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一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態,不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的含義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當做第二定律的特例;慣性不是狀態量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態,所以......”教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F=Kma中,比例系數K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統內部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學時應注意:①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言;“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念,并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應明確,普通物理學中的歐姆定律公式多數是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
知識目標
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問題.
能力目標
培養學生應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,對學生進行熱愛科學、獻身科學的品格教育.
教學建議
教材分析
本節教學的課型屬于習題課,以計算為主.習題訓練是歐姆定律的延續和具體化.它有助于學生進一步理解歐姆定律的物理意義,并使學生初步明確理論和實際相結合的重要性.
教法建議
教學過程中要引導學生明確題設條件,正確地選擇物理公式,按照要求規范地解題,注意突破從算術法向公式法的過渡這個教學中的難點.特別需強調歐姆定律公式中各物理量的同一性,即同一導體,同一時刻的I、U、R之間的數量關系.得出歐姆定律的公式后,要變形出另外兩個變換式,學生應該是運用自如的,需要注意的是,對另外兩個公式的物理含義要特別注意向學生解釋清楚,尤其是歐姆定律公式.
教學設計方案
引入新課
1.找學生回答第一節實驗得到的兩個結論.在導體電阻一定的情況下,導體中的電流
跟加在這段導體兩端的電壓成正比;在加在導體兩端電壓保持不變的情況下,導體中的電
流跟導體的電阻成反比.
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,如果將電壓變為10V,通過電阻的電流變為多少?為什么?
要求學生答出,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,電流應為多大?為什么?
要求學生答出,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,我們已經知道了導體中電流跟這段導體兩端的電壓關系,導體中電流跟這段導體電阻的關系,這兩個關系能否用一句話來概括呢?
啟發學生討論回答,教師復述,指出這個結論就叫歐姆定律.
(-)歐姆定律導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
1.此定律正是第一節兩個實驗結果的綜合,電流、電壓、電阻的這種關系首先由德國
物理學家歐姆得出,所以叫做歐姆定,全國公務員共同天地律,它是電學中的一個基本定律.
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體的電流,電壓是指加在這段導體兩端的電壓,電
阻是指這段導體所具有的電阻值.
如果用字母U表示導體兩端的電壓,用字母R表示導體的電阻,字母I表示導體中的電流,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
(l)公式中的I、U、R必須針對同一段電路.
(2)單位要統一I的單位是安(A)U的單位是伏(V)R的單位是歐()
教師明確本節教學目標
1.理解歐姆定律內容及其表達式
2.能初步運用歐姆定律計算有關電學問題.
3.培養學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
4.學習歐姆為科學獻身的精神
(三)運用歐姆定律計算有關問題
【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.
教師啟發指導
(1)要求學生讀題.
(2)讓學生根據題意畫出簡明電路圖,并在圖上標明已知量的符號及數值和未知量的
符號.
(3)找學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)找學生回答根據的公式.
已知V,求I
解根據得
(板書)
鞏固練習
練習1有一種指示燈,其電阻為6.3,通過的電流為0.45A時才能正常發光,要使這種指示燈正常發光,應加多大的電壓?
練習2用電壓表測導體兩端的電壓是7.2V,用電流表測通過導體的電流為0.4A,求這段導體的電阻,
通過練習2引導學生總結出測電阻的方法.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小.所以歐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.
教師啟發引導
(1)學生讀題后根據題意畫出電路圖.
(2)I、U、R必須對應同一段電路,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
學生答出根據的公式引導學生答出
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.
板書設計
2.歐姆定律
一、歐姆定律
導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
二、歐姆定律表達式
三、歐姆定律計算
1.已知V,求I
解根據得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2.已知求.
解根據得
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】歐姆定律的發現過程
【組織形式】個人和學習小組
【活動方式】
1.制定子課題.
