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時間:2023-07-20 09:22:13
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在物理復(fù)習(xí)的整個知識體系中,電學(xué)知識板塊兒尤為重要。一是:它占整個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)知識在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用已凸顯出來。而要學(xué)生全面掌握、領(lǐng)會初中階段電學(xué)知識,對于相當(dāng)一部分初中生來說具有較大的難度。從教以來我聽過一些初中電學(xué)復(fù)習(xí)課:有的先把所要用到的電學(xué)公式板書在黑板上,再講典型例題,接著練習(xí);有的則通過學(xué)生作題中所反饋的問題對知識進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào),再練習(xí);有的直接強(qiáng)調(diào)萬變不離其宗,讓學(xué)生多看教材,然后講例題等。復(fù)習(xí)中講例題沒錯,但選擇的例題過多,又無代表性,既延長了復(fù)習(xí)時間,又不能使學(xué)生的知識得到升華。久而久之,學(xué)生疲勞,老師厭煩。要使復(fù)習(xí)課在短時間內(nèi)生動、奏效,應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)睦},在講例題的基礎(chǔ)上,對知識進(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”,教學(xué)方式多樣化等新課程理念;二要體現(xiàn)“知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度和價值觀”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)到的知識歸納起來,從而便于提練和記憶。所以對電學(xué)的復(fù)習(xí)要從學(xué)生喜聞樂見的小電器起步,從典型例題入手進(jìn)行歸納總結(jié)。
例1:如圖-1是一個玩具汽車上的控制電路。小明對其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn):電動機(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2008年審定通過的《物理課堂練習(xí)冊》中的一道題)
學(xué)生通常按下列方法計算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動機(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值0.5A和4A。
于是第二空的對應(yīng)值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個問題:
1.根據(jù)歐姆定律計算出兩個串聯(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,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當(dāng)UM′=4V時,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。
對此,應(yīng)找出題中所涉及的知識點(diǎn),分析這些知識點(diǎn)間的聯(lián)系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應(yīng)對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.對電路狀態(tài)的分析。
(1)當(dāng)S、S、S都閉合時,R與R并聯(lián),并聯(lián)后作為一個整體再與R串聯(lián)。A測R中的電流,V測R或R兩端電壓。
(2)當(dāng)S、S閉合S斷開時,則由圖-2演變?yōu)閳D-2(a)到(b)。
R與R串聯(lián),R處于斷開狀態(tài),A測整個電路中的電流。
(3)當(dāng)S、S閉合S斷開時,則由圖2演變?yōu)閳D-2(c)到(d)。
R與R串聯(lián),R處于斷開狀態(tài),V測R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個量間的關(guān)系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個量是針對同一個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,A測R中的電流為I,V測R兩端電壓為U。此時能否用U與I的比值來計算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時,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,那么R=U/I,若再按R=U/I來計算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因為電壓相等是并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),R、R中的電流是不相等的。上述中錯誤地認(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,電壓與電流是兩個不同電阻(或用電器,或電路)的對應(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,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三個量必須是同一狀態(tài)、同一時刻存在的三個物理量,即必須滿足“同時性”。
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當(dāng)S、S閉合S斷開時,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斷開時,R與R串聯(lián):I=I=I,則I=U/(R+R)。因為R+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,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小不相等,這是因為S、S閉合時與S、S閉合時電路狀態(tài)不同,R是在不同的狀態(tài)下工作,不是同一時間內(nèi)電流的大小,電流不相等。
在利用公式計算的過程中,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)系式計算。如:要計算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中的電流的比值來計算R的電阻值。在計算電流、電壓時,也不能這樣處理。
因此在利用公式計算時,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“同時性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個量的單位必須同一到國際單位制,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際單位制單位,在利用其它電學(xué)公式計算時也要統(tǒng)一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對應(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,電動機(jī)工作時實(shí)質(zhì)上也是一個發(fā)電機(jī)。電動機(jī)工作時,其閉合線圈切割磁感線會產(chǎn)生感應(yīng)電流,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流對流過電動機(jī)線圈中的電流有一定影響。
實(shí)際上圖1相當(dāng)于一個“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。
雖然電動機(jī)工作時產(chǎn)生的阻抗目前初中階段無法計算出來,但無論電動機(jī)工作時產(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。則電動機(jī)的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說明,電阻R所在的這部分電路與電動機(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。而電動機(jī)、電風(fēng)扇,等等,除了發(fā)熱外,還對外做功,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,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對它成立;當(dāng)導(dǎo)體的電阻隨電壓、電流變化時,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)體溫度保持恒定時才能成立。當(dāng)導(dǎo)體溫度變化時,歐姆定律對該導(dǎo)體不成立,因為電阻是溫度的函數(shù)。
在講解歐姆定律的應(yīng)用時,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,只不過對非線性電阻,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值0.5A和4A,一個是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個是用歐姆定律計算在非純電阻電路(含電動機(jī)的電路)中的電流為4A,顯然不對。
通過對例1的全面、透徹的分析,我們對電學(xué)知識得到了進(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)際問題時必須注意“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,而是要掌握知識的前后聯(lián)系,優(yōu)化知識結(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,融會貫通。這樣,從而體現(xiàn)出知識與技能、過程與方法,以及情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]王較過.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.
A.U=14BLv
B. U=34BLv
C. U=BLv
D. U=12BLv
易錯解法
同學(xué)在剛開始學(xué)習(xí)時,經(jīng)常這樣解題:
解根據(jù)導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
E=BLv①
設(shè)每邊的電阻為R,根據(jù)閉合電路歐姆定律
I=E4R②
根據(jù)部分電路歐姆定律,MN邊的電阻為R,
兩端電壓為U=IR③
由以上三式解得 U=14BLv
最后選A.
正確的解法:
解根據(jù)導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
E=BLv①
設(shè)每邊的電阻為R,根據(jù)閉合電路歐姆定律:
I=E4R ②
根據(jù)部分電路歐姆定律.MN兩端電壓為路端電壓,U=3IR③
由以上三式解得: U=34BLv
最后選B
分析過程
第一、從兩種解法對比分析,可以很明顯地看出,同學(xué)對路端電壓的理解不到位,路端電壓應(yīng)該是外電路的總電壓,而不是內(nèi)電阻的電壓,在本題中,MN邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,則MN邊就是電路中的電源,它本身的電阻就是內(nèi)電阻,所以要想做對本題,需要理解好電路中電源和內(nèi)阻由什么充當(dāng),內(nèi)電壓和外電壓怎么求.這樣才能做對.
第二、從含源電路歐姆定律角度進(jìn)一步分析.從上邊的分析來看,學(xué)生能夠理解上邊的基本概念和計算方法,但是學(xué)生還是不理解直接從MN求為什么不對,問題出在了哪里.
補(bǔ)充知識
一段含源電路歐姆定律:電路中任意兩點(diǎn)間的電勢差等于連接這兩點(diǎn)的支路上各電路元件上電勢降落的代數(shù)和,其中電勢降落的正、負(fù)符號規(guī)定如下:
a.當(dāng)從電路中的一點(diǎn)到另一點(diǎn)的走向確定后,如果支路上的電流流向和走向一致,該支路電阻元件上的電勢降取正號,反之取負(fù)號.
b.支路上電源電動勢的方向和走向一致時,電源的電勢降為電源電動勢的負(fù)值(電源內(nèi)阻視為支路電阻).反之,取正值.
如圖2所示,對某電路的一部分,由一段含源電路歐姆定律可求得
UA-UB=I1R1-ε1+I1r1+ε2-I2r2-I2R2-ε3-I2R3
根據(jù)以上知識能很好地解決同學(xué)的疑問,可以解釋為什么直接計算MN邊的電壓U=IR不對.正確的計算,應(yīng)該是一段含源的歐姆定律,MN本身就是一個電源,它兩端的電壓應(yīng)該除了內(nèi)阻電壓降之外,還要加上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,所以直接從MN邊計算的方程應(yīng)該是U=-IR+E,就可以得出正確答案.
