過的電流比例數(shù)值表達(dá)起來比較方便。
很多學(xué)生在學(xué)習(xí)歐姆定律之后,錯(cuò)誤地以為電阻是受電流與電壓影響的。相關(guān)教師一定要及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤理解,教師在做演示實(shí)驗(yàn)時(shí),需要讓學(xué)生明白研究方法。運(yùn)用控制變量法來研究,如電阻不變,研究電流與電壓之間的數(shù)量關(guān)系;電壓不變,來分析電阻與電流之間的量變關(guān)系,并且要直接將實(shí)驗(yàn)方法演示給學(xué)生看,從而加深學(xué)生的理解。
三、讓學(xué)生一帶一,提高學(xué)生掌握程度
不同的學(xué)生對(duì)歐姆定律的掌握程度不盡相同,教師可將成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生與成績(jī)較差的學(xué)生進(jìn)行分組,形成學(xué)習(xí)氛圍較好的學(xué)習(xí)小組。采取團(tuán)體合作的方式來幫助學(xué)生學(xué)習(xí),有些學(xué)生面對(duì)老師和面對(duì)同學(xué)學(xué)習(xí)效果也不同。學(xué)生相互之間的溝通比較方便,理解能力也大體相同,進(jìn)步速度也相對(duì)較快,教師從一旁進(jìn)行指導(dǎo)。讓學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)的相關(guān)知識(shí)以后,教師再進(jìn)行分析,讓學(xué)生充分掌握后再進(jìn)行鞏固提高,能提高舉一反三采取多方面思維的能力。學(xué)生之間相互討論,也能形成良性的競(jìng)爭(zhēng)式學(xué)習(xí),另外樹立學(xué)習(xí)的榜樣,也能從心理上鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),幫助學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。并且讓學(xué)生不定期進(jìn)行交換學(xué)習(xí),以促進(jìn)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平。這樣既能促進(jìn)學(xué)生相互之間學(xué)習(xí)進(jìn)步,又能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神。
總之,歐姆定律作為電學(xué)的基礎(chǔ),學(xué)生必須真正掌握該定律,教師在實(shí)際教學(xué)過程當(dāng)中,應(yīng)該對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和具體化,讓不同層次的學(xué)生群體都能充分掌握。此外,還要引導(dǎo)學(xué)生在思維方面和動(dòng)手實(shí)踐方面進(jìn)行改進(jìn),并且從中歸納出一些行之有效的教學(xué)方法,從而讓學(xué)生更好地掌握歐姆定律的基礎(chǔ)理論,為以后的學(xué)習(xí)做好鋪墊,提高相關(guān)教學(xué)任務(wù)的質(zhì)量,在實(shí)際教學(xué)過程當(dāng)中,注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、案例分析和其他方面解決問題的能力,讓學(xué)生能夠掌握控制變量法。同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生積極探索事物本質(zhì)的科學(xué)精神,切實(shí)提高學(xué)生的物理綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1]宣小東.對(duì)現(xiàn)行教材中歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)的一些思考[J].物理教學(xué)探討,2005(3).
[2]許忠林.初中物理歐姆定律教學(xué)中常見的問題及對(duì)策研究[J].成才之路,2015(9).
[3]符東生.關(guān)于初中“歐姆定律”教學(xué)的思考[J].物理教學(xué),2014(8).
[4]王存香.《歐姆定律》教學(xué)思考[J].數(shù)理化解題研究,2014(5).
關(guān)鍵詞:歐姆定律;適用范圍;微觀機(jī)理;導(dǎo)電材料;能量轉(zhuǎn)化
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)12-0039-2
人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節(jié)內(nèi)容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開,圖1為教材的兩段文字,意思是當(dāng)金屬導(dǎo)體的電阻不變時(shí),伏安特性曲線是一條直線,叫做線性元件,滿足歐姆定律;“這些情況”的電流與電壓不成正比,是非線性元件,歐姆定律不適用[1]。隨后,教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線,指出兩個(gè)元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時(shí),不論是年輕教師還是學(xué)生常常感到疑惑:歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質(zhì)溶液還是線性元件?小燈泡是金屬,又是非線性元件,究竟是否滿足歐姆定律?
