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導語:在歐姆定律知識的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學思考;教學研究
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).
[4]王存香.《歐姆定律》教學思考[J].數(shù)理化解題研究,2014(5).
關(guān)鍵詞:歐姆定律;適用范圍;微觀機理;導電材料;能量轉(zhuǎn)化
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)12-0039-2
人教版《普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節(jié)內(nèi)容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開,圖1為教材的兩段文字,意思是當金屬導體的電阻不變時,伏安特性曲線是一條直線,叫做線性元件,滿足歐姆定律;“這些情況”的電流與電壓不成正比,是非線性元件,歐姆定律不適用[1]。隨后,教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線,指出兩個元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時,不論是年輕教師還是學生常常感到疑惑:歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質(zhì)溶液還是線性元件?小燈泡是金屬,又是非線性元件,究竟是否滿足歐姆定律?
[導體的伏安特性曲線 在實際應用中,常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U,這樣畫出的I-U圖象叫做導體的伏安特性曲線。對于金屬導體,在溫度沒有顯著變化時,電阻幾乎是不變的(不隨電流、電壓改變),它的伏安特性曲線是一條直線,具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。圖2.3-2中導體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個實驗定律,實驗中用的都是金屬導體。這個結(jié)論對其他導體是否適用,仍然需要實驗的檢驗。實驗表明,除金屬外,歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用,但對氣態(tài)導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件并不適用。也就是說,在這些情況下電流與電壓不成正比,這類電學元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來
1826年4月,德國物理學家歐姆《由伽伐尼電力產(chǎn)生的電現(xiàn)象的理論》,提出歐姆定律:在同一電路中,通過某段導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。歐姆實驗中用八根粗細相同、長度不同的板狀銅絲分別接入電路,推導出 ,其中s為金屬導線的橫截面積,k為電導率,l為導線的長度,x為通過導線l的電流強度,a為導線兩端的電勢差[2]。當時只有電導率的概念,后來歐姆又提出 為導體的電阻,并將歐姆定律表述為“導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比?!?/p>
關(guān)于歐姆定律的m用范圍,一直存在爭議,筆者認為可以從不同角度進行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導電材料看適用范圍
歐姆當年通過對金屬導體研究得出歐姆定律,后來實驗得出歐姆定律也適用于電解質(zhì)溶液,但不適用于氣體導電和半導體元件。
從微觀角度分析金屬導體中的電流問題,金屬導體中的自由電子無規(guī)則熱運動的速度矢量平均為零,不能形成電流。有外電場時,自由電子在電場力的作用下定向移動,定向漂移形成電流,定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場力作用下加速運動,與金屬晶格碰撞后向各個方向運動的可能性都有,因此失去定向運動的特征,又回歸無規(guī)則運動,在電場力的作用下再做定向漂移。如果在一段長為L、橫截面積為S的長直導線,兩端加上電壓U,自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長有短,設平均時間為τ,則自由電子在下次碰撞前的定向移動為勻加速運動,
2.2 從能量轉(zhuǎn)化看適用范圍
在純電阻電路中,導體消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱,由UIt=I2Rt,得出 在非純電阻電路中,導體消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,其余部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能(機械能、化學能等), 因此,歐姆定律適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路。
金屬導體通電,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是純電阻元件,滿足歐姆定律。小燈泡通電后,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,燈絲溫度升高導致發(fā)光,部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能,因此小燈泡也是純電阻,滿足歐姆定律。電解質(zhì)溶液,在不發(fā)生化學反應時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,也遵守歐姆定律。氣體導電是因為氣體分子在其他因素(宇宙射線或高電壓等條件)作用下,產(chǎn)生電離,能量轉(zhuǎn)化情況復雜,不滿足歐姆定律。半導體通電時內(nèi)部發(fā)生化學反應,電能少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,不滿足歐姆定律。電動機通電但轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,遵從歐姆定律;轉(zhuǎn)動時,電能主要轉(zhuǎn)化為機械能,少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,為非純電阻元件,也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個量與另一個量按比例、成直線關(guān)系,非線性元件指兩個量不按比例、不成直線的關(guān)系。在電流與電壓關(guān)系問題上,線性元件阻值保持不變,非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變,在求解含有非線性元件的電路問題時通常借助其I-U圖像。
