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中招試題往往要考查帶有電路變化特點的歐姆定律的簡單應用,半導體的光敏、熱敏特性及超導體的應用對社會的影響.“探究電流與電壓、電阻的關系”及“用伏安法測電阻”這兩個電學實驗幾乎在每個中考卷上都能找到.
第1節 歐姆定律公式應用的對應性和同時性
[重點考點]
歐姆定律是電學中重要的基本規律,是全章的核心,反映了電流、電壓和電阻三者的數量關系.掌握這一規律的應用一定要注意I、U、R的同一性和同時性,即必須將同一個導體或同一段電路的電流、電壓、電阻代入公式進行計算,在解題中,習慣上同一個導體的各個物理量符號的角標用同一數字表示.另外,在同一部分電路中,由于開關的閉合或斷開以及滑動變阻器滑片的移動,都將引起電路的變化,從而導致電路中的電流、電壓、電阻的變化,因而公式中的三個量必須是同一時刻(同一狀態)的值.
[中考常見題型]
例1 (2007年濟寧)在圖1所示的電路中,電源電壓保持不變,當開關S閉合后,電流表的示數變化了0.1 A,電阻R=___Ω.
思路分析:當開關斷開時,電路中只有電燈L,電流表測的是通過電燈的電流;當開關閉合后,電燈和電阻并聯,電流表測的是二者的總電流,所以電流表的示數變大.另外,不管開關是斷開還是閉合,流過電燈的電流不變,所以電流表示數變大的0.1 A即為流過電阻R的電流值.電阻R兩端的電壓和電源電壓6 V相等,由歐姆定律可以算出電阻R的阻值為60 Ω.
點評:本題的難點是找出通過電阻R的電流值.由于歐姆定律在電學中的重要地位,近幾年中招題的填空題中,都會出現關于歐姆定律公式的一個純粹的理論計算題,雖占分數不多,但由于它是學習電功和電功率的重要基礎,所以還需要特別關注.
第2節 比值問題
[重點考點]
在串聯電路中,電壓的分配和電阻成正比,且串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和;在并聯電路中,電流的分配和電阻成反比,且總電流等于各支路電流之和.
[中考常見題型]
例2 如圖2所示電路中,當開關S閉合,甲、乙兩表是電壓表時,示數之比U甲∶U乙=3∶2;當開關S斷開,甲、乙兩表是電流表時,兩表的示數之比I甲∶I乙為().
A. 2∶1 B. 3∶1 C. 2∶3 D. 1∶3
思路分析:當開關閉合,兩表都是電壓表時,兩電阻串聯,甲表測兩電阻的總電壓,乙表測的是電阻R2兩端的電壓,它們的示數比是3∶2,可以認為總電壓為3份,電阻R2占2份,那么,R1兩端的電壓占1份,它們的電壓比U1∶U2=1∶2,故電阻比R1∶R2=1∶2.
當開關斷開,兩表都是電流表時,兩電阻并聯,甲表測的是通過電阻R2支路的電流,乙表測的是并聯后的總電流.由于兩電阻并聯且R1∶R2=1∶2,則它們的電流比是2∶1,也就是乙表總電流占3份,甲表電流應占1份,故甲、乙兩表的電流比I甲∶I乙=1∶3.選D.
點評:本題的難點是由于開關的閉合和斷開以及電表種類的變化,引起電路中電流的變化,但不管電路如何變化,不變的是R1、R2的阻值和電源電壓.所以,盡量找出電阻的關系是解決本題的突破口.還要注意,我們實驗室用的雙量程電表(不管是電流表還是電壓表),大量程的示數總是小量程示數的5倍,這個知識點也會出現在中招題中.
第3節 電表示數變化
[重點考點]
由于開關的開閉和滑動變阻器滑片的移動,使電路結構或電路中的總電阻發生變化,從而引起電路中總電流及各電流和電壓的分配情況發生變化,導致電表的示數發生變化.這類題目涉及的知識點很多,如歐姆定律,串、并聯電路中電流、電壓、電阻的特點,電表的使用方法,電路結構的判斷等,幾乎各地的中招卷都有這類題.解決此類問題時,首先要判斷出電路的結構,也就是電路的連接方式是串聯還是并聯(特別注意:在識別電路時,電壓表可看做斷路,電流表可看做導線),然后明確電流表或電壓表的位置等.
[中考常見題型]
例3 (2007年上海)在圖3所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表A的示數將___(填“變小”、“不變”或“變大”),電壓表V與V2示數的差值跟電壓表V1示數的比值___(填“小于”、“等于”或“大于”)1.
思路分析:電路中兩電阻串聯,電流表測干路中的電流,電壓表V1測定值電阻R1兩端的電壓,V2測滑動變阻器兩端的電壓,V測兩電阻串聯后的總電壓.當滑片向右移動時,滑動變阻器連入電路的電阻值變大,電流表的示數變小;又因為在串聯電路中,電壓的分配和電阻成正比,當滑動變阻器的電阻變大時,它兩端的電壓就變大,即V2示數變大.電壓表V1和V2示數的和等于電源電壓不變,所以電壓表V與V2示數的差值就是V1的示數,比值永遠等于1.
第4節 電表的示數變化范圍
[重點考點]
為了保護用電器,電路中往往要串聯一個滑動變阻器,電表有一定的測量范圍,用電器也有自己的額定電壓和額定電流,那么,滑動變阻器連入電路中的電阻多大才安全呢?近幾年中招題也涉及這方面的考查.
[中考常見題型]
例4 如圖4所示的電路,電源電壓恒為9 V,小燈泡L上標有“8 V3.2 W”字樣,滑動變阻器的最大阻值為40 Ω,電壓表量程為0~3 V,電流表量程為0~0.6 A.為了保護電路,滑動變阻器連入電路的阻值變化范圍應是多少?
思路分析:題中有三個隱含條件:滑動變阻器兩端的電壓不能超過3 V;電路中的電流不能超過0.6 A;小燈泡兩端的電壓不能超過8 V.如果只注意保護電表而忽視小燈泡,就會得出錯誤的結論.
參考答案:燈泡正常發光時的電流IL===0.4 A<0.6 A.
所以電路中的最大電流應為0.4 A.
燈泡的電阻RL== Ω=20 Ω.
此時電路中的最小總電阻R總===22.5 Ω.
所以滑動變阻器連入電路中的最小電阻為:
R最小=R總-RL=22.5 Ω-20 Ω=2.5 Ω.
為保護電壓表,應有UR≤3 V,當UR=3 V時,UL=6 V.由分壓原理得
滑動變阻器連入電路的最大值R最大=•RL=×20 Ω=10 Ω.
所以滑動變阻器的阻值變化范圍為2.5 Ω~10 Ω.
點評:此題很容易只注意保護電流表而忽視燈泡正常工作的條件,誤認為電路中的最大電流為0.6 A,由此得出滑動變阻器連入電路中的電阻為0~10 Ω的錯誤答案.不少物理問題的部分條件并未明確給出,而是隱隱約約,含而不露,但他們常常又是解題的要點,因此對這類題目要注意審題,挖掘隱含條件,從題目中所敘述的物理現象或給出的物理情境及元件設備的參數、指標中,挖掘出解答問題所需要的隱含在其中的條件,從而找出解決問題的突破口.
第5節 電路故障問題
[重點考點]
電路故障問題跟電表的示數變化題一樣,也是中招必考的知識點,多數出現在實驗題中.常見的故障有兩類:斷路和短路.當電路中出現斷路或短路故障時,常用電壓表檢測,檢測方法是:選擇合適的量程,用電壓表與被測電路逐段并聯.當電壓表有示數時,表明電壓表和電源連通;當電壓表沒有示數時,表明電壓表和電源沒有連通,或者與電壓表并聯的那段電路有短路現象.