鞏固練習(xí)
例(選自2007年,山東理綜卷)用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)體線框,以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場,如圖所示.在每個線框進(jìn)入磁場的過程中,M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是( ).
A. Ua
B.Ua
C.Ua=Ub
D.Ub
答案B
本文就一道路端電壓問題,分析了學(xué)生易出現(xiàn)的錯誤,并從一段含源電路歐姆定律進(jìn)一步分析了產(chǎn)生錯誤的原因.從正反兩面的分析過程、補(bǔ)充知識點(diǎn)的講解再加上鞏固練習(xí),因此夯實(shí)了學(xué)生的相關(guān)知識,分析與解決問題的能力都得到相應(yīng)的提高.
如圖1所示,取小車和砝碼(包括砝碼盤)組成的系統(tǒng)為研究對象,由牛頓第二定律得 a=mgM+m=mg1M+m=
歐姆定律的探究過程把科學(xué)探究的七個環(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”的問題,到最后處理實(shí)驗數(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.探究的過程還是一個發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程,使同學(xué)們加深了對歐姆定律的理解.
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,移動滑動變阻器R2的金屬滑片P,可測得不同的電流、電壓值,如表1;然后,他又改變電阻箱R1的阻值,測得相應(yīng)的電流值,如表2.請回答:
(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________.
解析這是一個典型的歐姆定律實(shí)驗探究題,重點(diǎn)考查的是歐姆定律的結(jié)論.一個要注意的細(xì)節(jié)問題是,歐姆定律的整個探究過程運(yùn)用了控制變量的思想.因此,在處理實(shí)驗數(shù)據(jù)得出正確結(jié)論時,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(因為導(dǎo)體兩端的電壓成倍增加時,流過導(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定值,即電流與導(dǎo)體的電阻不成反比,這個結(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?這是我們在探究過程中經(jīng)常碰到的一個問題,這個問題的解決,本身與這個實(shí)驗的設(shè)計思想連接在一起,因為在探究電流與電阻關(guān)系時,應(yīng)保持電壓不變.因此當(dāng)電阻箱R1的阻值改變時,一定要調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片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,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?,想想看,為什么呢?/p>
二、創(chuàng)設(shè)新情景,解決新問題
近年來,從中考試題來看,在歐姆定律實(shí)驗題方面,不僅僅考查了歐姆定律的實(shí)驗探究過程和伏安法測電阻,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題的實(shí)驗題.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”.請嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問題.
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱(元件符號_______),一個單刀雙擲開關(guān)、干電池、導(dǎo)線和一個刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表(電流表量程足夠大).
【設(shè)計實(shí)驗和進(jìn)行實(shí)驗】
(1)在右邊的方框內(nèi)畫出你設(shè)計的實(shí)驗電路圖;
(2)將下面的實(shí)驗步驟補(bǔ)充完整,并用字母表示需要測出的物理量.
第一步:開關(guān)斷開,并按設(shè)計的電路圖連接電路;
第二步:____________________________;
第三步:____________________________.
(3)寫出Rx的表達(dá)式:Rx=____________.
解析這是測未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實(shí)驗題對同學(xué)們的要求比較高,它創(chuàng)設(shè)了一個新的情景(“曹沖稱象”),讓你從這個新情景中受到啟發(fā),來解決一個新問題.它不是歐姆定律探究過程的簡單重現(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,電流相等,則電阻相等.因此,我們可以按圖3的實(shí)驗電路來完成待測電阻Rx的粗略測量.連接好電路后,將開關(guān)S與a相接,使電流表的示數(shù)指示在某一刻度(因為電流表的刻度不準(zhǔn)確,因此不能準(zhǔn)確讀數(shù));接著將開關(guān)S與b相接,這個時候需要調(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,電流相同,則電阻相等.即Rx=R.
同學(xué)們想想看,本題為什么說只是粗略測量呢?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)行測量呢?(這個時候,我們可以直接根據(jù)歐姆定律來解決這個問題,即分別讀出S接a和b時,電流表的示數(shù)為I1和I2,則通過計算我們可以得到待測電阻Rx=RI2/I1,且這個時候與S先接a還是先接b沒有關(guān)系.)
三、尋找實(shí)驗規(guī)律,滲透數(shù)理思想
歐姆定律的實(shí)驗探究過程本身就體現(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,也與長度和橫截面積有關(guān).于是他設(shè)計了實(shí)驗方案:首先他找來幾根粗細(xì)不同的乳膠管,按要求剪下長短不同的幾段.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.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片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)驗數(shù)據(jù),請解答下列問題.
(1)通過對實(shí)驗序號_______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)通過對實(shí)驗序號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)電溶液柱的長度成_______.(填“正比”、“反比”)
(3)請?zhí)顚懕砀裰形从涗浀膬蓚€數(shù)據(jù).
(4)對于實(shí)驗序號6,開關(guān)閉合,若保持滑動變阻器滑片P不動,將乳膠管拉長,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)問題的一類題型,要求同學(xué)們對整個知識點(diǎn)有一定的駕御能力.實(shí)驗中測得的是電流和電壓,而問題是與電阻有關(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).
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“實(shí)驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學(xué)生能動腦動手地“學(xué)”科學(xué),改變過去以書本為主、實(shí)驗為輔的教與學(xué)的方式,把實(shí)驗地位空前提升。要解決學(xué)好抽象的電學(xué)這個問題,以實(shí)驗課堂為主陣地,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)。
利用課外活動時間讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗室操作,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)?講解連接電路時要注意的事項。對于特別害羞的女同學(xué),她們不敢動手,要善于開導(dǎo),訓(xùn)練她們的膽量,提高她們的動手實(shí)踐能力,讓她們通過實(shí)驗體會接線柱接反了的現(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,做好探究性教學(xué)實(shí)驗
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,注意對整個物理概念和結(jié)論的過程的探究,通過提出疑問、設(shè)計方案、動手操作、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)的整個過程。電學(xué)學(xué)習(xí)更是如此。
為此,要精心設(shè)計實(shí)驗,激發(fā)學(xué)生探究的主體性,做好探究性實(shí)驗,充分發(fā)揮探究式邊學(xué)邊實(shí)驗的教育功能,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實(shí)驗做一遍,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,可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:先把一個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、電阻三個重要物理量的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)這三個物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個電學(xué)的重要規(guī)律,奠定了整個電學(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點(diǎn)是:
當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時,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,導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比?