從 知導體的電阻與自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時間有關(guān),自由電子和晶格碰撞將動能傳遞給金屬離子,導致金屬離子的熱運動加劇,產(chǎn)生電熱。由 知導體的溫度升高,τ減小,電阻增大。因此,導體的電阻不可能穩(wěn)定不變。當金屬導體的溫度沒有顯著變化時,伏安特性曲線是直線,滿足“電阻不變時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的,溫度降低時,金屬導體的電阻減小,當溫度接近絕對零度時,電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線,是非線性元件,當燈泡電阻變化時,仍有I、U、R瞬時對應,滿足歐姆定律 如同滑動變阻器電阻變化時也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結(jié)論
綜上所述,從導電材料的角度看,歐姆定律適用于金屬和電解質(zhì)溶液(無化學反應);從能量轉(zhuǎn)化的角度看,歐姆定律適用于純電阻元件。對于線性元件,電阻保持不變,導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,歐姆定律適用。從物理學史推想,歐姆當年用八根不同銅絲進行實驗,應該是研究了電壓保持不變時,電流與電阻的關(guān)系,以及電阻保持不變時,電流與電壓的關(guān)系。雖然都是非線性元件,小燈泡是金屬材料,是純電阻元件,滿足歐姆定律,二極管是半導體材料,卻不滿足歐姆定律。因此,線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念,我們可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成 上式可以表述為:導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比。這就是我們在初中學過的歐姆定律?!盵1]筆者以為,歐姆定律的內(nèi)容是 這個表達式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個量的關(guān)系,而不是其中的正比關(guān)系和反比關(guān)系,教材沒必要對歐姆定律進行正比反比的表述。
“實驗表明,除金屬外,歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用,但對氣態(tài)導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件并不適用?!苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍,建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開,同時明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。
參考文獻:
[1]普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1[M].北京:人民教育出版社,2010.
關(guān)鍵詞: 新課標 《歐姆定律》 探究性實驗教學
《初中物理新課程標準》將科學探究納入了物理教學的內(nèi)容,旨在將學生學習的重心從過去的過于強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化。
所謂“實驗探究教學模式”,是指學生在教師的引導下,運用已有的知識和技能,充當新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學習模式。
筆者多年從事初三物理教學,結(jié)合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學中進行了嘗試,現(xiàn)談談自己的實踐和體會。
一、在探究過程中,著重應用控制變量法
控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個量與這些因素之間的關(guān)系,往往先控制住其他幾個因素不變,集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響,然后通過比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個物理量之間的關(guān)系,由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系,因此探究步驟中的設計實驗應盡量引導學生分為兩步設計。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系。
要讓學生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時,應保持電阻不變”,設計實驗電路時應考慮:①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢?②怎樣保持導體的電阻R不變呢?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設計并連接電路利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍地增加,并記錄所對應的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系。
要讓學生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時,應保持電壓不變”,實驗探究時應考慮:①怎樣改變導體電阻R的大小?②怎樣保持導體兩端的電壓U不變呢?讓學生討論交流,使學生認識到:當定值電阻的大小發(fā)生變化時,可通過滑動變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。
更換定值電阻,利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對應的電流值,在具體的探究教學中可能會遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時,電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化,如何移動滑動變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復到原來的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面。
二、在探究過程中,讓學生親身體驗,增強課堂教學效果
學生是教學活動的主體,教師對思維活動過程的展開,不能代替學生自己的思維活動。因此,在設計本節(jié)探究活動時筆者以學生為中心,進行分組實驗。激發(fā)學生的求知欲和參與意識,使不同層次學生的認知結(jié)構(gòu)、個性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設計學生活動程序如下:
(1)提出問題:電流與電壓,電流與電阻的關(guān)系?
