時(shí)間:2024-04-10 17:54:53
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歐姆定律是高中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容,也是高考的重難點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)歐姆定律掌握的好壞會(huì)直接影響我們的考試成績(jī),因此要多用時(shí)間將這塊知識(shí)進(jìn)行鞏固,以取得更高的分?jǐn)?shù)。
1在歐姆定律的學(xué)習(xí)中常遇到的問題
1.1歐姆定律的使用范圍問題
在電路的實(shí)驗(yàn)過程中,我會(huì)出現(xiàn)忽略導(dǎo)線,電子元件與電源自身的電阻,將整個(gè)電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導(dǎo)電金屬和導(dǎo)電液體,對(duì)于氣體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等特殊電路元器件不適用,但我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線性元件,但實(shí)踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,本人為了弄清這里的問題,向老師進(jìn)行了請(qǐng)教并查閱了相關(guān)資料,許多資料上說歐姆定律的應(yīng)用有“同時(shí)性”與“歐姆定律不適用于非線性元件,但對(duì)于各狀態(tài)下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受,有牽強(qiáng)之意,即個(gè)人理解為既然各個(gè)狀態(tài)下都是適合的,那就是適合整個(gè)過程。
1.2線性元件的存在問題
通過物理學(xué)習(xí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)材料的電阻率ρ會(huì)隨其它因素的變化而變化(如溫度),從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實(shí)際上不可能是穩(wěn)定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。而在實(shí)際問題中,當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時(shí),可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
1.3電流,電壓與電阻使用的問題
電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用,是最基礎(chǔ)的概念,也是我最容易混淆的內(nèi)容。電流表測(cè)量電流、電壓表測(cè)量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流,而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測(cè)量?jī)x器,另外,歐姆定律只是用來研究電路內(nèi)部系統(tǒng),不包括電源內(nèi)部的電阻、電流等,在學(xué)習(xí)歐姆定律的過程中,電流表、電壓表、導(dǎo)線等電子元器件的影響常常是不考慮在內(nèi)的,而對(duì)于歐姆定律的公式I=UR,I、U、R這三個(gè)物理量,則要求必須是在同一電路系統(tǒng)中,且是同一時(shí)刻的數(shù)值。
2歐姆定律學(xué)習(xí)中需要掌握的內(nèi)容
本人在基于電學(xué)的基礎(chǔ)之上,通過對(duì)歐姆定律的解題方式進(jìn)行分析,個(gè)人認(rèn)為我們需掌握以下內(nèi)容:了解產(chǎn)生電流的條件;理解電流的概念和定義式I=q/t,并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算;熟練掌握歐姆定律的表達(dá)式I=U/R,明確歐姆定律的適用條件范圍,并能用歐姆定律解決相關(guān)的電路問題;知道什么是導(dǎo)體的伏安特性,什么是線性元件與非線性元件;知道電阻的定義和定義式R=U/I;能綜合運(yùn)用歐姆定律分析、計(jì)算實(shí)際問題;需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),能根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律,并能運(yùn)用公式法和圖像法相結(jié)合的方法解決問題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對(duì)歐姆定律內(nèi)容的理解
在歐姆定律例題分析中,我們比較常見的問題是多個(gè)變量的問題,以我自身為例,由于物理理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,所以學(xué)習(xí)難度較大,但我通過相關(guān)教學(xué)短片的學(xué)習(xí),將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”的方式,明白了電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性,其大小是受溫度、導(dǎo)體的材料、長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),并且明白了電阻不會(huì)隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時(shí)我們每一個(gè)人都知道對(duì)于不同的習(xí)題,解決步驟都是不相同的,雖同一問題會(huì)有不同的解題方法,但總是離不開歐姆定律這個(gè)框架。因此對(duì)于一些與電學(xué)有關(guān)的知識(shí),我一般會(huì)利用歐姆定律解決電生磁現(xiàn)象與電功率計(jì)算問題。例如:某人做驗(yàn)時(shí)把兩盞電燈串聯(lián)起來,燈絲電阻分別為R1=30Ω,R2=24Ω,電流表的讀數(shù)為0.2A,那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?我可以根據(jù)兩燈串聯(lián)這一關(guān)建條件,與U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結(jié)論。
3.2利用電路圖進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算
在解有關(guān)歐姆定律的題時(shí),以前直接把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計(jì)算,并把同一導(dǎo)體不同時(shí)刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計(jì)算,因此經(jīng)常混淆,不便于分析問題。通過后期老師給予我的建議,在解題前我都會(huì)先根據(jù)題意畫出電路圖,并在圖上標(biāo)明已知量、數(shù)值和未知量的符號(hào),明確需分析的是哪一部分電路,這部分電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián),以抓住電流、電壓、電阻在串聯(lián)、并聯(lián)電路中的特征進(jìn)行解題。同時(shí),我還會(huì)注意開關(guān)通斷引起電路結(jié)構(gòu)的變化情況,并且回給“同一段電路”同一時(shí)刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo),其中需注意單位的統(tǒng)一與電流表、電壓表在電路中的連接情況,以及滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進(jìn)行知識(shí)拓展
本著從易到難的原則,我們可從一個(gè)電阻的問題進(jìn)行計(jì)算,再擴(kuò)展到兩個(gè)電阻、三個(gè)電阻,逐漸拓寬我們的思路,讓自己找到學(xué)習(xí)的目標(biāo)以及方法。比如遇到當(dāng)定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變?yōu)閁2,電路中的電流由I1增大到I2,這個(gè)定值電阻是多少的問題時(shí),我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值,而當(dāng)難度增加由一個(gè)電阻變?yōu)閮蓚€(gè)電阻時(shí),定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數(shù)為ΔI,在這樣的問題上可將變化的問題轉(zhuǎn)化為固定的關(guān)系之間的數(shù)值,就可簡(jiǎn)化許多變量問題的計(jì)算。當(dāng)變量變?yōu)槿齻€(gè)電阻時(shí)難度會(huì)進(jìn)一步的增大,我起初認(rèn)為這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù),所以放棄了這類題,而在經(jīng)過詢問成績(jī)優(yōu)秀的同學(xué)時(shí),才知道可將三個(gè)電阻盡量化為兩個(gè)電阻,通過電壓表與電流表的位置將電阻進(jìn)行合并,以此簡(jiǎn)化題目。
4總結(jié)
簡(jiǎn)言之,歐姆定律是物理教材中最為重要的電學(xué)定律之一,是電學(xué)內(nèi)容的重要知識(shí),也是我們學(xué)習(xí)電磁學(xué)最基礎(chǔ)的知識(shí)。當(dāng)然,對(duì)于歐姆定律的學(xué)習(xí)與解題方法,自然不止以上所述方法,因而在具體的學(xué)習(xí)中,我們要立足于自身實(shí)際學(xué)習(xí)情況來進(jìn)行方法的選取,突破重難點(diǎn)知識(shí),以找到更好的解題思路。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí);培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí),應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí),常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測(cè)定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式,只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
歐姆定律探究電流與電壓、電阻的關(guān)系歐姆定律內(nèi)容、公式歐姆定律的應(yīng)用伏安法測(cè)電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)
二、知識(shí)梳理
(一)歐姆定律的探究(探究電流與電壓、電阻的關(guān)系)
1.探究方法:控制變量.
