發布時間:2023-10-13 16:08:10
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的歐姆定律的結論樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
一、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,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含義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當做第二定律的特例;慣性不是狀態量,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,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。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。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,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F=Kma中,比例系數K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質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,也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(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(只有系統內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。
五、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。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,多數難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內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、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學時應注意:①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言;“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念,并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應明確,普通物理學中的歐姆定律公式多數是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
關鍵詞:歐姆定律;電流;電壓;電阻
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0086
實驗是從感性到理性認識的過程,是從具體到抽象、從簡單到復雜的思維形成過程,符合學生的身心特點和認識過程。因此,實驗既是學習物理的重要基礎,又是物理教學的重要內容、方法和手段。利用實驗可以培養學生多方面的能力,通過對實驗原理的理解、觀看或親自動手進行操作、信息(現象或數據)的獲取、分析綜合等過程,可以培養學生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學的重要定律之一,它把電流、電壓和電阻三者融為一體,它在電學中起到橋梁和紐帶的作用,同時歐姆定律的探究能力培養、考查學生的綜合能力,所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點。
例:某實驗小組的同學探究電流與電壓的關系時,用到如下器材:電源為2節干電池,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(標有“10Ω,2A)字樣,開關1個,導線若干(如圖1所示);設計的電路如圖2所示,
(1)在這個實驗中,電壓表應選用的量程為 ,電流表應選用的量程為 。
(2)這個實驗的探究方法是 ,其中被控制的變量是 ,下面是他們獲取的幾組實驗數據。
(3)實驗中他們選用的定值電阻為 Ω。
(4)請在圖3的坐標系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
(5)請根據電路圖用筆畫線代替導線,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,電流表的示數變大。
(6)分析表中的數據或圖象,可得到的初步結論是:
解析:(1)根據題目中給定的條件可知:電路中的電源為2節干電池,所以最大電壓為3V,因此電壓應選量程為0~3V(或3V);當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,所以電流表應選量程為0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于電路中的電流與導體導體兩端的電壓有關,也和這段導體的電阻有關,所以要探究電流與電壓、電阻三者關系時應采用的探究方法是控制變量法。這個實驗是探究電流與電壓的關系,所以應控制的變量是電阻。
(3)在這個實驗中所給的定值電阻有三個,那究竟用的那個電阻呢?這就要根據表中的實驗數據,通過計算來確定。I=■,R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應該為5Ω。
(4)根據表中的實驗數據,在坐標系上將對應的電流值、電壓值進行描點,再用筆畫線將這些點連接起來,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,當電壓為0時,電流也為0,所以坐標原點為0。但根據電流、電壓值所描繪的線表示電阻,而電阻是導體的一種屬性,它的大小由導體的長度、橫截面積、材料和溫度決定,而與電流、電壓無關,所以這條線不能以過坐標原點,如果經過坐標原點,那就會得出電壓為0,電流為0時,電阻也為0的這種錯誤結論。
(5)電流表要串聯在電路中,電壓表要并聯在被測電阻兩端,又因為滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數變大,即說明當滑片向左移動時,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)不論是從表中的數據還是從圖象分析都可以得出結論:在電阻一定時,導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。
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,導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。
點評: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、數據的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學合理的實驗結論等進行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題,難度較大,綜合性也很強的實驗題目,考查了學生的實驗技能,很好地體現了新課程標準理念。
