歐姆定律的原因范文
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篇1
歐姆定律在初中物理電學(xué)知識體系中占有極其重要的地位。作為一個實驗定律,它的得出依賴于實驗探究。初中階段對歐姆定律的探究主要是針對部分導(dǎo)體的歐姆定律。
蘇科版物理教材中歐姆定律處在一章的第三節(jié),在探究歐姆定律之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的電學(xué)內(nèi)容有:初始家用電器和電路,電路連接的基本方式(串并聯(lián)電路的認(rèn)識),電流和與電流表的使用,電壓和電壓表的使用,電阻,變阻器。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)知道改變電流大小的兩種方法:1. 改變電路中的電源電壓;2. 改變電路中的電阻。帶著這樣的知識基礎(chǔ),進(jìn)行歐姆定律的探究學(xué)習(xí)。
教學(xué)過程中,按照教科書上實驗電路圖,采用控制變量的方法,根據(jù)實驗探究的一般過程進(jìn)行兩次實驗。因此在利用教材中的實驗設(shè)計進(jìn)行教學(xué)的過程中遇到了一些有待商榷的問題。
問題1:“移動變阻器的滑片,改變滑動變阻器連入電路的電阻,可以改變電路中的電流,但為什么就可以改變加在電阻兩端電壓呢?”
問題2:“調(diào)節(jié)變阻器,使電阻R兩端電壓改變,為什么同樣是調(diào)節(jié)變阻器,卻又是使加在R兩端的電壓不變呢?”
分析:學(xué)生對電流的認(rèn)知是通過教材中用水流做類比,從而知道電壓是形成電流的原因。從認(rèn)知的過程來看,正是因為有了電壓,才會有電流的產(chǎn)生。
而在本書歐姆定律的探究實驗中,二次實驗都是通過移動滑動變阻器來改變電流的大小,利用歐姆定律的原理,從而改變了電阻兩端的電壓或使不同電阻兩端的電壓不變。這樣就會給學(xué)生有一個錯誤的印象:“電阻改變電流,電流改變電壓”。使學(xué)生認(rèn)知電流、電壓的因果關(guān)系上容易出現(xiàn)倒置,認(rèn)為電壓的改變是由于電流的變化而引起的。因此在未探究出歐姆定律之前,根本不可能向?qū)W生解釋他們提出的這兩個問題。更嚴(yán)重的是在課后的作業(yè)反饋中,有學(xué)生對于這個的實驗做出了錯誤的總結(jié):在電阻一定時,電壓和電流成正比。所以這個實驗設(shè)計在學(xué)生探究學(xué)習(xí)歐姆定律的思維邏輯上存在著錯誤的引導(dǎo),必須加以改進(jìn)。
本人認(rèn)為問題產(chǎn)生的根本原因就出在滑動變阻器在實驗中的引入。
雖然滑動變阻器的聯(lián)入使實驗操作更為方便更為簡單,但產(chǎn)生的負(fù)面影響是巨大的,導(dǎo)致了學(xué)生知識認(rèn)知邏輯上的混亂,迷惑,弊大于利。本人提出的改進(jìn)建議是舍去滑動變阻器:
電阻不變時,探究電流與電壓的關(guān)系的實驗中,完全可以舍去滑動變阻器,直接把電阻接入電路,通過直接改變電源電壓的方法來進(jìn)行實驗。
電壓不變時,探究電流與電阻的關(guān)系。而舍去滑動變阻器后,通過固定的電池數(shù)目的方法很難實現(xiàn)電阻兩端的電壓不變。其原因在于電池組存在一定的內(nèi)阻,就會導(dǎo)致路端電壓隨外電路電阻的變化而變化(外電路電阻變大路端電壓也變大),而不能達(dá)到控制電壓不變的目的。同時電壓表示數(shù)的變化也會引起學(xué)生的質(zhì)疑。初中階段,由于電池的內(nèi)阻不作要求,因此最合適的方法就是采用輸出電壓恒定的學(xué)生電源進(jìn)行實驗。
綜上分析,本人設(shè)計這樣的探究實驗:
實驗器材:學(xué)生電源,電阻箱(或若干已知阻值電阻),電壓表,電流表,導(dǎo)線,開關(guān)
實驗步驟:按實物圖連接好電路:
實驗一,先保持電阻R不變,通過調(diào)節(jié)學(xué)生電源的輸出電壓(電壓取值要小),研究電流跟電壓的關(guān)系。將所測數(shù)值填入表格,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
實驗二,保持學(xué)生電源輸出電壓不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,研究電流和電阻的關(guān)系。將所測數(shù)值填入表格,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
實驗總結(jié):將兩方面結(jié)論綜合,歸納出歐姆定律。
篇2
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。
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驗,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)通過實驗,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)通過分組隨堂實驗,培養(yǎng)學(xué)生利用實驗研究,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際問題,培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。
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。
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驗,加強學(xué)生的安全用電意識。
D.通過先猜想再驗證的教學(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)度以及合作實驗的意識。
四、重點難點
1.重點:閉合電路的歐姆定律的導(dǎo)出
2.難點: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際問題
五、突破重難點的教學(xué)設(shè)計思想
1、營造能引起學(xué)生認(rèn)知沖突的問題情景
設(shè)計一個如圖1所示的電路,讓學(xué)生先猜測再觀察實
驗現(xiàn)象。(小燈接電動勢為3v電源時較亮)讓學(xué)生產(chǎn)生強烈的認(rèn)知沖突,激發(fā)了他們的探求新知的動機,為突破重難點提供了良好的開端。
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
教師演示實驗, 讓學(xué)生在實驗數(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。
六、課前準(zhǔn)備
【教學(xué)用具】
自制演示實驗電路板、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
演示實驗一: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?
演示實驗二: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)計電路圖。讓學(xué)生分組實驗探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,注意短路、斷路兩種特例的分析,記錄實驗現(xiàn)象。
演示實驗三: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驗(為了安全起見,只用10V的學(xué)生電源),加強學(xué)生安全用電意識。
教師:通過實驗我們研究了路端電壓和負(fù)載的關(guān)系,在實驗過程中我們發(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。
演示實驗四: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,再用實物演示講解。
篇3
1.知識目標(biāo)。
(l)掌握閉合電路的歐姆定律;
(2)理解端壓跟外電路的電阻的關(guān)系,理解斷路和短路時的端壓和電流;
(3)理解端壓發(fā)生變化的根本原因。
2.能力和方法目標(biāo)
(l)培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題,提出假設(shè),實驗研究,得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法;
(2)通過學(xué)習(xí),使學(xué)生會用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題。
【教學(xué)方法】
在教師指導(dǎo)下,師生共同探討的啟發(fā)式教學(xué)。
【教學(xué)器材】
電壓表、電阻箱、電鍵、電池組、J1203型蓄電池、導(dǎo)線等各24組。新電池兩節(jié),內(nèi)阻較大的電池一組(電動勢為9V以上),燈泡若干,演示用電壓表,保險絲,導(dǎo)線若干,單刀雙擲開關(guān),投影儀等。
【教學(xué)過程】
1.引入新課
師:如圖1電路,將電壓表接在電源兩端,從電壓表上讀出的是什么?
生:電源電動勢。
演示實驗:測電源電動勢并觀察燈泡亮度。
師:出示圖1裝置示教板,簡介實驗裝置,分別開關(guān)打向1和2,讓學(xué)生通過電壓表的實物投影讀電源和的電動勢。
生:,。
師:(將電壓表換接成小燈泡,開關(guān)接1時。小燈泡很亮,幾乎發(fā)白光)問:開關(guān)接2時,會發(fā)生什么情況?
生:(猜測):①燒毀,②更亮。
師:(開關(guān)接通2,小燈泡還不如接1時亮。)
生:(嘩然,形成強烈反差)
師:學(xué)習(xí)了閉合電路歐姆定律后,我們就能解釋這一實驗現(xiàn)象了。
2.新課教學(xué)
2.l閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式(在教師的啟發(fā)下,引導(dǎo)學(xué)生完成)
師:什么樣的電路叫閉合電路呢?
生:由電源和用電器組成的完整電路。
師:電源有哪些重要的參量?
生:電源電動勢和內(nèi)阻。
師:(出示圖2的動畫電路)閉合電路中,流過內(nèi)電路和外電路的電流有什么關(guān)系?
生:相等。
師:電源的電動勢與端壓(外電壓)、內(nèi)電壓之間的關(guān)系是怎樣的?
生:E=U=U′。
師:現(xiàn)設(shè)通過電路的電流強度為I,外電路的電阻為R電源電阻為r,根據(jù)歐姆定律,可以把上式進(jìn)一步寫成怎樣的形式?
生:根據(jù)歐姆定律,外電壓U′=IR,內(nèi)電壓U′=Ir,代入E=U+U′,可以得出:E=IR+Ir。。
師:如果我們要探討電路里的電流強度I跟哪些因素有關(guān),有什么關(guān)系,還需要把公式改變成怎樣的形式?
生:可以改寫成:。
師:好,這就是閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。它表示:閉合電路中的電流,跟電源的電動勢成正比,跟整個電路的電阻成反比。在公式中,R的含義是什么?
生:外電路的總電阻。
師:對給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時,會引起電路電流的變化,I隨R會發(fā)生怎樣的變化?
生:由公式知,R變大則I減少,R變小則I增大。
師:根據(jù)U=IR,R變大時端壓(外電壓)會隨之發(fā)生怎樣的變化呢?
生:(猜測。有人說變大,有人說變?。?/p>
師:請兩個學(xué)生介紹判斷的過程和依據(jù)。(暫時不做評價,由“實踐是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)”過渡到學(xué)生實驗上來。)
2.2探討U隨R變化的規(guī)律
學(xué)生實驗:探討U隨R變化的規(guī)律
師:如果給你一個電源,一個電鍵,一個電壓表,一個電阻箱,讓你來探討外電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律,你該怎樣設(shè)計電路?請畫出電路圖。
生:(畫電路圖)
師:(講評學(xué)生所畫電路,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗)
生:(出示實驗數(shù)據(jù)記錄,得出結(jié)論)端壓隨外電阻的增大而增大,隨外電阻的減少而減少。二者變化的趨勢相同。
師:能否根據(jù)閉合電路歐姆定律從理論上分析為什么會發(fā)生這樣的變化?