2.實(shí)驗(yàn)電路圖:如圖1所示.
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
(二)歐姆定律
1.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.
2.表達(dá)式:I=■
3.適用范圍:歐姆定律所研究的電路是電源外部的一部分或全部電路;在非純電阻電路中(如含有電動(dòng)機(jī)的電路),公式中的U、I、R的關(guān)系不成立.
4.適用條件:歐姆定律公式中的各個(gè)物理量具有同一性,即I、U、R是對(duì)同一段電路(或?qū)w)、同一時(shí)刻(或狀態(tài))而言的.
5.公式變形:由歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式可得到公式R=■、U=IR,用于計(jì)算導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體兩端的電壓.
(三)歐姆定律的應(yīng)用
1.伏安法測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理是R=■.用伏安法測(cè)量導(dǎo)體電阻的大小,即用電壓表測(cè)量導(dǎo)體兩端的電壓大小,用電流表測(cè)量導(dǎo)體中電流大小,根據(jù)公式R=■,即可得到導(dǎo)體電阻的大小.在用伏安法測(cè)電阻時(shí),要正確選擇電壓表與電流表的量程,同時(shí),要利用多次測(cè)量求平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差.
2.推導(dǎo)串聯(lián)電路的總電阻
如圖2,根據(jù)串聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)可知:
I=I1=I2,U串=U1+U2
再根據(jù)歐姆定律變形公式可得:
IR串=I1R1+I2R2
所以,R串=R1+R2
結(jié)論:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體電阻之和.(若有n個(gè)導(dǎo)體串聯(lián),其總電阻為R串=R1+R2……+Rn)
3.推導(dǎo)并聯(lián)電路的總電阻
如圖3,根據(jù)并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)可知:
I=I1+I2,U=U1=U2
再根據(jù)歐姆定律的變形公式可得:
■=■+■
所以,■=■+■
結(jié)論:并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體電阻倒數(shù)之和.(若有n個(gè)導(dǎo)體并聯(lián),其總電阻為■=■+■+……+■)
三、典型例題
例1 由歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式可以得出公式R=■.關(guān)于此表達(dá)式,下列說法正確的是( ).
A.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也是原來的2倍
B.當(dāng)導(dǎo)體中電流是原來的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻是原來的0.5倍
C.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓增加幾倍,導(dǎo)體中的電流也增加幾倍,導(dǎo)體的電阻不變
D.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),導(dǎo)體的電阻也為零
解析 公式R=■是由歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式變形得到的,它表示一段導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體電流的比值是不變的,它反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用.電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,跟導(dǎo)體兩端電壓、電流均無關(guān).
答案 C.
例2 小明同學(xué)想探究“一段電路中的電流跟電阻的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路圖(電源電壓恒為6V).
(1)根據(jù)小明設(shè)計(jì)的圖4,用鉛筆將圖5的實(shí)物連接完整.
(2)小明將第一次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)填入了下面表格中,然后將E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω,讓滑動(dòng)變阻器的滑片P向 移動(dòng)(選填“A”或“B”),直到電壓表的示數(shù)為 V.此時(shí)電流表的指針位置如圖6所示,請(qǐng)把測(cè)得的電流數(shù)值填入表格.
(3)小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如下結(jié)論:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.請(qǐng)你對(duì)以上的探究過程和得出的結(jié)論做出評(píng)價(jià),并寫出兩點(diǎn)評(píng)價(jià)意見: ; .
解析 (1)連接實(shí)物圖時(shí),電壓表要并聯(lián)在定值電阻兩端,并注意選擇合適的量程;連接滑動(dòng)變阻器要注意連接“一上一下”兩個(gè)連接柱.
(2)因?yàn)閷?dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體兩端的電壓均有關(guān),所以探究“一段電路中的電流跟電阻關(guān)系”時(shí)應(yīng)控制定值電阻兩端電壓相同.當(dāng)E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω時(shí),如果滑動(dòng)變阻器滑片P不移動(dòng),則電壓表示數(shù)會(huì)變大,為了保持電壓表示數(shù)不變,滑片P應(yīng)向B端移動(dòng),直到電壓表示數(shù)與第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)一樣,即4V.
(3)通過數(shù)據(jù)分析找出物理規(guī)律是研究物理問題的常用方法,但僅通過一兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得到結(jié)論并不科學(xué),常常會(huì)使結(jié)果帶有偶然性,因此需要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn);得出的結(jié)論是有條件限制的,結(jié)論缺少前提條件.
答案 (1)如圖7所示.
(2)B 電壓表的示數(shù)為4V 0.2
(3)實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少(沒有進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn));結(jié)論缺少“電壓一定”的前提條件
例3 小華想測(cè)出一個(gè)電阻Rx的電阻值,將選用的器材連接成如圖8所示的電路,R0為已知阻值的定值電阻.由于電源電壓未知,所以,沒能測(cè)出電阻Rx的阻值.請(qǐng)你選添合適的器材,幫他完成這個(gè)實(shí)驗(yàn).要求:(1)用兩種不同的方法,分別畫出電路圖,簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)方法,并寫出電阻Rx的表達(dá)式.(2)每一種方法在不拆除原有電路接線的條件下,只允許選添一種器材和導(dǎo)線接入電路.
解析 方法1:如圖9,用電流表測(cè)出通過Rx的電流I,用電壓表測(cè)出Rx兩端的電壓U,則電阻Rx=■.
方法2:如圖10,用電流表測(cè)出通過Rx的電流為I,用電壓表測(cè)出Rx和R0兩端的總電壓為U,則電阻Rx=■-R0.
方法3:如圖11,先用電流表測(cè)出電路中的電流為I1,再將導(dǎo)線并聯(lián)在電阻Rx兩端,測(cè)出電流表為I2,則電阻Rx=■R0 .
點(diǎn)評(píng) 本題采用特殊方法測(cè)量電阻.因?yàn)橐延须娏鞅?,這樣就可以測(cè)出電阻Rx和已知電阻R0的電流值.但由于缺少電壓表,因此解決本題的關(guān)鍵是如何測(cè)量出電阻Rx兩端的電壓.解決本題的方法是開放性的,只要能測(cè)出電阻Rx兩端的電壓(或Rx和R0兩端的總電壓),即可利用R=■求出電阻Rx的阻值(或電阻器Rx與R0的總電阻,從而可求Rx的阻值).另外,將導(dǎo)線并聯(lián)在電阻Rx或已知電阻R0兩端,可使得電路中電流發(fā)生變化.根據(jù)電流表的數(shù)值,并利用歐姆定律即可求出電阻Rx的阻值.