學(xué)生初學(xué)歐姆定律時最難理解知識點(diǎn),所以在實(shí)驗時應(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,在做計算題時,這些隱含的條件便會在學(xué)生看到題的同時馬上就跳出來,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導(dǎo)體或同一段電路上對應(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,必須將同一個導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應(yīng),再帶入計算。對于歐姆定律及導(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,消除知識點(diǎn)在審題過程中的錯誤,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)知識內(nèi)容,通過“說題”為學(xué)生學(xué)習(xí)而設(shè)計活動,為學(xué)生發(fā)展而開展活動,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)
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學(xué)”, 題型雜亂,變幻莫測,學(xué)生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進(jìn)步不會很大。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
滑動變阻器在電學(xué)實(shí)驗中的作用:
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)驗中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規(guī)律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實(shí)現(xiàn)多次測量,從而減小實(shí)驗誤差。
伏安法測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,以便測出不同電壓時的實(shí)際功率。
滑動變阻器在測電阻實(shí)驗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)計算題,我們也稱之為電學(xué)綜合題,此題看似簡單,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,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)生在解題時達(dá)到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關(guān)知識的聯(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):
考考查的重要內(nèi)容,由于電學(xué)實(shí)驗具備開放性、設(shè)計性、探究
性、靈活性和思想性等多個維度的考查功能,所以電學(xué)實(shí)驗
是高考實(shí)驗考查的“寵兒”,然而不少學(xué)生最害怕的、失分最
多的就是電學(xué)實(shí)驗,怎樣更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗,讓學(xué)生不再
懼怕甚至拿高分是一個值得思考與研究的問題。
2 電學(xué)實(shí)驗復(fù)習(xí)的策略的幾點(diǎn)思考
2.1 依綱扣本,研究真題,提高復(fù)習(xí)的針對性
筆者認(rèn)為要更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗,首先必須研讀高考考
試說明,并緊扣教材內(nèi)容,以準(zhǔn)確把握復(fù)習(xí)范圍,研究近幾年
江蘇省和其他新課標(biāo)地區(qū)的高考真題,挖掘其中考查的內(nèi)涵
以及信息,并進(jìn)行橫向、縱向的對比、分析、總結(jié),這樣在復(fù)習(xí)
中才能做到重點(diǎn)、難點(diǎn)了然于胸,才能避免無原則地拓展、延
伸,尤其是對教輔資料的內(nèi)容進(jìn)行合理取舍,從而達(dá)到有的
放矢地進(jìn)行復(fù)習(xí)的目標(biāo)。
比如,研讀江蘇省2012年高考考綱,其中“電阻的串聯(lián)
與并聯(lián)”考點(diǎn)是工級要求,那么在具體實(shí)驗題中,所使用的
電壓表、電流表改裝問題不宜深挖;涉及電表最小分度是“2”
或“5”的讀數(shù)問題較為復(fù)雜,通過研讀高考試題,不難發(fā)現(xiàn)高
考對此讀數(shù)要求不高,所以教學(xué)時宜粗不宜細(xì)。
2.2 掌握電學(xué)實(shí)驗的基礎(chǔ)知識和基本技能,保證雙基落實(shí)
實(shí)驗題的基礎(chǔ)知識和基本技能主要是指能明確實(shí)驗?zāi)?/p>
的,能理解實(shí)驗原理和實(shí)驗方法,能控制實(shí)驗條件,會使用儀
器,會觀察、分析實(shí)驗現(xiàn)象,會記錄處理實(shí)驗數(shù)據(jù),并得出實(shí)
驗結(jié)論,近幾年的高考電學(xué)實(shí)驗題,有很多考查學(xué)生的基礎(chǔ)
知識、基本技能,不少試題源于教材,是教材實(shí)驗的組合與改
裝,如2010年江蘇高考題中測定電源電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗,所
以在高三復(fù)習(xí)時應(yīng)確保雙基落實(shí)。
2.2.1 基本儀器的原理及使用
正確選用實(shí)驗儀器是進(jìn)行實(shí)驗的前提,要想正確選用儀
器,就要對實(shí)驗儀器原理及使用非常了解,電學(xué)實(shí)驗的基本
儀器主要包括:電壓表、電流表、歐姆表等測量儀器以及滑動
變阻器、電阻箱等控制儀器,使用時要注意滑動變阻器的分
壓式與限流式接法的合理選用,要正確選擇電流表內(nèi)接法、
外接法,這是實(shí)驗順利進(jìn)行并得出準(zhǔn)確的實(shí)驗結(jié)論的前提。
2.2.2
電學(xué)實(shí)驗的原理與方法
2012年江蘇高考大綱要求考查的電學(xué)實(shí)驗有:決定導(dǎo)體
電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測定電源的電動
勢和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用表等四個,其實(shí)驗原理主要是:部分
電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律等,這些規(guī)律的
理解和掌握是圓滿完成實(shí)驗的保證,同時也為今后實(shí)驗的變
式、延伸提供了可能。
2.2.3 實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析與處理
實(shí)驗操作過程是為了得出實(shí)驗數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處
理得出結(jié)論才是實(shí)驗最終的目的,這要求學(xué)生熟練運(yùn)用列表
法、公式法、圖象法等方法,在處理中能發(fā)現(xiàn)并剔除問題數(shù)
據(jù),從而最終得出實(shí)驗結(jié)論。
2.3
抓住電學(xué)實(shí)驗的核心,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)
要立足基礎(chǔ),重視教材,引導(dǎo)學(xué)生注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)
系,抓住各個知識點(diǎn)的共性與核心,從實(shí)驗原理的角度上說,
電學(xué)實(shí)驗的核心是:歐姆定律,這在考綱上的四個電學(xué)實(shí)驗
中都能有所體現(xiàn),因此電學(xué)實(shí)驗復(fù)習(xí)時要抓住歐姆定律這個
“綱”對這些實(shí)驗進(jìn)行歸納總結(jié),使看似零散的知識點(diǎn)形成知
識網(wǎng)絡(luò),例如,如圖1所示電路圖,可能進(jìn)行的實(shí)驗有哪些?
①測定定值電阻的阻值
②測電池的電動勢和內(nèi)阻
③測定電阻材料的電阻率
通過歐姆定律這個核心,建立起
較為牢固的知識網(wǎng)絡(luò)體系,再根據(jù)學(xué)
生的實(shí)情組織教學(xué)復(fù)習(xí),總之雖然電
學(xué)實(shí)驗形式多樣、豐富多彩,但只要提綱挈領(lǐng),抓住了那個
綱,就可以綱舉目張。
2.4 重視典型例題的講解、引導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生知識遷移、能力
提升
2.4.1 電學(xué)實(shí)驗例題講解,思路要“看”得見
電學(xué)實(shí)驗教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn),一些電學(xué)實(shí)驗題難度稍大,
學(xué)生便感覺無從下手,教師的解題過程只是一個認(rèn)識的過
程,解題的結(jié)果是認(rèn)知的成果,而元認(rèn)知是對認(rèn)知過程的認(rèn)
知,因此在教學(xué)中,教師應(yīng)該通過出聲思維,讓學(xué)生“看見”教
師思維的過程,“看見”教師在讀到題目時頭腦中激活哪些相
關(guān)的信息,會出現(xiàn)哪些可能的方案,怎樣做出評價和選擇,
“看見”教師有時也會進(jìn)入死胡同但有能力自己走出來,“看
見”教師有時也會犯錯誤,但在元認(rèn)知監(jiān)控下能夠意識到錯
誤并改正之,當(dāng)然還可以在教學(xué)過程中通過學(xué)生對實(shí)驗的分
析(有正確或有錯誤)暴露學(xué)生自己的思維過程,給教師反饋
信息。
2.4.2 引導(dǎo)學(xué)生解決問題,方向要清晰
第一找出實(shí)驗有用的資料,明確實(shí)驗?zāi)康?;第二分析儀
器在實(shí)驗中的特點(diǎn)(如電表的阻值)、作用(如定值電阻的用
途)及優(yōu)缺點(diǎn);第三實(shí)驗中存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理;第四
對實(shí)驗進(jìn)行評價,評價實(shí)驗的優(yōu)缺點(diǎn)、存在的問題、改進(jìn)的措
施等等,如此一來才能在解答試題時穩(wěn)操勝券。
2.4.3 知識遷移、能力提升,技巧要掌握
1 建構(gòu)模型,提出問題
(1)在實(shí)驗室里測定電源的電動勢與內(nèi)阻的電路如圖1所示.
提出問題:在不考慮系統(tǒng)誤差時,依據(jù)什么原理測定電源的電動勢和內(nèi)阻?
教師引導(dǎo)學(xué)生從閉合電路歐姆定律的基本表達(dá)式出發(fā),總結(jié)出測量原理.
本質(zhì)是采用伏安法原理,測出電流I和電壓U.I、U應(yīng)滿足的函數(shù)表達(dá)式.
過利用電壓表測得的電壓U和電流表測出的電流I作為已知數(shù),在閉合電路歐姆定律的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,利用計算法和圖象法這兩種方法中的其中一種都可以得到需要測量的值.