生:(討論,在教師誘導(dǎo)下得出)
師:剛才我們通過實驗和理論探討了端壓隨外電阻變化的規(guī)律,得出了上述結(jié)論。請大家再思考,當(dāng)外電阻很小時,會發(fā)生什么情況呢?
生:外電阻減少到零時,會發(fā)生短路現(xiàn)象。
師:短路時的電流有多大呢?
生:(可能會說無窮大教師從電路電阻出發(fā)引導(dǎo),使學(xué)生得出)短路時:R=0,I=E/r,U′=E,U=0。
師:短路時的電流取決于E,r。一般情況下,電源內(nèi)阻很小,像蓄電池的內(nèi)阻只有0.005Ω-0.1Ω,所以短路時電流會很大,很大的電流會造成什么后果呢?
演示實驗:保險絲熔斷現(xiàn)象。
師:(出示示教板,簡單向?qū)W生介紹電路的元件,先讓電燈開始正常工作)大家說說,怎樣的外電路才算短路呢?
生:將電鍵合上,使外電路的電阻R=0。
師:(演示:合上電鍵,保險絲燒斷起煙,小燈泡熄滅)保險絲燒斷,說明短路時的電流的確很大。如果沒有保險絲,短路時很大的電流長時間通過電路,就可能損壞電源,甚至釀成火災(zāi)。所以在實驗操作中和日常生活、生產(chǎn)中要注意避免短路,也不能圖方便用銅絲替代保險絲。那么,怎樣使電路恢復(fù)正常呢?
生:(教師引導(dǎo))先排除故障,再換保險絲。
師:當(dāng)外電阻很大時,又會發(fā)生什么現(xiàn)象呢?
生:(引導(dǎo)學(xué)生類比得出)斷路。
斷路時:R∞,I=0,U′=0,U=E。
師:電壓表測電動勢就是利用了這一道理.通過前面的討論,我們對U隨R變化的規(guī)律有了了解,但在討論中都是以電源的E、r不變作為前提的。如果有兩個電源,它們的內(nèi)阻不同,端電壓隨外電阻的變化有什么區(qū)別呢?
2.3U隨R變化的根本原因
學(xué)生實驗:探究內(nèi)阻不同時U隨R變化的特點(電路如圖3)。
師:現(xiàn)有四節(jié)干電池組,電動勢約6V,內(nèi)阻阻值大約在0.5Ω-2Ω之間;有一個蓄電池組,電動勢約6V,內(nèi)阻大約在0.005Ω-0.1Ω之間。請大家再做實驗,比較這兩個電源U隨R變化的特點。
生:(實驗操作,教師巡回指導(dǎo))
實驗結(jié)論:內(nèi)電阻很小的電源,端電壓隨外電阻的變化不明顯。
師:大家推測一下,當(dāng)電源內(nèi)電阻為零時,外電壓還隨外電阻的變化而變化嗎?
生:不隨。
師:能否理論推導(dǎo)一下?
生:r=0,無論I如何變化,U′=Ir=0,故U=E-U′=E不變。
師:內(nèi)電阻等于零的電源叫理想電源,它的端壓是不定值,不隨外電阻的變化而變化,初中討論的都是這樣的電源??墒?,實際的電源都有內(nèi)阻。正是由于r≠0,才導(dǎo)致U隨R的變化??梢?,U隨R變化的根本原因是……
生:r≠0。
3.規(guī)律應(yīng)用演示實驗:(裝置見圖5)
師:(簡單介紹實驗裝置,電源為6V干電池組)逐個合上電鍵,燈泡的亮度會不會發(fā)生變化?
生:(討論,看法不一)
師:(實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)接入電路中的小燈泡亮度逐漸變暗。)怎樣解釋看到的現(xiàn)象?
生:隨著燈泡逐漸接入,外電路的總電阻逐漸減小,外電路的端壓逐漸減小,由知,燈泡消耗的實際功率逐漸變小,燈泡亮度變暗。
師:(改用蓄電池作電源,再做上述實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)燈泡亮度幾乎不變)
生:蓄電池內(nèi)阻很小,外電路電阻變化時,端壓變化非常小,燈泡消耗的實際功率變化很小,因而亮度幾乎不變。
師:這一現(xiàn)象再次說明了……
生:內(nèi)電阻不為零是端壓變化的根本原因。
師:請大家思考,開始上課時做的演示實驗為什么會出現(xiàn)那樣一個結(jié)果?
生:(討論后得出)電源的內(nèi)阻很大,比燈泡的電阻還要大,因此內(nèi)阻分壓也大,第二次加在燈泡兩端的外電壓沒有第一次的大。
師:你們的推理是否正確,實際測量一下就知道了。
演示實驗:
師:(測圖1燈泡兩端在電鍵按1和2兩種情況下的端壓。結(jié)果表明,第二次的端壓小于第一次)
生:(露出滿意的笑容)
師:通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),我們解決了上一節(jié)課學(xué)習(xí)電動勢時產(chǎn)生的“端壓為什么會隨外電阻的變化而變”的疑問,得到了閉合電路的歐姆定律,搞清了端壓變化的根本原因。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中,有沒有新的問題?
生:實驗測量中發(fā)現(xiàn),隨著外電阻的增大,端壓并不是一直增大的,這是為什么?
師:(表揚提問題的學(xué)生,引導(dǎo)大家討論,然后解釋)當(dāng)外電阻大到一定程度時,由閉合電路歐姆定律知,總電流極小,內(nèi)電阻止的分壓趨近于零,端壓趨近于電源的電動勢,接近于發(fā)生了斷路現(xiàn)象。
生:老師,你是怎樣知道干電池和蓄電池的內(nèi)阻的?
師:這個問題提的好。我們是在干電池組內(nèi)阻大于蓄電池組內(nèi)阻的前提下得出端壓變化的根本原因的,如果事實不是這樣,則結(jié)論也就不成立了,這個問題留做課后思考,下節(jié)課我們將通過實驗來測定電源的電動勢和內(nèi)阻。實際上今天的課已經(jīng)告訴了你一種測量方法了……大家還有問題嗎?
生:……
4.小結(jié)
4.l閉合電路歐姆定律是高中電學(xué)中的重要規(guī)律之一,要掌握其內(nèi)容并會運用它分析電流強度、端壓隨外電阻的變化規(guī)律。以及端壓跟電流強度的關(guān)系。根據(jù)I=E′(R+r)、U′=Ir、U=E-Ir可知:
RIU′U
R=0,I=E/r,U′=E,U=0(短路)
RIU′U
R∞,I=0,U′=0,U=E(斷路)
4.2在初中討論電路問題時,不考慮電源內(nèi)阻。到了高中,有些問題常要考慮電源內(nèi)阻。路端電壓隨外電阻變化而變化,其根本原因是因為電源有內(nèi)阻。我們關(guān)心路端電壓的變化情況,是關(guān)系到用電器能否正常工作的問題,這在實際應(yīng)用中有現(xiàn)實意義。
5.布置作業(yè)(略)。
【教學(xué)設(shè)計說明】
1.閉合電路的歐姆定律在高中“恒定電流”一章中占有重要地位,這是一節(jié)承上啟下的課。在設(shè)計本節(jié)課時,我十分注意對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)中實施素質(zhì)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。對于中學(xué)生來說,創(chuàng)新精神主要體現(xiàn)在學(xué)生應(yīng)具有創(chuàng)新的意識,其直接的表現(xiàn)就是善于發(fā)現(xiàn)問題,善于提出問題。因此在課堂上應(yīng)把主要精力放在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并尋找解決問題的途徑上。根據(jù)上一節(jié)課中學(xué)生對端壓會發(fā)生變化所產(chǎn)生的疑問,我設(shè)計了本節(jié)課的教學(xué)流程,旨在通過學(xué)生的親身實踐,得到掌握知識、培養(yǎng)能力、形成習(xí)慣的最終目的。在這節(jié)課的最后,還留給學(xué)生一段時間,讓他們自己來提問題,并討論、解答,這也是出于培養(yǎng)創(chuàng)新意識的需要。
2.利用實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律,利用實驗驗證結(jié)論是貫穿整個課堂教學(xué)的一條主旋律。本節(jié)課一開始,就利用學(xué)生的日常生活經(jīng)驗與演示實驗的矛盾巧設(shè)“懸念”,使他們的心理經(jīng)歷了一次前科學(xué)意識與物理規(guī)律的強烈碰撞,求知欲望之火被迅速點燃,從而興致勃勃地進(jìn)入了主動學(xué)習(xí)的“角色”。在教學(xué)活動中,一個個演示、學(xué)生實驗不斷地開后學(xué)生思維的“閥門”,他們時而全神貫注,時而心領(lǐng)神會,在一系列“發(fā)現(xiàn)問題,提出假設(shè),實驗研究,得出結(jié)論”的過程中,錯誤的前概念逐步被糾正,科學(xué)的物理規(guī)律在腦海里扎下了很。物理教學(xué)活動的科學(xué)性和藝術(shù)性得到了有機的統(tǒng)一,科學(xué)美的教育也滲透在其中了。
篇4
關(guān)鍵詞:歐姆定律;探究案例;教學(xué)設(shè)計;解讀反思
一、教育背景與設(shè)計理念
2011年教育部頒布了經(jīng)修訂的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱“新課標(biāo)”),這是我國義務(wù)教育新課程實驗取得階段性成果的標(biāo)志,更是廣大新課程實踐者10年經(jīng)驗的總結(jié),定稿后的新課標(biāo)必將作為指導(dǎo)性文件引領(lǐng)新課改持久深入健康地發(fā)展。
為實踐新課標(biāo)所倡導(dǎo)的“提倡教學(xué)方式多樣化,注重科學(xué)探究”的嶄新教學(xué)理念,我們在總結(jié)反思“自主·探究·合作”課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,更加突出“以人為本”的教學(xué)思想,以新編蘇科版物理教科書為載體,進(jìn)一步改進(jìn)《歐姆定律》一節(jié)的探究案例設(shè)計。在教學(xué)設(shè)計和實施過程中力圖體現(xiàn)以下理念:一是學(xué)生發(fā)展為本;二是比結(jié)論更重要的是過程;三是把思考還給學(xué)生。
二、內(nèi)容分析與學(xué)情簡析
《歐姆定律》一節(jié)編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念,電壓表、電流表、滑動變阻器使用方法之后,這既符合由易到難、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律,又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。歐姆定律作為一個重要的物理規(guī)律,反映了電流、電壓、電阻三者間的相互關(guān)系,是電學(xué)中最基本的定律,是分析解決電路問題的金鑰匙。歐姆定律是電學(xué)的教學(xué)重點,也是新課標(biāo)規(guī)定的重點內(nèi)容之一。
