時間:2023-07-25 17:16:09
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇?dú)W姆定律基礎(chǔ),希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生初步掌握和運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問題的思路和方法,了解運(yùn)用“控制變量法”研究物理問題的實(shí)驗(yàn)方法,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式,能用歐姆定律進(jìn)行簡單計(jì)算;根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系;通過計(jì)算,學(xué)會解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
(2)技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標(biāo)
通過介紹歐姆的生平,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運(yùn)用,幫助學(xué)生樹立物理知識普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)以及科學(xué)知識在實(shí)際中的價值意識。
3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義,并且能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡單的電學(xué)計(jì)算。
難點(diǎn):運(yùn)用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學(xué)會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認(rèn)識,需要具體的形象來支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)法和定量、定性分析法。
2.知識基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié),需要學(xué)生應(yīng)具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點(diǎn)本人采取以下幾個教法:采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學(xué)過程
1.課題導(dǎo)入(采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問的方式,時間3分鐘)
復(fù)習(xí):電流是如何形成的?導(dǎo)體的電阻對電流有什么作用?
設(shè)疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關(guān)系呢?通過簡單的回顧、分析,使學(xué)生很快回憶起這三個量的有關(guān)概念,通過猜想使學(xué)生對這三個量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣,達(dá)到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結(jié)結(jié)論(時間37分鐘)
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個結(jié)論:導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容,可采用以下幾點(diǎn)做法:各小組在教師指導(dǎo)下,對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思,從而引入歐姆定律的內(nèi)容;讓學(xué)生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結(jié)論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說明事項(xiàng)
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”,其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言,即同一性和同時性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平,以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習(xí)題2和習(xí)題3,讓學(xué)生自己先試做,然后教師再加以點(diǎn)評和補(bǔ)充,使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用,達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識目標(biāo),充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導(dǎo)體而言,不許張冠李戴。
(2)統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數(shù)值。
(4)規(guī)范性
解題時一定要注意解題的規(guī)范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應(yīng)用之二:探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)分析
在演示實(shí)驗(yàn)之前,要鼓勵學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想,當(dāng)學(xué)生的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同時,他會在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到快樂與興奮,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實(shí)驗(yàn)
將兩個電阻串聯(lián)起來,讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結(jié)論:串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實(shí)驗(yàn)
將兩個電阻并聯(lián)起來,同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結(jié)論:并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯(lián)后總電阻會變大?并聯(lián)后總電阻會變小?
得出結(jié)論:電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長度變長了,所以串聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越大;電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了,所以并聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論:(1)電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
(2)運(yùn)用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計(jì)算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)(1分鐘)
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運(yùn)用,并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業(yè):《課堂點(diǎn)睛》17頁至18頁的習(xí)題。
五、說板書設(shè)計(jì)
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。
歐姆定律的表達(dá)式:I
電阻的串聯(lián):R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞:理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
歐姆定律是初中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容,也是中考中考點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容、難點(diǎn)內(nèi)容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學(xué)生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實(shí),才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內(nèi)容
1、實(shí)驗(yàn)思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實(shí)驗(yàn)思想基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的:即在控制電阻不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。
2、歐姆定律的表達(dá)式
由實(shí)驗(yàn)總結(jié)和歸納出歐姆定律:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
表達(dá)式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導(dǎo)出式:U=IRR=U/I
注意表達(dá)式中的三個物理量之間的關(guān)系式是一一對應(yīng)的關(guān)系,即具有同一時間,同一段導(dǎo)體的關(guān)系。
3、歐姆定律的應(yīng)用條件
(1).歐姆定律只適用于純電阻電路;
(2).歐姆定律只適用于金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電,而對于氣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電一般不適用;
(3).歐姆定律表達(dá)式I=U/R表示的是研究不包含電源在內(nèi)的“部分電路”;
(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導(dǎo)體”的電阻R都是同一個導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量,不同導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關(guān)系。
4.區(qū)別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R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)體中的U或R變化時,導(dǎo)體中的I將發(fā)生相應(yīng)的變化。可見,I、U、R都是變量。另外,I=U/R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R不為零,U為零,則I也為零;若導(dǎo)體是絕緣體R可為無窮大,即使它的兩端有電壓,I也為零。因此,在歐姆定律I=U/R中,當(dāng)R一定時I與U成正比;當(dāng)U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導(dǎo)得出的,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),因此,在導(dǎo)出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導(dǎo)體,比值U/I是個定值;而對于不同的導(dǎo)體,這個比值是不同的。不能認(rèn)為導(dǎo)體的電阻跟電壓和電流有關(guān)。
二、歐姆定律的應(yīng)用
在運(yùn)用歐姆定律,分析、解決實(shí)際問題,進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時應(yīng)注意以下幾方面的問題:
1.要分析清楚電路圖,搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯(lián),還是并聯(lián),這是解題的關(guān)鍵。
2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導(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,也不能把同一導(dǎo)體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計(jì)算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據(jù)題意畫出電路圖,在圖上標(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo);不能亂套公式,并注意單位的統(tǒng)一。
3.要搞清楚改變和控制電路結(jié)構(gòu)的兩個基本因素:一是開關(guān)的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發(fā)生變化時對電路的影響情況。因此,電路變化問題主要有兩種類型:一類是由于變阻器滑片的移動,引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關(guān)的斷開或閉合,引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為:先看電阻變化,再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎(chǔ)。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中,R=12Ω,Rt的最大阻值為18Ω,當(dāng)開關(guān)閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為16V,那么當(dāng)滑片P位于最右端時電壓表的示數(shù)是多少?
解析:分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯(lián)的電路,電壓表是測R兩端電壓的。當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為6V,說明電路中的總電壓(電源的電壓)是6V,而當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最右端時,電壓表僅測R兩端的電壓,而此時電壓表的示數(shù)小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數(shù)為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示,滑動變阻器的滑片P向B滑動時,電流表的示數(shù)將;電壓表的示數(shù)將。(填“變大”、“變小”或“不變”)如此時電壓表的示數(shù)為2.5V,要使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,滑片P應(yīng)向端滑動。
圖1
分析:根據(jù)歐姆定律I=UR,電源電壓不變時,電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段,動滑片P向B滑動時,AP段變長,電阻變大,所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓,根據(jù)Ux=IRx可知,Rx不變,I變小,電壓表示數(shù)變小。反之,要使電壓表示數(shù)變大,滑片P應(yīng)向A端滑動。
答案:變小;變小;A。
參考文獻(xiàn):
1、“閉合電路的歐姆定律”是人教版新課標(biāo)高二物理選修3-1《恒定電流》第七節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了部分電路歐姆定律、焦耳定律以及電動勢等概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,是分析各種電路的基礎(chǔ),既是電學(xué)的重要規(guī)律之一,也是本章的教學(xué)重點(diǎn)。
2、從教材結(jié)構(gòu)看,教材采用傳統(tǒng)的處理方法:先利用能量守恒導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律,進(jìn)而得出路端電壓隨著外電阻變化的規(guī)律。這樣的程序,數(shù)學(xué)演繹推理的味道很濃,加之沒有令人信服的實(shí)驗(yàn),缺少了對物理規(guī)律的感性認(rèn)識的過程,學(xué)生難以形成比較深刻的理解。
二、學(xué)情分析
1、從學(xué)生的認(rèn)識結(jié)構(gòu)和能力水平來看,學(xué)生不知道電源的內(nèi)阻對閉合電路的影響,因此,常常把路端電壓看成是不隨外電路變化的。這種先入為主的錯誤觀念,容易形成思維定勢,僅通過幾次講解是難以逆轉(zhuǎn)的。
2、學(xué)生已學(xué)習(xí)了電動勢、內(nèi)電阻、外電阻等概念,知道部分電路的歐姆定律。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、基礎(chǔ)知識技能方面:
(1)導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律
(2)研究路端電壓的變化規(guī)律,掌握閉合電路中的
(3)學(xué)會運(yùn)用閉合電路的歐姆定律解決簡單電路的問題,知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2、能力方面:
(1)通過實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生積極主動的探求科學(xué)結(jié)論,成為知識的探索者和“發(fā)現(xiàn)者”,在獲得知識的同時發(fā)展能力。
(2)通過分組隨堂實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法,加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。
(3)通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
3、思想及情感方面:
A.通過外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹立學(xué)生“事物普遍聯(lián)系”的觀點(diǎn)。
B.通過分析外電壓變化的原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
C.通過短路電流的模擬實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)學(xué)生的安全用電意識。
D.通過先猜想再驗(yàn)證的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生“大膽猜想,小心求證”的科學(xué)研究態(tài)度以及合作實(shí)驗(yàn)的意識。
四、重點(diǎn)難點(diǎn)
1.重點(diǎn):閉合電路的歐姆定律的導(dǎo)出
2.難點(diǎn):路端電壓的變化規(guī)律,
應(yīng)用閉合電路的歐姆定律解決簡單的實(shí)際問題
五、突破重難點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)思想
1、營造能引起學(xué)生認(rèn)知沖突的問題情景
設(shè)計(jì)一個如圖1所示的電路,讓學(xué)生先猜測再觀察實(shí)
驗(yàn)現(xiàn)象。(小燈接電動勢為3v電源時較亮)讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,激發(fā)了他們的探求新知的動機(jī),為突破重難點(diǎn)提供了良好的開端。
2、讓學(xué)生積極主動地去歸納物理規(guī)律、構(gòu)建自己的正確理解
教師演示實(shí)驗(yàn), 讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中探索出“新”的物理規(guī)律,使學(xué)生在探研過程中分析、歸納、推理的能力得到提高,同時也突破了教學(xué)難點(diǎn)。
六、課前準(zhǔn)備
【教學(xué)用具】
自制演示實(shí)驗(yàn)電路板、干電池、安培表、伏特表、滑動變阻器、電鍵、導(dǎo)線、課件等。
七、教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)情景引入新課
演示實(shí)驗(yàn)一:電源電動勢增大時小燈泡的亮度變化
教師出示電路板,小燈泡與兩節(jié)干電池串聯(lián),閉合開關(guān),小燈泡發(fā)光。在原電源的基礎(chǔ)上,再串上4節(jié)干電池,讓學(xué)生猜想:閉合開關(guān)后,小燈泡可能會發(fā)生什么現(xiàn)象?
教師演示:發(fā)現(xiàn)小燈泡變暗了。
留下疑問:是什么原因?qū)е滦襞輿]有變得更亮,也沒有燒壞,而是變暗了呢?
(二)新課教學(xué)
1、閉合電路的歐姆定律的推導(dǎo)
設(shè)問:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了電動勢,知道電動勢是反映電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,那如果電源接入了電路,電動勢與內(nèi)電壓、外電壓之間又有怎樣的關(guān)系呢?