內容看起來很少,本節還要花不少時間進行電流、電壓、電阻以及電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法的復習。必須具有一定的知識儲備才能學好“歐姆定律”。
要做好兩次演示實驗,這為學生實驗“伏安法測電阻”打下基礎。并注意兩次演示實驗的異同,講清實驗過程中電流表、電壓表及滑動變阻器的正確連法,以及滑動變阻器在兩個實驗中作用的異同,以及注意事項。
讓學生感知實驗探究電流跟電壓、電阻的關系,經歷科學探究的全過程,使學生感悟:“控制變量”來研究物理多因素問題,是一種有效的科學方法。
第二節“歐姆定律及其應用”繼第一節后對數據的分析歸納,通過用列表法、觀察法、數學比例法、圖象法、類比法、分析、綜合與歸納等方法來對實驗數據進行研究的一些科學方法。從而分析電流、電壓、電阻三者之間的定量關系——歐姆定律及其表達式。最終培養學生運用這些方法對實驗數據進行研究、分析、歸納、概括物理規律的一些能力。
又通過實驗探究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”。歐姆定律是電學中最基本的定律,是分析解決電路問題的關鍵。
在教學中這一節可分為四課時教學:
第一課時理解歐姆定律,進行簡單計算(求電流、電壓和電阻的三種書寫格式),初步掌握運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法;可補充:有兩個用電器的簡單計算(注意強調用不同角碼區分不同用電器)。為下節課講串并聯電阻關系作鋪墊。
第二課時通過歐姆定律的推導定量研究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”,得出:
串聯電路:R=R1+R2
并聯電路:1/R=1/R1+1/R2
第三課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點練習靜態固定電路的相關計算;培養學生分析問題、解決問題的能力,注意教給學生解題思路、規范解題。
串聯電路的特點:
①電流:I=I1=I2
②電壓:U=U1+U2
③電阻:R=R1+R2
④串聯分壓成正比,即
U1:U2=R1:R2
電阻變大分得的電壓變大,電阻變小分得的電壓變小。
并聯電路的特點:
①電流:I=I1+I2
②電壓:U=U1=U2
③電阻:R=1/R1+1/R2
④并聯分流成反比,即
I1:I2=R2:R1
電阻變大通過的電流變小,電阻變小通過的電壓變大。
第四課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點,練習動態電路的相關計算。
動態電路------由于開關的通斷、滑動變阻器滑片的移動導致電路中的物理量發生變化的電路。
簡化電路的方法:
1、電流表看成導線,電壓表看成斷路。
2、短路和斷路的電路可以去掉。
3、閉合的開關看成導線
解決變化電路問題的關鍵是把動態電路變成靜態電路(電路的識別),可以把電流表簡化成導線,將電壓表簡化成斷開的或干脆拿掉。把閉合的開關看成導線,把被局部短路的用電器拿掉;把開關斷開的支路去掉,來簡化電路。畫出每次變化后的等效電路圖,標明已知量和未知量,再根據有關的公式和規律去解題。
第三節“測量小燈泡的電阻”是歐姆定律內容的延續,教學過程中以學生為主,本節主體內容是利用電壓表、電流表測算出小燈泡的電阻,通過實驗探究去發現燈絲電阻變化的規律,并最終找到影響燈絲變化的因素及它們之間的相互關系。注意多測幾組數據,指明不能用平均法求電阻值(測量定值電阻的阻值用平均法求電阻值)。
通過本實驗,進一步讓學生認識到導體的電阻大小是導體本身的一種性質,與導體兩端的電壓和導體中的電流無關,只與導體的材料、長度、橫截面積有關,此外跟溫度有關。這也為電功率中“測量小燈泡的電功率”作了鋪墊。
第四節“歐姆定律及其安全用電”:課前安排學生收集安全用電的常識,課堂上進行交流,教師進行補充。再播放《安全用電》視頻。
節課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手,讓學生學會運用已學的電學知識,解決有關生活中的實際的問題,既增強自我保護意識,又提高在幫助他人時講安全、講規則、講科學的意識。
另外本節涉及電路故障(斷路或短路),在教學中應加強練習,注意區分兩者對電路造成的影響,以及電路中電流表、電壓表的變化。要求學生懂得一些簡單的電路故障的問題,學會簡單的故障排除方法,目的是為了培養學生基本的生活技能。了解短路的知識,使學生懂得安全用電的基本常識,提高安全用電的意識。
教材中介紹了避雷針,使學生注意防雷的重要性,提高自我保護的意識。
通過學習本節教材的知識,學生能了解日常安全用電常識,規范日常用電行為,了解家庭電路中常見故障,提高了學生利用知識解決實際問題的能力。通過學習,使學生認識到電給人類社會帶來了材富,改善了人民的生活。但是,有生產和生活中,如果不注意安全用電,電也會給人類帶來災害。
一、教學目標
1、知識與技能
(1)能說出歐姆定律的內容、公式及其涉及的單位;
(2)理解歐姆定律,能進行歐姆定律公式的變形,理解應用公式時要注意“同體性”和“同時性”,會在新的問題情境中,應用歐姆定律進行解釋、推斷和計算。
2、過程與方法
(1)經歷探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗研究過程,從而能較熟練地運用圖像處理實驗數據,了解電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。
(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。
(3)學習用數學公式來表達物理規律的方法,體會這樣做的優勢。
3、情感態度與價值觀:
結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現中增強成功體會。
二、教學重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數學表達式;
三、教學難點:
歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數據的分析、歸納以及結論的得出。
四、教學器材:
調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻各一個、導線數根等。
五、教學過程
(一)設置物理情境進行討論,提出問題。
如圖的電路,你有哪些方法可以改變小燈泡的亮度?小組內討論,然后進行交流。
學生的方法:①改變電源的電壓,②改變定值電阻的阻值③串聯一個滑動變阻器等。
實驗驗證,學生觀察燈的亮度的變化
師:燈時亮時暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)大膽猜想,激活思維
鼓勵學生大膽猜測:你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學生分組討論,教師適當提示。學生聯系已學內容以及剛才的實驗現象,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——教師針對學生的回答,給予肯定:最后,根據猜想師生共同得出結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關:
過渡:到底有怎樣的關系呢?
