時間:2024-03-04 17:34:27
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歐姆定律是指,在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家歐姆在1826年4月發(fā)表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。
隨研究電路工作的進展,人們逐漸認識到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽也大大提高。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆。
麥克斯韋詮釋歐姆定律為,處于某狀態(tài)的導電體,其電動勢與產(chǎn)生的電流成正比。因此,電動勢與電流的比例,即電阻,不會隨著電流而改變。在這里,電動勢就是導電體兩端的電壓。因為物質(zhì)的電阻率通常相依于溫度。根據(jù)焦耳定律,導電體的焦耳加熱與電流有關(guān),當傳導電流于電體時,導電體的溫度會改變。電阻對于溫度的相依性,使得在典型實驗里,電阻相依于電流,從而很不容易直接核對這形式的歐姆定律。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:是對物理規(guī)律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學應注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實驗歸納出結(jié)論,或在實驗的基礎(chǔ)上進行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養(yǎng)學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發(fā)點,不能把它當作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài),所以……”。教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈敽玫膽T性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學時應注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗,海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
一、在歐姆定律教學過程當中,學生經(jīng)常會遇到的問題
物理學科作為一門科學類學科,其教學內(nèi)容通常比較枯燥,部分學生表示學習比較費勁,如何能讓學生徹底明白和消化歐姆定律,是教師需要考慮的問題。教師可制訂相關(guān)學習計劃,針對不同層次的學生制訂適合的學習計劃。教學中的重點:電流、電壓、電阻等相關(guān)知識點,一定要重點講解以便學生掌握,將理論知識與動手實踐結(jié)合起來,讓學生在實踐中加強對實驗中的儀器和知識點的把握。
二、讓學生明白歐姆定律的主要內(nèi)容即電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系
歐姆定律作為初中物理電學的基礎(chǔ),在初中教學之中只涉及部分電路,只有充分掌握了歐姆定律才能進一步學習電學部分的相關(guān)理論分析和計算。歐姆定律即闡述電流、電壓、電阻三者之間相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系,教師在實驗當中引導學生自己推算出電壓、電阻、電流三者之間的關(guān)系,從而引出歐姆定律,讓學生的記憶更加清楚。演示實驗完成后要讓學生自己動手,加深理解。
掌握基礎(chǔ)定律知識后,教師則應當引導學生分析三者之間變化的問題,即電流是隨著電阻與電壓的變化而改變。在歐姆定律例題分析中比較常見的問題是多個變量的問題分析,教師要引導學生分析,運用一不變二變的方法來進行問題分析。由于初中學生的理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,教師可借助多媒體教學工具,利用相關(guān)教學短片幫助學生理解。將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”,并且引導學生明白電阻是導體自身的特有屬性,電阻的大小是受到溫度、導體的材料、長度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關(guān),電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變,只是運用電壓和通過的電流比例數(shù)值表達起來比較方便。
很多學生在學習歐姆定律之后,錯誤地以為電阻是受電流與電壓影響的。相關(guān)教師一定要及時糾正學生的錯誤理解,教師在做演示實驗時,需要讓學生明白研究方法。運用控制變量法來研究,如電阻不變,研究電流與電壓之間的數(shù)量關(guān)系;電壓不變,來分析電阻與電流之間的量變關(guān)系,并且要直接將實驗方法演示給學生看,從而加深學生的理解。
三、讓學生一帶一,提高學生掌握程度
不同的學生對歐姆定律的掌握程度不盡相同,教師可將成績優(yōu)秀的學生與成績較差的學生進行分組,形成學習氛圍較好的學習小組。采取團體合作的方式來幫助學生學習,有些學生面對老師和面對同學學習效果也不同。學生相互之間的溝通比較方便,理解能力也大體相同,進步速度也相對較快,教師從一旁進行指導。讓學生在掌握了基礎(chǔ)的相關(guān)知識以后,教師再進行分析,讓學生充分掌握后再進行鞏固提高,能提高舉一反三采取多方面思維的能力。學生之間相互討論,也能形成良性的競爭式學習,另外樹立學習的榜樣,也能從心理上鼓勵學生主動學習,幫助學生產(chǎn)生學習興趣和學習積極性。并且讓學生不定期進行交換學習,以促進學生的整體學習水平。這樣既能促進學生相互之間學習進步,又能培養(yǎng)學生團結(jié)合作的精神。
總之,歐姆定律作為電學的基礎(chǔ),學生必須真正掌握該定律,教師在實際教學過程當中,應該對物理教學內(nèi)容進行細化和具體化,讓不同層次的學生群體都能充分掌握。此外,還要引導學生在思維方面和動手實踐方面進行改進,并且從中歸納出一些行之有效的教學方法,從而讓學生更好地掌握歐姆定律的基礎(chǔ)理論,為以后的學習做好鋪墊,提高相關(guān)教學任務的質(zhì)量,在實際教學過程當中,注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力、案例分析和其他方面解決問題的能力,讓學生能夠掌握控制變量法。同時要培養(yǎng)學生積極探索事物本質(zhì)的科學精神,切實提高學生的物理綜合素質(zhì)。
參考文獻:
[1]宣小東.對現(xiàn)行教材中歐姆定律教學設(shè)計的一些思考[J].物理教學探討,2005(3).
[2]許忠林.初中物理歐姆定律教學中常見的問題及對策研究[J].成才之路,2015(9).
[3]符東生.關(guān)于初中“歐姆定律”教學的思考[J].物理教學,2014(8).
重點考點
歐姆定律是通過“探究導體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實驗得出的實驗結(jié)論.應注意以下考點:(1)公式()說明導體中的電流大小與導體兩端的電壓和導體的電阻兩個因素有關(guān),其中I、U、R必須對應于同一電路和同一時刻.(2)變形式()說明電阻R的大小可以由()計算得出,但與U、I無關(guān).因為電阻是導體本身的一種性質(zhì),由自身的材料、長度和橫截面積決定.由此提醒我們,物理公式中各量都有自身的物理含義,不能單獨從數(shù)學角度理解.(3)串聯(lián)電路具有分壓作用,并聯(lián)電路具有分流作用.
中考常見題型
中考一般會從兩方面考查歐姆定律的應用,一是對歐姆定律及變形公式的理解和簡單計算,一般不加生活背景,以純知識性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中:二是應用歐姆定律進行簡單的串并聯(lián)的相關(guān)計算.
例1 (2014.南京)如圖1所示,電源電壓恒定,R1=20Ω,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,電流表示數(shù)是0.3 A;若再閉合開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為____V,R2的阻值為____ Ω.
思路分析:閉合s,斷開S1時,電路為只有R1的簡單電路,可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再閉合S1時,兩電阻并聯(lián),則U2=U=6 V,因為R1支路兩端的電壓沒有變化,所以通過該支路的電流仍為0.3 A,電流表示數(shù)的變化量即為通過R2支路的電流,則I2=().
答案:6 30
小結(jié):本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活運用,關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時電流表示數(shù)的變化即為通過R2支路的電流.每年的中招都有一個2分的這樣的純計算題目,以考查同學們對基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度.
例2(2013.鄂州)如圖2甲所示的電路,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.(填“α”或“b”)足電壓表V2示數(shù)變化的圖象,電源電壓為____V,電阻R1____的阻值為____ Ω.
思路分析:國先分析電路的連接情況和電表的作用:電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表V1測的是R1兩端的電壓,電壓表V2測的是滑動變阻器(左側(cè))兩端的電壓.因為R1是定值電阻,通過它的電流與電壓成正比,所以它對應的圖象應是α,那么圖象b應是電壓表V2的變化圖象,觀察圖象可知:當電流都是0.3 A(找出任一個電流相等的點,兩圖線對應的電壓之和就是電源電壓)時,U1=U2=3 V,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知,電源電壓為6V,由于R1是定值電阻,所以在圖象α上任找一點,代入歐姆定律可知()
答案:b 6 10
小結(jié):歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系,三個比例關(guān)系分別為:(1)電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,即()(2)電流一定時,導體兩端的電壓和它的電阻成正比,即().該規(guī)律又可描述為:串聯(lián)分壓,電壓的分配和電阻成正比,即電阻大的分壓多.(3)電壓一定時,導體中的電流和導體的電阻成反比,即(),該規(guī)律又可描述為:并聯(lián)分流,電流的分配和電阻成反比,即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系,學會從圖象中找出特殊點足解決歐姆定律問題的一大技巧,
第2節(jié) 動態(tài)電路中物理量的變化
重點考點
由于滑動變阻器滑片的移動或開關(guān)所處狀態(tài)的不同,使電路中電流和電壓發(fā)生改變,這樣的電路稱之為動態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識,因此同學們在分析過程中容易顧此失彼,下面我們通過例題梳理一下解決這類問題的一般思路,
中考常見題型
題日常聯(lián)系生活實際,以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風速監(jiān)控、身高測量等為背景,考查該部分知識的掌握情況,存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn),注意:如果題目中沒有特別說明,可認為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3(2014.濟寧)小夢為濟寧市2014年5月份的體育測試設(shè)計了一個電子身高測量儀.圖3所示的四個電路中,Ro是定值電阻,R是滑動變阻器,電源電壓不變,滑片會隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高,電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是().
