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關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過(guò)大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過(guò)程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(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(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí);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(jiǎn)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)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過(guò)程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)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(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)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(qǐng)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(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬(wàn)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(wàn)有引力定律的過(guò)程,卡文迪許測(cè)定萬(wàn)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(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)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(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式,只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)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(lái),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)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)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(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí),就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程(過(guò)程量被消去),使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)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(wèn)題,可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。(5)動(dòng)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(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái),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(lái)說(shuō),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(dòng)定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)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(dòng)量的問(wèn)題,相互作用的物體的所有動(dòng)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(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量,使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)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(dòng)量守恒定律都是適用的。
關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)難點(diǎn);問(wèn)題
閉合電路歐姆定律是電路中的一條重要規(guī)律,對(duì)于思維能力尚不是很完善的高中生來(lái)說(shuō),還是具有一定的難度?!爸R(shí)不是被動(dòng)接受的,而是認(rèn)知主體積極建構(gòu)的”,因此在教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)積極的換位思考,針對(duì)學(xué)生的能力水平來(lái)嘗試多種教學(xué)方式方法,
使學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識(shí)。此知識(shí)點(diǎn)之所以成為難點(diǎn)的重要原因和問(wèn)題主要為:概念抽象,理解困難;傳統(tǒng)教學(xué)方法單一;知識(shí)點(diǎn)容易混淆;應(yīng)試教育,不能活學(xué)活用。所以,對(duì)以上問(wèn)題提出一些突破教學(xué)難點(diǎn)的思路和方法,以供參考。
一、激發(fā)興趣,打破抽象
在本章的教學(xué)內(nèi)容中,對(duì)這一定律的概念和相關(guān)知識(shí)較為抽象,偏重理論的數(shù)學(xué)分析和推理,并且缺少直觀的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生學(xué)習(xí)和理解起來(lái)存在著很大的難度。只是一貫地依靠教師的講解難以達(dá)到良好的效果,反而有可能會(huì)適得其反,使學(xué)生感到枯燥乏味。因此,教師首先應(yīng)該通過(guò)巧妙有效地向?qū)W生導(dǎo)入學(xué)習(xí)內(nèi)容,最大限度地提高學(xué)生對(duì)新知識(shí)的好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),俗話說(shuō)得好:“興趣是最好的老師”,營(yíng)造一個(gè)可以使學(xué)生提出問(wèn)題的學(xué)習(xí)情景。
通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)和提出問(wèn)題,來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣,
為下面對(duì)此難點(diǎn)的講解分析做了良好的開(kāi)頭。使學(xué)生能主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,在探索中產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,了解物理研究方法,增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力。
二、分組實(shí)驗(yàn),總結(jié)結(jié)論
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,常規(guī)的是先在之前所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上推理出閉合電路歐姆定律的公式,再以此對(duì)其進(jìn)行分析,得出變化規(guī)律。在此,應(yīng)大膽地打破這種常規(guī),這種方法只是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)演繹推理,無(wú)法讓學(xué)生感知認(rèn)識(shí)到物理的規(guī)律變化。所以,接下來(lái)就要以更為具體、多樣的實(shí)驗(yàn),探索其中的規(guī)律。讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),每組進(jìn)行多種不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,然后組員之間進(jìn)行自由討論,
再通過(guò)組員代表進(jìn)行發(fā)言,最后通過(guò)教師的總結(jié)得出結(jié)論。在這樣的通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)、自主探索、合作交流、總結(jié)規(guī)律和解決問(wèn)題的方法中,不但可以使學(xué)生深刻理解閉合電路歐姆定律的知識(shí)規(guī)
律,而且能提高學(xué)生的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生敢于探索、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,達(dá)到事半功倍的效果。
三、深入解析,避免混淆
通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),學(xué)生基本掌握了閉合電路歐姆定律的基本知識(shí),由于在學(xué)習(xí)閉合回路歐姆定律之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)歐姆定律,這使得學(xué)生很容易產(chǎn)生概念混淆。所以,接下來(lái)教師應(yīng)該對(duì)此知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入的分析,為學(xué)生講解電動(dòng)勢(shì)、外電壓、內(nèi)電壓、外電阻等概念,且其核心內(nèi)容是了解閉合電路與部分電路的不同,教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生實(shí)際的理解閉合電路以及分電路、
內(nèi)電路、外電路等等相關(guān)知識(shí)。這些內(nèi)容較為復(fù)雜,學(xué)生容易混淆,在有了前面一系列實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行這些知識(shí)的講解,學(xué)生可以更好地理解,避免了知識(shí)點(diǎn)的混淆。
四、領(lǐng)悟思想,學(xué)以致用
通過(guò)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題進(jìn)行導(dǎo)入,進(jìn)而通過(guò)學(xué)生主動(dòng)積極實(shí)驗(yàn)、觀察、交流和討論分析,加以教師的歸納總結(jié),對(duì)于閉合電路歐姆定律的知識(shí)學(xué)生基本已經(jīng)掌握,對(duì)課程的難點(diǎn)、重點(diǎn)也得到了直觀的分析和解答。在此之后教師應(yīng)該及時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的擴(kuò)展,結(jié)合到生活中,在課后作業(yè)中盡可能聯(lián)系到實(shí)際生活環(huán)境,家庭中常見(jiàn)電路現(xiàn)象,使學(xué)生更深入地理解并掌握相關(guān)知識(shí),領(lǐng)悟物理的思想方法和認(rèn)識(shí)規(guī)律的本質(zhì),將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活之中,達(dá)到活學(xué)活用、學(xué)以致用的效果。不僅及時(shí)鞏固知識(shí)、查漏補(bǔ)缺,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),從而保證了學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和學(xué)習(xí)質(zhì)量。
隨著科技的發(fā)展,教學(xué)方式也在隨其變化。物理教學(xué)過(guò)程中不能只是一味地“灌輸式”的應(yīng)試教育,應(yīng)該讓學(xué)生主動(dòng)起來(lái),把課堂歸還給學(xué)生,在學(xué)習(xí)活動(dòng)中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí),在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥、啟發(fā)和激勵(lì),這樣自然而然的突破教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn),找到解決問(wèn)題有效的方法。盡管教學(xué)有一定的方法,但“教無(wú)定法”,怎么教學(xué),怎么上課,也視學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)生情況而定,更在于教師本人的長(zhǎng)處和短處。所以,在教師教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該因地制宜,因材施教,通過(guò)不斷地優(yōu)化教學(xué)方法,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用及教師的主導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn):
題目 提供:一節(jié)新干電池、一只未知電壓電源、一只已知阻值電阻、一只未知阻值的電阻Rx、一只電流表、一只電壓表、一只有銘牌的滑動(dòng)變阻器、三只開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、你能用哪些方法測(cè)出未知電阻Rx的阻值?