“創設情景——提出問題——猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產生主動探索的動機,
(三)設計實驗
1、課件出示思考題
(1)根據研究電阻大小影響因素的方法,這個問題應采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?
2、學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。
學生討論,提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變(確定應該用定值電阻而不用燈泡),研究I與U的關系;第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,改變U(用電壓表測),觀察I(用電流表測量),且電壓的調節可通過:改變電池節數來實現(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻與滑動變阻器串聯,移動變阻器滑片來實現。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節數方案要好。
(四)分組合作,深入探究
在此環節中,學生以小組為單位,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們的設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,作個別輔導。
學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調節,形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創新的環境。學生的思維在開放、發散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養了學生的獨立操作能力,發展了學生的思維能力、創造能力:
(五)綜合分析,歸納總結
例2、家庭中使用的是交流電,當人體通過交流電的電流達到50mA時,就會導致人體呼吸麻痹、心室顫動。假定某人身體的電阻為2kΩ,算一算,當通過50mA電流時的電壓是多大?
初次應用歐姆定律進行計算的計算題,規范解題的要求。
(七)課堂教學小結與延展:
(1)讓學生回顧本課的探究過程:發現問題——進行猜想——探索研究——得出結論——指導實踐,指明這是研究物理的基本思路;物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也進行學法指導和辯證唯物主義教育。
難點;關鍵點;關系
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)
06—0039—02
“三個焦點”是指在課堂教學中的三個主要因素,即重點、難點、關鍵點。下面筆者就以初中物理課堂教學為例來談談這“三個焦點”及相互關系和處理方法。
一、課堂教學中的“三個焦點”
1.重點。教學重點即課堂教學中的知識重點,是最基本、最重要也是學生應該掌握的教學內容,是一節課中要解決的主要矛盾。抓住了教學重點,就抓住了課堂教學中的關鍵。
2.難點。教學難點指學生在學習知識過程中難以理解和掌握的內容,是在完成“重點”教學任務或對教學內容進行提升和發展、延伸與拓展,以及理解、分析和解決問題時難以逾越的思維障礙。
3.關鍵點。教學關鍵點指解決好重點、難點的關鍵措施,它往往是學生的易錯點、易混點、易忽略點。
例如,《密度》一節教學的重點是:(1)通過實驗探究,學會用比值的方法定義密度的概念。(2)理解密度的概念、公式。(3)用密度知識解決簡單的實際問題。難點是:在實驗探究的基礎上利用“比值”定義密度的概念。關鍵點是:做好實驗探究,用“比值”建立密度的概念。
二、“三個焦點”之間的關系
教學重點、難點和關鍵點之間既相互獨立又相互關聯。任何學科的教學內容都有一定的知識結構,是一張相互聯系的網。重點是這張網上的“綱”,難點是這張網上的“結”,關鍵點是理“綱”解“結”的方法措施。三者關系有全部重疊、部分重疊、非重疊三種。全部重疊時只要抓住關鍵點,重點、難點也就解決了;部分重疊時,抓住關鍵點就意味著突出重點或排除難點;非重疊時要精心設計和安排關鍵點去解決重點和難點。難點解決不好會影響整個課堂的教學效果,如果只注重教學難點,而未能較好地抓住教學重點和關鍵點,不但難點難以突破,而且教學任務也難以完成。關鍵點是突破重點、攻克難點的突破口,抓住關鍵點,才能更好地掌握重點和突破難點。
三、教學過程中如何處理好“三個焦點”
1.備好課。備好課是上好課的前提和保證,在備課過程中應注意以下幾點:
(1)找準重點。備課時必須依據教學大綱的要求,認真研究教材或參閱有關資料,正確分析教材的重點,考慮好在教學中如何突出重點。例如,歐姆定律是反映電學中三個重要的物理量,是電流、電壓、電阻關系的一個重要定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,因此通過實驗探究得出歐姆定律,掌握和理解歐姆定律的內容和公式,并用歐姆定律進行分析和解決簡單的電路問題是教學的重點。