思路分析:圖A中兩個電阻R。和R串聯(lián),電流表測量的是整個電路中的電流,當身高越高時,滑動變阻器接入電路中的阻值越大,電路中的電流越小,電流表的示數(shù)越小,圖B中身高越高時,滑動變阻器連人電路中的阻值越大,電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道,R越大電壓表的示數(shù)越大,符合題意.圖B與圖C中滑動變阻器的接法不同,圖C中身高越高,滑動變阻器連入電路中的阻值越小,同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路,電流表測的是支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點知道,不論人的身高如何變化,電流表的示數(shù)都不會發(fā)生變化,選B.
小結(jié):分析這類問題依據(jù)的物理知識是:(1)無論串并聯(lián)電路,部分電阻增大,總電阻隨之增大,而電源電壓不變,總電流與總電阻成反比.(2)分配關(guān)系:串聯(lián)分壓(電阻大的分壓多),并聯(lián)分流(電阻大的分流少).(3)在并聯(lián)電路中,各支路上的用電器互不影響,滑動變阻器只影響所在支路電流的變化,從而引起干路電流的變化.解決這類問題的一般思維程序是:(1)識別電路的連接方式并確定電表位置.(2)判斷部分電阻的變化.(3)判斷總電阻及總電流的變化.(4)根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點進行局部判斷.
例4如圖4所示電路,電源電壓不變,開關(guān)S處于閉合狀態(tài).當開關(guān)S.由閉合到斷開時,電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .(均填“變大”“不變”或“變小”)
思路分析:當開關(guān)S.閉合時,電燈L被短路,電路如圖5所示,電壓表測的是電阻R兩端的電壓(同時也是電源電壓),電流表測的是通過電阻R的電流.當開關(guān)S1斷開時,電燈L和電阻R串聯(lián),電路如圖6所示,此時電壓表測電阻R兩端的電壓,它是總電壓的一部分,所以電壓表的示數(shù)變??;電流表測的是總電流,但跟S,閉合相比,這個電路的總電阻變大,總電壓不變,故電流表的示數(shù)變小.
答案:變小 變小
小結(jié):本題引起電表示數(shù)變化的原因是開關(guān)處于不同狀態(tài),解決本題的突破口是弄清楚當開關(guān)處于不同狀態(tài)時,電路的連接情況和電表的位置.
第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測量
重點考點
電學實驗探究題的考查比較常規(guī),有以下幾方面:(1)選取器材及連接電路:根據(jù)題目要求,分析或計算出電表的量程和滑動變阻器的規(guī)格,連接電路時開關(guān)應斷開,滑動變阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負接線柱要正確.(2)滑動變阻器的作用:保護電路,改變電路中的電流或用電器兩端的電壓,實現(xiàn)多次測量.(3)分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來考試的側(cè)重點,要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.(4)多次測量的目的有兩個,如定值電阻的阻值不變,多次測量是為了求平均值減小誤差:燈絲電阻是變化的,多次測量是為了觀察在不同電壓下,電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點是單表測電阻和創(chuàng)新型實驗的探究與設(shè)計.
中考常見題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻的阻值”這三類題型,以實驗探究的方式考查同學們的動手能力和解決實際問題的能力,在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上,近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究內(nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測電阻,小華實驗時的電路如圖7所示.
(1)正確連接電路后,閉合開關(guān)前滑片P應置于滑動變阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)測量時,當電壓表的示數(shù)為2.4V時,電流表的示數(shù)如圖7乙所示,則,_____A,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動變阻器的目的除了保護電路外,還有____.
(3)如果身邊只有一只電流表或電壓表,利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關(guān)、導線、電源等器材也可以測出未知電阻Rx請仿照表1中示例,設(shè)計出測量Rx阻值的其他方法.
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結(jié)果綜合起來得出結(jié)論,即歐姆定律。
板書:〈第二節(jié)歐姆定律
1.內(nèi)容:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。〉
歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經(jīng)過大量實驗得出的一條關(guān)于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導體兩端的電壓,R表示這段導體的電阻,I表示這段導體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關(guān)系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關(guān)系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內(nèi)容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關(guān)歐姆定律的幾點說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。
②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。
(2)應用歐姆定律計算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學生讀題,根據(jù)題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據(jù)公式,然后代入數(shù)值,要有單位,最后得出結(jié)果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安?!?/p>
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。
學生板演完畢,組織全體學生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①電路圖及解題過程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發(fā)光,在它兩端應加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關(guān)系也不符合物理事實。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學生板演完畢,組織學生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導體來說,由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關(guān)。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質(zhì),所以某導體兩端的電壓是零時,導體中的電流也等于零,而這個導體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法?!?/p>
3.小結(jié)
(1)簡述歐姆定律的內(nèi)容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節(jié)的"想想議議",使學生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習1、4。
(四)說明:通過例題,要領(lǐng)會培養(yǎng)學生在審題基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學目的
1.通過實驗和推導使學生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計算公式。
2.復習鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯(lián)電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學生實驗:每組配備干電池三節(jié),電流表、電壓表、滑動變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導線若干。
(三)教學過程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問號中提出的問題,由此引出本節(jié)學習的內(nèi)容。
板書:〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問:什么叫串聯(lián)電路?畫出兩個定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯(lián)電路電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I?!?/p>
(4)問:串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關(guān)系是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個已知阻值的電阻串聯(lián)后,總電阻和各電阻之間有什么關(guān)系?這是本節(jié)課學習的主要內(nèi)容。
2.進行新課
(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問:實驗的方法和原理是什么?
答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯(lián)電阻的電流,就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學生設(shè)計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗:
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián),測出串聯(lián)后的總電阻R′。將實驗結(jié)果填在課文中的結(jié)論處。
討論實驗數(shù)據(jù),得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導串聯(lián)電路總電阻計算公式。
上述實驗結(jié)論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點,從理論上推導得出。
結(jié)合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設(shè):串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2,串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯(lián)電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請學生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問號中提出的問題。
指出:把幾個導體串聯(lián)起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2?!?/p>
口頭練習:
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來,串聯(lián)后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。請一名學生板演,教師講評。
討論解題思路,鼓勵學生積極回答。
小結(jié):注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求解。本題R1、R2串聯(lián),所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯(lián),
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個串聯(lián)電路中的電流是0.3安。〉
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵學生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發(fā)光,串聯(lián)一個適當電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個適當電阻R2,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2,其阻值如何計算?