學(xué)生通過電阻和串、并聯(lián)電路的學(xué)習(xí)已初步掌握了實驗探究的基本程序:觀察現(xiàn)象—提出問題—猜想假設(shè)—方案設(shè)計—實驗探究—歸納總結(jié)—解釋現(xiàn)象,初步具備了設(shè)計實驗方案的能力、動手操作能力和思考與質(zhì)疑、交流與討論的學(xué)習(xí)習(xí)慣,對“自主·探究·合作”教學(xué)模式已初步適應(yīng)并產(chǎn)生了興趣。了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)撃?,便于確定學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,從合適的教學(xué)起點出發(fā),有針對性地進(jìn)行教學(xué)。
三、探究案例與設(shè)計解讀
(一)學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知識與技能。①掌握歐姆定律及其表達(dá)式,并能進(jìn)行簡單的計算;②學(xué)習(xí)運用“控制變量法”研究問題,培養(yǎng)知識遷移的能力;③進(jìn)一步學(xué)會使用電壓表、電流表和滑動變阻器。
2.過程與方法。①進(jìn)一步實踐實驗探究的一般程序和方法;②注重實驗探究方案設(shè)計的思考與改善。
3.情感態(tài)度與價值觀。①培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和探索精神;②聯(lián)系歐姆定律的發(fā)現(xiàn)史,滲透鍥而不舍科學(xué)精神的教育;③體驗分工合作、團(tuán)結(jié)互助精神。
解讀:依據(jù)新課標(biāo)倡導(dǎo)的三維教學(xué)目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo),把傳統(tǒng)的“教學(xué)目標(biāo)”改為“學(xué)習(xí)目標(biāo)”更能突現(xiàn)學(xué)生的主體地位。這里的學(xué)習(xí)目標(biāo)是指:“學(xué)生從學(xué)習(xí)的起點出發(fā),在教師的引導(dǎo)、支持和促進(jìn)下,通過自己積極、主動和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)能夠達(dá)成和檢測的目標(biāo)?!睂W(xué)習(xí)目標(biāo)的編寫和描述要具有針對性和可操作性。
(二)重點與難點
1.教學(xué)重點。探究實驗的操作,用數(shù)學(xué)方法正確得出實驗結(jié)論;理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式、變換式的意義。
2.學(xué)習(xí)難點。運用數(shù)學(xué)方法處理實驗數(shù)據(jù),建立和理解歐姆定律;運用歐姆定律解決簡單的實際問題。
解讀:以知識為本的傳統(tǒng)教學(xué)觀注重教師教的重點與難點,而以學(xué)生發(fā)展為本的新課標(biāo)教學(xué)觀,則注重學(xué)生學(xué)的重點和難點,注重探究電流和電壓、電阻關(guān)系的過程和方法,體現(xiàn)了“比結(jié)論更重要的是過程”這一新課標(biāo)理念。
(三)教學(xué)媒體
1.教師用具。投影設(shè)備、多媒體課件等。
2.學(xué)生用具。多媒體教學(xué)軟件,干電池4節(jié)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各1個,阻值不同的定值電阻3只、導(dǎo)線若干。
解讀:投影設(shè)備主要用于展示各組設(shè)計的探究性實驗方案和實驗數(shù)據(jù)的處理,以利于小組間交流、溝通與提升。多媒體課件包括:演示實驗電路圖的動畫幻燈片;數(shù)據(jù)處理的表格和圖像;調(diào)光電燈工作原理。
(四)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)設(shè)疑,激發(fā)探究欲望。(1)提出問題:①既然電壓是形成電流的原因,那么導(dǎo)線中的電流與兩端的電壓有何關(guān)系呢?②既然電阻對電流起阻礙作用,那么導(dǎo)體中的電流與它本身的電阻有何關(guān)系呢?(學(xué)生舉手或隨機點名回答。)(2)猜想設(shè)疑:同學(xué)們對電流與電壓、電阻的關(guān)系作了各種猜想,那么這三者究竟有怎樣的數(shù)量關(guān)系呢?點出本課主題“歐姆定律”。
解讀:①在學(xué)生猜想的過程中,教師耐心傾聽而不要急著下結(jié)論,可讓學(xué)生互評,以面向全體學(xué)生,體現(xiàn)多元評價,發(fā)揮評價的發(fā)展。②復(fù)習(xí)舊知是為了導(dǎo)入新知,引起認(rèn)知沖突,激發(fā)探究欲望,為后續(xù)的科學(xué)探究活動提供“腳手架”,體現(xiàn)了“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者”。
2.設(shè)計實驗方案,進(jìn)行實驗探究。(1)知識準(zhǔn)備:教師向?qū)W生介紹“控制變量法”,說明研究電流與電壓、電阻間的關(guān)系時,必須保持其中一個變量(例如電阻)不變,再通過改變電壓,觀察電流是如何變化的。設(shè)問:在研究電流與電阻關(guān)系時,必須保持 不變,通過改變 ,來觀察 的變化。(2)方案設(shè)計和交流:在學(xué)生了解科學(xué)實驗的設(shè)計過程(明確研究目的,確定研究方法,設(shè)計合理的實驗方案)后,通過同桌討論,利用提供的儀器,設(shè)計一個實驗方案。選派幾組學(xué)生上臺交流設(shè)計的實驗方案,教師簡單評析后,投影實驗電路圖,介紹有關(guān)儀器,特別強調(diào)滑動變阻器在實驗中的作用。(3)實驗探究:學(xué)生分組實驗,實踐和體驗“控制變量法”,加深對歐姆定律的感性認(rèn)識。(4)各組處理實驗數(shù)據(jù),進(jìn)行分析、歸納得出初步結(jié)論。新教材增加了利用實驗數(shù)據(jù)描繪函數(shù)圖像的方法,理解成正比、成反比的意思,體會構(gòu)建數(shù)學(xué)模型在物理研究中的運用,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。
解讀:①把教材中的教師演示實驗改為學(xué)生分組實驗,一是因為學(xué)生已初步具備做此實驗的基本技能,二是使全體學(xué)生都能動手操作,參與體驗“控制變量法”,突出學(xué)生的主體地位。②本節(jié)探究課把重點放在利用“控制變量法”設(shè)計與完善實驗方案上,以初步培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。③選派小組上臺交流實驗設(shè)計方案,旨在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,相互取長補短,促進(jìn)創(chuàng)新思維。④教師在這階段應(yīng)不斷巡視、引導(dǎo),傾聽學(xué)生討論,及時給予評價和指導(dǎo),以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者”。
3.總結(jié)交流,合作共享。(1)各組匯報實驗結(jié)果,歸納得到兩個結(jié)論:在電阻不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。(2)引導(dǎo)得到歐姆定律及其表達(dá)式。(3)強調(diào):歐姆定律中兩處用到“這段導(dǎo)體”,這是強調(diào)同一導(dǎo)體,即電流、電壓、電阻對應(yīng)同一導(dǎo)體,而且具有同時性。
解讀:這一環(huán)節(jié)以師生互動、生生互動為主。通過總結(jié)交流使學(xué)生的認(rèn)識從感性認(rèn)識向理性認(rèn)識飛躍,學(xué)生的情感在全班共享中得到升華。同時對教師的教和學(xué)生的學(xué)進(jìn)行評價反饋。這一階段將在教師的引導(dǎo)下完成,以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者”。
4.鞏固反饋,知識遷移?!澳M調(diào)光臺燈”的工作原理,作為實驗探究的有效補充。學(xué)生通過模擬實驗,學(xué)會選擇儀器、設(shè)計簡單電路、掌握工作原理,加深對常用儀器的認(rèn)識。
解讀:調(diào)光臺燈的模擬實驗,讓學(xué)生明白物理知識就在身邊,物理和生產(chǎn)生活有密切的聯(lián)系。讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)的全過程,體現(xiàn)“一切為了學(xué)生發(fā)展”的理念。
四、感悟與反思
(一)課堂教學(xué)設(shè)計應(yīng)是一個動態(tài)生成方案
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)設(shè)計是以教師的教和書本知識為本位,從教師的主觀判斷或經(jīng)驗出發(fā),側(cè)重于教學(xué)過程的程式化、細(xì)節(jié)化的準(zhǔn)備,這種“靜態(tài)教案”不能適應(yīng)動態(tài)生成的實際教學(xué)過程,不利于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。新課標(biāo)理念下的課堂教學(xué)設(shè)計以學(xué)生發(fā)展為本,從學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”出發(fā),通過對教材內(nèi)容的“二次開發(fā)”,精心設(shè)計動態(tài)生成方案,促進(jìn)學(xué)生過渡到“最近發(fā)展區(qū)”。
(二)探究性學(xué)習(xí)的真諦是做到“形散而神不散”
雖然全班分成很多小組分散進(jìn)行探究實驗,但各組都圍繞“探究電流和電壓、電阻的關(guān)系”有條不紊地進(jìn)行,看似無序?qū)嵤怯行颉T谶@中間,教師的組織、引導(dǎo)和參與十分關(guān)鍵。教師一定要遵循“組內(nèi)異質(zhì),組間同質(zhì)”的原則進(jìn)行分組,并對組內(nèi)成員的分工提出責(zé)任分工。教師一定要給小組內(nèi)每位學(xué)生分配一個角色,諸如主持人、操作者、記錄員、噪音控制者、匯報人等,使每個小組成員在各司其職中自主、合作、探究學(xué)習(xí),使每位學(xué)生都能在原有基礎(chǔ)上有所發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大
學(xué)出版社,2011.