演示實(shí)驗(yàn)二:E與U內(nèi)、U外的關(guān)系
教師向?qū)W生介紹可變內(nèi)阻電源裝置。讓同學(xué)們仔細(xì)觀察兩個電表的讀數(shù)并記錄五組數(shù)據(jù)。教師邊演示邊讓學(xué)生記錄數(shù)據(jù)。
2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
探究活動二:路端電壓與負(fù)載的關(guān)系
老師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖。讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,注意短路、斷路兩種特例的分析,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
演示實(shí)驗(yàn)三:低壓電源短路
電路短路時,電路當(dāng)中的電流非常大,會造成很嚴(yán)重的后果,生活中一定要避免短路的發(fā)生。教師演示模擬電源短路的小實(shí)驗(yàn)(為了安全起見,只用10V的學(xué)生電源),加強(qiáng)學(xué)生安全用電意識。
教師:通過實(shí)驗(yàn)我們研究了路端電壓和負(fù)載的關(guān)系,在實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)外電阻變化時,電流會變,路端電壓也會變,那路端電壓和電流之間會不會有直接的關(guān)系呢?
探究活動三:路端電壓與電流的關(guān)系(推理法與圖象法相結(jié)合)
引導(dǎo)學(xué)生利用閉合電路的歐姆定律推導(dǎo)路端電壓與電流關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式:教師:大家利用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識推斷一下:若以電流為自變量,路端電壓為因變量,那么
函數(shù)圖象應(yīng)該是怎樣的?
教師利用幻燈片展示一張U-I圖像,讓學(xué)生觀察這張圖像,思考直線與Y軸、X軸的交點(diǎn)分別代表什么物理意義,引導(dǎo)學(xué)生深刻理解圖像。
探究活動四:閉合電路中的功率關(guān)系
教師:引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)得到有關(guān)功率的相關(guān)結(jié)論:
教師:學(xué)習(xí)了有關(guān)閉合電路的歐姆定律相關(guān)的知識后,我們一起來看看在剛上課時所留下疑問:電源電動勢由3V變成9V,為什么小燈泡會變暗呢?
學(xué)生自己分析,推測小燈泡變暗的原因。
演示實(shí)驗(yàn)四:多個小燈泡并聯(lián)時的亮度變化
例題:當(dāng)開關(guān)逐漸閉合時,小燈泡的亮度會發(fā)生怎樣的變化,電壓表的讀數(shù)呢?
教師展示電路板,先讓學(xué)生自己分析,再用實(shí)物演示講解。
關(guān)鍵詞:初中物理 復(fù)習(xí)
九年級已經(jīng)進(jìn)入期末大復(fù)習(xí)階段,為了能打勝這場中考戰(zhàn),進(jìn)行有效的復(fù)習(xí),是提升成績的關(guān)鍵。我就九年級物理總復(fù)習(xí)談一些看法和做法。
一、復(fù)習(xí)課的現(xiàn)狀和困惑
有人說,“做中國的學(xué)生容易”,當(dāng)然這話有一定的片面性,中國的學(xué)生自然有中國學(xué)生的辛苦和壓力,但是“在課堂上的中國學(xué)生”大多是容易和輕松的,因?yàn)檎谜n都是老師在喋喋不休的講,學(xué)生只需打著瞌睡去聽就好了。結(jié)果,老師的課是越講越熟練,學(xué)生到學(xué)的不怎么樣。我們經(jīng)常遇到這種情況,只要一說上復(fù)習(xí)課,學(xué)生就唉聲嘆氣,沒有興趣。只是不愛學(xué)習(xí)的差生有這樣的反應(yīng)嗎?不是,而是一個普遍現(xiàn)象。相比,學(xué)生更喜歡上新課,新課至少有點(diǎn)新鮮感,而復(fù)習(xí)課,大部分學(xué)生都會有“學(xué)過了”的情緒,從而心生厭倦。我終于明白,做為老師每年都在講,每年都在“復(fù)習(xí)”,怎么會不提高,怎么會不熟悉?但是,上課的目的是為了讓我們“復(fù)習(xí)”嗎?當(dāng)然不是,那么,出路在何方?
二、讓復(fù)習(xí)課生動起來
(一)明確復(fù)習(xí)目標(biāo),形成知識網(wǎng)絡(luò)
既然是復(fù)習(xí),學(xué)生對每一部分的知識還都是有一定的認(rèn)識的。所以我們在明確復(fù)習(xí)目標(biāo)時,學(xué)生并不會覺得空洞,而會幫著他們知識系統(tǒng)化,這也是新課與復(fù)習(xí)課的不同之處。我們不僅要有一個知識板塊的目標(biāo),還要有每一節(jié)的目標(biāo)。讓學(xué)生做到心中有數(shù)。
下面,我說一個具體的案例:
案例:電學(xué)部分的復(fù)習(xí)目標(biāo)
①電流、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用。②串、并電路的特點(diǎn)及規(guī)律。③歐姆定律及應(yīng)用④電壓表、電流表示數(shù)變化問題和電路故障分析專題⑤測電阻(定值電阻、小燈泡燈絲電阻、及簡單的單表測量)。⑥電功率。⑦家庭電路、安全用電。⑧電與磁。
(二)讓學(xué)生成為課堂的主體
課堂是學(xué)生的課堂,學(xué)生是課堂的主體,而老師是課堂的主導(dǎo)。我們要騰出時間和空間,讓學(xué)生去說、去做。說一個我的親身經(jīng)歷。幾年前,我教的三個班成績一直不太好,我就很郁悶,有一次和一個老師談及此事,我還憤憤不平,我說“我教的很好呀,我已經(jīng)講的相當(dāng)?shù)轿涣耍趺淳蛯W(xué)不會呢?”,那個老師說“這個我信,但是你更應(yīng)該看學(xué)生學(xué)的是不是很多位”。這句話讓我思考了很久,我們應(yīng)該關(guān)注“教”,但是我們更應(yīng)該關(guān)注“學(xué)”。
下面,我說一個具體的案例,主要談如何讓學(xué)生參與到課堂中:
案例:歐姆定律及應(yīng)用課堂設(shè)計(jì)
本節(jié)課共分四部分:
①熟悉串、并電路的規(guī)律 ②理解歐姆定律③歐姆定律的應(yīng)用④拓展延伸
設(shè)計(jì)思路:
1.串、并聯(lián)電路規(guī)律:熟悉串、并聯(lián)電路規(guī)律是利用歐姆定律解題的基礎(chǔ)。需要再次強(qiáng)化。
具體操作:⑴和學(xué)生一起復(fù)習(xí)串、并聯(lián)電路的規(guī)律。⑵學(xué)生完成針對性練習(xí)。⑶同桌交換對改。(要求:語言必須準(zhǔn)確)⑷找學(xué)生說出自己的錯誤之處。
2.理解歐姆定律:歐姆定律就是要研究電流、電壓、電阻這三個物理量的關(guān)系。通過兩個實(shí)驗(yàn)完成研究: ⑴探究電流與電壓的關(guān)系。⑵探究電流與電阻的關(guān)系。
具體操作:⑴和學(xué)生一起理解歐姆定律。⑵學(xué)生完成針對性習(xí)題。
(兩個實(shí)驗(yàn)探究題:①探究電流與電阻的關(guān)系。②探究電流與電壓的關(guān)系。)
3.歐姆定律的應(yīng)用:通過練習(xí)歐姆定律在串并聯(lián)電路中的經(jīng)典題目,讓學(xué)生能用剛復(fù)習(xí)過的知識解決物理問題。樹立學(xué)生的自信心。
4.拓展延伸:讓學(xué)生搶答兩道與本節(jié)課密切相關(guān)但有一定難度的題目。對于最先完成題目的學(xué)生予以表揚(yáng)或簡單的獎勵。
三、有條不紊地做好三輪復(fù)習(xí)
第一輪:夯實(shí)基礎(chǔ),梳理知識。
劃分知識板塊,突出知識的系統(tǒng)性,完成知識體系的建構(gòu)。面向全體學(xué)生,重點(diǎn)是讓基礎(chǔ)差的學(xué)生有所收獲,基礎(chǔ)好的同學(xué)有所提高。
如何劃分知識板塊:
1.力、熱、聲、光、電、電與磁、信息與能源。
2.根據(jù)自己的理解和教研組的討論細(xì)分知識板塊。
例如:電學(xué)
①.電流、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用。②.串、并電路的特點(diǎn)及規(guī)律。③.歐姆定律及應(yīng)用④.電壓表、電流表示數(shù)變化問題和電路故障分析專題。⑤.測電阻(定值電阻、小燈泡燈絲電阻、及簡單的單表測量)⑥.電功率。⑦.家庭電路、安全用電。
第二輪:專題復(fù)習(xí),提升能力
第二輪復(fù)習(xí)是第一輪復(fù)習(xí)的延伸和提高,側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合解題能力。該階段要突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)。注意物理思想的形成和物理方法的掌握。 我們所進(jìn)行的專題復(fù)習(xí):實(shí)驗(yàn)探究專題、作圖專題、電熱綜合專題、力熱綜合專題、開放性填空題解題分析等。實(shí)驗(yàn)探究專題包含:聲光熱實(shí)驗(yàn)專題、力和運(yùn)動實(shí)驗(yàn)專題、壓強(qiáng)浮力實(shí)驗(yàn)專題、機(jī)械和機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)專題、電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題。專題由備課組教師分工完成。
第三輪:關(guān)注熱點(diǎn)、搜集信息,綜合模擬,把脈中考
1.熱點(diǎn)信息剖析
①“京廣高鐵”、“鄭州地鐵”②“遼寧號”、“蛟龍?zhí)枴雹邸靶陆灰?guī)” ④大氣污染與節(jié)能減排“霧霾” “電動汽車”“爆竹、安全”⑤、神舟十號(年中發(fā)射)⑥嫦娥三號(年末登月)
2.我們會及時的從省教研室、市教研室以及兄弟學(xué)校了解中考信息及動向,再把信息和動向轉(zhuǎn)化到考前模擬試卷中。一人出卷,兩人把關(guān)審核,努力提高試卷質(zhì)量,讓模擬考試更加有意義。
/
關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)設(shè)計(jì);傳感器;DIS 線性元件;非線性元件;伏安特性;屏幕廣播
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2015)6-0073-6
1 教學(xué)內(nèi)容分析
(1)教材分析:“人教版”高中物理(選修3-1)第二章《恒定電流》中的第3節(jié)《歐姆定律》,教材首先回顧了初中學(xué)過的電阻的定義式及歐姆定律,然后重點(diǎn)闡述了導(dǎo)體的伏安特性,并分別描繪了小燈泡、半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線,對比了它們的導(dǎo)電性能。
(2)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求:①觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線,對比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
2 教學(xué)對象分析
(1)學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識,為本節(jié)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ);
(2)初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的歐姆定律基礎(chǔ)知識,為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用;
(3)學(xué)生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學(xué)目標(biāo)
3.1 知識與技能
(1)了解線性元件及其特點(diǎn);
(2)理解歐姆定律及其適用條件;
(3)了解非線性元件及其特點(diǎn)。
3.2 過程與方法
(1)通過親歷“導(dǎo)體伏安特性曲線”描繪的全過程,進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié);
(2)通過描繪導(dǎo)體伏安特性曲線,體會圖線法在物理學(xué)中的作用;
(3)初步掌握傳感器、DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))的操作和使用方法。
3.3 情感態(tài)度與價值觀
(1)通過使用傳感器和DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng)),增強(qiáng)數(shù)字化、信息化科學(xué)意識;
(2)通過與同學(xué)的討論、交流、合作,提高學(xué)生主動與他人合作的意識;
(3)通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果,享受分享和成功帶來的喜悅、提高學(xué)生合作共享意識。
4 教學(xué)重點(diǎn)
(1)線性元件與歐姆定律
(2)線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
5 教學(xué)難點(diǎn)
(1)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與電路連接、DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))的使用;
(2)非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用。
6 教學(xué)策略設(shè)計(jì)
6.1 《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求
(1)觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;
(2)分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線,對比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
