時間:2023-07-17 09:49:46
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1.理解歐姆定律及其表達式.
2.能初步運用歐姆定律計算有關(guān)問題.
能力目標
培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識分析和解決問題的能力.
情感目標
介紹歐姆的故事,對學(xué)生進行熱愛科學(xué)、獻身科學(xué)的品格教育.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教學(xué)的課型屬于習(xí)題課,以計算為主.習(xí)題訓(xùn)練是歐姆定律的延續(xù)和具體化.它有助于學(xué)生進一步理解歐姆定律的物理意義,并使學(xué)生初步明確理論和實際相結(jié)合的重要性.
教法建議
教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生明確題設(shè)條件,正確地選擇物理公式,按照要求規(guī)范地解題,注意突破從算術(shù)法向公式法的過渡這個教學(xué)中的難點.特別需強調(diào)歐姆定律公式中各物理量的同一性,即同一導(dǎo)體,同一時刻的I、U、R之間的數(shù)量關(guān)系.得出歐姆定律的公式后,要變形出另外兩個變換式,學(xué)生應(yīng)該是運用自如的,需要注意的是,對另外兩個公式的物理含義要特別注意向?qū)W生解釋清楚,尤其是歐姆定律公式.
教學(xué)設(shè)計方案
引入新課
1.找學(xué)生回答第一節(jié)實驗得到的兩個結(jié)論.在導(dǎo)體電阻一定的情況下,導(dǎo)體中的電流
跟加在這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;在加在導(dǎo)體兩端電壓保持不變的情況下,導(dǎo)體中的電
流跟導(dǎo)體的電阻成反比.
2.有一個電阻,在它兩端加上4V電壓時,通過電阻的電流為2A,如果將電壓變?yōu)?0V,通過電阻的電流變?yōu)槎嗌??為什么?/p>
要求學(xué)生答出,通過電阻的電流為5A,因為電阻一定時通過電阻的電流與加在電阻兩
端的電壓成正比.
3.在一個10的電阻兩端加上某一電壓U時,通過它的電流為2A,如果把這個電壓加在20的電阻兩端,電流應(yīng)為多大?為什么?
要求學(xué)生答出,通過20電阻的電流為1A,因為在電壓一定時,通過電阻的電流與
電阻大小成反比,我們已經(jīng)知道了導(dǎo)體中電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系,導(dǎo)體中電流跟這段導(dǎo)體電阻的關(guān)系,這兩個關(guān)系能否用一句話來概括呢?
啟發(fā)學(xué)生討論回答,教師復(fù)述,指出這個結(jié)論就叫歐姆定律.
(-)歐姆定律導(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.
1.此定律正是第一節(jié)兩個實驗結(jié)果的綜合,電流、電壓、電阻的這種關(guān)系首先由德國
物理學(xué)家歐姆得出,所以叫做歐姆定,全國公務(wù)員共同天地律,它是電學(xué)中的一個基本定律.
2.介紹《歐姆堅持不懈的精神》一文.
3.歐姆定律中的電流是通過導(dǎo)體的電流,電壓是指加在這段導(dǎo)體兩端的電壓,電
阻是指這段導(dǎo)體所具有的電阻值.
如果用字母U表示導(dǎo)體兩端的電壓,用字母R表示導(dǎo)體的電阻,字母I表示導(dǎo)體中的電流,那么歐姆定律能否用一個式子表示呢?
(二)歐姆定律公式
教師強調(diào)
(l)公式中的I、U、R必須針對同一段電路.
(2)單位要統(tǒng)一I的單位是安(A)U的單位是伏(V)R的單位是歐()
教師明確本節(jié)教學(xué)目標
1.理解歐姆定律內(nèi)容及其表達式
2.能初步運用歐姆定律計算有關(guān)電學(xué)問題.
3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識分析和解決問題的能力.
4.學(xué)習(xí)歐姆為科學(xué)獻身的精神
(三)運用歐姆定律計算有關(guān)問題
【例1】一盞白熾電燈,其電阻為807,接在220V的電源上,求通過這盞電燈的電流.
教師啟發(fā)指導(dǎo)
(1)要求學(xué)生讀題.
(2)讓學(xué)生根據(jù)題意畫出簡明電路圖,并在圖上標明已知量的符號及數(shù)值和未知量的
符號.
(3)找學(xué)生在黑板上板書電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下圖
(5)找學(xué)生回答根據(jù)的公式.
已知V,求I
解根據(jù)得
(板書)
鞏固練習(xí)
練習(xí)1有一種指示燈,其電阻為6.3,通過的電流為0.45A時才能正常發(fā)光,要使這種指示燈正常發(fā)光,應(yīng)加多大的電壓?
練習(xí)2用電壓表測導(dǎo)體兩端的電壓是7.2V,用電流表測通過導(dǎo)體的電流為0.4A,求這段導(dǎo)體的電阻,
通過練習(xí)2引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出測電阻的方法.由于用電流表測電流,用電壓表測電壓,
利用歐姆定律就可以求出電阻大?。詺W姆定律為我們提供了一種則定電阻的方法這種
方法,叫伏安法.
【例2】并聯(lián)在電源上的紅、綠兩盞電燈,它們兩端的電壓都是220V,電阻分別為
1210、484.
求通過各燈的電流.
教師啟發(fā)引導(dǎo)
(1)學(xué)生讀題后根據(jù)題意畫出電路圖.
(2)I、U、R必須對應(yīng)同一段電路,電路中有兩個電阻時,要給“同一段電路”的I、U、R加上“同一腳標”,如本題中的紅燈用來表示,綠燈用來表示.
(3)找一位學(xué)生在黑板上畫出簡明電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下
學(xué)生答出根據(jù)的公式引導(dǎo)學(xué)生答出
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
解題步驟
已知求.
解根據(jù)得
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
答通過紅燈和綠燈的電流分別為0.18A和0.45A.
板書設(shè)計
2.歐姆定律
一、歐姆定律
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.
二、歐姆定律表達式
三、歐姆定律計算
1.已知V,求I
解根據(jù)得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2.已知求.
解根據(jù)得
通過的電流為
通過的電流為
答通過紅燈的電流是0.18A,通過綠燈的電流是0.45A
探究活動
【課題】歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程
【組織形式】個人和學(xué)習(xí)小組
【活動方式】
二、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(xué)時還應(yīng)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(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進行科學(xué)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(xué)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。
四、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)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)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(fù)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。
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(dǎo)出來,主張從實驗直接總結(jié)。但是實驗要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)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(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)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(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)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。
重點考點
歐姆定律是通過“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實驗得出的實驗結(jié)論.應(yīng)注意以下考點:(1)公式()說明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個因素有關(guān),其中I、U、R必須對應(yīng)于同一電路和同一時刻.(2)變形式()說明電阻R的大小可以由()計算得出,但與U、I無關(guān).因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身的材料、長度和橫截面積決定.由此提醒我們,物理公式中各量都有自身的物理含義,不能單獨從數(shù)學(xué)角度理解.(3)串聯(lián)電路具有分壓作用,并聯(lián)電路具有分流作用.
中考常見題型
中考一般會從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用,一是對歐姆定律及變形公式的理解和簡單計算,一般不加生活背景,以純知識性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中:二是應(yīng)用歐姆定律進行簡單的串并聯(lián)的相關(guān)計算.
例1 (2014.南京)如圖1所示,電源電壓恒定,R1=20Ω,閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1,電流表示數(shù)是0.3 A;若再閉合開關(guān)S1,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為____V,R2的阻值為____ Ω.
