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(1)牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)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(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)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(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)做第二定律的特例;慣性不是狀態(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(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí),應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”教師還應(yīng)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(dāng)我們在一段較短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí),常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)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(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)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(dá):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(shí)還應(yīng)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(shí)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(yùn)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。
(3)萬有引力定律。教學(xué)時(shí)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恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)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(jì)算質(zhì)點(diǎn)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(jī)械能守恒定律。這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)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(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來解決問題時(shí),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(gè)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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。
(6)歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意:①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)體說的。②I、U、R是同一電路的3個(gè)參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動勢的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。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(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)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。
《歐姆定律》一課,學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)過,高中必修本(下冊)安排這節(jié)課的目的,主要是讓學(xué)生通過課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識;體會物理學(xué)的基本研究方法(即通過實(shí)驗(yàn)來探索物理規(guī)律);學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法——列表對比法和圖象法;再次領(lǐng)會定義物理量的一種常用方法——比值法.這就決定了本節(jié)課的教學(xué)目的和教學(xué)要求.這節(jié)課不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容,重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實(shí)驗(yàn)過程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的,從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學(xué)家的思維方法.
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識的作用,另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ).本節(jié)課分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法,也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用.因此也可以說,本節(jié)課是后續(xù)課程的知識準(zhǔn)備階段.
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用.
本節(jié)課的重點(diǎn)是成功進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.這是本節(jié)課的核心,是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ).
本節(jié)課的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義.盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經(jīng)接觸過,但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識,對此還是比較生疏.從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識其代表一個(gè)新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度.對于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式,從數(shù)學(xué)角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義.有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混,對公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)是變量分辨不清,要注意提醒和糾正.
根據(jù)本節(jié)課有演示實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),本節(jié)課采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法.教師邊演示、邊提問,讓學(xué)生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動.在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏,給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論,教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥,必要時(shí)可進(jìn)行大面積課堂提問,讓學(xué)生充分發(fā)表意見.這樣既有利于化解難點(diǎn),也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍.
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要使學(xué)生領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法,領(lǐng)會怎樣提出研究課題,怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材,怎樣進(jìn)行實(shí)際操作,怎樣對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律.同時(shí)要讓學(xué)生知道,物理規(guī)律必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),不能任意外推,從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣.
為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性,對一些主要教學(xué)環(huán)節(jié),有以下構(gòu)想:1.在引入新課提出課題后,啟發(fā)學(xué)生思考:物理學(xué)的基本研究方法是什么(不一定讓學(xué)生回答)?這樣既對學(xué)生進(jìn)行了方法論教育,也為過渡到演示實(shí)驗(yàn)起承上啟下作用.2.對演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答.這樣使他們既鞏固了實(shí)驗(yàn)知識,也調(diào)動他們盡早投入積極參與.3.在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請兩位同學(xué)上臺協(xié)助,同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察,也可調(diào)動全體學(xué)生都來參與,積極進(jìn)行觀察和思考.4.在用列表對比法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,提出下面的問題讓學(xué)生思考回答:為了更直觀地顯示物理規(guī)律,還可以用什么方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?目的是更加突出方法教育,使學(xué)生對分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識.到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次,通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲.5.在得出電阻概念時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義.此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論,而應(yīng)給予充分的時(shí)間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥.此處節(jié)奏應(yīng)放慢,可提請學(xué)生回答或展開討論,讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學(xué)生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步總結(jié)出歐姆定律,這實(shí)際上是認(rèn)識上的又一次升華.要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性,在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié),以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力.教師重申時(shí)語氣要加重,不能輕描淡寫.要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推.7.為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成,可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí),達(dá)到鞏固之目的.然后結(jié)合課本練習(xí)題,熟悉歐姆定律的應(yīng)用,但占時(shí)不宜過長,以免沖淡前面主題.
1.注意在實(shí)驗(yàn)演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹.
2.注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作,數(shù)據(jù)不能虛假拼湊.
3.注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度.可預(yù)先制作電路板,演示時(shí)注意位置要加高.有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學(xué)生都能清晰地看見.
4.定義電阻及總結(jié)歐姆定律時(shí),要注意層次清楚,避免節(jié)奏混亂.可把電阻的概念及定義在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)提出,而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后總結(jié).這樣學(xué)生就不易將二者混淆.
一、探究過程
歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律.要正確理解歐姆定律,應(yīng)了解如何通過試驗(yàn)來揭示電流、電壓、電阻三個(gè)物理量之間的關(guān)系.因?yàn)槭侨齻€(gè)物理量,所以我們在研究實(shí)驗(yàn)時(shí)要采用控制變量法,探究過程中分兩步.
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系
研究電流跟電壓的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電阻不變,那么,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)就要考慮以下幾個(gè)方面: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?②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖1):
按電路圖連接實(shí)物電路,利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍的增加,并記錄所對應(yīng)的電流值,填入表一中.
