時(shí)間:2023-09-22 15:32:11
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(1)能根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)系得出歐姆定律。
(2)理解歐姆定律,記住歐姆定律的公式,并能利用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
(3)能根據(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律,利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。
2、過(guò)程和方法
(1)通過(guò)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到歐姆定律,培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力。
(2)通過(guò)利用歐姆定律的計(jì)算,學(xué)會(huì)解電學(xué)計(jì)算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。
(3)通過(guò)歐姆定律的應(yīng)用,使學(xué)生學(xué)會(huì)由舊知識(shí)向新問(wèn)題的轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)了解科學(xué)家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)家探求真理的偉大精神和科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的積極性和勇于為科學(xué)獻(xiàn)身的熱情。
4、教學(xué)重點(diǎn):歐姆定律及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中,通過(guò)某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測(cè)定》論文提出的。
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器之后的內(nèi)容,這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律,又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。通過(guò)學(xué)習(xí)“歐姆定律”,主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系,初步掌握運(yùn)用歐姆定律解決簡(jiǎn)單電學(xué)問(wèn)題的思路和方法,同時(shí)也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識(shí)與電路分析和計(jì)算打下基礎(chǔ),起到了承上啟下的作用。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)與技能
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
(2)過(guò)程與方法
運(yùn)用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)歐姆定律的認(rèn)識(shí),體會(huì)物理規(guī)律的客觀性和普遍性,增強(qiáng)對(duì)科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。
3.教學(xué)的重難點(diǎn)
重點(diǎn):理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
難點(diǎn):對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用。
二、說(shuō)教法
這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法,提高課堂效率,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的原則。
三、說(shuō)學(xué)法
在物理教學(xué)中,應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo),應(yīng)重視學(xué)情,突出自主學(xué)習(xí),鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過(guò)閱讀例題,讓學(xué)生在閱讀過(guò)程中進(jìn)行分析、推理,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。
四、說(shuō)教學(xué)設(shè)計(jì)
在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗(yàn)的基礎(chǔ)上的,先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo),學(xué)生通過(guò)自主解決實(shí)際問(wèn)題獲得感性認(rèn)識(shí)。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學(xué)生去完成,即便會(huì)有一些問(wèn)題,也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的源頭出在哪里,讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和討論,這樣既加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理
關(guān)鍵詞:初中;物理;歐姆定律;教學(xué)問(wèn)題
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1008-3561(2015)09-0056-01
一、在實(shí)驗(yàn)探究中讓學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆定律
歐姆定律是電學(xué)重要內(nèi)容之一,也是中考重點(diǎn)考查內(nèi)容,所以能否教好歐姆定律關(guān)系到之后對(duì)中考的重點(diǎn)知識(shí)復(fù)習(xí),更有可能影響學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的熱情。在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程之中以學(xué)生為主,教師起引導(dǎo)作用,讓學(xué)生通過(guò)觀察電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的微量變化發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,他們對(duì)于自己發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)比老師直接教導(dǎo)的印象深刻,從而達(dá)到了教學(xué)目的。
二、在歐姆定律的學(xué)習(xí)中最經(jīng)常遇到的問(wèn)題
在實(shí)際的教學(xué)之中,教師要把電路的認(rèn)識(shí)與畫(huà)電路圖、連接電路作為主要的教學(xué)任務(wù),開(kāi)闊學(xué)生的思維,加強(qiáng)對(duì)電路的認(rèn)識(shí)。物理是一門比較枯燥的課程,只有激發(fā)學(xué)生的熱情,才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用,是最基礎(chǔ)的概念。電流表測(cè)量電流、電壓表測(cè)量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流,這部分則比較重要,需要重點(diǎn)講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測(cè)量?jī)x器,明確這些儀器的使用與操作,是非常重要的,關(guān)系到后期實(shí)驗(yàn)的正確性與對(duì)知識(shí)的理解。以上基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的基礎(chǔ)。