方法一:使用未知阻值電阻、一節(jié)新干電池、一只電流表、一只開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線,如圖1連接,測(cè)出電流值I,則:Rx=。
評(píng)論:本法電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,復(fù)習(xí)了干電池電壓值,練習(xí)使用了歐姆定律。
方法二:使用未知阻值電阻、電源、一只電流表、一只電壓表、一只開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,如圖2連接,讀出電流表的讀數(shù)I和電壓表的讀數(shù)U,則Rx=。
評(píng)論:本法復(fù)習(xí)歐姆定律,電流表、電壓表的連接方法和讀數(shù)。
方法三:在方法二的前提下增加滑動(dòng)變阻器,如圖3連接,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器分別讀出滑片在幾個(gè)位置時(shí)相應(yīng)的電流表讀數(shù)和電壓表讀數(shù)。
評(píng)論:本法復(fù)習(xí)了滑動(dòng)變阻器原理和使用。多次測(cè)量求平均值,提高了準(zhǔn)確率。
方法四:使用未知阻值電阻Rx、已知阻值電阻Ro、電源、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線,如圖4連接。讀出電流表讀數(shù)為Io。移動(dòng)電流表,使電流表與Rx串聯(lián),讀出電流表讀數(shù)為Ix
評(píng)論:本法復(fù)習(xí)鞏固了并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)。
方法五:用方法四的元件,作如圖5連接,閉合S、S1,讀出電流表讀數(shù)I總,閉合S斷開(kāi)S1,讀出電流表讀數(shù)I。
評(píng)論:本法只需連接一次電路,綜合復(fù)習(xí)了歐姆定律,并聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn),并聯(lián)電路分流規(guī)律,并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的關(guān)系。
方法六:使用未知阻值電阻Rx、已知阻值電阻Ro、電源、電壓表,一只開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線,如圖6連接,讀出電壓表讀數(shù)Uo。移動(dòng)電壓表,使電流表與Rx并聯(lián),讀出電壓表讀數(shù)Ux。
評(píng)論:本法復(fù)習(xí)歐姆定律,串聯(lián)電路電流特點(diǎn)及串聯(lián)分壓規(guī)律。
方法七:使用未知阻值電阻Rx,滑動(dòng)變阻器(最大值值Ro)電源、電流表、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。如圖7連接,讀出滑片P在b端時(shí)電流表讀數(shù)Ib,將滑片P滑到a端讀出讀數(shù)Ia。
評(píng)論:本法靈活地將滑動(dòng)變阻器改為定值電阻使用,復(fù)習(xí)了歐姆定律,電源電壓保持不變,串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)。
方法八:將方法七中的電流表?yè)Q成電壓表,如圖8連接,分別讀出P在a點(diǎn)和b點(diǎn)的讀數(shù)Ua、Ub則:Ux=Ua,Uo=Ub-Ua
串聯(lián)電路電流不變
評(píng)論:本法復(fù)習(xí)了串聯(lián)電路電流特點(diǎn)及串聯(lián)分壓規(guī)律。
模塊一
單開(kāi)關(guān)電路動(dòng)態(tài)分析
例題精講
【例1】
如圖,當(dāng)S閉合,滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)將_______,電流表示數(shù)將________,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值________(選填“變大”、“變小”或“不變”).
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用;電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),接入電阻變大,總電阻變大,由歐姆定律得電路中電流變小,R上的電壓變?。騌阻值不變,故電壓表與電流表的示數(shù)不變.
答案:
變小,變小,不變.
【測(cè)試題】
如圖所示的電路,滑動(dòng)變阻器的滑片P
向右滑動(dòng)的過(guò)程中,電流表和電壓表的示數(shù)變化是(
)
A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.
電流表、電壓表示數(shù)都變大
C.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
D.
電流表、電壓表示數(shù)都變小
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
讀圖可知,這是一個(gè)串聯(lián)電路,電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的阻值變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,電壓表的示數(shù)會(huì)變大.電路中的總電阻變大,在電源電壓不變的情況下,電流會(huì)變?。灾挥羞x項(xiàng)A符合題意.
答案:
A
【例2】
如圖所示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí),電流表和電壓表示數(shù)變化情況是(
)
A.
電流表和電壓表示數(shù)都不變
B.
電流表示數(shù)變小,電壓表V1示數(shù)變小,電壓表V2示數(shù)不變
C.
電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)都變大
D.
電流表示數(shù)變大,電壓表V1示數(shù)不變,電壓表V2示數(shù)變大
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析;滑動(dòng)變阻器的使用;歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)電源的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;
電源的電壓不變,
滑片移動(dòng)時(shí),電壓表V2的示數(shù)不變,故AD不正確;
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí),接入電路中的電阻變大,電路中的總電阻變大,
I=,
電路中的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,故C不正確;
U=IR,
定值電阻R1兩端的電壓變小,即電壓表V1示數(shù)變小,故B正確.
答案:
B
【測(cè)試題】
如圖所示,當(dāng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí),兩電壓表示數(shù)的變化情況是(
)
A.
V1增大,V2增大
B.
V1減小,V2增大
C.
V1增大,V2減小
D.
V1減小,V2減小
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;滑動(dòng)變阻器的使用;歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
⑴定值電阻R1、R2和滑動(dòng)變阻器Rr組成串聯(lián)電路,電壓表V1測(cè)量定值電阻R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器Rr和R2兩端的電壓;
⑵當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),其接入電路阻值變大,電路中總電阻變大,因此電路中電流變?。?/p>
⑶①定值電阻R1兩端的電壓為U1=IR1,I變小,R1不變,因此電阻R1兩端的電壓U1變小,即電壓表示數(shù)V1減??;
②根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),滑動(dòng)變阻器和R2兩端的電壓U2=U-U1,U不變,U1都變小,所以U2變大,即電壓表V2的示數(shù)會(huì)增大.
答案:
B
【例3】
如圖所示電路,電源電壓不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),各電表示數(shù)的變化情況是(
)
A.
A變小、V1變大,V2變小
B.
A變大、V1變大,V2變小
C.
A變小、V1變小,V2變大
D.
A變大、V1變小,V2變大
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
由電路圖可知,滑片P向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,
滑動(dòng)變阻器的分壓變大,電壓表V1示數(shù)示數(shù)變大,由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知,電阻R的分壓減小,電壓表V2示數(shù)變??;電源電壓不變,電路電阻變大,由歐姆定律可知,電路電流減小,電流表示數(shù)變?。?/p>
答案:
A
【測(cè)試題】
如圖所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電表示數(shù)的變化情況是(
)
A.電壓表V示數(shù)變小
B.
電流表A1示數(shù)變大
C.電流表A2示數(shù)變大
D.