篇5
一、初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的問題原因
在日常生活中,不斷有家長反映:自己的孩子在小學(xué)成績一直都很不錯,可到了初中,特別是到了初二開始學(xué)習(xí)物理后,成績一下子就滑了下來,總覺得物理難以學(xué)懂。我們在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn),有一些學(xué)生吃力地學(xué)習(xí)了一段時間后,仍不見顯著進(jìn)步,就干脆放棄了學(xué)習(xí)物理。更讓我們感到擔(dān)憂的是,在中考沖刺時,有些學(xué)生會因為在物理課程上喪失信心,影響到了其他課程的學(xué)習(xí),甚至就放棄了學(xué)習(xí)備考。也就是說,因為物理學(xué)習(xí)中存在的問題,不僅僅是只影響到學(xué)生的物理學(xué)習(xí),甚至影響到了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了困難沒有得到有效的解決,使得學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題日積月累,一點一點被放大,學(xué)生僅有的一點學(xué)習(xí)熱情被一點一點消磨,使得學(xué)生把對學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)移到其他上面,甚至完全放棄了學(xué)習(xí)。這樣也就不難理解學(xué)生們在中考時,連最基礎(chǔ)最簡單的題目也不會做了。作為教育工作者,這樣的現(xiàn)象不僅讓我反思:初中物理真的有那么難學(xué)嗎?為什么到了初二因為物理學(xué)習(xí)的問題會對學(xué)生產(chǎn)生這么大的影響呢?怎樣才能學(xué)好初中物理呢?筆者影響學(xué)生物理學(xué)習(xí)的原因是很多的,可以從學(xué)生的生理和心理的角度、物理知識結(jié)構(gòu)的角度、教師的教學(xué)過程的角度、學(xué)生的學(xué)習(xí)教程的角度等多個方面來進(jìn)行分析。本文主要是從學(xué)生學(xué)習(xí)過程的角度來分析學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中存在的問題。
二、從實際生活中獲得的感性材料不足
初中的物理規(guī)律多數(shù)是從事實中分析、歸納總結(jié)出來的。初中學(xué)生抽象思維能力不強,感性不足。如果沒有足夠的能夠把有關(guān)現(xiàn)象與現(xiàn)象之間的聯(lián)系鮮明的展示出來的實驗或?qū)W生日常生活中所熟悉的、曾親身感受過的事例作基礎(chǔ),勢必造成學(xué)生學(xué)習(xí)上的困難。例如,在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時,學(xué)生能夠從簡單的實驗分析、歸納總結(jié)出來,可以說是一個質(zhì)的飛躍。但許多學(xué)生對牛頓第一定律的文字表述比較陌生,常不能很好的理解定律的含義,這是由于抽象思維不強、感性材料不足而造成的。
三、相關(guān)的準(zhǔn)備知識欠缺
物理作為一門獨立的學(xué)科,它肯定有著嚴(yán)密的邏輯體系。掌握物理規(guī)律,往往需將以前學(xué)的知識作為基礎(chǔ),方能取得良好的學(xué)習(xí)效果。否則將會給物理規(guī)律的學(xué)習(xí)帶來困難。例如,在學(xué)“歐姆定律”時,就要聯(lián)系和綜合運用前面的知識作為基礎(chǔ)。如電路、電流、電壓、電阻等,如果學(xué)生在其中某一環(huán)節(jié)上準(zhǔn)備不足,沒有很好的理解和掌握,將會使這一規(guī)律的學(xué)習(xí)遇到困難。
四、抽象邏輯思維能力不強
在物理規(guī)律的研究和運用中,有時要進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯推理和運用科學(xué)的想象等抽象思維活動。初中學(xué)生還缺乏邏輯思維能力、沒有形成邏輯思維的習(xí)慣。其原因是它們心理發(fā)展正處于思維發(fā)展的轉(zhuǎn)折期,開始由經(jīng)驗型的形象思維向理論型的抽象思維轉(zhuǎn)化,而這個轉(zhuǎn)化在初中階段一般來說還不能完成。在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時不能順利的度過而感到困難。往往是因為從經(jīng)驗出發(fā),想當(dāng)然的看待問題,用事物的現(xiàn)象代替本質(zhì),用外部聯(lián)系代替內(nèi)在聯(lián)系,在解釋物理現(xiàn)象時“就事論事”,不習(xí)慣于運用物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析、說理和表述。
五、生活中的錯誤觀念的干擾
學(xué)生在日常生活中積累了一定的生活經(jīng)驗,對一些問題形成了某些觀念,在這些觀念中,有的雖比較正確,但往往有一定的表面性和片面性。這些“先入為主”的錯誤觀念對學(xué)生正確地理解物理規(guī)律往往起著嚴(yán)重的干擾作用。例如,學(xué)生有“運動的物體才有慣性”,“物體運動得快,慣性越大”等這類錯誤觀念,這就給學(xué)生在學(xué)習(xí)慣性時帶來了很大的困難。
六、思維定勢帶來的負(fù)遷移
遷移原理是教學(xué)中的一條重要原理,正向遷移有利于學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上掌握新知識。但思維定勢所起的負(fù)遷移卻干擾著學(xué)生對物理規(guī)律的理解的掌握,給物理的教學(xué)帶來困難。負(fù)遷移是指已有知識對新知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)生的消極影響。例如,有的學(xué)生總是認(rèn)為浸在液體中的物體所受的浮力隨著深度的增大而增大,理由是由于液體內(nèi)部的壓強是隨著深度的增加而增大。產(chǎn)生這一錯誤的原因是把以前學(xué)過的液體內(nèi)部壓強公式P=ρgh與浮力公式F=ρgv混淆在一起,沒有弄清兩個公式的區(qū)別,這是負(fù)遷移造成的這種結(jié)果。
在中學(xué)物理知識的結(jié)構(gòu)中有一些占主干地位的基本規(guī)律,這些重點規(guī)律教學(xué)的成敗,對于學(xué)生能否學(xué)好物理知識、能否運用物理知識解決實際問題,具有關(guān)鍵作用。只要我們能認(rèn)清學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律中常見的問題,對癥下藥,引導(dǎo)學(xué)生掌握物理規(guī)律也不會成為一件難事。
七、解決問題的對策
1.創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問題、探索規(guī)律的物理情境。教師要帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律,首先在教學(xué)開始階段,要創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問題的物理環(huán)境。初中階段,主要是通過觀察和實驗發(fā)現(xiàn)問題,也可以從分析學(xué)生生活中熟知的典型事例中發(fā)現(xiàn)問題,有時也可以從對學(xué)生已有知識的展開中發(fā)現(xiàn)問題。創(chuàng)設(shè)的物理情境要有利于引導(dǎo)學(xué)生探索規(guī)律。創(chuàng)設(shè)的物理情境還應(yīng)有助于激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。例如,在探究滑動摩擦力與哪些因素有關(guān)后我教學(xué)生討論拔河比賽中要取勝應(yīng)注意那些問題。學(xué)生們踴躍發(fā)言,討論得出用力握緊繩子是增大壓力來增大摩擦,穿有釘?shù)男邮窃龃蠼佑|面的粗糙程度來增大摩擦等。從而更好地掌握了這條規(guī)律。
篇6
1等效替代法
等效替代法是最簡單的一種方法.但由于初中階段對等效替代思想提及不多,學(xué)生往往一開始不能理解,給教學(xué)帶來一定障礙.
例1圖1為測量未知電阻Rx的阻值的電路, R為電阻箱,S為單刀雙擲開關(guān),R0為定值電阻.主要步驟有:
A.按照電路圖,正確連接實物.
B.先把開關(guān)S接(填a或b)點,讀出電流表的示數(shù)為I.
C.再把開關(guān)S接(填a或b)點,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為.
D.讀出電阻箱的示數(shù)R′.
(1)請補全實驗步驟.
(2)待測電阻Rx的阻值為(選填R′或R0).
本題比較簡單,但學(xué)生答題的結(jié)果并不理想.在教學(xué)過程中筆者借助“曹沖稱象”的故事來進(jìn)行類比,取得了不錯的效果:(1)曹沖應(yīng)該先稱象還是先稱石頭?引出應(yīng)先把開關(guān)撥至a點,讓電阻Rx接入電路;(2)曹沖向船中加石頭到何時為止?引出如何等效,即當(dāng)開關(guān)撥至b點,R接入電路后讓電流表示數(shù)仍為I;(3)象的質(zhì)量是多大?引出用R替代Rx,從而順利得出結(jié)果.在這樣的啟發(fā)式提問的情況下,學(xué)生能再次通過教師的類比更深刻、更形象的理解等效替代法,同時學(xué)生也感受到類比法的作用.
2伏安法
伏安法是最重要的方法,在課程標(biāo)準(zhǔn)中它的要求是理解,也是中考的熱點實驗.從名稱不難看出是利用電流表和電壓表測出電流和電壓,最終計算出電阻,它其實是歐姆定律的應(yīng)用.實驗重點考查學(xué)生設(shè)計電路、連接電路、分析數(shù)據(jù)、總結(jié)規(guī)律、方案評價、異常情況處理等能力.
例2在測定值電阻Rx的阻值實驗中.電源電壓保持不變,滑動變阻器R0上標(biāo)有“20 Ω 1 A” ,器材均完好.
(1)某同學(xué)按圖2連接電路,閉合開關(guān)S前, 應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于端.(選填“a”或“b”).
(2)該同學(xué)實驗操作正確,閉合開關(guān)后讀得電壓表示數(shù)為2 V、電流表示數(shù)為0.2 A,則Rx的阻值為,電源電壓為V.
(3)他再次移動滑片,觀察到電流表示數(shù)如圖3所示,則此時滑動變阻器接入電路的阻值為Ω.
(4)該同學(xué)繼續(xù)向左移動滑片,他發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)將(選填“變大”“變小”或“不變”),當(dāng)滑片移至某點時,電流表和電壓表的示數(shù)均變?yōu)?,經(jīng)檢查是電壓表的0~15 V量程斷路了,若想利用該器材完成這組數(shù)據(jù)的測定,他的做法是:.
(5)該實驗中滑動變阻器的主要作用是:.