這是采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段一課時不可能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)!而采用傳感器和DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))獲取導(dǎo)體的伏安特性曲線,利用現(xiàn)代化信息技術(shù),不僅大大提高了課堂教學(xué)效率,而且增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)字化、信息化科學(xué)意識。
6.2 本節(jié)課設(shè)計(jì)了四個探究環(huán)節(jié)
(1)探究環(huán)節(jié)一:描繪金屬導(dǎo)體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)伏安特性曲線
該環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、電路連接、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)的圖線法處理,得出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是“過原點(diǎn)的直線”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。其中,包含了科學(xué)探究的“提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集、分析論證、結(jié)論評估”諸多環(huán)節(jié),使學(xué)生進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)。
(2)探究環(huán)節(jié)二:線性元件與歐姆定律
(3)探究環(huán)節(jié)三:描繪小燈泡(二極管)的伏安特性曲線
(4)探究環(huán)節(jié)四:非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
其中,環(huán)節(jié)一、三均采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻,小燈泡與二極管。這樣設(shè)計(jì),既提高了實(shí)驗(yàn)效率,又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過尋找兩組不同曲線的異同,又能自然總結(jié)出線性元件、非線性元件的概念和特點(diǎn)。
6.3 本節(jié)課采用小組合作形式
使學(xué)生通過與同學(xué)的討論、交流、合作,提高學(xué)生主動與他人合作的意識;通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果,享受分享和成功帶來的喜悅,提高學(xué)生合作共享意識。
7 教學(xué)設(shè)備
25組描繪導(dǎo)體伏安特性曲線器材、“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)、多媒體課件展示、實(shí)物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學(xué)過程
引入新課
【教師】
實(shí)物投影:整流、濾波線路板,介紹元件、功能。
引入課題:該線路板為何能實(shí)現(xiàn)如此神奇的功能呢?那就要求設(shè)計(jì)者對各元件的性能非常了解,而導(dǎo)體的伏安特性就是其中一項(xiàng)重要的性能。
【學(xué)生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設(shè)計(jì)說明】
激發(fā)學(xué)生研究導(dǎo)體伏安特性的興趣。
新課教學(xué)
探究環(huán)節(jié)一:描繪金屬導(dǎo)體伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
(1)今天我們就首先探究金屬導(dǎo)體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)的伏安特性。
(2)劃分四個研究小組,每組六臺電腦。
【學(xué)生】
熟悉小組成員,選出小組長。
【設(shè)計(jì)說明】
小組合作。
(二)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
(1)方案設(shè)計(jì)
【教師】
導(dǎo)體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I,畫出的I-U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
注意解決三個問題:
①如何測量導(dǎo)體的電流、電壓?
②如何改變導(dǎo)體的電流、電壓?
③怎樣描繪導(dǎo)體的伏安特性曲線?
【學(xué)生】
分組討論:
①達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃璧膶?shí)驗(yàn)器材;
②畫出實(shí)驗(yàn)電路圖、概述實(shí)驗(yàn)方案。
【設(shè)計(jì)說明】
①提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力;
②利用學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識。
(2)方案論證
【學(xué)生】
小組長說明實(shí)驗(yàn)器材。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖(圖1)。
【學(xué)生】
小組長投影實(shí)驗(yàn)電路、簡述實(shí)驗(yàn)方案。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)電路(圖2)。
(3)方案改進(jìn)
【教師】
在數(shù)字化時代,我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表,利用“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)替代手工記錄和坐標(biāo)紙來完成此實(shí)驗(yàn)探究(圖3)。
【學(xué)生】
閱讀《描繪導(dǎo)體伏安特性曲線》操作指南。
【設(shè)計(jì)說明】
采用傳感器和DIS,提高效率,完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材不可能完成的任務(wù)。
(三)數(shù)據(jù)收集
(1)分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn):1、2組10 Ω電阻;3、4組5 Ω電阻,同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)0濉鞲衅髡{(diào)零,按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn),暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖4)。
②巡回指導(dǎo)。
④利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對比。
【設(shè)計(jì)說明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材,既提高了實(shí)驗(yàn)效率,又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結(jié)出線性元件的概念。
(四)結(jié)論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同。
【學(xué)生】
(1)兩圖線均為過原點(diǎn)的直線――線性元件。
(2)兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環(huán)節(jié)二:線性元件與歐姆定律
(一)線性元件
【教師】
(1)金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么,線性元件有什么特點(diǎn)呢?
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
(2)通過同一線性元件的電流強(qiáng)度與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個電阻的伏安特性曲線(圖5)。
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
(3)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點(diǎn)你聯(lián)想到哪條規(guī)律?
【學(xué)生】
齊答:歐姆定律。
【設(shè)計(jì)說明】
線性元件與歐姆定律兩知識點(diǎn)自然銜接。
(二)歐姆定律
【教師】
內(nèi)容:通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導(dǎo)體電解液純電阻電路
【學(xué)生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育:介紹歐姆及其實(shí)驗(yàn)裝置(圖6),闡述原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)的開拓性及對科學(xué)發(fā)展的重大影響!
【學(xué)生】
好奇、興奮。
探究環(huán)節(jié)三:描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學(xué)生】
更換器材、連接電路(圖7)。
(二)數(shù)據(jù)收集
(1)分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn):1、2組二極管;3、4組小燈泡,同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)0濉鞲衅髡{(diào)零,按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn),暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
②巡回指導(dǎo)。
③利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對比。
【設(shè)計(jì)說明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材,提高了實(shí)驗(yàn)效率,而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結(jié)出非線性元件的概念。
(三)結(jié)論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同(圖8)。
【學(xué)生】
(1)兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
(2)兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減小;鎢絲的電阻隨電壓升高而增大。
(四)知識點(diǎn)辨析
【教師】
鎢絲(小燈泡燈絲)屬于金屬導(dǎo)體,但其伏安特性曲線為何呈現(xiàn)曲線?(圖9)
【學(xué)生】
因?yàn)闊艚z溫度變化范圍過大。
【教師】
動畫:手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出:曲線起始端溫度變化很小,呈現(xiàn)線性。
探究環(huán)節(jié)四:非線性元件
(一)非線性元件的概念
【教師】
(1)氣態(tài)導(dǎo)體和二極管的伏安特性曲線不是直線,這種元件稱為非線性元件。
(2)對非線性元件,歐姆定律不適用。
(3)非線性元件的電阻除了由材料本身決定外,還與加在其兩端的電壓有關(guān)。
【學(xué)生】
觀察、思考。
【設(shè)計(jì)說明】
實(shí)驗(yàn)與知識點(diǎn)自然銜接。
(二)非線性伏安曲線的理解與應(yīng)用
(1)跟蹤練習(xí)――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為圖線在P點(diǎn)的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是( )
(2)拓展練習(xí)――非線性伏安曲線的應(yīng)用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示,將該燈泡與一個R=6 Ω的定值電阻串聯(lián),接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源,如圖12所示,試求通過小燈泡的電流強(qiáng)度。
【學(xué)生】
解析:在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線(圖13)。
從兩圖線的交點(diǎn)求出通過小燈泡的電流強(qiáng)度為I = 0.22 A。
【設(shè)計(jì)說明】
拓展學(xué)生解題思路,增強(qiáng)學(xué)生圖線法解決問題的意識!
課堂小結(jié)
【教師】
引導(dǎo)學(xué)生回顧、歸納總結(jié)。
知識小結(jié):線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結(jié):實(shí)驗(yàn)探究、圖線法、數(shù)字化。
【設(shè)計(jì)說明】
比知識更重要的是方法!
作業(yè)布置
【教師】
(1)課本P48頁2、3、4題。
(2)請你設(shè)計(jì)一套描繪二極管完整伏安特性曲線(含正、反向電壓)的方案。
(3)網(wǎng)上查閱歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程。
【設(shè)計(jì)說明】
三道作業(yè)分別對應(yīng)“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]張金權(quán).DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與物理探究教學(xué)整合的策略[J].物理教學(xué)探討,2013,(11):56.