(2)作出假設:①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設計并進行實驗:①設計電路圖。②設計步驟。③進行實驗。
(4)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調(diào)動學生的積極性。對于初中學生來說,他們已不再局限于看老師演示實驗,都喜歡自己動手操作,通過自己的實踐解決問題。第二,可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學生的操作中的錯誤,物理實驗中一些儀器的使用,要求學生掌握,培養(yǎng)學生正確而良好的操作技能。但是,在實踐過程中,筆者認為學生的練習機會實在太少,有些儀器的使用方法盡管學生課上聽懂了,但真正操作起來并不如想象的那樣簡單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用,學生往往會把電表的串并連搞錯,把正負接線柱接錯等,滑動變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學生對相應知識的掌握情況。對于人的記憶方式來說,自己動手操作過的情景記憶起來要比單純的聆聽接受記憶要牢固得多。
三、在探究過程中,引導學生反思應用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識遷移到另一類知識中,使學生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點的教育。例如,啟發(fā)學生把已有的知識遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識遷移到其他知識的學習中。這樣就使學生不僅提高了知識學習的效率,而且逐漸樹立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點。
例如:在總結(jié)歐姆定律的公式(I=U/R)時,可以壓強的公式為母本,壓強的公式是P=F/S,它的理解可以是:當受力面積一定時,壓強與壓力成正比;當壓力一定時,壓強與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過導體的電流,與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的,所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對于知識和思維不是很完善的初中學生來說,可以很容易地掌握知識,得出結(jié)論。
當然在歐姆定律的探究教學中還有很多地方可以運用知識遷移,例如:在運用探究的基本過程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時,可以反思以往用探究的方法解決過的問題,如液體壓強、深度、液體密度三者的關(guān)系,用以往的經(jīng)驗為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過程中,利用教材對學生進行德育教育
德育是五育之首,新課程標準關(guān)注人的發(fā)展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學科的物理理所當然承擔著重要的德育任務。
在《歐姆定律》探究教學中,筆者首先做了大量的準備工作,這樣學生不僅學得很愉快,而且在心里會產(chǎn)生一種對教師的敬佩之情,并從老師身上體會到一種責任感,這對以后的學習工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學過程中,利用分組實驗的合作性學習潛移默化地對學生進行德育教育,培養(yǎng)他們團結(jié)協(xié)作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學生的學習熱情,樹立崇高理想,榜樣的力量是無窮的,它對學生具有強大的感染力和說服力。
教育部頒布的《物理課程標準》首先提出科學探究,其次才是科學內(nèi)容,它把科學探究作為很重要很有價值的學習方法和教學方法提出來,說明越來越多的教育者注意到探究教學在教改中的重要地位?!稓W姆定律》一課的探究教學不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì),還要做好在探究教學中與學生一起雙向地、互動地建構(gòu)學科知識、促進能力發(fā)展。因此,在初中物理新課標下如何更好地開展探究教學,值得我們探討。
參考文獻:
歐姆定律在中考中的題型主要有填空題、選擇題、圖像題、問答題、實驗探究題、計算題等。填空題、選擇題、圖像題主要考查歐姆定律的基礎(chǔ)知識,實驗探究題主要集中在探究電流與電壓、電阻的關(guān)系及伏安法測電阻上,問答題一般在實際應用方面出題,計算題主要考查歐姆定律的計算。
重點考查:
1.探究實驗:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測電阻及變形;
2.歐姆定律的意義及應用:對歐姆定律的理解及應用歐姆定律解決問題。
考查熱點:
1.實驗:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測電阻及變形;
2.理解:對歐姆定律的理解;
3.應用:應用歐姆定律分析動態(tài)電路、計算及解決實際問題。
考點1: 電流與電壓、電阻的關(guān)系
例1:小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系。已知電源電壓為6V,滑動變阻器R2的最大電阻為20Ω,電阻R1為l0Ω。實驗過程中,將滑動變阻器滑片移到某一位置時,讀出電阻R1兩端電壓為4V,并讀出了電流表此時的示數(shù)。緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實驗,可供選擇的電阻有l(wèi)5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個,為了保證實驗成功,小華應選擇的電阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究電流與電阻的關(guān)系時,必須要控制電阻R1兩端的電壓一定,即R1兩端電壓U1=4V不變。要能保證實驗成功,滑動變阻器兩端電壓控制為6V-4V=2V,R2中也就是電路中的最小電流為2V/20Ω=0.1A,此時定值電阻最大為U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能選擇l5Ω、30Ω的電阻。
答案:15,30。
點撥: 探究電流與電阻的關(guān)系,要改變電阻大小,而必須控制其兩端電壓一定。
考點2: 歐姆定律表達式及其物理意義
例2:關(guān)于歐姆定律公式I= ■,下列說法正確的是( )。
A.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導體兩端的電壓越大,其電阻越大