[導(dǎo)體的伏安特性曲線 在實(shí)際應(yīng)用中,常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U,這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。對(duì)于金屬導(dǎo)體,在溫度沒有顯著變化時(shí),電阻幾乎是不變的(不隨電流、電壓改變),它的伏安特性曲線是一條直線,具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。圖2.3-2中導(dǎo)體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,實(shí)驗(yàn)中用的都是金屬導(dǎo)體。這個(gè)結(jié)論對(duì)其他導(dǎo)體是否適用,仍然需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,除金屬外,歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用,但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件并不適用。也就是說,在這些情況下電流與電壓不成正比,這類電學(xué)元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來
1826年4月,德國(guó)物理學(xué)家歐姆《由伽伐尼電力產(chǎn)生的電現(xiàn)象的理論》,提出歐姆定律:在同一電路中,通過某段導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。歐姆實(shí)驗(yàn)中用八根粗細(xì)相同、長(zhǎng)度不同的板狀銅絲分別接入電路,推導(dǎo)出 ,其中s為金屬導(dǎo)線的橫截面積,k為電導(dǎo)率,l為導(dǎo)線的長(zhǎng)度,x為通過導(dǎo)線l的電流強(qiáng)度,a為導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差[2]。當(dāng)時(shí)只有電導(dǎo)率的概念,后來歐姆又提出 為導(dǎo)體的電阻,并將歐姆定律表述為“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比。”
關(guān)于歐姆定律的m用范圍,一直存在爭(zhēng)議,筆者認(rèn)為可以從不同角度進(jìn)行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導(dǎo)電材料看適用范圍
歐姆當(dāng)年通過對(duì)金屬導(dǎo)體研究得出歐姆定律,后來實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律也適用于電解質(zhì)溶液,但不適用于氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件。
從微觀角度分析金屬導(dǎo)體中的電流問題,金屬導(dǎo)體中的自由電子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度矢量平均為零,不能形成電流。有外電場(chǎng)時(shí),自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng),定向漂移形成電流,定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng),與金屬晶格碰撞后向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的可能性都有,因此失去定向運(yùn)動(dòng)的特征,又回歸無規(guī)則運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)力的作用下再做定向漂移。如果在一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的長(zhǎng)直導(dǎo)線,兩端加上電壓U,自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長(zhǎng)有短,設(shè)平均時(shí)間為τ,則自由電子在下次碰撞前的定向移動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng),
2.2 從能量轉(zhuǎn)化看適用范圍
在純電阻電路中,導(dǎo)體消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱,由UIt=I2Rt,得出 在非純電阻電路中,導(dǎo)體消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,其余部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(機(jī)械能、化學(xué)能等), 因此,歐姆定律適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路。
金屬導(dǎo)體通電,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是純電阻元件,滿足歐姆定律。小燈泡通電后,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,燈絲溫度升高導(dǎo)致發(fā)光,部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能,因此小燈泡也是純電阻,滿足歐姆定律。電解質(zhì)溶液,在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,也遵守歐姆定律。氣體導(dǎo)電是因?yàn)闅怏w分子在其他因素(宇宙射線或高電壓等條件)作用下,產(chǎn)生電離,能量轉(zhuǎn)化情況復(fù)雜,不滿足歐姆定律。半導(dǎo)體通電時(shí)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng),電能少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,不滿足歐姆定律。電動(dòng)機(jī)通電但轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,遵從歐姆定律;轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,為非純電阻元件,也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個(gè)量與另一個(gè)量按比例、成直線關(guān)系,非線性元件指兩個(gè)量不按比例、不成直線的關(guān)系。在電流與電壓關(guān)系問題上,線性元件阻值保持不變,非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變,在求解含有非線性元件的電路問題時(shí)通常借助其I-U圖像。
從 知導(dǎo)體的電阻與自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時(shí)間有關(guān),自由電子和晶格碰撞將動(dòng)能傳遞給金屬離子,導(dǎo)致金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,產(chǎn)生電熱。由 知導(dǎo)體的溫度升高,τ減小,電阻增大。因此,導(dǎo)體的電阻不可能穩(wěn)定不變。當(dāng)金屬導(dǎo)體的溫度沒有顯著變化時(shí),伏安特性曲線是直線,滿足“電阻不變時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的,溫度降低時(shí),金屬導(dǎo)體的電阻減小,當(dāng)溫度接近絕對(duì)零度時(shí),電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線,是非線性元件,當(dāng)燈泡電阻變化時(shí),仍有I、U、R瞬時(shí)對(duì)應(yīng),滿足歐姆定律 如同滑動(dòng)變阻器電阻變化時(shí)也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結(jié)論
綜上所述,從導(dǎo)電材料的角度看,歐姆定律適用于金屬和電解質(zhì)溶液(無化學(xué)反應(yīng));從能量轉(zhuǎn)化的角度看,歐姆定律適用于純電阻元件。對(duì)于線性元件,電阻保持不變,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,歐姆定律適用。從物理學(xué)史推想,歐姆當(dāng)年用八根不同銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),應(yīng)該是研究了電壓保持不變時(shí),電流與電阻的關(guān)系,以及電阻保持不變時(shí),電流與電壓的關(guān)系。雖然都是非線性元件,小燈泡是金屬材料,是純電阻元件,滿足歐姆定律,二極管是半導(dǎo)體材料,卻不滿足歐姆定律。因此,線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念,我們可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成 上式可以表述為:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比。這就是我們?cè)诔踔袑W(xué)過的歐姆定律。”[1]筆者以為,歐姆定律的內(nèi)容是 這個(gè)表達(dá)式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個(gè)量的關(guān)系,而不是其中的正比關(guān)系和反比關(guān)系,教材沒必要對(duì)歐姆定律進(jìn)行正比反比的表述。
“實(shí)驗(yàn)表明,除金屬外,歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用,但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件并不適用?!苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍,建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開,同時(shí)明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1[M].北京:人民教育出版社,2010.