關(guān)鍵詞:歐姆定律;電流;電壓;電阻
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0086
實(shí)驗(yàn)是從感性到理性認(rèn)識的過程,是從具體到抽象、從簡單到復(fù)雜的思維形成過程,符合學(xué)生的身心特點(diǎn)和認(rèn)識過程。因此,實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)物理的重要基礎(chǔ),又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。利用實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,通過對實(shí)驗(yàn)原理的理解、觀看或親自動手進(jìn)行操作、信息(現(xiàn)象或數(shù)據(jù))的獲取、分析綜合等過程,可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學(xué)的重要定律之一,它把電流、電壓和電阻三者融為一體,它在電學(xué)中起到橋梁和紐帶的作用,同時歐姆定律的探究能力培養(yǎng)、考查學(xué)生的綜合能力,所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點(diǎn)。
例:某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時,用到如下器材:電源為2節(jié)干電池,電流表、電壓表各1只,定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑動變阻器1只(標(biāo)有“10Ω,2A)字樣,開關(guān)1個,導(dǎo)線若干(如圖1所示);設(shè)計(jì)的電路如圖2所示,
(1)在這個實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)選用的量程為 ,電流表應(yīng)選用的量程為 。
(2)這個實(shí)驗(yàn)的探究方法是 ,其中被控制的變量是 ,下面是他們獲取的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(3)實(shí)驗(yàn)中他們選用的定值電阻為 Ω。
(4)請?jiān)趫D3的坐標(biāo)系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
(5)請根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中的元件連成電路.要求:滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數(shù)變大。
(6)分析表中的數(shù)據(jù)或圖象,可得到的初步結(jié)論是:
解析:(1)根據(jù)題目中給定的條件可知:電路中的電源為2節(jié)干電池,所以最大電壓為3V,因此電壓應(yīng)選量程為0~3V(或3V);當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時,電路中的電阻最小,由歐姆定律得電路中的最大電流:I最大=■=■=0.6A,所以電流表應(yīng)選量程為0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于電路中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也和這段導(dǎo)體的電阻有關(guān),所以要探究電流與電壓、電阻三者關(guān)系時應(yīng)采用的探究方法是控制變量法。這個實(shí)驗(yàn)是探究電流與電壓的關(guān)系,所以應(yīng)控制的變量是電阻。
(3)在這個實(shí)驗(yàn)中所給的定值電阻有三個,那究竟用的那個電阻呢?這就要根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過計(jì)算來確定。I=■,R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應(yīng)該為5Ω。
(4)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系上將對應(yīng)的電流值、電壓值進(jìn)行描點(diǎn),再用筆畫線將這些點(diǎn)連接起來,便畫出了電流隨電壓變化的圖象,如圖答案⑷所示。
特別注意:在I-U圖象中,當(dāng)電壓為0時,電流也為0,所以坐標(biāo)原點(diǎn)為0。但根據(jù)電流、電壓值所描繪的線表示電阻,而電阻是導(dǎo)體的一種屬性,它的大小由導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度決定,而與電流、電壓無關(guān),所以這條線不能以過坐標(biāo)原點(diǎn),如果經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),那就會得出電壓為0,電流為0時,電阻也為0的這種錯誤結(jié)論。
(5)電流表要串聯(lián)在電路中,電壓表要并聯(lián)在被測電阻兩端,又因?yàn)榛瑒幼冏杵鞯幕蜃笠苿訒r,電流表的示數(shù)變大,即說明當(dāng)滑片向左移動時,電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應(yīng)接左端那個(無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個),金屬桿上的兩個接線柱可任意接,如圖答案⑸所示。
(6)不論是從表中的數(shù)據(jù)還是從圖象分析都可以得出結(jié)論:在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
答案:(1)0~3V(或3V),0~0.6A(或0.6A)。(2)控制變量法,電阻。(3)5Ω。(4)如圖答案(4)所示。(5)如圖答案⑸、⑹在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
點(diǎn)評:本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、數(shù)據(jù)的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題,難度較大,綜合性也很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題目,考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,很好地體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念。
分析其根源:初中電學(xué)抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學(xué)生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學(xué)概念、定律及計(jì)算公式常常使學(xué)生不知所措,然而電學(xué)綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點(diǎn),并且綜合性強(qiáng)、障礙設(shè)置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學(xué)習(xí)電學(xué)的過程中注重以下策略,可以有效提高學(xué)習(xí)效率:
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學(xué)生能動腦動手地“學(xué)”科學(xué),改變過去以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教與學(xué)的方式,把實(shí)驗(yàn)地位空前提升。要解決學(xué)好抽象的電學(xué)這個問題,以實(shí)驗(yàn)課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學(xué)習(xí)抽象的電學(xué)。
利用課外活動時間讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作,并且利用多媒體、實(shí)物講解操作過程:什么是串聯(lián)?什么是并聯(lián)?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)?講解連接電路時要注意的事項(xiàng)。對于特別害羞的女同學(xué),她們不敢動手,要善于開導(dǎo),訓(xùn)練她們的膽量,提高她們的動手實(shí)踐能力,讓她們通過實(shí)驗(yàn)體會接線柱接反了的現(xiàn)象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實(shí)物圖之間的互相轉(zhuǎn)化。
二、培養(yǎng)探究意識,做好探究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)
在實(shí)施素質(zhì)教育的過程中,物理教學(xué)主要是以探究性學(xué)習(xí)為主,注意對整個物理概念和結(jié)論的過程的探究,通過提出疑問、設(shè)計(jì)方案、動手操作、思考解決、得出結(jié)論等具體步驟,讓學(xué)生自主地參與教學(xué)的整個過程。電學(xué)學(xué)習(xí)更是如此。
為此,要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生探究的主體性,做好探究性實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮探究式邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教育功能,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實(shí)驗(yàn)做一遍,然后直接把結(jié)論告訴學(xué)生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關(guān)系”時,可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:先把一個2.5V的小燈泡接在一節(jié)干電池上,看看小燈泡的發(fā)光情況,再把電源換成兩節(jié)干電池上,看看此時小燈泡的發(fā)光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻三個重要物理量的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)這三個物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個電學(xué)的重要規(guī)律,奠定了整個電學(xué)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)下一章電功率的前提,因此,本章內(nèi)容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。
歐姆定律最難理解的知識點(diǎn)是:
當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時,導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體中的電流成反比?
當(dāng)導(dǎo)體電阻一定時,導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比?
學(xué)生初學(xué)歐姆定律時最難理解知識點(diǎn),所以在實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意探究的方法、結(jié)合圖像得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。首先鞏固練習(xí)電路分析,然后理解串并聯(lián)電路的特點(diǎn),利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關(guān)系式(電源電壓一般不變、串聯(lián)電流相等、并聯(lián)電壓相等……),若能熟能生巧,在做計(jì)算題時,這些隱含的條件便會在學(xué)生看到題的同時馬上就跳出來,再結(jié)合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。
定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量。不同的導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關(guān)系。因此在運(yùn)用歐姆定律公式時,必須將同一個導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應(yīng),再帶入計(jì)算。對于歐姆定律及導(dǎo)出公式,前者既有物理意義又有數(shù)學(xué)意義,后面兩個只有數(shù)學(xué)意義,所以就不成比例關(guān)系變形公式并非歐姆定律的內(nèi)容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學(xué)難題就迎刃而解了。
四、加強(qiáng)學(xué)生說題訓(xùn)練,升華學(xué)生思維
新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,讓課堂激揚(yáng),充滿生命活力,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。但相當(dāng)多學(xué)生來自農(nóng)村,許多學(xué)生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵方式,讓他們敢于開口,表達(dá)自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內(nèi)容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識點(diǎn)在審題過程中的錯誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的能力。
利用“說題”來強(qiáng)化所學(xué)知識內(nèi)容,通過“說題”為學(xué)生學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)活動,為學(xué)生發(fā)展而開展活動,提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機(jī)勃勃、充滿智慧的歡樂與發(fā)展創(chuàng)造的快意。
五、加強(qiáng)變式訓(xùn)練,總結(jié)中考重要考點(diǎn)
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學(xué)”, 題型雜亂,變幻莫測,學(xué)生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進(jìn)步不會很大。為了讓學(xué)生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內(nèi)容,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,針對電學(xué)的一些考點(diǎn),我進(jìn)行了以下幾種變式處理練習(xí),簡化學(xué)習(xí)難度:
(一)經(jīng)典中考試題,變換已知量的數(shù)據(jù)進(jìn)行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進(jìn)行的;達(dá)到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用:
相同點(diǎn):保護(hù)電路;
不同點(diǎn):探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規(guī)律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實(shí)現(xiàn)多次測量,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。
伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時的實(shí)際功率。
滑動變阻器在測電阻實(shí)驗(yàn)中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學(xué)綜合題有何規(guī)律可循呢?分析歷屆中考物理的電學(xué)計(jì)算題,我們也稱之為電學(xué)綜合題,此題看似簡單,其實(shí)暗藏玄機(jī)?細(xì)分析做此題也有固定的套路:
1.由實(shí)物圖轉(zhuǎn)化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點(diǎn),根據(jù)各狀態(tài)之間的聯(lián)系建立等式關(guān)系
4.解未知量
在進(jìn)行變式練習(xí)時,認(rèn)真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點(diǎn)代面,突出重點(diǎn);一題多變,等幾個方面進(jìn)行。應(yīng)注意練習(xí)的層次,層層推進(jìn),使學(xué)生在解題時達(dá)到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關(guān)知識的聯(lián)系,培養(yǎng)其聯(lián)想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會解題思想,善于用概念、規(guī)律去揭示問題的本質(zhì)特征,培養(yǎng)知識遷移運(yùn)用的能力。
實(shí)踐證明,通過師生共同努力,在教學(xué)過程中吸引學(xué)生主動參與學(xué)習(xí),注重以上“策略”,初中生完全可以學(xué)好物理電學(xué)。
參考文獻(xiàn):
1、《初中物理教學(xué)中的問題與對策》東北師范大學(xué)出版社
每年的中考物理試題中,有關(guān)歐姆定律和焦耳定律這兩個知識點(diǎn)的題目都占有較大的比重,而且近兩年的中考物理試題在這兩個知識點(diǎn)上的難度有增加的趨勢,歐姆定律反映了導(dǎo)體中電流、電壓和電阻之間的關(guān)系,焦耳定律則說明了電流流過導(dǎo)體所產(chǎn)生的效果。
新課程下的中考的另一個特點(diǎn),就是重視對實(shí)驗(yàn)探究能力的考查,促使同學(xué)們用新視角重新思考實(shí)驗(yàn)的過程,得到新的發(fā)現(xiàn)或收獲,設(shè)計(jì)有關(guān)“過程與方法”的試題,考查同學(xué)們提出問題、做出猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)研究計(jì)劃、分析處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、學(xué)會評價的能力。
二、試題講析
例1 如圖l所示,電阻R1為12Ω,將它與R2串聯(lián)后接到8V的電源上,已知R2兩端的電壓是2V,請求出電路的總電阻。
講析 這是一道應(yīng)用歐姆定律的基礎(chǔ)題,解題的方法有兩種:一種是從歐姆定律出發(fā)的分析法;一種是從電路的基本性質(zhì)出發(fā)的綜合法。即:求總電阻可以將R2的值求出來再求R1和R2的和;也可以用總電壓除以總電流得總電阻;或根據(jù)電路的性質(zhì)建立相應(yīng)的關(guān)系式求解。
解法一:因?yàn)镽1、R2串聯(lián),U1=U-U2=8V-2V=6V,I1=U1/R1=6V/12Ω=0.5A,I2=I1=0.5A,R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω,R總=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω.
解法二:因?yàn)镽1、R2串聯(lián),I=I1=I2,則U/R1+R2=U-U2/R1,8V/R=8V-2V/12Ω,R總=16Ω.
解法三:因?yàn)镽1、R2串聯(lián)I1=I2,則U1/R1=U2/R2變形得R1/R2=U1/U2,R/R1+R2=U-U2/U1+U2,U/R1+R2=U-U2/R1,R總=16Ω.
例2 如圖2所示,電源電壓不變,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電表示數(shù)的變化情況是( ).
A.電流表、電壓表示數(shù)均變大
B.電流表、電壓表示數(shù)均變小
C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小
D.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大
講析 這是一道歐姆定律應(yīng)用題,要判斷電表的示數(shù)如何變化,關(guān)鍵是要知道電路中的電表示數(shù)變化的實(shí)質(zhì),當(dāng)開關(guān)s閉合后,電路的狀態(tài)由兩個電阻的串聯(lián)變?yōu)橹挥幸粋€電阻R2的電路;原來電流表測的是R1和R2串聯(lián)時的電流,現(xiàn)在R1和電流表被短路,電流表的示數(shù)為0,示數(shù)變小;電壓表原來測的是R2上的電壓,它是電源的一部分電壓,而現(xiàn)在的電路中只有R2,則U2=U源,示數(shù)變大,本題選C.