三、歐姆定律的主要內(nèi)容是電流、電壓、電阻的關(guān)系
這部分知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。教師在實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化,對(duì)于多個(gè)變量問(wèn)題的研究是采用固定一個(gè)量不變,研究其余兩個(gè)量的變化的處理方法,從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理學(xué)中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律,是電學(xué)中的基本定律,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)分析和進(jìn)行電路計(jì)算的基礎(chǔ),是初中電學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)。
歐姆定律是初中物理學(xué)電學(xué)的重點(diǎn)、也是難點(diǎn),想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關(guān)系,并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出歐姆定律,做好演示實(shí)驗(yàn),歸納、分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使學(xué)生正確理解歐姆定律的基礎(chǔ)。所以,使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器是這部分知識(shí)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。
電流、電壓、電阻的概念是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),由于初中學(xué)生水平有限,對(duì)電流、電壓的概念要求較低,并沒(méi)有下準(zhǔn)確的定義。因此,電阻的概念就成了學(xué)生理解的難點(diǎn)。教師要多舉例子幫助學(xué)生理解電阻是導(dǎo)體本身的屬性,決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面和溫度,它用兩端的電壓和通過(guò)的電流的比值來(lái)表示是為了測(cè)量的方便,與外加電壓、電流無(wú)關(guān)。同時(shí),教師一定要糾正一些學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯(cuò)誤概念,也就是對(duì)歐姆定律的錯(cuò)誤理解。歐姆定律在學(xué)生頭腦的建立過(guò)程是十分重要的,認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn),用實(shí)驗(yàn)來(lái)探索一個(gè)量隨兩個(gè)量變化的定量關(guān)系是第一次。首先要向?qū)W生交代清楚實(shí)驗(yàn)的研究方法,本實(shí)驗(yàn)彩用控制變量法來(lái)研究,即“固定電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系;固定電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系”。在連接如圖(圖略)所示的實(shí)驗(yàn)電路時(shí),要將具體接法演示給學(xué)生看。可以先從電源正極開(kāi)始,按電流方向依次為電池、開(kāi)關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)閉合回路,最后將電壓表并聯(lián)在定值電阻R兩端。同時(shí)提醒學(xué)生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進(jìn)電表,負(fù)接線柱流出電表及量程選擇,電流表與R串聯(lián),其示數(shù)等于通過(guò)R的電流。電壓表與R并聯(lián)其數(shù)等于R兩端的電壓。
運(yùn)用歐姆定律可以推導(dǎo)串聯(lián)電路中的總電阻跟各串聯(lián)電阻之間的關(guān)系及電壓分配跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系,具體推導(dǎo)如下:
在串聯(lián)電路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由歐姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2將這些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是說(shuō)串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。
在串聯(lián)電路中:I=I1=I2;由歐姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;將這些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 變換一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串聯(lián)電路中,電壓分配跟導(dǎo)體電阻成正比。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的分析、思維方法、能力訓(xùn)練的具體研究,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法,更好地駕駛物理教材,提高物理教學(xué)質(zhì)量,把重點(diǎn)真正落實(shí)在教學(xué)過(guò)程中,幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)控制變量法研究多個(gè)變量的問(wèn)題,學(xué)會(huì)用等效法分析復(fù)雜電路。因此,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,從而有效培養(yǎng)學(xué)生的物理素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】物理;歐姆定律;問(wèn)題;解題思路
歐姆定律是高中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容,也是高考的重難點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)歐姆定律掌握的好壞會(huì)直接影響我們的考試成績(jī),因此要多用時(shí)間將這塊知識(shí)進(jìn)行鞏固,以取得更高的分?jǐn)?shù)。
1在歐姆定律的學(xué)習(xí)中常遇到的問(wèn)題
1.1歐姆定律的使用范圍問(wèn)題
在電路的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我會(huì)出現(xiàn)忽略導(dǎo)線,電子元件與電源自身的電阻,將整個(gè)電路視為純電阻電路的問(wèn)題。而歐姆定律通常只適用于導(dǎo)電金屬和導(dǎo)電液體,對(duì)于氣體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等特殊電路元器件不適用,但我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說(shuō)線性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線性元件,但實(shí)踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,本人為了弄清這里的問(wèn)題,向老師進(jìn)行了請(qǐng)教并查閱了相關(guān)資料,許多資料上說(shuō)歐姆定律的應(yīng)用有“同時(shí)性”與“歐姆定律不適用于非線性元件,但對(duì)于各狀態(tài)下是適合的”。但我自身總覺(jué)得這樣的解釋難以接受,有牽強(qiáng)之意,即個(gè)人理解為既然各個(gè)狀態(tài)下都是適合的,那就是適合整個(gè)過(guò)程。