C.據(jù)歐姆定律公式變形可得R= ■,可見導體電阻大小與通過它的電流與它兩端電壓有關(guān)
D. 根導體電阻的大小等于加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值
解析:I、U、R三者不能隨意用正比、反比關(guān)系說明,R=U/I,它是電阻的計算式,而不是決定式,導體的電阻是導體本身的性質(zhì),與電流電壓無關(guān),只與導體的長度、材料、橫截面積和溫度有關(guān),但可用電壓與電流的比值求電阻。
答案:D。
點撥:理解歐姆定律中的“成反比”和“成正比”兩個關(guān)系及知道決定電阻大小的因素。
考點3:動態(tài)電路分析
例3:如下圖所示,電源電壓不變.閉合S1后,再閉合S2,電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) 。(選填“變大”、“變小”或“不變”。)
解析:當閉合S1后,再閉合S2,此時R2被短路,電壓表接到電源兩端,因此電壓表示數(shù)變大,此時電路中的總電阻減小,電流表示數(shù)也變大。
答案:變大,變大。
點撥:分清原來開關(guān)閉合時電路狀態(tài)和兩個開關(guān)同時閉合時電路的狀態(tài)。
考點4:歐姆定律計算
例4:實驗室有甲、乙兩只燈泡,甲標有“15V 1.0A”字樣,乙標有“10V 0.5A”字樣。現(xiàn)把它們串聯(lián)起來,則該串聯(lián)電路兩端允許加的最高電壓為(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲燈的電阻是R甲=■=■=15Ω。乙燈的電阻R乙=■=■=20Ω,兩燈串起來后,總電阻是15Ω+20Ω=30Ω,允許通過的最大電流是0.5A,所以最高電壓是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
點撥:不能把兩額定電壓的值相加作為最高電壓;串聯(lián)應取小電流。
考點5:電阻的測量
例5:現(xiàn)有一個電池組,一個電流表,一個開關(guān),一個已知電阻R0,導線若干,用上述器材測定待測電阻Rx的阻值,要求:①畫出實驗電路圖;②簡要寫出實驗步驟并用字母表示測量的物理量;③根據(jù)所測物理量寫出待測阻值Rx的表達式。
解析:此題是伏安法測電阻的變形――雙安法,在兩表一器不全的情況下設計電路測電阻,因有電流表和定值電阻,故設計并聯(lián)電路,測出兩支路電流,利用電壓相等,電流比等于電阻反比列關(guān)系式解答。答案不唯一,但基本原理是設計成并聯(lián)電路。
關(guān)鍵詞:物理定律;教學方法;多種多樣
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,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
(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。
(4)機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結(jié)出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。(5)動量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結(jié)。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規(guī)律,也不違反科學規(guī)律。中學階段有關(guān)動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質(zhì)點系內(nèi)部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
分析其根源:初中電學抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學概念、定律及計算公式常常使學生不知所措,然而電學綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點,并且綜合性強、障礙設置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學習電學的過程中注重以下策略,可以有效提高學習效率:
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標準》指出:“實驗是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學生能動腦動手地“學”科學,改變過去以書本為主、實驗為輔的教與學的方式,把實驗地位空前提升。要解決學好抽象的電學這個問題,以實驗課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學習抽象的電學。
利用課外活動時間讓學生走進實驗室操作,并且利用多媒體、實物講解操作過程:什么是串聯(lián)?什么是并聯(lián)?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)?講解連接電路時要注意的事項。對于特別害羞的女同學,她們不敢動手,要善于開導,訓練她們的膽量,提高她們的動手實踐能力,讓她們通過實驗體會接線柱接反了的現(xiàn)象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實物圖之間的互相轉(zhuǎn)化。
二、培養(yǎng)探究意識,做好探究性教學實驗
在實施素質(zhì)教育的過程中,物理教學主要是以探究性學習為主,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、設計方案、動手操作、思考解決、得出結(jié)論等具體步驟,讓學生自主地參與教學的整個過程。電學學習更是如此。
為此,要精心設計實驗,激發(fā)學生探究的主體性,做好探究性實驗,充分發(fā)揮探究式邊學邊實驗的教育功能,實現(xiàn)教與學的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實驗做一遍,然后直接把結(jié)論告訴學生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關(guān)系”時,可以創(chuàng)設這樣的情境: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,是在學習了電流、電壓、電阻三個重要物理量的基礎(chǔ)上來學習這三個物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個電學的重要規(guī)律,奠定了整個電學的基礎(chǔ),是學習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,歐姆定律是學好電學的關(guān)鍵。
歐姆定律最難理解的知識點是:
當導體兩端電壓一定時,導體的電流與導體中的電流成反比?