關(guān)鍵詞: 新課標(biāo) 《歐姆定律》 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)
《初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容,旨在將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過去的過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過程轉(zhuǎn)化。
所謂“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式”,是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,運(yùn)用已有的知識(shí)和技能,充當(dāng)新知識(shí)的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學(xué)習(xí)模式。
筆者多年從事初三物理教學(xué),結(jié)合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學(xué)中進(jìn)行了嘗試,現(xiàn)談?wù)勛约旱膶?shí)踐和體會(huì)。
一、在探究過程中,著重應(yīng)用控制變量法
控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個(gè)量與這些因素之間的關(guān)系,往往先控制住其他幾個(gè)因素不變,集中研究其中一個(gè)因素變化所產(chǎn)生的影響,然后通過比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的關(guān)系,由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系,因此探究步驟中的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生分為兩步設(shè)計(jì)。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電阻不變”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣測(cè)量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢?②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變呢?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設(shè)計(jì)并連接電路利用滑動(dòng)變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍地增加,并記錄所對(duì)應(yīng)的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓不變”,實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大???②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變呢?讓學(xué)生討論交流,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到:當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時(shí),可通過滑動(dòng)變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。
更換定值電阻,利用滑動(dòng)變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對(duì)應(yīng)的電流值,在具體的探究教學(xué)中可能會(huì)遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時(shí),電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化,如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實(shí)際的一個(gè)方面。
二、在探究過程中,讓學(xué)生親身體驗(yàn),增強(qiáng)課堂教學(xué)效果
學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體,教師對(duì)思維活動(dòng)過程的展開,不能代替學(xué)生自己的思維活動(dòng)。因此,在設(shè)計(jì)本節(jié)探究活動(dòng)時(shí)筆者以學(xué)生為中心,進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與意識(shí),使不同層次學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、個(gè)性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)程序如下:
(1)提出問題:電流與電壓,電流與電阻的關(guān)系?
(2)作出假設(shè):①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①設(shè)計(jì)電路圖。②設(shè)計(jì)步驟。③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(4)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。對(duì)于初中學(xué)生來說,他們已不再局限于看老師演示實(shí)驗(yàn),都喜歡自己動(dòng)手操作,通過自己的實(shí)踐解決問題。第二,可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學(xué)生的操作中的錯(cuò)誤,物理實(shí)驗(yàn)中一些儀器的使用,要求學(xué)生掌握,培養(yǎng)學(xué)生正確而良好的操作技能。但是,在實(shí)踐過程中,筆者認(rèn)為學(xué)生的練習(xí)機(jī)會(huì)實(shí)在太少,有些儀器的使用方法盡管學(xué)生課上聽懂了,但真正操作起來并不如想象的那樣簡(jiǎn)單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用,學(xué)生往往會(huì)把電表的串并連搞錯(cuò),把正負(fù)接線柱接錯(cuò)等,滑動(dòng)變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的掌握情況。對(duì)于人的記憶方式來說,自己動(dòng)手操作過的情景記憶起來要比單純的聆聽接受記憶要牢固得多。
三、在探究過程中,引導(dǎo)學(xué)生反思應(yīng)用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識(shí)遷移到另一類知識(shí)中,使學(xué)生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)的教育。例如,啟發(fā)學(xué)生把已有的知識(shí)遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識(shí)遷移到其他知識(shí)的學(xué)習(xí)中。這樣就使學(xué)生不僅提高了知識(shí)學(xué)習(xí)的效率,而且逐漸樹立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。
例如:在總結(jié)歐姆定律的公式(I=U/R)時(shí),可以壓強(qiáng)的公式為母本,壓強(qiáng)的公式是P=F/S,它的理解可以是:當(dāng)受力面積一定時(shí),壓強(qiáng)與壓力成正比;當(dāng)壓力一定時(shí),壓強(qiáng)與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過導(dǎo)體的電流,與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的,所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對(duì)于知識(shí)和思維不是很完善的初中學(xué)生來說,可以很容易地掌握知識(shí),得出結(jié)論。