教師引導,學生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯(lián),由于:I1=I2,
所以根據(jù)歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2?!?/p>
3.小結(jié)
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習:1、2、3。
(四)說明
1.本節(jié)測串聯(lián)電路總電阻的實驗,由于學生已學習了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關(guān)要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。
2.從實驗測出串聯(lián)電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結(jié)果一致。在此應強調(diào)實踐和理論的統(tǒng)一。在推導串聯(lián)電阻總電阻公式時,應注意培養(yǎng)學生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯(lián)電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學目的
1.使學生知道幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復習鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯(lián)電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié),電壓表、電流表、滑動變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導線若干條。
(三)教學過程
1.復習
問:請你說出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問:請解答課本本章習題中的第1題。
答:從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據(jù)歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。
問:請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演,其他學生自做,然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學生閱讀本節(jié)課文前問號中所提出的問題,由此提出本節(jié)學習的內(nèi)容。
板書:〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問:并聯(lián)電路中電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結(jié)。
板書:〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2?!?/p>
(4)問:并聯(lián)電路電壓的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結(jié)。
板書:〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等?!?/p>
(5)幾個已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個電阻之間有什么關(guān)系呢?這就是本節(jié)將學習的知識。
3.進行新課
(1)實驗:
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學生實驗,教師指導。實驗完畢,整理好儀器。
報告實驗結(jié)果,討論實驗結(jié)論:實驗表明,幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書:〈3.幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小?!?/p>
問:10歐和1歐的兩個電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關(guān)系。(以下內(nèi)容教師邊講邊板書)
板書:〈設(shè):支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明: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。〉
練習:計算本節(jié)實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學生演練,一名學生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結(jié)果一致。
幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小,這是因為把導體并聯(lián)起來,相當于增加了導體橫截面積。
(3)練習
例題1:請學生回答本節(jié)課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介:當n個相同阻值的電阻并聯(lián)時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學生讀題,討論此題解法,教師板書:
認請此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯(lián)電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路,全國公務員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關(guān)系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯(lián)電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1?!?/p>
4.小結(jié)
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習1、2;本章末習題9、10。
參看課本本章的"學到了什么?,根據(jù)知識結(jié)構(gòu)圖寫出方框內(nèi)的知識內(nèi)容。
2.教學目標
2.1知識目標
(1)通過探究“導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”這個實驗,探究導體電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系,體會控制變量法在科學研究中的重要作用。
(2)通過邏輯推理,探究導體電阻與長度、橫截面積的定量關(guān)系。
(3)通過運算,知道電阻率的的物理意義及電阻定律的內(nèi)容和表達式。
(4)通過“加熱日光燈絲,觀察歐姆表示數(shù)變化”這個實驗,了解電阻率與溫度的關(guān)系。
2.2能力目標
(1)經(jīng)歷實驗探究或邏輯推理探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的過程,使學生進一步掌握控制變量的科學方法。
(2)通過探究活動,培養(yǎng)學生科學思維的能力和合作交流的能力。
2.3情感目標
(1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識。
(2)培養(yǎng)實事求是、嚴謹認真的科學態(tài)度。
(3)讓學生在自主學習中體會成功的喜悅,激發(fā)求知欲望,增強學習興趣.
3.教學重難點
重點:電阻定律;
難點:電阻率。
4.器材準備
電壓表,電流表,直流電源,滑動變阻器,電阻絲示教板,酒精燈,電阻絲(一根),多用電表。
5.教學流程
環(huán)節(jié)一 舊知鏈接,多媒體展示問題。
(1)電阻的定義式:,電阻是反映的物理量。
(2)n個阻值同為R的電阻串聯(lián),電路的總電阻為,n個阻值同為R的電阻并聯(lián),總電阻為。
設(shè)計意圖:復習舊知,為學習新知識熱身。
環(huán)節(jié)二提出問題,引入新課。
(師)問題1、為了改變電路中的電流,應該如何操作?
根據(jù)歐姆定律可知,只要增加導體兩端的電壓或降低倒導體的電阻即可。
(師)問題2、給定一個導體,如何測量它的電阻?(學生自己設(shè)計電路)
從上述問題可以看出,導體的電阻與兩端的電壓以及通過導體的電流無關(guān),那么導體的電阻與導體的哪些因素有關(guān)呢?
設(shè)計意圖:通過問題引導學生思考導體的電阻究竟跟什么因素有關(guān),激發(fā)學生學習興趣
環(huán)節(jié)三 新課教學,分組實驗、探索定律。
(1)影響電阻的因素可能有哪些呢:(材料、長度、橫截面積、溫度……)
(2)解決辦法——控制變量法 引導學生設(shè)計表格。
(3)實驗探究:
A、引導學生設(shè)計實驗電路圖(教師投影打出)。
B、出示電阻定律示教板、說明板上的幾種金屬材料。
C、引導學生連接電路,并說明注意事項。
D、依次對四種金屬材料的電阻進行測量。
E、對數(shù)據(jù)進行分析:
定性觀察——R與長度、橫接面積有關(guān)。
設(shè)計意圖:通過自己設(shè)計實驗,小組合作動手做實驗,測量數(shù)據(jù),通過比較電阻與長度、橫截面積的關(guān)系,初步得出電阻與長度、橫截面積的關(guān)系,培養(yǎng)學生動手實驗能力和數(shù)據(jù)分析能力。
(4)邏輯推理探究:
分組活動:A、理論探討電阻R與長度L的關(guān)系 n個電阻串聯(lián)。
B、理論探討電阻與橫截面積的關(guān)系n個電阻并聯(lián)。
投影展示電路圖
設(shè)計意圖:通過理論探討得出分析導體的電阻與和它的長度的關(guān)系、與它的橫截面積的關(guān)系
(5)實驗:探究導體電阻與材料的關(guān)系(投影展示):
A、根據(jù)以上分析,我們可以等式的形式寫出用導體長度l、導體橫截面積S表示電阻R的關(guān)系式,比例系數(shù)用一常量表示,此等式為_____________。
B、已知上述試驗中,導體長度l=50cm,直徑d=0.50mm,橫截面積S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù),分別計算上面四個導體的比例系數(shù),并填入填入表格。
C、分析上述比例系數(shù)的物理意義:
設(shè)計意圖:通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,得出比例系數(shù)即是電阻率,并使學生清楚的知道不同物體的電阻率不同,從而得出電阻定律的表達式。
環(huán)節(jié)四 總結(jié)規(guī)律,深化理解。
由學生總結(jié)電阻定律:
(1)內(nèi)容:同種材料的導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比;導體電組與構(gòu)成它的材料有關(guān)。這就是電阻定律。
(2)公式:R=ρ
教師指出:式中ρ是比例常數(shù),它與導體的材料有關(guān),是一個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。
電阻率ρ:
(1)電阻率是反映材料導電性能的物理量。
(2)單位:歐·米(Ω·m)
[投影]幾種導體材料在20℃時的電阻率
學生思考:
(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?
(2)制造輸電電纜和線繞電阻時,怎樣選擇材料的電阻率?
設(shè)計意圖:通過對電阻率的學習,讓學生認識到電阻率在實際生活中的應用。
環(huán)節(jié)五、電阻率與溫度的關(guān)系。
演示實驗:將日光燈燈絲(額定功率為8W)與演示用歐姆表調(diào)零后連接成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前后,歐姆表示數(shù)的變化情況。
學生總結(jié):當溫度升高時,歐姆表的示數(shù)變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。
教師:介紹電阻溫度計的主要構(gòu)造、工作原理。如圖2.6-5所示。
圖2.6-5 金屬電阻溫度計
學生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質(zhì)?