本題的問題是有些同學(xué)看不懂電路狀態(tài)變化的實(shí)質(zhì),死摳歐姆定律,電流或電壓的變化是與電路的變化有關(guān),但知道了現(xiàn)在的電路的變化特征就簡單多了,識別電路是我們解電學(xué)題的前提,如果電路的狀態(tài)不清,則應(yīng)用的電路性質(zhì)也就會出錯,這種能力要加強(qiáng)。
例3 在如圖3所示的電路中,電源電壓U=4.5V,且保持不變,電阻R1=4Ω,變阻器R2的最大阻值為15Ω,電流袁的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,為了保護(hù)電表,變阻器接入電路的阻值范圍不能超出( ).
A.3.5Ω~8Ω
B.2Ω~3.5Ω
C.0~8Ω D.0~3.5Ω
講析 本題是歐姆定律的又一種應(yīng)用形式,是狀態(tài)電路中的變阻器的取值范圍問題,解這類題目的關(guān)鍵是從電路的狀態(tài)出發(fā),找出符合電路要求的電學(xué)關(guān)系式,題目中的兩個電表同時要滿足不超過量程的要求,即:串聯(lián)電路中的電流不大于0.6A,電阻R2兩端的電壓不少于3V,所以我們可以用歐姆定律,寫出符合電路要求的數(shù)學(xué)不等式組然后求解。
依題意,由歐姆定律可得
由①②兩式解得3.5Ω≤R2≤8Ω,所以應(yīng)選A.
本題與物理上其他題目一樣,關(guān)鍵是理清電路的特征,能寫出符合電路特點(diǎn)和要求的數(shù)學(xué)關(guān)系式,然后通過數(shù)學(xué)的手段解出結(jié)果,所以僅有基本知識是不夠的,更要練就解相關(guān)問題的技能。
例4 小明利用如圖4所示的裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油,瓶中各放置一根電阻絲,且R甲大于R乙,通電一段時間后,甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,該現(xiàn)象能夠說明電流產(chǎn)生的熱量與下列哪個因素有關(guān)( )。
A.電荷量 B.電流 C.電阻 D.通電時間
講析 題目的表象是:甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,這與哪些因素有關(guān)?煤油是因?yàn)槭軣崤蛎洠好嫔仙模幌嗤瑮l件下,甲中的液面升得高,說明甲瓶中的電阻產(chǎn)生的熱量多R甲和R乙是串聯(lián)在電路中的,則電流、通電時間以及電荷量(電流和通電時間的乘積)相等,A、B、D選項(xiàng)都不是影響因素;根據(jù)焦耳定律甲的電阻大,甲放出的熱量多,則電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關(guān),應(yīng)選C.
本題實(shí)際上探究的是焦耳定律的影響因素,使同學(xué)們能進(jìn)一步了解其內(nèi)容、理解它的應(yīng)用同時本題中也滲透了“控制變量法”的探究思想。
例5 一個電熱水壺,銘牌部分參數(shù)如下:額定電壓220V,額定功率模糊不清,熱效率為90%,正常工作情況下燒開滿壺水需要5min,水吸收的熱量為118800J,此時熱水壺消耗的電能為_______J,其額定功率為_______W,電阻是_________Ω.若實(shí)際電壓為198V,通過電熱水壺的電流是_________A,1min內(nèi)
電熱水壺產(chǎn)生的熱量是________J.(假設(shè)電阻不隨溫度改變)
講析水所吸收的熱量已知,電熱的利用率知道,則消耗電能可以由熱量的利用率求出;用電時間已知,消耗的電能已求,則由電功率的定義求電功率,電水壺的電阻由R2=U2額/P額求出,在實(shí)際電壓下的電流I=U/R,實(shí)際電壓下的電熱水壺所產(chǎn)生的熱量Q=IRt.
答案:132000 440 110 1.8 21384
本題是歐姆定律和焦耳定律應(yīng)用的基礎(chǔ)題,也是通過練習(xí)使同學(xué)們掌握基本知識的重要途徑,簡單的是這樣的填空題,復(fù)雜的可以演變成綜合應(yīng)用題;這些題目也是中考中同學(xué)們易失分的地方。
例6 CFXB型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖5所示,它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋,通過單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié),R0為電熱絲,當(dāng)開關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r,電路的功率為1100W,當(dāng)開關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r,電路的總功率為22W。
(1)電飯煲在高溫?zé)髾n時,開關(guān)S應(yīng)與哪個觸點(diǎn)連接?
(2)電熱絲R0的阻值多大?
(3)當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大?燜飯、保溫10rain,電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少?
講析 電飯煲在高溫?zé)髶鯐r,電路中的功率是最大,在電壓一定時,要得到最大功率電路中的電阻應(yīng)最小,由圖5可知,當(dāng)R被短路時,電路中的電阻最小,電路中只有R0工作,則S應(yīng)合到2位置,高溫?fù)鯐r的功率已知,電壓為額定電壓,R0由R=U2/P等求得,當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時,電飯煲的熱功率最小,電路中的電阻最大,則R0和R串聯(lián),可求出此時的電流,再由Q=I2Rt求出R0產(chǎn)生的熱量,
答:(1)與觸點(diǎn)2連接。
(2)P=U2/R0,R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω.
(3)P=IU,I=P/U=22W/22V=O.1A,Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J.
本題是歐姆定律和焦耳定律應(yīng)用的綜合題,同學(xué)們要能綜合考慮影響電路發(fā)熱的因素,也就是理解焦耳定律定義公式(Q=I2Rt)和各種變形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的應(yīng)用,其中也涉及到歐姆定律的靈活應(yīng)用。
三、鞏固練習(xí)
1.如圖6所示電路中,R1=10Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時,電流表示數(shù)為0.2A,電壓表示數(shù)為4V.求:(1)電源電壓;(2)R2的阻值。
2.如圖7所示電路中,電源電壓恒定,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,閉合開關(guān)S后,滑動變阻器滑片P自b向a移動的過程中(
)。
A.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
B.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大
c.電壓表V1的示數(shù)不變,電路消耗的總功率變大
D.電壓表V2的示數(shù)變小,電路消耗的總功率變小
3.一只電爐的電阻為48.4Ω,接在電壓為220V的電路中工作,它的功率是w,電爐絲工作時熱得發(fā)紅,而連接電爐絲的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱,其原因是
4.在一次科技小組的活動中,同學(xué)們按照如圖8所示的電路在AB之間接入一根細(xì)銅絲,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表的讀數(shù)保持3A不變,過了一會兒,細(xì)銅絲熔斷,在AB之間換接一根同長度的較粗的銅絲,再調(diào)節(jié)滑動變阻器到某一固定值,經(jīng)較長時間粗銅絲沒有熔斷,在此過程中,電流表的讀數(shù)保持3A不變小明同學(xué)針對所觀察到的現(xiàn)象提出了一個問題:造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?(設(shè)電源電壓保持不變)
(1)你認(rèn)為造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?(請簡述理由)
(2)若粗銅絲電阻為0.01Ω,求:在5s內(nèi)粗銅絲共產(chǎn)生的熱量。
(3)如果你家準(zhǔn)備安裝一臺“220V 1500W”的電熱水器,你應(yīng)用選用(較粗/較細(xì))的銅導(dǎo)線用作連接線比較安全。
5.如圖9所示電路,電源兩端電壓保持不變,當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,滑動變阻器的滑片P移到B端時,燈L的電功率為PL,電流表的示數(shù)為I1;當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時,燈L的電功率為R1',電流表的示數(shù)為,I2,已知PL:P'L=9:25.
(1)求電流表的示數(shù)I1與I2的比值;
(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2又都斷開,滑動變阻器的滑片P在c點(diǎn)時,變阻器接入電路的電阻為Rc電壓表V1的示數(shù)為u1,電壓表V2的示數(shù)為U2,已知U1:U2=3:2,Rc的電功率為10W,這時燈L正常發(fā)光,通過閉合或斷開開關(guān)及移動滑動變阻器的滑片P,會形成不同的電路,在這些不同的電路中,電路消耗的最大功率與電路消耗的最小功率之比為3:1.求燈L的額定功率。
6.小明在研究性學(xué)習(xí)活動中,查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如下表,并將該型號的熱敏電阻應(yīng)用于如圖10所示由“控制電路”和“工作電路”組成的恒溫箱電路中。
“控制電路”由熱敏電阻R1、電磁鐵(線圈阻值R0=50Ω)、電源U1、開關(guān)等組成,當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時,繼電器的銜鐵被吸合,右邊工作電路則斷開;
“工作電路”由工作電源U2(U2=10V)、發(fā)熱電阻R2(R2=50Ω)、導(dǎo)線等組成,問:
(1)工作電路工作時的電流為多大?電阻R2的發(fā)熱功率為多大?
(2)若發(fā)熱電阻R2需提供1.2×104J的熱量,則工作電路要工作多長時間(不計(jì)熱量的損失)?
(3)若恒溫箱的溫度最高不得超過50℃,則控制電路的電源電壓U1最小值為多大?
1 明確提問的目的
每個提問,都是有一定的教學(xué)目的,不同教學(xué)階段,教師設(shè)計(jì)提問要達(dá)到的教學(xué)目的不同.怎樣去實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)呢?
1.1 導(dǎo)入提問
教師圍繞課題,出示電路如圖1(由教師操作,讓學(xué)生觀察電流表示數(shù)變化),用誘發(fā)式提出問題“電路中電流大小跟什么因素有關(guān)呢?”請大家大膽猜想…….設(shè)計(jì)提問的目的在于借助情境、面向全體誘發(fā)問題,同時又為新課電路設(shè)計(jì)鋪路,激起學(xué)生求知欲望.
1.2 新課提問
猜想一:電阻一定時,電阻兩端電壓越大,通過的電流越大.
猜想二:電壓一定時,電阻越大,通過該電阻的電流越小.
按予環(huán)環(huán)相扣,邊演示邊觀察邊記錄,有機(jī)提出:如果沒有變阻器將會怎樣呢?為什么要進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)?根據(jù)表格獲得的數(shù)據(jù),誰能歸納出結(jié)論呢?通過提出問題、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)假設(shè)、整合歸納為主線,揭示歐姆定律.新課提問的第一層是“一石激起千層浪”實(shí)現(xiàn)突出教材重點(diǎn),培養(yǎng)探索能力的教學(xué)目標(biāo).
歐姆定律I=U/R又如何運(yùn)用?
例 一電阻兩端電壓為6伏時,通過的電流為0.3安,這電阻為多少歐?當(dāng)通過的電流為零時,該電阻又為多少歐?此時電阻兩端電壓為多少?當(dāng)電阻兩端電壓為4伏時,通過的電流為多少?