例4 在學(xué)校舉行的物理創(chuàng)新大賽上,小明和小紅所在的科技小組分別設(shè)計(jì)了一種測(cè)量托盤所受壓力的壓力測(cè)量?jī)x,如圖12、圖13所示.兩裝置中所用的器材與規(guī)格完全相同,壓力表是由電壓表改裝而成,R1為定值電阻,阻值為10Ω,R2為滑動(dòng)變阻器,規(guī)格為“10Ω 1A”.金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動(dòng),且與它接觸良好,金屬指針和金屬桿電阻忽略不計(jì).M為彈簧,在彈性限度內(nèi)它縮短的長度與其所受的壓力大小成正比.當(dāng)托盤所受壓力為零時(shí),P恰好位于R2的最上端;當(dāng)托盤所受壓力為50N時(shí),P恰好位于R2的最下端,此時(shí)彈簧的形變?nèi)栽趶椥韵薅葍?nèi).
(1)圖12裝置中,當(dāng)P位于R2的最下端時(shí),電壓表的示數(shù)為3V,則電源電壓是多少?
(2)圖12裝置中,壓力25N的刻度位置標(biāo)在電壓表表盤多少伏的刻度線上?
(3)在圖12、圖13兩種裝置中,兩個(gè)壓力表的刻度特點(diǎn)有何不同?試說明理由.
解析 (1)圖12裝置中,當(dāng)P位于R2的最下端時(shí),
電路中的電流I=■=■=0.3A.
電源電壓U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω
+10Ω)=6V.
(2)圖12裝置中,當(dāng)托盤所受壓力為25N時(shí),P恰好位于R2的中點(diǎn),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R2為5Ω.電壓表測(cè)R2兩端電壓.
電路中的電流I=■=■=0.4A.
電壓表的示數(shù)為U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.
壓力25N的刻度位置標(biāo)在電壓表表盤2V的刻度線上.
(3)圖12裝置中壓力表的刻度是不均勻的,圖13裝置中壓力表的刻度是均勻的.
師:在直流電路中我們知道,歐姆定律只適用于純電阻電路,對(duì)于還有電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路并不適用,這是為什么呢?
生:對(duì)純電阻電路來講電功等于電熱,而非純電阻電路電功并沒有全部轉(zhuǎn)化成電熱還有一部分轉(zhuǎn)為為機(jī)械能.
師:很好,以前我們從能量轉(zhuǎn)化的角度分析了其中的原因,今天換一個(gè)角度,能不能從電壓的角度直接來分析歐姆定律為什么對(duì)非純電阻不成立呢?
設(shè)計(jì)意圖加入設(shè)問學(xué)生會(huì)積極聽課,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
2“反電動(dòng)勢(shì)”概念的生成
分析直流電動(dòng)機(jī)的工作過程,直流電動(dòng)機(jī)通電后線圈在磁場(chǎng)中因受安培力產(chǎn)生動(dòng)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng),線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,由右手定則判斷發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反,所以線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)具有削弱原電源電動(dòng)勢(shì)的作用,我們把這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為“反電動(dòng)勢(shì)”.
3“反電動(dòng)勢(shì)”概念的升華
最后利用所學(xué)習(xí)的新概念“反電動(dòng)勢(shì)”來分析課前提出的問題.
若直流電動(dòng)機(jī)線圈電阻設(shè)為R,電動(dòng)機(jī)兩端所加電壓為U(圖1),電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)為E反抵消一部分電源電動(dòng)勢(shì),剩余的電壓才降在線圈的內(nèi)阻上.設(shè)閉合回路中流過電動(dòng)機(jī)的電流為I,則
I=U-E反R(1)
或者U=IR+E反(2)
所以電路中的由歐姆定律計(jì)算的電流I=UR不再成立.
這樣學(xué)生不僅深刻理解反“電動(dòng)勢(shì)”的作用,而且對(duì)非純電阻電路有了新的認(rèn)識(shí)和領(lǐng)悟,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移和升華.
設(shè)計(jì)意圖課堂首尾呼應(yīng)來解決上課時(shí)概念提出時(shí)的問題.
另外若(2)式兩邊都乘以電流I就得到:IU=I2R+E反I,式中UI為提供給電動(dòng)機(jī)的功率,叫做電動(dòng)機(jī)的輸入功率,I2R是電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱消耗掉的熱功率,E反I是轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的功率,即電動(dòng)機(jī)的輸出功率.這恰好與我們前面所學(xué)習(xí)的內(nèi)容相對(duì)應(yīng),學(xué)生由此會(huì)對(duì)非純電阻的本質(zhì)理解印象深刻.
4歸納總結(jié)
①電動(dòng)機(jī)只有在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才會(huì)出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì));
②線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向與電動(dòng)機(jī)的電源電動(dòng)勢(shì)方向一定相反,所以稱為反電動(dòng)勢(shì);
③有了反電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)才可能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,它輸出的機(jī)械能功率P=E反I;
④電動(dòng)機(jī)工作時(shí)兩端電壓為U=E反+Ir(r是電動(dòng)機(jī)線圈的電阻),電動(dòng)機(jī)的總功率為P=UI,發(fā)熱功率為P熱=I2r,正常情況下E反Ir,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)或者因負(fù)荷過大停止轉(zhuǎn)動(dòng),則I=U/r,線圈中電流就會(huì)很大,可能燒毀電動(dòng)機(jī)線圈.
應(yīng)用遷移如圖2所示,有一個(gè)提升重物用的直流電動(dòng)機(jī),電阻為r=0.6 Ω,電路中的固定電阻R=10 Ω,電路兩端的電壓U=160 V,理想電壓表的示數(shù)U′=110 V,則通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)多大?電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多少?
分析求電動(dòng)機(jī)流過的電流不能直接應(yīng)用歐姆定律,對(duì)電動(dòng)機(jī)U′=E反+Ir,由于反電動(dòng)勢(shì)未知,所以間接求解,由于電動(dòng)機(jī)和電阻串聯(lián)則電流相等(條件理想電壓表)
解I=U-U′R=160-11010 A=5 A,
由U′=E反+Ir,
E反=U′-Ir=(110-5×0.6) V=107 V,
機(jī)械能功率P機(jī)械=E反I=107 V×5 A=535 W.