設(shè)計意圖 探究始于問題,作為復(fù)習(xí)課,學(xué)生已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),選擇典型的問題作為切入后,構(gòu)建模型,通過解決問題的過程復(fù)習(xí)所學(xué)知識點(diǎn),將學(xué)生從抽象的概念中引入到具體的實(shí)踐中,是一種直觀的,既能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的做法,避免干巴巴的重復(fù),又能使學(xué)生在實(shí)際中得到鍛煉.
解決問題都有自己的規(guī)律,要通過典型試題找到解決問題的基本思路,避免就題論題,無法提高學(xué)生的能力.
2 變換儀器,總結(jié)規(guī)律
2.1 教師對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式引導(dǎo)
通過上述試題,學(xué)生能夠解決當(dāng)電路中有電壓表和電流表的前提下,測定電源電動勢和內(nèi)阻的問題,那么如果在實(shí)驗器材中缺少電壓表或電流表,或者所給的電壓表或電流表不符合題意需要時,我們能不能用其他的儀器等效代替呢?
為了回答這個問題,我們先來看如下試題:
某班舉行了一次物理實(shí)驗操作技能比賽,其中一項比賽為用規(guī)定的電學(xué)元件設(shè)計合理的電路圖,并能較準(zhǔn)確地測量一電池組的電動勢及其內(nèi)阻.
設(shè)計意圖 上述試題的求解過程從本質(zhì)上來看,仍舊是伏安法,只是其電壓表是利用電流表和合適的定值電阻等效代替而已,只要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清這個本質(zhì),試題就變得很簡單了.
2.2 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題的思維
(1)遵循本質(zhì)的思維.電源電動勢、內(nèi)阻的測定實(shí)驗,在實(shí)驗室采用的是伏安法,其本質(zhì)是建立了路端電壓與總電流之間的函數(shù)關(guān)系.
(2)等效替代的思維.缺少電壓表時,可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻相串聯(lián)來代替.同樣的,在缺少電流表時,可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻并聯(lián)來代替.
(3)數(shù)學(xué)分析的思維.建立起函數(shù)表達(dá)式與相關(guān)圖象的對應(yīng)關(guān)系,就通過截距和斜率得到需要測定的物理量.
在以上分析結(jié)論的過程中啟發(fā)我們基本思維:
(1)閉合電路歐姆定律為基礎(chǔ);(2)等效代替法的思維;(3)確立測量值之間的函數(shù)關(guān)系并畫出圖象.
設(shè)計意圖 學(xué)生在考慮電學(xué)實(shí)驗試題時,頭腦中出現(xiàn)的信息往往是最基本的伏安法測定電阻的模型,只能就題論題,試題稍作變動,就無所適從.在伏安法的基礎(chǔ)上,通過等效替代法創(chuàng)設(shè)一類問題的情景,幫助學(xué)生找到解決問題的基本思維、基本規(guī)律.這種解決問題的方法,可以遷移到其他更深層次,綜合性更強(qiáng)的問題上面,為后期解決復(fù)雜問題奠定基礎(chǔ),明確方向.
3 層層深入,拓寬思維
師:如果在測定電源電動勢和內(nèi)阻的試驗中,沒有電壓表,只有電流表和電阻箱,以上總結(jié)的規(guī)律還有存在的價值嗎?
電磁學(xué)是高中物理極為重要的一部分,主要包括電場、磁場、電磁感應(yīng)、恒定電流、交變電流、電磁波等等,內(nèi)容龐雜,很多概念非常抽象,對學(xué)生的抽象思維能力要求較高,學(xué)生普遍反映難度很大。那么教師應(yīng)該怎樣引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好電磁學(xué)呢?在多年的教學(xué)過程中,筆者深刻感受到重視基本知識點(diǎn)的教學(xué)是關(guān)鍵,重點(diǎn)應(yīng)抓好以下三個方面。
一、深度挖掘電磁學(xué)基本知識點(diǎn)
很多重要的基本知識點(diǎn),只有深度挖掘,做到深入透徹的理解,而非一知半解,才能避免在遇到實(shí)際問題時盲目地套用公式,出現(xiàn)錯誤。
比如庫侖定律就是在電磁學(xué)部分遇到的第一個重要知識點(diǎn),書本中是這樣描述庫侖定律的:真空中兩個靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力與這兩個電荷的電荷量的乘積成正比,與這兩個電荷的距離的平方成反比,作用力的方向沿著這兩個電荷的連線。很多學(xué)生就只注意到庫侖定律中關(guān)于力的大小特點(diǎn)的描述,而往往忽略了這句話中隱含的重要信息,即三個適用條件:(1)“真空”,即兩個電荷要處于真空中或者空氣中;(2)“靜止”,即兩個電荷要處于靜止?fàn)顟B(tài);(3)“點(diǎn)電荷”,點(diǎn)電荷是一種典型的物理模型,兩個電荷間的距離遠(yuǎn)大于電荷自身的大小時電荷才可以看成是點(diǎn)電荷,也就是說當(dāng)兩個帶電體相距很近的時候庫侖定律是不適用的。
在電磁感應(yīng)部分最重要的知識點(diǎn)就是楞次定律,書本中是這樣描述楞次定律的:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。我們不妨把引起感應(yīng)電流的磁通量稱為原磁通量,那么我們就可以把楞次定律簡單地表述為:感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化??梢娎愦味芍凶顬殛P(guān)鍵的字眼就是“阻礙”,但是很多學(xué)生往往搞不清楚阻礙的是什么?怎么阻礙?阻礙的不是原磁通量,而是原磁通量的變化。所以我們首先要分析清楚原磁通量的方向及變化情況,然后根據(jù)阻礙關(guān)系就能分析出感應(yīng)電流的磁場的方向,最后根據(jù)右手螺旋定則得出感應(yīng)電流的方向。
二、注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別
雖然電磁學(xué)部分知識點(diǎn)很多,給人的感覺會很亂,但是我們仔細(xì)分析就會發(fā)現(xiàn)很多知識點(diǎn)之間還是有著一定聯(lián)系的,把相關(guān)的類似的知識點(diǎn)放在一起分析比較,學(xué)生對知識點(diǎn)的印象就會更深刻,有利于學(xué)生更好地理解。
比如可以把電場和磁場的性質(zhì)、電場線和磁感線的性質(zhì)放在一起比較其聯(lián)系與區(qū)別。電場和磁場雖然我們看不見摸不著,但都是客觀存在的,電場對放入其中的電荷有力的作用,磁場對電流和運(yùn)動電荷也會有力的作用,即電場和磁場都能提供力的作用。但電場線和磁感線都是為了方便描述電場和磁場而人為假想出來的,不是真實(shí)存在的,其指向都有著一定的特點(diǎn),其切線均表示電場或者磁場的方向,其疏密均表示電場和磁場的強(qiáng)弱。區(qū)別之處在于電場線是不閉合的,磁感線是閉合的。還可以把點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)放在一起比較,兩者都是理想化的物理模型,現(xiàn)實(shí)生活中并不存在點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn),只有當(dāng)滿足了所需條件時,才能將現(xiàn)實(shí)生活中的電荷和實(shí)際物體看作是點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)。
再比如重力加速度g、電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B也有著很多相似之處。物體在重力場中會受到重力G=mg,在電場中會受到電場力F=Eq,在磁場中會受到磁場力(包括安培力F=BIL和洛倫茲力f=Bqv)。重力加速度g決定于物體所處的重力場、電場強(qiáng)度E決定于電荷所處的電場、磁感應(yīng)強(qiáng)度B決定于電流或者電荷所處的磁場,所以我們就可以說g、E和B這三個量均只決定于場,與其他因素?zé)o關(guān),所以我們分別用這三個量描述三種場的強(qiáng)弱和方向。
又如重力勢能和電勢能之間也有著很多相似之處。物體在重力場中具有重力勢能,當(dāng)物體在重力場中移動時,重力可能做功也可能不做功,類似的電荷在電場中具有電勢能,當(dāng)電荷在電場中移動時,電場力可能做功也可能不做功。當(dāng)重力或電場力做功時就會引起重力勢能和電勢能的變化,力做正功勢能就減少,力做負(fù)功勢能就增加。故這兩種能的變化均決定于相應(yīng)的力做功的情況。我們還可以進(jìn)一步推廣到動能、機(jī)械能以及今后在熱學(xué)部分將會學(xué)到的分子勢能,我們會發(fā)現(xiàn),所有的能的變化,都決定于相應(yīng)的力做功的情況。
三、重視初中已學(xué)知識點(diǎn)的拓展延伸
有些知識點(diǎn)難度不大,但由于學(xué)生在初中時已經(jīng)接觸過,學(xué)生在遇到這部分知識點(diǎn)時就會比較大意,以為自己已經(jīng)掌握了,其實(shí)是一知半解,導(dǎo)致遇到實(shí)際問題時錯漏百出。