1.2線性元件的存在問(wèn)題
通過(guò)物理學(xué)習(xí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)材料的電阻率ρ會(huì)隨其它因素的變化而變化(如溫度),從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實(shí)際上不可能是穩(wěn)定不變的,也就是說(shuō)理想的線性元件并不存在。而在實(shí)際問(wèn)題中,當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時(shí),可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
1.3電流,電壓與電阻使用的問(wèn)題
電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用,是最基礎(chǔ)的概念,也是我最容易混淆的內(nèi)容。電流表測(cè)量電流、電壓表測(cè)量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流,而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測(cè)量?jī)x器,另外,歐姆定律只是用來(lái)研究電路內(nèi)部系統(tǒng),不包括電源內(nèi)部的電阻、電流等,在學(xué)習(xí)歐姆定律的過(guò)程中,電流表、電壓表、導(dǎo)線等電子元器件的影響常常是不考慮在內(nèi)的,而對(duì)于歐姆定律的公式I=UR,I、U、R這三個(gè)物理量,則要求必須是在同一電路系統(tǒng)中,且是同一時(shí)刻的數(shù)值。
2歐姆定律學(xué)習(xí)中需要掌握的內(nèi)容
本人在基于電學(xué)的基礎(chǔ)之上,通過(guò)對(duì)歐姆定律的解題方式進(jìn)行分析,個(gè)人認(rèn)為我們需掌握以下內(nèi)容:了解產(chǎn)生電流的條件;理解電流的概念和定義式I=q/t,并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算;熟練掌握歐姆定律的表達(dá)式I=U/R,明確歐姆定律的適用條件范圍,并能用歐姆定律解決相關(guān)的電路問(wèn)題;知道什么是導(dǎo)體的伏安特性,什么是線性元件與非線性元件;知道電阻的定義和定義式R=U/I;能綜合運(yùn)用歐姆定律分析、計(jì)算實(shí)際問(wèn)題;需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),能根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律,并能運(yùn)用公式法和圖像法相結(jié)合的方法解決問(wèn)題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對(duì)歐姆定律內(nèi)容的理解
在歐姆定律例題分析中,我們比較常見(jiàn)的問(wèn)題是多個(gè)變量的問(wèn)題,以我自身為例,由于物理理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,所以學(xué)習(xí)難度較大,但我通過(guò)相關(guān)教學(xué)短片的學(xué)習(xí),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(guò)速度則快”的方式,明白了電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性,其大小是受溫度、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(wú)關(guān),并且明白了電阻不會(huì)隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時(shí)我們每一個(gè)人都知道對(duì)于不同的習(xí)題,解決步驟都是不相同的,雖同一問(wèn)題會(huì)有不同的解題方法,但總是離不開(kāi)歐姆定律這個(gè)框架。因此對(duì)于一些與電學(xué)有關(guān)的知識(shí),我一般會(huì)利用歐姆定律解決電生磁現(xiàn)象與電功率計(jì)算問(wèn)題。例如:某人做驗(yàn)時(shí)把兩盞電燈串聯(lián)起來(lái),燈絲電阻分別為R1=30Ω,R2=24Ω,電流表的讀數(shù)為0.2A,那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?我可以根據(jù)兩燈串聯(lián)這一關(guān)建條件,與U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結(jié)論。
3.2利用電路圖進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算
在解有關(guān)歐姆定律的題時(shí),以前直接把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計(jì)算,并把同一導(dǎo)體不同時(shí)刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計(jì)算,因此經(jīng)常混淆,不便于分析問(wèn)題。通過(guò)后期老師給予我的建議,在解題前我都會(huì)先根據(jù)題意畫(huà)出電路圖,并在圖上標(biāo)明已知量、數(shù)值和未知量的符號(hào),明確需分析的是哪一部分電路,這部分電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián),以抓住電流、電壓、電阻在串聯(lián)、并聯(lián)電路中的特征進(jìn)行解題。同時(shí),我還會(huì)注意開(kāi)關(guān)通斷引起電路結(jié)構(gòu)的變化情況,并且回給“同一段電路”同一時(shí)刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo),其中需注意單位的統(tǒng)一與電流表、電壓表在電路中的連接情況,以及滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進(jìn)行知識(shí)拓展
本著從易到難的原則,我們可從一個(gè)電阻的問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算,再擴(kuò)展到兩個(gè)電阻、三個(gè)電阻,逐漸拓寬我們的思路,讓自己找到學(xué)習(xí)的目標(biāo)以及方法。比如遇到當(dāng)定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變?yōu)閁2,電路中的電流由I1增大到I2,這個(gè)定值電阻是多少的問(wèn)題時(shí),我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值,而當(dāng)難度增加由一個(gè)電阻變?yōu)閮蓚€(gè)電阻時(shí),定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數(shù)為ΔI,在這樣的問(wèn)題上可將變化的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為固定的關(guān)系之間的數(shù)值,就可簡(jiǎn)化許多變量問(wèn)題的計(jì)算。當(dāng)變量變?yōu)槿齻€(gè)電阻時(shí)難度會(huì)進(jìn)一步的增大,我起初認(rèn)為這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù),所以放棄了這類題,而在經(jīng)過(guò)詢問(wèn)成績(jī)優(yōu)秀的同學(xué)時(shí),才知道可將三個(gè)電阻盡量化為兩個(gè)電阻,通過(guò)電壓表與電流表的位置將電阻進(jìn)行合并,以此簡(jiǎn)化題目。
4總結(jié)
