時(shí)間:2023-08-11 09:14:52
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物理結(jié)論常用的表達(dá)方式有:文字?jǐn)⑹?、?shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)、特定表示法,初中物理中以文字?jǐn)⑹鲎顬槌R?jiàn)。物理結(jié)論的表述要求科學(xué)、準(zhǔn)確,同時(shí)必須注意結(jié)論的嚴(yán)密性和邏輯性。物理結(jié)論的形成通常建立在數(shù)據(jù)分析和因果關(guān)系分析,這兩種關(guān)系的分析一般采用控制變量的研究方法,如果能知道一個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生是由于某個(gè)原因引起的,又能從該現(xiàn)象和某原因之間所存在的數(shù)量關(guān)系中找出規(guī)律,只要把這兩個(gè)方面概括起來(lái)進(jìn)行描述,就很容易得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。下面結(jié)合歐姆定律的形成和理解,就同學(xué)們表述物理結(jié)論時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤,談?wù)勎锢斫Y(jié)論的準(zhǔn)確表述及形成過(guò)程。
歐姆定律這一基本規(guī)律,是初中電學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)和重點(diǎn),可以說(shuō)它是解決電學(xué)問(wèn)題的一把金鑰匙。它揭示了電流、電壓、電阻三者之間的定量關(guān)系,是利用控制變量法在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來(lái)的。即控制電阻不變,得到通過(guò)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,得到通過(guò)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。教材(北師大版九年級(jí)物理教材)中表述為:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。它的表達(dá)式為:,表示導(dǎo)體中的電流的大小取決于這段導(dǎo)體兩端的電壓和這段導(dǎo)體的電阻,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓(U)或?qū)w本身的電阻(R)變化時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流(I)將發(fā)生相應(yīng)的變化。其中電流(I)、電壓(U)、電阻(R) 這三個(gè)物理量必須是對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體(或同一段電路)在同一時(shí)刻(或同一段時(shí)間),也可以說(shuō)是"一一對(duì)應(yīng)"的,即應(yīng)用歐姆定律時(shí),必須講究同一性和同時(shí)性。用它進(jìn)行計(jì)算時(shí),帶入數(shù)據(jù)的單位必須統(tǒng)一為國(guó)際單位。另外,它還反映了導(dǎo)體兩端保持一定的電壓,是導(dǎo)體形成持續(xù)電流的條件。若導(dǎo)體本身的電阻(R)不為零,兩端的電壓(U)為零,則通過(guò)導(dǎo)體的電流(I)也為零,也就是,給一導(dǎo)體兩端不加電壓,就沒(méi)有電流通過(guò);若導(dǎo)體是絕緣體電阻(R)可為無(wú)窮大,即使它的兩端有電壓(U),通過(guò)導(dǎo)體的電流(I)也為零,電流無(wú)法通過(guò)。
而通過(guò)歐姆定律得到的變形式表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比是一個(gè)不變的值,等于這個(gè)導(dǎo)體的電阻,它是電阻的計(jì)算式,而不是它的決定式。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),是表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的本領(lǐng)大小,其大小只決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度,跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中有無(wú)電流無(wú)關(guān),不能受數(shù)學(xué)的思維定勢(shì)影響。
例題:某同學(xué)在做"探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)中,收集了一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,由表內(nèi)數(shù)據(jù)可得的結(jié)論是:___________?!倦妷篣=3V】
電流I/A
0.3
0.2
0.1
電阻R/Ω
10
15
30
【錯(cuò)誤結(jié)論之一】當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻跟通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比。
【病因】顛倒因果關(guān)系,犯邏輯錯(cuò)誤
【分析 】原因和結(jié)果,在物理實(shí)驗(yàn)中,通常表現(xiàn)為物理?xiàng)l件和現(xiàn)象,物理?xiàng)l件是原因,物理現(xiàn)象是結(jié)果,物理?xiàng)l件的改變引起了物理現(xiàn)象的變化。因此要?dú)w納科學(xué)規(guī)律,一方面要關(guān)注物理?xiàng)l件改變與物理現(xiàn)象變化之間的聯(lián)系,另一方面還要注意兩個(gè)物理量的因果關(guān)系,不能前后顛倒。由于通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個(gè)因素有關(guān),因此本實(shí)驗(yàn)探究通過(guò)導(dǎo)體的電流跟電阻的關(guān)系的方法是:保持導(dǎo)體兩端電壓不變,通過(guò)改變導(dǎo)體的電阻,來(lái)觀察電流的變化情況。電阻的變化是原因,電流的變化是結(jié)果。因此,表述這類問(wèn)題必須首先明確"那是因、哪是果"。
【錯(cuò)誤結(jié)論之二】當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻越大,導(dǎo)體中的電流就越小?;蛘?,當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻隨導(dǎo)體中的電流的增大而減小。
【病因】混淆定量描述與定性分析
【分析】從表中電流、電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律表明:當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻增大為原來(lái)的幾倍,導(dǎo)體中的電流就減小為原來(lái)的幾分之一。兩個(gè)物理量之間存在反比關(guān)系,屬于定量關(guān)系,上述錯(cuò)誤卻表達(dá)為×××隨×××的增大而減小,屬于定性關(guān)系,不準(zhǔn)確。
【錯(cuò)誤結(jié)論之三】導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
【病因】注重結(jié)果,忽視條件
【分析】物理結(jié)論都有其成立的條件,表達(dá)時(shí)如果忽視了成立的條件,就是不準(zhǔn)確的,甚至是錯(cuò)誤的,這類問(wèn)題常常用控制變量探究問(wèn)題,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),要分清哪個(gè)因素是自變量(引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果變化的原因),哪個(gè)因素是因變量(實(shí)驗(yàn)結(jié)果,其變化是由其它因素的變化引起的),哪個(gè)因素是不變量(包括相等的量),最后得出正確結(jié)論,其格式一般為"在......不變(或相等)的情況下(條件) ......(結(jié)果)"
本人在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)出,物理結(jié)論的形成一般分為以下四步:
(1)、抓問(wèn)題。就是通過(guò)審題弄清要研究的問(wèn)題,即研究對(duì)象。也就是說(shuō)首先明確被研究量及相關(guān)的各個(gè)因素。上述問(wèn)題研究的是通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻的關(guān)系。
(2)、找條件。確定結(jié)論成立的條件,即找出題目中給出的條件或控制哪些量不變。上述題目中給出導(dǎo)體兩端的電壓不變。
高中物理中機(jī)械能守恒定律的使用條件是“只有重力或彈簧彈力做功”.運(yùn)用逆向思維辨析研究可知,“只有重力或彈簧彈力做功”僅是一種特例,如果除重力和彈簧彈力對(duì)物體系統(tǒng)做功之外,還有其他力對(duì)物體系統(tǒng)做功(用W它表示),則機(jī)械能必然發(fā)生增加或減少的相應(yīng)變化(用ΔE表示),并且其它力對(duì)系統(tǒng)做了多少功,物體系統(tǒng)的機(jī)械能就會(huì)變化多少.由此得機(jī)械能守恒定律的推理式W它=ΔE.
例1具有一定初速度的物塊沿傾角為30°的粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,還受到一個(gè)沿斜面向上的恒定拉力F的作用,此時(shí)物塊的加速度大小為4 m/s2,方向沿斜面向下.則在物塊向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,正確的敘述是
A.物塊的機(jī)械能一定增加
B.物塊的機(jī)械能一定減小
C.物塊的機(jī)械能可能不變
D.物塊的機(jī)械能可能增加也可能減小
分析由題意知,除重力做功外還有拉力F和摩擦力f做功,則物塊機(jī)械能的變化決定于拉力F和摩擦力f做功的大小關(guān)系.
由牛頓第二定律得
mgsinα+f―F=ma,
所以F―f=mgsinα―ma
=5m―4 m>0,
拉力F做的功WF大于摩擦力f做的功Wf,即WF―Wf>0.
由推論式W它=ΔE知,ΔE>0.
故物塊的機(jī)械能增大,選A.
可見(jiàn),機(jī)械能守恒定律固然重要,其推論式W它=ΔE的應(yīng)用更為便捷.
二、運(yùn)用整體思維分析物理概念中比值形式的定義式
高中物理概念有很多運(yùn)用比值關(guān)系定義,并以比值形式表示其定義式(稱為比值定義式).如:速度定義式v=ΔxDΔt、加速度定義式a=ΔvDΔt、牛頓第二定律公式F=ΔpDΔt(Δp為物體的動(dòng)量變化量)、功率定義式P=ΔWDΔt;電流強(qiáng)度定義式I=ΔqDΔt、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定義式E=ΔφDΔt等,均以物理量的變化量與時(shí)間的比值形式(即物理量的時(shí)間變化率)出現(xiàn).
此外,高中物理中還有用幾個(gè)物理量的比值作為另一個(gè)新物理概念的定義式,并用這個(gè)比值形式的表達(dá)式作為新物理概念的定義式.如:電場(chǎng)強(qiáng)度定義式E=FDq、電勢(shì)定義φ=EpDq、電容定義式C=QDU、磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=FDIL等.
不難看出,這些比值形式的公式體現(xiàn)的全是高中物理中的重要概念和主干知識(shí).無(wú)論是“a=ΔvDΔt”類的變化率形式、還是“E=FDq”類的比值形式,其物理意義均由此“比值”整體體現(xiàn).因而,教學(xué)中必須運(yùn)用整體思維全面辨析、系統(tǒng)對(duì)待這種比值定義式的“整體”形式所包含的物理意義,切勿因定義形式而簡(jiǎn)單的視作“分子”與“分母”的組合.
三、運(yùn)用求異思維分析物理概念定義式的變形式
高中物理中很多物理量的計(jì)算公式是依據(jù)相關(guān)物理概念的定義式,通過(guò)增加內(nèi)涵、擴(kuò)展外延、更新物理模型,運(yùn)用求異思維加以辨析、推導(dǎo)、證明而成的變形式.如:帶電粒子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力的計(jì)算公式F=Eq,是由
電場(chǎng)強(qiáng)度定義式E=FDq推證而得到的變形式;帶電粒子在電場(chǎng)中所具有的電勢(shì)能的計(jì)算公式Ep=qφ,是由電勢(shì)定義式φ=EpDq推證而得到的變形式;長(zhǎng)直通電導(dǎo)體在均強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力的計(jì)算公式F=BIL,是由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=FDIL推證而得到的變形式等.
下表列出的是電場(chǎng)強(qiáng)度定義式E=FDq與形式F=Eq的對(duì)比內(nèi)容.物理量D定義式E=FDqD變形式F=Eq電量qD①指放入電場(chǎng)中的檢驗(yàn)電荷,必須是點(diǎn)電荷;
②帶電量應(yīng)足夠??;
③電性可為正也可為負(fù)(一般為正電荷).D①指處在電場(chǎng)中的帶電絕緣小物體(液滴、小球、微粒等);
②帶電量可大些也可小些;
③電性可為正也可為負(fù),視為點(diǎn)電荷.電場(chǎng)強(qiáng)度ED①指電場(chǎng)(可以是均強(qiáng)電場(chǎng)也可以是非均強(qiáng)電場(chǎng))中某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度;
②是矢量,與放在該點(diǎn)的帶正電的檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的方向相同;
③表征該點(diǎn)的電場(chǎng)力的性質(zhì),與F的大小和方向無(wú)關(guān),與q的有無(wú)、大小和正負(fù)無(wú)關(guān),僅由電場(chǎng)自身決定D①在高中物理中指均強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度;
②是矢量,其方向由電場(chǎng)自身決定;
③電場(chǎng)強(qiáng)度與帶電絕緣小物體的是否放入無(wú)關(guān).電場(chǎng)力FD①檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力;
②不是E∝F,而是FDq為定值.D①帶電絕緣小物體在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力;
②存在F∝E、F∝q的關(guān)系對(duì)于定義式B=FDIL、φ=EpDq與變形式F=BIL、Ep=qφ亦有類似的內(nèi)容對(duì)比.
四、運(yùn)用形象思維分析物理量的定義式和決定式
在高中物理中,物理量的定義式和決定式是所有物理公式的先決和前提,故而在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)著力引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用形象思維細(xì)加甄別、辨析和類比.
所謂物理量的定義式,指能夠表征和量度物理量的本質(zhì)屬性、物理狀態(tài)與物理過(guò)程的關(guān)系式,有比值定義式和乘積定義式兩種數(shù)學(xué)形式.
所謂物理量的決定式,指能通過(guò)研究對(duì)象的物理屬性和幾何特征而直接、形象的表達(dá)物理量的大小、方向(對(duì)矢量)正負(fù)(對(duì)標(biāo)量)的計(jì)算公式.
高中物理中,凡是乘積定義式一定是該物理量的決定式.如:功的公式W=Fs、動(dòng)能公式Ek=1D2mv2、重力勢(shì)能公式Ep=mgh、沖量公式I=Ft、動(dòng)量公式P=mv、磁通量公式F=BS等,既是對(duì)應(yīng)物理量的定義式,同時(shí)也是對(duì)應(yīng)物理量的決定式.
比值定義式一般不是物理量的決定式.如v=ΔxDΔt、a=ΔvDΔt、F=ΔPDΔt、P=ΔWDΔt、I=ΔqDΔt、E=ΔφDΔt、E=FDq、φ=EpDq、C=QDU、B=FDIL等,只能是對(duì)應(yīng)物理量的定義式而不會(huì)是對(duì)應(yīng)物理量的決定式,這些物理量對(duì)應(yīng)的決定式另有其表達(dá)形式.
高中物理中常見(jiàn)物理量的定義式與決定式對(duì)比如下表.
物理量D定義式D決定式加速度Da=ΔvDΔtDa=FDm(牛頓第二定律)電場(chǎng)強(qiáng)度DE=FDqDE=KQDr2(點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式)電容DC=QDUDC=εSD4Kπd(平行板容器公式)電阻DR=UDIDR=ρLDS電阻(電阻定律公式)電流強(qiáng)度DI=ΔqDΔtDI=UDR(歐姆定律公式)
2.理解計(jì)算實(shí)際功率的思路.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生審題能力和初步綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)解題的能力.
情感目標(biāo)
使學(xué)生獲得解決實(shí)際用電的初步知識(shí).
教學(xué)建議
教材分析
有關(guān)電功率的計(jì)算涉及的物理量較多,綜合性較強(qiáng),而且靈活性強(qiáng),對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定難度.
本節(jié)習(xí)題課就是要幫助學(xué)生解決問(wèn)題.教師在選擇例題時(shí)應(yīng)精心選擇,要有目的性,如:課本上的例題1要解決的問(wèn)題是要學(xué)生學(xué)會(huì)在使用電功率的公式時(shí),應(yīng)注意公式各個(gè)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,熟悉電功率公式,為下道例題做鋪墊.
例題2的目的是要學(xué)生掌握解電功率習(xí)題的思路,抓住解題中的變量和不變量,其中不變量在初中就是電阻不變.電壓變電功率、電流變.
教材(人教版)中的例題2沒(méi)有從最簡(jiǎn)便的方法解題突出了電功率的決定式的作用.
重點(diǎn)·難點(diǎn)·疑點(diǎn)及解決辦法
理解計(jì)算實(shí)際功率的思路.
教法建議
有關(guān)電功率的計(jì)算涉及的物理公式較多對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō),有一定難度.在講例題前可以幫助學(xué)生復(fù)習(xí)一下電功率的公式和歐姆定律的公式.講例題前應(yīng)給學(xué)生一定的思考時(shí)間,要在教會(huì)學(xué)生獨(dú)立思考上下功夫.鼓勵(lì)學(xué)生一題多解,教師也應(yīng)在一體多變上下功夫.
計(jì)算涉及的物理量比較多,題目的難度比較大.解題時(shí)要認(rèn)真審題,理清解題思路,挖掘題目中的隱含條件,加深對(duì)額定電壓、額定功率、實(shí)際電壓、實(shí)際功率的認(rèn)識(shí)和理解,提高運(yùn)用知識(shí)的能力,弄清串、并聯(lián)電路中電功率的特點(diǎn),加深對(duì)計(jì)算過(guò)程中必須對(duì)各物理量一一對(duì)應(yīng)的重要性的認(rèn)識(shí).