電流表A1示數(shù)變小
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
⑴電路的等效電路圖如圖所示:
⑵電源電壓U不變,由電路圖知,電壓表測(cè)電源電壓,因此電壓表示數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;電阻R1阻值不變,由歐姆定律知IA2=I1=不變,即電流表A2示數(shù)不變,故C錯(cuò)誤;
⑶滑動(dòng)變阻器滑片P
向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2變大,
流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流I2=變小,干路電流I=IA1=I1+I(xiàn)2變小,故B錯(cuò)誤,D正確.
答案:
D
【例4】
如圖所示電路中,當(dāng)變阻器R的滑動(dòng)片P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表V和電流表A的示數(shù)變化情況是(
)
A.V和A的示數(shù)都增大
B.V和A的示數(shù)都減小
C.V示數(shù)增大、A示數(shù)減小
D.
V示數(shù)減小、A示數(shù)增大
考點(diǎn):
閉合電路的歐姆定律.
解析:
在變阻器R的滑片向上滑動(dòng)的過(guò)程中,變阻器接入電路的電阻增大,R與R3并聯(lián)電阻R并增大,則外電路總電阻增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得知,干路電流I減小,路端電壓U增大,可知R2兩端的電壓減小,V的示數(shù)減?。?/p>
并聯(lián)部分電壓U并=E-I(R1+r),I減小,E、R1、r均不變,則U并增大,通過(guò)R3的電流增大,則電流表A的示數(shù)減?。蔅正確,ACD錯(cuò)誤.
答案:
B
【測(cè)試題】
如圖所示電路,電源中電源兩端的電壓保持不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器.閉合開(kāi)關(guān)S后,在滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(
)
A.電流表A1的示數(shù)變小
B.
電流表A2的示數(shù)變大
C.電壓表V的示數(shù)不變
D.
小燈泡L的亮度變暗
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析;滑動(dòng)變阻器的使用;歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),
電源電壓不變,
通過(guò)定值電阻R0、燈的電流IL不變,
即電流表A2的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)不變,燈泡的亮暗不變;
I=,滑動(dòng)變阻器連入的電阻變小,
本支路的電流IR變大,
I1=IL+I(xiàn)R,
通過(guò)燈和滑動(dòng)變阻器的電流之和變大,即電流表A1的示數(shù)變?。?/p>
答案:
C
【例5】
如圖所示的電路,電源兩端電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)S后,滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(
)
A.
電流表A1與電流表A2的示數(shù)相同
B.
電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變小
C.
電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變大
D.
電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值不變
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
等效電路圖如圖所示;滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻
R滑變大.
電流表A1測(cè)流過(guò)燈泡的電流,電流表A2測(cè)流過(guò)電阻與燈泡的總電流,I1<I2,故A錯(cuò)誤.
滑片右移,R滑變大,IR=變小,流過(guò)燈泡的電流I1不變,I2=I1+I(xiàn)R變小,
電壓表V示數(shù)U不變,電流表A2示數(shù)I2變小,電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變大,故B與D錯(cuò)誤,C正確.
答案:
C
【測(cè)試題】
如圖所示電路,電源兩端電壓不變,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(
)
A.電壓表示數(shù)變小
B.
電流表示數(shù)變大
C.電阻R1兩端的電壓變小
D.
電阻R2兩端的電壓變大
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
讀圖可知,這是一個(gè)串聯(lián)電路,電壓表測(cè)量R1、R3兩端的電壓,R3是一個(gè)滑動(dòng)變阻器,電流表測(cè)串聯(lián)電路的電流.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),接入電路的阻值變大,三個(gè)電阻的阻值之和(電路的總電阻)變大,在電源電壓不變的情況下,電路中的電流變小,因此,電流表示數(shù)變小,B錯(cuò)誤.
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系,R3兩端的電壓變大,則R1、R2兩端的電壓都要相應(yīng)變小,R2兩端的電壓變小,總電壓減去R2兩端的電壓,也就是電壓表此時(shí)的示數(shù),應(yīng)該變大,故A、D錯(cuò),C對(duì).
答案:
C
【例6】
如圖是小李探究電路變化的實(shí)驗(yàn)電路,其中R1、R2為定值電阻,R0為滑動(dòng)變阻器,Rmax為滑動(dòng)變阻器的最大阻值,電源兩極間電壓不變.已知R1>R2>Rmax,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R0的劃片P置于某一位置時(shí),R1、R2、R0兩端的電壓分別為U1、U2、U0;當(dāng)劃片P置于另一位置時(shí),R1、R2、R0兩端的電壓分別為U1′、U2′、U0′.若U1=|U1-U1′|,U2=|U2-U2′|,U0=|U0-U0′|,則(
)
A.U0>U1>U2
B.U1<U2<U
C.U1>U2>U0
D.U0<U1<U2
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
該電路為串聯(lián)電路,因?yàn)镽1、R2為定值電阻,并且R1>R2,而當(dāng)滑動(dòng)變阻器從一端移至另一端時(shí),通過(guò)R1、R2的電流相等,所以定值電阻兩端的電壓變化為U1=|U1-U1′|=IR1,U2=|U2-U2′|=IR2;即U1>U2;又因?yàn)榇?lián)電路兩端的電壓等于各部分電壓之和,因此滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化量是定值電阻電壓變化量之和,即U0=U1+U2.所以U0>U1>U2.
答案:
A
【測(cè)試題】
如圖所示,電源兩端的電壓保持不變,R0為定值電阻.將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最右端,閉合開(kāi)關(guān)S.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一位置,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R1,電壓表的示數(shù)為U0,電流表的示數(shù)為I0.繼續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,使滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值減小為R1/3,此時(shí)電壓表的示數(shù)增大到2U0,電流表的示數(shù)變?yōu)镮1.則R0:R1=______.
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;串聯(lián)電路的電流規(guī)律;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為R1時(shí),
則:U0=I0R0-----①
U=U0+I(xiàn)0R1------②
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻值減小為R1,
則:2U0=I1R0-----③
U=2U0+I(xiàn)1×R1---④
由①②③④可得:R0:R1=1:3.
答案:
1:3
【例7】
如圖所示電路,電源兩端電壓保持不變.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(
)
A.電壓表V1示數(shù)和電流表A示數(shù)的比值變小
B.電壓表V2示數(shù)和電流表A示數(shù)的比值變小
C.電壓表V1示數(shù)變化量和電流表A示數(shù)變化量的比值變大
D.電壓表V2示數(shù)變化量和電流表A示數(shù)變化量的比值不變
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
由電路圖知:電阻R1、R2、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)電阻R1兩端的電壓,
電壓表V2測(cè)電阻R2、R3兩端的總電壓,電流表測(cè)電路電流,設(shè)電源電壓為U.