重點(diǎn)考點(diǎn)
歐姆定律是通過“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.應(yīng)注意以下考點(diǎn):(1)公式()說明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個(gè)因素有關(guān),其中I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一電路和同一時(shí)刻.(2)變形式()說明電阻R的大小可以由()計(jì)算得出,但與U、I無關(guān).因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)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(dú)從數(shù)學(xué)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(huì)從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用,一是對(duì)歐姆定律及變形公式的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算,一般不加生活背景,以純知識(shí)性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中:二是應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的串并聯(lián)的相關(guān)計(jì)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(shí),電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路,可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再閉合S1時(shí),兩電阻并聯(lián),則U2=U=6 V,因?yàn)镽1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(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用,關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時(shí)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(gè)2分的這樣的純計(jì)算題目,以考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)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(dòng)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(dòng)變阻器R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)的是R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)的是滑動(dòng)變阻器(左側(cè))兩端的電壓.因?yàn)镽1是定值電阻,通過它的電流與電壓成正比,所以它對(duì)應(yīng)的圖象應(yīng)是α,那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象,觀察圖象可知:當(dāng)電流都是0.3 A(找出任一個(gè)電流相等的點(diǎn),兩圖線對(duì)應(yīng)的電壓之和就是電源電壓)時(shí),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(diǎn),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(gè)比例關(guān)系分別為:(1)電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,即()(2)電流一定時(shí),導(dǎo)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(shí),導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)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(xué)會(huì)從圖象中找出特殊點(diǎn)足解決歐姆定律問題的一大技巧,
第2節(jié) 動(dòng)態(tài)電路中物理量的變化
重點(diǎn)考點(diǎn)
由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)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(dòng)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(jì)算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識(shí),因此同學(xué)們?cè)诜治鲞^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(shí)際,以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測(cè)量等為背景,考查該部分知識(shí)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(rèn)為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3(2014.濟(jì)寧)小夢(mèng)為濟(jì)寧市2014年5月份的體育測(cè)試設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x.圖3所示的四個(gè)電路中,Ro是定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器,電源電壓不變,滑片會(huì)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(gè)電阻R。和R串聯(lián),電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流,當(dāng)身高越高時(shí),滑動(dòng)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(shí),滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值越大,電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)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(dòng)變阻器的接法不同,圖C中身高越高,滑動(dòng)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(cè)的是支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點(diǎn)知道,不論人的身高如何變化,電流表的示數(shù)都不會(huì)發(fā)生變化,選B.
小結(jié):分析這類問題依據(jù)的物理知識(shí)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(dòng)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(shí)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(diǎn)進(jìn)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(dāng)開關(guān)S.由閉合到斷開時(shí),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(dāng)開關(guān)S.閉合時(shí),電燈L被短路,電路如圖5所示,電壓表測(cè)的是電阻R兩端的電壓(同時(shí)也是電源電壓),電流表測(cè)的是通過電阻R的電流.當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí),電燈L和電阻R串聯(lián),電路如圖6所示,此時(shí)電壓表測(cè)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?。浑娏鞅頊y(cè)的是總電流,但跟S,閉合相比,這個(gè)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(dāng)開關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí),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(cè)量
重點(diǎn)考點(diǎn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)算出電表的量程和滑動(dòng)變阻器的規(guī)格,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開,滑動(dòng)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(fù)接線柱要正確.(2)滑動(dòng)變阻器的作用:保護(hù)電路,改變電路中的電流或用電器兩端的電壓,實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量.(3)分析實(shí)驗(yàn)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(diǎn),要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.(4)多次測(cè)量的目的有兩個(gè),如定值電阻的阻值不變,多次測(cè)量是為了求平均值減小誤差:燈絲電阻是變化的,多次測(cè)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(diǎn)是單表測(cè)電阻和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探究與設(shè)計(jì).
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(cè)小燈泡的電阻”和“測(cè)定值電阻的阻值”這三類題型,以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查同學(xué)們的動(dòng)手能力和解決實(shí)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(cè)電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究?jī)?nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測(cè)電阻,小華實(shí)驗(yàn)時(shí)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(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)測(cè)量時(shí),當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí),電流表的示數(shù)如圖7乙所示,則,_____A,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)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(dǎo)線、電源等器材也可以測(cè)出未知電阻Rx請(qǐng)仿照表1中示例,設(shè)計(jì)出測(cè)量Rx阻值的其他方法.
物理規(guī)律(包括定律、定理、原理、公式等)反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律,反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系,揭示了物理事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系,是物理學(xué)科結(jié)構(gòu)的核心。整個(gè)中學(xué)物理是以為數(shù)不多的基本概念和基本規(guī)律為主干的一個(gè)完整體系,物理基本概念是基石,基本規(guī)律是中心,基本方法是紐帶。要使學(xué)生掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu),就必須讓學(xué)生學(xué)好基本規(guī)律。
縱觀整個(gè)初中物理,可以將物理規(guī)律分為以下三類:
1.實(shí)驗(yàn)規(guī)律
物理學(xué)中的很多規(guī)律都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過分析歸納總結(jié)出來的。我們把它們叫做實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規(guī)律
有些物理規(guī)律不能直接用實(shí)驗(yàn)來證明,但是具有足夠數(shù)量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。如果把這些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行整理分析,抓住主要因素,忽略次要因素,推理到理想的情況下,總結(jié)出來的規(guī)律,這樣的規(guī)律我們把它叫做理想規(guī)律,如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規(guī)律
有些物理規(guī)律是以已知的事實(shí)為根據(jù),通過推理總結(jié)出來的,我們把它叫做理論規(guī)律。如并聯(lián)電路中電阻大小的計(jì)算等。
怎樣才能搞好規(guī)律教學(xué)呢?