簡(jiǎn)言之,歐姆定律是物理教材中最為重要的電學(xué)定律之一,是電學(xué)內(nèi)容的重要知識(shí),也是我們學(xué)習(xí)電磁學(xué)最基礎(chǔ)的知識(shí)。當(dāng)然,對(duì)于歐姆定律的學(xué)習(xí)與解題方法,自然不止以上所述方法,因而在具體的學(xué)習(xí)中,我們要立足于自身實(shí)際學(xué)習(xí)情況來(lái)進(jìn)行方法的選取,突破重難點(diǎn)知識(shí),以找到更好的解題思路。
參考文獻(xiàn):
[1]高飛.歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用技巧[J].才智,2009(27)
關(guān)鍵詞: 物理 歐姆定律 復(fù)習(xí)
在物理復(fù)習(xí)的整個(gè)知識(shí)體系中,電學(xué)知識(shí)板塊兒尤為重要。一是:它占整個(gè)三式合一理化試題物理部分的40%左右,即70分中的近30分屬于物理電學(xué)試題。二是:電學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用已凸顯出來(lái)。而要學(xué)生全面掌握、領(lǐng)會(huì)初中階段電學(xué)知識(shí),對(duì)于相當(dāng)一部分初中生來(lái)說(shuō)具有較大的難度。從教以來(lái)我聽(tīng)過(guò)一些初中電學(xué)復(fù)習(xí)課:有的先把所要用到的電學(xué)公式板書(shū)在黑板上,再講典型例題,接著練習(xí);有的則通過(guò)學(xué)生作題中所反饋的問(wèn)題對(duì)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào),再練習(xí);有的直接強(qiáng)調(diào)萬(wàn)變不離其宗,讓學(xué)生多看教材,然后講例題等。復(fù)習(xí)中講例題沒(méi)錯(cuò),但選擇的例題過(guò)多,又無(wú)代表性,既延長(zhǎng)了復(fù)習(xí)時(shí)間,又不能使學(xué)生的知識(shí)得到升華。久而久之,學(xué)生疲勞,老師厭煩。要使復(fù)習(xí)課在短時(shí)間內(nèi)生動(dòng)、奏效,應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)睦},在講例題的基礎(chǔ)上,對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和升華。
復(fù)習(xí)課,一要體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”,教學(xué)方式多樣化等新課程理念;二要體現(xiàn)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法以及情感態(tài)度和價(jià)值觀”三維目標(biāo)的培養(yǎng);三要優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)、幫助下,把學(xué)到的知識(shí)歸納起來(lái),從而便于提練和記憶。所以對(duì)電學(xué)的復(fù)習(xí)要從學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的小電器起步,從典型例題入手進(jìn)行歸納總結(jié)。
例1:如圖-1是一個(gè)玩具汽車上的控制電路。小明對(duì)其進(jìn)行測(cè)量和研究發(fā)現(xiàn):電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω,保護(hù)電阻R為4Ω。當(dāng)閉合S后,兩電壓表的示數(shù)分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動(dòng)機(jī)的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學(xué)出版社出版,經(jīng)陜西省中小學(xué)教材審定委員會(huì)2008年審定通過(guò)的《物理課堂練習(xí)冊(cè)》中的一道題)
學(xué)生通常按下列方法計(jì)算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動(dòng)機(jī)中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空電路中的電流就有兩個(gè)值0.5A和4A。
于是第二空的對(duì)應(yīng)值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個(gè)問(wèn)題:
1.根據(jù)歐姆定律計(jì)算出兩個(gè)串聯(lián)元件中的電流不相等,與串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)相矛盾。
2.由串聯(lián)分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①當(dāng)U=2V時(shí),U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當(dāng)UM′=4V時(shí),U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系相矛盾。
對(duì)此,應(yīng)找出題中所涉及的知識(shí)點(diǎn),分析這些知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應(yīng)對(duì)歐姆定律有深入的理解。
例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導(dǎo)學(xué)生分析如下:
1.對(duì)電路狀態(tài)的分析。
(1)當(dāng)S、S、S都閉合時(shí),R與R并聯(lián),并聯(lián)后作為一個(gè)整體再與R串聯(lián)。A測(cè)R中的電流,V測(cè)R或R兩端電壓。
(2)當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),則由圖-2演變?yōu)閳D-2(a)到(b)。
R與R串聯(lián),R處于斷開(kāi)狀態(tài),A測(cè)整個(gè)電路中的電流。
(3)當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),則由圖2演變?yōu)閳D-2(c)到(d)。
R與R串聯(lián),R處于斷開(kāi)狀態(tài),V測(cè)R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個(gè)量間的關(guān)系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量是針對(duì)同一個(gè)用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。
當(dāng)圖-2中的S、S、S都閉合時(shí),A測(cè)R中的電流為I,V測(cè)R兩端電壓為U。此時(shí)能否用U與I的比值來(lái)計(jì)算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時(shí),由于R與R并聯(lián),所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據(jù)R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計(jì)算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結(jié)果,實(shí)屬偶然巧合。
若R≠R時(shí),那么R=U/I,若再按R=U/I來(lái)計(jì)算R的電阻值就沒(méi)有上述的巧合了。因?yàn)殡妷合嗟仁遣⒙?lián)電路電壓的特點(diǎn),R、R中的電流是不相等的。上述中錯(cuò)誤地認(rèn)為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個(gè)不同電阻(或用電器,或電路)的對(duì)應(yīng)量,也就違背了“同一性”。
這就告訴我們,在應(yīng)用歐姆定律解題時(shí),一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學(xué)中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量必須是同一狀態(tài)、同一時(shí)刻存在的三個(gè)物理量,即必須滿足“同時(shí)性”。