[中考常見題型]
例5 (2007年蘭州)如圖5所示電路中,L1、L2是兩盞完全相同的燈泡.閉合開關S后,L1、L2均正常發光,過了一會兒兩燈突然同時熄滅,檢查時發現:若用一根導線先后連接開關S的兩端和電阻R的兩端,電路均無變化,兩燈仍然不亮;若用電壓表測L2兩端b、c兩點間的電壓,電壓表的示數明顯高于L2的額定電壓.據此可以判斷().
A. L1的燈絲斷了B. L2的燈絲斷了
C. 開關S接觸不良D. 電阻R損壞了
思路分析:用導線先后連接在開關S的兩端和電阻R的兩端,電路均無變化,兩燈仍然不亮,說明開關和電阻R兩端點間沒有斷路.當用電壓表并聯在b、c兩點時,電壓表有示數,表明電壓表和電源構成了通路,也說明了電燈L2沒有被短路.所以,只有b L2 c段斷開了.選B.
點評:用電壓表檢測故障時,最終電路常會變成圖6中的幾種情況,請注意區分:假定電源電壓為3 V,甲圖中電壓表的示數等于電源電壓3 V;乙圖中電燈不亮,在這里電燈僅起到一個“導線”的作用,電壓表的示數接近(可認為是)電源電壓3 V;丙圖中電源被短路了,電壓表的示數為零,但當電壓表和電源沒有接通時,它的示數也為零.
第6節 電學實驗
[重點考點]
探究電流與電壓、電阻的關系,電阻的測量和測量小燈泡的額定功率,這三個實驗之一可以說是年年必考的知識點,包括實驗原理、電路圖的連接、表格設計、滑動變阻器的作用和電表示數的讀取等,但對具體的實驗步驟考查不多.近幾年在實驗題中又融入電表的示數變化和電路故障問題的考查.這類考題屬于常規型題,很少有新穎的問題出現.所以,同學們只要注重基礎知識點,就可以應付自如了.
[中考常見題型]
例6 (2007年梅州)在探究電流跟電壓、電阻的關系時,同學們設計了如圖7所示的電路圖,其中R為定值電阻,R′為滑動變阻器.實驗后,數據記錄在表1和表2中.
(1) 根據表中實驗數據,可得出如下結論:
由表1可得:___.
由表2可得:___.
(2) 在研究電流與電阻的關系時,先用5 Ω的定值電阻進行實驗,使電壓表的示數為3 V,再換用10 Ω的定值電阻時,某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置,合上開關后,電壓表的示數將___(填“大于”、“小于”或“等于”)3 V,此時應向___(填“右”或“左”)調節滑片,使電壓表的示數仍為3 V.
思路分析:根據表1可以看出,電阻一定時,電壓增加幾倍,電流也增加幾倍,即二者成正比.根據表2可以看出,電壓一定時,電阻是原來的幾倍,電流就是原來的幾分之一,即二者成反比.當電路中的電阻R由5 Ω換成10 Ω時,根據串聯電路分壓的原理,10 Ω電阻兩端的電壓要大于原來的3 V,為了使它變小,應讓滑動變阻器的電阻變大,以便分去更多的電壓.
參考答案:(1) 電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比 電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比 (2) 大于
右
點評:此題有兩個易錯點,一是得出結論時,忘記條件;二是寫電流與電壓、電阻的關系時,容易顛倒,即一定要說電流與電壓成正比,不能說電壓與電流成正比,更不能說電阻與電流成反比.
例7 (2007年揚州)小紅和小明在做“用電流表和電壓表測電阻”的實驗.
(1) 請你幫助他們在實物連接圖(圖8甲)中,用筆畫線代替導線將所缺的導線補上.
(2) 小紅完成電路連接后就準備閉合開關,同伴小明提醒還有一處不妥當.你知道小明提醒的是什么嗎?答:___.
(3) 在某次測量中電流表的示數如圖8乙所示,則I=___A.
(4) 在實驗過程中,小紅突然發現電流表沒有示數,而電壓表有示數,且接近于電源電壓,則故障可能是:___.
思路分析:在使用有滑動變阻器的電路時,為了保護電路,都有“閉合開關前,把滑動變阻器的阻值調到最大”這一項.仔細觀察發現,此電路中滑動變阻器目前接入的電阻最小,所以不妥.
參考答案:(1) 圖略. (2) 把滑動變阻器的滑片移到最左端(阻值最大的位置) (3) 0.5 (4) 電阻R斷路
第7節 歐姆定律與實際問題的綜合
[重點考點]
中考計算題中純粹的理論計算越來越少,與實際相結合的應用型題目所占比重越來越大,這類題目的特點是題干較長,但一般涉及的物理知識和物理過程較簡單.歐姆定律與實際相聯系的題目不多,多數是電功率與實際問題聯系的問題.
[中考常見題型]
例8 (2007年梅州)圖9是某研究性學習小組自制的電子秤原理圖,它利用電壓表的示數來指示物體的質量.托盤、彈簧上端和滑動變阻器的滑片固定在一起,托盤和彈簧的質量不計,OA間有可收縮的導線,當盤中沒有放物體時,電壓表的示數為零.已知電阻R0=5 Ω,滑動變阻器最大阻值為15 Ω,電源電壓U=3 V,電壓表的量程為0~3 V.現將1 kg的物體放在托盤中,滑片剛好指在距R上端處(不計摩擦,彈簧始終在彈性限度內),請計算回答:
(1) 將1 kg的物體放在托盤中時,電壓表的示數為多少?
(2) 該電子秤能測量的最大質量是多少?此質量數應標在電壓表多少伏的位置上?
思路分析:電路是電阻R0與滑動變阻器的串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓.
參考答案:(1) 當滑片位于距R上端處時,R總=R0+=5 Ω+=10 Ω,此時電路中的電流I===0.3 A,則電壓表的示數UR=IR=0.3 A×5 Ω=1.5 V.
(2) 因為彈簧的伸長(或壓縮)與彈簧所受拉力(或壓力)成正比,又因為1 kg物體放在托盤中時,滑片指在處,故滑片指到R最下端時,就是該電子秤所能測量的最大質量,應為3kg.此時R′總=R0+R=5 Ω+15 Ω=20 Ω.電路中的電流I′===0.15 A.電壓表的示數U′=I′R=0.15 A×15 Ω=2.25 V.
題面:一個汽車前燈接在12伏的電源上,通過它的電流是400毫安,那么汽車前燈的電阻是多大?若汽車前燈不打開時,通過它的電流是多少?燈的電阻又是多少?
題二
題面:以下是對歐姆定律表達式的幾種理解,其中正確的是( )
A.由 可得 ,表示在通過導體電流一定時,R跟導體兩端電壓成正比
B.由 可得 ,表示在導體兩端電壓一定時,R跟通過導體的電流成反比
C. 表示在導體電阻一定時,通過導體的電流跟導體兩端電壓成正比
D. 表示在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流跟導體電阻成反比
題三
題面:如圖所示電路,R1=2歐,R2=4歐,電源電壓6伏,閉合開關S,通過R1的電流為多少安?
金題精講
題一
題面:一導體,當它兩端的電壓是5伏時,通過它的電流是0.4安,當它兩端的電壓是9伏時,能否用量程是0.6安的電流表測量通過導體的電流?
題二
題面:把標有“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”字樣的滑動變阻器,并聯接在某電路中,為了安全,電路兩端所加的電壓是多少?
題三
題面:把標有“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”字樣的滑動變阻器,串聯接在某電路中,為了安全,電路中允許通過的電流是多少?電路兩端所加的電壓是多少?