目的是理清電流、電壓、電阻的概念與三者關(guān)系,熟練變換公式的運(yùn)用.
練習(xí) 如圖2,I—U圖像分別是電阻A、B兩端電流與電壓變化曲線,你能析圖得出哪些結(jié)論?(本題要根據(jù)學(xué)生的理解能力而擇定)
開放式練習(xí),旨在讓全體學(xué)生參與.
新課提問的第二層是理解知識,化解教材難點(diǎn).
1.3 結(jié)題提問
結(jié)題是指課堂教學(xué)在結(jié)尾階段的教學(xué).教師通過總結(jié)性、延伸性的問題,在學(xué)生答問中獲得反饋信息,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況.學(xué)生也可以從中了解學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn),檢查自己的學(xué)習(xí)成效及知識的深化和發(fā)展.如,什么是歐姆定律?
歐姆定律如何應(yīng)用?在電路中(圖3),R1為10歐,電壓表示數(shù)為6伏,電流表示數(shù)為0.2安,請用歐姆定律及相關(guān)知識求出三個量(這是歐姆定律在串聯(lián)電路中拓展).使學(xué)生懂得知識的延伸,也留給優(yōu)秀生課外探索的空間,讓學(xué)生帶著問題走出課堂,達(dá)到“課雖結(jié)而趣無窮”的效果.
2 掌握提問策略
2.1 精心設(shè)計(jì)提問
教師要樹立“問題意識”,以問題為紐帶,設(shè)疑、啟疑、答疑和學(xué)生的懷疑、質(zhì)疑、解疑,實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中教師引導(dǎo),學(xué)生主動參與,需要教師設(shè)計(jì)問題注意幾點(diǎn).
(1)緊扣文本、創(chuàng)設(shè)問題
文本是學(xué)生學(xué)習(xí)活動的資源,教師必須靜心“品讀”,領(lǐng)悟出其中的內(nèi)涵和外延,創(chuàng)設(shè)相應(yīng)有價值的問題,用于課堂教學(xué),激活學(xué)生的思維、開發(fā)學(xué)生的智力.如,對歐姆定律的理解,我創(chuàng)設(shè)的例題是為了借助例題中問題組織“問題中品讀,討論中交流,點(diǎn)撥中領(lǐng)悟,分析中提高”等課堂教學(xué)活動時,發(fā)揮該文本應(yīng)有作用.
(2)把握問題難度
人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)可以劃分“已知區(qū)”、“最近發(fā)展區(qū)”和“末知區(qū)”.教師要努力尋找學(xué)生“已知區(qū)”和“最近發(fā)展區(qū)”的結(jié)合點(diǎn),在不知不覺中喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,然后逐漸提高問題難度.如導(dǎo)入部分,學(xué)生已知電壓、電阻的作用,有待建立電流與電壓、電阻的關(guān)系.
(3)關(guān)注問題角度
教師要從培養(yǎng)學(xué)生能力入手,處理好問題大小、多少的關(guān)系.同一問題,可以從不同側(cè)面提出,提問角度不同,效果往往不一樣.如,探索研究電流與電壓、電阻關(guān)系的電路中“如果沒有變阻器將會怎樣?”與“變阻器有什么作用?”兩種提問比較,前者問題自然,易打開學(xué)生思路;后者生硬,不易培養(yǎng)學(xué)生思維能力.
(4)力求問題開放.開放性問題能為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力、發(fā)展學(xué)生個性提供廣闊的空間.如何促進(jìn)學(xué)生有效思維?教師可以使用追問、轉(zhuǎn)化等策略引導(dǎo)學(xué)生正確地深入思考問題.如,練習(xí)中,追問B曲線為什么不遵從歐姆定律?
2.2 正確了解學(xué)生
課堂提問是以學(xué)生積極參與為前提的,為了激發(fā)學(xué)生答題的積極性,教師在精心設(shè)計(jì)提問的同時,還應(yīng)全面了解提問的對象,知道所面對的學(xué)生的認(rèn)知水平,找到與學(xué)生契合的思維銜接點(diǎn).如電路、表格的設(shè)計(jì),只能讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生在老師啟發(fā)下完成.課堂提問必須面向全體學(xué)生,兼顧優(yōu)差生,使所有學(xué)生都有參與的機(jī)會.教師可針對不同層次的學(xué)生,采用不同提問方式,換位思考問題,讓每位學(xué)生在課堂上都能找到自信.
2.3 科學(xué)引導(dǎo)理答
有效提問意味著教師所提出的問題能夠引起學(xué)生的思考和回答,積極參與學(xué)習(xí)過程,這就要求教師科學(xué)合理地處理好以下三點(diǎn):
(1)耐心等待
很多教師常常怕時間不夠完不成預(yù)期教學(xué)任務(wù),留給學(xué)生的等候時間太短,導(dǎo)致學(xué)生沒有時間對問題進(jìn)行細(xì)致深入思考,答不出或草率應(yīng)答,這是違背“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念.有效的策略是:控制時間,就是不浪費(fèi)時間又給學(xué)生必要的思考時間,讓學(xué)生感覺教師在等待.如在歐姆定律整合時,多給學(xué)生半分鐘思考,學(xué)生表述會更清楚、更嚴(yán)密,教學(xué)效果顯得更好.
(2)啟發(fā)、追問
學(xué)生回答不出問題,其因是思維受阻,教師要加以稀釋問題,補(bǔ)充相關(guān)信息,經(jīng)啟發(fā)、追問的方法,以便學(xué)生打通思維得出較完整的結(jié)論.如例題中第二問(作練習(xí)使用),答錯學(xué)生有十之八九.如果教師出示一根導(dǎo)線追問:這根導(dǎo)線有電阻嗎?電阻由什么條件決定?將起到化繁為簡、化難為易的作用,有助學(xué)生思維暢通之目的.
(3)傾聽、評價
【關(guān)鍵詞】課堂教學(xué)優(yōu)勢;課堂教學(xué)資源;課堂教學(xué)管理;課堂教學(xué)評價;創(chuàng)新教學(xué)
“創(chuàng)新是不斷進(jìn)步的靈魂”。在新技術(shù)革命的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)面前,教育要創(chuàng)新機(jī)制,教師要創(chuàng)新教學(xué)。而如何將創(chuàng)新精神貫徹落實(shí)到日常教學(xué)實(shí)踐中去,增強(qiáng)素質(zhì)教育的可操作性,發(fā)揮課堂教學(xué)的資源優(yōu)勢,提高教育教學(xué)質(zhì)量,結(jié)合《電工基礎(chǔ)》教學(xué),我認(rèn)為可以從以下兩個方面入手。
1.從整體上全面把握教材,教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí)
《電工基礎(chǔ)》是職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校許多專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。《電工基礎(chǔ)》的主要內(nèi)容是分析直流電路、磁與電磁、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路等。由于電路和現(xiàn)象種類繁多,結(jié)構(gòu)各異,解題方法也各不相同,教師應(yīng)該結(jié)合專業(yè)要求、企業(yè)需要和學(xué)生實(shí)際整合教學(xué)內(nèi)容,教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí)。我總結(jié)了四個方面的知識包。
1.1 掌握電路的兩個定律及三個元件的電壓電流關(guān)系。
電路的兩個定律是指歐姆定律和基爾霍夫定律,三個定律是指電阻元件、電容元件和電感元件。兩個定律和三個元件的電壓電流關(guān)系是分析計(jì)算各種電路的基本依據(jù),所以要熟練掌握歐姆定律、基爾霍夫定律以及電阻、電容、電感這三個元件的電壓電流定律。掌握歐姆定律,不僅要掌握部分電路的,還要掌握全電路的。掌握基爾霍夫定律,不僅要掌握電壓定律,還要掌握電流定律。在正弦交流電路中,要注意掌握電阻、電感、電容這三個元件的電壓電流相量之間、有效值之間、相位之間的關(guān)系。
1.2 掌握磁與電磁的兩手定則及三個定律。
磁與電磁的兩手定則,是指左手定則和右手定則,三個定律是指磁路歐姆定律、楞次定律和電磁感應(yīng)定律。兩手定則及三個定律是學(xué)習(xí)電磁學(xué)的基礎(chǔ),也是學(xué)習(xí)交流電路的基本條件,所以必須掌握運(yùn)用左手定則、右手定則、磁路的歐姆定律、楞次定律和電磁感應(yīng)定律。明確左手定則是判斷通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的依據(jù),右手定則是判斷導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的依據(jù),磁路歐姆定律是定性分析磁路的依據(jù),楞次定律是判斷線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的依據(jù),電磁感應(yīng)定律是確定感應(yīng)電動勢大小的依據(jù)。
1.3 掌握分析線性電阻電路的三大類方法。
由線性電阻、獨(dú)立電源組成的電路叫線性電阻電路。分析線性電阻電路有三大類方法:等效變換法、網(wǎng)絡(luò)方程法、網(wǎng)絡(luò)定理法,這三大類方法同樣適用于正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。所以,掌握分析線性電阻電路的三大類方法是至關(guān)重要的。
等效變換法就是利用等效網(wǎng)絡(luò)的互換,將電路簡化來分析計(jì)算。要重點(diǎn)掌握電流源和電壓源的定義、串聯(lián)和并聯(lián)的概念以及等效條件。在解題時要正確畫出等效電路圖,可先把電路中尚未進(jìn)行等效變換的部分按照原樣畫出,再找出等效網(wǎng)絡(luò)所接的端紐,然后在端紐間換上等效網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行分析計(jì)算。
網(wǎng)絡(luò)方程法就是選擇一些未知量為未知數(shù),列出方程組進(jìn)行求解,它包括節(jié)點(diǎn)法、網(wǎng)孔法和支路法。要重點(diǎn)掌握它們分別以什么為未知數(shù),需要列幾個方程,怎樣列方程,列出的方程有何規(guī)律可循。
網(wǎng)絡(luò)定理法就是應(yīng)用疊加定理和戴維寧定理來解題。用疊加定理分析線性電阻電路時,首先要畫出每一獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的電路圖,然后求出每一獨(dú)立電源單獨(dú)作用下的結(jié)果,最后疊加。用戴維寧定理解題時,首先將電路分為待求支路和有源二端網(wǎng)絡(luò)兩部分,然后求出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻,畫出等效電路,最后根據(jù)等效電路求解。
1.4 掌握各種類型電路的定義,選用正確的解題方法。
《電工基礎(chǔ)》分析的電路有直流電路、正弦交流電路、三相正弦交流電路、非正弦周期電路。
直流電路是電流和電壓的大小和方向都不隨時間變化的電路,它分為簡單直流電路和復(fù)雜直流電路兩種。簡單直流電路用歐姆定律和電阻串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的知識來進(jìn)行分析計(jì)算。復(fù)雜直流電路用基爾霍夫定律和等效變換法、網(wǎng)絡(luò)方程法和網(wǎng)絡(luò)定理法來計(jì)算。正弦交流電路是電流和電壓的大小和方向都隨時間接正弦規(guī)律變化的電路。分析和計(jì)算正弦交流電路,主要是確定電阻、電容、電感電路中電壓與電流之間的數(shù)值關(guān)系、相位關(guān)系及功率。三相正弦交流電路是由三相電源供電的正弦交流電路。要掌握線電壓和相電壓的關(guān)系,線電流和相電流的關(guān)系,特別是負(fù)載作星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)時電壓和電流的關(guān)系。非正弦周期電路是電流和電壓的大小和方向隨時間不按正弦規(guī)律做周期性變化的電路。分析非正弦周期電路,要應(yīng)用正弦交流電路的基本定律,把非正弦周期電路轉(zhuǎn)化為正弦交流電路和線性電阻電路來分析計(jì)算。