思路分析:閉合s,斷開S1時,電路為只有R1的簡單電路,可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再閉合S1時,兩電阻并聯(lián),則U2=U=6 V,因為R1支路兩端的電壓沒有變化,所以通過該支路的電流仍為0.3 A,電流表示數(shù)的變化量即為通過R2支路的電流,則I2=().
答案:6 30
小結(jié):本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活運用,關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時電流表示數(shù)的變化即為通過R2支路的電流.每年的中招都有一個2分的這樣的純計算題目,以考查同學(xué)們對基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度.
例2(2013.鄂州)如圖2甲所示的電路,電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.(填“α”或“b”)足電壓表V2示數(shù)變化的圖象,電源電壓為____V,電阻R1____的阻值為____ Ω.
思路分析:國先分析電路的連接情況和電表的作用:電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),電壓表V1測的是R1兩端的電壓,電壓表V2測的是滑動變阻器(左側(cè))兩端的電壓.因為R1是定值電阻,通過它的電流與電壓成正比,所以它對應(yīng)的圖象應(yīng)是α,那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象,觀察圖象可知:當電流都是0.3 A(找出任一個電流相等的點,兩圖線對應(yīng)的電壓之和就是電源電壓)時,U1=U2=3 V,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知,電源電壓為6V,由于R1是定值電阻,所以在圖象α上任找一點,代入歐姆定律可知()
答案:b 6 10
小結(jié):歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系,三個比例關(guān)系分別為:(1)電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,即()(2)電流一定時,導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比,即().該規(guī)律又可描述為:串聯(lián)分壓,電壓的分配和電阻成正比,即電阻大的分壓多.(3)電壓一定時,導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比,即(),該規(guī)律又可描述為:并聯(lián)分流,電流的分配和電阻成反比,即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系,學(xué)會從圖象中找出特殊點足解決歐姆定律問題的一大技巧,
第2節(jié) 動態(tài)電路中物理量的變化
重點考點
由于滑動變阻器滑片的移動或開關(guān)所處狀態(tài)的不同,使電路中電流和電壓發(fā)生改變,這樣的電路稱之為動態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識,因此同學(xué)們在分析過程中容易顧此失彼,下面我們通過例題梳理一下解決這類問題的一般思路,
中考常見題型
題日常聯(lián)系生活實際,以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測量等為背景,考查該部分知識的掌握情況,存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn),注意:如果題目中沒有特別說明,可認為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3(2014.濟寧)小夢為濟寧市2014年5月份的體育測試設(shè)計了一個電子身高測量儀.圖3所示的四個電路中,Ro是定值電阻,R是滑動變阻器,電源電壓不變,滑片會隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高,電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是().
思路分析:圖A中兩個電阻R。和R串聯(lián),電流表測量的是整個電路中的電流,當身高越高時,滑動變阻器接入電路中的阻值越大,電路中的電流越小,電流表的示數(shù)越小,圖B中身高越高時,滑動變阻器連人電路中的阻值越大,電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道,R越大電壓表的示數(shù)越大,符合題意.圖B與圖C中滑動變阻器的接法不同,圖C中身高越高,滑動變阻器連入電路中的阻值越小,同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路,電流表測的是支路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點知道,不論人的身高如何變化,電流表的示數(shù)都不會發(fā)生變化,選B.
小結(jié):分析這類問題依據(jù)的物理知識是:(1)無論串并聯(lián)電路,部分電阻增大,總電阻隨之增大,而電源電壓不變,總電流與總電阻成反比.(2)分配關(guān)系:串聯(lián)分壓(電阻大的分壓多),并聯(lián)分流(電阻大的分流少).(3)在并聯(lián)電路中,各支路上的用電器互不影響,滑動變阻器只影響所在支路電流的變化,從而引起干路電流的變化.解決這類問題的一般思維程序是:(1)識別電路的連接方式并確定電表位置.(2)判斷部分電阻的變化.(3)判斷總電阻及總電流的變化.(4)根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點進行局部判斷.
例4如圖4所示電路,電源電壓不變,開關(guān)S處于閉合狀態(tài).當開關(guān)S.由閉合到斷開時,電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .(均填“變大”“不變”或“變小”)
思路分析:當開關(guān)S.閉合時,電燈L被短路,電路如圖5所示,電壓表測的是電阻R兩端的電壓(同時也是電源電壓),電流表測的是通過電阻R的電流.當開關(guān)S1斷開時,電燈L和電阻R串聯(lián),電路如圖6所示,此時電壓表測電阻R兩端的電壓,它是總電壓的一部分,所以電壓表的示數(shù)變??;電流表測的是總電流,但跟S,閉合相比,這個電路的總電阻變大,總電壓不變,故電流表的示數(shù)變小.
答案:變小 變小
小結(jié):本題引起電表示數(shù)變化的原因是開關(guān)處于不同狀態(tài),解決本題的突破口是弄清楚當開關(guān)處于不同狀態(tài)時,電路的連接情況和電表的位置.
第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測量
重點考點
電學(xué)實驗探究題的考查比較常規(guī),有以下幾方面:(1)選取器材及連接電路:根據(jù)題目要求,分析或計算出電表的量程和滑動變阻器的規(guī)格,連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負接線柱要正確.(2)滑動變阻器的作用:保護電路,改變電路中的電流或用電器兩端的電壓,實現(xiàn)多次測量.(3)分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來考試的側(cè)重點,要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.(4)多次測量的目的有兩個,如定值電阻的阻值不變,多次測量是為了求平均值減小誤差:燈絲電阻是變化的,多次測量是為了觀察在不同電壓下,電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點是單表測電阻和創(chuàng)新型實驗的探究與設(shè)計.
中考常見題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻的阻值”這三類題型,以實驗探究的方式考查同學(xué)們的動手能力和解決實際問題的能力,在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上,近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究內(nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測電阻,小華實驗時的電路如圖7所示.
(1)正確連接電路后,閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)測量時,當電壓表的示數(shù)為2.4V時,電流表的示數(shù)如圖7乙所示,則,_____A,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動變阻器的目的除了保護電路外,還有____.
(3)如果身邊只有一只電流表或電壓表,利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等器材也可以測出未知電阻Rx請仿照表1中示例,設(shè)計出測量Rx阻值的其他方法.
(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
(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準”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??梢姡琔隨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。
授課教師: 授課課題:串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系
一 教學(xué)目標
知識與技能
1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際,學(xué)以致用的科學(xué)思想。
過程與方法
1.體會等效電阻的含義,學(xué)會等效替代的研究方法。
情感態(tài)度與價值觀
1. 能根據(jù)歐姆定律以及電路 的特點,得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
2.能進行兩個電阻的串、并聯(lián)電路的分析和計算。
二 教學(xué)重難點
重點:歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用。
難點:串、并聯(lián)電路計算中公式的選擇。
三 課前準備
電池組、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、定值電阻等。
四 教學(xué)過程
1. 復(fù)習(xí)回顧
2. 新課引入
演示:(1)將一個電阻接入電路,讀出電流表示數(shù)
(2)將兩個電阻接入電路,讀出電流變示數(shù)
現(xiàn)象:一個電阻和兩個電阻電流表示數(shù)一樣,效果相同
閱讀課本p93問題與思考,解釋什么叫做等效電阻
1. 串聯(lián)電路中的電阻規(guī)律:
推論:串聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都大。
例題1:把一個4Ω的電阻R1和一個5Ω的電阻R2串 聯(lián)在電路中,如圖12-7所示,電源兩端的電壓為 6V。這個電路中的電流是多大?
2. 并聯(lián)電路中的電阻規(guī)律:
推論:并聯(lián)電路中,總電阻比任何一個分電阻都小。
練習(xí)課本p96例題2,并用不同的方法解答
五 課堂總結(jié):
1.串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。
對兩節(jié)課的點評
各位領(lǐng)導(dǎo)、老師:大家上午好!