1 聯(lián)系新舊知識(shí)、收集事實(shí)依據(jù),學(xué)會(huì)研究物理規(guī)律的方法
物理規(guī)律本身反映了物理現(xiàn)象中的相互聯(lián)系、因果關(guān)系和有關(guān)物理量間的嚴(yán)格數(shù)量關(guān)系。因此在物理規(guī)律的教學(xué)中必須將原來分散學(xué)習(xí)的有關(guān)概念綜合起來。只有用聯(lián)系的觀點(diǎn)來引導(dǎo)學(xué)生研究新課題提出新問題才能激發(fā)學(xué)生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規(guī)律本身總是以一定的物理事實(shí)為依據(jù)的。因此學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律也必須在認(rèn)識(shí)、分析和研究有關(guān)的物理事實(shí)的基礎(chǔ)上來進(jìn)行。尤其是初中學(xué)生他們的抽象思維能力不強(qiáng)理解和掌握物理規(guī)律更需要有充分的感性材料為基礎(chǔ)。
2 建立思維方法,理解物理規(guī)律
初中階段所研究的物理規(guī)律一般著重于用文字語言加以表達(dá)即用一段話把某一規(guī)律的物理意義表述出來,有些規(guī)律還用公式加以表達(dá)。對(duì)于物理規(guī)律的文字表述要認(rèn)真加以分析,使學(xué)生真正理解它的含義而不是讓學(xué)生去死記結(jié)論。例如牛頓第一定律這一理想規(guī)律的教學(xué)就可采用“合理推理法”,即在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理想象,由有摩擦的情況推想到無摩擦?xí)r的運(yùn)動(dòng)情況,最后把這一規(guī)律的內(nèi)容表述出來。在理解時(shí)要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個(gè)字的含義,“或”不是指物體有時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài),而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止?fàn)顟B(tài),如果物體原來是運(yùn)動(dòng)的它就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);許多理論物理規(guī)律的內(nèi)容可以用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來就是公式。要使學(xué)生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數(shù)量關(guān)系而不能從純數(shù)學(xué)的角度加以理解。例如:對(duì)于歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解這一公式表達(dá)了電流的強(qiáng)弱決定于加在導(dǎo)體兩端電壓的大小和導(dǎo)體本身電阻的大小,即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比,公式中的I、U、R三個(gè)物理量是對(duì)同一段電路而言的。把公式進(jìn)行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯(cuò)誤的結(jié)論。
3 明確物理規(guī)律的適用條件和范圍
每一個(gè)物理規(guī)律都是在一定的條件下反映某個(gè)物理現(xiàn)象或物理過程的變化規(guī)律,而規(guī)律的成立是有條件的。因此每一規(guī)律的適用條件和范圍也是一定的。學(xué)生只有明確規(guī)律的適用條件和范圍才能正確地運(yùn)用規(guī)律來解決問題才能避免亂用規(guī)律、亂套公式的現(xiàn)象。例如,歐姆定律I=U/R,適用于金屬導(dǎo)體,不適用于高電壓的液體導(dǎo)電,不適用于氣體導(dǎo)電,不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個(gè)物理量。
4 認(rèn)清關(guān)系,加以區(qū)別
物理規(guī)律總是與許多物理概念緊密聯(lián)系在一起的,與某些物理規(guī)律也是互相關(guān)聯(lián)的,應(yīng)當(dāng)使學(xué)生把物理規(guī)律與同它相關(guān)的物理概念和物理規(guī)律之間的關(guān)系搞清楚。如:牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯(lián)系但二者有本質(zhì)的區(qū)別不能混為一談。在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生把慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等同起來,把物體不受外力作用保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性,物體無論是靜止還是運(yùn)動(dòng)、是否受力,任何時(shí)候都有慣性。而牛頓第一定律是一個(gè)反映這些客觀事實(shí)的物理規(guī)律,兩者不能混為一談。
中圖分類號(hào):G632.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)04-285-01
一、聯(lián)系生活實(shí)踐,多動(dòng)手腦,培養(yǎng)興趣
讓物理融入生活,是物理教學(xué)的初衷;從生活走向物理,則是物理教學(xué)的途徑。電學(xué)知識(shí)與我們的生活聯(lián)系非常緊密。為什么燈泡用久了會(huì)發(fā)黑?為什么燈泡絲要做成螺旋狀?電飯煲是如何煮飯的?探究起來,妙趣無窮。因此,鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,是學(xué)以致用的需要,是物理知識(shí)化難為簡(jiǎn)的需要,更是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的需要?!芭d趣是最好的老師”,有了興趣就有了成功的動(dòng)力。
在實(shí)驗(yàn)課上,我們可以設(shè)置與生活息息相關(guān)、讓學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解相關(guān)電學(xué)知識(shí)。例如,在課后習(xí)題中有一個(gè)興趣實(shí)驗(yàn)“自制水果電池”,學(xué)生可以進(jìn)行分組探究,每個(gè)小組都可以向?qū)嶒?yàn)室借一只電壓表和一些導(dǎo)線,每個(gè)小組成員都自備不同種類的水果和蔬菜。通過實(shí)驗(yàn)去探究水果電池的正負(fù)極,水果電池的電壓的影響因素等。最后讓各個(gè)小組展示他們的研究成果。這不僅滿足了學(xué)生的求知欲,還最大限度地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、打好基礎(chǔ),發(fā)展學(xué)生思維
學(xué)好電學(xué)知識(shí)要抽絲剝繭,抓住重點(diǎn),即應(yīng)牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。
1、明確每個(gè)符號(hào)的物理意義,能掌握電學(xué)的基本規(guī)律。電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)包括“五概念四規(guī)律”,即電流、電壓、電阻、電功、電功率;歐姆定律、焦耳定律、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)。對(duì)于以上重點(diǎn)概念,能讓學(xué)生知道為什么引入它們,如何定義,單位是什么(對(duì)物理量),有什么重要應(yīng)用等;對(duì)于規(guī)律,應(yīng)著重理解它們反映的是哪些物理量、有什么樣的關(guān)系或變化規(guī)律、這些規(guī)律的成立條件和適用范圍是什么。學(xué)習(xí)時(shí),要分清主次、突出重點(diǎn),以重點(diǎn)帶動(dòng)一般,切勿平均使用力量。
2、能掌握公式的使用條件,對(duì)公式進(jìn)行正確變形,并能熟記和應(yīng)用。理解這些規(guī)律可以,例如,數(shù)學(xué)中a=c/b說明a與b成反比,a與c成正比,但在物理ρ=m/V定義式中,ρ與m、V的大小無關(guān);在I=U/R中,卻有I與U成正比,I與R成反比等,這就要求學(xué)生對(duì)物理的基本概念理解深刻。
三、重視畫圖和識(shí)圖
學(xué)習(xí)物理離不開圖形。復(fù)雜電路設(shè)計(jì),都是主要依靠“圖形語言”來表述的,圖像能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程,有了圖就能作狀態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。
例如,在計(jì)算有關(guān)電路的習(xí)題時(shí),已給出的電路圖往往很難分析出電路的連接方式,而電路連接的方式不清楚,就無法正確選用串、并聯(lián)電路的規(guī)律。如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會(huì)很容易地看出電路的連接特點(diǎn),使有關(guān)問題迎刃而解。
對(duì)于這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),教師應(yīng)當(dāng)明確歐姆定律應(yīng)用于某一電阻還是整個(gè)電路,教會(huì)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)成的圖形學(xué)會(huì)識(shí)圖、繪圖。教師對(duì)于學(xué)生電路圖的學(xué)習(xí),一定要有耐心,畢竟學(xué)生開始接觸電學(xué),不可能一下就能掌握和識(shí)別電路圖。尤其是開始接觸電路圖,一定要每個(gè)圖都幫助學(xué)生分析到位,這里寧可慢一點(diǎn),也要為學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ),有了識(shí)別電路圖的本領(lǐng),學(xué)習(xí)歐姆定律及計(jì)算,難度會(huì)相應(yīng)減小許多。
四、引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué),還應(yīng)注意把所學(xué)的物理知識(shí)與日常生活、生產(chǎn)中的現(xiàn)象結(jié)合起來,其中也包含與物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)合,因?yàn)榇罅康奈锢硪?guī)律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。在認(rèn)真完成課內(nèi)規(guī)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,還可以布置一些學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。
例如,可以設(shè)計(jì)在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測(cè)量未知電阻的實(shí)驗(yàn)。這些都需要同學(xué)們自己獨(dú)立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發(fā)散思維等能力,使自己對(duì)物理知識(shí)的理解更深刻。
五、引導(dǎo)學(xué)生做好綜合應(yīng)用題
電學(xué)知識(shí)頭緒多,綜合性強(qiáng),做綜合應(yīng)用題時(shí),學(xué)生往往感到無從下手,稍有疏忽就會(huì)造成錯(cuò)誤。在教學(xué)中,教師應(yīng)在以下兩個(gè)方面起引導(dǎo)作用。
二、 對(duì)幾個(gè)物理規(guī)律的重構(gòu)建議
在人教版教材中,《動(dòng)能定理》《焦耳定律》《閉合電路歐姆定律》三個(gè)物理規(guī)律都是以特殊模型為演繹起點(diǎn)、通過理論演繹建立起的一般規(guī)律,而演繹方法的規(guī)則是由一般到特殊,故教材的呈現(xiàn)方式隱含著邏輯問題;《楞次定律》是通過實(shí)驗(yàn)歸納方法建立起來的,但在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納時(shí),沒有充分運(yùn)用科學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究,而是直接提示學(xué)生通過“中介”——“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”來進(jìn)行歸納. 有鑒于此,建議對(duì)它們的呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
1. 對(duì)動(dòng)能定理的重構(gòu)建議
(1) 教材分析
動(dòng)能定理是通過理論演繹的途徑建立起來的,具體過程如下:
由牛頓第二定律F=ma=m及功的定義dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv,
將上式積分有W=mv22-mv21.