當(dāng)然在歐姆定律的探究教學(xué)中還有很多地方可以運(yùn)用知識(shí)遷移,例如:在運(yùn)用探究的基本過程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時(shí),可以反思以往用探究的方法解決過的問題,如液體壓強(qiáng)、深度、液體密度三者的關(guān)系,用以往的經(jīng)驗(yàn)為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過程中,利用教材對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育
德育是五育之首,新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注人的發(fā)展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理理所當(dāng)然承擔(dān)著重要的德育任務(wù)。
在《歐姆定律》探究教學(xué)中,筆者首先做了大量的準(zhǔn)備工作,這樣學(xué)生不僅學(xué)得很愉快,而且在心里會(huì)產(chǎn)生一種對(duì)教師的敬佩之情,并從老師身上體會(huì)到一種責(zé)任感,這對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學(xué)過程中,利用分組實(shí)驗(yàn)的合作性學(xué)習(xí)潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育,培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,樹立崇高理想,榜樣的力量是無窮的,它對(duì)學(xué)生具有強(qiáng)大的感染力和說服力。
教育部頒布的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首先提出科學(xué)探究,其次才是科學(xué)內(nèi)容,它把科學(xué)探究作為很重要很有價(jià)值的學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法提出來,說明越來越多的教育者注意到探究教學(xué)在教改中的重要地位?!稓W姆定律》一課的探究教學(xué)不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì),還要做好在探究教學(xué)中與學(xué)生一起雙向地、互動(dòng)地建構(gòu)學(xué)科知識(shí)、促進(jìn)能力發(fā)展。因此,在初中物理新課標(biāo)下如何更好地開展探究教學(xué),值得我們探討。
參考文獻(xiàn):
歐姆定律在中考中的題型主要有填空題、選擇題、圖像題、問答題、實(shí)驗(yàn)探究題、計(jì)算題等。填空題、選擇題、圖像題主要考查歐姆定律的基礎(chǔ)知識(shí),實(shí)驗(yàn)探究題主要集中在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系及伏安法測(cè)電阻上,問答題一般在實(shí)際應(yīng)用方面出題,計(jì)算題主要考查歐姆定律的計(jì)算。
重點(diǎn)考查:
1.探究實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻及變形;
2.歐姆定律的意義及應(yīng)用:對(duì)歐姆定律的理解及應(yīng)用歐姆定律解決問題。
考查熱點(diǎn):
1.實(shí)驗(yàn):探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻及變形;
2.理解:對(duì)歐姆定律的理解;
3.應(yīng)用:應(yīng)用歐姆定律分析動(dòng)態(tài)電路、計(jì)算及解決實(shí)際問題。
考點(diǎn)1: 電流與電壓、電阻的關(guān)系
例1:小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系。已知電源電壓為6V,滑動(dòng)變阻器R2的最大電阻為20Ω,電阻R1為l0Ω。實(shí)驗(yàn)過程中,將滑動(dòng)變阻器滑片移到某一位置時(shí),讀出電阻R1兩端電壓為4V,并讀出了電流表此時(shí)的示數(shù)。緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實(shí)驗(yàn),可供選擇的電阻有l(wèi)5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個(gè),為了保證實(shí)驗(yàn)成功,小華應(yīng)選擇的電阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),必須要控制電阻R1兩端的電壓一定,即R1兩端電壓U1=4V不變。要能保證實(shí)驗(yàn)成功,滑動(dòng)變阻器兩端電壓控制為6V-4V=2V,R2中也就是電路中的最小電流為2V/20Ω=0.1A,此時(shí)定值電阻最大為U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能選擇l5Ω、30Ω的電阻。
答案:15,30。
點(diǎn)撥: 探究電流與電阻的關(guān)系,要改變電阻大小,而必須控制其兩端電壓一定。
考點(diǎn)2: 歐姆定律表達(dá)式及其物理意義
例2:關(guān)于歐姆定律公式I= ■,下列說法正確的是( )。
A.導(dǎo)體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導(dǎo)體兩端的電壓越大,其電阻越大
C.據(jù)歐姆定律公式變形可得R= ■,可見導(dǎo)體電阻大小與通過它的電流與它兩端電壓有關(guān)
D. 根導(dǎo)體電阻的大小等于加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值
解析:I、U、R三者不能隨意用正比、反比關(guān)系說明,R=U/I,它是電阻的計(jì)算式,而不是決定式,導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),與電流電壓無關(guān),只與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積和溫度有關(guān),但可用電壓與電流的比值求電阻。
答案:D。
點(diǎn)撥:理解歐姆定律中的“成反比”和“成正比”兩個(gè)關(guān)系及知道決定電阻大小的因素。
考點(diǎn)3:動(dòng)態(tài)電路分析
例3:如下圖所示,電源電壓不變.閉合S1后,再閉合S2,電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) 。(選填“變大”、“變小”或“不變”。)
解析:當(dāng)閉合S1后,再閉合S2,此時(shí)R2被短路,電壓表接到電源兩端,因此電壓表示數(shù)變大,此時(shí)電路中的總電阻減小,電流表示數(shù)也變大。
答案:變大,變大。
點(diǎn)撥:分清原來開關(guān)閉合時(shí)電路狀態(tài)和兩個(gè)開關(guān)同時(shí)閉合時(shí)電路的狀態(tài)。
考點(diǎn)4:歐姆定律計(jì)算
例4:實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩只燈泡,甲標(biāo)有“15V 1.0A”字樣,乙標(biāo)有“10V 0.5A”字樣?,F(xiàn)把它們串聯(lián)起來,則該串聯(lián)電路兩端允許加的最高電壓為(不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲燈的電阻是R甲=■=■=15Ω。乙燈的電阻R乙=■=■=20Ω,兩燈串起來后,總電阻是15Ω+20Ω=30Ω,允許通過的最大電流是0.5A,所以最高電壓是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