表一:R=10Ω
通過上表可得:電阻一定時(shí),電流與電壓成正比.
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系
同學(xué)們一定要明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時(shí),應(yīng)保持電壓不變”的思想.實(shí)驗(yàn)探究時(shí)應(yīng)考慮:①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大???②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變?這是這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn),當(dāng)電阻的大小發(fā)生變化時(shí),可通過滑動變阻器來控制其兩端的電壓U保持不變.
不斷更換定值電阻,利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對應(yīng)的電流值,填入表二中.
表二:U=3V
通過上表可得:電壓一定時(shí),電流與電阻成反比.
綜上所述: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.
同學(xué)們在具體的探究活動中可能會遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時(shí),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(fù)到原來的電壓值.這也是把控制變量法從理論升華到實(shí)際的一個(gè)方面.
例1小剛同學(xué)用如圖2電路探究歐姆定律的“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”.在此實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,為了探究上述問題,他應(yīng)該采取的惟一操作是().
A.保持變阻器滑片不動
B.將變阻器滑片適當(dāng)向左移動
C.將變阻器滑片適當(dāng)向右移動
D.將電池個(gè)數(shù)增加
解析當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5Ω更換為10Ω后,電路中的電流減小,滑動變阻器兩端的電壓減小,而A、B兩點(diǎn)間的電壓增大,所以滑動變阻器的電阻應(yīng)當(dāng)增大才能使A、B兩點(diǎn)間的電壓保持不變.這道題讓大家真正了解到應(yīng)如何靈活應(yīng)用控制變量法.
二、正確理解歐姆定律
在歐姆定律中,三個(gè)物理量是指同一導(dǎo)體或同一段電路在同一時(shí)刻的I、U、R,同時(shí)三個(gè)物理量的單位必須要用國際單位制.
對于歐姆定律I=U/R和歐姆定律的變形式R=U/I,這兩個(gè)公式是大家最容易混淆的.
特別是R=U/I只是用來計(jì)算導(dǎo)體電阻的,決不能認(rèn)為R與U成正比,R與I成反比;對同一導(dǎo)體而言,即使導(dǎo)體上不加電壓,導(dǎo)體電阻仍然存在.切記導(dǎo)體電阻與電壓電流無關(guān),它是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).
為了更形象深刻地理解歐姆定律,我們可以借助圖像來描述.
根據(jù)I=U/R,當(dāng)R一定時(shí),I與U成正比,相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的正比例函數(shù)的圖像.如圖3甲所示.而在U一定時(shí),I與R成反比,相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的反比例函數(shù)的圖像.如圖3乙所示.
應(yīng)用這種圖像可以來比較電阻的大小.
例如圖4所示為接入閉合電路中阻值不同的兩個(gè)電阻的電流隨電壓變化的I-U圖像,從圖中可知().
A.R1R2
B.R1R2串聯(lián)后,總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅱ內(nèi)
C.R1R2并聯(lián)后,總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅲ內(nèi)
D.R1R2并聯(lián)后,總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅰ內(nèi)
解析 首先大家要對串并聯(lián)電路的總電阻非常清楚,串聯(lián)的總電阻大于任何一個(gè)分電阻,并聯(lián)的總電阻小于任何一個(gè)分電阻.從圖上可以選擇電壓一定時(shí),比較電流的大小關(guān)系,I1I2,所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ,所以正確答案為D.
三、歐姆定律的應(yīng)用
根據(jù)歐姆定律:①知道導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻就可以求出導(dǎo)體中的電流;②知道通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻就可以求出導(dǎo)體兩端的電壓;③知道通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓就可以求出導(dǎo)體的電阻值,即I=U/R,U=IR,R=U/I.
例2一個(gè)定值電阻兩端加上6V電壓時(shí),通過它的電流是0.4A.如果給它加上3V的電壓時(shí),則流過它的電流是多少?為什么?
解析一
要求當(dāng)電壓是3V時(shí),電流是多少,還需知道電阻,根據(jù)前面的兩個(gè)條件可以求出電阻是15Ω,因?yàn)殡娮枋遣蛔兊?,所以I=U/R=3V/15Ω
=0.2A.
解析二
根據(jù)歐姆定律,R一定時(shí),I與U成正比,即得I=0.2A.
例3如圖5所示,開關(guān)閉合后,當(dāng)滑動變阻器滑片P向右滑動過程中().
A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小
C.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
D.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
解析當(dāng)滑動變阻器滑片P向右滑動時(shí),電路的總電阻變大.電壓一定時(shí),電阻變大,電流變小,所以電流表示數(shù)變??;通過定值電阻的電流減小,所以定值電阻分擔(dān)的電壓減小,電壓表的示數(shù)變大.故選A.
例4如圖6所示是“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖.
(1)在圖6中的圓圈內(nèi)填入電流表、電壓表的符號;
(2)某同學(xué)規(guī)范操作,正確測量,測得3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別是:U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A.請你在虛線框內(nèi)為他設(shè)計(jì)一個(gè)表格,并把這些數(shù)據(jù)正確填寫在你設(shè)計(jì)的表格內(nèi).