關鍵詞:全電路;歐姆定律;實驗教學;感性教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一,技工院?,F在使用的《電工基礎》教材(中國勞動社會保障出版社出版,第四版)中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律,由于中學物理課本已作詳細介紹,學生容易接受,但對于全電路歐姆定律,由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜,再加上教材未附相應的實驗,學生缺乏感性認識。因此,學生很難理解和接受,也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產生的困惑和疑問,借助實驗來幫助學生理解,收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續章節中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程,作為教師,要組織好全電路歐姆定律教學,必須先明確教學目標,做到心中有數,才能更好地開展教學。
知識目標:(1)理解電動勢、內電阻、外電阻、內電壓、外電壓、端電壓、內壓降等物理量的物理意義;(2)掌握全電路歐姆定律的表達形式,明確在閉合電路中電動勢等于內、外電壓之和;(3)掌握端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律;(4)掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標:(1)通過實驗教學,培養學生的觀察和分析能力,使學生學會運用實驗探索科學規律的方法;(2)通過對端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律的討論,培養學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多,且各物理量之間的關系復雜。因此,首先,應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路,如圖1所示。其中,R代表負載(即用電器,為簡化電路,只畫一個),r代表電源的內電阻(存在于電源內部),E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內、外兩部分,電源外部的叫外電路(圖1中方框以外的部分),電源內部的叫內電路。外電路上的電阻叫外電阻,內電路上的電阻叫內電阻。當開關S閉合時,電路中就會有電流產生,I=,該式表明:在一個閉合電路中,電流強度與電源的電動勢成正比,與電路中內電阻和外電阻之和成反比,這個規律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律,要先理解以下幾個物理量的物理意義:第一個是電動勢,它是指在電源內部,電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象,涉及知識面較廣,要使學生全面、深刻地理解它是有困難的??紤]到學生的接受能力和滿足后續知識的需要,需向學生講清兩個問題:一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓;二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領,是由電源本身的性質決定的。第二個是電源的端電壓(簡稱端電壓),它是指電源兩端的電位差(在圖1中指A、B兩點之間的電壓,也等于負載R兩端的電壓)。需要注意的是,端電壓與電動勢是兩個不同的概念,它們在數值上不一定相等。第三個是內壓降,它是指當電流流過電源內部時,在內電阻上產生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為:“在閉合電路中,電動勢等于內、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規律,也是學生容易產生疑惑的地方??梢岳醚菔緦嶒瀬眚炞C各物理量之間的變化規律,以增加學生的感性認識,提高學生的邏輯推理能力。
第一,驗證電源內電阻的存在并計算其大小。對于電源的內電阻,由于存在于電源的內部,既看不見,也摸不著,學生對此存在質疑。為此,可用圖2進行實驗,不但可以證明內電阻的存在,還可測出內電阻的大小。在圖2中,用1節1號干電池作電源,電阻R為已知值(可根據實際情況選定)。開關閉合前,記下電壓表的讀數U1(此值即為干電池的電動勢),開關閉合后,記下電壓表的讀數U2,發現U2比U1小(見表1),就是因為電源內部存在內電阻的緣故。
根據公式r=R可算出該電池的內電阻。再用不同型號的干電池(如5號干電池、7號干電池)進行重復實驗,發現它們的電動勢雖然相等(為了后面實驗的需要,盡量選用電動勢相等的電池,并保留這些電池),但內電阻不一定相同。
第二,端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示,用1節1號干電池作為電源,移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的讀數變化,并將它們的讀數記錄到表2中。通過觀察發現:當滑動片從左向右移動時(為保證實驗設備安全,滑動片不要移到最右端),電流表的讀數慢慢變大,電壓表的讀數慢慢變小;當滑動片從右向左移動時,電流表的讀數慢慢變小,電壓表的讀數慢慢變大。由此得出結論:端電壓隨外電阻上升而上升,隨外電阻下降而下降。根據表2中的數據可繪成曲線(如圖4所示),即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出:電源端電壓隨著電流的大小而變化,當電路接小電阻時,電流增大,端電壓就下降;當電路接大電阻時電流減少,端電壓就上升。
思考:如果滑動片移到最右端,電壓表、電流表的讀數將為多少?
第三,端電壓與內電阻r的關系。
根據公式U=E-Ir分析可知:當電流I 不變時,內阻下降,端電壓就上升;內阻上升,端電壓就下降。實驗電路同圖3,只需將電路中的電源用前面已測過內阻值的不同型號的電池代替即可,觀察電流表、電壓表的讀數,上述結論即可得到驗證。
應用規律,解決實際問題
首先向學生提出問題:你是否注意到,電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些?這個現象的原因何在?在回答這個問題之前,可先通過實驗驗證這一現象的存在,如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同,先將開關全合上,使燈泡發光,再逐個斷開開關,發現燈泡逐漸變亮,原因分析:隨著開關的斷開,外電阻增大,導致干路電流減小,使得內壓降下降,從而端電壓增大,即燈泡兩端的實際電壓增大,故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中,如果盡可能地增加一些實驗,通過生活中的實驗記錄其數據并指導學生得出規律,提高感性認識,不但可以提高學生的學習興趣,也會提高教學效果。
參考文獻:
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[3]王兆良.關于“全電路歐姆定律”的教學[J].福建輕紡,2007(2).