當導體電阻一定時,導體兩端電壓與導體中的電流成正比?
學生初學歐姆定律時最難理解知識點,所以在實驗時應注意探究的方法、結(jié)合圖像得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。首先鞏固練習電路分析,然后理解串并聯(lián)電路的特點,利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關(guān)系式(電源電壓一般不變、串聯(lián)電流相等、并聯(lián)電壓相等……),若能熟能生巧,在做計算題時,這些隱含的條件便會在學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體或同一段電路上對應的物理量。不同的導體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關(guān)系。因此在運用歐姆定律公式時,必須將同一個導體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應,再帶入計算。對于歐姆定律及導出公式,前者既有物理意義又有數(shù)學意義,后面兩個只有數(shù)學意義,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,電學難題就迎刃而解了。
四、加強學生說題訓練,升華學生思維
新課程倡導自主、合作、探究的學習方式,讓課堂激揚,充滿生命活力,讓學生成為學習的主人。但相當多學生來自農(nóng)村,許多學生生性膽怯,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,以此來提高學生學習物理的能力。
利用“說題”來強化所學知識內(nèi)容,通過“說題”為學生學習而設計活動,為學生發(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勃勃、充滿智慧的歡樂與發(fā)展創(chuàng)造的快意。
五、加強變式訓練,總結(jié)中考重要考點
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學”, 題型雜亂,變幻莫測,學生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進步不會很大。為了讓學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,針對電學的一些考點,我進行了以下幾種變式處理練習,簡化學習難度:
(一)經(jīng)典中考試題,變換已知量的數(shù)據(jù)進行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進行的;達到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動變阻器在電學實驗中的作用:
相同點:保護電路;
不同點: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)系實驗中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規(guī)律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實現(xiàn)多次測量,從而減小實驗誤差。
伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時的實際功率。
滑動變阻器在測電阻實驗中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學綜合題有何規(guī)律可循呢?分析歷屆中考物理的電學計算題,我們也稱之為電學綜合題,此題看似簡單,其實暗藏玄機?細分析做此題也有固定的套路:
1.由實物圖轉(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,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
在進行變式練習時,認真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點代面,突出重點;一題多變,等幾個方面進行。應注意練習的層次,層層推進,使學生在解題時達到異中求同、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)知識遷移運用的能力。
實踐證明,通過師生共同努力,在教學過程中吸引學生主動參與學習,注重以上“策略”,初中生完全可以學好物理電學。
參考文獻:
1、《初中物理教學中的問題與對策》東北師范大學出版社
一、滑動變阻器滑片P的移動引起電路中電學三大物理量的變化類
例1:如圖(圖略)所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān),當滑動變阻器的滑片P向左滑動時,各電表的示數(shù)將如何變化:( )A.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變?。籅.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變大;C.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變小;D.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變大。
分析:①首先判斷出這兩個電路的連接方式,電壓表V測量哪個元件兩端的電壓,電流表A測量哪部分的電流;②其次判斷出當滑動變阻器的滑片滑動時,電路中總電阻和總電流的變化情況;③最后結(jié)合歐姆定律和串、并聯(lián)電路電流、電壓的特點分析電流表和電壓表示數(shù)的變化情況。