人類很早就認(rèn)識了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象,我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦吸引鐵的現(xiàn)象,在東漢初期就有帶電的琥珀吸引輕小物體的記載。但是,人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究,卻是在歐洲文藝復(fù)興之后開展起來的,到19世紀(jì)才建立了完整的電磁學(xué)理論。在電磁學(xué)發(fā)展過程中,涌現(xiàn)了無數(shù)科學(xué)家通過科學(xué)假說、實(shí)驗驗證、理論分析等研究過程,一步步對自然規(guī)律進(jìn)行揭示。其中比較典型的有:1785年庫侖定律的發(fā)現(xiàn),使電學(xué)進(jìn)入了定量研究階段,真正成為一門科學(xué);1820年奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場;1821年安培的分子電流假說,揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì);1831年法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步揭示了電和磁的密切聯(lián)系;19世紀(jì)60年代,英國物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象成果的基礎(chǔ)上,建立了完整的電磁場理論,并成功預(yù)言了電磁波的存在,1888年赫茲的實(shí)驗證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論,從而電磁學(xué)發(fā)展到了頂峰。
二、電磁學(xué)的知識結(jié)構(gòu)和知識規(guī)律
1.知識結(jié)構(gòu)
2.知識規(guī)律
“電場”一章是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,基本概念多,且抽象,如電場強(qiáng)度、電場線、電勢和電勢能等。教材從電荷在電場中受力和電場力做功兩個角度研究電場的基本性質(zhì),許多知識要在力學(xué)知識的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)。
“恒定電流”一章是在初中基礎(chǔ)上的充實(shí)、擴(kuò)展和提高,重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律,電路的等效處理方法和實(shí)驗的設(shè)計是本章的重點(diǎn)。
“磁場”一章闡明了磁與電的統(tǒng)一性,用研究電場的方法進(jìn)行類比,可較好地解決磁場和磁感強(qiáng)度的概念。由安培力導(dǎo)出洛侖茲力,由洛侖茲力導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動規(guī)律等,因此,分析推理是本章的特點(diǎn)。
“電磁感應(yīng)”一章的重要物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和愣次定理,這部分知識中,能量守恒定律是將各知識點(diǎn)串起來的主線。由于楞次定律較抽象,要通過實(shí)驗進(jìn)行分析、歸納,需加強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。
“交變電流”和“電磁波”是在電場和磁場基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機(jī)械波推到電磁波,從而對物質(zhì)的波動性的認(rèn)識提高了一步。
三、電磁學(xué)的研究方式:“場”和“路”
電荷周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著,運(yùn)動電荷的周圍除了電場還存在磁場,磁體的周圍也存在磁場。現(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場的觀點(diǎn),并證明了電磁場可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在,電磁場是物質(zhì)的一種形式,是物質(zhì)相互作用的特殊方式,也是電磁運(yùn)動的實(shí)質(zhì)。教材中以場為主線,主要有電場、磁場和電磁場。電場強(qiáng)度和電勢是描述電場性質(zhì)的兩個重要物理量。磁感強(qiáng)度是描述磁場性質(zhì)的重要物理量。電磁感應(yīng)規(guī)律是反映電場和磁場間密切聯(lián)系的一種物理現(xiàn)象。麥克斯韋從理論上指出了變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的,一個不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場。庫侖定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為建立麥克斯韋理論,提供了基礎(chǔ)和實(shí)驗規(guī)律。
電路知識具有廣泛的實(shí)用價值,以路為主線,主要有直流電路、交流電路(包括振蕩電路)。歐姆定律是從實(shí)驗中總結(jié)出來的一條重要規(guī)律,是解決電路問題的重要依據(jù)。要會分析電路的連接方式(串聯(lián)或并聯(lián))及等效處理方法,電功和電功率的計算,不僅能解決直流電路問題,還可以解決交流電路的問題。
中圖分類號:G633.7
物理與其他科目相比,具有以下特點(diǎn):
① 知識點(diǎn)多、知識面廣。
②物理概念、物理規(guī)律需要理解。
③物理實(shí)驗的方法及操作需要掌握。
④會應(yīng)用物理知識分析和解決生活、生產(chǎn)實(shí)際問題等。
針對物理學(xué)科的這些特點(diǎn),怎樣確定復(fù)習(xí)方向、方法,進(jìn)行高效復(fù)習(xí)呢?下面就以下幾個方面談?wù)勎以诮鼛啄瓿跞锢韽?fù)習(xí)中的實(shí)踐和思考,以達(dá)到拋磚引玉之目的。
一、 重視基本概念和規(guī)律的復(fù)習(xí)-----緊扣課本,夯實(shí)基礎(chǔ)
我們知道中考試卷是按《考試說明》來命題的,試卷中易、中、難的試題比例為6:3:1。從近幾年的中考題來看,能力的考核與基礎(chǔ)知識是緊密聯(lián)系的,因為基礎(chǔ)知識的強(qiáng)化是提高能力的前提,有了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識,才能以不變應(yīng)萬變,。因此我們要把主要精力用于深入理解基本物理概念和規(guī)律方面,突破重點(diǎn),形成有機(jī)的知識結(jié)構(gòu),提高分析解決問題的基本能力。
二、重視科學(xué)探究及其過程與方法的復(fù)習(xí)---專題復(fù)習(xí),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)
物理知識點(diǎn)間存在著“縱”與“橫”的相互聯(lián)系,某一知識點(diǎn)可能是為另一知識點(diǎn)引橋鋪路,而另一知識點(diǎn)又往往是前一知識點(diǎn)的深化與延伸。在第一輪復(fù)習(xí)掌握基礎(chǔ)知識和基本概念的基礎(chǔ)上,第二輪復(fù)習(xí)時應(yīng)打破章節(jié)的限制,完善并梳理初中物理知識結(jié)構(gòu),找出知識點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,要使前后知識聯(lián)系起來,系統(tǒng)鞏固知識,形成一個由知識點(diǎn)到知識面、最后到知識網(wǎng)絡(luò)的綜合體,使復(fù)習(xí)具有系統(tǒng)性。
三、重視開放性問題的訓(xùn)練------關(guān)注熱點(diǎn)及社會
年年中考年年變,但萬變不離其“重”,初中物理中的一些主干知識仍然是每年中考的重點(diǎn),因此我們在第二輪復(fù)習(xí)中要以《考試說明》中圈定的知識點(diǎn)為著眼點(diǎn),圍繞考點(diǎn),突出“重點(diǎn)”。
通過對某些特殊知識點(diǎn)的深挖細(xì)究,達(dá)到對某一類知識或某一專題的融合、深化。例如電學(xué)中的滑動變阻器,是“探究歐姆定律”、“測定小燈泡的電阻”、“測定小燈泡的電功率”、“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”等實(shí)驗中不可缺少的重要儀器。讓同學(xué)們可以總結(jié)滑動變阻器在每個實(shí)驗中的用途,深化對電學(xué)實(shí)驗的理解。例如所有實(shí)驗中,滑動變阻器的共同作用是:保護(hù)電路;通過改變自身電阻而改變電路中的電流。
而由于每個實(shí)驗的不同,使滑動變阻器分別具有不同的作用:
探究歐姆定律中電流與電壓的關(guān)系——為了保證兩端的電壓不變。
探究歐姆定律中電流與電阻的關(guān)系——改變定值電阻兩端電壓,從而達(dá)到多次實(shí)驗探究規(guī)律的作用。
測定小燈泡的電阻——改變小燈泡兩端電壓,達(dá)到多次測試取平均值以減小誤差的目的。
測定小燈泡的電功率——改變小燈泡兩端的電壓,從而比較小燈泡亮度與電功率的關(guān)系。
探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素——改變電路中的電流,研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流的關(guān)系,還可以控制電流相等,研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。
例題:如圖所示,燈泡L和電阻R2的阻值分別為R1=10歐姆和R2=5歐姆,滑動變阻器最大阻值為20歐姆,電源電壓為6V,求當(dāng)S1,S2,S都閉合滑片P在a時R1、R2消耗的電功率。
一變:求當(dāng)S1,S閉合,S2斷開,把滑片移到某一位置,使滑動變阻器連入電路的電阻為其最大值的1/4時,燈泡恰能正常發(fā)光,求燈泡L的額定功率?