明確目標(biāo)
會(huì)根據(jù)用電器的額定電壓、額定功率算出用電器正常工作時(shí)的電流和用電器的電阻.
培養(yǎng)學(xué)生的審題能力.
理解計(jì)算實(shí)際功率的思路.培養(yǎng)學(xué)生的審題能力,通過(guò)一題多解、一題多變,訓(xùn)練學(xué)生思維的靈活性.
培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電功率知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
進(jìn)一步理解計(jì)算實(shí)際功率的思路.
培養(yǎng)歸納解題思路的能力.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
重難點(diǎn):重點(diǎn)電功率公式的運(yùn)用,難點(diǎn)是靈活運(yùn)用電功率、歐姆定律公式解決問(wèn)題.
教學(xué)過(guò)程:
一.引入新課
方案一.復(fù)習(xí)引入新課
問(wèn):(1)歐姆定律的內(nèi)容是什么?
(2)串聯(lián)電路的電流、電壓、電阻有什么特點(diǎn)?
(3)什么叫電功?什么叫電功率?
(4)用電器在什么情況下正常工作?
(5)實(shí)際功率和額定功率之間有什么關(guān)系?
方案二:直接引入課題
二.進(jìn)行新課
解決問(wèn)題:
1)已知用電器銘牌,求用電器正常工作時(shí),電流.
2)已知用電器銘牌,求用電器實(shí)際工作時(shí),電壓或電流或功率.
3)電功率在串聯(lián)、并聯(lián)電路中的應(yīng)用.
例1:課本中的[例題1].
例題小結(jié):
①若已知用電器的額定狀態(tài),可求出用電器正常工作時(shí)的電流I=P額/U額和用電器的電阻R=U額2/P額.(一般地說(shuō),應(yīng)當(dāng)把用電器上所標(biāo)明的額定條件,理解為給出了用電器的電阻.不考慮溫度對(duì)電阻的影響.)
②額定電壓相同的燈泡,額定功率大的燈泡電阻小,燈絲粗.
分析:當(dāng)電燈兩端電壓發(fā)生變化時(shí),可認(rèn)為燈絲的電阻沒(méi)有改變,根據(jù)歐姆定律I=U/R可知,I隨U的變化而變化,所以燈泡實(shí)際發(fā)出的功率也變化.
解題思路:
①根據(jù)額定狀態(tài)求出燈泡的電阻.
②根據(jù)I=U/R求出燈泡在新電壓上的電流.
③根據(jù)P=UI求出新電壓下的功率.
請(qǐng)兩位同學(xué)上黑板分別算出燈泡在210伏和230伏電壓下的功率P1和P2,其他同學(xué)在課堂作業(yè)本上解此題.
討論:本題還有沒(méi)有其他解法?學(xué)生回答,教師指出:用比例法P1∶P額=(U12∶U額)2求P1較為方便.
例題小結(jié):
①用電器的實(shí)際功率是隨著它兩端的實(shí)際電壓的改變而改變的;
②求實(shí)際功率的思路.
例3:將燈L1(PZ220-25)和燈L2(PZ220-60)并聯(lián)接在220伏的電壓上再將它們串聯(lián)接在220伏的電路上,兩種情況下哪盞燈泡亮些?為什么?
分析:要判斷兩燈的亮與暗,只要比較二燈的實(shí)際功率大小就可以了.
解:并聯(lián)時(shí),每盞燈的實(shí)際電壓均為220伏,則其實(shí)際功率就等于燈的額定功率,因此可直接判斷出燈L1比燈L1亮.
串聯(lián)時(shí),因每盞燈兩端的電壓均小于220伏,所以兩燈均不能正常發(fā)光,根據(jù)例1的結(jié)果知道,燈L1的電阻R1大于燈L2的電阻R2,又因?yàn)閮杀K燈串聯(lián),所以通過(guò)它們的電流一樣大.因此可根據(jù)P=UI=I2R判斷出P1>P2,L1這盞燈亮些.
例題小結(jié):在并聯(lián)電路中,電阻大的用電器消耗電功率??;在串聯(lián)電路中,電阻大的用電器消耗的電功率大.
例4:標(biāo)有"6V3W"的小燈泡能不能直接接到9伏的電源上?若要使小燈泡接上后正常發(fā)光,應(yīng)怎么辦?
分析:學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)不難判斷,因?yàn)?伏已大于燈泡的額定電壓6伏,如果直接接上去,因?qū)嶋H功率比額定功率大得多,燈泡會(huì)燒壞,所以不能直接接入.若要接,應(yīng)和燈泡串聯(lián)一個(gè)電阻R再接入,讓電阻R分擔(dān)3伏的電壓.
解:不能直接接入.應(yīng)和一個(gè)阻值是R的電阻串聯(lián)后再接入.
I=I額=P額/U額=3瓦/6伏=0.5安.
R=(U-U額)/I=(9伏-6伏)/0.5安=6歐.
討論此題還有哪些方法求R.
例題小結(jié):當(dāng)加在用電器兩端的實(shí)際電壓比額定電壓大許多時(shí),用電器可能會(huì)燒壞,應(yīng)和它串聯(lián)一個(gè)電阻再接入.
探究活動(dòng)
【課題】觀察比較兩只燈泡燈絲的粗細(xì),判斷額定功率的大小.
【組織形式】學(xué)生分組或個(gè)人
【活動(dòng)方式】
(一)分子運(yùn)動(dòng)
1、不同物質(zhì)接觸時(shí),彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散現(xiàn)象。
2、固體、液體、氣體之間都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,氣體之間的擴(kuò)散最快,固體之間的擴(kuò)散最慢。
3、擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了一切物質(zhì)的分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),另外還說(shuō)明了分子存在著間隙。
4、影響擴(kuò)散快慢的主要因素是溫度。
5、一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),由于分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度
有關(guān),因此分子的無(wú)規(guī)則叫做分子熱運(yùn)動(dòng);溫度越高,熱運(yùn)動(dòng)激烈。
6、、分子間存在著相互作用的引力和斥力。
7、使物體保持一定的體積,導(dǎo)致分子不分開(kāi)的力,就是分子引力。如:使物體很難分開(kāi)或拉長(zhǎng)就說(shuō)明分子間有相互的引力。
8、使得分子已經(jīng)離得很近的物體很難進(jìn)一步壓縮的力,就是分子斥力。如:很難壓縮物體,就說(shuō)明分子間有相互的斥力。
9、分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而。
(二)內(nèi)能
1、物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。
2、內(nèi)能是能量的又一種形式,一切物體都具有內(nèi)能。
3、內(nèi)能的大小跟物體的體積、狀態(tài)、質(zhì)量和溫度有關(guān),同一物體的內(nèi)能只跟物體的溫度有關(guān)。
4、內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能,內(nèi)能不能為零,機(jī)械能可能為零。
5、熱傳遞是溫度不同的物體相互接觸時(shí),低溫物體溫度降低,高溫物體溫度升高的現(xiàn)象。
6、熱傳遞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,而不是溫度。即:高溫物體的內(nèi)能減小,低溫物體的內(nèi)能增大。
7、在熱傳遞過(guò)程中,傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量,熱量的單位也是焦耳。
8、對(duì)物體做功,物體內(nèi)能增大,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
9、物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減小,內(nèi)能能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
10、改變物體內(nèi)能的方法是做功和熱傳遞,且做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的。
11、在熱傳遞過(guò)程中,物體吸收了多少熱量,內(nèi)能就增加多少,放出多少熱量,內(nèi)能就減少多少。
(三)比熱容
1、單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃所吸收的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容,
2、比熱容是物質(zhì)的一種特性,同一物質(zhì)的比熱容相同,不同物質(zhì)的比熱容一般不同。
3、同一物質(zhì)的比熱容還跟它的狀態(tài)有關(guān)。
4、比熱容的單位讀作焦每千克攝氏度。
5、水的比熱容,是4.2×J/(kg.℃),表示1kg的水溫度升高1℃所吸收的熱量是4.2×J。
6、吸收熱量的計(jì)算公式是:=Cm(t-)=CmΔt。
7、放出熱量的計(jì)算公式是:=Cm(-t)=CmΔt。
8、在熱傳遞過(guò)程中,若不計(jì)熱量的損失,則=。
9、吸收或放出熱量的多少根物體的物質(zhì)的種類(即比熱容)、質(zhì)量升高或降低的溫度有關(guān),根物體的初溫和末溫?zé)o關(guān)。
(四)、熱機(jī)
1、將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器,叫做熱機(jī)。
2、內(nèi)燃機(jī)是燃料在汽缸里燃燒生成高溫高壓的燃?xì)?,推?dòng)活塞對(duì)外做過(guò)的熱機(jī)。
3、常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
4、汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣等四個(gè)沖程。
5、每個(gè)沖程中,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周,對(duì)外做功一次。
6、在汽油機(jī)四個(gè)沖程中,只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功,其余三個(gè)沖程是靠飛輪的慣性來(lái)完成。
7、在壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
8、在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
9、汽缸頂部有火花塞的是汽油機(jī),有噴油嘴的是柴油機(jī)。
10、在壓縮沖程中,汽油機(jī)吸入汽油和空氣的混合物,柴油機(jī)只吸入空氣。
11、汽油機(jī)采用的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式,柴油機(jī)采用的點(diǎn)火方式是壓燃式。
12、燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
13、1Kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
14、熱值是燃料本身的一種固有屬性,單位是J/Kg。
15、燃料燃燒放出熱量的計(jì)算公式:=mq或=Vq。
16、有效利用內(nèi)能的途徑:燃燒要盡可能充分;盡量減少能量損失。
17、用來(lái)做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機(jī)效率。
18、熱機(jī)效率:=或=。
19、在熱機(jī)的各種能量損失中,廢氣帶走的能量最多。
20、能量守恒定律:能量既不會(huì)憑空消滅,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變。
十五章、電流和電路
(一)電荷
1、用摩擦的方法使物體帶電,叫摩擦起電。
2、帶電體都具有能吸引輕小物體的性質(zhì)。
3、被絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒上帶的電荷,叫正電荷;被毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒上帶的電荷,叫負(fù)電荷。
4、同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
5、電荷量:是指電荷的多少,單位:庫(kù)侖,簡(jiǎn)稱庫(kù),符號(hào)C。
6、原子是由原子核和電子組成的,原子核帶正電、核外電子帶負(fù)電。
7、元電荷:最小的電荷叫元電荷,用符號(hào)e表示,e=1.6×C.
8、容易導(dǎo)電的物體,叫導(dǎo)體;不容易導(dǎo)電的物體,叫絕緣體;金屬導(dǎo)電靠的是自由電子。
9、常見(jiàn)的導(dǎo)體:金屬、大地、人體、石墨、酸堿鹽的水溶液。
10、常見(jiàn)的絕緣體;橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油。
11、驗(yàn)電器是實(shí)驗(yàn)室用來(lái)檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器,是根據(jù)同種電荷相互排斥的道理制成的。
(二)、電流和電路
1、電流是電荷的定向移動(dòng)形成的。
2、把正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向;在實(shí)際電路中,電流的方向總是:電源的正極用電器電源負(fù)極。
3、電路的基本構(gòu)成:電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、用電器。
4、電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的必要條件:(1)電路中必須有電源;(2)電路必須是通路。
5、電路的基本連接方式是串聯(lián)和并聯(lián);電路的三種狀態(tài)是通路、斷路和短路。
(三)、電流的強(qiáng)弱
1、電流的強(qiáng)弱:就是電流的大小,用電流表示,符號(hào)是I,單位是安培,單位符號(hào)是A。
2、電流表的使用規(guī)則:(1)將電流表串聯(lián)在被測(cè)電路中;(2)要求電流正進(jìn)負(fù)出;(3)被測(cè)電流不能超過(guò)電流表的測(cè)量值;(4)絕不允許將電流表直接接在電源的兩極上。
四、串、并聯(lián)電路
1、把電路元件逐個(gè)順次首尾相連組成的電路叫串聯(lián)電路。
2、串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流只有一條路徑,無(wú)干路、支路之分;(2)通過(guò)一個(gè)用電器的電流,一定通過(guò)另一個(gè)用電器;(3)用電器之間的工作情況相互影響,通則都通,斷則都斷;(4)電路中只需一個(gè)開(kāi)關(guān),即可控制整個(gè)電路。
3、串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在串聯(lián)電路中,各處的電流相等。公式:I==
4、把電路元件并列地首首相連、尾尾相連組成的電路叫并聯(lián)電路。
5、并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流有兩條或兩條以上路徑,有干路、支路之分;(2)每條支路都可與電源形成一個(gè)通路;(3)各支路中的用電器工作情況互不影響,一條支路斷開(kāi),其他支路仍可工作;(4)干路上的開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路,支路上的開(kāi)關(guān)只能控制它所在的該支路。
6、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在并聯(lián)電路中,干路中的電流等于各支路中的電流之和。公式:
I=+。
十六章、電壓和電阻
(一)電壓
1、電壓
(1)電路中提供電壓的裝置是電源。
(2)電壓的作用是使電路中的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流。
(3)電壓用字母U表示。電壓的單位是伏特,簡(jiǎn)稱伏,符號(hào)是V。
(4)一節(jié)干電池兩端的電壓是1.5V,一個(gè)鉛蓄電池的電壓是2V,家庭照明電路的電壓是220V,對(duì)人體的安全電壓是不高于36V。
2、電壓的測(cè)量
(1)電壓表是測(cè)量導(dǎo)體或電路兩端電壓儀表,電路中的符號(hào)。
(2)電壓表的使用規(guī)則:①使用前注意觀察:接線柱、量程、分度值、?!?”;
②電壓表應(yīng)該并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端;(否則電流會(huì)很大,此時(shí)測(cè)的是電源電壓);
③電壓表正接線柱應(yīng)與靠近電源正極的一端相連,負(fù)接線柱應(yīng)與靠近電源負(fù)極的一端相連;(即電流從電壓表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出,否則指針會(huì)反偏);
④不允許被測(cè)電路兩端的電壓超過(guò)電壓表的測(cè)量值。(用較大量程試觸,否則指針可能打彎);
⑤讀數(shù)時(shí)看清接線柱(量程)、明確分度值、看清指針位置。
3、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和。
4、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和;并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。
5、把電壓比作水壓類比法。
6、電壓表與電流表使用方法的相同點(diǎn):電流表或電壓表的電流都要從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;被測(cè)的電流或電壓都不要超過(guò)電流表或電壓表的測(cè)量值。
7、電壓表與電流表使用方法的不同點(diǎn):電流表與被測(cè)部分串聯(lián),電壓表與被測(cè)部分并聯(lián);電流表不允許直接接到電源的兩極上,而電壓表能直接接到電源的兩極上。
(二)電阻(R)
1、導(dǎo)體對(duì)電流礙作用叫電阻,任何導(dǎo)體都有電阻,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2、電阻用字母R表示,電阻的國(guó)際單位是歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)Ω;常用單位:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ);1MΩ=1×KΩ,1KΩ=1×Ω。
3、導(dǎo)體兩端的電壓相同時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流越小,導(dǎo)體的電阻大,或電壓相同時(shí),燈泡越暗,電阻大。(轉(zhuǎn)換法)
4、決定導(dǎo)體電阻大小的因素有材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度。
5、長(zhǎng)度和橫截面積相同的不同材料的導(dǎo)體電阻一般不同。
6、材料和橫截面積相同的導(dǎo)體,長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大。
7、材料和長(zhǎng)度相同的導(dǎo)體,橫截面積越小,電阻越大
8、大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大;大多數(shù)非金屬的電阻隨溫度的升高而減小。
9、導(dǎo)體的電阻很小,絕緣體的電阻很大;導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體叫做半導(dǎo)體,如:硅和鍺。
10、某些導(dǎo)體在溫度很低的情況下電阻就變成了零,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
(三)、變阻器
1、滑動(dòng)變阻器能改變電路中的電流、控制某電路兩端的電壓、分擔(dān)電壓保護(hù)電路。
2、滑動(dòng)變阻器的原理是通過(guò)改變連入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻。
3、滑動(dòng)變阻器使用規(guī)則:串聯(lián)在電路中;不能使通過(guò)它的電流超過(guò)銘牌上所標(biāo)的電流;連接時(shí),所使用的接線柱要“一上一下”。④閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片要置于阻值處。