2.從層次上進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新,努力提高教學(xué)效果
《電工基礎(chǔ)》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,它的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得電工技術(shù)方面的基本理論,基本知識和基本功技能,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及今后的工作打下必要的基礎(chǔ)。如何使學(xué)生獲得這些理論、知識和技能,培養(yǎng)他的分析能力、運(yùn)算能力和創(chuàng)新能力,我認(rèn)為應(yīng)從以下四個層次進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新。
2.1 進(jìn)行教學(xué)方法創(chuàng)新,以思維訓(xùn)練為主線,引導(dǎo)學(xué)生在主體活動中發(fā)展創(chuàng)新個性。
教師是創(chuàng)新教育的操作者,必須樹立教學(xué)就是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、提高自主探索學(xué)習(xí)能力的教學(xué)觀念,注重開發(fā)學(xué)生的智力因素與非智力因素,促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的持續(xù)協(xié)調(diào)全面發(fā)展。在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)實(shí)踐中,我體會到教師在作教學(xué)設(shè)計(jì)時,對教學(xué)內(nèi)容安排既要源于教材,又要不囿于教材,強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的可研究性,注重充實(shí)教學(xué)內(nèi)容的信息量,增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活的聯(lián)系,豐富學(xué)生的直觀感受。要改變現(xiàn)有教材中對知識點(diǎn)的陳述性排列結(jié)構(gòu)為小課題探索研究性矩陣結(jié)構(gòu),強(qiáng)化知識點(diǎn)的建立過程教學(xué),將平鋪直敘、權(quán)威定論式描述方法改變?yōu)檎撟C求解、層層剝筍、曲徑通幽、引人入勝的問題研討方法。把教學(xué)的著重點(diǎn)放在啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生尋找發(fā)現(xiàn)問題并加以探究解決問題的思路、方法上來,變學(xué)生被動接受教材權(quán)威論斷性知識點(diǎn)的繼承性學(xué)習(xí)為學(xué)生主動探索、發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的開拓性學(xué)習(xí)。
如我在設(shè)計(jì)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”定性研究磁場產(chǎn)生電流的教案時,積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維,充分發(fā)揮空間想象力并通過猜想提出自己的觀點(diǎn),創(chuàng)新設(shè)計(jì)導(dǎo)體運(yùn)動、磁場不動的實(shí)驗(yàn)和磁場運(yùn)動、導(dǎo)體不動的實(shí)驗(yàn),獨(dú)自進(jìn)行驗(yàn)證并評價觀點(diǎn)。把操作研究和理論研究結(jié)合起來,自主探索發(fā)現(xiàn)變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流的規(guī)律,讓學(xué)生分享創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的成功樂趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
在“感應(yīng)電流的方向”這一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)中,我沒有直接給學(xué)生介紹陳述性的知識答案,而是努力創(chuàng)設(shè)“望梅止渴”的情境教學(xué),把“梅子”(知識點(diǎn))打扮得引人注目一些,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理需求,吸引學(xué)生主動進(jìn)入教學(xué)環(huán)境,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生在列舉磁鐵插入線圈或拔出線圈時會遇到幾種情況,分析比較各種情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的異同,從而加深對所學(xué)理論的理解。
2.2 進(jìn)行教學(xué)手段創(chuàng)新,將多媒體計(jì)算機(jī)引進(jìn)課堂,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新認(rèn)識。
教學(xué)手段是多種多樣的,原有的教學(xué)手段諸如掛圖、幻燈片、錄像帶等曾經(jīng)在課堂教學(xué)中發(fā)揮了重大的作用。現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)的普及,我把多媒體技術(shù)引進(jìn)課堂,更便于創(chuàng)設(shè)情景,促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)識活動。由于它能夠?qū)崿F(xiàn)文字、圖像、聲音、動畫的結(jié)合,使原來抽象、乏味的知識變得形象、生動起來,從而引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用創(chuàng)造性思維和想象力去理解事物的本來面貌,培養(yǎng)其創(chuàng)新認(rèn)識,特別在認(rèn)知微觀世界方面,它能發(fā)揮非常巨大的作用,激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣。
比如在“電動勢,閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學(xué)中,電動勢的形成是學(xué)生最難接受的知識點(diǎn)。僅僅依靠教師的口頭敘述和傳統(tǒng)掛圖,學(xué)生普遍感到難以理解。非靜電力移動正電荷這一難點(diǎn),通過一個程序控制正電荷在電源兩極間移動的速度和數(shù)目,運(yùn)用電路動畫的手段,逼真地模仿出電源兩極建立電場的全過程。正電荷運(yùn)動的立體動畫,形象生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前,加深了學(xué)生對微觀世界的創(chuàng)新認(rèn)識和真實(shí)理解。
通過多媒體教學(xué),化解了教學(xué)難點(diǎn)。既節(jié)省了板書和畫圖時間,又使得抽象的概念具體化,微觀的物質(zhì)宏觀化,靜態(tài)的效果動態(tài)化,平面的圖形立體化,從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新認(rèn)識,提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量。
2.3 進(jìn)行教學(xué)管理創(chuàng)新,滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求,引導(dǎo)學(xué)生在自主活動中激活創(chuàng)新思維。
在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中,我充分調(diào)動學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。不僅在教學(xué)過程中穿插企業(yè)對職專生的要求和當(dāng)前就業(yè)形勢的分析,讓學(xué)生重分認(rèn)識到隨著就業(yè)形勢的嚴(yán)峻,社會對職業(yè)的挑戰(zhàn)將更加復(fù)雜多變,職專生要有關(guān)注自身未來前途命運(yùn)發(fā)展的危機(jī)感,從而增強(qiáng)進(jìn)取意識和開拓精神;教育學(xué)生要胸懷愛國之志,增強(qiáng)勤奮學(xué)習(xí),努力成才的緊迫感。并且列舉本校優(yōu)秀畢業(yè)生的自主成才的具體事例,從而激勵學(xué)生增強(qiáng)創(chuàng)業(yè)成才的自信心。
我在課堂上保證學(xué)生有 10分鐘左右的自主探索學(xué)習(xí)時間,做到啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生在活動中自主學(xué)習(xí),在師生、生生互動交流中相互學(xué)習(xí),與課本中的教學(xué)內(nèi)容建立直接的聯(lián)系,從思維辨別中感悟?qū)W習(xí)。以思維訓(xùn)練為目的,采用分組合作學(xué)習(xí),讓學(xué)生能夠通過多種學(xué)習(xí)方式激活自己的創(chuàng)新思維。積極鼓勵學(xué)生大膽暴露自己的思維過程,及時對學(xué)生的創(chuàng)新觀點(diǎn)及合理想法進(jìn)行評價。允許學(xué)生采取逆向?qū)W習(xí)法,從質(zhì)疑中學(xué)習(xí),從體驗(yàn)中學(xué)習(xí),從論辯中學(xué)習(xí)。
通過上述方式組織課堂教學(xué),平時言談上唯唯諾諾、精神上恍恍惚惚、思想上閉門造車的學(xué)生少了,教師與學(xué)生間的相互信任增加了,課堂氣氛活躍了,教學(xué)效率提高了。
2.4 進(jìn)行教學(xué)評價創(chuàng)新,重視學(xué)習(xí)過程評價與非智力因素的評價,走出單一以分?jǐn)?shù)評價的誤區(qū),用發(fā)展的眼光多角度評價學(xué)生。
更新傳統(tǒng)的以掌握知識量的多少及考試成績作為唯一的學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量好差的絕對靜態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn),代之以學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、進(jìn)取精神、課堂協(xié)作、學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)、自主探索能力、成績上升幅度等發(fā)展過程的多角度、多層次的相對動態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)。力求全面地、客觀地、科學(xué)地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)。
我在《電工基礎(chǔ)》課教學(xué)中,以課堂教學(xué)在多大程度上給學(xué)生提供了個發(fā)展和思維能力發(fā)展為評估依據(jù),發(fā)揮評價的正確導(dǎo)向作用。在做學(xué)科成績評價時,將課堂上學(xué)生主動參與協(xié)作學(xué)習(xí)時的行為表現(xiàn)、自主探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣、是否積極完成作業(yè)等作出定性評價,按照 20-30 %的比例納入考試總成績,作為平時學(xué)生學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)成績分?jǐn)?shù),以解除一部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生在心理上的后顧之憂,改變原來的“辛勤耕耘者未必有好收獲”為“辛勤耕耘者一定有好回報(bào)”。讓理論基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)態(tài)度端正的學(xué)生獲得一定的發(fā)展?jié)摿Ψ只蚪處煹男睦砥诖l(fā)展分,從而保護(hù)一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)上進(jìn)心,通過優(yōu)化學(xué)生的非智力因素促進(jìn)學(xué)生智力因素的發(fā)展。