(2)找到難點。要找到難點,就要聯系學生的實際情況,根據他們的知識基礎和思維能力,分析和找到學生難于理解的地方,即內容比較抽象、深奧、復雜或學生接受起來比較困難的知識和技能,并且為在課堂上解決這個難點,可以提供適當的措施和方法。例如,歐姆定律教學的難點是設計實驗過程和對歐姆定律的理解,其中學生對實驗方法的掌握是重點也是難點。
(3)找出關鍵點。教學關鍵點突出反映了學生在新知識學習過程中認識上的矛盾性,體現了已學知識與新知識的聯系,展示了教學過程中由感知教材向理解教材的合理過渡。因此,確定與處理教學關鍵點,對于順利學習新知識起決定性的作用。 要確定與處理好關鍵點,就要深入鉆研教材,弄清教材內容的內在聯系。要對教材的內容作深入剖析,理出知識的層次,找出已學知識和后續知識與這些內容的聯系,找出解決重點及難點的關鍵所在。例如,歐姆定律教學的關鍵點是:通過對實驗數據的分析,概括出電流與電壓、電流與電阻的關系。
2.上好課。上好課是提高教學質量的關鍵和保證,因此要做到以下幾點:
(1)突出重點。教授重點是一節課的中心任務,課堂中的所有教學活動都必須緊緊圍繞教學重點進行,在教學結束時應及時歸納總結,以突出重點。例如,牛頓第一定律中“一切物體在沒有受到外力作用時總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態”是教學的重點,教學時應著重講解。
(2)突破難點。難點是課堂教學中應集中解決的問題。對于難點,可采用“溫故知新法”、 “循序漸進法”、 “類比法”、 “難點分散法”、“情境引導法”、“討論交流法”等各種方法和措施,使難點得到解決。此外,還要了解學生對難點的掌握情況,并及時采取有效的解決措施。例如,牛頓第一定律的難點是對定律的理解,“一切”是指范圍,即該定律對所有物體都普遍適用;“沒有力的作用”是指定律成立的條件,它包含兩層意思,一是理想情況,即物體確實沒有受到外力作用,二是物體所受合力為零;“或”即兩種狀態居其一,不能同時存在。定律表明:物體不受力時,原來靜止的物體將永遠保持靜止狀態;原來運動的物體將永遠做勻速直線運動。并根據“牛頓第一定律”理解慣性(物體保持運動狀態不變的性質)以及運動和力的關系(力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因)。
《導體的電阻》是新課標物理選修3-1的第二章《恒定電流》第六節的內容,它是電學的基本規律之一,本節內容安排在部分電路歐姆定律知識之后,起到了承上啟下的作用,部分電路的歐姆定律是研究導體兩端電壓、流過的電流等外界條件與導體電阻的數量關系而非決定關系;電阻定律是研究導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系。學生在初中已經定性研究了導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系,本節在此基礎上通過實驗分析進行定量描述的研究,同時突出了“電阻率”這一物理概念,這部分知識與現代科技、生活、生產等有著密切聯系。本節課以問題為主線,通過同手實驗、觀察分析,輔助以多媒體進行教學。
2.教學目標
2.1知識目標
(1)通過探究“導體電阻與其影響因素的定量關系”這個實驗,探究導體電阻與長度、橫截面積、材料的關系,體會控制變量法在科學研究中的重要作用。
(2)通過邏輯推理,探究導體電阻與長度、橫截面積的定量關系。
(3)通過運算,知道電阻率的的物理意義及電阻定律的內容和表達式。
(4)通過“加熱日光燈絲,觀察歐姆表示數變化”這個實驗,了解電阻率與溫度的關系。
2.2能力目標
(1)經歷實驗探究或邏輯推理探究導體電阻與其影響因素的定量關系的過程,使學生進一步掌握控制變量的科學方法。
(2)通過探究活動,培養學生科學思維的能力和合作交流的能力。
2.3情感目標
(1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識。
(2)培養實事求是、嚴謹認真的科學態度。
(3)讓學生在自主學習中體會成功的喜悅,激發求知欲望,增強學習興趣.
3.教學重難點
重點:電阻定律;
難點:電阻率。
4.器材準備
電壓表,電流表,直流電源,滑動變阻器,電阻絲示教板,酒精燈,電阻絲(一根),多用電表。
5.教學流程
環節一 舊知鏈接,多媒體展示問題。
(1)電阻的定義式:,電阻是反映的物理量。
(2)n個阻值同為R的電阻串聯,電路的總電阻為,n個阻值同為R的電阻并聯,總電阻為。
設計意圖:復習舊知,為學習新知識熱身。
環節二提出問題,引入新課。
(師)問題1、為了改變電路中的電流,應該如何操作?
根據歐姆定律可知,只要增加導體兩端的電壓或降低倒導體的電阻即可。
(師)問題2、給定一個導體,如何測量它的電阻?(學生自己設計電路)
從上述問題可以看出,導體的電阻與兩端的電壓以及通過導體的電流無關,那么導體的電阻與導體的哪些因素有關呢?