教材據(jù)圖1所示的物理模型,運(yùn)用牛頓第二定律F=ma與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22-v21=2ax進(jìn)行理論演繹,得出W=mv22-mv21,并直接指出此式即為動(dòng)能定理,縱觀上面的推理過程,其邏輯關(guān)系實(shí)質(zhì)如圖2所示.
上述演繹推理的大前提是牛頓第二定律,小前提是物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),那么,由此演繹得出的W=mv22-mv21的適用條件自然是與小前提相同的,因此,我們不能將其稱之為動(dòng)能定理. 盡管教材此后也就物體受多個(gè)力作用及曲線運(yùn)動(dòng)情況作了說明或提示,但仍然不是對(duì)動(dòng)能定理真正意義上的建構(gòu),故有必要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
(2) 重構(gòu)方案
由于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制,在高中階段不可能運(yùn)用理論演繹的方法建立起動(dòng)能定理,為此,建議根據(jù)分類方法,分別就直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)兩類情況設(shè)計(jì)的遞進(jìn)性問題鏈,變理論演繹為演繹與歸納相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生在問題解決中“發(fā)現(xiàn)”動(dòng)能定理.
類型一:直線運(yùn)動(dòng)
問題1 在圖1所示的水平面上,如果物體與水平面間有摩擦力作用,物體的動(dòng)能變化量與什么功相對(duì)應(yīng)?
通過對(duì)此問題的探究,把W=mv22-mv21的適用范圍推廣至多力做功情況,此時(shí)的W為合外力所做的功,同時(shí)能使學(xué)生產(chǎn)生問題意識(shí),即:這一結(jié)論是否具有普遍性?是否適用變力、曲線運(yùn)動(dòng)情況?從而生成新的問題.
問題2 如圖3所示,物體在粗糙的水平面運(yùn)動(dòng),在l1、l2段分別受到水平力F1、F2作用,則物體在整個(gè)過程中的動(dòng)能變化量與什么功相對(duì)應(yīng)?
通過對(duì)它的探究,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)起多過程問題中功和動(dòng)能變化量的關(guān)系,并把單過程中的合外力功W擴(kuò)展至各過程中功的代數(shù)和,從而加深了對(duì)功W的理解.
問題3 如果物體在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的水平作用力F是變化的,則物體的動(dòng)能變化量又與什么功相對(duì)應(yīng)?
這是由問題2衍生出的直線運(yùn)動(dòng)中更為一般的問題,通過問題2的啟發(fā),學(xué)生能運(yùn)用微元法進(jìn)行演繹推理,并得出W=mv22-mv21.
在上面三個(gè)問題中,對(duì)應(yīng)的物理模型都是在水平面上的運(yùn)動(dòng)物體,對(duì)于其他類型的直線運(yùn)動(dòng),學(xué)生也容易得出W=mv22-mv21的結(jié)論,從而通過問題解決建構(gòu)起直線運(yùn)動(dòng)中功與動(dòng)能變化量間的關(guān)系,那么此結(jié)論對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)是否成立?如果成立,我們就發(fā)現(xiàn)了一條新的物理規(guī)律,由此生成類型二的問題.
類型二:曲線運(yùn)動(dòng)
問題4 從高為H處將一物體以一速度v0沿水平方向拋出,重力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能變化量之間存在什么關(guān)系?
以此問題為支架,讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)物理科學(xué)方法在探究過程中的作用,實(shí)踐表明,學(xué)生對(duì)此問題能從兩個(gè)角度進(jìn)行探究,一是運(yùn)用“猜想—檢驗(yàn)”模式,先提出假說“重力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量”,然后運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn);二是運(yùn)用微元方法,化曲為直,進(jìn)行演繹推理. 同時(shí),也使學(xué)生意識(shí)到要建立一個(gè)新的物理規(guī)律,還需要對(duì)一般的曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,從而衍生出問題5.
問題5 如果物體做曲線運(yùn)動(dòng),且受到變力作用,則物體的動(dòng)能變化量又與什么功相對(duì)應(yīng)?
對(duì)此,學(xué)生運(yùn)用類比方法得出W=mv22-mv21.
在對(duì)以上兩類問題探究的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論歸納,進(jìn)而在問題解決中建構(gòu)起具有普遍意義的動(dòng)能定理.
2. 對(duì)焦耳定律的重構(gòu)建議
(1) 教材分析
在物理學(xué)史上,焦耳定律是由焦耳通過實(shí)驗(yàn)歸納方法得出的. 而在新教材中,沒有重現(xiàn)物理學(xué)史,而是以電流通過純電阻元件為前提,通過理論演繹方法對(duì)其進(jìn)行重構(gòu),具體的邏輯關(guān)系如圖4.
顯然,上面推理過程的大前提是普遍適用的電功公式W=IUt,小前提是電流通過純電阻元件,因而得到的結(jié)論Q=I2Rt也只適用于純電阻元件,而由實(shí)驗(yàn)歸納方法建立起來的焦耳定律是適用于任何電路元件的,故需要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
(2) 重構(gòu)方案
盡管運(yùn)用理論演繹方法在建立焦耳定律時(shí)面臨邏輯問題,但在課堂教學(xué)中,完全重現(xiàn)焦耳的實(shí)驗(yàn)歸納方法也是不可取的,因?yàn)樵谶\(yùn)用實(shí)驗(yàn)歸納方法時(shí),要面臨諸如實(shí)驗(yàn)類型、精度等一系列問題. 為此,建議運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方法來建構(gòu)焦耳定律,具體內(nèi)容如下.
①通過定性分析,得出影響焦耳熱的物理量有R、I、t
②理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及其思維操作
設(shè)阻值為R0的用電器通以電流I0,在時(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q0,依據(jù)等效思想,運(yùn)用控制變量法來探究其他情況下產(chǎn)生的焦耳熱與Q0的關(guān)系,進(jìn)而建構(gòu)起Q與R、I、t的大致關(guān)系.
問題1 在電流、電阻不變的情況下,探究焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系.