首先,請允許我代表大家感謝市教研室領(lǐng)導(dǎo)——時老師,鄒平教研室領(lǐng)導(dǎo)——杜老師,以及美麗的禮參中學(xué)的領(lǐng)導(dǎo),給我們大家提供了一次絕佳的學(xué)習(xí)與交流的機會,使我們受益頗多!
昨天下午,我懷著學(xué)習(xí)與鑒賞的心態(tài)觀摩了四節(jié)好課?,F(xiàn)只對其中的第1節(jié)和第3節(jié)課發(fā)表一下個人不成熟的看法。
由于兩節(jié)課的執(zhí)教者都是市級優(yōu)質(zhì)課的獲得者,所以他們的教學(xué)設(shè)計和基本素質(zhì)都很高,學(xué)生的表現(xiàn)也很好。本人只是一名普通的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)物理老師,由于水平有限,不敢過多地進行評判,點評只從個人角度出發(fā),不當之處,敬請各位專家、同行和授課者批評!
先說一下這兩節(jié)課的內(nèi)容,第1節(jié)宋老師執(zhí)教的是一節(jié)新授課,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)了功的概念和計算等內(nèi)容;第3節(jié)徐老師執(zhí)教的是一節(jié)復(fù)習(xí)課,引導(dǎo)學(xué)生梳理了歐姆定律一章的重點知識。
下面,我從教師素質(zhì)、教學(xué)理念、教學(xué)目標、教學(xué)設(shè)計與實施四個方面分別評一個這兩節(jié)課。
第1節(jié) 功
一、教師素質(zhì)
宋老師的教學(xué)基本功扎實,語言規(guī)范,普通話好,教態(tài)自然,有較強的課堂駕馭能力。板書簡潔,能熟練運用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)。能將物理教學(xué)與生活實際相聯(lián)系并且效果良好。
二、教學(xué)理念
綜觀整節(jié)課,可以看出宋老師在授課過程中基本能夠面向全體學(xué)生,以學(xué)生為主體,體現(xiàn)了"從生活走向物理,從物理走向社會"的課標基本理念。如教學(xué)伊始,宋老師引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的物品,如書本、文具盒等感受做功,使學(xué)生在體驗中思考、交流,領(lǐng)會什么是力學(xué)中的功。這些器材易得,效果良好。
宋老師授課過程中,突出了學(xué)生的主體地位,盡可能地發(fā)揮學(xué)生了的聰明才智。教學(xué)中主要使用了"問題引導(dǎo)學(xué)生活動問題引導(dǎo)學(xué)生活動"這樣的模式組織教學(xué),使學(xué)生的思維不停步,逐步將學(xué)習(xí)引向深入,實現(xiàn)了高效教學(xué)。為大家提供了一個概念課的高效教學(xué)樣板。
三、教學(xué)目標
課程標準是確定教學(xué)目標的依據(jù),根據(jù)學(xué)生特點和本地教學(xué)實際將教學(xué)目標細化是教學(xué)設(shè)計的第一步。
課程標準中對"功"這一知識的要求:
3.1.3結(jié)合實例,認識功的概念。
3.2.2知道機械功。用生活中的實例說明機械功的含義。
針對本節(jié)教學(xué)內(nèi)容,宋老師制定的教學(xué)目標是:
1.知道力學(xué)中做功的含義。能說出做功包含的兩個必要因素,并能判斷出力是否對物體做功。
2.明確計算功的大小的表達式,以及表達式中每個物理量的物理意義和單位。
3.能應(yīng)用公式W=Fs進行簡單的計算。
目標的制定基本上是科學(xué)的,雖然沒有點明"結(jié)合實例,認識功的概念。"但在教學(xué)中確實是結(jié)合實例進行的。
對教學(xué)重點、難點的確立也非常合理。
四、教學(xué)設(shè)計與實施
本節(jié)課的教學(xué)中,宋教師以故事引入,激趣引新,然后利用問題引導(dǎo)學(xué)生自主合作,探究交流。設(shè)計了前后連貫的五個活動:感受功、描述功、分析功、計算功、深化功,利用學(xué)案和問題引導(dǎo)學(xué)生逐步走進功的世界。這些活動突出體現(xiàn)了概念的形成過程,學(xué)生的活動比較充分,符合概念課的設(shè)計理念。最后盤點收獲,進行總結(jié)。
整節(jié)課的教學(xué)結(jié)構(gòu)合理,教學(xué)思路清晰,各環(huán)節(jié)的設(shè)計符合以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。每個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計均以實現(xiàn)本節(jié)課的某個小的教學(xué)目標為基礎(chǔ),基本實現(xiàn)了教學(xué)目標。
疑惑1:引課的故事是否合理?這個故事越聽越像個故事,不論是將30斤大米運回家,還是將一大桶水提回家,從物理學(xué)角度來分析,"大米"和"大桶水"的位置改變都是因為受到了力的作用,這個改變物置的力肯定做了功。所以說,"從力學(xué)的角度來看,基本上沒有做功"這一說法是不嚴謹?shù)?,甚至可以說是錯誤的。
疑惑2:物理符號和語言是否范?物理量應(yīng)該是斜體,而單位應(yīng)該是正體,課件中忽而正體忽而斜體。教學(xué)中的語言"W2做的功多?"應(yīng)該是"力F做的功".
疑惑3:焦耳簡介是否過簡,展示文字介紹后沒等我讀完一行,教師即可始問:你從焦耳身上學(xué)到了什么?
第2節(jié) 歐姆定律復(fù)習(xí)
一、教師素質(zhì)
徐老師的教學(xué)基本功扎實,語言規(guī)范,普通話好,教態(tài)自然,具有較強的親合力,擅于使用肢體語言,有較強的課堂駕馭能力,特別是對學(xué)生活動的組織和引導(dǎo)能力。徐老師特別注重對學(xué)生的鼓勵和尊重,注重啟發(fā)引導(dǎo),注重利用學(xué)生已有知識開展教學(xué)。能熟練運用實驗和多媒體技術(shù)輔助教學(xué)。
二、教學(xué)理念
徐老師這節(jié)課,以學(xué)生為中心,突出了學(xué)生的主體地位,能夠做到有效引導(dǎo),對于學(xué)生活動敢放擅收,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力,展現(xiàn)了較好的課堂調(diào)控能力。
本節(jié)課,以電學(xué)中的兩大實驗為中心進行展開,體現(xiàn)了物理課以實驗為基礎(chǔ)的特點,注重了培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和合作交流意識。
三、教學(xué)目標
課程標準中對"歐姆定律"這一知識的要求:
3.4.2通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。理解歐姆定律。
針對本節(jié)教學(xué)內(nèi)容,徐老師制定的教學(xué)目標是:
1.知道電流和電壓、電流和電阻的關(guān)系。
2.理解歐姆定律。
3.會利用伏安法測小燈泡的電阻。
目標的制定基本上是科學(xué)的,雖然沒有說明"通過實驗,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系。"但本節(jié)課是復(fù)習(xí)課,徐老師在教學(xué)中對兩大實驗的細致分析已體現(xiàn)了這一要求。
通過本節(jié)課的復(fù)習(xí),雖然不能實現(xiàn)"理解歐姆定律"這一目標,但本節(jié)課已解決了一部分,后面跟上的習(xí)題課就會繼續(xù)解決這一問題。
四、教學(xué)設(shè)計與實施
本節(jié)課,徐老師以實驗引入新課,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,集中了學(xué)生的注意力。然后利用精心設(shè)計的問題引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)了歐姆定律(問題1)、探究電流、電壓和電阻的關(guān)系(問題2)、伏安法測電阻(問題3)。
從目前教學(xué)來看,很多學(xué)生對電學(xué)實驗復(fù)習(xí)的認識是淺層次的,不經(jīng)教師引導(dǎo),很難深入達標。
目前中考對電學(xué)實驗的考查要求,不僅讓學(xué)生知道實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗器材、實驗電路圖、實驗步驟和實驗結(jié)論,還要求學(xué)生能明確實驗?zāi)康模芾斫鈱嶒炘砗头椒?,會觀察、分析實驗現(xiàn)象,會記錄、處理實驗數(shù)據(jù),并得出結(jié)論,對結(jié)論進行分析和評價;能運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題,包括簡單的設(shè)計性試驗;能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,制定解決方案,并對方案進行評價。
徐老師這節(jié)課,通過精心設(shè)計的問題,一步一步,一步二步,引導(dǎo)學(xué)生深入思考兩大實驗,加深對實驗的理解,使學(xué)生能夠達到課標和中考對這兩大實驗的考查要求。
現(xiàn)在初中的復(fù)習(xí)課很難上,一是因為時間短,內(nèi)容多;二是沒有一個好的模式供借鑒。徐老師利用這節(jié)課,為大家提供了一節(jié)復(fù)習(xí)課的樣板課,純干貨!這樣的知識復(fù)習(xí)課,后面再加上一節(jié)習(xí)題課,效果肯定棒!