(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),請你算出待測電阻Rx≈_______Ω.
(4)分析表格中的數(shù)據(jù),你能得出的一個(gè)結(jié)論是:_______________________________.
解析(1)填入電流表和電壓表,如圖7所示.
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)如下表:
(3)根據(jù)公式R=U/I分別求得三次實(shí)驗(yàn)測得的電阻為12Ω、11.8Ω、12Ω,求平均值從而算出待測電阻Rx≈11.9Ω.
(1)對于萬有引力定律的表達(dá)式F=Gm1m2/r2,有同學(xué)認(rèn)為當(dāng)r0時(shí),F(xiàn)∞。雖然萬有引力定律適用于一切物體,但公式F=Gm1m2/r2計(jì)算萬有引力時(shí),卻有一定的適用條件:
嚴(yán)格地說,萬有引力定律的公式只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。質(zhì)點(diǎn)本身就是一個(gè)理想化的模型,當(dāng)兩個(gè)物體間的距離比物體本身大得多時(shí),可以認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)。認(rèn)為當(dāng)r0時(shí),F(xiàn)∞的錯誤原因就在于實(shí)際情況中根本不可能出現(xiàn)r=0的情況,也就是說,在r0時(shí),有質(zhì)量的物體也就不能再看成質(zhì)點(diǎn)了。
對于萬有引力定律的適用還可以有下面兩種情況:一是當(dāng)兩物體距離很近時(shí),如果質(zhì)量都是分布均勻的球體,此時(shí)r應(yīng)是兩球體球心間的距離,二者間距離最小也是在它們接觸時(shí),r為兩球半徑之和,而不是0。二是若為一均勻球體與球外一質(zhì)點(diǎn)的萬有引力也可用此公式,式中r是球心到質(zhì)點(diǎn)的距離,此距離最小是球的半徑,也不是0。
(2)對于庫侖定律公式:F=KQ1Q1/r2僅適用于真空中(空氣中近似成立)的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用,在理解庫侖定律時(shí),常有同學(xué)認(rèn)為:r0時(shí),得出庫侖力F∞。
從數(shù)學(xué)的角度分析,這是正確的結(jié)論,但從物理學(xué)的角度分析,這一結(jié)論是錯誤的,錯誤的原因和對萬有引力錯誤認(rèn)識是類似的,原因在于當(dāng)r0時(shí),兩電荷已經(jīng)失去了點(diǎn)電荷成立的條件,何況實(shí)際電荷都有一定的大小,根本不會出現(xiàn)r=0的情況,也就是說,在r0時(shí)電荷已經(jīng)不能再看成點(diǎn)電荷了,違背了庫侖定律的適用條件(真空、點(diǎn)電荷),不能再運(yùn)用庫侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用了。
(3)對于閉合電路歐姆定律,根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)來分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況,在分析這一動態(tài)電路的基本方法中,可以用極限方法。極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑動端分別滑至兩個(gè)極端去討論。
先用兩個(gè)例題來分析:
例1 如右圖所示電路中,已知電源電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=1Ω,R1=2Ω,滑動變阻器R的阻值可連續(xù)增大,求:當(dāng)R多大時(shí),R1將消耗的功率最大,且為多少?
解析 由P=I2R知,對于R1消耗的功率
P1=I2R1當(dāng)I最大時(shí),P1最大,要使I最大則由I=E/(r+R1+R)可知應(yīng)使R=0,當(dāng)R=0時(shí)R1將消耗的功率最大:Pm= R1E2/(r+ R1)2 =2W
例2 分析閉合電路路端電壓與電流關(guān)系:U=E-Ir ;I=E/(r+R)。(E、r不變)
用極限法來分析是很容易理解的。
如果從數(shù)學(xué)角度來分析,U與I成一元一次函數(shù)關(guān)系,很容易得出U與I的圖線:
分析其根源:初中電學(xué)抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學(xué)生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學(xué)概念、定律及計(jì)算公式常常使學(xué)生不知所措,然而電學(xué)綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點(diǎn),并且綜合性強(qiáng)、障礙設(shè)置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學(xué)習(xí)電學(xué)的過程中注重以下策略,可以有效提高學(xué)習(xí)效率:
一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析
《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“實(shí)驗(yàn)是物理課程改革的重要環(huán)節(jié)”要求學(xué)生能動腦動手地“學(xué)”科學(xué),改變過去以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教與學(xué)的方式,把實(shí)驗(yàn)地位空前提升。要解決學(xué)好抽象的電學(xué)這個(gè)問題,以實(shí)驗(yàn)課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學(xué)習(xí)抽象的電學(xué)。
利用課外活動時(shí)間讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作,并且利用多媒體、實(shí)物講解操作過程:什么是串聯(lián)?什么是并聯(lián)?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯(lián)還是并聯(lián)?講解連接電路時(shí)要注意的事項(xiàng)。對于特別害羞的女同學(xué),她們不敢動手,要善于開導(dǎo),訓(xùn)練她們的膽量,提高她們的動手實(shí)踐能力,讓她們通過實(shí)驗(yàn)體會接線柱接反了的現(xiàn)象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實(shí)物圖之間的互相轉(zhuǎn)化。
二、培養(yǎng)探究意識,做好探究性教學(xué)實(shí)驗(yàn)
在實(shí)施素質(zhì)教育的過程中,物理教學(xué)主要是以探究性學(xué)習(xí)為主,注意對整個(gè)物理概念和結(jié)論的過程的探究,通過提出疑問、設(shè)計(jì)方案、動手操作、思考解決、得出結(jié)論等具體步驟,讓學(xué)生自主地參與教學(xué)的整個(gè)過程。電學(xué)學(xué)習(xí)更是如此。
為此,要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生探究的主體性,做好探究性實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮探究式邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教育功能,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實(shí)驗(yàn)做一遍,然后直接把結(jié)論告訴學(xué)生。