設(shè)計意圖:鞏固知識,強化訓練。
環(huán)節(jié)六:自主完善,意義構(gòu)建。
一、數(shù)學知識的應用能力在物理學習中占據(jù)著重要的地位
首先,數(shù)學是物理的語言,它以簡潔精確的特點描述物理概念和規(guī)律。例如,物理量的定義,像加速度、電阻、電場強度、磁感應強度等物理量的定義均用了比值定義。在物理規(guī)律的表達如牛頓第二定律、歐姆定律等都體現(xiàn)了函數(shù)關(guān)系自變量與函數(shù)的關(guān)系。在運動學中如v-t圖像更能形象地描述運動特點、運動過程。所以在物理概念規(guī)律時正是體現(xiàn)了數(shù)學的邏輯性。所以,對學生來說,需要有良好的數(shù)學基礎(chǔ),如公式變形、比例運算、三角函數(shù)、函數(shù)方程、圖象、對數(shù)、數(shù)列……
其次,分析和解決物理問題的過程,就是應用所學物理知識和原理,將問題給出的物理情景,抽象或簡化成各種概念模型和過程模型,用數(shù)學化的公式或方程表達出來,最后用數(shù)學知識解得結(jié)果。在高中物理學習中,除了要掌握概念、規(guī)律,更重要的是應用規(guī)律概念解決問題。在高中物理的學習中,解決力學、電磁學的三種途徑;牛頓第二定律、能量、動量貫穿了整個高中物理的始終。從平衡等式到牛頓第二定律到動能定理機械能守恒定律,到動量定理,到動量守恒定律,無不是列方程去解決物理問題。
二、高中物理學習中數(shù)理結(jié)合的具體體現(xiàn)
高中物理“培養(yǎng)學生運用數(shù)學處理物理問題的能力”的要求是:學生能理解公式和圖象的物理意義,能運用數(shù)學進行邏輯推理,得出物理結(jié)論,要學會用圖象表達和處理問題;能進行定量計算,也能進行定性和半定量分析。要實現(xiàn)上述目標,必須在物理學習中注重數(shù)理結(jié)合。在中學階段,運用數(shù)學工具解決物理問題的學習主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
1.運用數(shù)理結(jié)合進行物理概念和物理規(guī)律的學習
物理概念是對物理現(xiàn)象的概括,是從個別的物理現(xiàn)象、具體過程和狀態(tài)中抽象出的具有相同本質(zhì)的物理實體。它反映的是物理現(xiàn)象的本質(zhì)屬性,是構(gòu)成物理知識的最基本的單位。如:加速度定義式、電場強度的定義式、磁感應強度定義式、歐姆定律,電容的定義式、決定式等,動能定理表達式、機械能守恒定律表達式、動量定理表達式、動量守恒表達式等,在抽象出一類物理現(xiàn)象和物理過程的共同特征和本質(zhì)屬性之后,用簡潔的文字語言、數(shù)學式子或圖表表達物理概念。
2.運用數(shù)理結(jié)合進行實驗數(shù)據(jù)的處理
應用準確的實驗方法得出實驗數(shù)據(jù)后,從實驗數(shù)據(jù)中分析、計算得出實驗結(jié)論,是實驗能力的主要方面。在實驗數(shù)據(jù)的處理中,數(shù)學工具的應用使得處理過程顯得特別簡捷、直觀。例如:驗證勻變速實驗中求解加速度我們可以用逐差法,還可用v-t圖象斜率球加速度。再有在電學實驗中描繪小燈泡的伏安特性曲線通過圖線的變化趨勢判斷電阻的變化。在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中閉合電路的伏案特性曲線的截距、斜率的值各是我們沿得到的電動勢和內(nèi)阻值,這比列方程就解更準些。
三、物理解題中常用的數(shù)學知識
物理解題運用的數(shù)學方法通常包括方程(組)法、比例法等。
1.方程法
在物理計算題中是通過物理方程求解物理未知量的,方程組是由描述物理情景中的物理概念,物理基本規(guī)律,各種物理量間數(shù)值關(guān)系,時間關(guān)系,空間關(guān)系的各種數(shù)學關(guān)系方程組成的。
2.比例法
比例計算法可以避開與解題無關(guān)的量,直接列出已知和未知的比例式進行計算,使解題過程大為簡化。應用比例法解物理題,要討論物理公式中變量之間的比例關(guān)系,清楚公式的物理意義,
物理圖象具有簡潔、生動、形象和直觀等特點,它在物理教學中有著不可低估的作用。近幾年的中考試題中幾乎每年都有關(guān)于圖象的問題在其中,它從不同層面考查了學生利用圖象處理數(shù)據(jù)和解決物理問題的能力。初中物理圖象類型雖不復雜,但學生對圖象的認識是分散的、不完整的,需要教師在教學過程中不斷地滲透,引導學生養(yǎng)成用圖象法分析問題的習慣,教會學生用圖象法解決問題。對此,我與同行們交流一下圖象法在物理教學中的心得,請大家提出寶貴意見。
一、圖象使自變量與因變量的關(guān)系清晰化
部分教師在實際教學中一般比較重視口頭的或文字敘述、分析及代數(shù)的演算,對物理圖象能夠幫助學生分析和理解物理問題的作用重視不夠。如能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)正確地作出其關(guān)系圖象,再由圖象分析、解決物理問題,就可能突破問題的難點,簡化語言的表達過程,提高課堂效率。
如,在“歐姆定律及其應用”這節(jié)課的教學中,要求學生通過實驗自主探究電流和電壓、電阻的關(guān)系。實驗探究分兩步展開:
探究一:保持電阻不變,探究電流和電壓的關(guān)系時得到表一數(shù)據(jù):
探究二:保持電壓不變,探究電流和電阻的關(guān)系時得到表二數(shù)據(jù):
師:請同學們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行分析歸納出電流與電壓和電阻的關(guān)系。
生1:表一:電壓增大,電流也增大。
表二:電阻增大,電流減小。
生2:表一:當電阻不變時,電壓增大,電流也增大。
表二:當電壓不變時,電阻增大,電流減小。
生3:電流隨電壓的增大而增大,隨電阻的增大而減小。
師:剛才三位同學的結(jié)論你們更贊成哪一種?為什么?
生4:第2種,因為學生1和3沒有控制變量。
師:大家都認為學生2的結(jié)論正確。學生2雖然表述完整,但只定性表達出電流和電壓、電阻的關(guān)系。你還有其他處理實驗數(shù)據(jù)的方法,定量地表達它們之間的關(guān)系嗎?
點評:根據(jù)實驗數(shù)據(jù)信息的分析,學生只能定性分析,不會定量分析,此時需要教師的引導,既然有數(shù)據(jù),你能否根據(jù)實驗數(shù)據(jù)尋找更精確的關(guān)系。
生5:可以畫圖處理。
師:現(xiàn)在請同學畫出I-U圖象和I-R。
師:展示學生圖象并請學生回答,利用你們已有的數(shù)學知識如何理解該圖象?
生6:當電阻不變時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比
在電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比
師:為什么會得出這個結(jié)論?
生7:這個圖象和我們數(shù)學中正比例函數(shù)和反比例函數(shù)圖形一致。
師:利用圖象法我們很直觀地定性分析出:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比,這就是著名的歐姆定律。
點評:學生利用實驗數(shù)據(jù)作出圖象很直觀地找到它們的定性關(guān)系,且回答得非常規(guī)范,雖然畫圖花費時間多,但通過圖象知道了自、因變量的正比關(guān)系,這個時間花得值。
二、在圖象的變化規(guī)律中尋找個別差異
曾對所教班學生進行過調(diào)查,經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),很多學生盡管在讀審完物理問題時能夠初步建構(gòu)物理圖景,但苦于缺乏作圖分析能力,無法將問題進行深入,最終以放棄告終;有些學生沒有養(yǎng)成良好的作圖習慣,往往懶得作圖,或馬馬虎虎作個圖也不規(guī)范,或圖不達意,對分析物理問題沒有起應有的作用,以至物理問題得不到解決,更別提培養(yǎng)能力了。本人認為雖然作圖在物理課本中沒有獨立的章節(jié),但它無論在解決物理問題上,還是在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力上都起著不可忽視的作用。如,在《歐姆定律的應用》中要求學生用“伏安法”測量定值電阻的阻值和小燈泡的電阻值,學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別計算出定值電阻阻值和小燈泡的阻值,發(fā)現(xiàn)定值電阻阻值幾乎不變,燈絲電阻是變化的。為了幫助學生理解,我要求學生繪制了“定值電阻”和“小燈泡”的U-I圖象。從圖象發(fā)現(xiàn)它們的圖形完全不同,于是我將該節(jié)內(nèi)容和前面的歐姆定律和導體電阻的影響因素相聯(lián)系,學生很快知道了電阻不同的原因。原來燈絲在發(fā)光時將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使得燈絲溫度升高,燈絲電阻發(fā)生了變化,而定值電阻測量三次的目的是為了減少誤差。
點評:本題考查了電壓表和電流表的讀數(shù),歐姆定律的應用,如何減小誤差,滑動變阻器的使用,圖象問題,涉及的知識很多,綜合性很強,增大了解題的難度。通過圖象電流跟電壓的關(guān)系,來確定電阻是否變化,通過電阻是否變化判斷定值電阻和燈泡電阻不同的原因,讓學生對所學的內(nèi)容產(chǎn)生正遷移。
總之,物理圖象教學更有利于學生尋找物理量之間的相互關(guān)系,直觀地描述物理過程,形象地表達物理規(guī)律。利用圖象既可突破教學的難點,提高教學效率,也能幫助學生理解物理概念和規(guī)律。
參考文獻:
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[3]董洪亮.教學組織策略與技術(shù).教學科學出版社,2004.