“教學(xué)有法,教無定法”,時代呼喚創(chuàng)新人才,教育擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重任,在《電工基礎(chǔ)》課教學(xué)中我努力給學(xué)生營造一個平等、民主、活潑的學(xué)習(xí)氛圍,用自己的語言教會學(xué)生輕松學(xué)習(xí),取得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:伏安法;歐姆定律;誤差
中圖分類號:TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)07-0240-02
伏安法測電阻一直以來都是中學(xué)物理中非常重要的一個電學(xué)實(shí)驗(yàn),同時也是整個中學(xué)物理中電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),所以有必要掌握伏安法測電阻這個實(shí)驗(yàn)的具體設(shè)計(jì)和思想,以及對實(shí)驗(yàn)誤差的處理方法,這可以更好地幫助我們更好地學(xué)習(xí)以后的電學(xué)實(shí)驗(yàn)。
1實(shí)驗(yàn)原理
伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)原理是歐姆定律,測出未知電阻兩端的電壓U和通過它的電流I,將歐姆定律的公式變?yōu)椋≧=U/D,便得到未知電阻的阻值。因電壓單位:伏特,電流單位:安培,故名為伏安法。根據(jù)電流表與電壓表的連接方式不同,存在兩種測量方法:外接法和內(nèi)接法。下圖中,甲為電流表內(nèi)接電路圖,乙為電流表外接電路圖。
2方法探究
一般情況下需要判斷測量的數(shù)據(jù)是內(nèi)接法還是外接法所得,在此簡單探究兩種方法如下:
1)觸法:
當(dāng)電壓表接A點(diǎn)測得一組(UA、IA);接B點(diǎn)測得分別一組(UB、IB)。由此可得如下結(jié)論:
若(UR-UA)/UA>(IA-IB)/m,
則選擇A接點(diǎn),即外接法;
若(UB-UA)/UA
則選擇B接點(diǎn),即內(nèi)接法。
當(dāng)RV/RV>RX/RA或RX2>RVRA,電流表需內(nèi)接,
當(dāng)RY/RY
根據(jù)上述方法可以知道不論選取怎樣的接法需根據(jù)具體情況而定。值得指出的是,內(nèi)接法測量的電阻值大于真實(shí)值;外接法測量的電阻值小于真實(shí)值。
此外在實(shí)驗(yàn)步驟上也應(yīng)注意:在連接電路的時候,應(yīng)先將開關(guān)斷開并移到滑動變阻器的滑片,使阻值達(dá)到最大;測量時閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀出電壓表和電流表的示數(shù)。為使結(jié)果更加準(zhǔn)確,需多次測量幾組不同的數(shù)據(jù),計(jì)算出每次測得的電阻值,最后取電阻的平均值。在這里測量多組數(shù)據(jù)中滑動變阻器就起到了至關(guān)重要的作用,通過分壓作用,改變被測電阻兩端電壓,從而改變電路中的電流,多次測量,得到多組電阻值。此外,滑動變阻器也將起到限流作用,防止連接電路時,電阻短路,起到保護(hù)電路的作用。實(shí)驗(yàn)中需要注意針對具體電路首先判斷采用的是外接法還是內(nèi)接法,注意選擇合適得量程,還有就是不要長時間通電,防止因溫度變化影響電阻的測量值。
3誤差分析
實(shí)際情況下,由于電壓表和電流表自身有內(nèi)阻,在數(shù)據(jù)處理過程中,往往要將其考慮進(jìn)去。那么在做實(shí)驗(yàn)時,如何減少實(shí)驗(yàn)誤差,則是我們應(yīng)該注意的。對于減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法,通常情況下以還原法,補(bǔ)償法為主。法,分別消除電流表的分壓和電壓表的分流作用。如上圖,為還原電壓法電路圖。將開關(guān)K1閉合,開關(guān)K2接1,分別讀出電流表的讀數(shù)為I,電壓表的讀數(shù)為V;然后使開關(guān)K2接2,移到滑動變阻器的滑片,保持電壓表的電壓不變,然后記錄電流表的讀數(shù)分別為I1,I2;那么電流表的分得的電流為I1-I2,所以Rx的準(zhǔn)確電流即I-(I1-I2),則:
這種方法是利用還原電壓法來減小所測量的電阻的實(shí)驗(yàn)誤差。
接下來看還原電流法的具體操作,同樣,開關(guān)閉合,斷開,讀取電壓表和電流表的讀數(shù)V和I;保持墨閉合,將K2閉合,改變滑動變阻器的阻值,使電流表I保持不變,然后讀出兩電壓表示數(shù)為V1、V2,最后得出電流表的分得的電壓為V1-V2,所以R的準(zhǔn)確電壓為V-(V1-V2),則:
改變滑動變阻器的阻值使電流表電流I(即還原的電流)不變,此時電壓也保持不變,這就是操作還原電流法的步驟。通過上述電流還原法和電壓還原法的操作,我們都可以達(dá)到減小實(shí)驗(yàn)誤差的作用。
補(bǔ)償法也可以在伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中達(dá)到減小實(shí)驗(yàn)測量誤差的目的。補(bǔ)償法是通過補(bǔ)償電流和電壓,消除電流表和電壓表的內(nèi)阻,從而提高被測電阻的準(zhǔn)確性的一種方法。為了進(jìn)一步減少電表內(nèi)阻帶來的誤差,常常利用補(bǔ)償法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。補(bǔ)償法專門針對電流表外接和內(nèi)接中存在的不足,實(shí)驗(yàn)測得的電流和電壓都是真實(shí)值,而減小因系統(tǒng)帶來的誤差。對于減小伏安法測電阻這一實(shí)驗(yàn)的誤差方法有很多,比如:電橋法、串聯(lián)電阻法、并聯(lián)電阻法等等,這里不再一一闡述。
關(guān)鍵詞:初中物理;電功率;知識難點(diǎn)
結(jié)合以往教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)整理論述,發(fā)現(xiàn)有關(guān)初中階段物理課程內(nèi)的電功率教學(xué)難點(diǎn),始終限定在電路結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算公式靈活選取層面。事實(shí)上,大多數(shù)初中生對于歐姆定律可以說是耳濡目染,相關(guān)性計(jì)算操作訓(xùn)練也基本上能夠駕輕就熟。因此,后續(xù)的挑戰(zhàn)任務(wù)內(nèi)容,便是針對電功率計(jì)算過程中的公式科學(xué)化選取規(guī)則,加以細(xì)致化驗(yàn)證論證,并快速將內(nèi)部訣竅傾數(shù)灌輸?shù)綄W(xué)生思維體系架構(gòu)之中。相信長此以往,對于初中生群體物理知識結(jié)構(gòu)細(xì)致化修繕和今后升學(xué)壓力輕松克制,能夠發(fā)揮前所未有的鞏固效果。
一、初中階段物理電功率知識教學(xué)難點(diǎn)特征的客觀論述
首先,知識結(jié)構(gòu)機(jī)理綜合性顯著。需要學(xué)生靈活運(yùn)用以往熟練掌握的歐姆定律、串并聯(lián)規(guī)則,以及力學(xué)知識內(nèi)容,進(jìn)行相關(guān)性數(shù)據(jù)定量化計(jì)算驗(yàn)證。
其次,與生活實(shí)際狀況聯(lián)系過于縝密。在初中階段研習(xí)電功率知識,必然會接連引入各類電功率概念機(jī)理、實(shí)際測量等探究性任務(wù),確保學(xué)生在特定情境感染下,自主強(qiáng)化自身動手操作潛質(zhì),并在今后善于發(fā)現(xiàn)并解決生活中一切和物理電功率知識相關(guān)的問題。在如今發(fā)達(dá)的社會生活領(lǐng)域中,我們經(jīng)常會接觸各類電器,雖然說大部分初中生尚未掌握內(nèi)部核心工作原理,但是透過相關(guān)題型的計(jì)算過后,就可以大致了解透徹。由此看來,不管是透過課程規(guī)范要求角度,或是物理知識生活化應(yīng)用角度界定,電功率知識點(diǎn)始終發(fā)揮著高效的傳輸引導(dǎo)功效。
二、新時代背景下我國初中物理電功率知識點(diǎn)合理教學(xué)策略內(nèi)容的細(xì)致化解析
1.課堂教學(xué)理念的全面改良設(shè)計(jì)
其強(qiáng)調(diào)的是,初中物理教師在正式引入電功率知識環(huán)節(jié)中,需要在課堂內(nèi)部主動創(chuàng)設(shè)一類生活化感知情境,借此吸納學(xué)生關(guān)注意識,令其愿意參考各類知識內(nèi)容,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案綜合性猜想設(shè)計(jì),方便教師進(jìn)行審核和改正。在整個教學(xué)流程中,教師始終被認(rèn)定是學(xué)生的引導(dǎo)、合作角色,一旦初中生思維出現(xiàn)任何瓶頸限制危機(jī),教師必須在第一時間范圍內(nèi)洞察并賦予精確化點(diǎn)撥。也就是說,教師的核心動機(jī),在于鼓勵學(xué)生自主性探索電功率知識運(yùn)算規(guī)律,同時聯(lián)系熟悉的生活情景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,令其建立應(yīng)有的物理科學(xué)探索精神。
2.建立起明確的電功率知識教學(xué)引導(dǎo)指標(biāo)
首先,作為專業(yè)化初中物理教師,在進(jìn)行電功率知識傳授期間,需要同時關(guān)注個體情感價值觀熏陶實(shí)效,提倡現(xiàn)場學(xué)習(xí)交流模式的多樣化表現(xiàn)特征,真正令學(xué)生透過生活掌握各類物理知識,同時做好今后應(yīng)對社會各項(xiàng)職業(yè)挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備工作。
其次,督促初中生盡快地熟練掌握電功率相關(guān)計(jì)算公式的應(yīng)用規(guī)則。事實(shí)上,任何公式都存在專屬的適用規(guī)則,只要確保初中生能夠?qū)⑦@方面細(xì)節(jié)了解透徹,就能盡量規(guī)避日后解題過程中公式錯用問題。有關(guān)這部分公式類型具體表現(xiàn)為:
(1)原始公式。電功率的定義式P=W/t,適合于任何電路;經(jīng)驗(yàn)式P=UI和W=UIt,適合于任何電路;焦耳定律Q=I2Rt,適合于任何電路;經(jīng)驗(yàn)式W=UIt,適合于任何電路。
(2)推導(dǎo)公式。結(jié)合歐姆定律I=U/R及其變形公式U=IR和R=U/I來推導(dǎo)。因此,適用條件應(yīng)該和歐姆定律相同――只適用于純電阻電路。如,推導(dǎo)公式P=I2R和W=I2Rt,只適合于純電阻電路;推導(dǎo)公式P=U2/R,W=U2t/R,只適合于純電阻電路。
(3)關(guān)系式。根據(jù)電路和不同材料的特點(diǎn),得到的關(guān)系式W=Q,只適合于純電阻電路。其中W是電流流過導(dǎo)體所做的功,Q是電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱;另外P=P1+P2+…+Pn,適合于任何電路。
(4)比例式。主要是透過串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和公式的合并特征,形成的一種與串并聯(lián)相關(guān)的推導(dǎo)式。如并聯(lián)電路中電功率與電流、電阻的關(guān)系:P1∶P2=I∶I=R∶R,證明在并聯(lián)電路中,電功率之比等于它們所對應(yīng)的電流之比、等于它們所對應(yīng)電阻的反比。
綜上所述,物理公式始終是驗(yàn)證與解決電功率問題的最佳適用性媒介,如若教師能夠在最短時間范圍內(nèi),令學(xué)生熟練地掌握以上公式內(nèi)容,同時自主修繕自身價值觀等思維體系,相信對于此類群體今后升學(xué)挑戰(zhàn)和職業(yè)發(fā)展前景等,都能發(fā)揮出理想的輔助推動功效。這便是如今全面突破初中物理電功率知識教學(xué)難點(diǎn)的核心策略,希望能夠適當(dāng)引起相關(guān)主講教師的關(guān)注。