第(1)、(5)小題屬于基本的實驗操作能力考查,比較簡單.
第(2)小題的第1空、第(3)題、第(4)題的第1空屬于歐姆定律的基本運用,難度也不大.
第(2)小題的第2空則需要學(xué)生能挖掘題目中“實驗操作正確”所隱藏的條件,即開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最大阻值端.再利用歐姆定律進(jìn)行求解.
第(4)小題的第2空的解決相對要求較高.需要學(xué)生利用第(3)小題的結(jié)果推算出電流表示數(shù)為0.3 A時,電壓表的示數(shù)已為3 V,再根據(jù)第(4)小題電壓表示數(shù)將變大,判斷出此時電壓表的示數(shù)已經(jīng)超過3 V,要完成數(shù)據(jù)的測量,電壓表已不能直接測量Rx的電壓,最后依據(jù)電源電壓為6 V和串聯(lián)電路中U=U1+U2,判斷出此時滑動變阻器兩端的電壓小于3 V.所以將電壓表改為測量滑動變阻器的電壓,最終完成數(shù)據(jù)的測量.
3單表法
所謂單表法,是指在伏安法測電阻過程中一電表損壞,利用另一電表配以滑動變阻器或定值電阻(電阻箱)來測量電阻的方法,也可以理解為伏安法的延伸.
例3現(xiàn)要測量一個阻值約為幾百歐的電阻.提供的器材有:電源、電壓表、電阻箱R、開關(guān)S1和S2、導(dǎo)線.設(shè)計了如圖4所示的電路圖.
(1)實驗過程如下:
①根據(jù)電路圖,連接成如圖5所示的實物電路.
②電路連接正確后,先閉合S1,再將S2撥到觸點1時,電壓表的讀數(shù)為U1,則電源電壓為.
③閉合S1,將S2撥到觸點2,當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)為R0時,電壓表的示數(shù)為U2,則待測電阻的阻值Rx=.
(2)如將上述器材中的電壓表換成電流表(0~0.6 A),你認(rèn)為(選填“能”或“不能”)較準(zhǔn)確測出該待測電阻的阻值,原因是.
第1題中,當(dāng)開關(guān)S2接1時,電壓表測的是電源電壓,接2時,電壓表測Rx電壓,則R分得的電壓為U1-U2,通過R的電流為U1-U2R,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點,求出Rx的阻值為U2U1-U2R.
第2題中考慮到Rx的阻值為數(shù)百歐,電流最大為零點零幾安,讀數(shù)時誤差較大,甚至無法讀取.
本題中由于缺少電流表,則電路中Rx和R通過的電流相等,設(shè)計成串聯(lián)電路.利用測R的電壓,計算R通過的電流來求得Rx通過的電流,最終利用歐姆定律完成阻值的測定.解答此類實驗題的關(guān)鍵是要根據(jù)實驗中缺少的電表來進(jìn)行方案的設(shè)計、步驟的確定、表達(dá)式的推導(dǎo).
例4利用下列器材測出Rx的電阻值.滑動變阻器(最大阻值為R0)、電流表、待測電阻Rx、電壓保持不變的電源,開關(guān)若干.請畫出實驗的電路圖,寫出實驗步驟,并最終給出Rx的表達(dá)式.
方案一步驟:
(1)將滑片移至最大阻值端,按圖6連接電路;
(2)閉合開關(guān),讀出電流表的示數(shù),記為I0;
(3)再用電流表測出通過Rx的電流,記為Ix.
表達(dá)式:Rx=I0IxR0.
方案二步驟:
(1)按圖7連接電路,閉合開關(guān);
(2)將滑片移至a端,記下電流表示數(shù)為Ia;
(3)再將滑片移至b端,記下電流表示數(shù)為Ib.
表達(dá)式:Rx=IbIa-IbR0.
方案一中將滑動變阻器當(dāng)定值電阻使用,讓它和Rx并聯(lián),使兩者兩端的電壓相等.利用測R0電流算電壓,最后再求Rx的阻值.方案二中讓電路發(fā)生改變,利用電源電壓保持不變的特點,求出Rx的阻值.兩種方案看似不同,其實都利用了電壓相等來進(jìn)行推導(dǎo),其本質(zhì)的實驗設(shè)計理念是相同的.
篇7
關(guān)鍵詞:實驗探究;課堂教學(xué);行動研究;價值實現(xiàn)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2012)4(S)-0066-3
如何有效提高物理探究教學(xué)的質(zhì)量,是物理教學(xué)的永恒話題。下面以“歐姆定律”實驗教學(xué)為例,談?wù)勎业囊恍嵺`探索與思考。
1 實驗探究教學(xué)中的幾番“頓挫”
“歐姆定律”是初中物理教學(xué)的一個重要內(nèi)容,它揭示了電路中電流用遵循的基本“交通規(guī)則”,處于電學(xué)的核心位置,是電學(xué)中的最重要的規(guī)律之一,也是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ)。
1.1 首次教學(xué):建立猜想,探究規(guī)律
首先,引導(dǎo)學(xué)生對“電流、電壓、電阻三個物理量之問的定量關(guān)系”展開猜想,進(jìn)而根據(jù)猜想來設(shè)計實驗方案,然后讓學(xué)生自主展開實驗探究:
(1)導(dǎo)體電阻一定,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓之間的關(guān)系;
(2)導(dǎo)體兩端電壓一定,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻之間的關(guān)系。
最后分析實驗數(shù)據(jù),歸納、概括規(guī)律:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。
1.2 二次教學(xué):調(diào)整器材,簡化操作
盡管上述教學(xué)方案能達(dá)成預(yù)期教學(xué)目的,但在實際實驗操作中發(fā)現(xiàn):在探究“導(dǎo)體兩端電壓一定,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻之間的關(guān)系”實驗中,由于需要多次改變電阻,并且每次更換都需要斷開開關(guān)、拆除原電阻與電壓表、接人新電阻與電壓表、閉合開關(guān)四個動作,操作比較麻煩。事實上,由于操作頻繁,不僅容易造成電路接觸不良,而且客觀上也影響了學(xué)生對實驗現(xiàn)象的全面觀察,從而影響到實驗探究效果。
基于此,筆者調(diào)整了實驗器材:用旋鈕式電阻箱代替需要更換的幾個電阻,原先每次更換電阻的四個規(guī)定動作就簡化為一次旋鈕。這樣在保證實驗效果的同時,不僅提高了實驗效率,同時也為學(xué)生全面觀察和數(shù)據(jù)分析預(yù)留了充分的時間。
1.3 三次教學(xué):優(yōu)化方案,厘清關(guān)系
然而,事情并非預(yù)期的那樣樂觀。學(xué)生在分析數(shù)據(jù)形成結(jié)論時,常常出現(xiàn)如下兩種邏輯錯誤:導(dǎo)體電阻一定,導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比;導(dǎo)體兩端電壓一定,導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體中的電流成反比。就第一種邏輯錯誤而言,究其成因,問題不在學(xué)生本身,而恰恰在于教學(xué)之中。一是在先前認(rèn)識滑動變阻器時,學(xué)生對“使用滑動變阻器改變燈泡電流”有較深的認(rèn)識。二是在當(dāng)前探究電流與電壓關(guān)系時,是靠移動滑片來改變變阻器阻值,學(xué)生誤認(rèn)為是研究電流與變阻器阻值的關(guān)系。在操作中學(xué)生通過移動滑片來改變電流,產(chǎn)生了是由于電流的變化才引起了電壓變化的認(rèn)識,背離了“電壓是形成電流的原因”。
基于此,為幫助學(xué)生形成電流與電壓、電流與電阻之間正確的邏輯關(guān)系,筆者優(yōu)化了實驗方案,重新設(shè)計電路:通過改變電池的節(jié)數(shù)替代由變阻器來改變電阻兩端的電壓;將幾個不同阻值的電阻并聯(lián)接在電源兩端,分別由開關(guān)控制。這樣既保證了實驗效果,同時消解了變阻器帶來的負(fù)面影響,使電流與電壓、電流與電阻之間的邏輯關(guān)系更直觀地顯現(xiàn)出來。待學(xué)生學(xué)習(xí)串聯(lián)總電阻與分壓知識之后,可以安排學(xué)生按教材中的實驗方案再探究,學(xué)生在體驗操作順暢的同時,理解更為準(zhǔn)確、深刻。
1.4 四次教學(xué):超越物質(zhì),回歸人本
通過前三次的教學(xué)改進(jìn),實驗器材和實驗方案逐步優(yōu)化,探究活動效果得到了整體上的明顯提高。然而,一個不容回避的教學(xué)事實是:盡管使用了同樣的實驗器材與實驗方案,但不同的學(xué)生在實驗中卻有不盡相同的活動收獲。如:在探究電流與電阻的關(guān)系時。有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)更換電阻時,電阻變大(或變小)后,電壓表示數(shù)也增大(或減小),但有的學(xué)生對此物理現(xiàn)象卻視而不見。由此,筆者認(rèn)識到物理實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)“超越物質(zhì),回歸人本”。即教學(xué)中不能僅僅關(guān)注“物”的因素,更要關(guān)注活動的“人”,注重培養(yǎng)學(xué)生的良好觀察習(xí)慣和大膽猜想、敢于懷疑的科學(xué)精神。就培養(yǎng)良好觀察習(xí)慣而言,一方面不僅要教給學(xué)生具體的觀察方法,而且要在活動前提出明確的觀察要求;另一方面要有預(yù)見性地提出明確的活動觀察點。同時在活動記錄單上增設(shè)“我在實驗中還發(fā)現(xiàn)什么”專欄,切實引導(dǎo)學(xué)生全面、細(xì)致、深入地觀察。
2 實踐中的幾點思考
2.1 物理探究活動目標(biāo):“有中心”,但不能“唯中心”