電功和電功率部分的??贾R點有:電功和電功率的概念、公式、單位、計算以及電功率的測量;額定功率與實際功率的概念及應用;電流的熱效應及其在電熱器上的利用和防止。
電和磁部分除了考查磁場、磁感線等簡單知識點外,還考查電流的磁場、影響電磁鐵磁性強弱的因素、電磁感應現(xiàn)象、電動機和發(fā)電機的原理以及磁場對電流的作用等知識。從2008年各地的中考試卷可以看出,試題多聯(lián)系生活實際,注重對能力的考查和研究問題的方法的考查。對于簡單電路和歐姆定律的考查在各地中考中均有體現(xiàn),難點出現(xiàn)在識別串并聯(lián)電路和電流表、電壓表的示數(shù)變化。預計2009年中考對本部分知識的考查不會出現(xiàn)較大的變化,但可能會稍稍增大探究題和創(chuàng)新題的分量。有關(guān)電功、電功率的考試命題將在繼承2008命題特點上有所創(chuàng)新。如從電器的銘牌上獲取信息、利用電能表計算家庭用電器使用的電費來考查節(jié)能、電器使用時的安全問題、電功率的測量、電器在使用時有關(guān)電熱、電能及效率的問題等。其中,采用伏安法測電功率、電與熱相結(jié)合的計算以及節(jié)能問題是中考中的重中之重,注重考查實際情境中解決問題的能力。如圍繞電冰箱、電吹風、洗衣機、電水壺、電磁爐等家用電器展開的電功、電功率、電熱的應用計算尤為重要,特別是在減少環(huán)境污染和建設(shè)節(jié)能型社會的今天,電能和太陽能相結(jié)合的題目更要引起我們重視。
隨著常規(guī)能源的日益匱乏,有關(guān)用電器的效率考題也是中考的一個新亮點,預計2009年中考出現(xiàn)的幾率會加大。
在中考復習中,基本知識忘記得比較快,所以復習時要注重基礎(chǔ)。電路部分的知識單獨考的并不多,對很多知識點的考查是隱藏在對歐姆定律、電功率的綜合考查中的,復習的關(guān)鍵在于靈活掌握知識,理解題目意思,應對具體問題,努力嘗試知識的總結(jié)和遷移。
考點一:電路設(shè)計與電路故障
沖刺點金設(shè)計簡單的電路是目前中考中經(jīng)常出現(xiàn)的題型,特別是與生活實際相結(jié)合的電路設(shè)計題已成為中考的熱點。其形式有:根據(jù)具體的要求設(shè)計出電路圖;給出電路圖判斷哪一個比較適用;既要設(shè)計電路圖,又要連實物圖等等。在畫電路圖時一定要規(guī)范:元件位置安排要適當,分布要均勻,元件不要畫在拐角處,整個電路圖最好呈矩形,圖要完整美觀,橫平豎直,簡潔工整。
電路故障通常有以下幾種情況:串聯(lián)電路或并聯(lián)電路的干路出現(xiàn)斷路故障,用電器不能工作,電流表沒有示數(shù);若電流表有示數(shù),串聯(lián)電路或并聯(lián)電路的干路肯定是通路。
電路在教材中所占篇幅較多,匯集了基本電路、電路的連接、電流的測量等問題。中考出現(xiàn)的題型較多,主要有電路的設(shè)計、分析、連接實物、故障判斷、電流和電壓的規(guī)律研究等問題,難度以中、低擋為主,在近幾年中考中已經(jīng)大量涉及生產(chǎn)、生活中實際電路的應用及探究,這種趨勢預計在2009年的中考還會得到更多的體現(xiàn)。
預測1:(素材來自于生活實際,主要考查電路的應用及電路設(shè)計)
投影儀用強光燈泡作為光源,發(fā)光時必須用風扇降溫。為了保證燈泡不被燒壞,只有當帶動風扇的電動機工作后,燈泡才能發(fā)光;風扇不轉(zhuǎn),燈泡不能發(fā)光。則在圖1所示的四個電路圖中符合要求的是()
預測2:(考查電路設(shè)計,串并聯(lián)電路的特點及開關(guān)的作用)
2008奧運會男子佩劍決賽中,我國選手仲滿不負眾望,以15比9擊敗法國選手贏得冠軍。如圖2所示,在擊劍比賽中,要求劍身連著導線,導線一頭連通著電子計分器,一頭連接著特制衣服,形成一個環(huán)形電路。比賽過程中,運動員(甲)沒有刺到對方(乙)的時候就是斷電的過程(對方的燈不亮同時計分器不計分),刺到對方的過程就是按下開關(guān)的過程(對方的燈亮同時計分器計分)。根據(jù)所學的物理知識,小明設(shè)計了如圖3所示的幾種電路圖。能正確判斷選手成功地擊中對手的有效部位并顯示得分的電路是()
預測3:(考查串聯(lián)電路的特點,以及電路分析、故障判斷)
圖4所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作。一段時間后,發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表示數(shù)變大,則()
A. 電流表的示數(shù)也增大
B. 電流表的示數(shù)可能不變
C. 電阻R可能斷路
D. 電阻R可能短路
考點二:歐姆定律
沖刺點金歐姆定律是初中電學部分最基礎(chǔ)的內(nèi)容。探究歐姆定律和伏安法測電阻體現(xiàn)了電學部分最基本的實驗技能,同時也體現(xiàn)了物理學最基本的研究方法――控制變量法,有很強的綜合性,是歷年來各地中考試題的必考內(nèi)容。通過以上分析,我們可以看出,2009年中考也將是如此。隨著新課程改革的深入,命題在聯(lián)系實際,突出物理方法,考查實驗的過程性方面會有所側(cè)重,純模型式串并聯(lián)電路的計算會降低難度,創(chuàng)新題會增多。探究歐姆定律、伏安法測電阻在中考中必有一者出現(xiàn),滑動變阻器的創(chuàng)新應用也有可能成為大題。
歐姆定律的內(nèi)容是:一段導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。用公式表示為:I=。
由歐姆定律可導出R=,它表示導體的電阻可由計算出,即R與U、I的比值有關(guān),但R與外加電壓U和通過電流I無關(guān)。
在運用歐姆定律進行計算時,要注意公式中的I、U、R是對同一段電路同一時刻而言的,三者單位依次是A、V、Ω。有些試題通常會給出幾組電壓值和幾組電流值,這些數(shù)值有時并不是相對應的,我們要從中選出具有對應關(guān)系的數(shù)值,如開關(guān)的閉合與斷開、滑片的移動前后,會出現(xiàn)不同的電流、電壓值,要能判斷哪些數(shù)據(jù)是這個用電器或電阻在相同的狀態(tài)下所擁有的。
從新課程改革的進程看,有關(guān)歐姆定律的命題形式將更加新穎靈活,重在考查知識的靈活應用及激發(fā)學生進一步學習物理的潛能。如電壓表內(nèi)阻的測量、不滿足歐姆定律的非線性元件電壓、電流關(guān)系的探究、水果導電性能的探究、伏安法測電阻系統(tǒng)誤差的討論、歐姆表的改裝、壓敏電阻、油量表、全電路歐姆定律,均很有創(chuàng)意,要注意消化吸收,推陳出新,做到舉一反三。
預測1:(考查對導體的電阻和歐姆定律的正確理解)
由歐姆定律可以得出導體的電阻公式R=。下面幾位同學對此公式的理解,其中正確的是()
A. 當電壓為零時,導體的電阻也為零
B. 當電流減小時,電阻增大
C. 當電壓減小時,電阻也減小
D. 電阻是導體本身的一種性質(zhì),與電流、電壓無關(guān)
預測2:(結(jié)合歐姆定律,考查串聯(lián)電路電流、電壓的特點)
如圖5所示,電源電壓不變,當開關(guān)S閉合,滑動變阻器滑片從a向b移動的過程中()
A. 電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變大
B. 電壓表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大,電流表的示數(shù)變小
C. 電壓表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變大
D. 電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小,電流表的示數(shù)變小
預測3:(考查用歐姆定律分析變化電路中電表的變化情況)
如圖6所示的電路中,電源電壓不變。在滑動變阻器的滑片P移動的過程中,電流表示數(shù)變化范圍是1.5~1.0 A,電壓表的示數(shù)相應的變化范圍是0~5 V,求R的阻值和電源電壓。
考點三:電功
沖刺點金電功比較抽象,不像機械功那么直觀,我們可以從能量轉(zhuǎn)化的角度去理解電功的意義:電流做了多少功就消耗了多少電能,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電功公式W=UIt是計算電功普遍適用的公式,對任何類型的用電器(或電路)都適用。結(jié)合歐姆定律I=,可推出電功公式的變換式W=t和W=I2Rt,這兩個式子不適用于電動機以及蓄電池電路,只適用于純電阻電路,即電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路。
電能表是測量電能或電功的儀器。把電能表接在電路中,電能表計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差就是這段時間內(nèi)用電的度數(shù),要弄清楚電能表銘牌上幾個參數(shù)的含義。
從2008年的中考試卷可以看出,中考試題在考查基礎(chǔ)知識和基本技能的同時,更注重考查學生應用知識的能力和實踐探究的能力。而以能源開發(fā)和利用為背景來考查電功知識的應用則是近年來中考命題的新亮點,這類試題知識跨度大,更能綜合考查學生應用電學知識的能力。
預測1:(考查對電功公式的理解和靈活應用)
燈泡L和L并聯(lián)在電路中,L的電阻比L大,在相同的時間里,電流做功的情況為()
A. 對L燈做的功多B. 對L燈做的功多
C. 對兩燈做的功一樣多D. 無法確定
預測2:(考查學生是否會讀家用電能表,會用電能表測量用電器在某段時間內(nèi)所消耗的電能)
在家庭電路中,電能表是測量用戶在某段時間內(nèi)所消耗的電能的儀器。如果表面盤上標有“3 000 r/kW•h”字樣,表示的意思是每消耗_________的電能,它的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3 000轉(zhuǎn)。把這個電能表接入家庭電路中,通過某用電器的電流使電能表在3 min內(nèi)轉(zhuǎn)了60轉(zhuǎn),那么,此時通過用電器的電流做功為_________J。
預測3:(考查光能與電能的轉(zhuǎn)化,以及對電功公式的理解和應用)
太陽能汽車是用太陽能電池將所接收到的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能提供給電動機來驅(qū)動的。如圖7所示。已知一種太陽能汽車,太陽光照射到電池板上的輻射總功率為1.2×104 W,且電池板對著太陽時產(chǎn)生的電壓為240 V,并對車上的電動機提供10 A的電流。問:
(1)若通電1 min,車上電動機消耗的電能是多大?