解答:①電阻R和變阻器R1組成串聯(lián)電路,電壓表V測量滑動變阻器R1兩端的電壓,電流表A測電路中的電流;②當滑動變阻器R1的滑片P向右滑動時,其接入電路阻值變小,電路中總電阻變小,根據(jù)歐姆定律得電路中電流變大,故電流表示數(shù)變大;③定值電阻R兩端的電壓為U=IR,I變大,R不變,因此U變大,故定值電阻R兩端的電壓U變大,電壓表V1示數(shù)變大;因定值電阻R兩端的電壓U變大,電源兩端電壓保持恒定,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點,滑動變阻器兩端的電壓U1會變小,故電壓表V2的示數(shù)變小。故選B。
點評:本題考查了歐姆定律的應用以及滑動變阻器的使用,解決此類問題要判斷滑動變阻器在電路中電阻的變化,再利用串聯(lián)電路的特點和歐姆定律來判斷電表示數(shù)的變化。
例2:電源電壓保持不變,閉合開關(guān),滑動變阻器滑片P從左向右移到中點的過程中,電流表A1、A2、電壓表V的示數(shù)各如何變化?( ) A.電壓表V和電流表A1、電流表A2的示數(shù)都變?。籅.電流表A1的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)保持不變;C.電流表A1示數(shù)變大,電流表A2和電壓表V的示數(shù)不變;D.電流表A2示數(shù)變小,電流表A1和電壓表V的示數(shù)不變。
分析:從圖(圖略)可知,R1和R2組成的是一個并聯(lián)電路,電流表A1測量的是干路電路中的總電流,電流表A2測量的是通過定值電阻R2的電流,首先分析電路中電阻的變化,再利用公式I=U/R來分析電流表示數(shù)的變化,電壓表測量的是R2兩端的電壓,可利用并聯(lián)電路的特點進行分析。
解答:因為R1和R2組成的是一個并聯(lián)電路,電壓表測量的是R2兩端的電壓,故U1=U2=U,而電源兩端電壓保持不變,所以電壓表示數(shù)保持不變;電流表A2測量的是通過定值電阻R2的電流,U2不變,R2不變,由公式I=U/R可知,電流表A2的示數(shù)保持不變;電流表A1測量的是干路中的電流,滑動變阻器滑片P從左向右滑動時,其連入電路中的電阻變小,所以電路中的總電阻變小,而U不變,由公式I=U/R可知,電流表A1的示數(shù)變大,電流表A2的示數(shù)保持不變。故選 C。
點評:本題考查了滑動變阻器對電流表和電壓表的影響,解決此類問題要判斷滑動變阻器在電路中電阻的變化,再利用并聯(lián)電路的特點和歐姆定律來判斷電壓和電流的變化。
二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化類
例3:如圖(圖略)所示,電源電壓不變,當開關(guān)S由斷開到閉合時,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?。籆.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。
分析:先判斷出開關(guān)閉合前后電路的連接方式,再判斷電壓表測哪個用電器兩端的電壓,最后根據(jù)歐姆定律解答。
解答:在開關(guān)閉合前,電阻R1和 R2組成串聯(lián)電路。電壓表V測量R2兩端的電壓,開關(guān)閉合后,電阻R1被局部短路,此時,電壓表測量R2兩端的電壓,同時也測量電源兩端的電壓,因此電壓表V的示數(shù)和原來相比將變大。
開關(guān)閉合前,電流表測量串聯(lián)電路的電流;開關(guān)閉合后,由于電阻R1和電流表被局部短路,所以電流表的示數(shù)為零,和原來相比電流表的示數(shù)將變小。故選C。
點評:知道串聯(lián)電路的特點,熟悉電壓表的使用,會靈活應用歐姆定律。
例4:如圖(圖略)所示的電路,電源電壓保持不變,當開關(guān)s閉合時,電表示數(shù)的變化情況是:( )A. A1示數(shù)不變,A2示數(shù)減小;B. A1示數(shù)不變,A2示數(shù)增大;C. A1、A2的示數(shù)均增大;D.A1示數(shù)減小,A2示數(shù)減小。
分析:先判斷出電阻的連接方式和電流表是測量哪個電阻的電流后分析解答。
解答:兩個電燈是并聯(lián)的,電流表A1測支路中的電阻R1的電流,電流表A2測干路中的電流,當開關(guān)閉合后,電阻R1兩端的電壓還等于電源電壓,故電流表A1的示數(shù)不變;而電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律得,干路中的電流變大,故電流表A2的示數(shù)變大。故選B。
關(guān)鍵詞:《閉合電路歐姆定律》;教學設計;高中物理
一、教學設計
1.課題
閉合電路的歐姆定律(人教版普通高中課程標準實驗教科書選修3-1)
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點,是歐姆定律的延伸,教材從能量入手,循序漸進地引導學生推出閉合電路的歐姆定律,教學過程簡單、學生易于接受。之后應用定律解決物理規(guī)律問題,使學生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導出,將理論應用于實際。
3.教學目標
知識與技能:①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動勢等于沒接入電路時兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法:①培養(yǎng)自主學習能力。②培養(yǎng)獨立思考、自主探究物理問題的能力。情感態(tài)度與價值觀:①激發(fā)學習興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和合作學習精神。
4.教學重、難點
教學重點:①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學難點:①閉合電路歐姆定律的應用。②路端電壓與負載的關(guān)系。
二、教學過程
1.自主學習
課前教師下發(fā)學案,學生根據(jù)學案進行預習,重點思考并回答以下問題:
(1)什么是電源?