4、規(guī)格的物理意義:“50Ω,1.5A”表示滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0——50Ω,允許通過(guò)的電流是1.5A。
5、使用口訣:一上一下接線柱,阻值變化觀下柱,滑片靠近阻值小,滑片遠(yuǎn)離阻值大。
6、電阻箱的優(yōu)點(diǎn):能顯示電阻箱連入電阻大小的變阻器;
7、電阻箱的原理:與滑動(dòng)變阻器的原理相同;
8、電阻箱的讀數(shù)方法:每個(gè)旋盤所指示的數(shù)字乘以相應(yīng)的倍數(shù)的總和。
十七章、歐姆定律安全用電
(一)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
1、電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即R一定時(shí),︰=︰。
2、電壓不變時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。即電壓不變時(shí)︰=︰。
3、若電壓表、電流表的指針?lè)雌?,則是電壓表、電流表的正負(fù)接線柱反了;
4、若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)很小,則電壓表、電流表的量程選大了,若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最右邊,則電壓表、電流表的量程選小了。
5、無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,電流都不變,若此時(shí)的電流較大,則是滑動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了金屬桿上,若此時(shí)的電流很小,則是歡動(dòng)變阻器的兩個(gè)接線柱都接在了電阻絲上。
(二)歐姆定律
1、歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比;數(shù)學(xué)表達(dá)示:I=U/R;
2、使用歐姆定律時(shí)應(yīng)注意同時(shí)性和同體性;
3、“同體性”指公式中的I、U、R必須是同一電路或同一電阻或是整個(gè)電路的三個(gè)物理量;
4、“同時(shí)性”是指公式中的I、U、R必須是同一時(shí)刻的值;
5、使用公式時(shí)I、U、R都必須用國(guó)際單位,即,I——安培,U——電壓,R——?dú)W姆;
6、I=U/R,變形為U=IR,R=U/I;
7、R=U/I表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個(gè)導(dǎo)體的電阻,它是電阻的計(jì)算式,不是電阻的決定式。
8、電路計(jì)算時(shí)應(yīng)做到“兩步三查”。兩步是指畫(huà)圖標(biāo)量(書(shū)寫(xiě)已知條件、求解的問(wèn)題)和列式求解(①寫(xiě)出計(jì)算公式,②帶數(shù)字和單位,③計(jì)算出結(jié)果)。三查是指查物理公式、查下標(biāo)、查單位。
9、電阻的串聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的長(zhǎng)度,因此串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大;
10、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,公式是R=+;
11、n個(gè)阻值相同的電阻串聯(lián)后的總電阻=nR
12、串聯(lián)電路中,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體電阻成正比,即::=︰
13、電阻的并聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的橫截面積,因此并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
14、并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。公式是1/R=1/+1/;
15、n個(gè)相同的電阻R并聯(lián),總電阻=1/n。
16、并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即︰=︰。
17、串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關(guān)系的口訣:串流并壓各相等,串壓并流總之和,串聯(lián)電阻總之和,并聯(lián)電阻合倒和。
(三)測(cè)量小燈泡的電阻
1、伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理:R=U/I;
2、操作時(shí)的注意事項(xiàng):①電流表、電壓表的量程要選擇適當(dāng);②連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài);③閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻;
3、測(cè)量的物理量:用電壓表測(cè)出電壓,用電流表測(cè)出電流代入公式R=U/I計(jì)算出電阻值;
4、滑動(dòng)變阻器的作用:改變連入電路的阻值,從而改變電流和電壓,以達(dá)到多測(cè)幾次的目的。
5、該實(shí)驗(yàn)中至少要測(cè)三組數(shù)據(jù),是為了求電阻的平均值,以減小誤差。
6、在該實(shí)驗(yàn)中閉合開(kāi)關(guān)時(shí),燈泡不亮,電流表無(wú)示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù),則出現(xiàn)的故障是燈泡斷路(即燈絲斷了、接燈泡的導(dǎo)線斷了或接線柱松動(dòng)、接觸不良)。
7、在該實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑片時(shí),電流表和電壓表的示數(shù)變化不一致,則是電壓表并聯(lián)在了滑動(dòng)變阻器的兩端。
(四)歐姆定律和安全用電
1、人體的電阻一定,根據(jù)歐姆定律,電壓越高,通過(guò)的電流越大;
2、只有不高于36V的電壓才是安全的;
3、不能用濕手觸摸電器,或扳開(kāi)關(guān);
4、斷路:由于導(dǎo)線斷了、用電器損壞、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或接觸不良造成電路中沒(méi)有電流的現(xiàn)象。
5、短路:電源的兩端或用電器兩端被導(dǎo)線直接連接起來(lái)的電路,發(fā)生短路時(shí)會(huì)燒壞電源或電流表,也有可能發(fā)生火災(zāi)。
6、雷電產(chǎn)生是帶正負(fù)電的云層靠近時(shí)產(chǎn)生劇烈的放電現(xiàn)象;
7、雷電的預(yù)防是安裝避雷針(又叫引雷針,把雷電引來(lái)入地,從而保護(hù)其他物體)。
8、螺絲口燈泡的螺旋套只準(zhǔn)接在零線上。
十八章、電功率
(一)電能
1、電能的獲得將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
2、用電器工作的過(guò)程就是消耗電能的過(guò)程,用電器工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為其他形式能。
3、物理學(xué)中,電能的國(guó)際單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)J;
4、生活中常用度作為電能的單位,學(xué)名“千瓦時(shí)”;
5、1度=1千瓦時(shí),“千瓦時(shí)”的物理意義:1千瓦的用電器正常使用1h所消耗的電能;1KW.h=3.6×J.
6、電能表(又叫電度表)測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的電能;
7、電能表串聯(lián)在干路上(一三孔進(jìn)、二四孔出);
8、測(cè)量較大電能時(shí)用計(jì)數(shù)器讀數(shù);計(jì)數(shù)器上最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位;
9、電能表前后兩次讀數(shù)之差就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。
10、“600R/KW.h”是說(shuō),接在這個(gè)電能表上的用電器每消耗1千瓦時(shí)的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)600轉(zhuǎn)。
11、電流做功的過(guò)程就是消耗電能的過(guò)程;
12、電流做了多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,也就是消耗了多少電能;
13、電功的國(guó)際單位:焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào),J。
(二)電功率
1、在物理學(xué)中,用電功率表示消耗電能快慢的物理量。用字母“P”表示。
2、用電器在1秒內(nèi)消耗的電能,叫做電功率,
3、電功率的單位是瓦特,簡(jiǎn)稱瓦,符號(hào)W。
4、電功率的定義式:P=W/t;基本式P=UI。這兩個(gè)公式對(duì)不同情況下各種用電器的電功率的計(jì)算都適用。
5、導(dǎo)出的計(jì)算公式P=R、P=/R。這兩個(gè)公式只適用于純電阻電路中電功率的計(jì)算。(即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能)
6、公式中的單位:U——電壓——伏特(V),I——電流——安培(A),
R——電阻——?dú)W姆(Ω),P——電功率——瓦特(W)
7、P=W/t公式中物理量的單位:W——電能——焦耳(J)——千瓦時(shí)(度,KW.H),t——時(shí)間——秒(s)——小時(shí)(H),P——電功率——瓦特(W)——千瓦(KW)。
8、額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓。
9、額定功率:用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率。
10、一般用電器的銘牌上都標(biāo)有額定電壓和額定功率,如燈泡上標(biāo)有“220V40W”時(shí),表示此燈的額定電壓為220V,額定功率為40W。
11、額定功率與實(shí)際功率的關(guān)系:當(dāng)=時(shí),=,用電器正常工作,如:燈泡正常發(fā)光;
當(dāng)<時(shí),<,用電器不能正常工作,如:燈泡發(fā)光暗淡;
當(dāng)>時(shí),>,用電器不能正常工作,很容易損壞或縮短使用壽命,如:燈泡發(fā)光強(qiáng)烈。
12、燈泡的亮度決定于它的實(shí)際功率功率。
13、串、并聯(lián)電路中用電器消耗的總功率均等于各用電器消耗的電功率之和。
14、電能的基本計(jì)算公式是W=Pt和W=UIt。(適用任何情況)。導(dǎo)出公式有W=Rt和W=t/R。(只適用于純電阻電路)
15、串、并聯(lián)電路中用電器消耗的總電能均等于各用電器消耗的電能之和。
(三)電與熱
1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成熱,這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
2、電流熱效應(yīng)的大?。焊鷮?dǎo)體的電阻、通過(guò)電流的大小、通電時(shí)間有關(guān)。
3、電流有熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和磁效應(yīng),電飯鍋、電熨斗、電烙鐵、電爐等電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的。
4、焦耳定律的內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比;
5、焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:Q=Rt。
6、符號(hào)和單位:Q——熱量——焦耳(J)R——電阻——?dú)W姆(Ω)
I——電流——安培(A)t——時(shí)間——秒(s)
7、導(dǎo)出公式:如果用電器消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱,則Q=W=UIt=Pt=Rt=t/R。若只有一部分轉(zhuǎn)化為熱,則Q<W,計(jì)算電熱時(shí)應(yīng)用Q=Rt。
8、用電來(lái)加熱的設(shè)備叫做電熱器。
9、電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。
10、發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的合金絲制成的。
11、串聯(lián)電路中,電壓、電能、電功率、電熱都與電阻成正比,即︰=︰=︰=︰=︰。
12、并聯(lián)電路中電流、電能、電功率、電熱都與電阻成反比,即︰=︰=︰=︰=︰。
(四)電功率和安全用電
1、家庭電路中電流過(guò)大的原因:(1)發(fā)生短路;(2)用電器的電功率過(guò)大。2、接入電路用電器的總功率越大,電路中的總電流越大。家庭電路中應(yīng)安裝保險(xiǎn)絲或空氣開(kāi)關(guān),在電流過(guò)大時(shí)自動(dòng)切斷電路。
3、保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)電流過(guò)大時(shí),自動(dòng)切斷電路
4、保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的,電阻比較大,熔點(diǎn)比較低。
5、保險(xiǎn)絲原理:電流過(guò)大時(shí),產(chǎn)生較多的熱量使它的溫度達(dá)到熔點(diǎn),于是保險(xiǎn)絲熔斷,自動(dòng)切斷電路,起到保險(xiǎn)的作用。
6、保險(xiǎn)絲串聯(lián)接在干路的火線上。
7、保險(xiǎn)絲的額定電流等于或稍大于家庭電路的電流。
8、不能用鐵絲、銅絲代替保險(xiǎn)絲。
(六)生活用電常識(shí)
1、家庭電路的組成:低壓供電線路、電能表、閘刀開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)裝置、用電器、插座、燈座、開(kāi)關(guān)。
2、家庭電路中的各用電器采用并聯(lián),用電器與插座并聯(lián),控制燈泡的開(kāi)關(guān)應(yīng)與燈泡串聯(lián),接在燈泡與火線之間,保險(xiǎn)絲要串聯(lián)接在火線上,螺絲扣燈泡的螺旋套只準(zhǔn)接在零線上。
3、家庭電路的進(jìn)戶線有:火線和零線,它們之間的電壓為220V,火線與大地之間的電壓為220V,零線與大地之間的電壓為0。
4、辨別火線和零線的工具是試電筆。
5、使用試電筆時(shí),手指按住筆卡,筆尖接觸被測(cè)導(dǎo)體,能使氖管反光的是火線。
6、兩孔插座:一孔接火線,另一孔接零線。
7、三孔插座:兩孔分別接火線和零線,第三孔把用電器的金屬外殼與大地連接起來(lái),防止了外殼帶電引起觸電事故。
8、使用有金屬外殼的家用電器,外殼一定要接地。
9、家庭電路中的觸電事故都是人體直接或間接跟火線連通,形成通路造成的。
10、安全電壓不高于36V,動(dòng)力電路電壓380V,家庭電路電壓220V,都超出了安全電壓。
11、低壓觸電的形式是:?jiǎn)尉€觸電和雙線觸電;高壓觸電形式有高壓跨步電壓觸電和高壓放電電壓觸電。
中圖分類號(hào):G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A ?搖文章編號(hào):1674-9324(2014)04-0115-02
在初中階段,電學(xué)是中考中的重點(diǎn),占有重要地位。由于這部分內(nèi)容的容量大、概念多,學(xué)生容易混淆,因此電學(xué)的復(fù)習(xí)對(duì)于學(xué)生有一定的難度。我認(rèn)為,復(fù)習(xí)好電學(xué)應(yīng)從以下三個(gè)方面入手。
一、在學(xué)生頭腦中建立起明確的知識(shí)體系
在復(fù)習(xí)中,首先讓學(xué)生知道電學(xué)有什么儀器、公式、物理量、定律,對(duì)電學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。電學(xué)主要有三個(gè)基本電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器——電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器;七個(gè)電學(xué)物理量——電量、電流、電壓、電阻、電功、電功率、電熱;兩個(gè)基本電路連接方式——串聯(lián)電路、并聯(lián)電路;一種典型的電學(xué)實(shí)驗(yàn)方法——伏安法;兩個(gè)規(guī)律——?dú)W姆定律、焦耳定律;三種電路狀態(tài)——通路、開(kāi)路、短路。這些基礎(chǔ)知識(shí)讓學(xué)生熟練地背下來(lái),是復(fù)習(xí)好電學(xué)的前提,也為解決電路分析題做好準(zhǔn)備。
二、教給學(xué)生判斷電路的連接、狀態(tài)的正確方法
電路的連接方式主要是串聯(lián)和并聯(lián),讓學(xué)生快速掌握,可以從以下幾個(gè)方面入手:通過(guò)定義判斷;根據(jù)循流法,讓電流從正極出發(fā)經(jīng)過(guò)用電器回到電源負(fù)極,途中電流只有一條路徑的,連接方式為串聯(lián);若電流在某處分流,出現(xiàn)支路,連接方式為并聯(lián);有的時(shí)候還必須用拆除法,拆除其中的一個(gè)用電器,如果其余用電器都不工作,則用電器為串聯(lián)連接,如果其余用電器照樣工作,則用電器為并聯(lián)連接。我找一些典型的電路圖,畫(huà)在黑板上,讓學(xué)生識(shí)別,然后說(shuō)明識(shí)別的依據(jù),再適當(dāng)布置相應(yīng)的作業(yè),鞏固練習(xí)。我還用生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象說(shuō)明串聯(lián)和并聯(lián):節(jié)假日,很多小彩燈為什么有一個(gè)壞了,其余都不發(fā)光?它們是什么連接方式?我用這些現(xiàn)象去激發(fā)學(xué)生的求知欲,經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間,學(xué)生就能準(zhǔn)確判斷串聯(lián)和并聯(lián)了。電路有三種狀態(tài)——通路、開(kāi)路、短路,通路和開(kāi)路學(xué)生容易理解,但對(duì)于短路的分辨顯得力不從心,總犯糊涂。我先給學(xué)生做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),用導(dǎo)線給兩節(jié)干電池短路,結(jié)果只需要很短的時(shí)間,我讓學(xué)生摸摸導(dǎo)線,學(xué)生發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線已經(jīng)熱了。告訴學(xué)生,電源短路是很危險(xiǎn)的,容易發(fā)生電路起火,生活中應(yīng)避免電源短路,讓學(xué)生在心中對(duì)短路有較深刻的認(rèn)識(shí)。給學(xué)生指出電流具有走捷徑的特點(diǎn),捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計(jì),當(dāng)一根空導(dǎo)線,或開(kāi)關(guān)、或電流表與某個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),電流只走空導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。再找適當(dāng)?shù)牡湫碗娐奉}給學(xué)生講解,練習(xí),一定能收到很好的效果。
三、講清七個(gè)重要的物理量
電學(xué)部分有七個(gè)重要的物理量——電量、電流、電壓、電阻、電功、電功率、電熱。學(xué)生對(duì)這七個(gè)物理量中涉及到的概念、單位、公式、計(jì)算,特別吃力,而且經(jīng)?;煜D芊駥W(xué)好這七個(gè)物理量,是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵,我用最長(zhǎng)的時(shí)間給學(xué)生復(fù)習(xí)這部分知識(shí)。