理想實(shí)驗(yàn):如圖5,在電流I0、電阻R0不變情況下,在兩個(gè)時(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q之和即為2t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q1,故有Q1=2Q0,由此可見,Q∝t.
在上面設(shè)計(jì)的理想實(shí)驗(yàn)中,為探究焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系,運(yùn)用了倍增方法和控制變量法,把待探究的時(shí)間設(shè)計(jì)為t0的整數(shù)倍,便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系,下面兩個(gè)理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想與此相同.
問題2 在電流I0及時(shí)間t0一定的情況下,探究產(chǎn)生的焦耳熱Q與電阻R的關(guān)系.
理想實(shí)驗(yàn):如圖6所示,在電流I0及時(shí)間t0一定的情況下,電阻為2R0產(chǎn)生的焦耳熱與兩個(gè)阻值為R0的電阻串聯(lián)后在時(shí)間t0產(chǎn)生的焦耳熱等效,也即Q2=2Q0,故有Q∝R.
問題3 在電阻R0及時(shí)間t0一定的情況下,探究產(chǎn)生的焦耳熱Q與電流I的關(guān)系.
在運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)得出Q與R、t的關(guān)系后,要探究Q與I的關(guān)系,可用倍增方法構(gòu)造出電流為I0的情況,以便借助上面的結(jié)論進(jìn)行思維操作.
理想實(shí)驗(yàn):在電阻R0及時(shí)間t0一定情況下,通以2I0的電流時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q3,根據(jù)等效思想,其產(chǎn)生的熱量等效為阻值為2R0的兩電阻并聯(lián)后產(chǎn)生的焦耳熱之和,見圖7. 由問題2知Q′3=2Q0,而Q3與Q′3的關(guān)系為Q3=2Q′3,也即有Q3=2Q′3=4Q0,故有Q∝I2.
③焦耳定律的建構(gòu)
在對(duì)上面的理想實(shí)驗(yàn)的思維操作基礎(chǔ)上,再運(yùn)用綜合方法,可建構(gòu)起焦耳熱Q與I、R及時(shí)間t的關(guān)系為Q=kI2Rt,其中常數(shù)k可由實(shí)驗(yàn)確定,從而運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)等科學(xué)方法建立起焦耳定律.
3. 對(duì)閉合電路歐姆定律的重構(gòu)建議
(1) 教材分析
教材的編寫思想是通過理論演繹把能量守恒定律與閉合電路歐姆定律聯(lián)系起來,充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性,同時(shí)又能幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu). 基于這一思想,教材以純電阻電路為前提,運(yùn)用能量守恒定律建立起閉合電路歐姆定律,其邏輯關(guān)系如圖8所示.
從上面邏輯關(guān)系可以看出,理論演繹的小前提是純電阻電路,大前提是能量守恒定律,因而導(dǎo)出的E=IR+Ir及I=也只適用于純電阻電路,但是教材緊接著又由只適用純電阻電路的E=IR+Ir推出適用于一般電路的E=U外+U內(nèi),這就產(chǎn)生了邏輯問題. 因此有必要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
(2) 重構(gòu)方案
在運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行理論演繹時(shí),應(yīng)該遵循理論演繹的規(guī)則,即從一般情況出發(fā),導(dǎo)出相應(yīng)的規(guī)律,然后再運(yùn)用理論演繹得出純電阻電路中的閉合電路歐姆定律,具體方式如下.
對(duì)于圖9所示的電路,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,方框內(nèi)元件性質(zhì)未知,電路中的電流為I,路端電壓為U. ①在時(shí)間t內(nèi),外電路中消耗的電能E外為多少?②在時(shí)間t內(nèi),內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能E內(nèi)多少?③在時(shí)間t內(nèi),電源中非靜電力做的功W為多少?④根據(jù)能量守恒定律,W與E外、E內(nèi)的關(guān)系是什么?
對(duì)于上面四個(gè)問題,學(xué)生依據(jù)有關(guān)功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt,對(duì)其整理后得到E=U+Ir,其中,Ir是電源的內(nèi)電壓,故此式也可寫成E=U外+U內(nèi),這兩個(gè)關(guān)系式即為一般意義上的歐姆定律,它適用于一切電路.
對(duì)于純電阻電路有U=IR,則有I=. 這是純電阻電路中的閉合電路歐姆定律.
4. 對(duì)楞次定律的重構(gòu)建議
(1) 教材分析
本節(jié)教材的編寫是以問題與問題解決為紐帶,引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題等步驟去掌握知識(shí),意在突出科學(xué)探究,著眼于學(xué)生探究能力的提高,其教學(xué)流程如下:
其中重溫的實(shí)驗(yàn)如圖10所示,而且運(yùn)用草圖記錄相關(guān)信息,以便歸納出楞次定律.
在運(yùn)用圖10所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納時(shí),面臨一個(gè)關(guān)鍵問題,就是如何從眾多的物理現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)因素中尋找歸納的方向,對(duì)此,教材直接提出:“是否可以通過一個(gè)‘中介’——‘感應(yīng)電流的磁場(chǎng)’來表述這一關(guān)系”,以此引導(dǎo)學(xué)生歸納出楞次定律. 但問題的關(guān)鍵是,我們是怎么想到從原磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向的關(guān)系進(jìn)行歸納的?
(2) 重構(gòu)方案
根據(jù)分類方法,影響感應(yīng)電流方向的因素有如下三類:一類是外部因素(磁場(chǎng)強(qiáng)弱、磁場(chǎng)方向、磁鐵運(yùn)動(dòng)方向、磁通量變化等);第二類是自身因素(線圈粗細(xì)、線圈的繞制方式等);最后是自身與外部相互聯(lián)系的方式. 在探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)時(shí),需要圍繞這三類因素設(shè)計(jì)一些針對(duì)性的問題,讓學(xué)生在問題解決中,提出猜想,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),修正猜想,最終“發(fā)現(xiàn)” 楞次定律,具體方案如下.
①探究感應(yīng)電流方向與外界因素之間的關(guān)系
問題1 感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)變化快慢有無關(guān)系?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題2 感應(yīng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小有無關(guān)系?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題3 分析圖10甲和圖11所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明影響感應(yīng)電流方向的外界因素有哪些.
設(shè)置問題3的目的是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩類電磁感應(yīng)問題的共同的外部特性進(jìn)行歸納,總結(jié)出影響感應(yīng)電流方向的外部因素是磁場(chǎng)方向和磁通量的變化,從而為進(jìn)一步探究奠定基礎(chǔ).
②探究感應(yīng)電流方向與自身因素之間的關(guān)系
為了探究感應(yīng)電流方向與自身因素的關(guān)系,可設(shè)置以下兩個(gè)問題.
問題4 試猜測(cè)感應(yīng)電流方向與線圈的粗細(xì)、匝數(shù)是否有關(guān),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題5 感應(yīng)電流方向與線圈的繞行方向是否有關(guān)?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想,并把實(shí)驗(yàn)信息記錄在草圖上.