點(diǎn)撥:不能把兩額定電壓的值相加作為最高電壓;串聯(lián)應(yīng)取小電流。
考點(diǎn)5:電阻的測(cè)量
例5:現(xiàn)有一個(gè)電池組,一個(gè)電流表,一個(gè)開關(guān),一個(gè)已知電阻R0,導(dǎo)線若干,用上述器材測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值,要求:①畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;②簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟并用字母表示測(cè)量的物理量;③根據(jù)所測(cè)物理量寫出待測(cè)阻值Rx的表達(dá)式。
解析:此題是伏安法測(cè)電阻的變形――雙安法,在兩表一器不全的情況下設(shè)計(jì)電路測(cè)電阻,因有電流表和定值電阻,故設(shè)計(jì)并聯(lián)電路,測(cè)出兩支路電流,利用電壓相等,電流比等于電阻反比列關(guān)系式解答。答案不唯一,但基本原理是設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路。
關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí);培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí),應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí),常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測(cè)定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式,只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
(4)機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來解決問題時(shí),就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個(gè)定律不適用的問題,可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。(5)動(dòng)量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問題,相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過程始、末的動(dòng)量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時(shí),如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動(dòng)量守恒定律都是適用的。
分析其根源:初中電學(xué)抽象難懂,面對(duì)縱橫交錯(cuò)的電路圖,學(xué)生們往往感到無從下手,錯(cuò)綜繁雜的電學(xué)概念、定律及計(jì)算公式常常使學(xué)生不知所措,然而電學(xué)綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點(diǎn),并且綜合性強(qiáng)、障礙設(shè)置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學(xué)習(xí)電學(xué)的過程中注重以下策略,可以有效提高學(xué)習(xí)效率:
一、人人“三會(huì)” 電路-------會(huì)連接、會(huì)畫、會(huì)分析
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學(xué)生能動(dòng)腦動(dòng)手地“學(xué)”科學(xué),改變過去以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教與學(xué)的方式,把實(shí)驗(yàn)地位空前提升。要解決學(xué)好抽象的電學(xué)這個(gè)問題,以實(shí)驗(yàn)課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學(xué)習(xí)抽象的電學(xué)。
利用課外活動(dòng)時(shí)間讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作,并且利用多媒體、實(shí)物講解操作過程:什么是串聯(lián)?什么是并聯(lián)?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)?講解連接電路時(shí)要注意的事項(xiàng)。對(duì)于特別害羞的女同學(xué),她們不敢動(dòng)手,要善于開導(dǎo),訓(xùn)練她們的膽量,提高她們的動(dòng)手實(shí)踐能力,讓她們通過實(shí)驗(yàn)體會(huì)接線柱接反了的現(xiàn)象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會(huì)連接、分析電路,就能做好電路圖和實(shí)物圖之間的互相轉(zhuǎn)化。
二、培養(yǎng)探究意識(shí),做好探究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)
在實(shí)施素質(zhì)教育的過程中,物理教學(xué)主要是以探究性學(xué)習(xí)為主,注意對(duì)整個(gè)物理概念和結(jié)論的過程的探究,通過提出疑問、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、思考解決、得出結(jié)論等具體步驟,讓學(xué)生自主地參與教學(xué)的整個(gè)過程。電學(xué)學(xué)習(xí)更是如此。
為此,要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生探究的主體性,做好探究性實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮探究式邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教育功能,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙贏。而不是簡(jiǎn)單的把書中的演示實(shí)驗(yàn)做一遍,然后直接把結(jié)論告訴學(xué)生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關(guān)系”時(shí),可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:先把一個(gè)2.5V的小燈泡接在一節(jié)干電池上,看看小燈泡的發(fā)光情況,再把電源換成兩節(jié)干電池上,看看此時(shí)小燈泡的發(fā)光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻三個(gè)重要物理量的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)這三個(gè)物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個(gè)電學(xué)的重要規(guī)律,奠定了整個(gè)電學(xué)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)下一章電功率的前提,因此,本章內(nèi)容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。
歐姆定律最難理解的知識(shí)點(diǎn)是:
當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體中的電流成反比?
當(dāng)導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比?