1.講清七個(gè)物理量的定義、特點(diǎn)。電荷的定向移動(dòng)形成電流,這是電流的形成定義,簡(jiǎn)單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒(méi)有電壓就沒(méi)有電流;電阻是指導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。物理學(xué)中電功沒(méi)有確切的定義,當(dāng)電能轉(zhuǎn)為其他形式能時(shí),就說(shuō)做了電功。即電功就表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時(shí)間的長(zhǎng)短。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量叫電熱,即電流的熱效應(yīng)。我對(duì)學(xué)生的要求就是能清楚這些物理量的定義,知道它們的表示符號(hào)、單位,不用死記硬背。
2.講清七個(gè)物理量的公式。有些公式,學(xué)生不知道什么時(shí)候該用哪個(gè),比如公式:I=Q/t和歐姆定律的表達(dá)式I=U/R。給學(xué)生指出,公式:I=Q/t是電流的定義式,I=U/R是電流、電壓、電阻的定量關(guān)系式,只適用于電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的純電阻電路,這樣學(xué)生就知道這兩個(gè)公式的區(qū)別和用法了。電功定義式——W=UIt=Pt、導(dǎo)出式——W=I2RtW=(U2/R)t、電功率定義式——P=W/t、決定式—P=UI(因?yàn)閃=UIt=Pt)、導(dǎo)出式——P=U2/R=I2R、電熱定義式——Q=I2Rt(焦耳定律)、導(dǎo)出式——Q=W=UIt、Q=(U2/R)t。學(xué)生會(huì)問(wèn):這么多公式,怎么用呀?遇到具體問(wèn)題有些慌。有一道2010年中考電學(xué)題:某校師生自制了一臺(tái)電烘箱,電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí),每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量,求①此時(shí)電阻絲的電功率。②此時(shí)電阻絲的電阻。③此時(shí)電阻絲的工作電壓。告訴學(xué)生首先明確已知物理量,然后想用學(xué)過(guò)的哪個(gè)公式去解題,挑選好公式后,這個(gè)題就容易解決了。還要強(qiáng)調(diào),公式的運(yùn)用必須注意適用范圍,可以給學(xué)生多出一些關(guān)于電動(dòng)車、洗衣機(jī)等電動(dòng)機(jī)的計(jì)算題,練練定義式和導(dǎo)出式的區(qū)別。
第一章第3節(jié)物理學(xué)中用位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢,這就是速度.v=SX(]Δx]ΔtSX)]①速度是位移矢量對(duì)時(shí)間的變化率.②速度是表示物置變化快慢的物理量.加速度必修1
第一章第5節(jié)加速度是速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值a=SX(]Δv]ΔtSX)]①加速度是速度矢量的變化率.②加速度的決定式是a=F/m,力是產(chǎn)生加速度的原因③加速度是表示速度變化快慢的物理量.角速度必修2
第五章第4節(jié)物體在Δt時(shí)間內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B,半徑OA在這段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度Δθ.它與所有時(shí)間Δt的比值叫做角速度.ω=SX(]Δθ]ΔtSX)]①角速度描述了物體繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢.②角速度是角度對(duì)時(shí)間的變化率線速度必修2
第五章第5節(jié)取一段很短的時(shí)間Δt,物體在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為Δs.比值Δs/Δt反映了物體運(yùn)動(dòng)的快慢,叫做線速度v=SX(]Δs]ΔtSX)]①線速度的大小描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)弧長(zhǎng)的快慢.②線速度是弧長(zhǎng)對(duì)時(shí)間的變化率.功率必修2
第七章第3節(jié)功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值叫做功率P=SX(]W]tSX)]功率表示物體做功的快慢電流選修3-1
第二章第1節(jié)用單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量多少,表示電流的強(qiáng)弱即電流I=SX(]q]tSX)]表示電流的強(qiáng)弱感應(yīng)
電動(dòng)勢(shì)選修3-2
第四章第4節(jié)電磁感應(yīng)定律E=SX(]nΔΦ]ΔtSX)]磁通量的變化率就是SX(]ΔΦ]ΔtSX)]HJ3mm]二、第二類比值法定義的物理量共同特征是:兩個(gè)或多個(gè)物理量的比值是常數(shù),它反映物質(zhì)或物體屬性,其大小由物體本身所決定,與定義式中的其他量沒(méi)有關(guān)系.用這種方法定義的物理量有:HJ3mm]物理量出處定義公式說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度HJ*3]選修3-1
第一章第3節(jié)試探電荷在電場(chǎng)中某個(gè)位置所受的力與試探電荷的電荷量的比值,叫做電場(chǎng)強(qiáng)度.E=SX(]F]qSX)]我們?cè)诶斫獾臅r(shí)候,不能認(rèn)為E跟F成正比,E跟q成反比,電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量,它由電場(chǎng)本身性質(zhì)及空間的位置決定,與試探電荷無(wú)關(guān).BHG3*2]電勢(shì)]選修3-1
第一章第4節(jié)]電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)能與它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電勢(shì)]φ=SX(]Ep]qSX)] ]電勢(shì)是描述電場(chǎng)能的性質(zhì)的物理量,它的大小與試探電荷本身無(wú)關(guān)BHG6]電容]選修3-1
第一章第8節(jié)]電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極間的電勢(shì)差U的比值叫做電容器的電容]C=SX(]Q]USX)]]電容表征了電容器儲(chǔ)存電荷的特性,不能認(rèn)為C與Q成正比,與U成反比,C與電容器是否帶電及帶電多少無(wú)關(guān).平行板電容器的電容公式C=εS/4πkd則反映了其電容決定于ε、S及d.BHG7]磁感應(yīng)
強(qiáng)度]選修3-1
第三章第2節(jié)]磁感應(yīng)強(qiáng)度用來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱]B=SX(]F]ILSX)]]我們不能認(rèn)為B與F成正比,跟IL成反比.磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向是客觀存在的,與放入導(dǎo)線的長(zhǎng)短L、流過(guò)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I的大小及電流受到的力F均無(wú)關(guān),它由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)來(lái)決定.BG)F]BG(!]電動(dòng)勢(shì)]選修3-1
第二章第2節(jié)]電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功.]E=SX(]W]qSX)]]電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān).BH]熔化熱]選修3-3
第九章第4節(jié)]某種晶體熔化過(guò)程中所需的能量與其質(zhì)量之比,稱做這種晶體的熔化熱]λ=SX(]Q]mSX)]]不同的晶體有不同的結(jié)構(gòu),要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu),所需能量也不同,因此不同晶體的熔化熱也不相同.BH]汽化熱]選修3-3
第九章第4節(jié)]某種液體汽化成同溫度的氣體時(shí)所需的能量與其質(zhì)量之比,叫做這種物質(zhì)在這個(gè)溫度下的的汽化熱.]L=SX(]Q]mSX)]BH]折射率]選修3-4
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2013)06-0140-03
在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,由于教學(xué)任務(wù)的差異性,采用教學(xué)行動(dòng)完善教學(xué)的策略,以達(dá)到預(yù)期的效果。在進(jìn)行教學(xué)策略時(shí),可以選擇多種形式,如教學(xué)的過(guò)程研究,教學(xué)內(nèi)容方面的安排,運(yùn)用何種教學(xué)方法、步驟以及組織的形式等。不同的形式相互結(jié)合,形成更復(fù)雜、多樣的教學(xué)策略。因此,如何選擇成為了有效教學(xué)策略的問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中,教師要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能力,增強(qiáng)交流互動(dòng)的環(huán)節(jié),提高課堂趣味性,保證教學(xué)全過(guò)程的順利實(shí)施。并且通過(guò)反饋,不斷地調(diào)節(jié)教學(xué),協(xié)調(diào)發(fā)展,達(dá)到教學(xué)的最優(yōu)化。高中物理課堂有效教學(xué)從理論的層面上來(lái)看,就是要采用適當(dāng)、合理的教學(xué)策略,教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)探究,學(xué)會(huì)用物理思維解決問(wèn)題,從而達(dá)到提高學(xué)生綜合能力的教育目的。從操作層面上來(lái)看,在高中物理課堂教學(xué)過(guò)程中,教師要盡可能少地投入時(shí)間、精力、物力,但要取得盡可能好的物理教學(xué)效果,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
一、針對(duì)教學(xué)目標(biāo)的全面發(fā)展探究課堂有效教學(xué)策略
新課程的研究有著較為完備系統(tǒng)的體系,以知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀作為教學(xué)的目標(biāo),這意味著教學(xué)的又一次新變革,教學(xué)的有效性更側(cè)重于學(xué)生能力的不斷提高,逐漸取代先前以學(xué)習(xí)知識(shí)的多少來(lái)衡量教學(xué)的觀念,新課程將這種三維課程作為教學(xué)的目標(biāo)。知識(shí)不再是決定教學(xué)質(zhì)量的唯一因素,學(xué)生實(shí)現(xiàn)了在目標(biāo)領(lǐng)域上更加全面的發(fā)展。教師實(shí)行多元化的教學(xué),以學(xué)生的全面發(fā)展為目標(biāo),在發(fā)展德、智、體、美四個(gè)方面上構(gòu)建認(rèn)知、情感、技能的發(fā)展,達(dá)到更高的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能結(jié)合、過(guò)程中方法更好地運(yùn)用以及情感態(tài)度和價(jià)值觀的充分體現(xiàn)?,F(xiàn)代教育理念是以生為本,課堂教學(xué)的有效與否在于這一理念的運(yùn)用,以學(xué)生的和諧、自主發(fā)展為重點(diǎn),關(guān)注學(xué)生身心健康的發(fā)展。在這體系中,要實(shí)現(xiàn)課堂的有效教學(xué),無(wú)論是哪一方面都缺一不可,相反,完整的體系被打破甚至失衡,學(xué)生也就不能得到全面發(fā)展。在課堂上,學(xué)生要有獨(dú)立的思維方式,獨(dú)特的見(jiàn)解,積極的學(xué)習(xí)態(tài)度,自覺(jué)、主動(dòng)地學(xué)習(xí),明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)和計(jì)劃,與教師不斷地進(jìn)行交流學(xué)習(xí),提出問(wèn)題,分析方法,獲得知識(shí),充分挖掘自身潛能,真正達(dá)到學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的目標(biāo)。這也對(duì)教師提出了更多的要求,教師要了解每一個(gè)學(xué)生,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況制定教學(xué)計(jì)劃,還要認(rèn)真研究教學(xué)的課程分析教材,做到心中有數(shù),統(tǒng)籌兼顧,使各方面均適應(yīng)課堂教學(xué),使教學(xué)目標(biāo)更加趨于合理性,得到最有效的教學(xué)策略。
在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候,教師一定要經(jīng)過(guò)慎重考慮,首先就是要考慮到學(xué)生的興趣問(wèn)題,因?yàn)椤芭d趣是最好的老師”。比如,在做教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候,就要依托物理學(xué)科的特點(diǎn),它是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,所以,我們要挖掘身邊的豐富素材,為學(xué)生設(shè)計(jì)一些妙趣橫生的實(shí)驗(yàn)。比如,上《超重與失重》這節(jié)課的時(shí)候,通過(guò)讓學(xué)生在課堂上稱體重的實(shí)驗(yàn)引入新課,通過(guò)分析學(xué)生在體重計(jì)上站起或蹲下過(guò)程中,體重計(jì)示數(shù)的變化,探究超重失重的本質(zhì),從而使學(xué)生對(duì)這節(jié)課充滿了興趣;其次,要分析教學(xué)的范圍、目標(biāo)和深度的問(wèn)題。考慮到是在普通高中進(jìn)行教學(xué),應(yīng)盡可能地把難度降低,找到知識(shí)的關(guān)聯(lián)點(diǎn),尋找相關(guān)的資料,運(yùn)用多種輔助教學(xué)手段,從易到難,分解難點(diǎn),從引導(dǎo)學(xué)生解決重點(diǎn)問(wèn)題到強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)、突出設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo),到運(yùn)用知識(shí)規(guī)律解決問(wèn)題,特別是要抓住導(dǎo)課環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),最好讓學(xué)生有一種耳目一新的感覺(jué),直接切入,這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)更能讓學(xué)生接受。
二、針對(duì)教學(xué)內(nèi)容本身的特點(diǎn)探究課堂有效教學(xué)策略
教學(xué)策略的選擇使教學(xué)內(nèi)容更具有特點(diǎn),比如,在高中物理的教學(xué)課堂上,有許多概念存在著不同的屬性,屬性的差異決定了不同的教學(xué)方法,因此,達(dá)到的效果也是顯而易見(jiàn)的。還有一些概念比較抽象,無(wú)法運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明,像高中物理“加速度”這一概念,我們不得不實(shí)施奧蘇貝爾的接受式教學(xué)為主的教學(xué)方法,其中包括五個(gè)方面,首先,強(qiáng)調(diào)加速度重要性;其次,定義“加速度”;再次,對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行分析;接著,做練習(xí)題,鞏固知識(shí);最后,進(jìn)行反思總結(jié),找出定義時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。如果是可以通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)就得到證明的概念,這時(shí)就要運(yùn)用布魯納的發(fā)現(xiàn)式教學(xué)為主的教學(xué)方法了,比如說(shuō)“電阻”,主要方法是:先做試驗(yàn),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步分析觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程,不難發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度決定了“電阻”的大小。通過(guò)歐姆定律,進(jìn)行計(jì)算,得到了“電阻”的決定式?;靖拍睢⒒驹?、物理實(shí)驗(yàn)和物理計(jì)算作為四種基本的構(gòu)成要素,組成了高中物理完整的知識(shí)體系,不同的知識(shí)有著不同的特點(diǎn),在選擇教學(xué)策略時(shí)要充分考慮這些因素。
三、針對(duì)教學(xué)過(guò)程的交往、互動(dòng),探究課堂有效教學(xué)策略
在當(dāng)今的教學(xué)中,越來(lái)越注重互動(dòng)教學(xué),教師與學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中能夠更好地進(jìn)行交流,從而掌握學(xué)生的動(dòng)態(tài),使學(xué)生感覺(jué)到平等和開(kāi)放的對(duì)話,增進(jìn)與老師的感情,使學(xué)生與老師達(dá)到共識(shí)、共享和共進(jìn),從而提高教學(xué)水平。在課堂教學(xué)過(guò)程中,課堂氛圍十分重要,如果課堂氛圍好的話,學(xué)生就會(huì)對(duì)老師提出的問(wèn)題產(chǎn)生興趣,從而認(rèn)真地去思考、聯(lián)想,并解決這個(gè)問(wèn)題,從而提高課堂效率,使學(xué)生的能力得到提高。結(jié)合實(shí)際教學(xué),教師應(yīng)充分利用教學(xué)資源,巧妙地設(shè)計(jì)問(wèn)題,以提高課堂氛圍。比如,在物理選修3—4中《機(jī)械波的形成和描述》這節(jié)課中,筆者了以下八個(gè)問(wèn)題,構(gòu)成“問(wèn)題串”的形式進(jìn)行教學(xué):?jiǎn)栴}1:什么是機(jī)械波?問(wèn)題2 :機(jī)械波產(chǎn)生需要什么條件?問(wèn)題3:具備了波源和介質(zhì),波又是怎樣形成和傳播的?問(wèn)題4:波在傳播過(guò)程中,各質(zhì)點(diǎn)是否隨波逐流?問(wèn)題5 :既然各質(zhì)點(diǎn)在自己的平衡位置上反復(fù)運(yùn)動(dòng),那它們的振動(dòng)周期有什么關(guān)系呢?問(wèn)題6:既然各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng),那橡皮管上為什么會(huì)出現(xiàn)凹凸相間的波形呢?問(wèn)題7:波在傳播的過(guò)程中,原來(lái)靜止的質(zhì)點(diǎn),它們的起振方向如何?問(wèn)題8:機(jī)械波在傳播過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波逐流,那波傳播的是什么呢?在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,問(wèn)題與學(xué)生的活動(dòng)環(huán)環(huán)相扣,課堂氣氛得到了很好的發(fā)揮,教學(xué)效果也得到了很好的體現(xiàn)。