疑惑1:歐姆定律的內(nèi)容和公式復(fù)習(xí)時,是否應(yīng)該對適用條件"同一導(dǎo)體或同一段電路"進行強調(diào)?這可是學(xué)生在解題過程中容易出錯的關(guān)鍵部位!
物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,不論是理科綜合能力測試還是單學(xué)科的高考,都十分重視實驗?zāi)芰Φ目疾椤=陙砀呖嘉锢碇械膶嶒烆}已從側(cè)重于考查實驗的原理、器材選擇、步驟、數(shù)據(jù)處理、得出結(jié)論、誤差的定性原因等即考查實驗儀器的使用、基本操作等最基礎(chǔ)的實驗?zāi)芰Γ蛑鼈?cè)重于考查對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力要求轉(zhuǎn)變,從常見的學(xué)生分組實驗、演示實驗及課后小實驗的考查向更高層次的設(shè)計性實驗考查過渡。高考實驗題的設(shè)計性實驗常見于電學(xué)實驗中,而電阻測量的設(shè)計性實驗更是其重點、熱點,對學(xué)生而言當然也是難點。本文擬就如何突破這一難點做些討論.
一、千變?nèi)f變,原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測量設(shè)計性實驗題目,立意新穎、靈活多變。為了應(yīng)對這種實驗,總結(jié)了不少方法,如“伏伏法”、“安安法”,名目繁多,不一而足。其實不論題目多么新穎,不論怎么變化,須知萬變不離其宗,這個“宗”就是實驗原理。原理是實驗的總綱、靈魂,設(shè)計性實驗也概莫能外。高考理科綜合能力測試《考試大綱》對設(shè)計性實驗題目的考查有具體明確的要求:“能靈活地運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。設(shè)計性實驗考題都是根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)大綱和考試大綱,立足于課本,在已學(xué)實驗(包括學(xué)生分組實驗、演示實驗及課后小實驗)的基礎(chǔ)上演變而來的,是建立在對所學(xué)實驗原理的深入理解的基礎(chǔ)上的。具體到電阻的測量,其實驗原理最主要的應(yīng)是兩個,一是部分電路歐姆定律(即所謂伏安法),二是閉合電路歐姆定律,茲分述于后:
⑴伏安法。設(shè)待測電阻阻值為Rx.若測得Rx兩端的電壓為U,通過Rx的電流為I,則由其定義可得Rx=U/I。此處應(yīng)注意“測”的含義,例如,電壓U既可用電壓表直接測得,也可由其他方式算出即間接測得。電流亦然。
⑵閉合電路歐姆定律。將待測電阻Rx做為某一電源的外電路或外電路的一部分,利用閉合電路歐姆定律測量,這當然也是間接測得的。
二、方案選擇,應(yīng)看條件
電阻測量設(shè)計性實驗之所以難,對很多學(xué)生來說,不是不知道有哪些實驗原理,而是不清楚對一個具體的實驗應(yīng)該用哪個原理。實際上,在一道具體的實驗題目中實驗原理的選擇受實驗器材、實驗精度的要求等多種因素的制約。如考慮用伏安法測電阻時,一般而言應(yīng)有電壓表、電流表。若只有兩個電流表,沒有電壓表,并不意味著無法用伏安法。只要滿足一定條件,實驗仍然能夠完成。前面說過,只要能算出待測電阻兩端的電壓即可。在什么情況下可以“算出”?這就需要注意電壓表、電流表的一些指標。一般來說,電壓(流)表應(yīng)看三個指標即滿偏電壓、滿偏電流和內(nèi)阻,由于電表此時滿足部分電路歐姆定律,故三個指標中只有兩個是獨立的,利用任意兩個指標可由歐姆定律求出第三個指標。這也說明電表可扮演三種角色,例如一個電壓表,既是一個電壓表(測內(nèi)阻RV兩端的電壓),又是一個定值電阻(阻值為內(nèi)阻RV),同時還能反串電流表(“測”通過RV的電流).能否“測出”通過RV的電流,就取決于其內(nèi)阻是否已知。故若題目明確說明其電表的內(nèi)阻是多少,則可考慮讓此電表反串另一種電表的角色(當然,可能還須考慮其偏轉(zhuǎn)角度是否滿足精確的要求或是否會超出其量程)。但若題目只是說此電表的內(nèi)阻約為多少,則不能反串。題目給出這個條件通常是用來考慮用外接法還是內(nèi)接法的,此時應(yīng)另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測電阻時,則應(yīng)注意電源的兩個指標即電源的電動勢E和內(nèi)阻r。如果電動勢E和內(nèi)阻r未知,則應(yīng)做待測量加以考慮。
三、體會例題,學(xué)會應(yīng)變
例1:2004年高考理綜(全國卷二)22題:用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(900~1000Ω):電源E,具有一定內(nèi)阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1=750Ω;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r2=2500Ω;滑線變阻器R,最大阻值約為100Ω;單刀單擲開關(guān)K,導(dǎo)線若干。
(1) 測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標注。
(2) 根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出連線。
(3) 若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=__________。
分析:首先考慮實驗原理。若利用伏安法測電阻,則需測出Rx兩端的電壓和通過的電流。雖然器材中沒有電流表,但給出的兩只電壓表,既知道它們的量程,又知道它們的內(nèi)阻,因此,當接在電路中時,既可直接讀出它們的電壓值,又可算出通過它們的電流。由此可知,當用伏安法測電阻Rx的值時可有圖1或圖2所示的兩種電路。當用圖1所示電路時,Rx先與電壓表串聯(lián),讀出電表電壓從而算出通過電表的電流也就是通過Rx的電流,然后再與另一只電表V并聯(lián)直接讀出電壓,此電壓減去的電壓即是Rx兩端的電壓,這樣就可用歐姆定律算出Rx的值;當用圖2所示電路時,Rx先與電壓表V并聯(lián),可直接讀出Rx兩端的電壓,再與另一只表串聯(lián),由兩只電表電流之差算出Rx中的電流,同樣可用歐姆定律算出Rx的值。
接下來需要考慮的是,對于上述每種電路,由于有兩只不同規(guī)格的電壓表,則若在上述電路中將電壓表互換位置,就會有四種可能。但要注意題目有“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3”的要求,因此,每只電壓表接在何處應(yīng)結(jié)合它們的量程和內(nèi)阻做進一步的分析。采用圖1電路時,