設計意圖:通過問題引導學生思考導體的電阻究竟跟什么因素有關,激發學生學習興趣
環節三 新課教學,分組實驗、探索定律。
(1)影響電阻的因素可能有哪些呢:(材料、長度、橫截面積、溫度……)
(2)解決辦法——控制變量法 引導學生設計表格。
(3)實驗探究:
A、引導學生設計實驗電路圖(教師投影打出)。
B、出示電阻定律示教板、說明板上的幾種金屬材料。
C、引導學生連接電路,并說明注意事項。
D、依次對四種金屬材料的電阻進行測量。
E、對數據進行分析:
定性觀察——R與長度、橫接面積有關。
設計意圖:通過自己設計實驗,小組合作動手做實驗,測量數據,通過比較電阻與長度、橫截面積的關系,初步得出電阻與長度、橫截面積的關系,培養學生動手實驗能力和數據分析能力。
(4)邏輯推理探究:
分組活動:A、理論探討電阻R與長度L的關系 n個電阻串聯。
B、理論探討電阻與橫截面積的關系n個電阻并聯。
投影展示電路圖
設計意圖:通過理論探討得出分析導體的電阻與和它的長度的關系、與它的橫截面積的關系
(5)實驗:探究導體電阻與材料的關系(投影展示):
A、根據以上分析,我們可以等式的形式寫出用導體長度l、導體橫截面積S表示電阻R的關系式,比例系數用一常量表示,此等式為_____________。
B、已知上述試驗中,導體長度l=50cm,直徑d=0.50mm,橫截面積S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根據上述實驗數據,分別計算上面四個導體的比例系數,并填入填入表格。
C、分析上述比例系數的物理意義:
設計意圖:通過對實驗數據的分析,得出比例系數即是電阻率,并使學生清楚的知道不同物體的電阻率不同,從而得出電阻定律的表達式。
環節四 總結規律,深化理解。
由學生總結電阻定律:
(1)內容:同種材料的導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比;導體電組與構成它的材料有關。這就是電阻定律。
(2)公式:R=ρ
教師指出:式中ρ是比例常數,它與導體的材料有關,是一個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。
電阻率ρ:
(1)電阻率是反映材料導電性能的物理量。
(2)單位:歐·米(Ω·m)
[投影]幾種導體材料在20℃時的電阻率
學生思考:
(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?
(2)制造輸電電纜和線繞電阻時,怎樣選擇材料的電阻率?
設計意圖:通過對電阻率的學習,讓學生認識到電阻率在實際生活中的應用。
環節五、電阻率與溫度的關系。
演示實驗:將日光燈燈絲(額定功率為8W)與演示用歐姆表調零后連接成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前后,歐姆表示數的變化情況。
學生總結:當溫度升高時,歐姆表的示數變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。
教師:介紹電阻溫度計的主要構造、工作原理。如圖2.6-5所示。
圖2.6-5 金屬電阻溫度計
學生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質?
設計意圖:鞏固知識,強化訓練。
環節六:自主完善,意義構建。
讓學生自己總結這節課學習的內容和方法,找出學習過程中,理解不透徹,容易混淆的地方進行小組合作學習
1.遵循新課程理念,用好教材,教學流程設計突出過程與方法。
下面是我在處理電動勢這個教學難點的具體做法:
師問:電源的作用是什么?(假定自由電荷為正電荷)
生答:電源是把自由電荷從負極經電源內部搬運到正極。
師問:把自由電荷從負極經電源內部搬運到正極過程中自由電荷受幾個力作用?與電荷運動方向關系?
生答:受兩個力。靜電力的方向與正電荷的運動方向相反,另一個力與運動方向相同。
分析總結:正、負極堆積著正、負電荷,所以電源內部存在著有正極指向負極的靜電場,正電荷在電源內部受到的這個靜電力的方向與正電荷的運動方向相反,靜電力充當阻力。要把電荷從負極搬運到正極就還要受克服靜電場對電荷的作用力。這個力由電源提供叫做非靜電力,方向與靜電力相反。
師問:這兩個力對電荷做功嗎?電荷的能量變嗎?
生答:靜電力做負功,非靜電力做正功。電荷的電勢能增加。
分析總結:從能量轉化的角度看,電源是把其它形式的能轉化為電能的裝置,通過非靜電力做功,讓電勢能增加。即使是把相同的電荷量從負極移到正極,非靜電力在不同的電源中做功也不一樣,就像把相同的重物從一樓搬上二樓,如果樓層的層高不一樣,人力做功就不一樣。非靜電力對電荷做的功與電荷的比值有特殊意義(相當于樓層的層高),定義為電動勢。電動勢是電源的一種特性,其大小與非靜電力的性質有關,與W和q是無關的。
通過這樣的教學過程,學生能建立閉合電路中電荷運動的圖景,在分析討論中感受到比值定義物理量的思想和做功研究能量變化的思想,這些對學好物理,提高解題能力有根本性的幫助。
2.注意學生自主學習能力的培養。
“高中物理新課程標準明確提出,要加強學生自主學習能力的培養,注重發展好奇心與求知欲,培養科學態度和科學精神”。[1]我在本章教學時安排兩次自主學習的內容,一次是電阻定律的推導,另一次就是閉合電路的歐姆定律。下面是我在教第七節“閉合電路的歐姆定律”時安排的一節自學的情況:
我提出了如下幾個思考題:
(1)閉合電路歐姆定律的推導過程?