學(xué)生初學(xué)歐姆定律時(shí)最難理解知識(shí)點(diǎn),所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意探究的方法、結(jié)合圖像得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。首先鞏固練習(xí)電路分析,然后理解串并聯(lián)電路的特點(diǎn),利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關(guān)系式(電源電壓一般不變、串聯(lián)電流相等、并聯(lián)電壓相等……),若能熟能生巧,在做計(jì)算題時(shí),這些隱含的條件便會(huì)在學(xué)生看到題的同時(shí)馬上就跳出來,再結(jié)合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。
定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路上對(duì)應(yīng)的物理量。不同的導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關(guān)系。因此在運(yùn)用歐姆定律公式時(shí),必須將同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對(duì)應(yīng),再帶入計(jì)算。對(duì)于歐姆定律及導(dǎo)出公式,前者既有物理意義又有數(shù)學(xué)意義,后面兩個(gè)只有數(shù)學(xué)意義,所以就不成比例關(guān)系變形公式并非歐姆定律的內(nèi)容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學(xué)難題就迎刃而解了。
四、加強(qiáng)學(xué)生說題訓(xùn)練,升華學(xué)生思維
新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,讓課堂激揚(yáng),充滿生命活力,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。但相當(dāng)多學(xué)生來自農(nóng)村,許多學(xué)生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵(lì)方式,讓他們敢于開口,表達(dá)自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內(nèi)容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識(shí)點(diǎn)在審題過程中的錯(cuò)誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的能力。
利用“說題”來強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)內(nèi)容,通過“說題”為學(xué)生學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)活動(dòng),為學(xué)生發(fā)展而開展活動(dòng),提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機(jī)勃勃、充滿智慧的歡樂與發(fā)展創(chuàng)造的快意。
五、加強(qiáng)變式訓(xùn)練,總結(jié)中考重要考點(diǎn)
對(duì)于初中物理知識(shí)中最大的一塊知識(shí)“電學(xué)”, 題型雜亂,變幻莫測(cè),學(xué)生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進(jìn)步不會(huì)很大。為了讓學(xué)生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內(nèi)容,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,針對(duì)電學(xué)的一些考點(diǎn),我進(jìn)行了以下幾種變式處理練習(xí),簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)難度:
(一)經(jīng)典中考試題,變換已知量的數(shù)據(jù)進(jìn)行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進(jìn)行的;達(dá)到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動(dòng)變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用:
相同點(diǎn):保護(hù)電路;
不同點(diǎn):探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測(cè)量,從而找出規(guī)律。
伏安法測(cè)電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。
伏安法測(cè)小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測(cè)出不同電壓時(shí)的實(shí)際功率。
滑動(dòng)變阻器在測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學(xué)綜合題有何規(guī)律可循呢?分析歷屆中考物理的電學(xué)計(jì)算題,我們也稱之為電學(xué)綜合題,此題看似簡(jiǎn)單,其實(shí)暗藏玄機(jī)?細(xì)分析做此題也有固定的套路:
1.由實(shí)物圖轉(zhuǎn)化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時(shí)性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點(diǎn),根據(jù)各狀態(tài)之間的聯(lián)系建立等式關(guān)系
4.解未知量
在進(jìn)行變式練習(xí)時(shí),認(rèn)真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點(diǎn)代面,突出重點(diǎn);一題多變,等幾個(gè)方面進(jìn)行。應(yīng)注意練習(xí)的層次,層層推進(jìn),使學(xué)生在解題時(shí)達(dá)到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系,培養(yǎng)其聯(lián)想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會(huì)解題思想,善于用概念、規(guī)律去揭示問題的本質(zhì)特征,培養(yǎng)知識(shí)遷移運(yùn)用的能力。
實(shí)踐證明,通過師生共同努力,在教學(xué)過程中吸引學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí),注重以上“策略”,初中生完全可以學(xué)好物理電學(xué)。
參考文獻(xiàn):
1、《初中物理教學(xué)中的問題與對(duì)策》東北師范大學(xué)出版社
一、滑動(dòng)變阻器滑片P的移動(dòng)引起電路中電學(xué)三大物理量的變化類
例1:如圖(圖略)所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)時(shí),各電表的示數(shù)將如何變化:( )A.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變?。籅.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變大;C.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變小;D.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變大。
分析:①首先判斷出這兩個(gè)電路的連接方式,電壓表V測(cè)量哪個(gè)元件兩端的電壓,電流表A測(cè)量哪部分的電流;②其次判斷出當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)時(shí),電路中總電阻和總電流的變化情況;③最后結(jié)合歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)分析電流表和電壓表示數(shù)的變化情況。