二變:求當(dāng)S1,S2,S均閉合,滑片移到中點(diǎn)時,電壓表和電流表的讀數(shù)分別是多少,通過燈泡和電阻R2的電流之比是多少?
三變:當(dāng)S2,S閉合,S1斷開,滑片P在b點(diǎn)時,R2消耗的電功率是多少?
四變:當(dāng)S2,S閉合,S1斷開,滑片P從a端滑至b端的過程中,電壓表和電流表示數(shù)變化的范圍分別是多少?
五變:當(dāng)S1,S閉合,S2斷開,滑片P從a端向b端滑動時()
A、電燈L變暗,電壓表示數(shù)增大B、電燈L變暗,電壓表示數(shù)減小
C、電燈L變亮,電壓表示數(shù)增大D、電燈L變亮,電壓表示數(shù)減小
四、綜合考練提高應(yīng)試能力-----仿真模擬,體驗中考
經(jīng)過前面兩個階段的系統(tǒng)復(fù)習(xí),學(xué)生不論是知識技能上,還是解題能力上都有一定程度的提高,進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪m應(yīng)性訓(xùn)練或模擬訓(xùn)練來提高學(xué)生的解題速度和正確率是非常必要的,但是要掌握一個度和量。
這一輪復(fù)習(xí)的時間不長,是演習(xí)模擬、查漏補(bǔ)缺的階段,是整個復(fù)習(xí)過程中不可缺少的最后一環(huán)。這一階段的復(fù)習(xí)主要是為增強(qiáng)同學(xué)們考試的自信心、熟悉中考的氛圍和時間、調(diào)整中考前的心態(tài)。在這一輪復(fù)習(xí)期間,可以將第一、第二輪復(fù)習(xí)中做過的易錯題進(jìn)行歸納、梳理,建立錯題檔案集,研究學(xué)生的錯題,尋找學(xué)生思維或知識的漏洞,進(jìn)行有目的性的訓(xùn)練,達(dá)到“知彼知己,百戰(zhàn)不殆”的目的。
第一就是要選題(在第二輪專題復(fù)習(xí)時就應(yīng)該這樣做),每年的中考我們都有一條深刻的教訓(xùn),就是我們的學(xué)生在基礎(chǔ)方面丟分丟的相當(dāng)厲害,特別是一些優(yōu)秀學(xué)生,難題他們都做上來了,但是基礎(chǔ)的部分丟了。我覺得這是非常遺憾的事情。
第二就是要抓錯誤題,就像我前面所講的把學(xué)生容易出錯的問題總結(jié)出來,也可以讓學(xué)生自己做這方面的事情,準(zhǔn)備一個錯誤記錄本,把錯誤集中起來,叫做積累錯誤,整理錯誤,最后達(dá)到改正錯誤的目的,這樣錯誤就變成了資源,考試的時候就可以不重犯錯誤。
第三就是要教會學(xué)生反思,有一位學(xué)者總結(jié)出一個公式叫“1+100”大于“100+1”,什么意思?就是說同樣的題做一百遍不見得有提高,而你把你的每一道題做一個認(rèn)真的分析,倒是可以提高很大的成績,所以我覺得,要學(xué)生學(xué)會反思,就是每一道題做對了,學(xué)生是怎樣找到切口的,怎樣答的?答案怎樣形成的?學(xué)生要反思;做錯了的題更要反思,為什么做錯了?為什么切口找不到?是審題問題還是計算問題?
我今天要說的類比教學(xué)法應(yīng)屬于講授法中的一種常用方法,講授法的特點(diǎn)就是通過教師的語言,適當(dāng)輔以其他手段(利用實(shí)物、掛圖、類比、演示實(shí)驗等),使學(xué)生掌握知識,啟發(fā)學(xué)生思維,發(fā)展學(xué)生能力。講授法要求物理教師通過各種直觀演示,或以生動形象的事例喚起學(xué)生已有的感性認(rèn)識,系統(tǒng)地講解物理知識,揭示事物的矛盾,講解問題的關(guān)鍵、要害,教給學(xué)生處理問題的方法,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,學(xué)會掌握物理知識的特點(diǎn)。類比的教學(xué)法就是把學(xué)生不容易理解的問題通過類比后變得容易理解,把學(xué)生容易混淆的知識點(diǎn)通過類比變得清晰,把學(xué)生難于記憶的知識通過類比后變得容易記憶,通過比較、分析、綜合、概括、推理等思維過程和形式,把科學(xué)的客觀性、邏輯性與一些藝術(shù)手法結(jié)合起來,使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的過程中,掌握發(fā)現(xiàn)問題、處理問題、解決問題的方法,從而發(fā)展學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
在中學(xué)物理的教學(xué)中,能夠應(yīng)用類比方法教學(xué)的地方很多,如講靜電力學(xué)的問題時,我們就可以用類比的方法,通過學(xué)生已知的“重力勢能”來類比“電勢能”。在重力場中,物體因受重力作用而相對于某點(diǎn)(參考點(diǎn))具有重力勢能,而在電場中,電荷因受電場力作用而相對于某點(diǎn)(參考點(diǎn))具有電勢能;在重力場中,物體在重力作用下從高處向低處移動時,重力做功,對同一物體,高度差越大,重力做功越多。與此類似,電荷在電場中移動時,電場力做功,同一個電荷從一點(diǎn)移動到另一點(diǎn)時,電場力做功越多,就說這兩點(diǎn)間的電勢差越大,從而講清楚“電勢差”(即電壓)的概念;另外,說“電勢”和說“高度”一樣,得選一個高度的起點(diǎn),即電勢零點(diǎn)和高度的起點(diǎn)是可類比的,選好高度的起點(diǎn)就可以測量物體的高度了,如選海平面為高度的起點(diǎn),就可以測量各地的海拔高度,選人的腳底為高度的起點(diǎn)就可以測量人的身高等等,同理,選了電勢零點(diǎn)即可用電勢差(電壓)測量電場中各點(diǎn)電勢的高低了。
在學(xué)生剛接觸“電壓”這一概念時是比較抽象和難于理解的,電壓即“電位差”,如果用“水位差”來類比不就可以把抽象的問題變得形象化了嗎?,以U形管為例,當(dāng)兩端水位高度一致時,U形管中的水是不會流動的,只有當(dāng)兩端的水位高度不一致時,即有水位差時,U形管中的水才會流動,且水流方向是從高水位端流向低水位端。同理,在電路中,沒有電位差就不會形成電流,在電阻電路中,電流方向也總是從高電位端流向低電位端;在特殊情況下,水流可以從低水位端流向高水位端,如抽水機(jī)抽水時,那是外力對水做了功。類似的,電流也可以從低電位端流向高電位端,如電源內(nèi)部,那是非靜電力做功的結(jié)果。相似嗎?