如“探究電阻上電流跟兩端電壓關(guān)系”時(shí),可以創(chuàng)設(shè)這樣的情境:先把一個(gè)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(shí)小燈泡的發(fā)光情況。
三、理解歐姆定律并突破定律
歐姆定律一章,是在學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻三個(gè)重要物理量的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)這三個(gè)物理量之間的關(guān)系。它是貫穿整個(gè)電學(xué)的重要規(guī)律,奠定了整個(gè)電學(xué)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)下一章電功率的前提,因此,本章內(nèi)容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。
歐姆定律最難理解的知識點(diǎn)是:
當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體中的電流成反比?
當(dāng)導(dǎo)體電阻一定時(shí),導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體中的電流成正比?
學(xué)生初學(xué)歐姆定律時(shí)最難理解知識點(diǎn),所以在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意探究的方法、結(jié)合圖像得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。首先鞏固練習(xí)電路分析,然后理解串并聯(lián)電路的特點(diǎn),利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關(guān)系式(電源電壓一般不變、串聯(lián)電流相等、并聯(lián)電壓相等……),若能熟能生巧,在做計(jì)算題時(shí),這些隱含的條件便會在學(xué)生看到題的同時(shí)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(gè)導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量。不同的導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關(guān)系。因此在運(yùn)用歐姆定律公式時(shí),必須將同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應(yīng),再帶入計(jì)算。對于歐姆定律及導(dǎo)出公式,前者既有物理意義又有數(shù)學(xué)意義,后面兩個(gè)只有數(shù)學(xué)意義,所以就不成比例關(guān)系變形公式并非歐姆定律的內(nèi)容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學(xué)難題就迎刃而解了。
四、加強(qiáng)學(xué)生說題訓(xùn)練,升華學(xué)生思維
新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,讓課堂激揚(yáng),充滿生命活力,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。但相當(dāng)多學(xué)生來自農(nóng)村,許多學(xué)生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵方式,讓他們敢于開口,表達(dá)自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內(nèi)容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識點(diǎn)在審題過程中的錯誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的能力。
利用“說題”來強(qiáng)化所學(xué)知識內(nèi)容,通過“說題”為學(xué)生學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)活動,為學(xué)生發(fā)展而開展活動,提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機(jī)勃勃、充滿智慧的歡樂與發(fā)展創(chuàng)造的快意。
五、加強(qiáng)變式訓(xùn)練,總結(jié)中考重要考點(diǎn)
對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學(xué)”, 題型雜亂,變幻莫測,學(xué)生如果抓不住解題規(guī)律,就題做題,進(jìn)步不會很大。為了讓學(xué)生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內(nèi)容,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力,針對電學(xué)的一些考點(diǎn),我進(jìn)行了以下幾種變式處理練習(xí),簡化學(xué)習(xí)難度:
(一)經(jīng)典中考試題,變換已知量的數(shù)據(jù)進(jìn)行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進(jìn)行的;達(dá)到舉一反三的目的,觸類旁通。
(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同
滑動變阻器在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用:
相同點(diǎn):保護(hù)電路;
不同點(diǎn):探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:
探究電流與電壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規(guī)律。
伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實(shí)現(xiàn)多次測量,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。
伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時(shí)的實(shí)際功率。
滑動變阻器在測電阻實(shí)驗(yàn)中還可做定值電阻用
(三)固定的套路,變換求解
電學(xué)綜合題有何規(guī)律可循呢?分析歷屆中考物理的電學(xué)計(jì)算題,我們也稱之為電學(xué)綜合題,此題看似簡單,其實(shí)暗藏玄機(jī)?細(xì)分析做此題也有固定的套路:
1.由實(shí)物圖轉(zhuǎn)化為電路圖,建立物理模型
2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時(shí)性
3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點(diǎn),根據(jù)各狀態(tài)之間的聯(lián)系建立等式關(guān)系
4.解未知量