若為電壓表V1,V為電壓表V2,則當V1兩端的電壓達到滿偏時,可估算出并聯(lián)電路兩端的電壓即V2兩端的電壓可達3V左右,兩只電壓表的讀數(shù)均可超過其量程的1/3,滿足題目要求;采用圖2電路時,可從兩只電表通過的電流考慮,V測支路電流而測干路電流,量程應(yīng)大些,故V用電壓表V1而用電壓表V2。
再次應(yīng)考慮的是滑線變阻器的使用。由于電源電動勢較大,變阻器的最大阻值比電壓表的內(nèi)阻小得多,故若把滑線變阻器串接在電路中即做限流使用,將會使電壓表超過量程且操作不方便,因此應(yīng)接成分壓電路。
需要說明的是,上述電路不必考慮內(nèi)、外接的問題。因為Rx是算出來的,沒有因電壓表分流或電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差。
以上從原理出發(fā)討論了電阻測量設(shè)計性實驗的主要方法。電阻測量設(shè)計性實驗還有一些特殊方法如替代法等等,由于篇幅原因,在此不再贅述。
四、小試牛刀,專題訓(xùn)練
⑴用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(約100Ω):電源E,電動勢約為6.0V,內(nèi)阻可忽略不計;電流表A1,量程為0~50mA,內(nèi)電阻r1=20Ω;電流表A2,量程為0~300mA,內(nèi)阻r2=4Ω;定值電阻R0,阻值R0=20Ω,滑動變阻器R,最大阻值為10Ω;單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
①測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3,試畫出較準確地測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標注)。
②若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2.則由已知量和測量量計算Rx的表達式為Rx=。(用相應(yīng)英文字母表示)
⑵如果測量一個待測電阻R的阻值時,器材中沒有給電壓表,給出的器材是:電池(電動勢的具體值未知,但內(nèi)阻可忽略不計)、電流表(內(nèi)阻可忽略不計)、滑動變阻器、定值電阻R0(R0的值與用多用電表粗測出的待測電阻R的阻值相等),調(diào)節(jié)范圍在0.1Ω―9999.9Ω的電阻箱R′(電阻箱的最大值大于待測電阻R的阻值)、單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)、若干導(dǎo)線。測量前將待測電阻R和電流表串聯(lián)后直接和電池相連,電流表的示數(shù)接近滿量程。
要求:①選用所給的器材,設(shè)計兩個不同的測量待測電阻R的阻值的電路,畫出電路圖;②簡要說明實驗步驟,寫出最后的測量結(jié)果(如果需要計算,則必須寫出計算公式)。
參考解答:
⑴解法Ⅰ:通過Rx的最大電流大于電流表A1的滿偏電流且為電流表A2的滿偏電流的1/5.測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3,故可用電流表A1測Rx的電流;將A2與R0串聯(lián)后改裝為電壓表,此電壓表測出的是Rx與A1的端電壓,故。
解法Ⅱ:若將電流表A1與Rx串聯(lián)后再與電流表A2并聯(lián)即用A2測其端電壓,則由于當A2中的電流較大時A1中的電流將不會達到其量程的1/3,故可用定值電阻R0來測電壓。
②(a)(替代法)撥動S使R接通,記錄電流表的示數(shù);撥動S使R′接通,記錄電流表的示數(shù)與R接通時的示數(shù)相同,記錄此時R′的值R0′,則R=R0′。
(b)設(shè)電源的電動勢為E,S閉合后通過電流表的示數(shù)為I1,S斷開時電流表的示數(shù)為I2,有E=I1R,E=I2(R+R0),解得。
(c)設(shè)電源的電動勢為E,S閉合前將R′調(diào)到最大值(或較大值),然后閉合S,調(diào)R′使電流表的示數(shù)盡量接近滿量程,此時R′的值為R0′,電流表的示數(shù)為I1.斷開S后電流表的示數(shù)為I2(也可采用在S斷開后調(diào)節(jié)R′,使電流表的示數(shù)為1/2滿量程的方法)
參考文獻:
在閉合電路歐姆定律的教學(xué)中,電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系是高中物理的主干知識,是高考的熱點,但對學(xué)生來講卻是一個難點,特別遇到外電路是非純電阻電路的題目時,學(xué)生會順理成章的把R=r作為電源的輸出功率達到最大的條件,導(dǎo)致錯誤。下面就針對這部分內(nèi)容的教學(xué)方法與大家共享。
一、實驗法
將滑動變阻器作為外電路電阻,用電壓表測出滑動變阻器兩端的電壓,用電流表測出通過滑動變阻器的電流。根據(jù)P=UI計算出電源的輸出功率。改變滑動變阻器的阻值再繼續(xù)測量,測出不同電阻對應(yīng)的電壓和電流值。在這個實驗中,我們探究三種情況下電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系。
第一,當R
第二,當R=r時,電源的輸出功率怎樣變化?
第三,當R>r時,隨著R的增大,電源的輸出功率怎樣變化?
由于在此實驗中,電源的內(nèi)阻較小,想使R
■
通過實驗獲取數(shù)據(jù)如下:
■
分析實驗數(shù)據(jù)可得:當Rr時隨著R的增大輸出功率減小。
二、求極值法
如果外電路是純電阻電路,閉合電路歐姆定律適用,那么電源輸出功率,根據(jù)P出=UI=I2R=(■)■R=■=■=■。由上式可得當R=r時,電源的輸出功率最大Pmax=■;當Rr時,電源的輸出功率隨R的增大而減小。
三、圖像法
根據(jù)P=■畫出電源的輸出功率與外電路電阻的圖像。
■
由圖像獲得信息:
當R
當R=r時,電源的輸出功率最大Pmax=■。
當R>r時,隨外電路電阻R的增大電源的輸出功率P減小。
通過三種教學(xué)方法的結(jié)合,學(xué)生能較熟練地應(yīng)用該部分內(nèi)容來解決相關(guān)問題。
典型例題:
如圖所示:R為電阻箱,電表V為理想電壓表。當電阻箱讀數(shù)為R1=2 Ω時,電壓表讀數(shù)為U1=4 V;當電阻箱的讀數(shù)為R2=5 Ω時,電壓表讀數(shù)為U2=5 V。求:
(1)電源的電動勢E和內(nèi)阻r。
(2)當R的讀數(shù)為多少時,電源輸出功率最大?最大值是多少?