(2)定律的文字敘述、公式及單位?
(3)公式中各項意義及各部分之間的關系?
(4)閉合電路歐姆定律與部分電路歐姆定律的區別?
我要求學生完成自學筆記。絕大多數學生在30分鐘內完成。我再要求學生做3道淺顯的選擇題,學生一般5分鐘可完成。接下來我組織學生交流討論自習內容和體會。當然,自學從容量、深度等方面和正常一節課教學是有一定的差距,教師在學生自學的基礎上還需安排一定的時間對本節內容進行適當拓展加深,這對學生自學意識、自學方法和能力培養是有意義的。
3.加強學生實驗情況的研究、提高實驗教學效益。
本章的實驗非常重要,是高考重點,仔細分析一下這部分實驗,有些實驗對學生的實驗能力要求比較高,學生在做的過程中感到很難。按慣例,許多學校都是一課時完成一個實驗,結果大部分實驗效果都不好,我們通常都認為完全是學生不認真造成的,其實不完全是這樣。有一次我聽了幾節“電阻定律”實驗探究課,那是全市青年教師課堂教學大賽,即使重點中學的學生,在教師十幾分鐘的講解提示以后,能在二十多分鐘做完實驗、拿出較好數據的也只有兩三組,而且幾節課的情況大致相同,再結合高三學生實驗復習暴露出來的情況,我對本章一些實驗的教學作了一些調整。
比如在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗前,我專門增加了一節有關分壓電源內容的教學,希望學生能對分壓電源電路的結構、特點,以及與以前串聯限流電路的區別有一個清楚的認識。實驗除了正常實驗要求,我還特別強調兩點:(1)每位學生至少親手連一遍電路;(2)電路連結分兩步,先連分壓電源再連測量部分,注意分壓電源正負極。雖然我作了調整,但還有近一半的學生感到有困難。我們以前認為分壓電電源電路不怎么難,其實對初學者來說還是很難,根據學生實驗過程反映和暴露出的問題,主要表現在學生對分壓電源電路工作原理的理解,實驗電路結構復雜程度和受以前串聯限流電路干擾等方面。因此,我們在實驗教學過程中,應認真分析、研究學生的實際學習狀況,及時調整教學進度和教學內容,耐心幫助學生解決實驗中遇到的困難,而不是一味責怪學生。
本章還一個重要的實驗是第九節“實驗測定電池的電動勢和內阻”分組實驗,暴露出最大的問題是圖像法處理數據,為此,我花了一節課專門針對該實驗的數據進行處理。
4.重視“科學?技術?社會”觀念滲透教育,加強對學生情感態度價值觀的培養。
《普通高中物理新課程標準》強調讓學生“了解體會物理學對經濟、社會發展的貢獻。關注并思考與物理學相關的熱點問題,有可持續發展的意識,能在力所能及的范圍內,為社會可持續發展做出貢獻”。[2]本章教材中與社會、生活、科技相關的有電池問題、電阻問題、集成電路問題、照明電問題。我們在教學中應予以重視。
我將班級分成若干小組,對市場上可充電電池進行調查,調查哪些種類電池對環境污染較大,哪些則相對較小?各小組根據自己的調查,寫出了調查報告。經過評比,我選出其中較好的三份報告在全班進行交流。學生的熱情還是比較高的。通過交流,學生對于電池對環境可能造成的污染和對人類可能造成的傷害有了清晰的認識,并且了解了一些關于如何處理廢舊電池的正確方法,不僅知道了科學技術造福人類,而且了解科技的發展帶來的一些社會問題。學生由此明白,我們應站在更高的層面認識“科學?技術?社會”,養成環境保護、可持續發展的意識,身體力行,從每件小事做起。
一、千變萬變,原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測量設計性實驗題目,立意新穎、靈活多變。為了應對這種實驗,總結了不少方法,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:“能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。設計性實驗考題都是根據現行教學大綱和考試大綱,立足于課本,在已學實驗(包括學生分組實驗、演示實驗及課后小實驗)的基礎上演變而來的,是建立在對所學實驗原理的深入理解的基礎上的。具體到電阻的測量,其實驗原理最主要的應是兩個,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,應看條件
電阻測量設計性實驗之所以難,對很多學生來說,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)表應看三個指標即滿偏電壓、滿偏電流和內阻,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(測內阻RV兩端的電壓),又是一個定值電阻(阻值為內阻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,就取決于其內阻是否已知。故若題目明確說明其電表的內阻是多少,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接法的,此時應另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測電阻時,則應注意電源的兩個指標即電源的電動勢E和內阻r。如果電動勢E和內阻r未知,則應做待測量加以考慮。
三、體會例題,學會應變
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,具有一定內阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750Ω;電壓表V2,量程為5V,內阻r2=2500Ω;滑線變阻器R,最大阻值約為100Ω;單刀單擲開關K,導線若干。