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合時(shí),R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),不難看出,R與R串聯(lián):I=I=I則I=U源/(R+R);當(dāng)S、S閉合S斷開(kāi)時(shí),R與R串聯(lián):I=I=I,則I=U/(R+R)。因?yàn)镽+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時(shí),R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小不相等,這是因?yàn)镾、S閉合時(shí)與S、S閉合時(shí)電路狀態(tài)不同,R是在不同的狀態(tài)下工作,不是同一時(shí)間內(nèi)電流的大小,電流不相等。
在利用公式計(jì)算的過(guò)程中,不能用第一狀態(tài)下的量值與第二狀態(tài)下的量值代入關(guān)系式計(jì)算。如:要計(jì)算R的電阻值,就不能用第一狀態(tài)下R兩端的電壓值與第二狀態(tài)下R中的電流的比值來(lái)計(jì)算R的電阻值。在計(jì)算電流、電壓時(shí),也不能這樣處理。
因此在利用公式計(jì)算時(shí),帶值入式的物理量必須是同一狀態(tài)下的物理量,必須滿足“同時(shí)性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量的單位必須同一到國(guó)際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應(yīng)滿足“統(tǒng)一性”。
除各物理量的主單位外,還應(yīng)記住常用單位及其單位換算關(guān)系,將常用單位換算為國(guó)際單位制單位,在利用其它電學(xué)公式計(jì)算時(shí)也要統(tǒng)一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對(duì)應(yīng)單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對(duì)一段不含電源的導(dǎo)體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉(zhuǎn)換的知識(shí),電動(dòng)機(jī)工作時(shí)實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)工作時(shí),其閉合線圈切割磁感線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)流過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈中的電流有一定影響。
實(shí)際上圖1相當(dāng)于一個(gè)“RL”串聯(lián)電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數(shù)和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關(guān)系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。
雖然電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗目前初中階段無(wú)法計(jì)算出來(lái),但無(wú)論電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動(dòng)機(jī)兩端的實(shí)加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動(dòng)機(jī)的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說(shuō)明,電阻R所在的這部分電路與電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路有著本質(zhì)的不同。從能量轉(zhuǎn)化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能;而電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路電能只有少部分轉(zhuǎn)化為熱能,大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時(shí)候電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇,等等,除了發(fā)熱外,還對(duì)外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導(dǎo)出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和通常狀態(tài)下的電解質(zhì)溶液;但是對(duì)于氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導(dǎo)電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對(duì)某一導(dǎo)體是否適用,關(guān)鍵是看該導(dǎo)體的電阻是否為常數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數(shù)時(shí),其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對(duì)它成立;當(dāng)導(dǎo)體的電阻隨電壓、電流變化時(shí),其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對(duì)它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導(dǎo)體溫度保持恒定時(shí)才能成立。當(dāng)導(dǎo)體溫度變化時(shí),歐姆定律對(duì)該導(dǎo)體不成立,因?yàn)殡娮枋菧囟鹊暮瘮?shù)。
在講解歐姆定律的應(yīng)用時(shí),常舉白熾燈的例子,實(shí)際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時(shí)電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對(duì)非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關(guān)系式R=U/I仍然成立,只不過(guò)對(duì)非線性電阻,R不再是常量。
綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個(gè)值0.5A和4A,一個(gè)是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個(gè)是用歐姆定律計(jì)算在非純電阻電路(含電動(dòng)機(jī)的電路)中的電流為4A,顯然不對(duì)。
通過(guò)對(duì)例1的全面、透徹的分析,我們對(duì)電學(xué)知識(shí)得到了進(jìn)一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)必須注意“三性”;(4)復(fù)習(xí)了電功率、焦耳定律等相關(guān)電學(xué)公式;(5)歐姆定律的適用范圍。
學(xué)生能夠領(lǐng)悟到,復(fù)習(xí)不是為了解題,而是要掌握知識(shí)的前后聯(lián)系,優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu);仔細(xì)觀察,認(rèn)真分析;發(fā)散思維,以點(diǎn)帶面;舉一反三,融會(huì)貫通。這樣,從而體現(xiàn)出知識(shí)與技能、過(guò)程與方法,以及情感態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]王較過(guò).物理教學(xué)論.陜西師范大學(xué)出版社,2003.
[2]閻金鐸,田世坤.初中物理教學(xué)通論.高等教育出版社,1989.
[3]梁紹榮等.普通物理學(xué)―電磁學(xué)高等教育出版社,1988.