題四
題面:如圖所示,R1=10歐姆,R2=20歐姆,R3=30歐姆,電源電壓恒定不變。S1閉合,S2斷開時安培表的讀數為0.3安培。問:
⑴電源的電壓是多少?
⑵當S1與S2均斷開時,安培表的讀數是多少?R1兩端的電壓是多少?
⑶當S1與S2均閉合時,安培表的讀數又是多少?
通過R3的電流強度是多少?
題五
題面:如圖所示的電路中,電源兩端電壓為6V并保持不變,定值電阻R1的阻值為10Ω,滑動變阻器R2的阻值為50Ω。當開關S閉合,滑動變阻器的滑片P由b端移到a端的過程中,求:(1)電壓表的示數變化范圍;(2)電流表的示數變化范圍。
參考答案
重難點易錯點解析
題一
答案:30歐姆、0安培、30歐姆
題二
答案:CD
題三
答案:1安
金題精講
題一
答案:不能
題二
答案:10V
題三
答案:0.5A,30V
題四
答案:(1)6伏(2)0.2安、2伏(3)0.3安、0.2安
一、強調整理知識的意義
要讓學生獲取知識、提高能力,只靠教師講課是不夠的,還必須讓他們對知識進行思考、整理、加工、消化,這一過程誰也代替不了,這樣他們才能真正把知識理解深透,掌握全面,記憶牢固,運用靈活。因此,在學習過程中,學生要不斷地整理知識,這樣不僅能加深對所學內容的理解,并能及時發現知識缺陷以得到及時彌補。同時,通過對知識分析歸納整理,使所學知識系統化、網絡化,從而提高靈活運用的能力。
二、明確整理知識的要求
(一)每章整理
每章整理的目的是梳理知識、弄清弄懂全章內容。內容包括:基本概念、物理規律(如物理量、意義、定義、公式、單位等);儀器儀表的使用,物理實驗小結等。
(二)專題整理
專題整理的目的是為加深理解重點難點知識、重要實驗和解題方法。如密度、浮力、電功和電功率,測定滑輪組的機械效率、歐姆定律應用等。要求學生把對某一問題的認識和理解,以及個人的體會心得等進行整理。
(三)問題整理
問題整理主要是對易混易錯的問題進行整理,以澄清模糊認識,明確概念,加強理解。如額定功率與實際功率區別、物體漂浮與懸浮區別等。
三、指導學生整理知識的方法
(一)在整理知識過程中,杜絕那種只看黑體字的“掃描式”式閱讀。要求學生認真細心閱讀課本,才能找出自己存在的問題,并通過自己認真思考或向老師、同學請教,確實弄懂、弄清所學內容的內在聯系,采用提綱、問題、表格、方框等形式列出來,使之系統化、條理化。
(二)由于初中學生年齡小,總結分析能力低,尤其剛學物理時,如果教師只是布置,而不予輔導,學生就會只抄抄課本重點內容或公式,這樣既無效果,又不易堅持。所以,我們根據教材內容,向學生提出需要總結的具體內容來加以引導。例如:第一章“測量”,課本采用表格式,教師向學生提出也可采用問題式整理,并做出示范。
(三)根據教材內容特點,提出不同整理的方法供學生參考,如“電流、電壓、電阻”一章內容多,可指導學生用表格式整理知識,按物理量、儀器儀表使用、實驗結論幾方面進行整理。
從表面上看,上述內容僅作為“附錄”內容,但它卻是新版《課標》調整內容中最能體現如何實現課標理念的重要內容,標志著課改十年來初中物理實驗教學第一次有了明確具體的內容和要求.
青島市初中物理學科是全國最早的課改實驗區,長期進行國家級子課題“邊學邊實驗”的研究,附錄1的要求遠不能滿足青島的物理課堂教學.因此我們參考附錄1中的20個實驗和“科學內容”中的實驗內容,結合多年在實驗教學中的做法,形成了“青島市初中物理實驗教學內容和要求”.配合人教版2012年新教材,在各校實施,經一年實踐和2013年中考檢驗,取得了良好效果.下面將青島在物理實驗方面的教學要求及常見題型介紹如下.
1初中物理實驗的分類
根據實驗目的,青島市把初中物理實驗分為5類:
(1)測量性實驗:知道有關器材使用方法,會用它們進行測量.如:用電流表測電流.
(2)組裝性實驗:根據要求設計、連接、組裝,組成裝置或儀器.如:連接串并聯電路.
(3)驗證性、說明性實驗:設計小實驗去驗證觀點的正確性,或通過實驗說明某一問題.如:驗證光的直線傳播;通過實驗說明液化現象的存在.
(4)探究性實驗:通過實驗探究,歸納出結論.如:探究光的反射定律.
(5)建構性實驗:通過實驗,建構物理量.如:密度概念的建構.
2初中物理實驗的等級
由于條件所限,不可能所有實驗都是分組實驗.為此從知識重要性和能力培養角度出發,將實驗劃分為4個等級,即:零級實驗、一級實驗、二級實驗、三級實驗.
(1)零級實驗(8個)
就是對初中物理8種基本測量工具及其使用方法的直接訓練,是最低級實驗要求,是其他實驗的基礎.在教學中,可通過隨堂實驗訓練學生實驗儀器的使用:用刻度尺測長度;用表測時間;用溫度計測溫度;用天平測質量;用量筒測體積;用彈簧測力計測力;用電流表測電流;用電壓表測電壓.
(2)一級實驗(52個)
這是以演示實驗為主的實驗.教學中,通過這些實驗展示物理現象或歸納一些簡單結論.
第二章:聲音由振動產生;聲音能在固、液、氣體中傳播;
第三章:熔化現象;凝固現象;汽化現象;蒸發吸熱致冷;影響蒸發快慢因素;液化現象;降低溫度使氣體液化;液化放熱;升華現象;凝華現象;
第四章:光的直線傳播;
第五章:凸、凹透鏡對光線的作用;
第七章:規則物體重心位置的確定;重力的方向;
第八章:慣性現象;二力平衡現象;摩擦現象;兩種摩擦比較;
第九章:液體壓強現象;大氣壓現象;托里拆利實驗(視頻);流體壓強與流速的關系;
第十章:浮力方向;潛水艇原理;
第十一章:動能和勢能相互轉化;
第十二章:杠桿分類、特點;滑輪分類、特點;
第十三章:擴散現象;分子間引力;分子間作用力的彈簧-小球模擬實驗;改變內能兩種方法;
第十五章:帶電;兩種電荷;摩擦起電;電荷相互作用;驗電器及作用;電路及其組成;
第十六章:滑動變阻器使用方法及作用;
第十七章:串、并聯電路電阻定性關系;
第十八章:電能與其它形式能相互轉化;
第十九章:保險絲作用;
第二十章:磁極間作用;各種磁體磁場形狀;電流磁效應;電流磁場方向;通電螺線管外部磁感線形狀;鐵芯作用;電動機;
第二十二章:能量轉化和轉移.
(3)二級實驗(16個)
這是一些探究(或建構)內容.由于條件、時間等所限,這些實驗不能都到實驗室進行分組實驗,但可在教師演示實驗基礎上進行全班共同的探究教學.
①八年級(上):真空不能傳聲;影響響度大小的因素;晶體與非晶體在熔化、凝固過程中異同點;折射規律.
②八年級(下):重力大小與質量關系;摩擦力與繩子纏繞圈數關系;影響壓力作用效果因素;動能及決定因素;重力勢能及決定因素;彈性勢能及有關因素;滑輪組規律;斜面省力特點.
③九年級:熱運動與溫度關系;比熱容概念建構;電阻大小因素;焦耳定律.