在進(jìn)行變式練習(xí)時(shí),認(rèn)真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點(diǎn)代面,突出重點(diǎn);一題多變,等幾個(gè)方面進(jìn)行。應(yīng)注意練習(xí)的層次,層層推進(jìn),使學(xué)生在解題時(shí)達(dá)到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關(guān)知識的聯(lián)系,培養(yǎng)其聯(lián)想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會解題思想,善于用概念、規(guī)律去揭示問題的本質(zhì)特征,培養(yǎng)知識遷移運(yùn)用的能力。
實(shí)踐證明,通過師生共同努力,在教學(xué)過程中吸引學(xué)生主動參與學(xué)習(xí),注重以上“策略”,初中生完全可以學(xué)好物理電學(xué)。
參考文獻(xiàn):
1、《初中物理教學(xué)中的問題與對策》東北師范大學(xué)出版社
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)也一直是高
考考查的重要內(nèi)容,由于電學(xué)實(shí)驗(yàn)具備開放性、設(shè)計(jì)性、探究
性、靈活性和思想性等多個(gè)維度的考查功能,所以電學(xué)實(shí)驗(yàn)
是高考實(shí)驗(yàn)考查的“寵兒”,然而不少學(xué)生最害怕的、失分最
多的就是電學(xué)實(shí)驗(yàn),怎樣更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生不再
懼怕甚至拿高分是一個(gè)值得思考與研究的問題。
2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的策略的幾點(diǎn)思考
2.1 依綱扣本,研究真題,提高復(fù)習(xí)的針對性
筆者認(rèn)為要更好地復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn),首先必須研讀高考考
試說明,并緊扣教材內(nèi)容,以準(zhǔn)確把握復(fù)習(xí)范圍,研究近幾年
江蘇省和其他新課標(biāo)地區(qū)的高考真題,挖掘其中考查的內(nèi)涵
以及信息,并進(jìn)行橫向、縱向的對比、分析、總結(jié),這樣在復(fù)習(xí)
中才能做到重點(diǎn)、難點(diǎn)了然于胸,才能避免無原則地拓展、延
伸,尤其是對教輔資料的內(nèi)容進(jìn)行合理取舍,從而達(dá)到有的
放矢地進(jìn)行復(fù)習(xí)的目標(biāo)。
比如,研讀江蘇省2012年高考考綱,其中“電阻的串聯(lián)
與并聯(lián)”考點(diǎn)是工級要求,那么在具體實(shí)驗(yàn)題中,所使用的
電壓表、電流表改裝問題不宜深挖;涉及電表最小分度是“2”
或“5”的讀數(shù)問題較為復(fù)雜,通過研讀高考試題,不難發(fā)現(xiàn)高
考對此讀數(shù)要求不高,所以教學(xué)時(shí)宜粗不宜細(xì)。
2.2 掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識和基本技能,保證雙基落實(shí)
實(shí)驗(yàn)題的基礎(chǔ)知識和基本技能主要是指能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>
的,能理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法,能控制實(shí)驗(yàn)條件,會使用儀
器,會觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會記錄處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出實(shí)
驗(yàn)結(jié)論,近幾年的高考電學(xué)實(shí)驗(yàn)題,有很多考查學(xué)生的基礎(chǔ)
知識、基本技能,不少試題源于教材,是教材實(shí)驗(yàn)的組合與改
裝,如2010年江蘇高考題中測定電源電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn),所
以在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)確保雙基落實(shí)。
2.2.1 基本儀器的原理及使用
正確選用實(shí)驗(yàn)儀器是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前提,要想正確選用儀
器,就要對實(shí)驗(yàn)儀器原理及使用非常了解,電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本
儀器主要包括:電壓表、電流表、歐姆表等測量儀器以及滑動
變阻器、電阻箱等控制儀器,使用時(shí)要注意滑動變阻器的分
壓式與限流式接法的合理選用,要正確選擇電流表內(nèi)接法、
外接法,這是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行并得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提。
2.2.2
電學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理與方法
2012年江蘇高考大綱要求考查的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有:決定導(dǎo)體
電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測定電源的電動
勢和內(nèi)阻、練習(xí)使用多用表等四個(gè),其實(shí)驗(yàn)原理主要是:部分
電路歐姆定律、電阻定律、閉合電路歐姆定律等,這些規(guī)律的
理解和掌握是圓滿完成實(shí)驗(yàn)的保證,同時(shí)也為今后實(shí)驗(yàn)的變
式、延伸提供了可能。
2.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理
實(shí)驗(yàn)操作過程是為了得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處
理得出結(jié)論才是實(shí)驗(yàn)最終的目的,這要求學(xué)生熟練運(yùn)用列表
法、公式法、圖象法等方法,在處理中能發(fā)現(xiàn)并剔除問題數(shù)
據(jù),從而最終得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2.3
抓住電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)
要立足基礎(chǔ),重視教材,引導(dǎo)學(xué)生注重知識點(diǎn)之間的聯(lián)
系,抓住各個(gè)知識點(diǎn)的共性與核心,從實(shí)驗(yàn)原理的角度上說,
電學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心是:歐姆定律,這在考綱上的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)
中都能有所體現(xiàn),因此電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)時(shí)要抓住歐姆定律這個(gè)
“綱”對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié),使看似零散的知識點(diǎn)形成知
識網(wǎng)絡(luò),例如,如圖1所示電路圖,可能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有哪些?