■
解析:(1)閉合電路歐姆定律,上述兩種情況可列以下兩個方程:
E=U1+I1r(1)
E=U2+I2r(2)
而I1=■=■A=2 A,I2=■=■ A=1 A,代入數(shù)據(jù)解得r=1 Ω,E=6 V。
(2)當R=r=1 Ω時,電源的輸出功率最大,Pmax=■=9 W。
擴展:如圖所示:
■
電源電動勢E=6 V,r=10 Ω,固定電阻R1=90 Ω,R2為變阻器,在R2從0 Ω增大到400 Ω的過程中,求:
(1)可變電阻R2所消耗的功率最大的條件和最大功率。
(2)電源的內(nèi)阻r和固定電阻R1上消耗的最小功率之和。
解析:(1)如圖電路為純電阻電路,把R1看成電源內(nèi)阻的一部分,則r'=r+R1,根據(jù)電源輸出功率最大的條件,有R2=r+R1=100 Ω時,R2上消耗功率最大P2max=■=■=■ W。
(2)因為r和R1是固定電阻,所以當電路電流最小時,電阻最大,即R2=400 Ω時,電源的內(nèi)阻和固定電阻R1上消耗的功率之和最小。
以上方法和結(jié)論只是滿足外電路是純電阻電路,如果外電路是非純電阻電路,閉合電路歐姆定律不再適應(yīng),那么電源的輸出功率P出=IE-I2r-I2+■=-(I-■)2+■。
不難看出當I=■時,電源的輸出功率有最大值P出max=■,且此最大值與外電路電阻R無關(guān),僅由電源本身決定。
典型例題:
一個電源,電動勢E=6 V,內(nèi)電阻r=1 Ω,下列結(jié)論正確的是( )
A.當外電路只分別單獨接R1,R2時,若R1
B.此電源可對額定電壓為2 V,額定功率為5 W的電動機供電,使其正常工作。
C.此電源可對額定功率是12 W的用電器供電,使其正常工作。
解析:①當外電路分別接電阻R1,R2時,是純電阻電路,R1,R2消耗的功率是電源的輸出功率,有圖可知,由于不知道R1,R2的具體數(shù)值以及R1,R2和r的大小關(guān)系。可能會有P1>P2,P1
綜合以上可知,電源的輸出功率最大的一般條件應(yīng)該是I=■,這既適合純電阻電路,也適合于非純電阻電路。條件R=r只是當外電路是純電阻電路的一種特殊情況。所以我們要挖掘物理規(guī)的本質(zhì),體會其真正含義,才能收到事半功倍的效果。
任何知識的學(xué)習(xí)掌握都離不開基礎(chǔ)知識。電學(xué)部分的基礎(chǔ)知識多、散、要辨析清楚、固記腦中。
(一)、關(guān)于電路
1、串聯(lián)、并聯(lián)
初中物理中要求學(xué)生掌握最基本的兩種連接方式:串聯(lián)、并聯(lián)。能否正確分析辨別他們對后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。識別電路的類型,可以根據(jù)定義:“逐個順次連接”為串聯(lián),各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯(lián)電路。
2、通路、開路、短路
電路中出現(xiàn)的這三種狀態(tài),其中通路為處處相通的電路,開路為電路中有處斷開的電路,這兩種狀態(tài)易于接受,便于分清。但是學(xué)生對于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點,捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計、即為空導(dǎo)線,當一根空導(dǎo)線,或開關(guān)、或電流表(電阻小到可以認為沒有)與某個用電器并聯(lián)時,電流只走空導(dǎo)線,開關(guān)或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。
(二)三個重要的物理量—電流、電壓、電阻
1、概念辨析
電荷的定向移動形成電流,這是電流的形成定義,簡單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒有電壓就沒有電流;電阻是指導(dǎo)體對電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。
2、表示符號
電流、電壓、電阻三物理量分別用i、u、r表示,而單位表示字母分別為a(安培)、v(伏特)、ω(歐姆)。
3、工具的使用
電流表是測量電流的工具;電壓表是測量電路兩端電壓的工具;調(diào)節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓,可以使用滑動變阻器。
(三)電功(w)、電功率(p)
物理學(xué)中電功沒有確切的定義,只是描述性的,當電能轉(zhuǎn)為其它形式能時,就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時間內(nèi)消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時間的長短。
二、理解規(guī)律,把握關(guān)鍵
(一)三個物理量在串、并聯(lián)電路中的特點
在串聯(lián)電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導(dǎo)體的電阻之和。在并聯(lián)電路中:干路中電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體的電阻倒數(shù)之和。
(二)歐姆定律
一段導(dǎo)體的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。這個定律非常重要,一定要加強理解,熟記其使用的條件及注意事項。
(三)電功定律
某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學(xué)中用電路兩端的電壓u,電路中的電流i,通過的時間t,三者的乘積來計算電功。
(四)焦耳定律
導(dǎo)體中有電流通過時,導(dǎo)體就要發(fā)熱,此現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過多年的研究,做了大量的實驗,精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時間的關(guān)系:電流流過某段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟通過這段導(dǎo)體的電流的平方成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
三、疏通關(guān)系,構(gòu)建框架
在掌握了上述理論知識的基礎(chǔ)上,還要想法疏通各個物理量之間的關(guān)系,熟悉各物理量的單位及換算關(guān)系,能夠快速選擇相應(yīng)的計算公式,列式解答。
(一)重要的計算公式
1、三個物理量的關(guān)系公式
串聯(lián)時:i=i1=i2;u=u1+u2;r=r1+r2(若有幾個等阻值為r0的電阻串聯(lián)則r=nr0)
并聯(lián)時:i=i1+i2;u=u1=u2;1/r=1/r1+1/r2(若有幾個阻值為r0的電阻并聯(lián)則總電阻r=ro/n)
2、歐姆定律:i=u/r
此公式中只有電流、電壓、電阻三個物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時要注意:①三個物理量都要針對同一段導(dǎo)體,或同一個電路而言;②三個物理量的單位都要使用國際單位,即分別為a、v、ω;③已知其中的任意兩個量都可以求出第三個量。
3、電功公式:w=uit;電功率公式:p=ui
電功、電功率這兩個物理量的計算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計算電功率公式特別多,在選擇使用時很難選擇,所以要注意選取的技巧和方法,要求的問題所在電路為串聯(lián)時:電功選用公式:w=i2 rt,電功率選用p=i2 r;而當要求所在的電路為并聯(lián)時,則分別選用w=u2/r.t,p=u2/r,這樣的選擇都利用了所在電路的特點(電流相等或電壓相等)加快解題。
4、焦耳定律:q=i2 rt
焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時同樣要注意公式的選擇問題,當所求問題的電路為純電阻(除了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,別無其他形式的能產(chǎn)生)電路時,幾個公式可以任意選?。蝗舨皇羌冸娮桦娐分豢墒褂霉絨=i2 rt不然的話計算有誤。