(4)三級實驗(25個)
這是必須到實驗室進行的分組實驗.通過分組實驗,學生熟練操作、掌握整個實驗過程,包括實驗目的、原理、方法、裝置、裝置圖、步驟、表格、現象以及易錯點等.
①八年級(上):測物體速度;探究影響音調高低因素;探究光反射定律;探究平面鏡成像特點;探究凸透鏡成像規律;探究水沸騰過程;建構密度概念;測量液體和固體密度.
②八年級(下):探究牛頓第一定律;探究二力平衡條件;探究摩擦力大小因素;探究杠桿平衡條件;探究液體壓強規律;探究阿基米德原理;測量滑輪組機械效率.
③九年級:連接串、并聯電路;探究串、并聯電路電流規律;探究串、并聯電路電壓規律;探究歐姆定律;用伏安法測電阻;測量小燈泡電功率;探究通電螺線管外部磁場方向;探究影響電磁鐵磁性強弱因素;探究磁場對電流作用;探究電磁感應現象.
3青島市初中物理實驗題型
考試是教學的重要指揮棒.在考試中,實驗類題目的考查既是督促平日實驗教學的有力工具,也是考查學生實驗能力乃至于綜合能力的重要途徑.針對上述4個級別的實驗,我們設計的相應的考查內容和題型如下:
(1)零級實驗
通過零級實驗點,運用選擇、判斷、填空等題型,考查實驗儀器的使用方法和注意事項.
例題:下列關于實驗儀器使用方法的說法中,錯誤的是:
A.使用彈簧測力計時,不能超過它的量程
B.使用天平測質量時,先調節天平橫梁平衡
C.使用液體溫度計讀數時,溫度計的玻璃泡要繼續留在被測液體中
D.使用電壓表時,絕對不允許不經過用電器把它直接接在電源兩極上
(2)一級實驗
通過一級實驗點,讓學生設計驗證性小實驗和說明性小實驗,其中必須包括器材、做法、現象、結論或說明問題四個方面.
例題:給你兩張紙片,請你設計一個小實驗,驗證流速越大的地方,壓強越小.
(3)二級實驗
通過二級實驗點,讓學生設計“探究實驗報告”,包括實驗器材選擇、實驗步驟設計和實驗數據表格設計三個方面.
例題請你完成下列實驗報告:
課題:探究“動能大小與速度的關系”
實驗器材:斜面、、木塊、長木板.
實驗步驟:
實驗數據表格:
(4)三級實驗
通過三級實驗點,考查學生對這些分組實驗各個方面的“回顧”,包括實驗目的、原理、方法、裝置、裝置圖、步驟、表格、現象以及易錯點等問題.
例題回顧“牛頓第一定律”實驗探究過程,將下列實驗報告中的空缺部分填寫完整:
過程方法:讓小車從斜面同一高度滑下,使它在水平面上運動的初速度.平面越光滑,小車運動的距離越.
上述設計運用的科學方法是法.
結論:小車受到的阻力越小,速度減少得越.
進一步推理:若運動物體不受任何力的作用時,將做運動.
(5)創造性實驗
這是在上述幾種實驗題目的基礎上對學生綜合實驗能力的考查.在考試中通過設計類題目,考查學生靈活運用知識解決實驗問題的能力和創造力.
物理習題教學是鞏固和靈活運用所學知識解決實際問題,培養學生的遷移能力的一種主要形式,在中學物理教學中居于十分重要的地位。習題課教學能幫助學生理解物理概念的確切含義,掌握物理基本規律的適用條件及其應用,能培養學生的判斷推理能力,分析綜合能力和運用數學工具處理物理問題的能力。因此,不論是在平時教學中,還是在總復習這一環節中,我一定會精選習題,對題目進行認真的分析,一般應分析:解這個題要用到哪些物理知識,題中涉及的研究對象和物理過程的復雜程度,以及涉及的條件如何(是否有隱含條件,多余條件);解題時所涉及的方法和技巧以及在這方面要訓練達到的程度;解題中的困難、關鍵和易錯處等等。
物理習題課教學中,例題講解起到至關重要的引導和示范的作用,在精選習題的過程中,還要注意例題的選取。(1)舉例要有明確的目的性,除了鞏固和運用學過的知識外,還應當有計劃地做到:教給學生正確的解題思路,教給學生分析、處理問題的基本方法等。(2)例題要具有典型性,即題目的內容應能充分反映物理概念、規律的本質和關鍵,練習的深廣度和難易水平要準確地反映大綱和考試說明的要求;題目本身不宜過多過繁,可用一題多變辦法,不斷改變條件,逐步引申,還要避免過于繁雜的數學計算。(3)舉例還要具有針對性,即題目的深淺程度要針對學生的知識和能力水平,題目要針對學生在解答時容易產生的錯誤和問題。
我反思幾年來的教學中存在的不足,具體總結如下。
一、知識系統性不強
物理復習,我們基本是按兩大輪進行,第一輪是單元復習,第二輪是綜合復習,其中單元復習是關鍵的一環,既是對基礎知識的加深和鞏固,更是對知識間錯綜復雜的聯系進行梳理,明確其中的關系,揭開第一輪學習中留下的疑點。幾年來,我們就這樣進行著,自認為還算成功。去年我到長春參加了一次吉林省名優教師交流會,其中聽到了一位教師的經驗報告,記得那位教師當時介紹說:“在復習平面鏡成像實驗時,我們從八個方面進行復習,在復習歐姆定律時,我們從六個題型進行強化,在復習到有關浮力應用問題時我們從七方面進行夯實。”只記得當時我的腦子里在不斷地回蕩這幾個數字,八、六、七,我被這幾個看似簡單的數字驚呆了,回想自己多年來一直沿用的復習方法,真是相形見絀,相比之下自己的復習方法,嚴重缺乏系統性和條理性,缺乏那種以點成線、以線成面、以面成體的效果。
二、對舊試題的割舍力度不夠
在教學過程中,雖已非常注重對習題例題的選擇,但將自己幾年來的教學情況與近年來中考題目的難易程度比對,還是在很大程度上存在著對舊、難試題的割舍力度不夠,對以前的偏、難、怪題型經常是欲舍不能,總要時不時地掛上一些,尤其是遇到壓強、浮力、電功率等原來題目就特別多的重點章節更是不能割舍,或者說是不敢舍,浪費了較多的時間,而且人為增加了題目的難度,給學生學習物理造成大的壓力,降低了學生學好物理的興趣。
三、對基礎知識、基本技能的強化重視不夠
關鍵詞:高效課堂;情境;讀講練評;教學質量
以往的教學往往要花大量的時間做大量的習題,但是取得的效果微弱,新課程改革理念要求以最小的教學和學習投入獲得最大的學習效益,這就是高效課堂。下面我就如何構建物理高效課堂,談談以下做法,與同仁共勉。
一、創設情境,提高課堂活力
1.創設問題情境,激發求知欲望
求知源于問題,而問題又離不開具體的情境。因此,教師應該有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景,以引起學生更多的態度體驗,從而幫助學生加深理解教材,并使學生的心理機能得到進一步發展。例如:在學習“影響壓強大小的因素”時,叫兩個學生到講臺做演示實驗。在地上放有兩個紙杯,讓其中一個比較瘦小的同學站上去,會發現紙杯被壓扁了;同時在地上放有4個紙杯,再在紙杯上面加一塊木板,讓另一個全班最胖的同學站在木板上,會發現紙杯完好無損。就這樣一個簡單的實驗,能夠讓學生的思維迅速地活躍起來,不斷地去思索其中的奧秘,從而激發學生的求知欲望。
2.設計展示環節,拓展理解知識
在物理課堂中,多讓學生展示所學知識。例如在學習“測量物質密度”后,要求學生測出金屬塊的密度。給出實驗器材:一個圓柱體金屬塊,彈簧測力計、天平、細線、量筒、刻度尺、水。四個同學為一個小組,看看哪個小組想到的測量方法最多。采用了小組競賽的形式,學生的積極性被調動了起來,小組成員紛紛發表自己的見解,你一言,我一語,很快各種測量方法就會出來。最后選派其中測量最快的兩個小組到講臺進行展示,其他小組觀察傾聽,分析是否和自己小組的方法一樣,同時可以提出自己的疑問和困惑。而能夠被選為代表的小組組員非常興奮,在臺下不斷地進行答疑和補充,教師則在一旁給予引導和解釋,針對一些較多同學提出來的疑惑,可以進一步進行實驗探究,以達到拓展理解知識的目的。設計小組競賽或游戲情境,學生既覺得有趣味,同時也培養了學生的團隊合作意識。