(2)電源電動勢的概念和物理意義是什么?
(3)什么是內(nèi)電路?什么是外電路?在回路中的電流方向如何?
(4)在內(nèi)、外電路中電勢是如何變化的?
(5)怎樣計算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能?
(6)如何計算電池內(nèi)部非靜電力所做的功?
(7)內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系?
(8)路端電壓與負載的關(guān)系是怎樣的?
【設計意圖】課前預習使學生將學習活動延伸到了課外,保證了學生思考的空間,增加了有效學習的時間。只有學生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識,需要學習哪些知識,才能有針對性地進行相關(guān)復習、查閱資料,避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象,學生帶著問題積極主動地學習新知識,滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識發(fā)展的需要,有利于開發(fā)學生學習物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預習情況交流學習。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容,師傅補充完善不足之處,在合作中解決疑難問題,突破重難點。教師巡視了解每對師徒的學習情況,對學習過程中存在疑問的師徒進行適當?shù)闹笇?,對學習深度不夠的師徒進行誘導點撥。如,有些師友根據(jù)理論知識推導出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受,此時教師應該提醒學生設計實驗對其進行驗證;在師友探討路端電壓與負載的關(guān)系之前,教師應提出問題:能否用實驗探究路端電壓與負載的關(guān)系,并引導師友合作設計實驗方案,完成實驗步驟,分析實驗數(shù)據(jù)完成U-I圖像,進而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設計意圖】該環(huán)節(jié)采用學生之間交流合作學習的方式完成本節(jié)課的教學內(nèi)容,并在教師的點撥下激發(fā)了學生動手設計實驗驗證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性,從而通過學生的親身經(jīng)歷完成了教學重難點內(nèi)容的學習。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學中教師“高高在上”的地位,而是十分“親民”走到學生之中參與、啟發(fā)、引導學生學習,消除了教師與學生之間的距離感。同時,學生之間通過交流不僅可以在學習上取長補短、互利共贏,更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展,這樣不但能鍛煉學生與人交流合作的能力,又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵學生積極上臺講解本節(jié)課自己學到的知識,板演相關(guān)例題,其他學生認真聽講并進行補充,也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點進行全班討論。教師注意指導學生使用物理術(shù)語,規(guī)范學生的解題步驟,引導學生歸納需要注意的問題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設計意圖】全國教育心理學研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)教師所青睞的講授式教學方式學生對知識的記住率只有5%,而極少數(shù)教師鼓勵的學生教別人的方法,使學生本人對知識的記住率高達95%。本環(huán)節(jié)中,教師把課堂真正讓位給學生,讓學生做主講,不但鍛煉了學生的表達能力,同時在學生教會其他同學時自己也會收獲新的體會,而全班同學的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作,真正實現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進步的高效課堂的發(fā)展趨勢。
4.總結(jié)歸納