[4]新課程實(shí)施難點(diǎn)與教學(xué)對(duì)策案例分析叢書(shū),(初中卷).中央民族大學(xué)出版社.
關(guān)鍵詞:高中物理;閉合電路;歐姆定律;難點(diǎn)教學(xué)
雖然高中生的抽象思維能力較之初中生而言要強(qiáng)一些,但是由于閉合電路的歐姆定律的相關(guān)知識(shí)較為抽象,學(xué)生理解起來(lái)仍然存在很大的難度。因而,在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí),教師應(yīng)立足于學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力水平,采用多種教學(xué)方法幫助學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識(shí),尤其將之與之前所學(xué)的歐姆定律的知識(shí)區(qū)別開(kāi)來(lái),避免混淆。那么,在高中閉合電路的歐姆定律教學(xué)中,教師如何具體完成這一難點(diǎn)的教學(xué)呢?
一、巧妙導(dǎo)入,激發(fā)興趣
在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí),教師首先要通過(guò)有效的導(dǎo)入來(lái)充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而順利將學(xué)生引入新知識(shí)的學(xué)習(xí)中。
針對(duì)于此,教師可以通過(guò)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)入。教師先準(zhǔn)備好幾節(jié)日常生活中常用的不同型號(hào)的干電池及蓄電池,然后在干電池上標(biāo)明1.5V,蓄電池上標(biāo)明2.0V,然后準(zhǔn)備15V的電源及一個(gè)小電筒燈泡,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn):先將小燈泡接到2V的蓄電池上,學(xué)生觀察到小燈泡發(fā)出很亮的光。之后讓學(xué)生猜想,如果將小燈泡接到15V的電源上,會(huì)發(fā)生什么情況?結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生們通常會(huì)以為小燈泡會(huì)被燒壞。接著教師就進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn),卻發(fā)現(xiàn)小燈泡安然無(wú)恙,而且發(fā)出光的亮度反而比之前2V的還要暗。這就有效地激起了學(xué)生的求知欲,為什么會(huì)這樣呢?教師就可以順利導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)——閉合電路的歐姆定律。這樣,學(xué)生必定興趣大增,積極投入之后的教學(xué)中,為這一難點(diǎn)的教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、借助實(shí)驗(yàn),突破難點(diǎn)
上文說(shuō)到,這一內(nèi)容的知識(shí)較為抽象,因而在教學(xué)中教師如果單靠講解的話,學(xué)生理解起來(lái)難度較大,因而筆者認(rèn)為教師可以借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的講解,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得知識(shí),從而有效地突破這一教學(xué)難點(diǎn)。
首先,教師可以通過(guò)讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)電路來(lái)確切了解閉合電路以及分電路、內(nèi)電路、外電路等知識(shí),并且掌握電源的外部電流流向及內(nèi)部電流流向,從而為之后的學(xué)習(xí)掃除一定的障礙。之后組織學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)記錄改變電阻值、
閉合開(kāi)關(guān)后電動(dòng)勢(shì)、電流以及電阻的關(guān)系,認(rèn)真分析后,獲得閉合電路的歐姆定律。
三、積極拓展,學(xué)以致用
在學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)有了一定的掌握后,教師可以進(jìn)行及時(shí)的知識(shí)拓展,幫助學(xué)生更深地理解并掌握這一定律,從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。比如,讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論兩種較為特殊的情況(短路及斷路)并進(jìn)行解決:如,教師應(yīng)讓學(xué)生明確如果發(fā)生短路現(xiàn)象,常會(huì)導(dǎo)致電源被燒壞甚至引起火災(zāi),因而為了避免這一問(wèn)題,可以安裝保險(xiǎn)絲等。通過(guò)這種方式,有效地拓展了知識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用的能力。
當(dāng)然,對(duì)于閉合電路的歐姆定律這一難點(diǎn)的教學(xué),自然不止這一方法,并且難點(diǎn)是相對(duì)的。因而在具體教學(xué)中,教師要立足于學(xué)生實(shí)際進(jìn)行教學(xué),這樣方能有效突破難點(diǎn),最終幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)并能靈活運(yùn)用。
參考文獻(xiàn):
[1]孫殿喬.閉合電路歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)突破[J].新課程學(xué)習(xí):中,2010(8).
[2]呵泓.閉合電路的歐姆定律教學(xué)難點(diǎn)的分析與突破[J].物理通報(bào),2000(5).
一、重視實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題
歐姆定律的探究過(guò)程把科學(xué)探究的七個(gè)環(huán)節(jié)表現(xiàn)得淋漓盡致,從最初了解基本電路中電流、電壓和導(dǎo)體電阻的定性關(guān)系,從而提出“導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻是怎樣影響導(dǎo)體中電流大小的,電流與電壓和電阻究竟存在什么關(guān)系”的問(wèn)題,到最后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和討論交流,得出電流、電壓和導(dǎo)體電阻的定量關(guān)系,即歐姆定律,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為I=U/R.探究的過(guò)程還是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的過(guò)程,使同學(xué)們加深了對(duì)歐姆定律的理解.