解答:①電阻R和變阻器R1組成串聯(lián)電路,電壓表V測(cè)量滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓,電流表A測(cè)電路中的電流;②當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),其接入電路阻值變小,電路中總電阻變小,根據(jù)歐姆定律得電路中電流變大,故電流表示數(shù)變大;③定值電阻R兩端的電壓為U=IR,I變大,R不變,因此U變大,故定值電阻R兩端的電壓U變大,電壓表V1示數(shù)變大;因定值電阻R兩端的電壓U變大,電源兩端電壓保持恒定,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U1會(huì)變小,故電壓表V2的示數(shù)變小。故選B。
點(diǎn)評(píng):本題考查了歐姆定律的應(yīng)用以及滑動(dòng)變阻器的使用,解決此類問題要判斷滑動(dòng)變阻器在電路中電阻的變化,再利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律來判斷電表示數(shù)的變化。
例2:電源電壓保持不變,閉合開關(guān),滑動(dòng)變阻器滑片P從左向右移到中點(diǎn)的過程中,電流表A1、A2、電壓表V的示數(shù)各如何變化?( ) A.電壓表V和電流表A1、電流表A2的示數(shù)都變?。籅.電流表A1的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)保持不變;C.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2和電壓表V的示數(shù)不變;D.電流表A2示數(shù)變小,電流表A1和電壓表V的示數(shù)不變。
分析:從圖(圖略)可知,R1和R2組成的是一個(gè)并聯(lián)電路,電流表A1測(cè)量的是干路電路中的總電流,電流表A2測(cè)量的是通過定值電阻R2的電流,首先分析電路中電阻的變化,再利用公式I=U/R來分析電流表示數(shù)的變化,電壓表測(cè)量的是R2兩端的電壓,可利用并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
解答:因?yàn)镽1和R2組成的是一個(gè)并聯(lián)電路,電壓表測(cè)量的是R2兩端的電壓,故U1=U2=U,而電源兩端電壓保持不變,所以電壓表示數(shù)保持不變;電流表A2測(cè)量的是通過定值電阻R2的電流,U2不變,R2不變,由公式I=U/R可知,電流表A2的示數(shù)保持不變;電流表A1測(cè)量的是干路中的電流,滑動(dòng)變阻器滑片P從左向右滑動(dòng)時(shí),其連入電路中的電阻變小,所以電路中的總電阻變小,而U不變,由公式I=U/R可知,電流表A1的示數(shù)變大,電流表A2的示數(shù)保持不變。故選 C。
點(diǎn)評(píng):本題考查了滑動(dòng)變阻器對(duì)電流表和電壓表的影響,解決此類問題要判斷滑動(dòng)變阻器在電路中電阻的變化,再利用并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律來判斷電壓和電流的變化。
二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化類
例3:如圖(圖略)所示,電源電壓不變,當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合時(shí),電表示數(shù)的變化情況是:( ) A.電流表、電壓表示數(shù)均變大;B.電流表、電壓表示數(shù)均變??;C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變??;D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大。
分析:先判斷出開關(guān)閉合前后電路的連接方式,再判斷電壓表測(cè)哪個(gè)用電器兩端的電壓,最后根據(jù)歐姆定律解答。
解答:在開關(guān)閉合前,電阻R1和 R2組成串聯(lián)電路。電壓表V測(cè)量R2兩端的電壓,開關(guān)閉合后,電阻R1被局部短路,此時(shí),電壓表測(cè)量R2兩端的電壓,同時(shí)也測(cè)量電源兩端的電壓,因此電壓表V的示數(shù)和原來相比將變大。
開關(guān)閉合前,電流表測(cè)量串聯(lián)電路的電流;開關(guān)閉合后,由于電阻R1和電流表被局部短路,所以電流表的示數(shù)為零,和原來相比電流表的示數(shù)將變小。故選C。
點(diǎn)評(píng):知道串聯(lián)電路的特點(diǎn),熟悉電壓表的使用,會(huì)靈活應(yīng)用歐姆定律。
例4:如圖(圖略)所示的電路,電源電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)s閉合時(shí),電表示數(shù)的變化情況是:( )A. A1示數(shù)不變,A2示數(shù)減?。籅. A1示數(shù)不變,A2示數(shù)增大;C. A1、A2的示數(shù)均增大;D.A1示數(shù)減小,A2示數(shù)減小。
分析:先判斷出電阻的連接方式和電流表是測(cè)量哪個(gè)電阻的電流后分析解答。
解答:兩個(gè)電燈是并聯(lián)的,電流表A1測(cè)支路中的電阻R1的電流,電流表A2測(cè)干路中的電流,當(dāng)開關(guān)閉合后,電阻R1兩端的電壓還等于電源電壓,故電流表A1的示數(shù)不變;而電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律得,干路中的電流變大,故電流表A2的示數(shù)變大。故選B。
關(guān)鍵詞:《閉合電路歐姆定律》;教學(xué)設(shè)計(jì);高中物理
一、教學(xué)設(shè)計(jì)
1.課題
閉合電路的歐姆定律(人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3-1)
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點(diǎn),是歐姆定律的延伸,教材從能量入手,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律,教學(xué)過程簡(jiǎn)單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問題,使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出,將理論應(yīng)用于實(shí)際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動(dòng)勢(shì)等于沒接入電路時(shí)兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法:①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨(dú)立思考、自主探究物理問題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀:①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案,學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí),重點(diǎn)思考并回答以下問題:
(1)什么是電源?
(2)電源電動(dòng)勢(shì)的概念和物理意義是什么?
(3)什么是內(nèi)電路?什么是外電路?在回路中的電流方向如何?
(4)在內(nèi)、外電路中電勢(shì)是如何變化的?
(5)怎樣計(jì)算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能?
(6)如何計(jì)算電池內(nèi)部非靜電力所做的功?
(7)內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系?
(8)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的?