3.安排討論情境,激發學生思維
討論,指在課堂教學過程中,學生在教師指導下,師生之間、同學之間圍繞著對課文的理解進行思維的活動過程。學生在教師啟發下進行閱讀,對課本內容有了一個大概的了解,但要真正理解知識、掌握要點,還必須引導學生進行討論。
討論是一個探索、創造的過程,可以開闊學生的思路,發展思維,培養能力,進一步調動他們學習的主動性和積極性,使他們各抒己見,相互交流,明辨是非,以求得正確的結論。討論同時也改變了過去課堂上那種嚴肅死板的教學氣氛,使學生學得生動活潑。
例如:在學習“慣性”知識時,提出一個問題:如果你坐在勻速行駛的校車上,你將手上的鑰匙往空中拋起,它將會落在何處?同學們各抒己見,有人認為落在后方;有人認為落在原處;有人認為落在前方。誰對誰錯?教師引導學生帶著問題進行討論,最后讓同學們到運動場上騎著自行車做演示實驗,讓學生觀察、分析、討論,從而得到結論。如此的學習體驗過程,學生對“慣性”這一概念有了較深的理解,教學效果較好。
二、以“讀講練評”的模式引領高效課堂
“讀”,即學生閱讀課本。教師根據所要掌握的知識,設置相應的問題,引導學生帶著問題進行有效的閱讀。閱讀使學生準確有效地理解文本的內涵,同時培養學生自主學習的習慣,提高學生閱讀的興趣,也為后面的講打下基礎。
“講”,即講授、講解、講析。指教師要有針對性地講解,在講解中,教師要力求做到精講,對重點和難點問題(根據學生實際情況和認知水平,對學生已經理解掌握的基本不再講解)。要進行全面的剖析和說明,對一些重點詞句、典章要釋出處、明義理,做到有的放矢,使學生對教材充分理解,以達到對課文內容的高度認知和理解。這一環節非常重要,教師講授的質量直接影響學生對知識和技能的掌握。因此,教師在講解過程中表達要規范,語言要精練、抑揚頓挫,要把學生的注意力吸引住,要給學生指明重點與難點,使學生對課文有更深刻的把握,提高課堂效率。
“練”,即學生當堂練習。這樣練習反饋及時,便于教師及時了解學生學習情況,及時查缺補漏,檢查教學效果,準確地掌握學生做題速度,提高學習效率。
“練”的目的不僅是為了對所學知識加以鞏固深化,而且是為了培養學生的探索能力。在課內練重點教材,練系統知識,練易錯、易忘、易混淆的東西。設計練習要注意縱橫聯系,前后貫通,多方考慮,既要考慮教學內容的重點和難點,又要根據學生實際,設計出難易程度不同的題,每一道習題要能承擔一定的訓練任務,以鞏固課堂教學效果,培養學生舉一反三的知識遷移能力。同時應注意習題設計的新穎和形式的多樣,以激發學生完成作業的樂趣,讓他們在輕松愉快的心境中鞏固知識、發展智能。
“評”,即點評。這是高效課堂必不可少的教學環節。在物理課堂訓練過程中,教師要主動地發現、挖掘學生的閃光點,對每個學生獨立思考的成果和參與的程度,教師要作出積極評價,多元激勵的或是褒獎的;對學生出現的知識性或技巧性的問題重新梳理,適時點撥,進行指導和小結。在這個過程中要面向全體,尊重個性;賞識學生,鼓勵為主。
三、實施分層教學,分類推進,全面提高教學質量
我國古代大教育家孔子提出的因材施教,就是在共同的教育目標下,根據學生的個別差異特點,有的放矢,因勢利導地采取不同的教育措施。分層次教學就是依據這一原則,要求教師從不同層次學生的實際出發,在處理好集體教學與個別教學、在面向多數前提下照顧少數,對學生的差異賦予不同的要求,使所有學生都能在原有的基礎上得到發展與提高。
1.尊重個性,分類建組
分類建組實驗前,通過平時的課堂提問和單元測試的分析以及月考的信息反饋,對全班學生進行前期調查了解,內容包括學生的智能、技能、心理、在校表現、家庭環境等,并對所獲得的數據資料進行綜合分析,分類歸檔。在此基礎上,將學生分成A、B、C三個層次的學習小組(A組為優秀成績組,B組為中等成績組,C組為基礎成績組),讓師生知道每個學生在某一階段所處的層次。在實施分層教學時尊重學生的人格,尊重學生的個別差異,不能讓學生的自尊心受損,要讓學生理解和支持教師的實驗分組,真正使學生在學校里處于主體地位,發揮其主動性和積極性。
2.面向全體,因材施教
分層備課是實施分層次教學的前提。針對實際,分別要求從學生實際出發,根據教材的知識結構和學生的認識能力,合理地確定各層次學生的教學目標。改變過去“一刀切”的做法,對中下層采用低起點、密臺階、先慢后快、由淺入深、循序漸進的辦法,把教材的訓練目標分解成有梯度的、連貫的幾個分目標,允許他們根據自己的實際情況,一步或幾步逐步達到考綱的要求;對優秀及中上學生則要提出更高要求的目標。擬訂各層次教學目標要求既不能過高,增加教學難度,加重學生負擔,使學生消化不良,喪失信心,也不能太低,降低考綱要求,過分放慢教學進度,完不成學習任務。
分層教學中應明確分層教學目標,鼓勵每個層次的同學都努力達標。例如在學習“浮力”知識的時候,教師應明確告訴A層學生的學習目標是:能靈活運用浮力的計算公式,解決一些比較復雜的實際問題;B層學生的學習目標是:能運用浮力公式,解決一些稍有變化的問題;C層學生的學習目標是:能理解浮力的概念,會運用浮力公式,做一些較為簡單的習題。這樣力求準確地把握各類學生的認知“最近發展區”,較好地解決優生“吃不飽”和學困生“吃不消”的問題。
3.分層訓練,滿足所需
分層練習和作業是分層教學的重要環節之一。課堂教學效率要提高,教師就要隨時掌握學生的學習活動情況,及時幫助學生克服學習過程中的困難。因此,教師在授課過程中要運用練習對學生學習進行監督,發現問題,及時矯正。
作業和練習的設計是關鍵,要分為三個層次:第一層次為知識的直接運用和基礎練習,是全體學生的必做題;第二層次為變式題或簡單綜合題,以B層學生能達到的水平為限;第三層次為綜合題或探索性問題。第二、三兩個層次的題目為選做題,這樣可使A層學生有練習的機會,B、C兩層學生也有充分發展的余地,都能享受到成功的喜悅,從而提高學習物理的積極性,提高教學質量。例如關于“探究歐姆定律”的一道練習題:某實驗小組的同學在探究歐姆定律時,采用了如下圖所示的電路圖實驗。他們選用的定值電阻分別是5Ω、8Ω、10Ω,電源電壓是3V,滑動變阻器的阻值范圍是O~15Ω。
(1)他們在探究某一因素變化對電流的影響時,采用控制變量法實驗,分兩步進行:
①保持電阻不變,探究電流與 的關系;
②保持電壓不變,探究電流與 的關系。
(2)實驗中,電流表的量程應選 A,電壓表的量程應選 V。
(3)在研究電阻對電流的影響時,把定值電阻由5Ω換成10Ω,閉合開關后,下一步的操作是:調節滑動變阻器的滑片,保持 不變。
(4)該同學把滑動變阻器正確連入電路后,閉合開關S,若發現電流表無示數,但電壓表有示數,則故障可能是 。
(5)某組同學在實驗中發現電流表示數變大的時候,電壓表示數反而變小,其原因是 。
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在這道練習題中,對于初學者來說第1~3小題是基礎題,全班同學過關,而第4、5小題屬于提高題,為選做題。這樣全班同學都能很好地鞏固掌握基礎知識,同時又給優生補充了足夠的“營養”。
總之,如何去構建物理高效課堂,值得每一個物理老師去研究和探索。
參考文獻:
[1]陳全木.初中物理高效課堂教學模式研究.中國科教創新導刊,2011(21).