內容看起來很少,本節還要花不少時間進行電流、電壓、電阻以及電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法的復習。必須具有一定的知識儲備才能學好“歐姆定律”。
要做好兩次演示實驗,這為學生實驗“伏安法測電阻”打下基礎。并注意兩次演示實驗的異同,講清實驗過程中電流表、電壓表及滑動變阻器的正確連法,以及滑動變阻器在兩個實驗中作用的異同,以及注意事項。
讓學生感知實驗探究電流跟電壓、電阻的關系,經歷科學探究的全過程,使學生感悟:“控制變量”來研究物理多因素問題,是一種有效的科學方法。
第二節“歐姆定律及其應用”繼第一節后對數據的分析歸納,通過用列表法、觀察法、數學比例法、圖象法、類比法、分析、綜合與歸納等方法來對實驗數據進行研究的一些科學方法。從而分析電流、電壓、電阻三者之間的定量關系——歐姆定律及其表達式。最終培養學生運用這些方法對實驗數據進行研究、分析、歸納、概括物理規律的一些能力。
又通過實驗探究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”。歐姆定律是電學中最基本的定律,是分析解決電路問題的關鍵。
在教學中這一節可分為四課時教學:
第一課時理解歐姆定律,進行簡單計算(求電流、電壓和電阻的三種書寫格式),初步掌握運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法;可補充:有兩個用電器的簡單計算(注意強調用不同角碼區分不同用電器)。為下節課講串并聯電阻關系作鋪墊。
第二課時通過歐姆定律的推導定量研究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”,得出:
串聯電路:R=R1+R2
并聯電路:1/R=1/R1+1/R2
第三課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點練習靜態固定電路的相關計算;培養學生分析問題、解決問題的能力,注意教給學生解題思路、規范解題。
串聯電路的特點:
①電流:I=I1=I2
②電壓:U=U1+U2
③電阻:R=R1+R2
④串聯分壓成正比,即
U1:U2=R1:R2
電阻變大分得的電壓變大,電阻變小分得的電壓變小。
并聯電路的特點:
①電流:I=I1+I2
②電壓:U=U1=U2
③電阻:R=1/R1+1/R2
④并聯分流成反比,即
I1:I2=R2:R1
電阻變大通過的電流變小,電阻變小通過的電壓變大。
第四課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點,練習動態電路的相關計算。
動態電路------由于開關的通斷、滑動變阻器滑片的移動導致電路中的物理量發生變化的電路。
簡化電路的方法:
1、電流表看成導線,電壓表看成斷路。
2、短路和斷路的電路可以去掉。
3、閉合的開關看成導線
解決變化電路問題的關鍵是把動態電路變成靜態電路(電路的識別),可以把電流表簡化成導線,將電壓表簡化成斷開的或干脆拿掉。把閉合的開關看成導線,把被局部短路的用電器拿掉;把開關斷開的支路去掉,來簡化電路。畫出每次變化后的等效電路圖,標明已知量和未知量,再根據有關的公式和規律去解題。
第三節“測量小燈泡的電阻”是歐姆定律內容的延續,教學過程中以學生為主,本節主體內容是利用電壓表、電流表測算出小燈泡的電阻,通過實驗探究去發現燈絲電阻變化的規律,并最終找到影響燈絲變化的因素及它們之間的相互關系。注意多測幾組數據,指明不能用平均法求電阻值(測量定值電阻的阻值用平均法求電阻值)。
通過本實驗,進一步讓學生認識到導體的電阻大小是導體本身的一種性質,與導體兩端的電壓和導體中的電流無關,只與導體的材料、長度、橫截面積有關,此外跟溫度有關。這也為電功率中“測量小燈泡的電功率”作了鋪墊。
第四節“歐姆定律及其安全用電”:課前安排學生收集安全用電的常識,課堂上進行交流,教師進行補充。再播放《安全用電》視頻。