①測定定值電阻的阻值
②測電池的電動勢和內(nèi)阻
③測定電阻材料的電阻率
通過歐姆定律這個(gè)核心,建立起
較為牢固的知識網(wǎng)絡(luò)體系,再根據(jù)學(xué)
生的實(shí)情組織教學(xué)復(fù)習(xí),總之雖然電
學(xué)實(shí)驗(yàn)形式多樣、豐富多彩,但只要提綱挈領(lǐng),抓住了那個(gè)
綱,就可以綱舉目張。
2.4 重視典型例題的講解、引導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生知識遷移、能力
提升
2.4.1 電學(xué)實(shí)驗(yàn)例題講解,思路要“看”得見
電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn),一些電學(xué)實(shí)驗(yàn)題難度稍大,
學(xué)生便感覺無從下手,教師的解題過程只是一個(gè)認(rèn)識的過
程,解題的結(jié)果是認(rèn)知的成果,而元認(rèn)知是對認(rèn)知過程的認(rèn)
知,因此在教學(xué)中,教師應(yīng)該通過出聲思維,讓學(xué)生“看見”教
師思維的過程,“看見”教師在讀到題目時(shí)頭腦中激活哪些相
關(guān)的信息,會出現(xiàn)哪些可能的方案,怎樣做出評價(jià)和選擇,
“看見”教師有時(shí)也會進(jìn)入死胡同但有能力自己走出來,“看
見”教師有時(shí)也會犯錯誤,但在元認(rèn)知監(jiān)控下能夠意識到錯
誤并改正之,當(dāng)然還可以在教學(xué)過程中通過學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的分
析(有正確或有錯誤)暴露學(xué)生自己的思維過程,給教師反饋
信息。
2.4.2 引導(dǎo)學(xué)生解決問題,方向要清晰
第一找出實(shí)驗(yàn)有用的資料,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;第二分析儀
器在實(shí)驗(yàn)中的特點(diǎn)(如電表的阻值)、作用(如定值電阻的用
途)及優(yōu)缺點(diǎn);第三實(shí)驗(yàn)中存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理;第四
對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評價(jià),評價(jià)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)、存在的問題、改進(jìn)的措
施等等,如此一來才能在解答試題時(shí)穩(wěn)操勝券。
2.4.3 知識遷移、能力提升,技巧要掌握
例如,當(dāng)電表內(nèi)阻已知時(shí),電表功能可以互換,當(dāng)電流表
實(shí)則在教學(xué)中常常是學(xué)生的弱點(diǎn),在各種考試中通過對電阻的測量的考察也可以反映出學(xué)生對電學(xué)基本知識掌握的情況,另外命題者還在不斷的推陳出新,用不同的形式對學(xué)生進(jìn)行考察。下面我們就對初中測量電阻的幾種常用方法進(jìn)行一個(gè)簡單的總結(jié),希望對同學(xué)們能有所幫助。
一、初中最基本的測電阻的方法
(1)伏安法測電阻
伏安法測電阻就是用一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表來測待測電阻,因?yàn)殡妷罕硪步蟹乇砦锢碚撐?電流表也叫安培表,因此,用電壓表和電流表測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流表測量出通過待測電阻Rx的電流I,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測電阻的阻值RX。最簡單的伏安法測電阻電路設(shè)計(jì)如圖1所示,
用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由于只能測一次,因此實(shí)驗(yàn)誤差較大,為了使測量更準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)時(shí)我們可以把圖1進(jìn)行改進(jìn),在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調(diào)節(jié)待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進(jìn)行多次測量求出平均值以減小實(shí)驗(yàn)誤差,改進(jìn)后的電路設(shè)計(jì)如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗(yàn)中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),計(jì)算一次待測電阻Rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。
(2)伏阻法測電阻
伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流關(guān)系,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯(lián)接在已知電阻R0的兩端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后再把電壓表并聯(lián)接在未知電阻Rx的兩端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果將單刀雙擲開關(guān)引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設(shè)計(jì)操作簡單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當(dāng)開關(guān)擲向1時(shí),電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當(dāng)開關(guān)擲向2時(shí),電壓表測量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學(xué)們可以試一試按圖4計(jì)算出Rx的值。
(3)安阻法測電阻
安阻法測電阻是指用電流表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯(lián),測出通過R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯(lián),測出通過Rx的電流I2。然后根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