教師組織學生一起梳理本節(jié)課的知識點,針對學生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯誤的知識點予以講解;明確學生易混、易錯、易漏的問題,對解題規(guī)律、注意事項、解題方法和技巧等進行全面的總結(jié),歸納出知識體系,以便學生能夠得心應手的運用。例如,教師應強調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動勢與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系,他們的本質(zhì)是不同的,電動勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小,而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小,因而用電壓表直接接在電源兩級上,其示數(shù)不等于電源電動勢,但很接近電源電動勢:U=IRV=?RV=,當RV>r時,U≈E。
【設計意圖】本節(jié)課的問題是由學生自己發(fā)現(xiàn)解決的,規(guī)律也是由學生自己探究驗證出來的,甚至例題都是學生自己解讀體悟的,可以說全程都是由學生自己完成的,因而在本環(huán)節(jié)中學生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識體系,真正做到將學來的知識變?yōu)樽约核鶕碛械闹R,實現(xiàn)學習效率的最大化。
5.當堂鞏固
教師根據(jù)學生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題,學生在規(guī)定時間完成后師友當堂交換批改,之后交流做題心得與體會。教師檢查學生的掌握情況,布置課后作業(yè)。
【設計意圖】本環(huán)節(jié)的設計意在幫助學生檢驗學習成果,深化學生對各個知識點的認知,培養(yǎng)他們自行解決物理問題的信心和決心,端正學生的學習態(tài)度。同時,教師可以根據(jù)學生的掌握情況,及時反饋、適時調(diào)整并通過課后作業(yè)將學生的學習活動延伸到課下,為下節(jié)課埋下伏筆,使整堂課留有余味。
三、課堂教學設計建議
在設計學案時應當充分分析教材以及學生,做到環(huán)環(huán)相扣,循序漸進地引導學生完成自學;在學生進行交流探究時,教師應該注意學生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學內(nèi)容相關(guān),探究要有深度不能屈于表面;在互助提高階段,教師應該積極鼓勵內(nèi)向的學生大膽發(fā)言,提高其與同學溝通以及表達能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學設計依據(jù)高中學生個性心理發(fā)展特點,通過課前預習以及課上互助式學習充分地調(diào)動學生的主觀能動性,有利于改變傳統(tǒng)教學方式在高中物理教學中出現(xiàn)的弊端,以便于為物理教師的有效教學提供參考。
參考文獻:
[l]李志剛.“和諧互助”式教學策略研究概述[J].中國教育學刊,2010,31(12).
[2]李志剛,吳越.活力課堂[M].上海:上海教育出版社,2009.
【關(guān)鍵詞】短路 用電器短路 歐姆定律
短路現(xiàn)象在初中物理學習過程中經(jīng)常會遇到,也被視為一個電學難點問題。實際上,不管哪一種短路首先應該是能判斷出是短路現(xiàn)象再做不同的處理。而且關(guān)于短路現(xiàn)象,在不同的學習階段可以用不同的方法來判斷和理解。一般情況下,電路短路分電源短路和用電器短路。
電源短路:就是把電源的兩端用導線直接或間接相連,中間沒有通過任何用電器。如果在復雜電路中,可以找出一條路直接從電源的正極走向負極中間不通過任何用電器,那就視為短路,因為電流總是走捷徑的,電源短路是很危險的,容易造成電源燒毀甚至火災。
用電器短路:簡單的可以說成拿一根導線把用電器兩端連接起來,電流通過導線,電流沒有通過用電器,用電器不工作,視為短路。
對于電源短路現(xiàn)象,比較好判斷,用電源短路的概念很容易判斷出來,以下主要的談一下用電器短路現(xiàn)象。
一、在剛開始接觸電學時,由于剛接觸電學部分的知識,學生缺少基本的理論知識,此時,只要能判斷出短路現(xiàn)象就可以,判斷是否短路時可以用“電流能不經(jīng)過用電器就不經(jīng)過用電器”這一句話來判斷。
例如:如圖1所示,從A點到B點有兩條路,一條是從A經(jīng)燈泡L到B,另一條則是從A經(jīng)C到B。這兩條路第二條不用經(jīng)過用電器,由“電流能不經(jīng)過用電器就不經(jīng)過用電器”判斷知,電流是從A經(jīng)C到B的,燈泡L被短路了。
二、當歐姆定律學過之后,結(jié)合并聯(lián)電路和串聯(lián)電路中的規(guī)律可對短路現(xiàn)象有進一步的理解:
例如圖2:虛線框內(nèi)部分電路為并聯(lián)電路,假設它的等效電阻值R2,導線ACB的電阻為R3,則根據(jù)并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律得:
由于,因此,也就是說,虛線框內(nèi)部分電路的等效電阻值是小于導線ACB的阻值的。而電阻R和等效電阻R2是串聯(lián)在電路中的:
由歐姆定律得: 因為
所以即
又因為R2遠小于R,因此等效電阻R2兩端的電壓U2遠小于R兩端的電壓U1,也就是說R2兩端的電壓非常的小。