動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電阻R2電阻變大,設(shè)增加的電阻為R.
A、電壓表V1示數(shù)和電流表A示數(shù)的比值=R1不變,故A錯(cuò)誤.
B、電壓表V2示數(shù)和電流表A示數(shù)的比值=R2+R3,R2變大,則比值變大,故B錯(cuò)誤.
C、I=I'-I
=,
U1=(I'-I)R1=R1,
=R1,不變,故C錯(cuò)誤.
D、U2=I'(R2+R+R3)-I(R2+R3)=(I'-I)(R2+R3)+I(xiàn)′R=I(R2+R3)+I(xiàn)′R,
=(R2+R3)+||R,>(R2+R3),由此可見(jiàn)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),不變,故D正確.
答案:
D
【測(cè)試題】
如圖所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值將_______(變小/不變/變大),電壓表V1示數(shù)的變化_______(大于/等于/小于)電壓表V2示數(shù)的變化.
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),電壓表V1始終測(cè)量R1兩端的電壓U1,電流表測(cè)通過(guò)R1的電流I;
所以根據(jù)歐姆定律可知=R1,R1的阻值不變,電壓表V1的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值也不變.
因串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和,
所以U1=U-U2,U1=U2,即電壓表V1示數(shù)的變化等于電壓表V2示數(shù)的變化.
答案:
不變;等于.
模塊二
多開(kāi)關(guān)電路動(dòng)態(tài)分析
例題精講
【例8】
如圖所示電路,R1>R2,當(dāng)閉合S1斷開(kāi)S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P放在變阻器的中點(diǎn)時(shí),電壓表的示數(shù)為U0.關(guān)于此電路的下列說(shuō)法中,正確的是(
)
A.
閉合S1斷開(kāi)S2時(shí),若滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng),電壓表的示數(shù)將大于U0
B.
若斷開(kāi)S1閉合S2,同時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng),電壓表的示數(shù)可能等于U0
C.
若同時(shí)閉合S1、S2,無(wú)論滑動(dòng)變阻器的滑片怎樣移動(dòng),電壓表的示數(shù)總等于U0
D.
斷開(kāi)S1閉合S2,若使電壓表的示數(shù)還等于U0,則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向左移動(dòng)
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
A、當(dāng)閉合S1斷開(kāi)S2,滑動(dòng)變阻器的滑片P放在變阻器的中點(diǎn)時(shí),R1和變阻器的R串聯(lián)在電路中,則U0=IR1=
,若滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng),連入的電阻變小,電路中的電流變大,因R1為定值電阻,所以電壓表示數(shù)變大,故A選項(xiàng)正確;
B、若斷開(kāi)S1閉合S2,同時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng),則R2和變阻器大于R的阻值串聯(lián),電壓表測(cè)量的是電阻R2兩端的電壓;電壓表的示數(shù)U2=I2R2,因R1>R2,若滑動(dòng)變阻器的滑片P不再向右移動(dòng),根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知:電阻R2兩端的電壓會(huì)減小,則電壓表的示數(shù)減??;而同時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng),滑動(dòng)變阻器的阻值變大,電流變小,電阻R2兩端的電壓會(huì)再減小,則電壓表的示數(shù)減小,不可能等于U0,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.
C、若同時(shí)閉合S1、S2,因R1、R2短路,只有滑動(dòng)變阻器連入,電壓表測(cè)量電源電壓,則無(wú)論滑動(dòng)變阻器的滑片怎樣移動(dòng),電壓表的示數(shù)總等于電源電壓,保持不變,所以不等于U0,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤.
D、若斷開(kāi)S1閉合S2,因R1>R2,若滑動(dòng)變阻器的滑片P繼續(xù)向右移動(dòng),根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知:電阻R2兩端的電壓會(huì)減小,則電壓表的示數(shù)減??;若使電壓表的示數(shù)還等于U0,則根據(jù)U2=I2R2可知:電流變大,滑動(dòng)變阻器的阻值變小,即滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向左移動(dòng),故D選項(xiàng)正確.
答案:
AD
【測(cè)試題】
如圖所示電路,電源電壓不變,開(kāi)關(guān)S1處于閉合狀態(tài).閉合開(kāi)關(guān)S2,將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)將________,若保持滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),當(dāng)開(kāi)關(guān)S2由閉合到斷開(kāi)時(shí),電壓表示數(shù)將________.(均選填“變大”、“變小”或“不變”)
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析;歐姆定律的應(yīng)用;電阻的串聯(lián).
解析:
⑴開(kāi)關(guān)S1處于閉合狀態(tài),閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí),R2與R3串聯(lián),電壓表測(cè)電源的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,
電源的電壓不變,
將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)將不變;
⑵保持滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí),三電阻串聯(lián),電壓表測(cè)R2與R3兩端的電壓之和,
串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
開(kāi)關(guān)S2由閉合到斷開(kāi)時(shí),電路中的總電阻變大,
I=,
電路中的電流變小,
U=IR,
R2與R3兩端的電壓之和變小,即電壓表的示數(shù)變?。?/p>
答案:
不變;變?。?/p>
模塊三
滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用
例題精講
【例9】
如圖所示.物體M在水平導(dǎo)軌上平移時(shí),帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng),通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù),可反映出物休移動(dòng)距離的大小,下列說(shuō)法正確的是(
)
A.物體M不動(dòng)時(shí),電流表、電壓表都沒(méi)有示數(shù)
B.物體M不動(dòng)時(shí).電流表有示數(shù),電壓表沒(méi)有示數(shù)
C.物體M向右移動(dòng)時(shí).電流表、電壓表示數(shù)都增大
D.
物體M向右移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)增大
考點(diǎn):
電路的動(dòng)態(tài)分析;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律.
解析:
如圖,
⑴當(dāng)物體不動(dòng)時(shí),R連入電路,電流表有示數(shù);AP間有分壓,電壓表有示數(shù),所以AB都錯(cuò)
⑵當(dāng)物體M向右移動(dòng)時(shí),不能改變電路中的電流,電流表有示數(shù)且不變;AP間電阻增大,分壓增大,電壓表的示數(shù)增大,所以C錯(cuò)、D對(duì).
答案:
D
【測(cè)試題】
如圖所示,滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),那么(
)
A.
V示數(shù)變大,A示數(shù)變小
B.
V示數(shù)不變,A示數(shù)變小
C.
V示數(shù)不變,A示數(shù)變大
D.