從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)是提高教學(xué)的另一項(xiàng)重要工作,這樣有利于教師掌握學(xué)生的最新信息,知道同學(xué)們的想法,從而為學(xué)生營(yíng)造問(wèn)題情景,激發(fā)學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),使同學(xué)們的知識(shí)更加完善。學(xué)生之間存在差異是很正常的,這就需要教師因材施教。老師們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)針對(duì)不同同學(xué)制定不同的教學(xué)方法,爭(zhēng)取充分利用每個(gè)同學(xué)的特點(diǎn),讓他們得到最適合的方法,從而提高他們的學(xué)習(xí)。例如,在閉合電路歐姆定律的教學(xué)中,針對(duì)實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生,可以讓同學(xué)分組討論,親自動(dòng)手連接電路,觀察電流表電壓表的數(shù)據(jù),從而發(fā)現(xiàn)電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電路電壓的關(guān)系。這樣的教學(xué),邊操作邊思考,邊思考邊找出規(guī)律,能有效引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。而對(duì)于程度稍差一些的班級(jí)的學(xué)生,教師則要有更多地引導(dǎo),與學(xué)生一起找出規(guī)律,這樣才能更有效地提高教學(xué)效果。
四、針對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,探究課堂有效教學(xué)策略
現(xiàn)在我國(guó)正在全面實(shí)行素質(zhì)教育,素質(zhì)教育最重視的就是提高學(xué)生的各種能力,而提高各種能力的前提就需要有良好的思維能力。所以,現(xiàn)在在教學(xué)教師正在致力于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維以與分散性思維,所以這就需要教師在教學(xué)中多提問(wèn)利于同學(xué)們多方面思考的問(wèn)題,努力為學(xué)生營(yíng)造充滿想象的空間,引出學(xué)生更多的遐想。教材作為教師教學(xué)活動(dòng)的載體,它為學(xué)生提供了學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的助力。但是,教師不能墨守教材的內(nèi)容,要在利用教材的同時(shí)發(fā)散性地引出更多的相關(guān)知識(shí),使同學(xué)們接觸的知識(shí)面更廣。在《萬(wàn)有引力》這章中,教師可以介紹我國(guó)近幾年航空事業(yè)的發(fā)展情況,使學(xué)生對(duì)航空科技充滿好奇與向往,就很好地激發(fā)他們學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣,同時(shí)培養(yǎng)他們的愛(ài)國(guó)主義情懷。對(duì)于教學(xué)需要注意的方面還有很多,學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、個(gè)人的知識(shí)、直接經(jīng)驗(yàn)和生活實(shí)踐,等等,教師要以這些為基礎(chǔ)去改變自己的教學(xué)思路、方法,不斷捕捉、判斷和重組課堂生成的信息,使課堂的教學(xué)順利進(jìn)行。掌握了這些,教師就能在課堂上與學(xué)生形成一個(gè)富有氣氛、高效率并且富有情感的教學(xué)過(guò)程。
教師的教學(xué)方法與策略時(shí)刻影響著教學(xué)的效果。教師在制定教學(xué)方法與策略時(shí),因盡量發(fā)揮自己的特長(zhǎng),發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì),與此同時(shí),還要積極向別人學(xué)習(xí),不斷吸取別人的好的教學(xué)方法,使自己的教學(xué)方法與策略更加完善,使自己的教學(xué)效果得到他人的認(rèn)可。
在新課程改革下,提倡“以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念,而物理學(xué)科就是為解決“是什么,為什么,怎么做”。過(guò)去我們一直強(qiáng)調(diào)“就是這樣的”,而物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程,就是人類用已知世界不斷探究未知世界一部歷史。它包含了人類探究未知世界、認(rèn)識(shí)世界的基本方法。構(gòu)建物理學(xué)理論基石的兩大基本方法:一種是理論推導(dǎo)加驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);一種是探究性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展的一大法寶。
提高學(xué)生成績(jī)的關(guān)鍵是要轉(zhuǎn)變學(xué)生觀念:從“要我學(xué)”,轉(zhuǎn)變到“我要學(xué)”。然而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,是轉(zhuǎn)變學(xué)生這一觀念的前提。這是在新課改背景下,最常說(shuō)的話。選學(xué)物理的大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為物理難學(xué),到底物理難學(xué)在哪里?多數(shù)學(xué)生認(rèn)為:物理概念不能理解,物理公式記不住,更不知道如何應(yīng)用,不會(huì)構(gòu)建物理模型等等??傊粋€(gè)字“難”。如何讓物理知識(shí)與學(xué)生的生活相結(jié)合,降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理思維認(rèn)知的難度,才是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理積極性的突破口。
根據(jù)人類認(rèn)識(shí)事物,解決問(wèn)題的一般思路,應(yīng)該使用已有知識(shí)能動(dòng)的解決未知事件的方法一在物理中就是探究性實(shí)驗(yàn)法。也是科學(xué)家探究未知領(lǐng)域的基本方法,它符合人類探索認(rèn)識(shí)未知世界的一般規(guī)律。因此如果把它應(yīng)用在教學(xué)當(dāng)中,能讓學(xué)生在思維認(rèn)知方面更容易接受,更符合人類發(fā)展的一般規(guī)律,進(jìn)一步說(shuō),學(xué)生掌握這種方法對(duì)自己的生活和生產(chǎn)更有指導(dǎo)性和能動(dòng)性。
探究性實(shí)驗(yàn)法一般有五個(gè)大的環(huán)節(jié):猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析討論、得出結(jié)論和交流合作。在中專物理教學(xué)中可以根據(jù)不同的知識(shí)和需要分別側(cè)重于不同的環(huán)節(jié)。
關(guān)于物理概念利用探究實(shí)驗(yàn)法講授時(shí),需要教師首先通過(guò)搭建知識(shí)臺(tái)階作為鋪墊,在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生自主猜想和假設(shè)。關(guān)于老師的知識(shí)鋪墊工作有幾種常見(jiàn)的方式:一是生活常識(shí)再現(xiàn);既有構(gòu)建知識(shí)平臺(tái)作用,還可以借此培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察,善于思考的習(xí)慣。二是演示實(shí)驗(yàn)再現(xiàn);既有有構(gòu)建知識(shí)平臺(tái)作用,還可以培養(yǎng)學(xué)生多角度觀察分析的習(xí)慣。三是以前學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)再現(xiàn);既有搭建知識(shí)平臺(tái)的作用,還能復(fù)習(xí)知識(shí),繼續(xù)知識(shí)的再運(yùn)用。四是當(dāng)時(shí)的歷史背景再現(xiàn);既有搭建知識(shí)平臺(tái)的作用,也可以經(jīng)歷科學(xué)家探究物理規(guī)律的過(guò)程,感知?dú)v史等等。
例如,在講授平行板電容器的電容的決定式時(shí),也可以讓學(xué)生猜想與假設(shè):影響平行板電容其電容的因素,教師可以啟發(fā)學(xué)生類比與杯子盛水,杯子能容納多少水與杯子的自身容積有關(guān)。與你倒水多少無(wú)關(guān),即電容器的電容也與兩端電壓無(wú)關(guān),所以C=Q/U只是它的定義式,但是從公式上看u一定的時(shí)候只要不同的電容器的極板上電荷量Q越大,電容器的電容就越大。這也能說(shuō)明電容是用來(lái)描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。學(xué)生可以想到當(dāng)兩個(gè)極板越大時(shí),分布的電荷會(huì)更多,即平行板電容器的電容應(yīng)該與極板正對(duì)面積有關(guān);當(dāng)兩個(gè)極板靠的越近時(shí),正負(fù)電荷吸引更大,電荷也會(huì)增多,即平行板電容器的電容也應(yīng)該和兩極板間的距離有關(guān)。至于電介質(zhì)學(xué)生不能猜想出來(lái)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生從電容器的結(jié)構(gòu)上去分析。讓學(xué)生理解猜想也應(yīng)該與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。
第二個(gè)環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該環(huán)節(jié)大體可分四個(gè)步驟:一是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理;二是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選取實(shí)驗(yàn)器材;三是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和選取儀器組裝;四是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該環(huán)節(jié)主要是應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。
在演示實(shí)驗(yàn)中教師也可以利用此方法啟發(fā)學(xué)生思考,更重要的是該環(huán)節(jié)可以更好的發(fā)揮學(xué)生在中專物理實(shí)驗(yàn)中主體作用。
比如:在《實(shí)驗(yàn):測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》中,學(xué)生很快想到閉合電路的歐姆定律:I=E/R+r,根據(jù)其變形得到E=IR+I(xiàn)r,在公式中有兩個(gè)物理量R和I,只要有兩組對(duì)應(yīng)值,就能聯(lián)立方程求出E和r來(lái),而對(duì)應(yīng)的R可以用可讀的電阻箱,而I可以用電流表。所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以自己設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路如圖中間的電路圖。同樣的方法學(xué)生也可以根據(jù)E=U+I(xiàn)r,選擇儀器:電流表、電壓表,設(shè)計(jì)出如圖左一電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);根據(jù)E=u+(U/R)r,選擇儀器:電阻箱、電壓表,設(shè)計(jì)出如:圖4。
第三個(gè)環(huán)節(jié)是得出結(jié)論。它包括兩大步驟,一是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,其中包括一般兩種方法:①圖表法;②公式法。二是結(jié)論,如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),就看是否能驗(yàn)證。如果是探究性實(shí)驗(yàn),就看結(jié)論和假設(shè)一致,如果不一致,繼續(xù)以上步驟。
2009年底,筆者有幸在省物理學(xué)會(huì)中學(xué)物理研討會(huì)章鎮(zhèn)老師的指導(dǎo)下,上了一節(jié)關(guān)于高中物理“加速度”的概念教學(xué)課。雖然只是一節(jié)公開(kāi)課,但從開(kāi)始準(zhǔn)備到最后開(kāi)課歷時(shí)近三個(gè)月,先后得到十幾位優(yōu)秀特、高級(jí)教師的幫助,讓我受益匪淺,也讓我對(duì)如何上好一堂物理概念課有了更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),雖然只是《加速度》一節(jié)課,但我想物理概念的教學(xué)卻有其共通之處,所以我想以加速度概念的建立淺談高中物理概念教學(xué)中的一些心得體會(huì)。
翻開(kāi)高中物理課本,涉及的概念上百個(gè),在全日制普通高級(jí)中學(xué)物理教學(xué)大綱中提到:“教學(xué)中要重視概念和規(guī)律的建立過(guò)程……應(yīng)該使學(xué)生認(rèn)清概念和規(guī)律所依據(jù)的物理事實(shí),理解概念和規(guī)律的含義……概念和規(guī)律的教學(xué)要思路清楚,使學(xué)生知道它們的來(lái)龍去脈,真正理解其中的道理,領(lǐng)會(huì)研究問(wèn)題的方法?!?/p>
可見(jiàn)高中物理教學(xué)中,使學(xué)生形成概念,掌握規(guī)律,并使他們的認(rèn)識(shí)能力在形成概念、掌握規(guī)律的過(guò)程中得到充分發(fā)展,是高中物理教學(xué)的核心問(wèn)題。如何開(kāi)展物理概念教學(xué)呢?我認(rèn)為應(yīng)注意以下三個(gè)過(guò)程。
一、概念的引入過(guò)程
(一)讓學(xué)生明確引入新概念的重要性
為什么要引入一個(gè)新的物理概念呢?物理概念是由物理現(xiàn)象和事實(shí)中抽象出來(lái)的,是用來(lái)表征物質(zhì)的屬性和描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的。當(dāng)已學(xué)的物理概念不能很好地描述新問(wèn)題時(shí),我們就要進(jìn)行新的定義與描述,這就需要引入新的概念,讓學(xué)生明確了為什么要引入一個(gè)新的物理概念,才能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
以加速度為例:為什么要引入“加速度”這個(gè)概念?自然界的許多物體都在做變速運(yùn)動(dòng),速度在不斷變化,但在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度變化的快慢是不同。很明顯單純用“速度”這個(gè)概念是無(wú)法準(zhǔn)確地描述變化快慢的,這時(shí)就要引入“加速度”這個(gè)概念。
(二)復(fù)習(xí)好預(yù)備知識(shí),創(chuàng)設(shè)情景,營(yíng)造概念氛圍
在上加速度這節(jié)課前,學(xué)生連續(xù)學(xué)習(xí)了時(shí)間、時(shí)刻、瞬時(shí)速度、平均速度等新概念,而加速度概念的建立需要學(xué)生在理解好這些概念的基本上,可想而知,如果沒(méi)有做好對(duì)這些概念的復(fù)習(xí)工作,在新課教學(xué)中將事倍功半。
創(chuàng)設(shè)情景,加速度的概念比較抽象,而剛進(jìn)入高中學(xué)習(xí)的學(xué)生又比較缺乏理性思考,這樣就更需要教師在去創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)摹熬场?,激發(fā)學(xué)生的“情”,以提高學(xué)生的興趣。其中最常用的方法就是以實(shí)驗(yàn)觀察引入的方式,例如在講解閉合電路歐姆定律時(shí),許多教師都以實(shí)驗(yàn)觀察到的有趣現(xiàn)象,引入電源內(nèi)阻與內(nèi)電壓的概念;同時(shí),如果創(chuàng)設(shè)的情景能夠一方面根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),另一方面又容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),那么就能在滿足學(xué)生探索欲的同時(shí),讓他們?cè)诿苤畜w會(huì)建立新概念的意義和需要。在加速度這節(jié)課中,我展示了一組F1賽車,摩托車,飛機(jī)同時(shí)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的視頻,讓學(xué)生觀察三者運(yùn)動(dòng)的情況變化。在學(xué)生的潛意識(shí)中,所謂的“生活經(jīng)驗(yàn)”告訴他們一定是飛機(jī)一路領(lǐng)先,其次賽車,而摩托車總是落在最后。而事實(shí)呢?通過(guò)觀察視頻發(fā)現(xiàn)在剛開(kāi)始,摩托車是領(lǐng)先的,賽車其次,而飛機(jī)落在最后,直到經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,飛機(jī)賽車才漸漸超越摩托,速度越來(lái)越快,學(xué)生開(kāi)始覺(jué)得好奇了,而進(jìn)一步深入分析發(fā)現(xiàn)盡管飛機(jī)速度最大,但在不同時(shí)段速度變化的情況是不一樣的,這無(wú)法用速度這個(gè)概念準(zhǔn)確表示,所以很自然的,我們需要引入新的概念——加速度。
二、概念的建立過(guò)程
(一)培養(yǎng)學(xué)生提取材料信息與抽象概括能力
在上一過(guò)程中,我們通過(guò)各種直觀有趣的感性材料,獲得了豐富的信息,但是這些材料信息往往比較復(fù)雜,所蘊(yùn)含的物理知識(shí)比較綜合,例如本例中引入加速度的視頻,如果從受力分析的角度分析,也可以用于研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系規(guī)律,所以這就需要引導(dǎo)學(xué)生如何去從眾多的現(xiàn)象中去提取對(duì)于今天這堂課有用的信息,抓住主要問(wèn)題,暫時(shí)拋開(kāi)次要因素來(lái)加以研究,并能夠把這些信息進(jìn)行分析、綜合、抽象、概括,轉(zhuǎn)化成物理模型或語(yǔ)言,并以諸如數(shù)據(jù)表格、坐標(biāo)圖象等形式來(lái)呈現(xiàn)。
在加速度這節(jié)課中,我在引導(dǎo)學(xué)生相互交流,培養(yǎng)學(xué)生抽象歸納后,總結(jié)出了這樣的一張表格數(shù)據(jù):
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在這張表格中我們發(fā)現(xiàn)具體的飛機(jī)、賽車、摩托已經(jīng)被抽象為更具有普遍性的甲、乙、丙物體,而表格中所留下的數(shù)據(jù)信息也已經(jīng)過(guò)抽象歸納“深加工”,只剩下最核心最本質(zhì)的兩列數(shù)據(jù),而最后留下“交流與討論”的三個(gè)問(wèn)題更是一步步把學(xué)生“帶入加速度”。通過(guò)這樣的比較,學(xué)生在探究中逐漸形成速度變化快慢的基本概念,并掌握了如何比較的方法(控制變量法)。通過(guò)與學(xué)生共同分析歸納,深化學(xué)生的思維,使學(xué)生對(duì)加速度的概念有了較清晰的認(rèn)識(shí)。
(二)鼓勵(lì)學(xué)生嘗試概念定義
通過(guò)剛才的歸納總結(jié),一切都水到渠成了,“加速度”概念呼之欲出了,是不是教師可以直接把定義“拋”給學(xué)生了呢?相信許多教師都有同樣的想法,包括在上這節(jié)課之前的我。但章鎮(zhèn)老師的一席話點(diǎn)撥了我:“許多老師經(jīng)常埋怨學(xué)生學(xué)習(xí)概念死記硬背,生搬硬套,不能活學(xué)活用,為什么呢?老師講十遍二十遍,都不如學(xué)生自己總結(jié)一遍,為什么不能讓學(xué)生自己下定義呢?”