(2)太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少?
考點四:電功率
沖刺點金電功率是描述電流做功快慢的物理量,它是指電流在單位時間內(nèi)所做的功。電功率的定義式是P=,常用公式是P=UI,表明電功率跟電壓、電流兩個因素有關(guān)。電功率大的用電器消耗電能快,但不能說明電流做的功多。電功率公式的變換式W=和W=I2R只適用于純電阻電路,對于電動機、電風扇等用電器來說,這兩個公式都不適用。
用電器正常工作時的電壓叫額定電壓,在額定電壓下的電功率叫額定功率。一個用電器一旦生產(chǎn)出來,其額定電壓和額定功率就確定了。實際功率是用電器在實際工作時的電功率,是不確定的。用電器的實際功率不一定與額定功率相同,小燈泡的亮度是由其實際功率決定的。
電功率的計算是中考命題的熱點,壓軸題基本都在此出現(xiàn),命題時常將歐姆定律、電功率、串并聯(lián)電路結(jié)合起來出綜合計算,并且分值多,難度較大。其內(nèi)容主要為:①密切聯(lián)系生活實際,如電熱水壺、飲水機、居民用電等,真正體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念。②注重對能力的考查和研究問題的方法的考查,如從電器的銘牌上獲取信息的能力、探究電流做功快慢需采用控制變量法等。
預測1:(考查串聯(lián)電路中各用電器功率的分配關(guān)系)
有兩個電阻,R的阻值為2 Ω,R的阻值為8 Ω,把它們串聯(lián)起來接在某電源的兩極上,R的電功率為2 W,則此時R的電功率是_______W。
預測2:(考查對電功率公式的理解和應用)
圖8所示為一玩具汽車上的控制電路,其電動機的線圈電阻為2 Ω,保護電阻R為8 Ω,當閉合開關(guān)S后,兩電壓表的示數(shù)分別為12 V和4 V,求:
(1)電路中的電流。
(2)電動機的功率。
預測3:(考查用電器額定功率與實際功率的關(guān)系)
某品牌電熱水壺的銘牌上標著如右表所示的數(shù)據(jù)。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可知此電熱水壺的電阻為多少?若在用電高峰時期用該電熱水壺燒水,電壓只有200 V,此時電熱水壺發(fā)熱時的功率為多大?
考點五:電熱及其作用
沖刺點金電流在電路中做功,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分,稱為電熱,其公式Q=I2Rt適用于任何電路。注意兩點:①在電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量的情況下,Q=W=UIt=t。這里的條件是電功全部用來產(chǎn)生電熱,而電流所做的功全部用來轉(zhuǎn)化成熱的情況,也只有純電阻電路才成立,故上述導出公式只適用于純電阻電路。②在電流所做的功只有一部分用來產(chǎn)生熱量的情況下,如電動機正常工作時消耗的電能為W=UIt,產(chǎn)生的電熱為Q=I2Rt,則轉(zhuǎn)化為機械能的那部分能量為W-Q。若知道用電器將電能轉(zhuǎn)化為熱能的效率η(η
電與熱相結(jié)合的計算是近年來中考命題的主要方向,以日常生活中電和熱現(xiàn)象的實例為載體,將電學和熱學結(jié)合在一起是中考命題的熱點,是中考中的重中之重。隨著常規(guī)能源的日益匱乏,有關(guān)用電器的效率考題也正在成為中考出現(xiàn)的一個新亮點,預計2009年中考出現(xiàn)的幾率可能會進一步加大。
預測1:(考查電能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,在不計熱損失的情況下,消耗的電能等于產(chǎn)生的內(nèi)能,即Q=W)
一電飯煲銘牌上標有“220 V1 100 W”的字樣,其原理圖如圖9所示。它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋,通過單刀雙擲開關(guān)S進行調(diào)節(jié),R為電熱絲。當開關(guān)S接高溫燒煮擋時,電路的功率為1 100 W;當開關(guān)S接燜飯、保溫擋時,電路的總功率為22 W。
(1)電飯煲在高溫燒煮擋時,開關(guān)S應與哪個觸點連接?
(2)電熱絲R的阻值多大?
(3)電飯煲燜飯、保溫1 min,電熱絲R產(chǎn)生的熱量為多少?
預測2:(考查電能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,在有熱損失的情況下,消耗電能的一部分等于產(chǎn)生的內(nèi)能,即Q=ηW)
電視節(jié)目主持人,衣著光鮮,時尚靚麗,令人羨慕,其背后的艱辛卻鮮為人知。由于演播室燈光密集,室內(nèi)氣溫往往很高,在炙熱燈光的“燒烤”下,看似風光無限的主持人其實也很不好受,幾個小時的節(jié)目下來,主持人往往會大汗淋漓。若一個高3 m,面積為40 m2的演播室,燈的總功率為20 kW,燈將電能的80%轉(zhuǎn)化為熱能,且熱能的10%被空氣吸收。查閱資料得知,空氣的密度約為1.3 kg/m3,空氣的比熱容約為103 J/(kg•℃)。現(xiàn)錄制一個0.5 h的節(jié)目,求:
(1)演播室內(nèi)所有燈消耗的電能。
(2)演播室內(nèi)所有燈散發(fā)出的熱量。
(3)演播室內(nèi)空氣升高的溫度。
預測3:(通過電動機做功,考查電能與其他能量的轉(zhuǎn)化及能量守恒定律)
從能量轉(zhuǎn)化的角度看,電動機主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能,同時還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉?,F(xiàn)實驗室有一個微型電動機,如圖10所示,銘牌上標有“12 V 3 W”的字樣。問:
(1)每分鐘該微型電動機消耗的電能是多少?
(2)若該微型電動機線圈的電阻是4 Ω,則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少?