(1)測量中要求電壓表的讀數不小于其量程的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的英文字母標注。
(2)根據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的讀數用U1表示,電壓表V2的讀數用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,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,可直接讀出Rx兩端的電壓,再與另一只表串聯,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“電壓表的讀數不小于其量程的1/3”的要求,因此,每只電壓表接在何處應結合它們的量程和內阻做進一步的分析。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,量程應大些,故V用電壓表V1而用電壓表V2。
再次應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,因此應接成分壓電路。
需要說明的是,上述電路不必考慮內、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誤差。以上從原理出發討論了電阻測量設計性實驗的主要方法。電阻測量設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,內阻可忽略不計;電流表A1,量程為0~50mA,內電阻r1=20Ω;電流表A2,量程為0~300mA,內阻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S,導線若干。
①測量中要求兩塊電流表的讀數都不小于其量程的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的英文字母標注)。
②若某次測量中電流表A1的示數為I1,電流表A2的示數為I2.則由已知量和測量量計算Rx的表達式為Rx=。(用相應英文字母表示)
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,但內阻可忽略不計)、電流表(內阻可忽略不計)、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),調節范圍在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、單刀雙擲開關、若干導線。測量前將待測電阻R和電流表串聯后直接和電池相連,電流表的示數接近滿量程。
要求:①選用所給的器材,設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串聯后再與電流表A2并聯即用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;撥動S使R′接通,記錄電流表的示數與R接通時的示數相同,記錄此時R′的值R0′,則R=R0′。
電壓和電阻
電壓
作用:電壓是使電路形成電流的原因
常用單位以及換算:千伏,毫伏,微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv
電壓的測量——電壓表
1讀數:看清量程,弄清每大格和每小格表示電壓數
2接法:并聯在被測電路兩端,使標有﹣號的接線柱接電源的負極,標有﹢號的接線柱接電源的正極,被測電壓不超過電壓表的量程
串聯,并聯電路電壓的規律
串聯電路中總電壓等于各部分電路
中分電壓之和
并聯電路中各支路兩端電壓都相等
電阻
電阻的意義:一切導體都具有阻礙電流作用的性質,不同的導體對電流阻礙作用不同
單位:歐姆ω,其他常用的單位:兆歐mω、千歐kω1mω=1000klω=1000000ω
影響電阻大小的因素:長度、材料、橫截面積、溫度
半導體、超導體的特點:半導體隨慰藉條件的改變它的電阻也改變(壓敏電阻、光敏電阻等)
變阻器
原理:改變接入電路中電阻絲的長度來改變電路中的電阻
構造:支架、電阻絲、瓷筒、金屬棒等
使用方法:“一上一下”
第七章知識總結與能力整合
本章直接從研究電流與電壓,電阻的關系切入,引導學生探究電流與電壓,電阻之間的關系,得出重要的電學定律——歐姆定律,并進一步運用歐姆定律進行簡單的電學定量計算,得出電阻串聯,電阻并聯的關系,以歐姆定律為理論基礎,運用相應的實驗器材設計實驗測量小燈泡的電阻,運用歐姆定律分析了一些與安全用電有關的現象,認識斷路和短路現象,加深對歐姆定律的理解,提高了學生運用知識解決實際問題的能力,激發學生學習物理的積極性
歐姆定律
電阻上的電流跟電壓的關系:導體中通過的電流與這段導體兩端的電壓成正比
內容:導體中通過的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,與電阻成反比
表達式:i=u/r
應用求電流,電壓,電阻
測量小燈泡的電阻
原理:r=u/i
方法:伏安法測電阻
注意:小燈泡的電阻太小會隨燈絲溫度的升高而增大
安全用電