V、A的示數(shù)都變小
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;串聯(lián)電路的電流規(guī)律;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)過(guò)程時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大;
根據(jù)電阻的串聯(lián)可知,電路中的總電阻變大;
根據(jù)歐姆定律可知,電壓不變時(shí),電路中電流變小,即電流表的示數(shù)變??;
根據(jù)U=IR,電阻R1兩端的電壓變小,故電壓表的示數(shù)變?。?/p>
答案:
D
【例10】
洋洋設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)測(cè)高儀,給出了四個(gè)電路,如圖所示,R是定值電阻,R′是滑動(dòng)變阻器.其中能夠?qū)崿F(xiàn)身高越低,電壓表示數(shù)越小的電路是(
)
A.
B.
C.
D.
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
A、由電路圖可知:滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)電源電壓,示數(shù)不變.故A錯(cuò)誤.
B、由電路圖可知:電壓表串聯(lián)在電路中,電路無(wú)電流通過(guò),電壓表示數(shù)為電源電壓,不變化.故B錯(cuò)誤.
C、由電路圖可知:滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器的電壓,身高越低,滑動(dòng)變阻器阻值越小,電壓表示數(shù)越小.故C正確.
D、由電路圖可知:滑動(dòng)變阻器和定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻電壓,身高越低,滑動(dòng)變阻器阻值越小,電壓表示數(shù)越大,故D錯(cuò)誤.
答案:
C
【測(cè)試題】
小李同學(xué)設(shè)計(jì)的自動(dòng)測(cè)高儀的電路如圖所示.電路中
R′是滑動(dòng)變阻器,R
是定值電阻,電源電壓不變.其中能反映身高越高電壓表示數(shù)越大的正確電路圖是(
)
A.
B.
C.
D.
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;電壓表的使用;串聯(lián)電路的電壓規(guī)律;并聯(lián)電路的電壓規(guī)律;滑動(dòng)變阻器的使用;電路的動(dòng)態(tài)分析.
解析:
A、R與R′并聯(lián),電壓表測(cè)量的是并聯(lián)支路兩端的電壓,身高越高,連入電阻越大,但電壓表的示數(shù)不變,不合題意;
B、R與R′串聯(lián),電壓表測(cè)量的是R′兩端的電壓,身高越高,連入電阻越大,分壓越大(電壓表的示數(shù)越大),符合題意;
C、R與R′串聯(lián),電壓表測(cè)量的是R和R′串聯(lián)電路兩端的總電壓(電源電壓),身高越高,連入電阻越大,但電壓表的示數(shù)不變,不合題意;
D、R與R′串聯(lián),電壓表測(cè)量的是R兩端的電壓,身高越高,連入電阻越大,分壓越大,R兩端的電壓越小(電壓表的示數(shù)越小),不合題意.
答案:
B
【例11】
如圖所示,是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)自動(dòng)測(cè)定水箱內(nèi)水位的裝置,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,從水位表指針?biāo)傅目潭染涂梢灾浪鋬?nèi)水位的高低.從圖中可知:水表是由________表改裝而成,當(dāng)水面上升時(shí),滑片向_____滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變______,水位表示數(shù)變______.
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用;電流表的使用;滑動(dòng)變阻器的使用.
解析:
⑴由電路圖可知,水位表串聯(lián)在電路中,說(shuō)明水表是由電流表改裝而成;若是電壓表,則電路斷路,水位表的示數(shù)不隨水位的變化而變化.
⑵由圖可知,當(dāng)水面上升時(shí),滑片向下移動(dòng),滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大,即水位表的示數(shù)變大.
答案:
電流;下;??;大.
【測(cè)試題】
某同學(xué)家屋頂上安裝了一個(gè)簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器,他設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)測(cè)量容器內(nèi)水位高低的裝置.如圖所示,R是滑動(dòng)變阻器,它的金屬滑片是杠桿的一端,從水位表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?,就可知道水池?nèi)水位的高低.關(guān)于這個(gè)測(cè)量裝置,下列說(shuō)法中正確的是(
)
A.
水量增加,R增大,水位表指針偏轉(zhuǎn)變小
B.
水量增加,R減小,水位表指針偏轉(zhuǎn)變大
C.
水量減小,R增大,水位表指針偏轉(zhuǎn)變大
D.
水量減小,R減小,水位表指針偏轉(zhuǎn)變小
考點(diǎn):
歐姆定律的應(yīng)用.
解析:
由圖知:
AB、水量增加,浮標(biāo)向上運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R變小,通過(guò)水位表的電流變大,水位表指針向右偏轉(zhuǎn),示數(shù)變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確;
CD、水量減小,浮標(biāo)向下運(yùn)動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R變大,通過(guò)水位表的電流變小,水位表指針向左偏轉(zhuǎn),示數(shù)變小,選項(xiàng)CD均錯(cuò)誤.
1.知識(shí)目標(biāo)。
(l)掌握閉合電路的歐姆定律;
(2)理解端壓跟外電路的電阻的關(guān)系,理解斷路和短路時(shí)的端壓和電流;
(3)理解端壓發(fā)生變化的根本原因。
2.能力和方法目標(biāo)
(l)培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出假設(shè),實(shí)驗(yàn)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(guò)學(xué)習(xí),使學(xué)生會(huì)用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)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(dòng)勢(shì)為9V以上),燈泡若干,演示用電壓表,保險(xiǎn)絲,導(dǎo)線若干,單刀雙擲開(kāi)關(guān),投影儀等。
【教學(xué)過(guò)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(dòng)勢(shì)。
演示實(shí)驗(yàn):測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)并觀察燈泡亮度。
師:出示圖1裝置示教板,簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)裝置,分別開(kāi)關(guān)打向1和2,讓學(xué)生通過(guò)電壓表的實(shí)物投影讀電源和的電動(dòng)勢(shì)。
生:,。
師:(將電壓表?yè)Q接成小燈泡,開(kāi)關(guān)接1時(shí)。小燈泡很亮,幾乎發(fā)白光)問(wèn):開(kāi)關(guān)接2時(shí),會(huì)發(fā)生什么情況?
生:(猜測(cè)):①燒毀,②更亮。
師:(開(kāi)關(guān)接通2,小燈泡還不如接1時(shí)亮。)
生:(嘩然,形成強(qiáng)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。
2.新課教學(xué)
2.l閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式(在教師的啟發(fā)下,引導(dǎo)學(xué)生完成)
師:什么樣的電路叫閉合電路呢?
生:由電源和用電器組成的完整電路。
師:電源有哪些重要的參量?
生:電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。
師:(出示圖2的動(dòng)畫(huà)電路)閉合電路中,流過(guò)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(dòng)勢(shì)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(guò)電路的電流強(qiáng)度為I,外電路的電阻為R電源電阻為r,根據(jù)歐姆定律,可以把上式進(jìn)一步寫(xiě)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(qiáng)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(xiě)成:。
師:好,這就是閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。它表示:閉合電路中的電流,跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)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(duì)給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時(shí),會(huì)引起電路電流的變化,I隨R會(huì)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(shí)端壓(外電壓)會(huì)隨之發(fā)生怎樣的變化呢?