例1某同學(xué)按如圖1所示的電路,研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體電阻間的關(guān)系,若保持電源電壓的大小和電阻箱R1的阻值不變,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的金屬滑片P,可測(cè)得不同的電流、電壓值,如表1;然后,他又改變電阻箱R1的阻值,測(cè)得相應(yīng)的電流值,如表2.請(qǐng)回答:
(1)分析表1中數(shù)據(jù)可知:_____________________________;
(2)分析表2中數(shù)據(jù)可知:電流與電阻_____.(填“成”或“不成”)反比,這與歐姆定律_______(填“相符”或“不符”),其原因是________.
解析這是一個(gè)典型的歐姆定律實(shí)驗(yàn)探究題,重點(diǎn)考查的是歐姆定律的結(jié)論.一個(gè)要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題是,歐姆定律的整個(gè)探究過(guò)程運(yùn)用了控制變量的思想.因此,在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出正確結(jié)論時(shí),一定要體現(xiàn)這種思想.所以分析表1中數(shù)據(jù)可知:在電阻不變條件下,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比(因?yàn)閷?dǎo)體兩端的電壓成倍增加時(shí),流過(guò)導(dǎo)體的電流也隨著成倍增加).但分析表2中數(shù)據(jù)卻發(fā)現(xiàn),電流和導(dǎo)體電阻的乘積不是一個(gè)定值,即電流與導(dǎo)體的電阻不成反比,這個(gè)結(jié)論顯然不符合歐姆定律.那么,為什么得不出正確結(jié)論呢?這是我們?cè)谔骄窟^(guò)程中經(jīng)常碰到的一個(gè)問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題的解決,本身與這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想連接在一起,因?yàn)樵谔骄侩娏髋c電阻關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓不變.因此當(dāng)電阻箱R1的阻值改變時(shí),一定要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使R1兩端的電壓保持不變,再讀出相應(yīng)的電流值,然后分析數(shù)據(jù).那么,當(dāng)R1的阻值成倍增加時(shí),如何調(diào)節(jié)滑片P才能使它兩端的電壓保持不變呢?如上圖,應(yīng)將滑片P向右調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢茫胂肟?,為什么呢?/p>
二、創(chuàng)設(shè)新情景,解決新問(wèn)題
近年來(lái),從中考試題來(lái)看,在歐姆定律實(shí)驗(yàn)題方面,不僅僅考查了歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程和伏安法測(cè)電阻,也出現(xiàn)了一些創(chuàng)設(shè)新情景,運(yùn)用歐姆定律去解決一些新問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)題.這類試題的解答一定要抓住“歐姆定律是電路中的交通規(guī)則”這一點(diǎn),運(yùn)用公式I=U/R和電路的特點(diǎn)來(lái)解答.
例2“曹沖稱象”的故事流傳至今,最為人稱道的是曹沖采用的方法,他把船上的大象換成石頭,而其他條件保持不變,使兩次的效果(船體浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石頭的重.人們把這種方法叫“等效替代法”.請(qǐng)嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問(wèn)題.
【探究目的】粗略測(cè)量待測(cè)電阻Rx的值
【探究器材】待測(cè)電阻Rx、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱(元件符號(hào)_______),一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、干電池、導(dǎo)線和一個(gè)刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表(電流表量程足夠大).
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)在右邊的方框內(nèi)畫(huà)出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖;
(2)將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整,并用字母表示需要測(cè)出的物理量.
第一步:開(kāi)關(guān)斷開(kāi),并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路;
第二步:____________________________;
第三步:____________________________.
(3)寫(xiě)出Rx的表達(dá)式:Rx=____________.
解析這是測(cè)未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實(shí)驗(yàn)題對(duì)同學(xué)們的要求比較高,它創(chuàng)設(shè)了一個(gè)新的情景(“曹沖稱象”),讓你從這個(gè)新情景中受到啟發(fā),來(lái)解決一個(gè)新問(wèn)題.它不是歐姆定律探究過(guò)程的簡(jiǎn)單重現(xiàn),而是要求同學(xué)們真正理解歐姆定律中電流、電壓、電阻的關(guān)系,即電壓一定時(shí),電流相等,則電阻相等.因此,我們可以按圖3的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)完成待測(cè)電阻Rx的粗略測(cè)量.連接好電路后,將開(kāi)關(guān)S與a相接,使電流表的示數(shù)指示在某一刻度(因?yàn)殡娏鞅淼目潭炔粶?zhǔn)確,因此不能準(zhǔn)確讀數(shù));接著將開(kāi)關(guān)S與b相接,這個(gè)時(shí)候需要調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)指示在同一刻度處,讀出電阻箱上電阻值為R,這一步充分利用了歐姆定律的結(jié)論,當(dāng)電壓相等時(shí),電流相同,則電阻相等.即Rx=R.