電壓越高越危險
斷路,短路的認識
注意防雷,正確使用避雷針
第八章知識總結與能力整合
本章是在學習歐姆定律長的基礎上,吧對于電學的研究擴展到電能和電功率,是初中物理的重點章節之一,也是難點之一,本章學習的主要目標是讓學生了解電能和電功率的概念,知道焦耳定律以及與電功率有關的安全用電方面的問題,整章教材的結構是圍繞電能的概念展開的。
電功率
電能
電能的獲得:電能是由自然界中各種其他形式的能轉化而來的,是由電源(發電機、電池等)提供的
單位:焦耳j、千瓦時kw•h,千瓦時在日常生活中也叫度
1kw•h=1度=3.6*10^6j
電能表
作用:用來測量用電器在一段時間內消耗的電能
測量方法:電能表的計數器上前后兩次讀數之差
表盤上參數的含義:例如,2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的電能,電能表轉盤轉2500轉
電功
實質:電流做功德過程實質上就是電能轉化成其他形式能的過程,有多少電能轉化成其他形式的能,電流就做了多少功。
單位:與電能的單位一樣,都是焦耳j
計算:w=p•t
電功率
物理意義:表示消耗電能的快慢,符號用p表示
定義:一個用電器功率的大小等于它在1秒內所消耗的電能,用公式p=w/t表示
單位:瓦特w、千瓦kw,1kw=10^3w(1w=1j/1s=1j/s)
千瓦時的來世:1千瓦時是功率為1kw的用電器使用1h所消耗的電能,1kw•h=1kw*1h
額定電壓及額定功率:用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓,用電器在額定電壓下的功率叫用電器的額定功率。一般來說,在用電器銘牌上標明的電壓和電功率就是這個用電器的額定電壓和額定功率
測量:原理(p=ui),器材,電路圖
電流的熱效應
電流的熱效應:電流通過道題是,電能要轉化成熱,這種現象叫電流的熱效應,任何導體中有電流通過時,道題都要發熱
焦耳定律的內容及表達式:q=i^2rt
電熱的利用和防止
電功率和安全用電
電功率與電流的關系:根據公式p=ui得i=p/u可知,由于家庭電路中的電壓時一定的,即為220v,所以用電器功率越大,電路中的電流i就越大,為了安全用電,應注意不要讓干路中的電流超過家里供電線路和電能表所允許的最大電流值
保險絲
特點:保險絲是用鉛銻合金制作的,電阻率大而熔點低
作用:電路中的電流超過允許值時,保險絲能自動熔斷而自動切斷電路,以保證電路的安全。家庭電路中千萬不能用銅絲、鐵絲代替保險絲
第九章知識總結與能力整合
本章從生活中常見的磁現象出發,介紹磁的一些基本知識,通過各種探究活動讓學生感受到特殊物質“磁場”的存在,并探究“電生磁”和“磁生電”的辯證關系,了解電和磁的內在關系。通過探究活動了解物理學家研究問題的方法,獲取先關信息并掌握相關知識。
電和磁
磁現象
磁性:吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質
磁體吸鐵性指向性:指向南北方向
磁極
磁體上磁性最強的部分叫磁極
磁極:南極s、北極n,任何磁體都有兩個磁極
作用規律:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引
磁場
存在于
磁體周圍空間
電流周圍空間
1電流的磁效應——奧斯特飾演
2通電螺線管(1)磁場與條形磁鐵相似
(2)極性與電流方向有關
(3)應用:電磁鐵(影響因素應用:電磁繼電器、揚聲器)
最基本性質
1對放入其中磁體有力的作用
2對放入其中電流有力的作用——電動機原理及能量轉化
方向規定:物理學中,把小磁針靜止時北極所指的方向規定為該點的磁場方向
描述——磁感線
特點:閉合曲線,在此題的外部從n極到s極,內部從s極到n極,磁感線不想交
功能:磁感線能反映磁場的強弱,密的地方磁場強,疏的地方磁場弱
磁生電
電磁感應現象:只有當閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中才會產生電流,這種現象叫做電磁感應現象,得到的電流叫感應電流
應用:發電機
原理:電磁感應
能量轉化:機械能轉化為電能
補充發動機能量轉化是電能轉化為機械能
第十章知識總結與能力整合
本章主要講述電磁波以及信息的傳播。
信息傳播
固定電話
結構及原理:用簡單的電話是由話筒和聽筒組成。其基本原理:利用電流把信息傳到遠方。過程是振動——變化的電流——振動
電話交換機:一般電話之間是通過交換機來轉換的。可以提高線路利用率
模擬通信:信息電流的變化情況與聲音的變化情況一樣,這種信號叫模擬信號,使用模擬信號的通信方式叫模擬通信
數字通信:信號使用不同的符號的不同組合來表示,這種信號叫數字信號,使用數字信號的通信方式叫數字通信。數字信號形成簡單,抗干擾力強,失真小。
電磁波
產生:迅速變化的電流產生電磁波
傳播:電磁波可以在真空中傳播,傳播速度與光一樣
電磁波的波速、伯成河頻率
應用:廣播、電視、移動電話、通信
越來越寬的信息之旅
微波通信:用微波來傳遞信息的通信方式就是微波通信。微薄的波長在10m到1mm之間,頻率為30mhz到3*10^5mhz之間
衛星通信:是借助地球同步通信衛星來傳遞信息的,衛星通信可以克服微波不能沿著地球表面傳播的不足(微波只能沿著直線傳播)
光纖通信:通過光導纖維來傳遞信息叫光纖通信。光纖通信的特點是攜帶的信息量大
網絡通信:是通過計算機來完成的,其主要形式是電子郵件
高中物理教學工作總結