生:(猜測(cè)。有人說(shuō)變大,有人說(shuō)變?。?/p>
師:請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生介紹判斷的過(guò)程和依據(jù)。(暫時(shí)不做評(píng)價(jià),由“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)”過(guò)渡到學(xué)生實(shí)驗(yàn)上來(lái)。)
2.2探討U隨R變化的規(guī)律
學(xué)生實(shí)驗(yàn):探討U隨R變化的規(guī)律
師:如果給你一個(gè)電源,一個(gè)電鍵,一個(gè)電壓表,一個(gè)電阻箱,讓你來(lái)探討外電壓U隨外電阻R變化的規(guī)律,你該怎樣設(shè)計(jì)電路?請(qǐng)畫(huà)出電路圖。
生:(畫(huà)電路圖)
師:(講評(píng)學(xué)生所畫(huà)電路,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn))
生:(出示實(shí)驗(yàn)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(shì)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(huì)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(guò)實(shí)驗(yàn)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(qǐng)大家再思考,當(dāng)外電阻很小時(shí),會(huì)發(fā)生什么情況呢?
生:外電阻減少到零時(shí),會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象。
師:短路時(shí)的電流有多大呢?
生:(可能會(huì)說(shuō)無(wú)窮大教師從電路電阻出發(fā)引導(dǎo),使學(xué)生得出)短路時(shí):R=0,I=E/r,U′=E,U=0。
師:短路時(shí)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(shí)電流會(huì)很大,很大的電流會(huì)造成什么后果呢?
演示實(shí)驗(yàn):保險(xiǎn)絲熔斷現(xiàn)象。
師:(出示示教板,簡(jiǎn)單向?qū)W生介紹電路的元件,先讓電燈開(kāi)始正常工作)大家說(shuō)說(shuō),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(xiǎn)絲燒斷起煙,小燈泡熄滅)保險(xiǎn)絲燒斷,說(shuō)明短路時(shí)的電流的確很大。如果沒(méi)有保險(xiǎn)絲,短路時(shí)很大的電流長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)電路,就可能損壞電源,甚至釀成火災(zāi)。所以在實(shí)驗(yàn)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(xiǎn)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(xiǎn)絲。
師:當(dāng)外電阻很大時(shí),又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢?
生:(引導(dǎo)學(xué)生類(lèi)比得出)斷路。
斷路時(shí):R∞,I=0,U′=0,U=E。
師:電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)就是利用了這一道理.通過(guò)前面的討論,我們對(duì)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(gè)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(shí)驗(yàn):探究?jī)?nèi)阻不同時(shí)U隨R變化的特點(diǎn)(電路如圖3)。
師:現(xiàn)有四節(jié)干電池組,電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻阻值大約在0.5Ω-2Ω之間;有一個(gè)蓄電池組,電動(dòng)勢(shì)約6V,內(nèi)阻大約在0.005Ω-0.1Ω之間。請(qǐng)大家再做實(shí)驗(yàn),比較這兩個(gè)電源U隨R變化的特點(diǎn)。
生:(實(shí)驗(yàn)操作,教師巡回指導(dǎo))
實(shí)驗(yàn)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(cè)一下,當(dāng)電源內(nèi)電阻為零時(shí),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(wú)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。可是,實(shí)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?jiàn),U隨R變化的根本原因是……
生:r≠0。
3.規(guī)律應(yīng)用演示實(shí)驗(yàn):(裝置見(jiàn)圖5)
師:(簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)裝置,電源為6V干電池組)逐個(gè)合上電鍵,燈泡的亮度會(huì)不會(huì)發(fā)生變化?
生:(討論,看法不一)
師:(實(shí)驗(yàn)。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(shí)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(shí)驗(yàn),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(shí),端壓變化非常小,燈泡消耗的實(shí)際功率變化很小,因而亮度幾乎不變。
師:這一現(xiàn)象再次說(shuō)明了……
生:內(nèi)電阻不為零是端壓變化的根本原因。
師:請(qǐng)大家思考,開(kāi)始上課時(shí)做的演示實(shí)驗(yàn)為什么會(huì)出現(xiàn)那樣一個(gè)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(méi)有第一次的大。
師:你們的推理是否正確,實(shí)際測(cè)量一下就知道了。
演示實(shí)驗(yàn):
師:(測(cè)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(guò)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(dòng)勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的“端壓為什么會(huì)隨外電阻的變化而變”的疑問(wèn),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(méi)有新的問(wèn)題?
生:實(shí)驗(yàn)測(cè)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?yè)P(yáng)提問(wèn)題的學(xué)生,引導(dǎo)大家討論,然后解釋?zhuān)┊?dāng)外電阻大到一定程度時(shí),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(dòng)勢(shì),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(gè)問(wèn)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(shí)不是這樣,則結(jié)論也就不成立了,這個(gè)問(wèn)題留做課后思考,下節(jié)課我們將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)際上今天的課已經(jīng)告訴了你一種測(cè)量方法了……大家還有問(wèn)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(huì)運(yùn)用它分析電流強(qiáng)度、端壓隨外電阻的變化規(guī)律。以及端壓跟電流強(qiáng)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(wèn)題時(shí),不考慮電源內(nèi)阻。到了高中,有些問(wèn)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?yàn)殡娫从袃?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(wèn)題,這在實(shí)際應(yīng)用中有現(xiàn)實(shí)意義。
5.布置作業(yè)(略)。
【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)本節(jié)課時(shí),我十分注意對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。在教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō),創(chuàng)新精神主要體現(xiàn)在學(xué)生應(yīng)具有創(chuàng)新的意識(shí),其直接的表現(xiàn)就是善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,善于提出問(wèn)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(wèn)題并尋找解決問(wèn)題的途徑上。根據(jù)上一節(jié)課中學(xué)生對(duì)端壓會(huì)發(fā)生變化所產(chǎn)生的疑問(wèn),我設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)流程,旨在通過(guò)學(xué)生的親身實(shí)踐,得到掌握知識(shí)、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(shí)間,讓他們自己來(lái)提問(wèn)題,并討論、解答,這也是出于培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的需要。
2.利用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論是貫穿整個(gè)課堂教學(xué)的一條主旋律。本節(jié)課一開(kāi)始,就利用學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)的矛盾巧設(shè)“懸念”,使他們的心理經(jīng)歷了一次前科學(xué)意識(shí)與物理規(guī)律的強(qiáng)烈碰撞,求知欲望之火被迅速點(diǎn)燃,從而興致勃勃地進(jìn)入了主動(dòng)學(xué)習(xí)的“角色”。在教學(xué)活動(dòng)中,一個(gè)個(gè)演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)不斷地開(kāi)后學(xué)生思維的“閥門(mén)”,他們時(shí)而全神貫注,時(shí)而心領(lǐng)神會(huì),在一系列“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出假設(shè),實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的過(guò)程中,錯(cuò)誤的前概念逐步被糾正,科學(xué)的物理規(guī)律在腦海里扎下了很。物理教學(xué)活動(dòng)的科學(xué)性和藝術(shù)性得到了有機(jī)的統(tǒng)一,科學(xué)美的教育也滲透在其中了。
有效的教學(xué)應(yīng)該是有序的,何為有序?對(duì)于具體的一節(jié)課而言,“起、承、轉(zhuǎn)、合”幾個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,相得益彰,那么概念圖用于探究式教學(xué)的策略如何呢?