顯然,如果按圖6的方法試驗(yàn),我們就需要采用兩次接線,可能有的同學(xué)怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關(guān)引入電路圖,這時(shí)我們可以采用如圖7的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)開關(guān)擲向1時(shí),電壓表測量的是R0兩端的電流I0;當(dāng)開關(guān)擲向2時(shí),電壓表測量的是RX兩端的電流Ix。通過計(jì)算就有:。
以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易于學(xué)生理解的測電阻的常用方法嗎?當(dāng)然還有:
二、特殊方法測電阻
(1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
或者
用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:
1.如圖8所示,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至a端時(shí),用電壓表測量出電源的電壓U,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:。
2.如圖9所示,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電壓表測量出電源的電壓U,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至a端時(shí)物理論文,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:
(2)用電流表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
如圖10所示,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至b端時(shí),用電流表測量出Rx和R滑串聯(lián)時(shí)的電流I1,當(dāng)滑動變阻器的滑片滑至a端時(shí),用電流表測量出Rx單獨(dú)接入電路時(shí)的電流I2,因?yàn)殡娫措妷翰蛔?可以得到:,故有:。
(3)用等效法測量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測量電阻的一種實(shí)驗(yàn)電路。其中Rx是待測電阻,R是電阻箱(其最大電阻值大于Rx)。其實(shí)驗(yàn)步驟簡單操作如下:
作業(yè)設(shè)計(jì)注重分層是針對“一刀切”作業(yè)設(shè)計(jì)模式提出的優(yōu)化對策,旨在依據(jù)學(xué)生個(gè)體差異和學(xué)習(xí)能力差異設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的物理作業(yè).例如,在講“歐姆定律”時(shí),教師需針對學(xué)生層次設(shè)計(jì)出三個(gè)層次的作業(yè):第一層次主要在于了解歐姆定律的基本概念、涉及的變量、公式內(nèi)容以及簡單應(yīng)用,針對班級學(xué)困生所設(shè)計(jì);第二層次則在歐姆定律的基礎(chǔ)知識上進(jìn)行變換與延伸,適當(dāng)提高作業(yè)設(shè)計(jì)的難度與靈活度,針對班級中等生所設(shè);第三層次在以上兩層基礎(chǔ)上對學(xué)生提出更高要求,設(shè)計(jì)一些實(shí)踐性強(qiáng)、拓展能力強(qiáng)的題目,針對優(yōu)等生所設(shè).這樣的分層設(shè)計(jì)作業(yè)法,能讓每個(gè)層次的學(xué)生都有所得、有所學(xué).
2.作業(yè)植入生活實(shí)踐體驗(yàn)
物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,也是一門闡釋與解決現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)象的學(xué)科,因而初中教材中所提及的眾多物理現(xiàn)象,在現(xiàn)實(shí)生活中都可以找到原型.例如,在初中物理教材中,關(guān)于“物態(tài)變化”的內(nèi)容,汽化、液化、熔化、凝固、升華、凝華等物態(tài)現(xiàn)象比比皆是;“透鏡及其應(yīng)用”的內(nèi)容與生活中常見的放大鏡、照相機(jī)、眼鏡等物件聯(lián)系緊密,闡釋了透鏡在生活中的具體應(yīng)用.教師如果在物理作業(yè)設(shè)計(jì)中植入這些生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),相信學(xué)生一定會有所感、有所體驗(yàn)、有所行動,從而高效完成作業(yè)任務(wù).
3.適當(dāng)增加探究性作業(yè)比重
為了迎合社會人才的需求標(biāo)準(zhǔn),初中物理教師應(yīng)在作業(yè)設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加探究性作業(yè)的比重,從而有效地培養(yǎng)初中學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力.比如,在物理課程作業(yè)的完成過程中,有些物理題目可能存在“一題多解”的問題,并沒有固定統(tǒng)一的一個(gè)答案,遇到此種題目時(shí),教師一定要善于引導(dǎo)學(xué)生從多角度去看待這樣的物理題目,幫助學(xué)生從不同的角度去思考問題、找尋答案.長此以往,既豐富了物理題目的種類類別,又培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力.
4.作業(yè)形式的多樣化設(shè)計(jì)
對于初中物理學(xué)科來說,教師在作業(yè)設(shè)計(jì)方面發(fā)揮的空間還是足夠大的.只要教師有創(chuàng)新作業(yè)形式的想法,那么一定會設(shè)計(jì)出形式多樣的物理作業(yè).教師可以布置學(xué)生在家里、實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證一些簡單的物理現(xiàn)象,給予學(xué)生充分的發(fā)揮空間.例如,在講“噪音污染”時(shí),教師可以帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂、走出校園,引導(dǎo)學(xué)生親自去一些建筑工地、繁華商區(qū)的觀察真正的噪聲污染.與此類似的物理作業(yè)形式還有很多,相信這樣有趣靈活的作業(yè)形式,對學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升有促進(jìn)作用.