(二)單位的換算
單位換算的前提條件有兩個:一是記住每個物理量的單位及表示符號;二是要牢記各單位之間的換算進率。其中電流、電壓、電阻這三個物理量的單位較多,注意每個物理量的任何兩個相鄰的單位間的換算進率都為1000。還要注意一點,由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率,焦耳定律的公式較多,產(chǎn)生的單位同樣很多,使用時各物理量均使用國際單位。
四、善于總結(jié),歸納要領(lǐng)
下面的這些要領(lǐng)非常重要。
(一)串、并聯(lián)電路的識別
上面已經(jīng)提到區(qū)別它們的方法,在做題中要選取適當?shù)姆椒ǎ杆僮鞒雠袛唷?/p>
(二)短路的辨別
把握短路現(xiàn)象的真正含義——電流不經(jīng)過用電器回到電源的負極。注意電流的特性——電流走捷徑。當在電路中發(fā)現(xiàn)有空導(dǎo)線,開關(guān)或電流表等元件與用電器并聯(lián)時,相應(yīng)的用電器被短路不工作。
(三)串、并聯(lián)電路中的三個物理量的關(guān)系
在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中滲透“習(xí)題意識”,是指根據(jù)教學(xué)大綱的要求,按知識的系統(tǒng)性、規(guī)律性,有目的、有意識地結(jié)合教材內(nèi)容,適當編制習(xí)題讓學(xué)生去解答,克服做題的盲目性、隨意性,使教學(xué)趨向量化和定向化。同時,在《電工基礎(chǔ)》教學(xué)中滲透“習(xí)題意識”,也能有效增強學(xué)生的主動性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
筆者多年來一直擔任計算機對口單招班《電工基礎(chǔ)》課程教學(xué)和高三復(fù)習(xí)教學(xué)任務(wù),在教學(xué)過程中經(jīng)過總結(jié)和提煉,認為在《電工基礎(chǔ)》課程中滲透“習(xí)題意識”應(yīng)切實從下列三個方面去做。
一、講清基本概念和基本定律的同時,注意滲透“習(xí)題意識”
對于基本概念,一般都應(yīng)使學(xué)生理解它的含義,了解概念之間的區(qū)別和聯(lián)系。如在講授“電壓和電位”的概念時,教師要引導(dǎo)學(xué)生理解兩者之間的關(guān)系,理解電壓的“絕對性”,即電路中兩點之間的電壓與所選擇的參考點無關(guān);理解電位的“相對性”,即電路中某點的電位取決于所選擇的參考點,參考點改變,該點的電位也隨之改變。在講清這些概念的同時,教師應(yīng)及時設(shè)計一些習(xí)題讓學(xué)生思考,以加深對知識的理解。例如,討論某電路中A、B兩點之間的電壓(分別選擇A點和B點作為參考點),驗證A、B兩點之間電壓的“絕對性”;討論該電路中A、B兩點的電位(分別選擇A點和B點作為參考點),驗證A、B兩點電位的“相對性”。
對于基本定律,在講解時教師應(yīng)注意通過實例、實驗和分析推理過程引出,應(yīng)使學(xué)生掌握基本定律的表達式(包括文字表達和數(shù)字表達式)和適用范圍。如在講授“部分電路歐姆定律”時,筆者要求學(xué)生理解該定律的文字表達:“通過電阻的電流與加在它兩端的電壓成正比”;掌握該定律的數(shù)學(xué)表達式I=U/R。在理解和運用該定律時學(xué)生要注意以下幾點:①R、U、I必須屬于同一段電路;②不可把三個量間的因果關(guān)系與數(shù)量上的聯(lián)系混為一談:從電流形成條件的角度來分析,導(dǎo)體兩端存在的電壓是因,而導(dǎo)體中形成電流是果。歐姆定律揭示了由導(dǎo)體兩端電壓決定導(dǎo)體中電流的規(guī)律性。U、I之間的這種聯(lián)系是因果關(guān)系。在運用歐姆定律來解決具體問題時,已知三個量中的任意兩個量,即可求出第三個量。這僅僅是利用了三個量之間數(shù)量上的聯(lián)系。③運用歐姆定律計算電阻時,即R=U/I。這僅僅意味著利用加在電阻兩端的電壓和流過電阻的電流來量度電阻的大小,而絕不意味著電阻是由電壓和電流的大小決定。無論加在電阻R兩端的電壓取何值,電壓U和相應(yīng)的電流I的比值總是不變的。這時,教師可以通過設(shè)計一些判斷題和選擇題,通過習(xí)題來鞏固該定律,辨析相關(guān)的表述。
因此,教師在傳授電工基礎(chǔ)知識時,要探索處理問題的方法,理清研究的思路,注意培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、推理能力和想象能力。在這一環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)按知識重點、學(xué)生的知識水平及知識的“轉(zhuǎn)化”規(guī)律,編選一些有利于鞏固知識、掌握知識的基本練習(xí)題。這些習(xí)題,盡可能包括計算題、問答題(所學(xué)知識定向說明和解釋電現(xiàn)象的題目)、選擇題(目的性較強的題目)、證明題、思考討論題和引申題等。
二、選好習(xí)題,上好習(xí)題課,通過例題滲透“習(xí)題意識”
題目的選擇直接影響習(xí)題課的質(zhì)量。教師必須精心選題,習(xí)題的選編要有利于學(xué)生加深對概念和知識的理解,以及對解題方法的掌握,通過例題的講解和作業(yè)題的練習(xí),達到明確概念、掌握方法、啟迪思維、培養(yǎng)能力的目的。因此,在選擇電工基礎(chǔ)習(xí)題時,教師要注意目的性、典型性、延伸性、針對性和綜合性。習(xí)題教學(xué)是將知識轉(zhuǎn)化成能力的過程,在習(xí)題教學(xué)中教師應(yīng)盡可能采用“多變、多析、多問、多解”的導(dǎo)向法?!岸嘧儭本褪菍σ坏李}改變敘述方式、增減或隱蔽條件,增設(shè)“干擾量”或“比較量”,進行縱變、橫變、縱橫變,讓學(xué)生在分析、比較和判斷中拓寬思路?!岸辔觥?就是讓學(xué)生對一道題從不同角度入手進行分析,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力?!岸鄦枴?就是對一道題從不同角度提問,使原題“開花”形成程序題,這樣做既可以拓寬思路,又可以使學(xué)生把知識學(xué)活?!岸嘟狻?就是對同一題從不同角度啟發(fā)、誘導(dǎo),讓學(xué)生用多種方法去解答。這樣做不但可以發(fā)展學(xué)生思維,而且可以讓學(xué)生溝通新舊知識的聯(lián)系??梢?在習(xí)題教學(xué)中通過“四多”導(dǎo)向有助于激發(fā)學(xué)生求知欲望,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維。同時,教師應(yīng)通過講例題滲透“習(xí)題意識”,讓學(xué)生注重習(xí)題的變通性,強化對問題的多維思考,以便充分發(fā)揮例題的示范、開發(fā)、導(dǎo)向等功能。
三、搞好復(fù)習(xí),以“考”代“練”,強化“習(xí)題意識”
復(fù)習(xí)是電工基礎(chǔ)教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié),復(fù)習(xí)的本身就滲透著提高。復(fù)習(xí)的重點應(yīng)放在系統(tǒng)地掌握教材內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系上,掌握分析問題的方法和解決問題的方法上。教師努力從如下三方面去做,才能實現(xiàn)復(fù)習(xí)所要達到的目標。
1.在概念和規(guī)律的復(fù)習(xí)中,教師要向?qū)W生介紹知識結(jié)構(gòu),注重挖掘知識的內(nèi)在聯(lián)系,搞清知識的來龍去脈,務(wù)必使學(xué)生把所學(xué)知識系統(tǒng)化、條理化、立體化。
2.教師應(yīng)結(jié)合各知識點編選習(xí)題,對典型題深入剖解,解題強調(diào)“四多”,即“多變、多析、多問、多解”,使學(xué)生通過解典型題,達到觸類旁通的學(xué)習(xí)效果。