1教師精心準(zhǔn)備
備課是上好一節(jié)課的前提,運(yùn)用概念圖組織探究式教學(xué),首先就要求我們教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容需要的資源進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),尤其注重收集生活中的現(xiàn)象,借助于多媒體將這些資源呈現(xiàn)出來(lái),既引出了探究課題,也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,多個(gè)有聯(lián)系的資源同時(shí)呈現(xiàn),這體現(xiàn)了構(gòu)建概念圖的意識(shí)和思想.同時(shí),教學(xué)目標(biāo)也可以借助于概念圖完整地呈現(xiàn).例如,探究歐姆定律,可以設(shè)置教學(xué)目標(biāo)如圖2所示.
2學(xué)生預(yù)習(xí),初建概念圖
課前預(yù)習(xí)對(duì)于一節(jié)課的學(xué)習(xí)效果而言,是至關(guān)重要的,學(xué)生通過(guò)自主預(yù)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有一個(gè)大致的了解,那么這些內(nèi)容之間及內(nèi)容與原有知識(shí)之間存在怎樣的聯(lián)系呢?可以自己嘗試著畫(huà)概念圖,將自己能夠同化的概念課前消化一部分,同時(shí)將疑問(wèn)暴露出來(lái)。例如,探究歐姆定律這節(jié)課,圍繞中心概念“電流”,學(xué)生自主預(yù)習(xí)后可以構(gòu)成如圖3所示的概念圖.
3新課引入,資源可視化
物理概念都理性化,為了便于學(xué)生內(nèi)化和掌握知識(shí),筆者認(rèn)為我們課堂上給學(xué)生的學(xué)習(xí)資源一定要可視化,引入新課,可以用圖片、錄像、動(dòng)畫(huà)等媒體手段引入,也可以將自己收集到的資源以概念圖的形式引入,展現(xiàn)給學(xué)生,幫助學(xué)生將新舊知識(shí)聯(lián)系到一起.
4講授新課,進(jìn)行科學(xué)探究
探究式物理課學(xué)生的探究活動(dòng)是主要內(nèi)容,這個(gè)過(guò)程也是可以實(shí)現(xiàn)可視化的,可視化的思維過(guò)程讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法有效地遷移到規(guī)律探究中來(lái),當(dāng)然這個(gè)過(guò)程要讓學(xué)生自己來(lái)完成,切忌由教師越俎代庖,給學(xué)生留足思維的時(shí)間和空間,在學(xué)生思維出現(xiàn)困難時(shí),給予必要的幫助或提示,將方法遷移過(guò)來(lái),促使學(xué)生能夠完成探究.例如,探究歐姆定律這節(jié)課,探究時(shí)涉及到控制變量法,那么如何探究呢?能夠和前期哪些規(guī)律探究構(gòu)成聯(lián)系呢?引導(dǎo)學(xué)生邊思考邊構(gòu)建概念圖(圖4).
5歸納總結(jié),完善概念圖
當(dāng)前,許多初中物理教師在進(jìn)行電學(xué)復(fù)習(xí)時(shí),常以教材上知識(shí)呈現(xiàn)先后次序?yàn)橐罁?jù),按節(jié)順次復(fù)習(xí).在每節(jié)內(nèi)容的復(fù)習(xí)中,常以物理概念梳理為基礎(chǔ),再穿行一些例題的講解與學(xué)生的練習(xí),以此完成復(fù)習(xí)任務(wù).在整節(jié)課的復(fù)習(xí)中,對(duì)于物理概念大多是對(duì)舊知的重復(fù),重點(diǎn)不突出,知識(shí)體系不清晰;對(duì)于練習(xí)的設(shè)計(jì),常是許多題目的簡(jiǎn)單堆疊,題型紛繁復(fù)雜,主次不分,學(xué)生茫無(wú)頭緒,學(xué)習(xí)興趣不濃,收獲不大,整節(jié)復(fù)習(xí)課的效果不明顯.
在電學(xué)復(fù)習(xí)課中,筆者認(rèn)為應(yīng)以電學(xué)中基本的電路為基礎(chǔ),打破章節(jié)的束縛,采用問(wèn)題教學(xué)法,引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)梳理本章所涉及的物理概念,重溫重要的物理實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化重要物理規(guī)律的探究方法與過(guò)程,同時(shí),以基本電路為原型,設(shè)計(jì)重要題型,注重變式教學(xué),舉一反三,提高學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力.
蘇科版九年級(jí)物理第十四章《歐姆定律》中的基本電路如圖1所示.以此電學(xué)基本電路為主線,進(jìn)行整個(gè)章節(jié)的系統(tǒng)復(fù)習(xí)教學(xué),可以讓學(xué)生感覺(jué)到重點(diǎn)突出,思路清晰,耳目一新,還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,活躍課堂氣氛,提高復(fù)習(xí)效果.
1利用基本電路,進(jìn)行物理概念和規(guī)律的復(fù)習(xí)
物理概念和規(guī)律是物理學(xué)的基礎(chǔ),在物理的復(fù)習(xí)課中加強(qiáng)對(duì)物理概念和規(guī)律的再次重溫與梳理,應(yīng)是復(fù)習(xí)課的重要內(nèi)容之一.在對(duì)《歐姆定律》復(fù)習(xí)時(shí),筆者以此基本電路為基礎(chǔ),采用問(wèn)題教學(xué)法,突出學(xué)生主體地位,引導(dǎo)學(xué)生梳理相關(guān)電學(xué)概念.
問(wèn)題1此基本電路由電阻元件組成,請(qǐng)問(wèn)電阻的定義、單位和影響因素各是什么?在研究影響電阻大小因素時(shí)采用了什么物理方法?
學(xué)生:電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,電阻的單位是歐姆(Ω),影響電阻的大小的因素有導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料和外界的溫度,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì);在研究影響電阻大小因素時(shí)采用了控制變量法.
問(wèn)題2你能為滑動(dòng)變阻器寫(xiě)一份說(shuō)明書(shū)嗎?