通過問題5,引導(dǎo)學(xué)生提出猜想,并通過控制變量法,在保證磁場(chǎng)方向和磁通量變化方式相同的情況下,設(shè)計(jì)出圖12所示的實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行檢驗(yàn),進(jìn)而研究感應(yīng)電流方向與繞行方向的關(guān)系.
根據(jù)實(shí)驗(yàn)所記錄的信息發(fā)現(xiàn),在線圈的繞行方式變化時(shí),回路中的感應(yīng)電流方向也隨之變化,但是線圈中的電流繞行方向是不變的,此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究在線圈的繞行方式變化時(shí),什么因素是不變的?
實(shí)踐表明,按此方法重構(gòu)后,學(xué)生能尋找到以“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向”為中介進(jìn)行歸納,于是衍生出問題6.
教學(xué)語言有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求,唯有達(dá)到相關(guān)要求,才能發(fā)揮其教學(xué)功能,完成教學(xué)任務(wù).因此,用好語言是教師的基本功之一.教師要善于探求教學(xué)語言的內(nèi)在規(guī)律,掌握表達(dá)規(guī)則,使自己的表達(dá)更容易為學(xué)生所接受.初中物理教學(xué)語言的第一要素是準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn).這就要求教師在使用語言時(shí)要符合語音、語法體系,使自己的措辭能正確表達(dá)相應(yīng)信息.特別是物理概念和規(guī)律的表述.這些內(nèi)容都是經(jīng)過幾代人的精心打磨,經(jīng)歷了如大浪淘沙般的提煉過程,多一字或少一字都會(huì)導(dǎo)致意義的偏離或缺失.教師要注意鍛造自己的語言,凸顯表達(dá)的準(zhǔn)確與嚴(yán)謹(jǐn);教師要用標(biāo)準(zhǔn)的普通話組織教學(xué),遵從漢語表達(dá)的基本規(guī)則,注意語義的簡(jiǎn)明易懂.比如,在物理教學(xué)中,“規(guī)律”、“定律”等詞就不能混用,“光的折射規(guī)律”一般不說成“光的折射定律”;“歐姆定律”也不能說成“歐姆規(guī)律”.這是因?yàn)?ldquo;規(guī)律”往往是自然界原始現(xiàn)象的一種總結(jié)與歸納,是事物間或事物內(nèi)部固有的、原生態(tài)的聯(lián)系;“定律”則對(duì)應(yīng)一定的條件,發(fā)生在一定的過程中,“定律”可以認(rèn)為是“規(guī)律”的一個(gè)分支,它的形成應(yīng)該經(jīng)過模型化的處理和分析,它的成立將對(duì)應(yīng)一定的條件和前提.所以,教師在某些內(nèi)容表述上也要做到咬文嚼字.此外,以“歐姆定律”為例,它反映的是電流與電壓、電阻的關(guān)系,因此在內(nèi)容闡述上應(yīng)該突出“電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比,與導(dǎo)體電阻成反比”.這句話能清晰地體現(xiàn)出誰是自變量,誰是因變量,反過來講就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤.
二、教學(xué)語言注重形象生動(dòng),體現(xiàn)趣味性
物理是初中階段難度較大的一門科目,其難點(diǎn)之一就是抽象性與概括性,而初中生正處在形象思維向抽象思維過渡的關(guān)鍵期,導(dǎo)致他們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中出現(xiàn)不適應(yīng)的情形.在教學(xué)過程中,教師要利用各類教育資源,并輔以恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,激活學(xué)生的好奇心,增強(qiáng)他們的求知欲,用形象化的教學(xué)手段來彌補(bǔ)他們思維能力上的不足,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和探究興趣.從教學(xué)語言的組織來看,教師要善于用形象生動(dòng)的語言,幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建模型,發(fā)展抽象思維.在這一環(huán)節(jié),教師可以借助數(shù)學(xué)語言、圖像語言、視頻語言來彌補(bǔ)口頭語言形象性上的缺失,幫助學(xué)生形成鮮活而生動(dòng)的物理情境,讓學(xué)生在獲取豐富的感性體驗(yàn)后建立并認(rèn)識(shí)規(guī)律.教師還要注意優(yōu)化自己的語言表達(dá),凸顯其趣味性,增強(qiáng)物理課堂的吸引力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.
(1)對(duì)課堂提問進(jìn)行優(yōu)化.
正如愛因斯坦所說,任何一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)都源于一個(gè)問題.以問題來引導(dǎo)課堂的發(fā)展,組織學(xué)生進(jìn)行思考和探究是常見的教學(xué)方法.因此,課堂提問是重要的教學(xué)環(huán)節(jié).精彩的課堂提問,不僅能啟發(fā)學(xué)生的思維,幫助學(xué)生推開知識(shí)的大門,也能促進(jìn)師生之間的情感對(duì)話,緩解學(xué)生學(xué)習(xí)中的負(fù)面情緒,幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)的心態(tài).在教學(xué)過程中,有的教師在問題提出的環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理,如“是不是”、“對(duì)不對(duì)”,將原本能啟發(fā)學(xué)生思考、引導(dǎo)學(xué)生探究的問題硬生生地改為選擇題,在很大程度上抑制了學(xué)生的思維發(fā)展;有的教師沒有結(jié)合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)來設(shè)計(jì)問題,以至于問題超過學(xué)生的能力范圍,挫傷學(xué)生的探索熱情,打擊他們的學(xué)習(xí)信心;有的教師止步于問題的提出過程,而沒有關(guān)注學(xué)生的思維過程,從而無法給予學(xué)生及時(shí)、正確的引導(dǎo),降低了問題的使用價(jià)值.因此,問題提出是一項(xiàng)包含設(shè)疑、激趣、啟思等于一體的綜合性藝術(shù).合理提問,能夠提高教學(xué)語言的質(zhì)量.
電流是推動(dòng)電器工作的動(dòng)力,就相當(dāng)于生活中做事的動(dòng)力。電壓就是我們常說的別人賦予的壓力。俗話說:“有壓力才有動(dòng)力。”“壓力越大動(dòng)力越大。”這自然是有道理的(當(dāng)然有道理,要不怎么流傳了千百年),但他們忘了一點(diǎn),那就是導(dǎo)體的電阻。方才的結(jié)論是在電阻不變的條件下成立的,我把這電阻理解為我們青少年特別強(qiáng)烈的逆反心理。
電流是推動(dòng)電器工作的動(dòng)力,就相當(dāng)于生活中做事的動(dòng)力。電壓就是我們常說的別人賦予的壓力。俗話說:“有壓力才有動(dòng)力?!薄皦毫υ酱髣?dòng)力越大?!边@自然是有道理的(當(dāng)然有道理,要不怎么流傳了千百年),但他們忘了一點(diǎn),那就是導(dǎo)體的電阻。方才的結(jié)論是在電阻不變的條件下成立的,我把這電阻理解為我們青少年特別強(qiáng)烈的逆反心理。