在講庫侖定律時,我們常把萬有引力定律拿來對比講解,因為庫侖定律的公式和萬有引力的公式真是有著驚人的相似,庫侖力和萬有引力的大小都與兩個物體之間距離的二次方成反比,與兩個物體的質(zhì)量或電荷量的乘積成正比,力的方向都在兩個物體的連線上。利用這種相似性的類比,可以使學(xué)生更好地記住這兩個公式,這種相似性也可以啟發(fā)人們思考這樣的問題:庫侖力和萬有引力之間有沒有內(nèi)在聯(lián)系?從更深層次上看,會不會是同一種相互作用的不同的表現(xiàn)呢?從而激發(fā)學(xué)生的求知欲。
在講到磁路歐姆定律時,我們往往用電路歐姆定律來類比,因為磁路和電路也有很多相似之處,如電路有電阻,磁路有磁阻;電路有電動勢,磁路有磁動勢;電路有電流,磁路有磁通;電路中的電流跟電動勢成正比,而磁路中的磁通跟磁動勢成正比;電路中電流跟電阻成反比,而磁路中磁通跟磁阻成反比;磁路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:磁通=磁動勢?M磁阻。電路歐姆定律:電流=電動勢?M電阻。可見他們非常相似,故教學(xué)時宜采用類比的方法進(jìn)行教學(xué)。
“創(chuàng)新是不斷進(jìn)步的靈魂”。在新技術(shù)革命的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)面前,教育要創(chuàng)新機(jī)制,教師要創(chuàng)新教學(xué)。而如何將創(chuàng)新精神貫徹落實(shí)到日常教學(xué)實(shí)踐中去,增強(qiáng)素質(zhì)教育的可操作性,發(fā)揮課堂教學(xué)的資源優(yōu)勢,提高教育教學(xué)質(zhì)量,結(jié)合《電工基礎(chǔ)》教學(xué),我認(rèn)為可以從以下兩個方面入手。
1.從整體上全面把握教材,教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí)
《電工基礎(chǔ)》是職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校許多專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課?!峨姽せA(chǔ)》的主要內(nèi)容是分析直流電路、磁與電磁、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路等。由于電路和現(xiàn)象種類繁多,結(jié)構(gòu)各異,解題方法也各不相同,教師應(yīng)該結(jié)合專業(yè)要求、企業(yè)需要和學(xué)生實(shí)際整合教學(xué)內(nèi)容,教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí)。我總結(jié)了四個方面的知識包。
1.1 掌握電路的兩個定律及三個元件的電壓電流關(guān)系。
電路的兩個定律是指歐姆定律和基爾霍夫定律,三個定律是指電阻元件、電容元件和電感元件。兩個定律和三個元件的電壓電流關(guān)系是分析計算各種電路的基本依據(jù),所以要熟練掌握歐姆定律、基爾霍夫定律以及電阻、電容、電感這三個元件的電壓電流定律。掌握歐姆定律,不僅要掌握部分電路的,還要掌握全電路的。掌握基爾霍夫定律,不僅要掌握電壓定律,還要掌握電流定律。在正弦交流電路中,要注意掌握電阻、電感、電容這三個元件的電壓電流相量之間、有效值之間、相位之間的關(guān)系。
1.2 掌握磁與電磁的兩手定則及三個定律。
磁與電磁的兩手定則,是指左手定則和右手定則,三個定律是指磁路歐姆定律、楞次定律和電磁感應(yīng)定律。兩手定則及三個定律是學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基礎(chǔ),也是學(xué)習(xí)交流電路的基本條件,所以必須掌握運(yùn)用左手定則、右手定則、磁路的歐姆定律、楞次定律和電磁感應(yīng)定律。明確左手定則是判斷通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的依據(jù),右手定則是判斷導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的依據(jù),磁路歐姆定律是定性分析磁路的依據(jù),楞次定律是判斷線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的依據(jù),電磁感應(yīng)定律是確定感應(yīng)電動勢大小的依據(jù)。
1.3 掌握分析線性電阻電路的三大類方法。
由線性電阻、獨(dú)立電源組成的電路叫線性電阻電路。分析線性電阻電路有三大類方法:等效變換法、網(wǎng)絡(luò)方程法、網(wǎng)絡(luò)定理法,這三大類方法同樣適用于正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。所以,掌握分析線性電阻電路的三大類方法是至關(guān)重要的。
等效變換法就是利用等效網(wǎng)絡(luò)的互換,將電路簡化來分析計算。要重點(diǎn)掌握電流源和電壓源的定義、串聯(lián)和并聯(lián)的概念以及等效條件。在解題時要正確畫出等效電路圖,可先把電路中尚未進(jìn)行等效變換的部分按照原樣畫出,再找出等效網(wǎng)絡(luò)所接的端紐,然后在端紐間換上等效網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行分析計算。
網(wǎng)絡(luò)方程法就是選擇一些未知量為未知數(shù),列出方程組進(jìn)行求解,它包括節(jié)點(diǎn)法、網(wǎng)孔法和支路法。要重點(diǎn)掌握它們分別以什么為未知數(shù),需要列幾個方程,怎樣列方程,列出的方程有何規(guī)律可循。
網(wǎng)絡(luò)定理法就是應(yīng)用疊加定理和戴維寧定理來解題。用疊加定理分析線性電阻電路時,首先要畫出每一獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的電路圖,然后求出每一獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的結(jié)果,最后疊加。用戴維寧定理解題時,首先將電路分為待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)兩部分,然后求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻,畫出等效電路,最后根據(jù)等效電路求解。
1.4 掌握各種類型電路的定義,選用正確的解題方法。
《電工基礎(chǔ)》分析的電路有直流電路、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。
直流電路是電流和電壓的大小和方向都不隨時間變化的電路,它分為簡單直流電路和復(fù)雜直流電路兩種。簡單直流電路用歐姆定律和電阻串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的知識來進(jìn)行分析計算。復(fù)雜直流電路用基爾霍夫定律和等效變換法、網(wǎng)絡(luò)方程法和網(wǎng)絡(luò)定理法來計算。正弦交流電路是電流和電壓的大小和方向都隨時間接正弦規(guī)律變化的電路。分析和計算正弦交流電路,主要是確定電阻、電容、電感電路中電壓與電流之間的數(shù)值關(guān)系、相位關(guān)系及功率。三相正弦交流電路是由三相電源供電的正弦交流電路。要掌握線電壓和相電壓的關(guān)系,線電流和相電流的關(guān)系,特別是負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)時電壓和電流的關(guān)系。非正弦周期電路是電流和電壓的大小和方向隨時間不按正弦規(guī)律做周期性變化的電路。分析非正弦周期電路,要應(yīng)用正弦交流電路的基本定律,把非正弦周期電路轉(zhuǎn)化為正弦交流電路和線性電阻電路來分析計算。
2.從層次上進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新,努力提高教學(xué)效果
《電工基礎(chǔ)》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,它的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得電工技術(shù)方面的基本理論,基本知識和基本功技能,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及今后的工作打下必要的基礎(chǔ)。如何使學(xué)生獲得這些理論、知識和技能,培養(yǎng)他的分析能力、運(yùn)算能力和創(chuàng)新能力,我認(rèn)為應(yīng)從以下四個層次進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新。
2.1 進(jìn)行教學(xué)方法創(chuàng)新,以思維訓(xùn)練為主線,引導(dǎo)學(xué)生在主體活動中發(fā)展創(chuàng)新個性。
教師是創(chuàng)新教育的操作者,必須樹立教學(xué)就是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、提高自主探索學(xué)習(xí)能力的教學(xué)觀念,注重開發(fā)學(xué)生的智力因素與非智力因素,促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的持續(xù)協(xié)調(diào)全面發(fā)展。在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)實(shí)踐中,我體會到教師在作教學(xué)設(shè)計時,對教學(xué)內(nèi)容安排既要源于教材,又要不囿于教材,強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的可研究性,注重充實(shí)教學(xué)內(nèi)容的信息量,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活的聯(lián)系,豐富學(xué)生的直觀感受。要改變現(xiàn)有教材中對知識點(diǎn)的陳述性排列結(jié)構(gòu)為小課題探索研究性矩陣結(jié)構(gòu),強(qiáng)化知識點(diǎn)的建立過程教學(xué),將平鋪直敘、權(quán)威定論式描述方法改變?yōu)檎撟C求解、層層剝筍、曲徑通幽、引人入勝的問題研討方法。把教學(xué)的著重點(diǎn)放在啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生尋找發(fā)現(xiàn)問題并加以探究解決問題的思路、方法上來,變學(xué)生被動接受教材權(quán)威論斷性知識點(diǎn)的繼承性學(xué)習(xí)為學(xué)生主動探索、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的開拓性學(xué)習(xí)。