一、對電學實驗原理和方法進行充分解析
實驗原理是實驗設計的依據和思路,復習中必須明確實驗原理,才能真正掌握實驗.
實例 電源電動勢和內阻的測量原理實質分析
原理 原理是閉合電路歐姆定律E=U+Ir,變量是路端電壓和干路電流,實驗關鍵是通過電路實現對U和I的測量,列方程或作圖可求出E和r.題目形式多樣,但都要遵循一個思路,那就測路端電壓和總電流,即 E=U+Ir或E=IR+Ir.
方法:
1.直接利用電流表和電壓表測量
電路圖:有兩種連接方式,如圖1所示電流表內接法和如圖2所示的電流表外接法(對變阻器).
3.用電流表A和電阻箱R測量E和r
如圖5,E=U+Ir,用電流表和電阻箱阻值的乘積獲得路端電壓U=IR,變式為E=IR+Ir,電流表分壓造成誤差,因此在量程合適的前提下選擇內阻小的電流表.若電流表內阻已知表達式E=I(R+rA)+IR,測量獲得多組I和R數據,求解E和r.
例1 選擇器材:2節電池串聯而成的電池組(電動勢E和內阻r(約幾歐))、電壓表V1(量程3 V,內阻1 kΩ)、電壓表V2(量程15 V,內阻2 kΩ)、電阻箱R0(0-9999 Ω)、電流表A(量程0.6 A,內阻0.1 Ω)、電鍵、導線若干.設計實驗電路圖,選擇器材完成實驗.
方法一 如圖3,選擇電壓表V1和電阻箱R0完成實驗
方法二 如圖5,選擇電流表A(量程0.6 A,0.1 Ω)和電阻箱R0完成實驗;
方法三 如圖4,選擇電壓表V1和電阻箱R0(0-9999 Ω)完成實驗
分析 三種方法都可通過測量U、R或I、R數據,代入求解,或作相應的函數圖象求解.
4.用兩個電流表和定值電阻R測E和r
若沒有電壓表或電壓表量程不合適,又已知電流表的內阻,用電流表串聯定值電阻代替電壓表,完成實驗,原理是E=U+Ir,表達式:E=I1(r1+R1)+(I1+I2)r.多次測量I1和I2,完成實驗.
例題2 (2009海南第14題)圖6是利用兩個電流表A1和A2測量干電池電動勢E和內阻r的電路原理圖.固定電阻R1和A1內阻之和為10000Ω(比r和滑動變阻器的總電阻都大得多),A2為理想電流表.
③閉合開關S,移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置,讀出電流表A1和A2的示數I1和I2.多次改變滑動端c的位置,得到的數據為在坐標紙上以I1為縱坐標、I2為橫坐標畫出所對應的I1-I2曲線.
④利用所得曲線求電源電動勢E=V,內阻r=Ω.
⑤該電路中電源輸出的短路電流Im= A.
點評 以上4種測量類型的實驗原理和思路都是相同的,即用不同的儀器,設計不同電路,直接或間接通過“轉換測量”測出路端電壓和總電流,從而得到電動勢和內阻.
二、重視電學實驗數據處理方法的復習
高中物理電學實驗處理數據方法有(1)函數法(2)圖象法
學生對用圖象法處理實驗數據困難較突出,如何提高學生用圖象處理實驗數據的能力,可從以下幾點嘗試:
1.識圖.明確(1)坐標軸的物理含義,(2)變量之間函數關系式,(3)圖線上任一點、截距、斜率、交點等的含義,
2.作圖.(1)將數據列表歸類整理,(2)以相應的物理量為橫軸、縱軸建立坐標系,定出標度.(3)描點.正確將兩個物理變量的數據以點的形式呈現在坐標上,按照點的分布規律擬合成平滑的曲線或直線.
3.用圖,由圖線所給信息得出相應物理量或結論.
中學物理實驗運用圖象法,一般情況下會得出y=kx+b形式的一次函數關系,即結果是一條直線(一次函數擬合),圖線畫出后,可以用截距、斜率或圖線圍成的面積求出相應的物理量,還可以用圖線反映一定的物理規律.如果描出的數據點連成了一條曲線.則應變換物理量,最終要得到一條直線(一次函數).
實例1 選擇器材,設計一電路測量“金屬絲的電阻率”.要求有盡可能高的測量精度,并能得到多組數據.
金屬絲(L):長度L0,直徑D, 電流表(A1):量程10 mA,內阻r1 = 40Ω
電流表(A2):量程500 A,內阻r2=750Ω 電壓表(V):量程10V,內阻10kΩ
電阻(R1):阻值為100Ω,起保護作用滑動變阻器(R2):總阻值約20Ω
電池(E):電動勢1.5 V,內阻很小,開關(S)導線若干.
(1)畫電路圖,并標明所用器材代號.