【設(shè)計(jì)意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到了課外,保證了學(xué)生思考的空間,增加了有效學(xué)習(xí)的時(shí)間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識(shí),需要學(xué)習(xí)哪些知識(shí),才能有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料,避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象,學(xué)生帶著問題積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí),滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識(shí)發(fā)展的需要,有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容,師傅補(bǔ)充完善不足之處,在合作中解決疑難問題,突破重難點(diǎn)。教師巡視了解每對(duì)師徒的學(xué)習(xí)情況,對(duì)學(xué)習(xí)過程中存在疑問的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),對(duì)學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點(diǎn)撥。如,有些師友根據(jù)理論知識(shí)推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受,此時(shí)教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證;在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前,教師應(yīng)提出問題:能否用實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并引導(dǎo)師友合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)步驟,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成U-I圖像,進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計(jì)意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,并在教師的點(diǎn)撥下激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性,從而通過學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位,而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時(shí),學(xué)生之間通過交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長(zhǎng)補(bǔ)短、互利共贏,更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展,這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力,又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵(lì)學(xué)生積極上臺(tái)講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識(shí),板演相關(guān)例題,其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補(bǔ)充,也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點(diǎn)進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語,規(guī)范學(xué)生的解題步驟,引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計(jì)意圖】全國(guó)教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對(duì)知識(shí)的記住率只有5%,而極少數(shù)教師鼓勵(lì)的學(xué)生教別人的方法,使學(xué)生本人對(duì)知識(shí)的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中,教師把課堂真正讓位給學(xué)生,讓學(xué)生做主講,不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力,同時(shí)在學(xué)生教會(huì)其他同學(xué)時(shí)自己也會(huì)收獲新的體會(huì),而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作,真正實(shí)現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢(shì)。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)予以講解;明確學(xué)生易混、易錯(cuò)、易漏的問題,對(duì)解題規(guī)律、注意事項(xiàng)、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié),歸納出知識(shí)體系,以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運(yùn)用。例如,教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系,他們的本質(zhì)是不同的,電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小,而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小,因而用電壓表直接接在電源兩級(jí)上,其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢(shì),但很接近電源電動(dòng)勢(shì):U=IRV=?RV=,當(dāng)RV>r時(shí),U≈E。
【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)課的問題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的,規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗(yàn)證出來的,甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的,可以說全程都是由學(xué)生自己完成的,因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識(shí)體系,真正做到將學(xué)來的知識(shí)變?yōu)樽约核鶕碛械闹R(shí),實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題,學(xué)生在規(guī)定時(shí)間完成后師友當(dāng)堂交換批改,之后交流做題心得與體會(huì)。教師檢查學(xué)生的掌握情況,布置課后作業(yè)。
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意在幫助學(xué)生檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,深化學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知,培養(yǎng)他們自行解決物理問題的信心和決心,端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時(shí),教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況,及時(shí)反饋、適時(shí)調(diào)整并通過課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到課下,為下節(jié)課埋下伏筆,使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)建議
在設(shè)計(jì)學(xué)案時(shí)應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生,做到環(huán)環(huán)相扣,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué);在學(xué)生進(jìn)行交流探究時(shí),教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān),探究要有深度不能屈于表面;在互助提高階段,教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言,提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)高中學(xué)生個(gè)性心理發(fā)展特點(diǎn),通過課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端,以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn):
[l]李志剛.“和諧互助”式教學(xué)策略研究概述[J].中國(guó)教育學(xué)刊,2010,31(12).
[2]李志剛,吳越.活力課堂[M].上海:上海教育出版社,2009.
【關(guān)鍵詞】短路 用電器短路 歐姆定律
短路現(xiàn)象在初中物理學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會(huì)遇到,也被視為一個(gè)電學(xué)難點(diǎn)問題。實(shí)際上,不管哪一種短路首先應(yīng)該是能判斷出是短路現(xiàn)象再做不同的處理。而且關(guān)于短路現(xiàn)象,在不同的學(xué)習(xí)階段可以用不同的方法來判斷和理解。一般情況下,電路短路分電源短路和用電器短路。
電源短路:就是把電源的兩端用導(dǎo)線直接或間接相連,中間沒有通過任何用電器。如果在復(fù)雜電路中,可以找出一條路直接從電源的正極走向負(fù)極中間不通過任何用電器,那就視為短路,因?yàn)殡娏骺偸亲呓輳降?電源短路是很危險(xiǎn)的,容易造成電源燒毀甚至火災(zāi)。
用電器短路:簡(jiǎn)單的可以說成拿一根導(dǎo)線把用電器兩端連接起來,電流通過導(dǎo)線,電流沒有通過用電器,用電器不工作,視為短路。
對(duì)于電源短路現(xiàn)象,比較好判斷,用電源短路的概念很容易判斷出來,以下主要的談一下用電器短路現(xiàn)象。
一、在剛開始接觸電學(xué)時(shí),由于剛接觸電學(xué)部分的知識(shí),學(xué)生缺少基本的理論知識(shí),此時(shí),只要能判斷出短路現(xiàn)象就可以,判斷是否短路時(shí)可以用“電流能不經(jīng)過用電器就不經(jīng)過用電器”這一句話來判斷。
例如:如圖1所示,從A點(diǎn)到B點(diǎn)有兩條路,一條是從A經(jīng)燈泡L到B,另一條則是從A經(jīng)C到B。這兩條路第二條不用經(jīng)過用電器,由“電流能不經(jīng)過用電器就不經(jīng)過用電器”判斷知,電流是從A經(jīng)C到B的,燈泡L被短路了。
二、當(dāng)歐姆定律學(xué)過之后,結(jié)合并聯(lián)電路和串聯(lián)電路中的規(guī)律可對(duì)短路現(xiàn)象有進(jìn)一步的理解:
例如圖2:虛線框內(nèi)部分電路為并聯(lián)電路,假設(shè)它的等效電阻值R2,導(dǎo)線ACB的電阻為R3,則根據(jù)并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律得:
由于,因此,也就是說,虛線框內(nèi)部分電路的等效電阻值是小于導(dǎo)線ACB的阻值的。而電阻R和等效電阻R2是串聯(lián)在電路中的:
由歐姆定律得: 因?yàn)?/p>
所以即
又因?yàn)镽2遠(yuǎn)小于R,因此等效電阻R2兩端的電壓U2遠(yuǎn)小于R兩端的電壓U1,也就是說R2兩端的電壓非常的小。