物理實驗探究教學(xué)活動,是在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下,讓學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時的相似過程,這一過程是科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的精華濃縮,而不是科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷史過程的真實重演。但畢竟時間有限,倘若面面俱到,勢必會沖淡課堂探究活動的中心,直接影響教學(xué)效果。在“歐姆定律”教學(xué)活動中,探究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體中電流與電壓和電阻之問的定量關(guān)系無疑是教學(xué)活動的中心。但教學(xué)活動要“有中心”,但不能“唯中心”。借用一句廣告詞:生命是一場旅程,在匆匆趕路的時候,更重要的是不要忘記欣賞路邊的風(fēng)景。在“歐姆定律”實驗探究過程中實驗細(xì)節(jié)的觀察、數(shù)據(jù)誤差的考量等都應(yīng)當(dāng)關(guān)注,盡管這些問題的分析與解決并非是本次活動的中心,僅僅是活動中的“衍生物”,但同樣是活動中的“一種收獲”,而恰恰是這些常常被遺忘的“路邊的風(fēng)景”,或成為后期知識生長的重要因子,或成為引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究的導(dǎo)火線。
2.2 物理探究活動方案的設(shè)計:“教師決定”走向“師生協(xié)商”
探究活動方案的設(shè)計是物理探究活動的重要環(huán)節(jié)。在當(dāng)前的物理教學(xué)中,一些教師基于對學(xué)生的實驗方案設(shè)計的能力缺乏信心,或出于節(jié)省教學(xué)活動時間,把預(yù)先設(shè)計好的實驗方案直接給予學(xué)生。讓學(xué)生執(zhí)行指令性的實驗操作;有的教師出于培養(yǎng)學(xué)生實驗方案設(shè)計能力,讓學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,但當(dāng)遭遇學(xué)生設(shè)計的方案不合理或錯誤時,往往又習(xí)慣性地回歸到教師指令路徑。探究活動方案的設(shè)計從“教師決定”走向“師生協(xié)商”。
在探究“導(dǎo)體中電流與電阻的定量關(guān)系”時,學(xué)生提出猜想后。一位學(xué)生設(shè)計了這樣的實驗方案:如圖1所示,將幾段阻值不同的電阻分別接入電路M、N之間,讀出電流,然后根據(jù)記錄的電流與電阻的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,進(jìn)而得出電流與電阻的定量關(guān)系。顯然,這種方案不合理。因為接入幾段阻值不同的電阻后,MN兩點間的電壓不同,未能控制MN間的電壓,雖然能獲得電流與電阻的相關(guān)數(shù)據(jù),但無法得出兩者之間正確的定量關(guān)系。對此,如果教師利用自己的權(quán)威,簡單否定學(xué)生的實驗方案,無疑會損傷學(xué)生的設(shè)計熱情。那么,教師能否曉之以理使學(xué)生信服地自我否定呢?從物理學(xué)的角度看,解釋MN兩點間的電壓不同,需要運用串聯(lián)分壓的知識,而后者是基于歐姆定理推演出來的,所以教學(xué)實踐中教師無法以“理”服人。否其所為是不民主的,任其所為是不明智的。在教學(xué)實踐中,筆者允許學(xué)生按設(shè)計方案進(jìn)行操作,提
供其一個電壓表,將電壓表并聯(lián)在MN兩點間,要求其觀察不同的電阻接入后電壓表的示數(shù),這樣學(xué)生直觀看到電阻變化后MN兩點間的電壓也發(fā)生了變化,學(xué)生自然意識到這種方案不符合控制變量法的思想,進(jìn)而自我否定。在某種意義上,這樣的教學(xué)處理做到了“民主”與“明智”兼得。
探究活動方案的設(shè)計從“教師決定”走向“師生協(xié)商”,是尊重、保護(hù)學(xué)生的表現(xiàn),是鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的做法,也是基于學(xué)生原有的知識水平和符合認(rèn)知規(guī)律的真真實實地讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究中的“設(shè)計實驗方案”這一環(huán)節(jié),這既能培養(yǎng)和保持學(xué)生自主探究能力和興趣,也彰顯了以學(xué)生發(fā)展為本的理念。
2.3 科學(xué)探究活動對象的關(guān)注:唯“物”走向“人——物”
感悟“歐姆定律”,我們應(yīng)當(dāng)虔誠地?fù)荛_歷史塵埃,了解那一段令人難忘的科學(xué)鉤沉。歐姆當(dāng)年研究條件極其困難,電流很不穩(wěn)定,自己設(shè)計實驗器材,花費十年心血,研究電流定律,失敗了上千次才獲得成功。歐姆定律發(fā)表后,遭到德國很多權(quán)威人士特別是科學(xué)界的反對甚至是詆毀。德國物理學(xué)家鮑爾曾發(fā)難:“以虔誠眼光看待世界的人不要去讀這本書,因為它是不可置信的欺騙,它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴(yán)?!苯?jīng)歷14年的懷疑、批判、確認(rèn)的洗禮與磨礪,歐姆定律的真理性才越發(fā)顯現(xiàn)出來,得到學(xué)術(shù)界的公認(rèn)。歐姆定律具有穿越時空的永恒光輝。
重溫這段歷史,筆者深深體會到科學(xué)探究活動中的“物”僅是一個必要條件,真正起決定作用的是“人”本身,物理教學(xué)應(yīng)從單一“物”的關(guān)照走向“人與物”的全面關(guān)照,也就是說不僅要重視實驗器材的完備、實驗方案的優(yōu)化,更要重視實驗活動中學(xué)生觀察能力和思維能力的發(fā)展。主動探索、勇于堅持、懷疑精神的熏陶。
在當(dāng)下物理教學(xué)活動中,盡管教師普遍意識到培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和懷疑精神的重要性,但往往缺少行之有效的培養(yǎng)方法或策略,常常只有口頭上的要求,難以真正落實到實驗探究活動之中,從而導(dǎo)致教學(xué)活動價值的流失。為此,筆者進(jìn)行了一些嘗試與探究:在活動記錄單上,除實驗數(shù)據(jù)記錄的欄目外,還增設(shè)兩個欄目:一是“我在實驗中還發(fā)現(xiàn)什么”,這一欄目的設(shè)置可以方便觀察細(xì)致的同學(xué)及時記錄,其記錄內(nèi)容是寶貴的生成性資源,其記錄行為對其他同學(xué)也是一種示范與促進(jìn);二是“我有哪些困惑或疑問”,這一欄目的設(shè)置可以方便學(xué)生及時記錄實驗困惑與疑問,這本身不僅是學(xué)生行思結(jié)合的見證,也是理性精神的具體體現(xiàn),同時也有利于教師及時把握實驗動態(tài),更好地調(diào)控實驗探究活動。
總之,物理教學(xué)應(yīng)努力從學(xué)生的發(fā)展需要出發(fā),以研究者的態(tài)度審視自己,不斷反思,尋求更好的方法和策略,不斷建構(gòu)并豐富自己的實踐性知識,提升物理教學(xué)專業(yè)素養(yǎng)。在自覺的行動研究中,我們可以獲得“教師職業(yè)的內(nèi)在歡樂與尊嚴(yán),在日常進(jìn)行的、創(chuàng)造性育人過程中實現(xiàn),而不是只有在所教的學(xué)生取得社會成就才得以實現(xiàn)”。
參考文獻(xiàn):
篇8
關(guān)鍵詞:圖象法;物理規(guī)律;物理問題
物理圖象具有簡潔、生動、形象和直觀等特點,它在物理教學(xué)中有著不可低估的作用。近幾年的中考試題中幾乎每年都有關(guān)于圖象的問題在其中,它從不同層面考查了學(xué)生利用圖象處理數(shù)據(jù)和解決物理問題的能力。初中物理圖象類型雖不復(fù)雜,但學(xué)生對圖象的認(rèn)識是分散的、不完整的,需要教師在教學(xué)過程中不斷地滲透,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成用圖象法分析問題的習(xí)慣,教會學(xué)生用圖象法解決問題。對此,我與同行們交流一下圖象法在物理教學(xué)中的心得,請大家提出寶貴意見。
一、圖象使自變量與因變量的關(guān)系清晰化
部分教師在實際教學(xué)中一般比較重視口頭的或文字?jǐn)⑹?、分析及代?shù)的演算,對物理圖象能夠幫助學(xué)生分析和理解物理問題的作用重視不夠。如能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)正確地作出其關(guān)系圖象,再由圖象分析、解決物理問題,就可能突破問題的難點,簡化語言的表達(dá)過程,提高課堂效率。
如,在“歐姆定律及其應(yīng)用”這節(jié)課的教學(xué)中,要求學(xué)生通過實驗自主探究電流和電壓、電阻的關(guān)系。實驗探究分兩步展開:
探究一:保持電阻不變,探究電流和電壓的關(guān)系時得到表一數(shù)據(jù):
探究二:保持電壓不變,探究電流和電阻的關(guān)系時得到表二數(shù)據(jù):
師:請同學(xué)們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納出電流與電壓和電阻的關(guān)系。
生1:表一:電壓增大,電流也增大。
表二:電阻增大,電流減小。
生2:表一:當(dāng)電阻不變時,電壓增大,電流也增大。
表二:當(dāng)電壓不變時,電阻增大,電流減小。
生3:電流隨電壓的增大而增大,隨電阻的增大而減小。
師:剛才三位同學(xué)的結(jié)論你們更贊成哪一種?為什么?
生4:第2種,因為學(xué)生1和3沒有控制變量。
師:大家都認(rèn)為學(xué)生2的結(jié)論正確。學(xué)生2雖然表述完整,但只定性表達(dá)出電流和電壓、電阻的關(guān)系。你還有其他處理實驗數(shù)據(jù)的方法,定量地表達(dá)它們之間的關(guān)系嗎?
點評:根據(jù)實驗數(shù)據(jù)信息的分析,學(xué)生只能定性分析,不會定量分析,此時需要教師的引導(dǎo),既然有數(shù)據(jù),你能否根據(jù)實驗數(shù)據(jù)尋找更精確的關(guān)系。
生5:可以畫圖處理。
師:現(xiàn)在請同學(xué)畫出I-U圖象和I-R。
師:展示學(xué)生圖象并請學(xué)生回答,利用你們已有的數(shù)學(xué)知識如何理解該圖象?
生6:當(dāng)電阻不變時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比
在電壓一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比
師:為什么會得出這個結(jié)論?