同學(xué)們想想看,本題為什么說(shuō)只是粗略測(cè)量呢?S接a和接b的順序能顛倒嗎?如果電流表的刻度準(zhǔn)確且靈敏度良好,那么可不可以較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量呢?(這個(gè)時(shí)候,我們可以直接根據(jù)歐姆定律來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,即分別讀出S接a和b時(shí),電流表的示數(shù)為I1和I2,則通過(guò)計(jì)算我們可以得到待測(cè)電阻Rx=RI2/I1,且這個(gè)時(shí)候與S先接a還是先接b沒(méi)有關(guān)系.)
三、尋找實(shí)驗(yàn)規(guī)律,滲透數(shù)理思想
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程本身就體現(xiàn)了一種數(shù)理思想,要求從定性的結(jié)論,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法得出定量的關(guān)系式.因此,在以后的中考命題上,這種思想的體現(xiàn)可能是命題者關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn).
例4某同學(xué)想探究導(dǎo)電溶液的電阻是否與金屬一樣,也與長(zhǎng)度和橫截面積有關(guān).于是他設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案:首先他找來(lái)幾根粗細(xì)不同的乳膠管,按要求剪下長(zhǎng)短不同的幾段.并在其中灌滿質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的鹽水,兩端用粗銅絲塞住管口,形成一段封閉的鹽水柱.將鹽水柱分別接入電路中的A、B之間.閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,讀出電流表和電壓表的示數(shù),并記錄在表格中,如下表:
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),請(qǐng)解答下列問(wèn)題.
(1)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)序號(hào)_______或_______的數(shù)據(jù)處理,我們可以看出導(dǎo)電溶液的電阻與金屬一樣,電阻的大小與導(dǎo)電溶液柱的橫截面積成_______.(填“正比”或“反比”)
(2)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4的數(shù)據(jù)處理,我們可以看出導(dǎo)電溶液的電阻與金屬一樣,電阻的大小與導(dǎo)電溶液柱的長(zhǎng)度成_______.(填“正比”、“反比”)
(3)請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表格中未記錄的兩個(gè)數(shù)據(jù).
(4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)序號(hào)6,開(kāi)關(guān)閉合,若保持滑動(dòng)變阻器滑片P不動(dòng),將乳膠管拉長(zhǎng),則電流表的示數(shù)將_______;電壓表示數(shù)將_______.(填“變大”、“變小”或“不變”)
解析這是典型運(yùn)用自己探究得到的結(jié)論解答相關(guān)問(wèn)題的一類題型,要求同學(xué)們對(duì)整個(gè)知識(shí)點(diǎn)有一定的駕御能力.實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的是電流和電壓,而問(wèn)題是與電阻有關(guān),因此我們先應(yīng)運(yùn)用歐姆定律求出相應(yīng)的電阻值,再進(jìn)行分析(這是試題的一種創(chuàng)新).
我們對(duì)1、3、4、5組數(shù)據(jù)的處理得出R1=3Ω,R3=1.5Ω,R4=6Ω,R5=4Ω.運(yùn)用控制變量的思想,由實(shí)驗(yàn)1和3,或4和5,很容易得出導(dǎo)電溶液的電阻與導(dǎo)電溶液柱的橫截面積成反比;由實(shí)驗(yàn)1和4可以看出,導(dǎo)電溶液的電阻與導(dǎo)電溶液柱的長(zhǎng)度成正比.
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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)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(lái)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(wèn)題時(shí),常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?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(wàn)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(wàn)有引力定律的過(guò)程,卡文迪許測(cè)定萬(wàn)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(wàn)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(wàn)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(wàn)有引力。萬(wàn)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(lái),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(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)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(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí),就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程(過(guò)程量被消去),使問(wèn)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(wèn)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(lái)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(lái),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(lái)說(shuō),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(wèn)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(guò)程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量,使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)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(lái)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(wú)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。
一、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含義,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)做第二定律的特例;慣性不是狀態(tài)量,也不是過(guò)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(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)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(lái)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(wèn)題時(shí),常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
二、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)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。
三、萬(wàn)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(wàn)有引力定律的過(guò)程,卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力常量的實(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(wàn)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(wàn)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(wàn)有引力。萬(wàn)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。
四、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(lái),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)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)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(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí),就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程(過(guò)程量被消去),使問(wèn)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(wèn)題,可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。
五、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(lái)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(lái),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(lái)說(shuō),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(wèn)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(guò)程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)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(lái)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(wú)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。
六、歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對(duì)同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對(duì)不同導(dǎo)體說(shuō)的。②I、U、R是同一電路的三個(gè)參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動(dòng)勢(shì)的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義式。中學(xué)物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。