如果一個(gè)概念的定義是經(jīng)過(guò)學(xué)生自己歸納總結(jié)的,那將是怎樣結(jié)果呢?結(jié)果無(wú)非兩種:一是學(xué)生定義得非常準(zhǔn)確,皆大歡喜;另一種是學(xué)生定義得不夠準(zhǔn)確,甚至錯(cuò)誤。這樣不是正好暴露出問(wèn)題,教師能更好地加以引導(dǎo),再完善,最后歸納出準(zhǔn)確定義。學(xué)生在逐步引導(dǎo)中對(duì)概念更加領(lǐng)悟,同時(shí)通過(guò)這種方法也提高了學(xué)生的自學(xué)能力和培養(yǎng)了學(xué)生的物理思想。
在加速度這節(jié)課中,最后學(xué)生歸納總結(jié)出兩種定義方案:
方案一:■
速度變化量與時(shí)間的比值(單位時(shí)間速度的變化量),比值越大,速度變化越快。
方案二:■
時(shí)間與速度變化量的比值(單位速度變化量所用時(shí)間值),比值越小,速度變化越快。
事實(shí)上,兩種方案都能很好地反映速度變化的快慢,我們的課本采用了方案一作為加速度的定義,但不能說(shuō)方案二是不行的,我不得不佩服學(xué)生所表現(xiàn)出來(lái)的創(chuàng)新思維,也不得不反思在教學(xué)中曾經(jīng)不經(jīng)意中扼殺學(xué)生的創(chuàng)造力。
三、概念的理解與應(yīng)用
概念的理解與應(yīng)用的本質(zhì)是充分運(yùn)用多種教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生突破概念難點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)是指學(xué)生不易理解的知識(shí),或不易掌握的技能技巧。而概念本身又比較抽象難以理解,這就造成學(xué)生對(duì)概念難點(diǎn)的理解難上加難。學(xué)生只有很好地突破了難點(diǎn),才能深入地理解概念的物理意義,才能理解概念的本質(zhì)。物理概念理解困難通常在于學(xué)生沒(méi)有生活經(jīng)歷、比較抽象看不見(jiàn)摸不著、與其他概念之間容易混淆等方面。例如高中物理教學(xué)中學(xué)生比較“頭痛”的幾個(gè)概念:加速度、勢(shì)能、電場(chǎng)、電勢(shì)等都屬于這些原因。這時(shí),教師應(yīng)充分運(yùn)用多種教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生突破概念難點(diǎn),例如,同類歸納法、類比法,對(duì)比區(qū)別法、實(shí)驗(yàn)探究法……
每一個(gè)物理概念都有其理解上的難點(diǎn),甚至有的概念還不止一個(gè)難點(diǎn),加速度就是一個(gè)典型的例子,它有兩個(gè)難點(diǎn):難點(diǎn)一在學(xué)生對(duì)速度變化快慢的理解,難點(diǎn)二在加速度a與V、V、t無(wú)關(guān)系。
加速度概念理解的難點(diǎn)之一在學(xué)生對(duì)物體速度變化快慢很容易與物體運(yùn)動(dòng)快慢混淆。如果我們運(yùn)用對(duì)比的方法,直接指出速度與加速度兩概念的區(qū)別,加以形象的生活例子說(shuō)明,那么學(xué)生通過(guò)表格就能很直觀地辨別二者的區(qū)別,較好地幫助學(xué)生理解。
附表格例子如下所示:
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我記得同時(shí)期上課的一位教師在講解速度變化快慢時(shí),充分運(yùn)用了類比的方法,通過(guò)把速度變化快慢與學(xué)生間花錢的快慢,大人小孩之間升高增長(zhǎng)的快慢進(jìn)行類比,例子貼近生活,通俗易懂,很好地突破了加速度概念的難點(diǎn)。
加速度概念理解的難點(diǎn)之二在加速度a與V、V、t之間的關(guān)系,例如我們經(jīng)常讓學(xué)生討論“速度大的物體,加速度一定大;速度小的物體,加速度一定小,對(duì)嗎?”“速度變化大的物體,加速度一定大。對(duì)嗎?”……諸如此類的問(wèn)題歸根到底就是在引導(dǎo)學(xué)生明白:加速度a與V、V、t無(wú)關(guān)系。
關(guān)于這個(gè)難點(diǎn),可以通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)自主探究的方式加以突破。教師可以利用氣墊導(dǎo)軌、光電門、數(shù)字采集器等儀器,讓學(xué)生通過(guò)幾組實(shí)驗(yàn)加以解決。
實(shí)驗(yàn)一:讓滑塊從斜面上端靜止開(kāi)始下滑,測(cè)出加速度a。
實(shí)驗(yàn)二:推一下滑塊,讓滑塊從斜面上端以一定的初速度開(kāi)始下滑,測(cè)出加速度a。
實(shí)驗(yàn)三:推一下滑塊,讓滑塊從斜面底端以一定的初速度開(kāi)始上滑,測(cè)出加速度a。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:“加速度a與V、V、t無(wú)關(guān)系,公式a=■是加速度的定義式,不是決定式。”學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),在突破概念難點(diǎn)的同時(shí),一方面能加深印象,鞏固知識(shí),另一方面也培養(yǎng)了動(dòng)手合作的能力。
以上是筆者就加速度的一堂概念教學(xué)課,結(jié)合自身幾年來(lái)的教學(xué)體會(huì),淺談對(duì)概念教學(xué)的一些初步理解。概念教學(xué)本身是一門學(xué)問(wèn),也是一門藝術(shù)。不同概念,概念教學(xué)所采用的方式也不是固定不變的,不同的教師,對(duì)同一個(gè)概念的教學(xué)理解也不盡相同。學(xué)習(xí)概念的目的在于理解與應(yīng)用。正如物理課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的:“……通過(guò)物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過(guò)程,能嘗試運(yùn)用有關(guān)物理知識(shí)和技能解釋一些自然現(xiàn)象和生活中的問(wèn)題?!敝灰獙W(xué)生鞏固提高了對(duì)概念的理解,在解決問(wèn)題的過(guò)程中對(duì)物理概念運(yùn)用自如,那么概念教學(xué)就達(dá)到目的了??梢?jiàn)把握不同概念的特點(diǎn),才能最大限度地讓學(xué)生充分理解概念的內(nèi)涵,發(fā)揮出概念教學(xué)中積極作用。正所謂,教無(wú)定法,只有不斷創(chuàng)新,不斷改進(jìn)教學(xué)方法,才能提高概念教學(xué)的水平。
參考文獻(xiàn):
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孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂(lè)之者”。是?。∨d趣是最好的老師。如果學(xué)生對(duì)某門學(xué)科產(chǎn)生興趣,就會(huì)有掌握知識(shí)的求知欲,就會(huì)集中自己的注意力,采取積極主動(dòng)的意志行動(dòng),使思維活動(dòng)處于積極狀態(tài),從而極大地提高自己的學(xué)習(xí)效率。在物理教學(xué)中,激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
1.上好第一堂物理課,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生剛接觸物理這門學(xué)科,就會(huì)對(duì)物理這門學(xué)科產(chǎn)生興趣。它研究什么?為什么學(xué)習(xí)它?怎樣學(xué)好物理呢?此類問(wèn)題出現(xiàn)在學(xué)生頭腦中,學(xué)生對(duì)物理學(xué)科充滿強(qiáng)烈的好奇心。這時(shí)只要正確引導(dǎo),就能充分激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。為此可采取以下方法:①做好一個(gè)有趣實(shí)驗(yàn)。如浮力的實(shí)驗(yàn)、摩擦起電實(shí)驗(yàn)等。②提出幾個(gè)日常生活中常見(jiàn)問(wèn)題,制造懸念。如太陽(yáng)為什么會(huì)發(fā)光?彩虹是怎樣產(chǎn)生的?③舉一些生活中物理知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例。如照相機(jī)、電燈等。通過(guò)幾方面講解,使物理科在學(xué)生的心理獲得一個(gè)重要位置,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
2.把物理學(xué)史融于教學(xué)中,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)過(guò)程中注重研究教材內(nèi)容,將物理學(xué)史融于教學(xué)中,講解科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的有趣故事,在教學(xué)萬(wàn)有引力時(shí),把牛頓發(fā)現(xiàn)引力的故事滲透到教學(xué)中,這樣既引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
3.成立物理興趣活動(dòng)小組,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
一是課堂上,教師指導(dǎo),學(xué)生合作,討論獲得知識(shí)。二是利用課余時(shí)間,組織和引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手組裝諸如收音機(jī)、門鈴等小家電。在活動(dòng)中提高他們的動(dòng)手能力和操作技能,讓他們體會(huì)到成功的快樂(lè),調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)和探索物理知識(shí)的積極性和主動(dòng)性。
4.開(kāi)展各類型物理競(jìng)賽活動(dòng),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
在物理教學(xué)過(guò)程中,穿插一些物理競(jìng)賽活動(dòng),如物理科基礎(chǔ)知識(shí)比賽、物理科動(dòng)手操作比賽等。培養(yǎng)學(xué)生的上進(jìn)心、自尊心、榮譽(yù)感和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和克服困難的毅力。總之,在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可使學(xué)生始終處于積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài),讓學(xué)生思維能力得以提高。
二、養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生思維能力
思維是在對(duì)事物感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,觀察則是對(duì)事物感性認(rèn)識(shí)的重要途徑,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的觀察習(xí)慣,有利于學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。生物學(xué)家巴甫洛夫曾以“觀察、觀察、再觀察”為座右銘。如對(duì)部分電路歐姆定律實(shí)驗(yàn)的觀察,第一步,定性觀察電阻變化或電壓變化都能引起電流變化;第二步,固定電阻,定量觀察電壓變化對(duì)電流的影響;第三步,固定電壓,定量觀察電阻變化對(duì)電流的影響。然后通過(guò)對(duì)比觀察,不斷思考一些本質(zhì)問(wèn)題,找到發(fā)生變化的原因,在這個(gè)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力?!坝^察”二字是物理教學(xué)的秘訣,物理教學(xué)中,教師指導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象開(kāi)始,認(rèn)識(shí)事物的客觀面,認(rèn)識(shí)事物的必然性。如,斜插水中的筷子,從水平面看去是彎的,引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象去探究本質(zhì),在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。另外,物理教學(xué)中,注重演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有形象性、具體性、直觀性、真實(shí)性等特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,不斷提醒學(xué)生注意觀察,觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象,從現(xiàn)象去探索發(fā)生現(xiàn)象的根本原因,充分培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
三、上好習(xí)題課,有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
知識(shí)是“金子”,良好的思維方法就是金子的“開(kāi)采機(jī)”。只有讓學(xué)生真正掌握科學(xué)的思維方法,教師啟發(fā)思維才不是一句空話。上好習(xí)題課是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑。
1.講習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力
逆向思維就是從相反方向,展開(kāi)思路,分析問(wèn)題,得出結(jié)論。在物理教學(xué)中,有些問(wèn)題按通常思維方法去思考,往往既復(fù)雜又麻煩,甚至難以求解。若采用逆向思維方法,問(wèn)題會(huì)意外簡(jiǎn)單。如,講凸透鏡成像練習(xí)時(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究不同位置成像情況得出:在2f以外成縮小的實(shí)像,在2f以內(nèi),f以外,成放大的實(shí)像;在f以內(nèi)成正立、放大的虛像。同時(shí)遇到相反的問(wèn)題,可以按逆向思維想,只要成虛像,物體一定在f以內(nèi);成放大的實(shí)像,物體一定在2f與f之間;成縮小的實(shí)像,物體一定在2f以外。
2.講習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱擴(kuò)散思維,輻射思維或求異思維。它是一種求異式、展開(kāi)式思維,就是在思考問(wèn)題時(shí),注重多途徑、多方案;解決問(wèn)題時(shí),注重舉一反三,觸類旁通。物理習(xí)題講解時(shí),做到一題多解,擴(kuò)展學(xué)生思路,培養(yǎng)學(xué)生思維能力。如,密度應(yīng)用練習(xí)題:實(shí)驗(yàn)室需要購(gòu)買4kg的酒精,用容積為4.5L的容器夠裝嗎?解題時(shí),先讓學(xué)生解答,結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生用求4kg酒精體積的方法來(lái)判斷。為了達(dá)到一題多解的目的,教師啟發(fā)學(xué)生從4.5L的容器能裝多少kg的酒精和4kg的某種液體體積為4.5L,這種液體的密度是多少等思路,引申擴(kuò)散思考。通過(guò)這些練習(xí),促進(jìn)知識(shí)遷移,并達(dá)到舉一反三、觸類旁通的效果,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。還比如,在學(xué)生解答“一列火車長(zhǎng)200m,以15m/s的速度通過(guò)一座長(zhǎng)1.6km的大橋,問(wèn)需要用多少時(shí)間?”后,教師可以把題目改為:“如果這列火車以相同的速度,通過(guò)另一座橋用時(shí)150s,那么橋有多長(zhǎng)?”還可以把這道題改成:已知火車長(zhǎng)、橋長(zhǎng)和過(guò)橋時(shí)間,求火車過(guò)橋速度;已知橋長(zhǎng)、火車速度和過(guò)橋時(shí)間,求火車長(zhǎng)等題目。通過(guò)這種“一題多變”的習(xí)題探討,開(kāi)拓學(xué)生思路,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
四、處理好學(xué)生思維遷移,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力
4、滑動(dòng)變阻器的幾種連接方式 a、限流連接:如圖,變阻器與負(fù)載元件串聯(lián),電路中總電壓為 U,此時(shí)負(fù)載 Rx 的電壓調(diào)節(jié)范圍紅為UR x ~ U ,其中 Rp 起分壓作用,一般稱為限流電阻,滑線變阻器的連 Rx + R p接稱為限流連接。
b 、分壓連接:如圖,變阻器一部分與負(fù)載并聯(lián),當(dāng)滑片滑動(dòng)時(shí),兩部分電阻絲的長(zhǎng)度發(fā)生變化,對(duì)應(yīng)電阻也發(fā)生變化,根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓原理,其中 UAP=R AP U ,當(dāng) R AP + RPB滑片 P 自 A 端向 B 端滑動(dòng)時(shí),負(fù)載上的電壓范圍為 0~U,顯然比限流時(shí)調(diào)節(jié)范圍大,R 起分 壓作用,滑動(dòng)變阻器稱為分壓器,此連接方式為分壓連接。
一般說(shuō)來(lái),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值范圍比用電器的電阻小得多時(shí),做分壓器使用好;反之 做限流器使用好。
5、含電容器的電路:分析此問(wèn)題的關(guān)鍵是找出穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓。
6、電路故障分析:電路不能正常工作,就是發(fā)生了故障,要求掌握斷路、短路造成的 故障分析。路端電壓隨電流的變化圖線中注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否都從零開(kāi)始 電路動(dòng)態(tài)變化分析(高考的熱點(diǎn))各燈、表的變化情況 1 程序法:局部變化 ? R 總 ? I 總 ? 先討論電路中不變部分(如:r) ? 最后討論變化部分 局部變化 R i ? R 總 ? I 總 ? U內(nèi) ? U 露 ? 再討論其它 2 直觀法:3 ①任一個(gè) R 增必引起通過(guò)該電阻的電流減小,其兩端電壓 UR 增加.(本身電流、電壓) (稱串反并同 ②任一個(gè) R 增必引起與之并聯(lián)支路電流 I 并增加; 與之串聯(lián)支路電壓 U 串減小 法)?I ?I 局部 R i ? ? i ? 與之串 、 并聯(lián)的電阻 ? 并 ?u i ?U 串 當(dāng) R=r 時(shí),電源輸出功率最大為 Pmax=E2/4r 而效率只有 50%, 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 (1)路端電壓:外電路的電勢(shì)降落,也就是外電路兩端的電壓,通常叫做路端電壓。