生7:這個圖象和我們數(shù)學(xué)中正比例函數(shù)和反比例函數(shù)圖形一致。
師:利用圖象法我們很直觀地定性分析出:導(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,這就是著名的歐姆定律。
點評:學(xué)生利用實驗數(shù)據(jù)作出圖象很直觀地找到它們的定性關(guān)系,且回答得非常規(guī)范,雖然畫圖花費時間多,但通過圖象知道了自、因變量的正比關(guān)系,這個時間花得值。
二、在圖象的變化規(guī)律中尋找個別差異
曾對所教班學(xué)生進(jìn)行過調(diào)查,經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生盡管在讀審?fù)晡锢韱栴}時能夠初步建構(gòu)物理圖景,但苦于缺乏作圖分析能力,無法將問題進(jìn)行深入,最終以放棄告終;有些學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的作圖習(xí)慣,往往懶得作圖,或馬馬虎虎作個圖也不規(guī)范,或圖不達(dá)意,對分析物理問題沒有起應(yīng)有的作用,以至物理問題得不到解決,更別提培養(yǎng)能力了。本人認(rèn)為雖然作圖在物理課本中沒有獨立的章節(jié),但它無論在解決物理問題上,還是在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力上都起著不可忽視的作用。如,在《歐姆定律的應(yīng)用》中要求學(xué)生用“伏安法”測量定值電阻的阻值和小燈泡的電阻值,學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別計算出定值電阻阻值和小燈泡的阻值,發(fā)現(xiàn)定值電阻阻值幾乎不變,燈絲電阻是變化的。為了幫助學(xué)生理解,我要求學(xué)生繪制了“定值電阻”和“小燈泡”的U-I圖象。從圖象發(fā)現(xiàn)它們的圖形完全不同,于是我將該節(jié)內(nèi)容和前面的歐姆定律和導(dǎo)體電阻的影響因素相聯(lián)系,學(xué)生很快知道了電阻不同的原因。原來燈絲在發(fā)光時將光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使得燈絲溫度升高,燈絲電阻發(fā)生了變化,而定值電阻測量三次的目的是為了減少誤差。
點評:本題考查了電壓表和電流表的讀數(shù),歐姆定律的應(yīng)用,如何減小誤差,滑動變阻器的使用,圖象問題,涉及的知識很多,綜合性很強,增大了解題的難度。通過圖象電流跟電壓的關(guān)系,來確定電阻是否變化,通過電阻是否變化判斷定值電阻和燈泡電阻不同的原因,讓學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容產(chǎn)生正遷移。
總之,物理圖象教學(xué)更有利于學(xué)生尋找物理量之間的相互關(guān)系,直觀地描述物理過程,形象地表達(dá)物理規(guī)律。利用圖象既可突破教學(xué)的難點,提高教學(xué)效率,也能幫助學(xué)生理解物理概念和規(guī)律。
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[4]鄭金洲.新課程課堂教學(xué)探究系列:問題教學(xué).福建教育出版社,2005.
篇9
考點 1 電流、電壓和電阻
電子定向移動形成電流.規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流方向.會使用電流表測量電流.串聯(lián)電路中電流處處相等;并聯(lián)電路中干路上的電流等于各個支路電流之和.會使用電壓表測量電壓.串聯(lián)電路的總電壓等于各個串聯(lián)導(dǎo)體兩端電壓之和;并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),大多數(shù)導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大.滑動變阻器是利用改變接入電路中電阻線的長度來改變接入電路中電阻的大小的,使用時,采取“一上一下”的接線方法,通常串聯(lián)在電路中.
例1(2006年太原市考題)圖1是大型電子地磅的電路圖。當(dāng)稱重物時,在壓力作用下滑片P向B端滑動,變阻器連入電路的電阻________,電流表的示數(shù)_______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。這樣把電流對應(yīng)的重量刻在電流表的刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重量.
解析:當(dāng)稱重物時,在壓力作用下滑片P向B端滑動,變阻器連入電路的電阻變小,電流表的示數(shù)變大.
考點預(yù)測:電壓表和電流表的使用,探究串、并聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律以及探究影響導(dǎo)體電阻的因素是中考命題的熱點.命題常圍繞有關(guān)電表的知識和使用規(guī)律,以填空、選擇、作圖等題型出現(xiàn),重點考查關(guān)于電表的讀數(shù)和正確連接.另外,正確使用滑動變阻器改變電路中的電流也是考查的重點.
考點2 歐姆定律
歐姆定律的內(nèi)容是: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.用公式I=U/R 表示.使用歐姆定律時,要注意是指同一導(dǎo)體在同一時刻的I、U、R三者的關(guān)系.串聯(lián)電路的總電阻等于各個串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和,即R總 =R1+R2;并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個并聯(lián)導(dǎo)體電阻倒數(shù)之和,即1/R總=1/R1+1/R2 .
例2(2006年黃岡市考題)圖2甲是周小平同學(xué)為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計的自動控制裝置,R是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示.已知繼電器的線圈電阻R0為10Ω,左邊電源電壓為6V恒定不變.電流表0~30mA量程接入電路,圖2乙是電流表表盤。當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時,繼電器的銜鐵被吸合,空調(diào)電路正常工作.
(1)該同學(xué)將電流表改成了溫度表,通過計算標(biāo)出表盤上25℃的位置.
(2)為了節(jié)省電能,使溫度達(dá)到30℃時空調(diào)才能啟動制冷,電路中要串聯(lián)多大的電阻?
(3)為了給空調(diào)設(shè)定不同的啟動溫度,請你提出一種可行的、調(diào)節(jié)方便的措施.(改變電阻除外)
解析:(1)查表可知,25℃時R為390Ω,則
I =1/R總=6V/(390Ω+10Ω)=0.015A.
即25℃時指針位置在表盤15mA處.
(2)查表可知,30℃時R為360Ω,則
R總=U/1=6V/0.015A= 400Ω,
故串聯(lián)電阻R=R總-R-R0=30Ω.
(3)為了給空調(diào)設(shè)定不同的啟動溫度可以改變電壓,使用調(diào)壓器;改變繼電器線圈匝數(shù);使用抽頭旋轉(zhuǎn)式線圈等。
考點預(yù)測:歐姆定律是初中物理的重點和難點,它貫穿整個電學(xué)的計算,是中考的熱點和必考內(nèi)容,在命題形式上多種多樣,如探究歐姆定律,或與電功、電功率、焦耳定律等知識結(jié)合在一起考查.
考點3 測量小燈泡的電阻
測量小燈泡的電阻其原理是歐姆定律.在實驗過程中,先畫出電路圖,再對照電路圖連接實物電路,在連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)斷開,變阻器滑片應(yīng)放在阻值最大的一端.
例3(2006年貴陽市考題)物理課上,老師請同學(xué)們設(shè)計一個測量未知電阻Rx的實驗,各組同學(xué)都提出了自己的設(shè)計方案,下列是兩組同學(xué)的設(shè)計情況.
(1)甲組同學(xué)決定采用伏安法,請你幫他畫出實驗電路圖,并說明所需測量的物理量:①____________;② _______________________ .
(2)乙組同學(xué)設(shè)計了不同的方案,經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識,設(shè)計的電路如圖3,以下是他們的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路;
②____________________________________________;
③____________________________________________.
(3)請你用所測物理量分別寫出兩種方案未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
甲組:Rx=___________________ ;乙組:Rx=________________.
解析:(1)甲組同學(xué)的實驗電路圖如圖4所示.需測量的物理量:①電阻Rx兩端的電壓;②通過電阻Rx的電流.
(2)乙組同學(xué)的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路;
②將開關(guān)S斷開時,記錄電流表的示數(shù)為I1;
③將開關(guān)S閉合時,記錄電流表的示數(shù)為I2.
(3)甲組:Rx= U/I ;乙組:Rx=I1R0/(I2-I1).
考點預(yù)測:伏安法測量小燈泡的電阻,或只用電流表、或只用電壓表再輔助其他元件測量,是電學(xué)中的重要實驗之一,在考試中常常出現(xiàn).其實驗原理、實驗器材、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)的處理都是考查的重點,出題形式靈活多樣,主要考查同學(xué)們的實驗探究能力.
考點4 電功和電功率的有關(guān)計算
電功和電功率的計算公式分別為W=UIT和P=W/t.在生活中我們常應(yīng)用電功率變形公式W=Pt來計算用電器消耗的電能.
例4(2006年菏澤市考題)收音機的基本結(jié)構(gòu)可以簡化成如圖5所示的電路,其中R1代表機體電阻,R2為音量控制電阻,R3為揚聲器的等效電阻,電源電壓為3V。當(dāng)滑片P滑到a端時,揚聲器無聲,此時流過電源的電流為15mA.當(dāng)滑片P滑到b端時,揚聲器音量最大,此時流過電源的電流為55mA.求:
(1)R3的阻值;
(2)揚聲器音量最大時,R3消耗的電功率.
解析:(1)當(dāng)滑片P滑到a端時,R1、R2并聯(lián);當(dāng)滑片P滑到b端時,R1、R2、R3并聯(lián),則通過R3的電流:I3=I總- I12=55mA-15mA=40mA=0.04A.
R3的阻值:R3=U3/I3=U/I3=3V/0.04A=75Ω .
(2)揚聲器音量最大時,R3消耗的電功率:
P3=U3I3=3V× 0.04A=0.12W.
考點預(yù)測:電功和電功率綜合計算是中考電學(xué)計算的熱點.解決此類問題的關(guān)鍵是:先認(rèn)清電路的連接方式,分清電路的結(jié)構(gòu)是如何變化的,再考慮電表所測量的物理量,最后利用串并聯(lián)電路、歐姆定律、電功和電功率等知識求解.復(fù)習(xí)時,要多做一些相關(guān)練習(xí),提高自己的解題能力.
考點5 測定小燈泡的電功率
用電壓表與小燈泡并聯(lián)測量燈泡兩端的電壓,用電流表與小燈泡串聯(lián)測量燈泡的電流,再根據(jù)電功率的公式P=UI,計算出小燈泡的電功率.了解小燈泡的實際功率和額定功率跟小燈泡的實際電壓和額定電壓的關(guān)系.
例5(2006年大連市考題)小紅同學(xué)要測量額定電壓為3.8V的小燈泡的功率.