節課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手,讓學生學會運用已學的電學知識,解決有關生活中的實際的問題,既增強自我保護意識,又提高在幫助他人時講安全、講規則、講科學的意識。
另外本節涉及電路故障(斷路或短路),在教學中應加強練習,注意區分兩者對電路造成的影響,以及電路中電流表、電壓表的變化。要求學生懂得一些簡單的電路故障的問題,學會簡單的故障排除方法,目的是為了培養學生基本的生活技能。了解短路的知識,使學生懂得安全用電的基本常識,提高安全用電的意識。
教材中介紹了避雷針,使學生注意防雷的重要性,提高自我保護的意識。
通過學習本節教材的知識,學生能了解日常安全用電常識,規范日常用電行為,了解家庭電路中常見故障,提高了學生利用知識解決實際問題的能力。通過學習,使學生認識到電給人類社會帶來了材富,改善了人民的生活。但是,有生產和生活中,如果不注意安全用電,電也會給人類帶來災害。
關鍵詞:探究性實驗教學; 閉合電路歐姆定律; 模擬實驗; 學生實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A文章編號:1006-3315(2014)05-155-002
在科學技術快速發展的今天,實施以創新精神和實踐能力為重點的素質教育,重要的著眼點是轉變學生的學習習慣和學習方式。大多數民考民預科生模仿性學習心理是構成接受知識的主要因素。這種依賴性強,靠模仿去接受知識的習慣,是一種較為簡單的學習心理,民考民預科生普遍認為物理難學。究其原因難在學生各方面能力與預科物理學習要求的差距大。預科階段,乃至大學階段,要求自主學習物理。不同于自學,它是指學生在教師的指導下,以學生自己的體驗、參與和探究為主,從自身社會生活實踐中獲取物理知識,并創造性地解決生活中的問題的一種學習方法。怎樣才能把課堂教學與探究性學習、發現性學習和自主性學習相結合?在大力倡導探究性實驗教學的今天,迫切需要大量優秀的、具有創新性的探究實驗來豐富我們的課堂教學。為此,我們立足民考民預科生學習特點,對探究式實驗教學作一些有益的嘗試,希望能夠引領學生較為深入地學習物理的相關理論、方法、技能;提高學生的科學素養,激發學生實驗探究的興趣;增強學生的創新意識;培養學生實事求是,嚴謹認真的科學態度;養成交流與合作的良好習慣;發展學生的實踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節做探究性實驗教學設計。
一、教材和教學對象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動勢和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動勢的概念是閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎。其基本內容有兩個方面:電源電動勢由電源本身性質決定的,它表征了電源將其他形式的能轉化成電能本領的大小。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路里電源電動勢等于內外電壓之和。本節難點是路端電壓和外電阻之間的關系。學生通過多媒體的仿真實驗記錄數據,導出規律,使學生有感性的認識,課后讓學生進入實驗室,在做好仿真實驗的前提下,進行實驗,驗證結論,減少盲目性。
二、教學目標
1.知識目標
理解電動勢的定義。理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關的電路問題。理解路端電壓隨電流(或外電阻)關系的公式表達和圖象表達,并能用來分析、計算有關問題。知道閉合電路中能量的轉化。
2.能力目標
通過路端電壓與外電阻的關系實驗探究,培養學生利用“實驗研究,得出結論”的科學思路和方法。研究路端電壓與電流的關系公式、圖象及圖象的物理意義,培養學生應用數學工具解決物理學問題的能力,培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。
3.情感態度與價值觀