考點六:生活用電
沖刺點金家庭電路由電能表、總開關(guān)、保險絲、插座、用電器及其開關(guān)幾部分組成。插座和各用電器之間是并聯(lián),用電器和控制它們的開關(guān)之間是串聯(lián),且開關(guān)應一端連火線一端連用電器,螺旋口燈座的螺旋套只能接在零線上。三孔插座比兩孔插座多出的那個孔要接地,通過三腳插頭與用電器的外殼相連,保證外殼與火線接通時的人體安全。生活中安全用電的原則是:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。不用濕手觸摸開關(guān),不用濕抹布擦電器,不在電線上晾曬濕衣服,不在高壓線附近放風箏,電視天線不要靠近樹木,及時檢查電器的絕緣皮是否有破損等。發(fā)現(xiàn)有人觸電后,要切斷電源或用絕緣的東西把電線挑開;電路著火時,必須先切斷電源,切不可潑水救火。高大建筑要安裝避雷針,雷雨天不能在大樹下避雨,防止雷擊。家庭電路中電流過大的原因有兩個:①用電器的總功率過大;②發(fā)生短路。
以往的中考,重點考查生活中的安全用電原則、家庭中基本的電路連接和日常生活中用電事故的處理以及家庭電路中的故障分析。由于家庭電路與我們的生活息息相關(guān),讓學生掌握安全用電知識,提高安全用電的意識,具有實際意義。預計今年的中考熱點是家庭電路中用電器的正確連接、生活中安全用電的知識和生活中出現(xiàn)用電事故的分析和處理。
預測1:(考查安全用電的原則)
用電安全是保證人民生命財產(chǎn)安全的基本原則。如圖11所示的現(xiàn)象中,符合安全用電原則的是()
預測2:(考查學生對家庭電路中開關(guān)、電燈、帶金屬外殼的用電器連接的掌握情況)
請在如圖12所示的家庭電路中,按照安全用電的原則,以筆畫線代替導線,將一個帶按鈕開關(guān)的螺口燈泡、一個電熱水壺接入電路。
預測3:(考查學生對用電器工作時的能量轉(zhuǎn)化問題的理解,明確家庭電路中發(fā)生火災的原因及發(fā)生電器火災時應怎么做)
洗衣機是我們?nèi)粘I钪凶畛S玫碾娖髦?,如圖13所示。它工作時把電能轉(zhuǎn)化為______和______,在使用洗衣機洗滌時,要注意掏清衣褲口袋里的物品,并在投放衣物時控制合理的投放量。若洗衣機一次性投入衣物過多,渦輪被繩、帶、發(fā)卡等小物件卡住,會使洗衣機負荷過大甚至停止轉(zhuǎn)動,進而導致電線過熱,可能發(fā)生_________而起火。起火時應先________,再滅火。
考點七:電和磁
沖刺點金物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性,具有磁性的物質(zhì)叫磁體。磁體上磁性最強的部分叫做磁極,分別為南極(S)和北極(N)。同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
磁感線是形象地研究磁場的一種方法,它不是真實存在的線,是人們?yōu)樾蜗蟮孛枋龃艌龆傧氲囊恍┣€。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來回到磁體的南極。
奧斯特實驗表明通電導線周圍存在著磁場,且磁場方向與電流方向有關(guān)。通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣,其極性可以由安培定則來判定:先辨清繞線方向,標出螺線管上電流的環(huán)繞方向;用右手握住螺線管,讓四指彎向電流的方向;此時大拇指所指的一端即為通電螺線管的N極。將鐵芯插入螺線管中就做成了電磁鐵,螺線管的磁性強弱與通入電流的大小、線圈匝數(shù)的多少及是否插入鐵芯有關(guān)。電磁鐵的優(yōu)點是磁性有無可以通過通斷電來控制;磁性強弱可以由電流的大小來控制;磁極方向可以由電流的方向來控制。
讓一個磁體接近一個通電導體就會產(chǎn)生磁力的作用。電動機就是利用通電線圈在磁場里受力轉(zhuǎn)動的原理制成的,在工作中把電能轉(zhuǎn)化為機械能。
閉合電路的一部分導體,在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產(chǎn)生感應電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應,產(chǎn)生感應電流的條件:第一,導體是閉合電路中一部分。第二,導體在磁場中做切割磁感線的運動。當導體平行于磁感線運動時,不產(chǎn)生感應電流;當導體放入磁場中不運動時,也不會產(chǎn)生感應電流。產(chǎn)生感應電流的方向和磁場方向、導體運動方向有關(guān)。發(fā)電機就是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的,工作時將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
根據(jù)近幾年的中考題分析,這部分知識主要考查的是磁現(xiàn)象、電流對磁場的作用、電磁鐵、電磁感應。隨著人類社會的發(fā)展,能源危機和污染的日漸加劇,利用電磁感應知識產(chǎn)生清潔的電能將成為以后能源利用的一個重點方向。預計今年的中考熱點可能在磁現(xiàn)象、電流的磁場和電磁感應及應用上。
預測1:(考查磁化現(xiàn)象、利用安培定則判斷通電螺線管的磁場方向、磁感線方向的規(guī)定、影響電流的磁場的因素及磁極間的相互作用)
如圖14所示,在螺線管中插入一根鐵棒,通電后,鐵棒被_________________,請在圖中畫出磁感線的方向。當變阻器向左滑動時,彈簧的長度將________。(選填“伸長”或“縮短”)
預測2:(考查發(fā)電機的原理是電磁感應,明確什么是電磁感應現(xiàn)象)
1.堅持“以學生為本、以學生發(fā)展為本”的課堂教學設(shè)計策略,重視學生主動參與和內(nèi)心體驗;重視知識形成和應用的過程。
2.堅持“搭建平臺、營造氛圍”的課堂教學設(shè)計策略,重視教學情景和教學問題的設(shè)計,重視啟發(fā)引導和協(xié)調(diào)交流。
3.堅持“以知識為載體、揭示知識內(nèi)涵”的課堂教學設(shè)計策略,重視對知識內(nèi)涵的把握;重視潛移默化再現(xiàn)知識內(nèi)涵的手段和方法。
4.堅持“聯(lián)系實際應用、激發(fā)學習激情”的課堂教學設(shè)計策略,重視教學過程中STS的拓展;重視教學過程中新技術(shù)的應用。
教學策略是實現(xiàn)教學目標的重要手段,是教學設(shè)計研究的重點。教學策略的設(shè)計包括許多方面,主要有:采用何種經(jīng)濟而有效的教與學的形式,安排什么樣的教師教的活動和學習者學的活動,設(shè)計何種教的方法和學的方法,進行什么樣的教學媒體及怎樣進行設(shè)計,怎樣利用現(xiàn)有的教學資源及挖掘潛在的教學資源,設(shè)計怎樣的教學環(huán)節(jié)和步驟等一系列問題。下面我通過具體的案例設(shè)計與比較,探究新課程理念下物理課堂教學策略的設(shè)計的特點與規(guī)律。
[案例1]運用歸納教學策略設(shè)計《電流跟電壓、電阻的關(guān)系歐姆定律》。
1.導入
講述歐姆為探索真理,十年嘔心瀝血,堅持不懈地研究,最終得出歐姆定律的感人經(jīng)歷,激勵學生的學習欲望。
2.演示實驗
步驟1:研究電流與導體兩端電壓的關(guān)系,記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。
步聚2:研究電流強度與導體電阻的關(guān)系,記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。
以上步驟由教師與學生共同活動完成。
3.對實驗結(jié)果進行歸納推理
當導體的電阻不變時,增大導體兩端的電壓,電壓越高,通過導體的電流越大,電壓增大幾倍,電流強度就隨之增大幾倍;當加在導體兩端的電壓不變時,隨著電阻的增大,流過電阻的電流強度就越小,電阻增大到原來的幾倍,電流強度就減小為原來的幾分之一。
通過以上推理,我們得出:導體的電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比例關(guān)系;電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比例關(guān)系。
4.驗證推理
設(shè)計兩組實驗數(shù)據(jù)表,每一組中留有適量的空白,請學生根據(jù)推理的結(jié)果在空白處填上適當?shù)臄?shù)據(jù),教師通過演示實驗與學生一道驗證所得結(jié)論的正確性。
5.歸納得出結(jié)論
導體中的電流強度與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,這個結(jié)論叫做歐姆定律。
[案例2]運用探究策略設(shè)計《電流跟電壓、電阻的關(guān)系歐姆定律》。
1.提出問題
教師指出:我們曾通過實驗發(fā)現(xiàn),燈炮兩端的電壓越高,燈就越亮,流過燈的電流就越大。電流、電壓與電流之間有什么關(guān)系呢?