三、培養學生的實驗設計能力
摘要:在高中物理教學中,有效教學就是學生在教師的指導和幫助下,主動探究物理學科的概念、規律等基礎知識,以及研究物理學的基本學習方法,并在探究學習這些知識的過程中培養自己的觀察能力、實驗能力、理解能力、創新能力、分析和解決實際問題的能力等等,最終提高學生的科學素養的過程。
關鍵詞:課堂教學 有效性 情境教學 以學循疑
作為高中階段非常重要的一門課程,物理有著較強的實用性。在以前的高中物理教學中,許多教師都僅僅將高考成績作為衡量教學成果的指標,利用填鴨式灌輸模式來完成知識的教育和鞏固復習。課下將學生放置在題海中,沒有較為合理的指導。這樣的教學方法不能實現高效教學,同時由于其單調乏味也會極大的挫傷學生學習積極性。新課改要求進行高中物理教學方法,改變紙上談兵的教學模式。實施新課改目的在于提高學生的綜合素質,培養其問題探究能力和動手實踐能力,將教學的作用延伸到學生其他方面的學習。
新穎的教學模式中鼓勵學生參與到教師的課堂授課中,顯現出學習的主動性,將自身經歷或實踐總結同教師講課內容相結合,更好地理解物理知識,消化理解課堂內容,教師在進行教學的過程中,選擇合適的環節設置巧妙的問題,讓學生發散思維。學生在自己主動思考后就能夠加深對相關內容的印象和理解。設置疑問可以將學生帶領到教師設計的思維情境, 高中物理教學就是要將物理基礎知識的學習作為載體來達到系統化、體系化、聯系化地把物理科學知識同社會綜合應用共同進步的目標,最終能夠激發學生學習興趣、建立正確的科學態度、提高全面的素養、發展個性的特長。追求課堂教學有效性,不僅是一種理念,還是一種價值追求。作為一名中學物理教師,要讓積極的思維充滿課堂,要用心放飛物理課堂,真正提高物理課堂教學的實效。經過教學實踐多年,筆者認為要提高課堂教學的有效性,可以從以下幾點做起。
一、創設情境,以趣激疑
“疑”是積極思維的表現,又是學生學習的動力,古人云:“學貴知疑,小疑而小進,大疑則大進。疑者,覺悟之機也,一番覺悟,一番長進。”由此可見,在教學過程中,要幫助學生提出問題,在學生思維的平靜水面,激起一片片思維的漣漪。新課程教學方法改革的一個重要方面就是,要求在教學過程中創設問題情境,激發學生的問題意識,讓學生主動參與教學過程,設置問題情境,引起興趣,激起疑問。如在教學聲現象時,采用多媒體放出各種各樣的聲音來創設情境,一下子把學生吸引住了,他們都紛紛聆聽,然后自主思索:聲音是怎樣發出的?為什么每個人,每樣樂器的音樂不一樣?他們自然而然地想知道究竟。他們就主動地互相討論,討論不出就會去閱讀、去尋求答案,使學生對這節要學習的內容產生濃厚的興趣。
二、培養自學,以學循疑,提高課堂教學有效性
在教學過程中,教師不要一味抱住問題去講解、指導、練習,要有意識地培養學生的自主學習習慣。因為,新課程教學方法改革的另一方面,就是要培養學生自主探究的學習方法。那么,在教學過程中如何培養學生自主學習,以學循疑呢?
不論何時,只有先有“疑”才能“提出問題”,“提出問題”是學生進行有效學習的必要前提,也是新課標理念所要求的。可是,現在的學生中普遍存在的問題是:不喜歡提問,不敢提問,因而缺乏學習的動力。蘇霍姆林斯基曾說過這樣一句話:“使你的學生看出和感到有不理解的東西,使他們面臨著問題。如果你能做到這一點就是成功的一半。”因此我們作為教師,在課堂上的主要任務就是打開學生的思路,啟發學生在課堂上積極開動腦筋,進行思考,不斷產生疑問,只有這樣才能使學生逐步地學會提出問題,然后解決問題,在解決問題的過程之中有一種獲得知識的,久而久之,學生就會在學習過程中積極主動地提出問題,然后進行解答,主動地參與學習,養成自主探究的學習習慣。在這里,筆者認為重要的一點是要加強學生的學習目的的教育,端正學習態度,使學生從心底里產生“我要學”的內驅動力。這樣,他就會有目的、有計劃地去學習。在學習過程中就會發現有很多不理解的、不認識的東西,這些東西就是他要提出的問題。
三、加強實驗,設疑引學
物理學是以實驗為基礎的科學,物理實驗方法,是人們研究物理學的重要方法,也是培養學生物理能力和創新精神的重要途徑和手段。我們要創造條件,做好演示實驗、學生分組實驗和課外實驗。在實驗教學中,教師要設法控制模擬物理現象,排除次要因素,突出主要因素。課堂是允許學生犯錯的地方,實驗課上,學生要大膽設想,大膽實驗,細致觀察,深入思考,探索問題。
加強實驗,要設計好實驗的梯度,難度和問題,幫助學生步步深入。在設計實驗方案時,應注意了解學生實際,對實驗教學中可能出現的問題,可能遇到的困難等,都要做充分的估計和準備,以便實驗時對學生加以引導。因此,在實驗時教師要善于設疑,引導學生去發現問題、提出問題,大膽合理進行猜想,指導學生科學設計實驗,通過實驗尋求解決問題的方法。問題的提出就是成功的一半。因此,在課堂教學中加強實驗,設疑引學,實施有效課堂教學。
四、開展討論,以論釋疑
討論可以使學生的不同意見能夠相互交流,相互爭辯,它又是信息上的反饋與交流,可以加強內部語言的訓練,使學生在討論中明辨是非。課堂討論往往比單獨思考,更能爆發創造性思維的火花。通過課堂討論、交流,可使學生認識到某一問題中自己沒有認識到的許多東西,豐富了對某知識點的認識,進而改變自己的觀點和態度。而且這種觀點和態度的變化還較為徹底、穩定。那么在何種情況下用課堂討論讓學生解決問題呢?
1.對教材的重難點進行討論。當學生對重難點模糊時,可組織討論,解決一些問題。比如在講解電阻這一節時,針對電路中的電流如何改變的問題,讓學生展開討論。
2.對容易錯的問題進行討論。對那些容易錯的問題可以組織學生討論,通過討論可以解決很多問題,比如在講解歐姆定律I=U/R時,學生會把這個式子進行變形,得出R=U/I,因而得出電壓變化電阻也變化,或電流變化電阻就會變化,或者說電阻是由電壓和電流決定的,象這種情況就讓學生自己去討論。通過討論與爭議,幫助學生理解這三者之間的關系。
一、準確運用定義、公式、原理和規律
物理定義、公式、原理和規律是解答物理題的依據,解題時應認真分析題中條件,靈活、準確、巧妙地應用定義、公式等,確保解題過程和結果的正確性.
例1 一臺電動機的線圈電阻為2 Ω,將這臺電動機接在220 V的電路中,正常運轉時,通過線圈的電流是10 A,這時電動機的輸出功率是W.
解析:解答這道題時,若忽視公式P=UI,P=I2R,P=U2/R的適用條件,就會出現以下三種錯誤解答,
(1)P1=UI=220×10=2200(W);
(2)P2=I2R=102×2=220(W);
(3)P3=U2/R=2202/2=24200(W).
因為電動機正常運轉時,把電能轉化為機械能和內能,而轉化為機械能的功率才是電動機的輸出功率,
所以P輸=UI-I2R=220×10-102×2
=2200-200=2000(W).
二、善于挖掘隱含條件
物理試題中的“條件”是解題的前提和根本,但是有些試題中的某些條件是隱蔽起來的,因此我們要善于挖掘這些明而不露,暗而有影,若明若喑的隱含條件,去解決物理問題.
例2 100 mL水和100 mL酒精混合的液體密度[CD#2]0.9×103 kg/m3(選填“大于”、“等于”或“小于”).
解析:不少考生運用公式ρ=m合/V合=(ρ水V水+ρ酒V酒)/(V水+V酒)=(1×100+0.8×100)/(100+100)=0.9(g/cm3)=0.9×103 kg/m3,從而填“等于”.由于題中存有酒精溶于水總體積變小(小于200 mL)這一隱含條件.所以以上結果不正確.正確答案應是在總質量不變,總體積變小的條件下,混合液的密度大于0.9×103 kg/m3.
三、運用特殊公式求結果
特殊公式是指在解題過程中推導出來的公式,運用這些公式可簡化步驟和節省時間,特別是在解答不要求寫出過程、步驟的選擇題和填空題時,顯得快捷、方便.
例3 有一密度是2.5×103 kg/m3,體積為8 dm3 的正方體物塊放在1 m2 的桌面上,則桌面受到的壓強是[CD#2]Pa,(g取10 N/kg).解析:按常規先求出正方體物塊的質量,后求出它所受到的重力,然后求出物塊的邊長,再求出它的底面積,與桌面的面積比較確定受力面積,最后求出壓強,過程還是夠麻煩的,若運用求規則固體對支撐面的壓強公式 p=ρgh,我們就會很快求出結果,即
p=ρgh=25×103×10×38×10-3
=5×103(Pa)
四、巧識題中“陷阱”
在物理試卷中,考查基礎知識的試題占60%~70%,但是為了考查學生是否正確理解物理概念和掌握物理方法,在試卷別設計了一些易做又易錯的“陷阱”題,需要我們具有敏銳的洞察力,巧識題中“陷阱”,繞過它而步入坦途.