通過多媒體仿真探究實驗和課后的學生探究實驗,激發學生求知欲和學習興趣,享受成功的樂趣,體會物理學研究的科學性。通過分析路端電壓與電流(外電阻)的關系,培養學生嚴謹的科學態度,感受物理之美。通過學生之間的討論、交流與協作探究,培養團隊合作精神。
三、教學重點
閉合電路歐姆定律。路端電壓與電流(外電阻)關系的公式表示及圖象表示。
四、教學難點
電動勢的概念。路端電壓與電流(外電阻)關系。
五、教學思路
《閉合電路歐姆定律》是學生感到較為難以理解的知識點,電動勢的物理意義的理解是掌握閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎。首先讓學生課前感受生活中的一些電源,初步明確電源是將其他形式的能轉化成電能的裝置,讓學生自己用電壓表測量不同類型的電源兩極間的電壓,為引入電動勢的概念作鋪墊。再讓學生在電腦上進行仿真實驗,學生通過連接不同的開關,改變外電阻阻值,內電阻阻值,記錄電流、電壓,分析數據,探究路端電壓與外電阻(電流)的關系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關系。然后在課堂仿真實驗的基礎上進入實驗室實驗。避免了盲目性,引發學生學習的興趣,再進行討論,解釋現象原因。講授閉合電路中的功率,進一步從能量的轉化角度說明電源是將其他形式的能轉化成電能的裝置。最后,利用兩道例題來應用閉合電路歐姆定律,并適當地延伸拓展,通過課外思考題,使學生對電動勢的概念有更深刻的理解。
六、教學方法:探究性實驗教學法、多媒體仿真實驗探究,實驗室驗證、實驗分析、討論等方法
(一)電源。展示不同型號、種類電池、手搖發電機,對小燈泡供電。電源不同,結構不同,但有相同的規律。演示:1用小燈泡點觸干電池,點觸蓄電池,小燈泡發光。2將小燈泡與手機電池相接,小燈泡發光。3手搖發電機,同樣能夠使小燈泡發光。學生得出結論:干電池、蓄電池是將化學能轉化成電能;手搖發電機是將機械能轉化成電能。
(二)電源的電動勢:模擬實驗,介紹電路圖(如圖1),介紹實驗儀器。得出內、外電路,內、外電壓的概念,指出電源內部有電阻??措姵貎炔浚ㄈ鐖D2),電荷定向移動形成電流,電荷電勢能減小.從能量轉化的角度初步理解電動勢的物理意義。觀察仿真實驗:電場中兩點間電勢差在數值上等于什么?利用計算機課件進行模擬實驗(如圖3)【模擬實驗一】:不閉合S2、S3,只閉合S1,觀察V1的大小。問題思考:(1)閉合開關S1后,此時伏特表V1測得的電壓?(2)此時外電阻多大?學生回答:電動勢越大,電源把其他形式的能轉化成電能的本領越強。學生模擬實驗,分析得出(1)伏特表測電源電動勢;(2)外電路電阻無窮大。E在數值上等于外電路斷開時電源兩端點壓。
圖1 圖2圖3
關鍵詞:物理;規律教學;思維
物理規律(包括定律、定理、原理、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律,反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯系,揭示了物理事物本質屬性之間的內在聯系,是物理學科結構的核心。整個中學物理是以為數不多的基本概念和基本規律為主干的一個完整體系,物理基本概念是基石,基本規律是中心,基本方法是紐帶。要使學生掌握學科的基本結構,就必須讓學生學好基本規律。
縱觀整個初中物理,可以將物理規律分為以下三類:
1.實驗規律
物理學中的很多規律都是在觀察和實驗的基礎上,通過分析歸納總結出來的。我們把它們叫做實驗規律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規律
有些物理規律不能直接用實驗來證明,但是具有足夠數量的經驗事實。如果把這些經驗事實進行整理分析,抓住主要因素,忽略次要因素,推理到理想的情況下,總結出來的規律,這樣的規律我們把它叫做理想規律,如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規律
有些物理規律是以已知的事實為根據,通過推理總結出來的,我們把它叫做理論規律。如并聯電路中電阻大小的計算等。
怎樣才能搞好規律教學呢?