(朱召友,2015-04-30上午)
對兩節(jié)課的點(diǎn)評
各位領(lǐng)導(dǎo)、老師:大家上午好!
首先,請?jiān)试S我代表大家感謝市教研室領(lǐng)導(dǎo)——時(shí)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(jī)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(gè)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(jì)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(jìn)行評判,點(diǎn)評只從個(gè)人角度出發(fā),不當(dāng)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(jì)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(diǎn)知識。
下面,我從教師素質(zhì)、教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施四個(gè)方面分別評一個(gè)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(shí),語言規(guī)范,普通話好,教態(tài)自然,有較強(qiáng)的課堂駕馭能力。板書簡潔,能熟練運(yùn)用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)。能將物理教學(xué)與生活實(shí)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(biāo)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(yàn)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(shí)現(xiàn)了高效教學(xué)。為大家提供了一個(gè)概念課的高效教學(xué)樣板。
三、教學(xué)目標(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)是確定教學(xué)目標(biāo)的依據(jù),根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和本地教學(xué)實(shí)際將教學(xué)目標(biāo)細(xì)化是教學(xué)設(shè)計(jì)的第一步。
課程標(biāo)準(zhǔn)中對"功"這一知識的要求:
3.1.3結(jié)合實(shí)例,認(rèn)識功的概念。
3.2.2知道機(jī)械功。用生活中的實(shí)例說明機(jī)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(biāo)是:
1.知道力學(xué)中做功的含義。能說出做功包含的兩個(gè)必要因素,并能判斷出力是否對物體做功。
2.明確計(jì)算功的大小的表達(dá)式,以及表達(dá)式中每個(gè)物理量的物理意義和單位。
3.能應(yīng)用公式W=Fs進(jìn)行簡單的計(jì)算。
目標(biāo)的制定基本上是科學(xué)的,雖然沒有點(diǎn)明"結(jié)合實(shí)例,認(rèn)識功的概念。"但在教學(xué)中確實(shí)是結(jié)合實(shí)例進(jìn)行的。
對教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的確立也非常合理。
四、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)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(jì)了前后連貫的五個(gè)活動:感受功、描述功、分析功、計(jì)算功、深化功,利用學(xué)案和問題引導(dǎo)學(xué)生逐步走進(jìn)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(jì)理念。最后盤點(diǎn)收獲,進(jìn)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(jì)符合以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)均以實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的某個(gè)小的教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ),基本實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。
疑惑1:引課的故事是否合理?這個(gè)故事越聽越像個(gè)故事,不論是將30斤大米運(yùn)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?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔茫@個(gè)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(yán)謹(jǐn)?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(shí),語言規(guī)范,普通話好,教態(tài)自然,具有較強(qiáng)的親合力,擅于使用肢體語言,有較強(qiáng)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(yùn)用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)為中心進(jìn)行展開,體現(xiàn)了物理課以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的特點(diǎn),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(biāo)
課程標(biāo)準(zhǔn)中對"歐姆定律"這一知識的要求:
3.4.2通過實(shí)驗(yàn),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(biāo)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(biāo)的制定基本上是科學(xué)的,雖然沒有說明"通過實(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)的細(xì)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(shí)現(xiàn)"理解歐姆定律"這一目標(biāo),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(jì)與實(shí)施
本節(jié)課,徐老師以實(shí)驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的認(rèn)識是淺層次的,不經(jīng)教師引導(dǎo),很難深入達(dá)標(biāo)。
目前中考對電學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查要求,不僅讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)電路圖、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)論,還要求學(xué)生能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,能理解?shí)驗(yàn)原理和方法,會觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出結(jié)論,對結(jié)論進(jìn)行分析和評價(jià);能運(yùn)用已學(xué)過的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問題,包括簡單的設(shè)計(jì)性試驗(yàn);能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,制定解決方案,并對方案進(jìn)行評價(jià)。
徐老師這節(jié)課,通過精心設(shè)計(jì)的問題,一步一步,一步二步,引導(dǎo)學(xué)生深入思考兩大實(shí)驗(yàn),加深對實(shí)驗(yàn)的理解,使學(xué)生能夠達(dá)到課標(biāo)和中考對這兩大實(shí)驗(yàn)的考查要求。
現(xiàn)在初中的復(fù)習(xí)課很難上,一是因?yàn)闀r(shí)間短,內(nèi)容多;二是沒有一個(gè)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(shí),是否應(yīng)該對適用條件"同一導(dǎo)體或同一段電路"進(jìn)行強(qiáng)調(diào)?這可是學(xué)生在解題過程中容易出錯的關(guān)鍵部位!
疑惑2:對畫電路圖的規(guī)范性是否應(yīng)該加強(qiáng)?比如用直尺畫。對學(xué)生畫錯的電流與電阻關(guān)系的圖象的處理能否更加深入?U=IR.