(1)連接的不完整的實物電路如圖6甲所示.請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實物電路的連接.
(2)連好電路后,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)為4V,電流表的示數(shù)為0.35A,小燈泡的實際功率為_______W.調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為3.8V時,電流表的指針位置如圖6乙所示,此時電流表的示數(shù)為___________A,小燈泡的額定功率為______W.
(3)開關(guān)閉合前,滑動變阻器連入電路中的阻值不是最大.你除了從實物電路中直觀地看到了滑片所在的位置以外,還能用在上述實驗過程中發(fā)生的哪個實驗現(xiàn)象來證實這一點?(只陳述實驗現(xiàn)象即可,不用分析或解釋)
解析:(1)連接的實物電路如圖7所示.
(2)小燈泡的實際功率為1.4W;電流表的示數(shù)為0.34A;小燈泡的額定功率為1.292W.
(3)閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)從4V降到3.8V,或閉合開關(guān)后,電流表的示數(shù)從0.35A降到0.34A,或電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變小.
考點預(yù)測:測定小燈泡的電功率是電學(xué)實驗探究題的重點,也是中考實驗命題的主要素材之一,它涉及到電表的使用、滑動變阻器的使用、串聯(lián)電路、歐姆定律、電功和電功率等知識.所以在復(fù)習(xí)時,要重溫實驗,以便提高自己的實驗?zāi)芰?
考點6焦耳定律
焦耳定律的內(nèi)容是:電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比.其表達(dá)式是:Q=I2Rt,變形式為Q=UIt或Q=U2/Rt.但要注意的是,Q=UIt和Q=U2/Rt只適用于像電爐、電烙燈等可以看做純電阻性用電器的電路.
例6(2006年泰州市考題)小華準(zhǔn)備參加玩具賽車比賽,他運用圖8所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動機.設(shè)電池的電壓恒定不變,他先用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸,使其不轉(zhuǎn)動,閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為2A;然后放手,當(dāng)電動機正常轉(zhuǎn)動時,又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A.則該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為()
A.91% B.70% C.30% D.9%
解析:用手捏住電動機的轉(zhuǎn)軸,使其不轉(zhuǎn)動,電動機在時間t內(nèi)消耗的電能是W=UIt= 2Ut(J);當(dāng)電動機正常轉(zhuǎn)動時,電動機在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt= UIt= 0.6Ut(J).該玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為η=W-Q/W×100%,代入數(shù)據(jù)得:η =70%.
考點預(yù)測:關(guān)于多檔位電熱器的耗電問題一直是中考的熱點,既可以考查同學(xué)們對電路結(jié)構(gòu)知識的掌握情況,又可以考查同學(xué)們對電能的計算能力,同時也為同學(xué)們今后設(shè)計新穎的電路打下基礎(chǔ),所以,這類考題在2007年中考中仍將是重點.
考點7電磁現(xiàn)象
磁體具有吸鐵性,磁極間相互作用的規(guī)律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.磁體周圍存在磁場,用安培定則判定通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系.電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的原理制成的,發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的.
例7(2006年貴陽市考題)一同學(xué)設(shè)計了一種判斷電源 “+”、“-”極的方法:在水平桌面上放一枚小磁針,在小磁針的西面放一個螺線管,如圖9所示,接通開關(guān)后,小磁鐵的N極向東偏轉(zhuǎn),則下列判斷中正確的是()
A.電源a端是正極,在電源內(nèi)部電流由b流向a
B.電源a端是正極,在電源內(nèi)部電流由a流向b
C.電源b 端是正極,在電源內(nèi)部電流由a流向b
D.電源b 端是正極,在電源內(nèi)部電流由b流向a
解析:利用安培定則來判定,即用右手握住螺線管,讓四指彎曲的方向跟電流的方向一致,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極. C選項正確.
考點預(yù)測:考查實驗中和生活中的電磁現(xiàn)象是該考點的主要內(nèi)容,應(yīng)分析題目所提供的材料,利用相關(guān)規(guī)律進(jìn)行解題。另外,關(guān)于電動機和發(fā)電機的原理和能量的轉(zhuǎn)化也是該考點的主要考查內(nèi)容.
考點8電磁波及其傳播
周期性變化的電磁場在空中傳播被稱為電磁波.電磁波的傳播也是能量傳播的過程,真空中電磁波的波速為v,它等于波長λ 和頻率f的乘積,即v=λ f,其中真空中電磁波傳播的速度v=3×108m/s.
例8(2006年南昌市考題)下雨天在家收聽廣播節(jié)目時,我們發(fā)現(xiàn)在打雷時,從收音機里會聽到“咔嚓、咔嚓……”的聲音,然后才聽到雷聲.
(1)打雷時收音機為什么會發(fā)出“咔嚓”的聲音?
(2)為什么我們會先聽到收音機里的“咔嚓”聲,然后才聽到雷聲?
篇10
中學(xué)物理邏輯性很強,許多剛剛步入高中的學(xué)生很難適應(yīng)高中物理的學(xué)習(xí),認(rèn)為高中物理不易學(xué)、學(xué)不懂.面對這種狀況,教師應(yīng)該時刻關(guān)注學(xué)生的心理,及時有效的幫助學(xué)生克服這種心理障礙,使他們能夠?qū)W(xué)習(xí)物理充滿信心.物理教師還要改善自己的教學(xué)方式,設(shè)計新穎的教學(xué)方案,激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的積極性,整體改善物理的教學(xué)質(zhì)量.
一、中學(xué)物理課堂教學(xué)新型設(shè)計分析
(一)設(shè)計物理教學(xué)方法的思路
1.結(jié)合哲學(xué)方法
結(jié)合哲學(xué)方法分為:質(zhì)變和量變法、否定和肯定法、內(nèi)容和形式法、本質(zhì)和現(xiàn)象法、相對和絕對法、原因和結(jié)果法、空間和時間法、統(tǒng)一和對立等法.
2.結(jié)合數(shù)學(xué)方法
結(jié)合數(shù)學(xué)方法:圖像法、函數(shù)法、幾何法、極限法等.
3.突出物理方法
物理有自身獨特的學(xué)習(xí)方法:觀察法、實驗法、守恒定律法、對稱法、化方法等.
4.思維方法
思維方法:判斷和推理法、綜合和分析法、分類和比較法、概括法、演繹和歸納法、具體和抽象法、類比法等.
(二)設(shè)計在物理課堂教學(xué)的作用
1.是科學(xué)教授物理的需要
通過物理科學(xué)的方法,讓學(xué)生更好理解物理知識.例如:某教師在講解電容和電場強度設(shè)計教案時,應(yīng)考慮電容和電場強度的定義,而它們是根據(jù)比值進(jìn)行定義的,通過比值可以將抽象的概念具體化、數(shù)字化,再聯(lián)合實驗,促進(jìn)學(xué)生更好地理解物理知識.
2.促進(jìn)中學(xué)生建立科學(xué)觀念
物理是科學(xué)學(xué)科,包含大量的科學(xué)觀念和概念,促進(jìn)學(xué)生建立正確的科學(xué)觀念,懂得從現(xiàn)象到本質(zhì)、從偶然到必然、從未知到已知.
例如:某物理老師講解《慣性定律》設(shè)計問題“靜止的小車啟動時,為什么小車上的木板向后倒?”“小車停止運動時,為什么小車上的木板會向前倒?”引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進(jìn)行全面思考,科學(xué)利用定律解決物理問題,促進(jìn)學(xué)生建立科學(xué)觀念.
二、學(xué)生的個體差異
為了了解學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)情況,筆者對某所學(xué)校學(xué)生的力學(xué)和電學(xué)進(jìn)行了調(diào)查.發(fā)放調(diào)查問卷143張,共收回137張,回收率是95.80%.數(shù)據(jù)顯示,力學(xué)中關(guān)于自行車下坡行駛時不可以用前閘剎車,77.20%的學(xué)生很清楚;15.20%的學(xué)生知道一些;6.70%的學(xué)生不太清楚;2.20%的學(xué)生完全沒聽過.電學(xué)中關(guān)于燈泡燈絲在開燈瞬間最容易被燒斷,66.30%的學(xué)生很清楚;22.80%的學(xué)生知道一些;9.80%的學(xué)生不太清楚;1.10%的學(xué)生完全沒聽過.
生活中物理學(xué)處處可見,但是調(diào)查顯示有些學(xué)生對生活中的物理現(xiàn)象缺乏了解,個體之間存在差異.因此教師應(yīng)將生活實際、學(xué)生的個體差異等因素和物理教學(xué)聯(lián)合起來,提高分析解決物理問題的能力.
三、新的教學(xué)方法
(一)注重物理生活化
結(jié)合生活實際教學(xué),以此吸引學(xué)生思考問題,讓學(xué)生感受到物理是兼?zhèn)鋵嵱眯?、趣味性的科學(xué)學(xué)科.
例如:某教師講解《重力勢能》這節(jié)課結(jié)合生活實際提出“質(zhì)量不同的物體從同一高度下落,可以觀察到什么現(xiàn)象?”“質(zhì)量相同的物體從不同高度下落,又可以觀察到什么現(xiàn)象?”讓學(xué)生清楚觀察到質(zhì)量、高度與重力勢能之間的關(guān)系.
(二)物理教學(xué)方式要靈活
教學(xué)過程中,教師要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況靈活教學(xué).例如:某教師講解《歐姆定律》,首先分析歐姆定律的概念和應(yīng)用條件,如果學(xué)生接受情況較好,那么教師可以繼續(xù)根據(jù)歐姆定律解決實際問題;如果學(xué)生接受情況不好,教師可以做些實驗便于學(xué)生理解,還可以繪制伏安特性曲線.靈活教學(xué),幫助學(xué)生深刻理解物理定義.
(三)既要針對學(xué)生者整體又要尊重個體差異教學(xué)
物理課堂是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的教育手段,教師要根據(jù)學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行教學(xué),綜合考慮學(xué)生知識基礎(chǔ)、接受知識能力、學(xué)習(xí)能力;也要尊重個體差異,降低一些學(xué)習(xí)要求,爭取讓所有學(xué)生都能在課堂上有所收獲.
(四)建立場景