例4 如圖1所示桌面上一物體在力F作用下向右運動,當物體離開桌面時,它所受到的一切外力同時消失,那么它將( )
(A) 沿豎直方向下落
(B) 沿虛線方向運動
(C) 沿水平方向向右作勻速直線運動
(D) 無法確定物體的運動狀態
解析:因為題中布有與實際生活中相同的現象――用力把物體沿水平向右的方向推出桌面后,物體沿圖中虛線運動的“陷阱”,從而使不少考生錯選了(B),要知道此時雖然撤去了推力,但物體還受到重力的作用,不符合題設中“物體所受到的一切外力同時消失”的條件,所以根據題設,物體由于慣性,必定以離開桌面的速度向右作勻速直線運動,故選(C).因此在解題過程中,只要我們做到多看、多思,就能越過“陷阱”,準確答題.
五、避開“熟題效應”的影響
試卷發下后,考生們發現試卷中有認為滿有把握的“熟題”,從而解答時,受“熟題”的束縛,跳不出“熟題”的框框,對題中變化的條件視而不見,仍按原來思路解答,而答錯了題,實質上這是一種潛在的規律――“熟題效應”在暗中支配,因此我們必須認真審題,克服思維定勢,避開“熟題效應”的影響,找出問題的區別,方能避免出錯.
例5 小芳在測定額定電壓為2.5 V小燈泡功率的實驗中.(1)在連接電路的過程中,開關應該是[CD#2];(2)在實驗過程中,通過調節[CD#2],使電壓表讀數為2.5 V時,燈泡正常發光,此時,電流表示數為0.3 A,則小燈泡的額定功率是[CD#2]W;(3)小芳同學聯想到用伏安法測電阻的實驗.對數據進行處理,計算出5次燈泡的阻值,如表所示,她又將5次阻值求平均數,得到小燈泡的電阻為7.15 Ω.你認為她這樣做合理嗎?[CD#2](選填“合理”或“不合理”).請說出你的理由[CD#2].
表1
次數12345電壓/V1.01.52.22.52.8電流/A0.220.240.280.300.32電阻/Ω4.556.257.868.338.75
解析:對題中第(3)問,不少考生受伏安法測電阻中為減小誤差,通過多次測量求平均數這類“熟題”的影響,認為小芳的做法合理.實際上小燈泡是根據電流的熱效應工作的,燈絲電阻隨溫度的升高而增大,所以小芳根據5次燈泡電阻求平均值是不合理的.
六、周密思考不漏解
為了考查學生思維的嚴密性和發散思維能力,物理試卷中往往在有些題目中設置了不確定因素,因此解題時,我們必須全面細致的探討,嚴防結果遺漏,提高解題的正確率.
例6 已知作用在杠桿上的動力是2 N,阻力是5 N,阻力臂是5 cm,為了使杠桿平衡,動力臂的長應是多少 cm?若將阻力增大2.5 N,動力不變,要使杠桿重新平衡,支點應向哪側移動,移動多少?
解析:(1)由杠桿平衡條件F1L1=F2L2得2×L1=5×5,所以杠桿的動力臂L1=12.5(cm).
(2)由于題中杠桿支點位置沒有明確交待,所以杠桿可能為單側杠桿或雙側杠桿.
若杠桿為單側杠桿,如圖2所示,當阻力增大2.5 N,要保持杠桿平衡,支點O應向左側移動L cm 到O′點根據杠桿平衡條件得:
F1(L1-L)=F2(L2-L),
即:2×(12.5-L)=7.5×(5-L),
解之得:L=2.27(cm)
若杠桿是雙側杠桿,如圖3所示,當阻力增大2.5 N,要保持杠桿平衡,支點O應向右側移動L′到O′點根據杠桿平衡條件得:
F1(L1+L′)=F2(L2-L′),
即:2×(12.5+L′)=7.5×(5-L′),
解之得:L′=1.32(cm)
七、巧思妙解省時間
一道物理試題,若能運用發散思維,進行巧思妙解,不但能提高解題速度,節約有限的考試時間,還可以訓練自身的創新能力.
例7 有一位同學白天從鏡子里看到一時鐘的像,鐘面像中時針和分針的位置如圖4所示,時鐘實際所示的時間是.
解析:由于我們看到的不是具體的時鐘,而是時鐘的像.有些考生不是無從作答,就是解答錯誤.若我們把這抽象的問題轉化為具體的問題,這結果便可立即得出.根據平面鏡的成像特點,像和物是關于鏡面對稱的,將試卷翻過來,從試卷背面迎著光看成像圖,便可直接讀出時鐘實際所指時刻,由于是白天觀察時鐘,所以實際所示的時間是10 h25 min.
八、變換思維角度解“難題”
在考試答題中,往往會遇到“難題”,久攻不下,此時首先要在緊張的環境中自我調整心態,穩定情緒,保持冷靜、沉著,然后面對思路發生的障礙,甚至此路不通的情況下,變換思維方式,換一個角度去思考,另辟蹊徑,就會柳暗花明又一村,達到順利解題的目的.
例8 如圖5所示電路,電源電壓一定,當開關S斷開,滑動變阻器接入電路的電阻為RA時,電阻R2和滑動變阻器消耗的功率之和P2+PA=8 W.電壓表V1、V2的示數之比U1∶U2=5∶4;當開關S閉合,滑動變阻器接入電路的電阻為RB時,滑動變阻器消耗的功率PB=5 W,電壓表的示數為U′2,且U′2∶U2=5∶4,求開關S斷開,滑動變阻器接入電路電阻為RA時,R2消耗的電功率P2?
解析:按常規,考生往往習慣先確定電路的連接方式,然后根據題設條件求出該電路中電壓、電流、電阻中的任意兩個量,最后應用P=UI,P=I2R,P=U2/R中任意一個公式即可得解.但考生在審題后發現該題中除了出現兩個功率值之外,電壓、電流、電阻均無確切值,從而使考生解題受阻,此時應立即變換思維角度,由題設條件P2+PA=8 W入手,因開關S斷開時,R1、R2、RA串聯,根據P2/PA=R2/RA可求出P2與PA的比值,結合P2+PA=8 W,從而得解.所以現在的關鍵是如何求出R2與RA的比值,設電路中的電流為I,因U1∶U2=5∶4,
所以I(R1+R2)/I(R2+RA)=5/4,
化簡得R2+5RA=4R1.①
當開關S閉合時,R1、RB串聯.
設電路中的電流為I′,則PB=U′2I′,
又P2+PA=U2I,
所以U′2I′/U2I=PB/(P2+PA),
從而I′/I=PB/(P2+PA)•U2/U′2
=5/8•4/5=1/2,
又由U′2/U2=5/4得
I′RB/I(R2+RA)=5/4.
所以RB/(R2+RA)=2/1•5/4=5/2,
化簡得2RB=5R2+5RA.②
由①②知兩個方程四個未知數,無法求出R2與RA的比值,現題設條件已全部用上,怎么辦?若我們如果注意到開關S斷閉兩種情況下電源電壓不變,I′/I=1/2,由歐姆定律可得:
U/(R1+RB)/U/(R1+R2+RA)=1/2,
化簡得RB=R1+2R2+2RA.③
由②③兩式可得:2R1=R2+RA.④
由①④兩式可得:R2+5RA=2R2+2RA,
即R2=3RA,
所以P2/PA=R2/RA=3/1,
結合P2+PA=8可求得:P2=6(W).