如我在設(shè)計“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”定性研究磁場產(chǎn)生電流的教案時,積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維,充分發(fā)揮空間想象力并通過猜想提出自己的觀點(diǎn),創(chuàng)新設(shè)計導(dǎo)體運(yùn)動、磁場不動的實(shí)驗和磁場運(yùn)動、導(dǎo)體不動的實(shí)驗,獨(dú)自進(jìn)行驗證并評價觀點(diǎn)。把操作研究和理論研究結(jié)合起來,自主探索發(fā)現(xiàn)變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流的規(guī)律,讓學(xué)生分享創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的成功樂趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
在“感應(yīng)電流的方向”這一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計中,我沒有直接給學(xué)生介紹陳述性的知識答案,而是努力創(chuàng)設(shè)“望梅止渴”的情境教學(xué),把“梅子”(知識點(diǎn))打扮得引人注目一些,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理需求,吸引學(xué)生主動進(jìn)入教學(xué)環(huán)境,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生在列舉磁鐵插入線圈或拔出線圈時會遇到幾種情況,分析比較各種情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的異同,從而加深對所學(xué)理論的理解。
2.2 進(jìn)行教學(xué)手段創(chuàng)新,將多媒體計算機(jī)引進(jìn)課堂,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新認(rèn)識。
教學(xué)手段是多種多樣的,原有的教學(xué)手段諸如掛圖、幻燈片、錄像帶等曾經(jīng)在課堂教學(xué)中發(fā)揮了重大的作用?,F(xiàn)在隨著計算機(jī)的普及,我把多媒體技術(shù)引進(jìn)課堂,更便于創(chuàng)設(shè)情景,促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)識活動。由于它能夠?qū)崿F(xiàn)文字、圖像、聲音、動畫的結(jié)合,使原來抽象、乏味的知識變得形象、生動起來,從而引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)造性思維和想象力去理解事物的本來面貌,培養(yǎng)其創(chuàng)新認(rèn)識,特別在認(rèn)知微觀世界方面,它能發(fā)揮非常巨大的作用,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣。
比如在“電動勢,閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學(xué)中,電動勢的形成是學(xué)生最難接受的知識點(diǎn)。僅僅依靠教師的口頭敘述和傳統(tǒng)掛圖,學(xué)生普遍感到難以理解。非靜電力移動正電荷這一難點(diǎn),通過一個程序控制正電荷在電源兩極間移動的速度和數(shù)目,運(yùn)用電路動畫的手段,逼真地模仿出電源兩極建立電場的全過程。正電荷運(yùn)動的立體動畫,形象生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前,加深了學(xué)生對微觀世界的創(chuàng)新認(rèn)識和真實(shí)理解。
通過多媒體教學(xué),化解了教學(xué)難點(diǎn)。既節(jié)省了板書和畫圖時間,又使得抽象的概念具體化,微觀的物質(zhì)宏觀化,靜態(tài)的效果動態(tài)化,平面的圖形立體化,從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新認(rèn)識,提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量。
2.3 進(jìn)行教學(xué)管理創(chuàng)新,滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求,引導(dǎo)學(xué)生在自主活動中激活創(chuàng)新思維。
在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中,我充分調(diào)動學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。不僅在教學(xué)過程中穿插企業(yè)對職專生的要求和當(dāng)前就業(yè)形勢的分析,讓學(xué)生重分認(rèn)識到隨著就業(yè)形勢的嚴(yán)峻,社會對職業(yè)的挑戰(zhàn)將更加復(fù)雜多變,職專生要有關(guān)注自身未來前途命運(yùn)發(fā)展的危機(jī)感,從而增強(qiáng)進(jìn)取意識和開拓精神;教育學(xué)生要胸懷愛國之志,增強(qiáng)勤奮學(xué)習(xí),努力成才的緊迫感。并且列舉本校優(yōu)秀畢業(yè)生的自主成才的具體事例,從而激勵學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)業(yè)成才的自信心。
我在課堂上保證學(xué)生有 10分鐘左右的自主探索學(xué)習(xí)時間,做到啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生在活動中自主學(xué)習(xí),在師生、生生互動交流中相互學(xué)習(xí),與課本中的教學(xué)內(nèi)容建立直接的聯(lián)系,從思維辨別中感悟?qū)W習(xí)。以思維訓(xùn)練為目的,采用分組合作學(xué)習(xí),讓學(xué)生能夠通過多種學(xué)習(xí)方式激活自己的創(chuàng)新思維。積極鼓勵學(xué)生大膽暴露自己的思維過程,及時對學(xué)生的創(chuàng)新觀點(diǎn)及合理想法進(jìn)行評價。允許學(xué)生采取逆向?qū)W習(xí)法,從質(zhì)疑中學(xué)習(xí),從體驗中學(xué)習(xí),從論辯中學(xué)習(xí)。
通過上述方式組織課堂教學(xué),平時言談上唯唯諾諾、精神上恍恍惚惚、思想上閉門造車的學(xué)生少了,教師與學(xué)生間的相互信任增加了,課堂氣氛活躍了,教學(xué)效率提高了。
2.4 進(jìn)行教學(xué)評價創(chuàng)新,重視學(xué)習(xí)過程評價與非智力因素的評價,走出單一以分?jǐn)?shù)評價的誤區(qū),用發(fā)展的眼光多角度評價學(xué)生。
更新傳統(tǒng)的以掌握知識量的多少及考試成績作為唯一的學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量好差的絕對靜態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn),代之以學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)取精神、課堂協(xié)作、學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)、自主探索能力、成績上升幅度等發(fā)展過程的多角度、多層次的相對動態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)。力求全面地、客觀地、科學(xué)地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)。
我在《電工基礎(chǔ)》課教學(xué)中,以課堂教學(xué)在多大程度上給學(xué)生提供了個發(fā)展和思維能力發(fā)展為評估依據(jù),發(fā)揮評價的正確導(dǎo)向作用。在做學(xué)科成績評價時,將課堂上學(xué)生主動參與協(xié)作學(xué)習(xí)時的行為表現(xiàn)、自主探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣、是否積極完成作業(yè)等作出定性評價,按照 20-30 %的比例納入考試總成績,作為平時學(xué)生學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)成績分?jǐn)?shù),以解除一部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生在心理上的后顧之憂,改變原來的“辛勤耕耘者未必有好收獲”為“辛勤耕耘者一定有好回報”。讓理論基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)態(tài)度端正的學(xué)生獲得一定的發(fā)展?jié)摿Ψ只蚪處煹男睦砥诖l(fā)展分,從而保護(hù)一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)上進(jìn)心,通過優(yōu)化學(xué)生的非智力因素促進(jìn)學(xué)生智力因素的發(fā)展。
“教學(xué)有法,教無定法”,時代呼喚創(chuàng)新人才,教育擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任,在《電工基礎(chǔ)》課教學(xué)中我努力給學(xué)生營造一個平等、民主、活潑的學(xué)習(xí)氛圍,用自己的語言教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí),取得了較好的教學(xué)效果。