1 聯系新舊知識、收集事實依據,學會研究物理規律的方法
物理規律本身反映了物理現象中的相互聯系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系。因此在物理規律的教學中必須將原來分散學習的有關概念綜合起來。只有用聯系的觀點來引導學生研究新課題提出新問題才能激發學生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規律本身總是以一定的物理事實為依據的。因此學生學習物理規律也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行。尤其是初中學生他們的抽象思維能力不強理解和掌握物理規律更需要有充分的感性材料為基礎。
2 建立思維方法,理解物理規律
初中階段所研究的物理規律一般著重于用文字語言加以表達即用一段話把某一規律的物理意義表述出來,有些規律還用公式加以表達。對于物理規律的文字表述要認真加以分析,使學生真正理解它的含義而不是讓學生去死記結論。例如牛頓第一定律這一理想規律的教學就可采用“合理推理法”,即在實驗的基礎上進行推理想象,由有摩擦的情況推想到無摩擦時的運動情況,最后把這一規律的內容表述出來。在理解時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”這個字的含義,“或”不是指物體有時保持勻速直線運動狀態有時保持靜止狀態,而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止狀態,如果物體原來是運動的它就保持勻速直線運動狀態;許多理論物理規律的內容可以用數學形式表達出來就是公式。要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系而不能從純數學的角度加以理解。例如:對于歐姆定律的表達式應當使學生理解這一公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小,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三個物理量是對同一段電路而言的。把公式進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”這一錯誤的結論。
3 明確物理規律的適用條件和范圍
每一個物理規律都是在一定的條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律,而規律的成立是有條件的。因此每一規律的適用條件和范圍也是一定的。學生只有明確規律的適用條件和范圍才能正確地運用規律來解決問題才能避免亂用規律、亂套公式的現象。例如,歐姆定律I=U/R,適用于金屬導體,不適用于高電壓的液體導電,不適用于氣體導電,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物理量。
4 認清關系,加以區別
物理規律總是與許多物理概念緊密聯系在一起的,與某些物理規律也是互相關聯的,應當使學生把物理規律與同它相關的物理概念和物理規律之間的關系搞清楚。如:牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯系但二者有本質的區別不能混為一談。在教學中經常發現學生把慣性與運動狀態等同起來,把物體不受外力作用保持原來的運動狀態說成是“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動、是否受力,任何時候都有慣性。而牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規律,兩者不能混為一談。
5 聯系實際應用,掌握物理規律
關鍵詞:初中物理教學;問題;對策
物理學主要是研究基本的、普遍的規律,因此它的一些基本定律和概念就成為了研究很多自然科學的基礎。初中物理學作為一門初中時期的必修課是學生真正接觸物理學的開始,這對學生高中物理乃至更深層的物理學習奠定了一個堅實的基礎。物理學科相較于其他學科具有很強的空間性和實驗性,對于培養學生的空間想象力和動手能力具有重要意義。
一、初中物理教學存在的問題
1.內容過于抽象