(2)路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系 當(dāng)外電阻增大時(shí),電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時(shí),電流增大,路端電壓減 小。
E 定性分析:RI(= )IrU(=E-Ir) R+r E RI(= )IrU(=E-Ir) R+r 特例: ∞ 外電路斷路:RIIrU=E。
E 外電路短路:RI(= r )Ir(=E)U=0。
00 0U E UU=I1Rr=0U 內(nèi)=I1rOI圖象描述: 路端電壓 U 與電流 I 的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。
U—I 圖象如圖所示。
直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì) E, 直線的斜率的絕對(duì)值表示電源的 內(nèi)阻。
閉合電路中的功率 (1)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化 qE=qU 外+qU 內(nèi) 在某段時(shí)間內(nèi),電能提供的電能等于內(nèi)、外電路消耗的電能的總和。
電源的電動(dòng)勢(shì)又可理解為在電源內(nèi)部移送 1C 電量時(shí),電源提供的電能。
(2)閉合電路中的功率:EI=U 外 I+U 內(nèi) I ? EI=I2R+I(xiàn)2r 說(shuō)明電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉(zhuǎn)化為其他形式的能,另一部分消耗 在內(nèi)阻上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
E2 (3)電源提供的電功率:又稱之為電源的總功率。P=EI= R+r RP,R∞時(shí),P=0。
E2 RP,R0 時(shí),Pm= r 。
RE U 外=E-Ir= R+r(4)外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率。P=U 外 I E 定性分析:I= R+r從這兩個(gè)式子可知,R 很大或 R 很小時(shí),電源的輸出功率均不是最大。RE2 E2 定量分析:P 外=U 外 I= = (當(dāng) R=r 時(shí),電源的輸出功率為最大,P 外 max (R+r)2 (R-r)2 +4r R U P 2 R=r E E4rE/24O R rR 1 2ROI E/2r E/r E2 =4r) 圖象表述: 從 P-R 圖象中可知,當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時(shí),對(duì)應(yīng)有兩個(gè)外電阻 R1、 R2 時(shí)電源的輸出功率相等??梢宰C明,R1、R2 和 r 必須滿足:r= R1R2。
(5)內(nèi)電路消耗的電功率:是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。
rE2 P 內(nèi)=U 內(nèi) I= (R+r)2 RP 內(nèi),RP 內(nèi)。P外 R (6)電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。η= P = R+r 當(dāng)外電阻 R 越大時(shí),電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí),η=50%。電學(xué)實(shí)驗(yàn) ---測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 ---測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 (1)直接法:外電路斷開(kāi)時(shí),用電壓表測(cè)得的電壓 U 為電動(dòng)勢(shì) E ;U=E (2)通用方法:AV 法測(cè)要考慮表本身的電阻,有內(nèi)外接法;①單一組數(shù)據(jù)計(jì)算,誤差較大 ②應(yīng)該測(cè)出多組(u,I)值,最后算出平均值 ③作圖法處理數(shù)據(jù),(u,I)值列表,在 u--I 圖中描點(diǎn),最后由 u--I 圖線求出較精確的 E 和 r。
(3)特殊方法 (一)即計(jì)算法:畫(huà)出各種電路圖 E = I1 (R 1 + r) I R -I R I I (R - R ) r = 1 1 2 2 (一個(gè)電流表和兩個(gè)定值電阻) E= 12 1 2 E = I 2 (R 2 + r) I 2 - I1 I 2 - I1E = u 1 + I1r E = u 2 + I2r變阻器)u1 r R1 u E = u2 + 2 r R2 E = u1 +E=I1u 2 - I2 u1 I1 - I 2r=u 2 - u1 I1 - I 2(一個(gè)電流表及一個(gè)電壓表和一個(gè)滑動(dòng)E=u 1u 2 (R 1 - R 2 ) u 2 R 1 - u1R 2r=(u 1 - u 2 )R 1R 2 (一個(gè)電壓表和兩個(gè)定值電阻) u 2 R 1 - u1R 2(二)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)ε和內(nèi)阻 r 有甲、乙兩種接法,如圖 甲法中所測(cè)得ε和 r 都比真實(shí)值小,ε/r 測(cè)=ε測(cè)/r 真; 乙法中,ε測(cè)=ε真,且 r 測(cè)= r+rA。
(三)電源電動(dòng)勢(shì)ε也可用兩阻值不同的電壓表 A、B 測(cè)定,單獨(dú)使用 A 表時(shí),讀數(shù)是 UA, 單獨(dú)使用 B 表時(shí),讀數(shù)是 UB,用 A、B 兩表測(cè)量時(shí),讀數(shù)是 U,則ε=UAUB/(UA-U) 。
電阻的測(cè)量法測(cè):要考慮表本身的電阻,有內(nèi)外接法;多組(u,I)值,列表由 u--I 圖線求。怎樣用 作圖法處理數(shù)據(jù) 歐姆表測(cè):測(cè)量原理兩表筆短接后,調(diào)節(jié) Ro 使電表指針滿偏,得 接入被測(cè)電阻 Rx 后通過(guò)電表的電流為 Ig=E/(r+Rg+Ro) Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)由于 Ix 與 Rx 對(duì)應(yīng),因此可指示被測(cè)電阻大小 使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程(大到小)、歐姆調(diào)零、測(cè)量讀數(shù)時(shí)注意擋位5 G R1 R2 S2VR2 R1 S (即倍率)、撥 off 擋。
注意:測(cè)量電阻時(shí), 要與原電路斷開(kāi),選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。電橋法測(cè):R R R R1 = 3 ?R= 2 3 R2 R X R1半偏法測(cè)表電阻: 斷 s2,調(diào) R1 使表滿偏; 閉 s2,調(diào) R2 使表半偏.則 R 表=R2;一、測(cè)量電路( 內(nèi)、外接法 ) 記憶決調(diào) “內(nèi)”字里面有一個(gè)“大”字 測(cè)量電路( 計(jì)算比較法 己知 Rv、RA 及 Rx 大致值時(shí)類型電路圖V AR 測(cè)與 R 真比較條件R R 測(cè)=UR + UA =RX+RA > RX IR x ≈ R v ?R A適于測(cè)大電 阻 Rx > R A R v內(nèi)V AR x ≈ R A ?R vR 測(cè)=RR xR v U = <Rx Iv + IR R x + R v阻適于測(cè)小電RX < R A R v外 當(dāng) Rv、RA 及 Rx 末知時(shí),采用實(shí)驗(yàn)判斷法:動(dòng)端與 a 接時(shí)(I1;u1) ,I 有較大變化(即 u1 - u 2 < I1 - I 2 )說(shuō)明 v 有較大電流通過(guò),采用u1 I1內(nèi)接法 動(dòng)端與 c 接時(shí)(I2;u2) ,u 有較大變化(即 u1 - u 2 > I1 - I 2 )說(shuō)明 A 有較強(qiáng)的分壓作用,采u1 I1用內(nèi)接法 測(cè)量電路( 內(nèi)、外接法 )選擇方法有(三) ①Rx 與 Rv、RA 粗略比較 ② 計(jì)算比較法 Rx 與 R A R v 比較③當(dāng) Rv、RA 及 Rx 末知時(shí),采用實(shí)驗(yàn)判斷法: 供電電路( 限流式、 二、供電電路( 限流式、調(diào)壓式 ) 電路圖 電壓變化范圍 電流變化范圍 優(yōu)勢(shì) 選擇方法R E E E ~E ~ Rx + R滑 Rx + R滑 Rx限流電路簡(jiǎn)單 附加功耗小Rx 比較小、R 滑 比較大, R 滑全>n 倍的 Rx 通電前調(diào)到最大0~ 調(diào)壓 0~EE Rx電壓變化范圍 大 Rx 比較大、R 滑 比較小 要求電壓 R 滑全>Rx/2 從 0 開(kāi)始變化 通電前調(diào)到最小: 以“供電電路”來(lái)控制“測(cè)量電路” 采用以小控大的原則 供電電路”來(lái)控制“測(cè)量電路” 電路由測(cè)量電路和供電電路兩部分組成,其組合以減小誤差,調(diào)整處理數(shù)據(jù)兩方便 R 滑不唯一:實(shí)難要求 ? 確定控制電路 ? R 滑 R 滑唯一:比較 R 滑與 Rx 確定 控制電路 ? 實(shí)難要求:①負(fù)載兩端電壓變化范圍大。
②負(fù)載兩端電壓要求從 0 開(kāi)始變 Rx<R 滑<10 Rx ? 限流方式6 RX ? 10R 滑 ? R x ? 分壓接法化。
③電表量程較小而電源電動(dòng)勢(shì)較R 滑≈Rx 兩種均可,從節(jié)能角度選限流大。
有以上 3 種要求都采用調(diào)壓供電。
無(wú)特殊要求都采用限流供電三、選實(shí)驗(yàn)試材(儀表)和電路, 選實(shí)驗(yàn)試材(儀表)和電路, 按題設(shè)實(shí)驗(yàn)要求組裝電路,畫(huà)出電路圖,能把實(shí)物接成實(shí)驗(yàn)電路,精心按排操作步驟,過(guò)程中 需要測(cè)?物理量,結(jié)果表達(dá)式中各符號(hào)的含義. (1)選量程的原則:測(cè) u I,指針超過(guò) 1/2, 測(cè)電阻刻度應(yīng)在中心附近. (1) (2)方法: 先畫(huà)電路圖,各元件的連接方式(先串再并的連線順序) (2) 明確表的量程,畫(huà)線連接各元件,鉛筆先畫(huà),查實(shí)無(wú)誤后,用鋼筆填, 先畫(huà)主電路,正極開(kāi)始按順序以單線連接方式將主電路元件依次串聯(lián),后把并聯(lián)無(wú) 件并上. (3)注意事項(xiàng):表的量程選對(duì),正負(fù)極不能接錯(cuò);導(dǎo)線應(yīng)接在接線柱上,且不能分叉;不能用 (3) 鉛筆畫(huà) 用伏安法測(cè)小電珠的伏安特性曲線:測(cè)量電路用外接法,供電電路用調(diào)壓供電。
(4)實(shí)物圖連線技術(shù) (4) 無(wú)論是分壓接法還是限流接法都應(yīng)該先把伏安法部分接好;即:先接好主電路(供電電路). 對(duì)限流電路,只需用筆畫(huà)線當(dāng)作導(dǎo)線,從電源正極開(kāi)始,把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安 法四部分依次串聯(lián)起來(lái)即可(注意電表的正負(fù)接線柱和量程,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大 處)。
對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來(lái),然后 在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭, 比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低, 根據(jù) 伏安法部分電表正負(fù)接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。分壓(滑動(dòng)變阻器的下兩個(gè)接線柱一定連在電源和電鍵的兩 實(shí)物連線的總思路 端) 畫(huà)出電路圖連滑動(dòng)變阻器 限流(一般連上一接線柱和下一接線柱) (兩種情況合上電鍵前都要注意滑片的正確位 電表的正負(fù)接線柱 連接總回路: 總開(kāi)關(guān)一定接在干路中 導(dǎo)線不能交叉微安表改裝成各種表: 微安表改裝成各種表:關(guān)健在于原理 首先要知:微安表的內(nèi)阻、滿偏電流、滿偏電壓。
采用半偏法先測(cè)出表的內(nèi)阻;最后要對(duì)改裝表進(jìn)行較對(duì)。
(1)改為 V 表:串聯(lián)電阻分壓原理7 ug Rg=u - ug R?R=(u - ug ug) R = (n - 1)R g(n 為量程的擴(kuò)大倍數(shù))(2)改為 A 表:串聯(lián)電阻分流原理Ig R g = (I - Ig )R ? R =(3)改為歐姆表的原理Ig I - IgRg =1 Rg n -1(n 為量程的擴(kuò)大倍數(shù))兩表筆短接后,調(diào)節(jié) Ro 使電表指針滿偏,得 接入被測(cè)電阻 Rx 后通過(guò)電表的電流為Ig=E/(r+Rg+Ro) Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)由于 Ix 與 Rx 對(duì)應(yīng),因此可指示被測(cè)電阻大小四、磁場(chǎng)基本特性,來(lái)源, 方向(小磁針靜止時(shí)極的指向,磁感線的切線方向,外部(N S)內(nèi)部 (S N)組成閉合曲線 要熟悉五種典型磁場(chǎng)的磁感線空間分布(正確分析解答問(wèn)題的關(guān) ?。?腦中要有各種磁源產(chǎn)生的磁感線的立體空間分布觀念;會(huì)從不同的角度看、畫(huà)、識(shí) 各種磁 感線分布圖 能夠?qū)⒋鸥芯€分布的立體、空間圖轉(zhuǎn)化成不同方向的平面圖(正視、符視、側(cè)視、剖視圖) 安培右手定則:電產(chǎn)生磁 安培分子電流假說(shuō),磁產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)(磁現(xiàn)象電本質(zhì))奧斯特和羅蘭 實(shí)驗(yàn) 安培左手定則(與力有關(guān)) 磁通量概念一定要指明“是哪一個(gè)面積的、方向如何”且是雙向 標(biāo)量 F 安=B I L 推導(dǎo) f 洛=q B v 建立電流的微觀圖景(物理模型)?從安培力 F=ILBsinθ和 I=neSv 推出 f=qvBsinθ。典型的比值定義 (E=w a b W F Q F I ? A = A 0 ) ( R= u R= ρ L ) (C= Q E=k 2 ) (B= B=k 2 ) (u= q q q IL I S u r rC=磁感強(qiáng)度 B:由這些公式寫(xiě)出 B 單位,單位 ? 公式 單位, : B=εs ) 4π k dF φ ; B= IL S;E=BLv ? B=E I ; B=k 2 (直導(dǎo)體) ;B= ? NI(螺線管) Lv rv2 mv mv ? R= ? B= qBv = m R qB qR電學(xué)中的三個(gè)力: 電學(xué)中的三個(gè)力:F 電=q E =q 中的三個(gè)力E d u = = ; qBv = qE ? B = v v dvf 洛= q B vuu dF 安=B I L注意:①、BL 時(shí),f 洛最大,f 洛= q B v (f 、 、 三者方向兩兩垂直且力 f 方向時(shí)刻與速度 v 垂直)? 導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
B v ②、B || v 時(shí),f 洛=0 ? 做勻速直線運(yùn)動(dòng)。8 ③、B 與 v 成夾角時(shí), (帶電粒子沿一般方向射入磁場(chǎng)) , 可把 v 分解為(垂直 B 分量 v,此方向勻速圓周運(yùn)動(dòng);平行 B 分量 v|| ,此方向勻速直線運(yùn) 動(dòng)。
) ? 合運(yùn)動(dòng)為等距螺旋線運(yùn)動(dòng)。
帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)(關(guān)健是畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡圖,畫(huà)圖應(yīng)規(guī)范 。
畫(huà)圖應(yīng)規(guī)范) 帶電粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)(關(guān)健是畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡圖 畫(huà)圖應(yīng)規(guī)范)2 規(guī)律: qBv = m v ? R = mv (不能直接用) R qBT=2πR 2πm = v qB1、 找圓心: ①(圓心的確定)因 f 洛一定指向圓心, 洛v 任意兩個(gè) f 洛方向的指向交點(diǎn)為圓心; f ②任意一弦的中垂線一定過(guò)圓心; ③兩速度方向夾角的角平分線一定過(guò)圓心。2 2、 求半徑(兩個(gè)方面 兩個(gè)方面):①物理規(guī)律 qBv = m v ? R = mv 兩個(gè)方面RqB②由軌跡圖得出幾何關(guān)系方程 程 )( 解題時(shí)應(yīng)突出這兩條方幾何關(guān)系:速度的偏向角 ? =偏轉(zhuǎn)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角(回旋角) α =2 倍的弦切角 θ 相對(duì)的弦切角相等, 相鄰弦切角互補(bǔ) 由軌跡畫(huà)及幾何關(guān)系式列出: 關(guān)于半徑的幾何關(guān)系 式去求。
3、求粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:偏向角(圓心角、回旋角) α =2 倍的弦切角 θ ,即 α =2 θt=圓心角(回旋角) 2π (或 360 )0×T4、圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的對(duì)稱規(guī)律:特別注意在文字中隱含著的臨界條件 a、 從同一邊界射入的粒子, 又從同一邊界射出時(shí), 速度與邊界的夾角相等。
b、在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),沿徑向射入的粒子,一定沿徑向射出。
注意:均勻輻射狀的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓形磁場(chǎng),及周期性變化的磁場(chǎng)。9
高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)電路_高二物理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)點(diǎn)總結(jié)高二物理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)點(diǎn)總結(jié)凡事預(yù)則立, 不預(yù)則廢。