3.教師要搞好訓(xùn)練,精選題目,以“考”代“練”,單元過關(guān)?!熬殹笔顷P(guān)鍵,“考”是手段。為此,教師要注重理解能力的考查,進行鑒定性測試、形式性測試和總結(jié)性測試,在形成性測試后,及時進行反饋、矯正、補缺、提高。同時,教師要瞄準對口高考試題的題型和考查方向,強化規(guī)定時間內(nèi)的仿真適應(yīng)性做題訓(xùn)練,從而提高學(xué)生做題效率,強化“習(xí)題意識”。
從上述幾個方面可見,在電工基礎(chǔ)教學(xué)中巧妙滲透“習(xí)題意識”是符合教學(xué)規(guī)律的,它與搞“題海戰(zhàn)術(shù)”截然不同。滲透“習(xí)題意識”跟傳授知識和培養(yǎng)能力是有機的結(jié)合,它貫穿在教學(xué)的全過程中。這個過程是一個以“用”促“學(xué)”,學(xué)用結(jié)合的過程。在教學(xué)過程中巧妙設(shè)計習(xí)題(或題組),能給學(xué)生提供一個運用所學(xué)知識解決實際問題的“實習(xí)”場所,有效地調(diào)動和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,提高“轉(zhuǎn)化”效率。值得注意的是不能以習(xí)題代課本,因為習(xí)題在很大程度上只能體現(xiàn)知識的點,體現(xiàn)不了知識的面,但習(xí)題有導(dǎo)向作用,所以教師對習(xí)題的選編要緊緊圍繞掌握知識、發(fā)展智能這兩個基本點,使習(xí)題有實際意義。
此教材對物理量的引入是高度重視的,基本上所有物理量的導(dǎo)入都是建立在一定的情景之下,真可謂是水到渠成. 但有些物理量的引入本人覺得很不自然,非常僵硬,學(xué)生是被接受的;有些為了引入新課而引入新課;有些引入新課后再通過學(xué)習(xí)而不能解釋其情景. 如九年級上冊第十一章第三節(jié)“功”. 教材的流程是:先舉例滑輪、掃帚等機械再提出問題(有沒有既省力又省距離的機械呢?)探究活動(探究斜面)分析數(shù)據(jù)(Fs與Gh近似相等)得出結(jié)論(既省力又省距離的機械是沒有的)引入“功”(力與物體在力的方向上通過的距離的乘積是一個有物理意義的量) .從知識建構(gòu)的角度和學(xué)生認知的規(guī)律來看,編者的意圖是想通過活動讓學(xué)生認識到引入“功”的意義和必要性.編者在編寫這個內(nèi)容的時候用心良苦.問題是:斜面這個機械出現(xiàn)在學(xué)生面前太唐突,憑學(xué)生現(xiàn)有知識和生活經(jīng)驗不知道斜面是派什么用場的.教材中,斜面沒有象杠桿和滑輪那樣,探究其使用所帶來的好處;況且斜面這一機械只在前一節(jié)內(nèi)容的“讀一讀”欄目中提到過.學(xué)生很難根據(jù)Fs與Gh近似相等,就認為力與物體在力的方向上通過的距離的乘積是一個有物理意義的量. 只能機械的、被動的接受“功”這個物理量.第十一章第四節(jié)功率,功率的引入本人覺得沒有體現(xiàn)功率的意義(價值).我們知道學(xué)生在學(xué)習(xí)知識時是有主觀情感在里面的,概念的引入沒有意思,學(xué)習(xí)動力就不足,影響學(xué)習(xí)效率.課本中功率的引入簡單(這點挺好,知識引入的越簡單越好,難度大,理解難也會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)動力),但感覺只是讓學(xué)生體會到有做功時有這么個快慢的區(qū)別,對于為什么要有這個物理量的作用沒有體會.第十二章第二節(jié)“內(nèi)能 熱傳遞”為了引入內(nèi)能而設(shè)置了一個汽油燃燒釋放能量的情景,此情景給學(xué)生的感覺就是多余的并且抽象.不如直接回顧初二學(xué)習(xí)的分子動理論引入新課自然,也能做到溫故而知新;同時還為下面學(xué)習(xí)內(nèi)能與溫度的關(guān)系埋下伏筆.第十四章第三節(jié)歐姆定律,這一章是以設(shè)計一盞調(diào)光燈為探究背景,以任務(wù)驅(qū)動的方式將探究問題逐步引向深入.但編者在這一節(jié)又設(shè)置了一個問題是:小燈泡上標有“3.8 V 0.3 A”的字樣的含義是什么?本想調(diào)動學(xué)生探究的激情,這本是件好事.但學(xué)生通過這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)沒有能夠解決這問題而挫傷了積極性,真是適得其反.對于第十一章第二節(jié)滑輪的引入,課本是用一個活動:“如何把木料運上樓”“想一想、做一做”引入新課,有點麻煩不簡單.其實在實際教學(xué)中,學(xué)生不學(xué)習(xí)下面的內(nèi)容是根本想不到的,學(xué)生生活中也很少看到裝修時用滑輪把木材運上樓,大部分是用繩子吊上樓或肩扛上去.完全可以用吊車來代替,效果會更好.
2 例題設(shè)置不合理
第十四章第三節(jié)歐姆定律這一節(jié),通過完整的探究性學(xué)習(xí)搞清了電流與電壓、電阻的關(guān)系從而得出歐姆定律.為了加深歐姆定律的的理解和運用,編者舉例通過計算讓學(xué)生體會用歐姆定律解決電路問題的有效性.但筆者認為在此舉的兩個例題太難且沒有考慮學(xué)生現(xiàn)有知識水平.觸電事故是在九年級下冊第十五章第四節(jié)才學(xué),更不知道雙線觸電,超出了學(xué)生的認知范圍.例二是計算出三次電阻再求平均值作為電阻R的阻值,學(xué)生剛拿到這題會感到茫然、不知所措,他們不會想到要求平均值減小誤差;而此內(nèi)容正好是下節(jié)(歐姆定律的運用)中的測定值電阻實驗,況且沒有相應(yīng)的例題鞏固,顯然此例題放在這里有點超前,應(yīng)該放到下節(jié)課作為例題較合理.本節(jié)課后的“WWW”第2、3、5作為例題是很好的,既簡單又能解決實際問題,還能鞏固本節(jié)課重點實驗以及改進實驗.真可謂一舉多得.
3 “WWW”中有些習(xí)題設(shè)置不合理
課本后的“WWW”中習(xí)題的設(shè)置,編者本想讓內(nèi)容貼近學(xué)生生活,既激發(fā)學(xué)習(xí)興趣又體現(xiàn)教材的實用性,反映最新科技發(fā)展動態(tài)的宗旨;同時培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.但部分題目不易操作,比方說,要求上網(wǎng)查資料的,社會調(diào)查的等題目,在農(nóng)村學(xué)校,受條件限制,這類題不好做;最好換一些可操作的題目;結(jié)合考試實際(部分章節(jié))再增加點習(xí)題就更好了,這樣可少用或不用其他資料.有些習(xí)題與本節(jié)課內(nèi)容不符,如第十四章第二節(jié) “WWW”中第三題查閱超導(dǎo)研究、應(yīng)用的歷史和最近進展,超導(dǎo)這一內(nèi)容是在第一節(jié)“讀一讀”中介紹的而本節(jié)課根本沒有這方面的內(nèi)容;與其放在此處不如放到第一節(jié)內(nèi)容后更合理.有些習(xí)題難度太大,學(xué)生根本不能理解,只能死記硬背,違背了新課標的理念.如:還是變阻器這一節(jié),第一題“活動:替代法測電阻”,編者的意圖是讓變組箱的使用與連接放在“WWW”中加以訓(xùn)練,通過親身體驗認識“等效替代法”也是解決問題的一種途徑.其實[HJ2.1mm]高估了學(xué)生的能力,對學(xué)生要求太高,難度太大,剛學(xué)完滑動變阻器就做這個實驗,學(xué)生不能理解為什么要這樣做,為什么Rx等于R,只是強加給學(xué)生的一個實驗.筆者認為放在最后一節(jié)“歐姆定律的應(yīng)用”的“WWW”中較好,能體現(xiàn)出由淺入深、層層遞進的認知規(guī)律.同時也能在最后一節(jié)對特殊法測電阻加以歸納.但這一節(jié)的第二題“測量一個阻值約為數(shù)百歐的電阻”,筆者在幾年的教學(xué)中從來沒有一個學(xué)生能獨立設(shè)計出測量方案,都是補充了測電阻的特殊法后才能做出來.筆者認為這樣的習(xí)題加深學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,挫傷了學(xué)習(xí)的積極性,同時 “伏安法測電阻”這一重要實驗也沒有得到應(yīng)有的鞏固,偏離了側(cè)重點.建議《歐姆定律》這一章的WWW練習(xí)重新編寫,重點要降低難度,讓習(xí)題針對性強,可操作性強,鞏固性強.