物理的學習方法有別于語文或者數學的學習方法,不是像語文那樣進行記憶,也不是像數學那樣來源于公式的推導,物理是以現實生活中某些現象為研究對象,通過數學工具來研究某些現象的變化規律。但是由于初中物理的學習比較簡單,往往是現實生活中某些現象的理想化模型的研究。例如,牛頓第一定律告訴我們,力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。這對于剛剛學習物理的初中生來說是很難理解的。對于牛頓第一定律的教學既不可以采用語文學習的方法來進行死記,同時更無法采用數學的公式推導得到牛頓第一定律,因此必須采用物理學習的方法來進行學習。如,對于歐姆定律理解,通過學習僅僅知道歐姆定律描述的是電流、電壓、以及電阻之間的關系,而根據歐姆定律推導得到的R=U/I,從數學角度分析就會得出電阻隨著電壓和電流的變化而變化,但是這樣的理解是完全錯誤的。因為電阻是導體特有的屬性,不會隨著電壓和電流的改變而改變。因此筆者認為初中物理教學存在的主要問題之一就是教學內容過于抽象,學生對于物理的學習缺乏興趣。
2.實驗教學過少
物理教學中一個非常重要的環節就是實驗教學。實驗教學對于初中生理解基本的物理概念和規律具有重要的意義,同時對于提高初中生的創新能力和動手能力也具有非常重要的意義。初中物理體現了理論與實踐的結合,但是現實是初中物理教學更多的只是注重基本概念的教學,而忽略了實驗教學的重要性。例如,對于歐姆定律的學習,課本上直接給出了電流、電壓、以及電阻之間的關系,但是對于剛剛接觸電學知識的初中生來說是很難理解的,同時也很難理解電阻是電器元件的固有屬性這樣的一個結論。采用實驗教學可以提高初中生學習物理的興趣,同時通過實驗,測量出電阻兩端電流和電壓的多組數據,通過數據分析得到歐姆定律也比較合理,這樣的結論也容易被初中生所接受。許多的學校對于初中物理的教學忽略了實驗教學的重要作用,要么采用語文式的教學模式,讓學生死記這些結論,要么采用數學式的教學模式,通過大量的題海去理解公式。其實這些對于初中生真正的理解公式的物理意義,提高初中生的創新能力均是不利的,所以實驗教學過少是初中物理教學存在的重要問題。
二、初中物理教學存在問題的對策
1.抽象概念具體化
初中物理中的許多概念規律對于初中生來說都比較抽象,例如電阻的概念,密度的概念等。許多物理概念規律來源于現實生活,因此將抽象的概念規律具體化對于初中生學習物理是非常重要的。例如,對于平面鏡成像特點,可以用這樣的方法進行講解,“學生拿一面鏡子來自己看看自己,你們發現鏡中的自己和現實中的自己有什么關系呢?”例如,對于密度的學習,教師可以采用這樣的方式進行講解。“學生,你們說一杯水和一桶水誰的質量大?”,“同樣體積的水和油,誰的質量大?”對于這樣的問題,初中生都可以回答:對于同樣的物質,體積越大,質量越大;對于同樣體積的水和油,水的質量大于油的質量。那么接下來學生就會很容易接受質量、密度以及體積之間的關系,并且對于理解密度是物質固有的屬性這樣一個概念也是容易接受的。
2.完善實驗設施,強化實驗教學
物理是以實驗為基礎的科學,因此對于初中物理的教學必須完善實驗設施,強化實驗教學。實驗作為教學方法的一種基本構成因素,是學習物理的基本方法,通過實驗培養學生的觀察能力、綜合分析能力、抽象概括能力、歸納演變能力、邏輯思維能力等,培養學生進行學習和研究的科學素質;同時實驗又具有直觀性,通過各種形式的感知,豐富學生的直接經驗和感性認識,使學生獲得生動的表象,從而比較全面、客觀地掌握知識,提高認識能力。隨著新課程的改革,物理實驗考查已作為一項不可缺少的內容,使物理實驗教學又具有重要的現實意義。特別是初中階段有些問題的結論不能通過數學推導直接得到,這時實驗推理就顯得更為重要。例如,牛頓第一定律它的條件是物體在不受外力時的運動情況,這在現實生活中是不可能做到的,但是教師如果能在做這個實驗過程中將小車運動的表面多換幾個,如粗糙毛巾、棉布、木板、玻璃等,通過觀察記錄和比較小車從斜面同一高度下滑時在不同表面上運動的距離遠近,并通過合理的推理就不難概括得出牛頓第一定律,這使得學生更加深刻的理解某些物理概念和定律,同時也學到科學的學習方法。
參考文獻:
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[2]蔡文祥。新課程標準下初中物理應掌握的幾種科學探究方法[J]。福建教育學院學報,2005,6
知識目標
1.鞏固串聯電路的電流和電壓特點.
2.理解串聯電路的等效電阻和計算公式.
3.會用公式進行簡單計算.
能力目標
1.培養學生邏輯推理能力和研究問題的方法.
2.培養學生理論聯系實際的能力.
情感目標
激發學生興趣及嚴謹的科學態度,加強思想品德教育.
教學建議
教材分析
本節從解決兩只5Ω的定值電阻如何得到一個10Ω的電阻入手引入課題,從實驗得出結論.串聯電路總電阻的計算公式是本節的重點,用等效的觀點分析串聯電路是本書的難點,協調好實驗法和理論推導法的關系是本書教學的關鍵.