學(xué)習(xí)物理需要講究方法和技巧, 更要學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整理。下面為大家整理的高二物 理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)大家有所幫助!高二物理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1.部分電路基本規(guī)律知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(1)形成電流的條件:一是要有自由電荷,二是導(dǎo)體內(nèi)部 存在電場(chǎng),即導(dǎo)體兩端存在電壓。(2)電流強(qiáng)度:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量 q 跟通過(guò)這些電量 所用時(shí)間 t 的比值,叫電流強(qiáng)度。(3)電阻及電阻定律:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的 性質(zhì), 定義式;在溫度不變時(shí), 導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度成正比, 與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比,與導(dǎo)體的 橫截面 S 成反比,跟導(dǎo)體 的材料有關(guān),即由導(dǎo)體本身的因素決定,決定式 ;公式中 L、 S 是導(dǎo)體的幾何特征量,r 叫材料的電阻率,反映了材料的 導(dǎo)電性能。按電阻 率的大小將材料分成導(dǎo)體和絕緣體。對(duì)于金屬導(dǎo)體,它們的電阻率一般都與溫度有關(guān),溫度升 高對(duì)電阻率增大,導(dǎo)體的電阻也隨之增大,電阻定律是在溫 度不變的條件下總結(jié)出的物理規(guī)律,因此也只有在溫度不變 的條件下才能使用。將公式錯(cuò)誤地認(rèn)為 R 與 U 成正比或 R 與 I 成反比。
對(duì)這一 錯(cuò)誤推論,可以從兩個(gè)方面來(lái)分析:第一,電阻是導(dǎo)體的自 身結(jié)構(gòu)特性決定的,與導(dǎo)體兩端是否 加電壓,加多大的電 壓, 導(dǎo)體中是否有電流通過(guò), 有多大電流通過(guò)沒(méi)有直接關(guān)系; 加在導(dǎo)體上的電壓大, 通過(guò)的電流也大, 導(dǎo)體的溫度會(huì)升高, 導(dǎo)體的電阻會(huì)有所變 化,但這只是間接影響,而沒(méi)有直接 關(guān)系。第二,伏安法測(cè)電阻是根據(jù)電阻的定義式,用伏特表 測(cè)出電阻兩端的電壓,用安培表測(cè)出通過(guò)電阻的電流,從而 計(jì)算出電 阻值,這是測(cè)量電阻的一種方法。(4)歐姆定律通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體 的電阻成反比,即,要注意:a:公式中的 I、U、R 三個(gè)量必須是屬于同一段電路的具 有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。 b:適用范圍:適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)的溶液,不適用 于氣體。在電動(dòng)機(jī)中,導(dǎo)電的物質(zhì)雖然也是金屬,但由于電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流, 也不能簡(jiǎn)單地由加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和電動(dòng)機(jī)電樞的電 阻來(lái)決定。(5)電功和電功率: 電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功, 電場(chǎng)力對(duì)電荷做功電荷的電勢(shì)能減少,電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形 式的能,因此電功 W = qU = UIt,這是計(jì)算電功普遍適用的 公式。單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率,這是計(jì)算電功率普 遍適用的公式。(6)電熱和焦耳定律:電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱叫電熱。Q = I2 R t 這是普遍適用的電熱的計(jì)算公式。 電熱和電功的區(qū)別:a:純電阻用電器:電流通過(guò)用電器以發(fā)熱為目的,例如 電爐、電熨斗、白熾燈等。b:非純電阻用電器:電流通過(guò)用電器以轉(zhuǎn)化為熱能以外 的形式的能為目的,發(fā)熱是不可避免的熱能損失,例如電動(dòng) 機(jī)、電解槽、給蓄電池充電等。在純電阻電路中,電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功等于電熱, 即 W = UIt = I2Rt =是通用的,沒(méi)有區(qū)別。同理也無(wú)區(qū)別。
在非純電阻電路中,電路消耗的電能,即 W = UIt 分為兩部 分:一大部分轉(zhuǎn)化為熱能以外的其他形式的能(例如電流通 過(guò)電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能);另一小部分不 可避免地轉(zhuǎn)化為電熱 Q = I2R t。這里 W = UIt 不再等于 Q = I2Rt,而是 W > Q,應(yīng)該是 W = E 其他 + Q,電功只能用 W = UIt,電熱只能用 Q = I2Rt 計(jì)算。2.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(1)串聯(lián)電路及分壓作用a:串聯(lián)電路的基本特點(diǎn):電路中各處的電流都相等;電路 兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和。b:串聯(lián)電路重要性質(zhì):總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,即 R 總 = R1 + R2 + …+ Rn;串聯(lián)電路中電壓與電功率的分配 規(guī)律:串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與各個(gè)電阻消耗的電 功率跟各個(gè)電阻的阻值成正比 c:給電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,就可以擴(kuò)大它的電壓量 程,從而將電流表改裝成一個(gè)伏特表。如果電流表的內(nèi)阻為 Rg,允許通過(guò)的最大電流為 Ig,用這樣的電流表測(cè)量的最大 電壓只能是 IgRg;如果給這個(gè)電流表串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,該 電阻可由或 計(jì)算,其中為電壓量程擴(kuò)大的倍數(shù)。(2)并聯(lián)電路及分流作用a:并聯(lián)電路的基本特點(diǎn):各并聯(lián)支路的電壓相等,且等 于并聯(lián)支路的總電壓;并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流 之和。b:并聯(lián)電路的重要性質(zhì):并聯(lián)總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián) 電阻的倒數(shù)之和,即;并聯(lián)電路各支路的電流與電功率的分 配規(guī)律:并聯(lián)電路中通過(guò)各個(gè)支路電阻的電流、各個(gè)支路電 阻上消耗的電功率跟各支路電阻的阻值成反比,即,c:給電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻,就可以擴(kuò)大它的電流量 程,從而將電流表改裝成一個(gè)安培表。如果電流表的內(nèi)阻是 Rg,允許通過(guò)的最大電流是 Ig。
用這樣的電流表可以測(cè)量 的最大電流顯然只能是 Ig。將電流表改裝成安培表,需要給 電流表并聯(lián)一個(gè)分流電阻,該電阻可由計(jì)算,其中 為電流 量程擴(kuò)大的倍數(shù)。
高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)電路_高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié):專題復(fù)習(xí)三專題復(fù)習(xí)三 電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng)一. 本周教學(xué)內(nèi)容:專題復(fù)習(xí)三 電場(chǎng)、電路、磁場(chǎng) 【典型例題】 例 1. 如圖所示,P、Q 是兩個(gè)電量相等的正的點(diǎn)電荷,它們連線的中點(diǎn)是 O,A, B 是中垂線上的兩點(diǎn),OA<OB。用 EA、EB、UA、UB 分別表示 A、B 兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和 電勢(shì),則( )A. EA 一定大于 EB,UA 一定大于 UB B. EA 不一定大于 EB,UA 一定大于 UB C. EA 一定大于 EB,UA 不一定大于 UB D. EA 不一定大于 EB,UA 不一定大于 UB 解析:等量同號(hào)點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布,沿 OA 方向電勢(shì)降低,場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小,但 由于不能確定場(chǎng)強(qiáng)最大值出現(xiàn)在哪兒,故選 B。
例 2. 如圖所示,虛線 a、b 和 c 是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,它們的電勢(shì)分別 是 Ua、Ub、Uc,且 Ua>Ub>Uc,一個(gè)帶正電的粒子射入電場(chǎng)中,其運(yùn)動(dòng)軌跡如 實(shí)線 KLMN 所示,由圖可知( )A.ab 間電路通,cd 間電路不通 B. ab 間電路不通,bc 間電路通 C. ab 間電路通,bc 間電路不通 D. bc 間電路不通,cd 間電路通 解析:Uad=220V,Ubd=220V,說(shuō)明 ab 間通,由 Uad=220V,Uac=220V,說(shuō)明 cd 間通,由于無(wú)電流,故只能 bc 間斷,選 CD。
例 4. 如圖所示,在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷 Q,在 M 點(diǎn)無(wú)初速度釋放一帶有 恒定電量的小物塊,小物塊在 Q 的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)靜止,則從 M 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)的過(guò)程中( )A. 小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小 B. 小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小 C. M 點(diǎn)的電勢(shì)一定高于 N 點(diǎn)的電勢(shì) D. 小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 解析:小物塊在庫(kù)侖斥力和摩擦力作用下從 M 至 N,先加速后減速,加速度變化 是先減小后增大。但庫(kù)侖斥力一直做正功,電勢(shì)能減小。由于小物塊遠(yuǎn)離 Q,電 場(chǎng)力逐漸減小。對(duì)小物塊由 M 點(diǎn)至 N 點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)能定理,W 電-Wf=0-0,故 W 電 =Wf。由于不知 Q 的電性,故 M、N 點(diǎn)電勢(shì)無(wú)法比較。選 ABD。
例 5. 目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),它可以把氣體的內(nèi) 能直接轉(zhuǎn)化為電能。如圖所示為它的發(fā)電原理。將一束等離子體(即高溫下電離 的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電的微粒,從整體來(lái)說(shuō)呈電中性)噴射入磁感應(yīng)強(qiáng) 度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)中有兩塊面積為 S,相距為 d 的平行金屬板與外電阻 R 相連構(gòu)成一電路。設(shè)氣流的速度為 v,氣體的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))為 g,則 流過(guò)外電阻 R 的電流強(qiáng)度 I 及電流方向?yàn)椋?) 解析:放電電流方向 ARB,選 D。
例 6. 在如圖所示的電路中,當(dāng)可變電阻 R 的阻值增大時(shí)( )A. AB 兩點(diǎn)間的電壓 U 增大 B. AB 兩點(diǎn)間的電壓 U 減小 C. 通過(guò) R 的電流 I 增大 D. 回路中的總電功率增大 解析:當(dāng)可變電阻 R 增大時(shí),R 外增大故閉合電路總電流 I 減小,電源兩端電壓 U 端增例 7. 如圖所示,虛線框 abcd 內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,ab=2bc,磁場(chǎng)方向垂 直紙面;實(shí)線框 a'b'c'd'是一正方形導(dǎo)線框,a'b'與 ab 邊平行,若將導(dǎo)線框勻 速地拉離磁場(chǎng)區(qū)域, W1 表示沿平行于 ab 的方向拉出過(guò)程中外力所做的功,W2 以 表示以同樣速率沿平行于 bc 的方向拉出過(guò)程中外力所做的功,則() 例 8. 電磁流量計(jì)如圖所示,用非磁性材料制成的圓管道,外加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng) 管中導(dǎo)電液體流過(guò)此區(qū)域時(shí),測(cè)出管道直徑兩端的電勢(shì)差 U,就可以得知管中液 體的流量 Q,即單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體的體積(m3/s)。若管道直徑 為 D,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,則 Q=_____________。A. 保持 K 接通,減小兩極板間的距離,則兩極板間電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小 B. 保持 K 接通,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則極板上的電量減小 C. 斷開(kāi) K,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢(shì)差減小 D. 斷開(kāi) K,在兩極板間插入一塊介質(zhì),則兩極板間的電勢(shì)差增大 解析:K 接通,電容器電壓不變,減小板間距 d,則電場(chǎng)強(qiáng)度增大。在兩板插入 介質(zhì), 例 11. 如圖所示,光滑絕緣半球槽的半徑為 R,處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一 質(zhì)量為 m 的帶電小球從槽的右端 A 處無(wú)初速沿軌道滑下,滑到最低位置 B 時(shí),球 對(duì)軌道的壓力為 2mg。例 12. 湯姆生在測(cè)定陰極射線的荷質(zhì)比時(shí)采用的方法是利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法, 即通過(guò)測(cè)出陰極射線在給定勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中穿過(guò)一定距離時(shí)的速度偏轉(zhuǎn) 角來(lái)達(dá)到測(cè)定其荷質(zhì)比的目的。利用這種方法也可以測(cè)定其它未知粒子的荷質(zhì) 比,反過(guò)來(lái),知道了某種粒子的荷質(zhì)比,也可以利用該方法了解電場(chǎng)或者磁場(chǎng)的 情況。
假設(shè)已知某種帶正電粒子(不計(jì)重力)的荷質(zhì)比(q/m)為 k,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng) 強(qiáng)度為 E,方向豎直向下。先讓粒子沿垂直于電場(chǎng)的方向射入電場(chǎng),測(cè)出它穿過(guò) 水平距離 L 后的速度偏轉(zhuǎn)角 θ (θ 很小,可認(rèn)為 θ ≈tanθ )(見(jiàn)圖甲);接 著用勻強(qiáng)磁場(chǎng)代替電場(chǎng),讓粒子以同樣的初速度沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng), 測(cè)出它通過(guò)一段不超過(guò) 1/4 圓周長(zhǎng)的弧解析: 例 13. 如圖所示,空間分布著場(chǎng)強(qiáng)為 E 的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng) B1、B2,且磁感 強(qiáng)度大小 B1=B2=B,磁場(chǎng) B2 的區(qū)域足夠大,電場(chǎng)寬度為 L。一帶電粒子質(zhì)量為 m,電量為 q。不計(jì)重力,從電場(chǎng)邊緣 A 點(diǎn)由靜止釋放該粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入 磁場(chǎng),穿過(guò)磁場(chǎng) B1 區(qū)域(圖中虛線為磁場(chǎng)分界線,對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)無(wú)影響。)進(jìn)入 磁場(chǎng) B2,粒子能沿某一路徑再次返回 A 點(diǎn),然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。求:(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小 v。
(2)磁場(chǎng) B1 的寬度 D。
(3)粒子由 A 點(diǎn)出發(fā)至返回 A 點(diǎn)需要的最短時(shí)間 t。解析: 例 14. 如圖所示為示波管的原理圖,電子槍中熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,初 速度很小,可視為零。電子槍的加速電壓為 U0,緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極 YY'和 XX', 設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)均為求:(1)若只在 YY'偏轉(zhuǎn)電極上加電壓 UYY'=U1(U1>0),則電子到達(dá)熒光屏 上的速度多大? (2)在第(1)問(wèn)中,若再在 XX'偏轉(zhuǎn)電板上加上 UXX'=U2(U2>0),試在熒 光屏上標(biāo)出亮點(diǎn)的大致位置,并求出該點(diǎn)在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。解析:(1) (2)電子在 y 電場(chǎng)中偏移距離:根據(jù)相似三角形同理在 xx'方向根據(jù)相似三角形(1)試分析說(shuō)明帶電小球被拋出后沿豎直方向和水平方向分別做什么運(yùn)動(dòng)。