2.形成假說
學生通過議論認為有可能電流與電壓成正比,與電阻成反比(學生通過學過的有關(guān)電壓與電阻的知識能夠比較順利地提出假說)。
3.制訂方案
固定電阻、改變電壓、研究電流與導體兩端電壓的關(guān)系,換用不同的電阻,重復上述步驟,研究電流與電阻的關(guān)系,教師與學生共同研討,確定最佳方案。
4.實施方案
學生分組進行實驗,并將實驗結(jié)果填入自己設(shè)計的表格中。
5.分析與論證
分析實驗結(jié)果,驗證與假說是否相符,得出結(jié)論。
6.評價
檢驗實驗過程的操作是否規(guī)范,實驗結(jié)果是否可靠。
7.交流
各小組形成實驗報告,交流實驗結(jié)果,形成最終結(jié)論。
運用歸納策略設(shè)計的案例中,教師通過演示實驗向?qū)W生展示了歐姆定律的形成過程,并經(jīng)過歸納推理得出歐姆定律。通過師生雙方的互動,學生不但能對定律的來龍去脈有清晰的了解,能夠系統(tǒng)地理解和掌握知識,而且能受到科學方法的訓練,發(fā)展觀察能力和邏輯思維能力。同時,相對于探究策略而言,歸納策略是比較省時的,而運用探究策略設(shè)計的案例中,則是學生通過自己的探究活動得出結(jié)論的。由于學生親自參與科學探究的全過程,因此,不但能發(fā)展發(fā)現(xiàn)問題、解決問題等多種能力,而且通過對探究樂趣的體驗,能激發(fā)創(chuàng)新意識與欲望。同時,由于探究過程是以組為單位進行的,并且需要對結(jié)論進行交流與評價,因此,對培養(yǎng)學生的合作精神及反思和評價能力也是十分有利的。
以上是運用歸納策略和探究策略的特點,但它們也各有不足之處,運用歸納策略設(shè)計的課堂教學,由于教師的作用比較突出,相對地限制了學生的思維,不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),同時,對學生的合作、交流與評價等能力的培養(yǎng)也是不利的。而運用探究策略設(shè)計的課堂教學,探究過程的冗長而比較費時,由于能力的差別,容易導致部分學生不能較好地掌握學習內(nèi)容。
G633.7
復習是教學中的一個重要環(huán)節(jié),其主要任務是使學生鞏固和加深理解所學基礎(chǔ)知識、使其系統(tǒng)化。還包括對各種能力進行訓練和再提高。鞏固掌握的知識是繼續(xù)學習和靈活運用知識的前提。要鞏固掌握的知識,必須跟遺忘作斗爭,教育心理學告訴我們,在認識新知識的時候,遺忘也就同進開始,而且在開始時,遺忘的分量多,速度快,以后則遺忘的分量少,速度變慢,所以學習不僅必須復習,而且還要及時復習。
復習課的困難在于教學內(nèi)容基本上都是學生學過的,處理不好,就往往會乏味。如何復習,怎么有效地進行復習,才能使相關(guān)聯(lián)的知識進行很好的串聯(lián)與銜接,這直接關(guān)系到學生的中考成績。因此上好一堂復習課,必須從以下幾個方面入手:
一、認真鉆研新課程標準,制定合理的復習目標
新課程標準給教師提供了教學參考,在進行復習的同時,一定要緊扣課本,真正做到有的放失。復習目標要針對所學內(nèi)容和學情來制定,不能太高,如果太高不適合學生的發(fā)展與認知水平,也不能太低,如果太低,學生的能力得不到提高。
二、根據(jù)設(shè)定的目標,回顧所學知識。
基礎(chǔ)知識是解決問題的基礎(chǔ),如果對基礎(chǔ)知識不理解,或不了解,復習效果一定不理想,所以要想上好復習課,基礎(chǔ)知識的復習是缺少不了的。應根據(jù)自己所設(shè)定的目標及目標中所達的程度,合理的安排好基本概念的復習,公式的理解,各個知識點之間的聯(lián)系。例如,對歐姆定律復習時,需要讓學生了解電流、電壓和電阻的概念,以及三個物理量各自的符號、單位及單位的換算,包括這三個物理量在串、并聯(lián)電路中的規(guī)律等等。若將相關(guān)聯(lián)的知識串聯(lián)起來,還需要畫出與歐姆定律內(nèi)容相關(guān)的思維導圖,它能幫助學生去理解與鞏固歐姆定律的知識。針對這一目標,學生所要掌握的內(nèi)容比較多,例如,學生要會畫探究電流與電阻、電壓關(guān)系的電路圖,會連接實物圖,會選擇合適的方法進行研究,會使用電流表、電壓表和滑動變阻器,會用自己的語言描述所得出的結(jié)論,分清歐姆定律表達式及它的變形式,歐姆定律表達式中各個物理量的關(guān)系等。
三、注重知識的應用,注重解題方法的指導
物理解題是復習的有效手段之一,在這一過程中要讓學生的能力達到一定的程度,教師必須做到以下幾點:
1.精選練習
提高學生思維和解題能力是習題課的核心任務.要達到這個目的,習題的選擇是關(guān)鍵。選題前要做到“三了解”――了解課程標準,了解教材內(nèi)容,了解學生。教師要參照新課程標準,認真鉆研教材,對課本或選出的題目進行分類,所選題目的形式要多樣,份量要恰當,難易程度要適宜,所選的題目要注意聯(lián)系實際,聯(lián)系社會,還要注意習題的一題多解,習題的變式,注重對學生能力的培養(yǎng)。同時所選習題既要照顧各個知識點,又要有梯度有層次,這樣才能調(diào)動各類學生的積極性。通過練習、講評、概括、歸納和總結(jié)。找出解決問題的思路和技巧,將知識轉(zhuǎn)化成能力,從而提高學生的綜合素質(zhì)和應試能力。否則練習過繁、過多,會使學生陷于題海,難于應付。
2.精講練習
講解習題是整個課堂的主要過程,怎么講解習題,采用什么樣的方式講解,關(guān)系到課堂的效率,我覺得上好一節(jié)復習課必須要考慮以下幾點
首先,養(yǎng)成學生審題的習慣。通過解題可以使學生進一步掌握物理概念、定律及公式的意義。學生解好題,必須審好題,審題主要是弄清題意,明確題中已知是什么,要求是什么,題目中涉及哪些概念和規(guī)律,以及解答本題的基本途徑。通過審題學生可以從題目中找到一些有用的信息,特別是題目中存在的隱含條件,及找到解決問題的突破口。
其次,講解習題時,要形式多樣,方法多樣。每種教學方法就其本質(zhì)來說都是相對辨證的,它們都既有優(yōu)點又有缺點。每種方法都可能有效地解決某些問題,而相對于解決別的問題則不一定有效,每種方法都可能會有助于達到某種目的,卻妨礙達到別的目的。為適應不同學生的需要,教學方法應提倡多樣性,應根據(jù)不同的教學目標,不同學生的心理特征和學生的知識基礎(chǔ),將題目分類,提高學生概括能力。v解題目時,重點要突出,難點要突破。只有精講,學生才有時間練習,切不可一講到底,導致學生的思維容易混亂,學生不容易概括出解某種題型所需的方法。講解每一個類型題目時,教師可以邊講邊練,講練結(jié)合的方式,讓學生熟悉一種解題方法,總結(jié)解決這類題目的方法,然后再利用自己總結(jié)的方法去解同樣類型題,提高自己的解題能力。
最后,樹立學生的自信心。初三學生面臨著中考,普遍學生感到中考高深莫測,是因為他們對中考題目的難易程度不了解,如果教師選擇與之相類似的中考題讓學生練習,他們會發(fā)現(xiàn)中考題不是難的,憑自己的能力完全可以解決這些題目,無形之中增強了他們的自信心。
四、培優(yōu)補差
課堂復習要立足中等生,提高優(yōu)等生,扶持學困生。復習進度和教法以中等學生水平為基點。要求中等學生按教師的安排進行系統(tǒng)的復習,注意能力方面的培養(yǎng)和提高。對優(yōu)等學生要發(fā)揮他們的學習優(yōu)勢;對差生發(fā)現(xiàn)閃光點,及時給予表揚和鼓勵,使他們增強學習物理的信心,提高復習物理的積極性和主動性。