教法建議
本節擬采用猜想、實驗和理論證明相結合的方式進行學習.
實驗法和理論推導法并舉,不僅可以使學生對串聯電路的總電阻的認識更充分一些,而且能使學生對歐姆定律和伏安法測電阻的理解深刻一些.
由于實驗法放在理論推導法之前,因此該實驗就屬于探索性實驗,是伏安法測電阻的繼續.對于理論推導法,應先明確兩點:一是串聯電路電流和電壓的特點.二是對歐姆定律的應用范圍要從一個導體擴展到幾個導體(或某段電路)計算串聯電路的電流、電壓和電阻時,常出現一個“總”字,對“總”字不能單純理解總和,而是“總代替”,即“等效”性,用等效觀點處理問題常使電路變成簡單電路.
教學設計方案
1.引入課題
復習鞏固,要求學生思考,計算回答
如圖所示,已知,電流表的示數為1A,那么
電流表的示數是多少?
電壓表的示數是多少?
電壓表的示數是多少?
電壓表V的示數是多少?
通過這道題目,使學生回憶并答出串聯電路中電流、電壓的關系
(1)串聯電路中各處的電流相等.
(2)串聯電路兩端的總電壓等于各支路兩端的電壓之和.
在實際電路中通常有幾個或多個導體組成電路,幾個導體串聯以后總電阻是多少?與分電阻有什么關系?例如在修理某電子儀器時,需要一個10的電阻,但不巧手邊沒有這種規格的電阻,而只有一些5的電阻,那么可不可以把幾個5的電阻合起來代替10的電阻呢?
電阻的串聯知識可以幫助我們解決這個問題.
2.串聯電阻實驗
讓學生確認待測串聯的三個電阻的阻值,然后通過實驗加以驗證.指導學生實驗.按圖所示,連接電路,首先將電阻串聯入電路,調節滑動變阻器使電壓表的讀數為一整數(如3V),電流表的讀數為0.6A,根據伏安法測出.
然后分別用代替,分別測出.
將與串聯起來接在電路的a、b兩點之間,提示學生,把已串聯的電阻與當作一個整體(一個電阻)閉合開關,調節滑動變阻器使電壓示數為一整數(如3V)電流表此時讀數為0.2A,根據伏安法測出總電阻.
引導學生比較測量結果得出總電阻與、的關系.
再串入電阻,把已串聯的電阻當作一個整體,閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表的示數為一整數(如3V)電流表此時示數為0.1A,根據伏安法測出總電阻.
引導學生比較測量結果,得出總電阻與的關系:.
3.應用歐姆定律推導串聯電路的總電阻與分電阻的關系:
作圖并從歐姆定律分別求得
在串聯電路中
所以
這表明串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和.
4.運用公式進行簡單計算
例一把的電阻與的電阻串聯起來接在6V的電源上,求這串聯
電路中的電流
讓學生仔細讀題,根據題意畫出電路圖并標出已知量的符號及數值,未知量的符號.
引導學生找出求電路中電流的三種方法
(1)(2)(3)
經比較得出第(3)種方法簡便,找學生回答出串聯電路的電阻計算
解題過程
已知V,求I
解
根據得
答這個串聯電路中的電流為0.3A.
強調歐姆定律中的I、U、R必須對應同一段電路.
例二有一小燈泡,它正常發光時燈絲電阻為8.3,兩端電壓為2.5V.如果我們只有電壓為6V的電源,要使燈泡正常工作,需要串聯一個多大的電阻?
讓學生根據題意畫出電路圖,并標明已知量的符號及數值,未知量的符號.
引導學生分析得出
(1)這盞燈正常工作時兩端電壓只許是2.5V,而電源電壓是6V,那么串聯的電阻要分擔的電壓為
(2)的大小根據歐姆定律求出
(3)因為與串聯,通過的電流與通過的電流相等.
(4)通過的電流根據求出.
解題過程
已知,求
解電阻兩端電壓為
電路中的電流為