學(xué)生:滑動(dòng)變阻器的工作原理是靠改變連入電路的電阻的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的大小,它在電路中的主要作用是控制電路中的電流大小,起到保護(hù)電路的作用,它的正確接法是采用“一上一下”的接法,它的銘牌告訴我們它連入電路的最大阻值和允許通過(guò)的最大電流值.
問(wèn)題3此基本電路中,電路的總電阻應(yīng)如何計(jì)算?電壓的分配與電阻值大小存在怎樣的關(guān)系?
學(xué)生:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻阻值之和,公式R總=R1+R2;串聯(lián)電路電壓的分配與電阻成正比,公式U1/U2=R1/R2.
2利用基本電路,加強(qiáng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)
在第十四章《歐姆定律》中,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系和伏安法測(cè)電阻是本章的兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn).運(yùn)用控制變量法,讓學(xué)生再次重溫實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,從而得出歐姆定律,這對(duì)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力具有十分重要的意義;會(huì)依據(jù)歐姆定律測(cè)出定值電阻的阻值,在此基礎(chǔ)上通過(guò)變式教學(xué),讓學(xué)生設(shè)計(jì)出測(cè)電阻的多種方法,在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的同時(shí),可以培養(yǎng)學(xué)生的的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維.對(duì)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)與重溫應(yīng)是本章復(fù)習(xí)的重點(diǎn).但兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖是相同的,這為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ).筆者在復(fù)習(xí)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)一系列的問(wèn)題設(shè)計(jì),由表及里,層層推進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生思考,從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生加深對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的理解與掌握.
2.1問(wèn)題:利用這個(gè)基本電路,可以完成本章的哪些實(shí)驗(yàn)
學(xué)生:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻.
2.2利用這個(gè)基本電路,復(fù)習(xí)探究電流與電壓、電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題設(shè)計(jì)
問(wèn)題1:本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)方法是什么?
學(xué)生:控制變量法.
問(wèn)題2:本實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)是什么?
學(xué)生:手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,眼睛觀察電壓表的示數(shù).
問(wèn)題3:本實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器有什么作用?
學(xué)生:在探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是改變定值電阻電壓;在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是控制電壓不變;保護(hù)電路.
問(wèn)題4:本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格怎樣設(shè)計(jì)?(略)
問(wèn)題5:本實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么?怎樣用圖像表示?
學(xué)生: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,這就是歐姆定律的內(nèi)容.(圖像略)
問(wèn)題6:歐姆定律的公式是什么?運(yùn)用歐姆定律計(jì)算時(shí),應(yīng)注意什么問(wèn)題?
學(xué)生:歐姆定律公式是I=U/R,運(yùn)用歐姆定律計(jì)算時(shí),應(yīng)注意電流、電壓、電阻是同一時(shí)刻同一用電器三個(gè)物理量,且該用電器是純電阻用電器.
問(wèn)題7:歐姆定律實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中具體問(wèn)題的設(shè)計(jì):在利用這個(gè)基本電路探究電流和電阻關(guān)系時(shí):
(1)小明先將5 Ω的電阻接入電路讀出電流I,再換10 Ω的定值電阻讀出電流,發(fā)現(xiàn)并不等于I 的一半,請(qǐng)你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因.(沒(méi)有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器保持電阻兩端的電壓不變)
(2)了解原因后,小明重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V.他先用5 Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再換用10 Ω的定值電阻,合上開(kāi)關(guān)后,你認(rèn)為電壓表的示數(shù)將(大于)1.5 V,此時(shí)應(yīng)向(右)調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)仍為1.5 V.
(3)若在這個(gè)電路中,電源電壓是3 V,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是15 Ω.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小明控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V,最后用20 Ω的電阻替換10 Ω的電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無(wú)法讀取與20 Ω的電阻對(duì)應(yīng)的電流值.經(jīng)檢查,電路連接無(wú)誤,且元件完好,請(qǐng)你幫他找出兩種可能的原因.(原因1:滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏?。辉?:控制定值電阻兩端電壓偏?。?/p>
2.3利用這個(gè)電路進(jìn)行伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題設(shè)計(jì)
問(wèn)題1:伏安法測(cè)電阻的原理是什么?
學(xué)生:根據(jù)歐姆定律I=U/R.
問(wèn)題2:在電路連接過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
學(xué)生:連接電路時(shí),開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi).開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值位置.
問(wèn)題3:在連接電路時(shí),電流表與電壓表的量程應(yīng)怎樣選擇?
學(xué)生:電壓表根據(jù)電源電壓來(lái)選擇量程;電流表根據(jù)電路中所估測(cè)的最大電流來(lái)選擇量程.
問(wèn)題4:此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是什么?表格應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)?
學(xué)生:保護(hù)電路;多次測(cè)量取平均值,以減小實(shí)驗(yàn)誤差.(表格略)
問(wèn)題5:若用這個(gè)電路測(cè)小燈泡電阻,測(cè)出的小燈泡電阻不同,是由于實(shí)驗(yàn)誤差的原因嗎?
學(xué)生:不是,燈泡電阻受溫度影響.
問(wèn)題6:在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)和探究電流和電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中都做了三次實(shí)驗(yàn),它們的目的相同嗎?
學(xué)生:不同,前者是多次測(cè)量求平均值以減少誤差,后者是排除實(shí)驗(yàn)偶然性.
問(wèn)題7:在利用這個(gè)電路測(cè)量定值電阻阻值時(shí),若電流表?yè)p壞,如何利用余下的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出定值電阻的阻值?
(1)方法1:如圖2甲所示,閉合開(kāi)關(guān),先用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端電壓為U1,再用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器R兩端電壓為U2,變阻器一直處于最大阻值位置,則Rx=U1R/U2.
(2)方法2:如圖2乙所示,閉合開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到a端讀出電壓表示數(shù)為U1,滑片P滑到b端讀出電壓表示數(shù)為U2,則Rx=U2RU1-U2.
(3)方法3:若再提供一個(gè)電阻箱,如圖2丙所示,保持滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),只閉合開(kāi)關(guān)S1讀出電壓表示數(shù)為U;只閉合開(kāi)關(guān)S2,并調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表示數(shù)仍為U,則電阻箱R0的阻值為此時(shí)待測(cè)電阻的阻值.此方法為等效替代法.
問(wèn)題8:在利用這個(gè)電路測(cè)量定值電阻阻值時(shí),若電壓表?yè)p壞,又如何利用余下的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出定值電阻的阻值?
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總體思路:電路并聯(lián).
3利用基本電路,提高學(xué)生解題能力
筆者認(rèn)為,本章習(xí)題繁多,教師在復(fù)習(xí)時(shí),若不注重總結(jié)、歸納和引導(dǎo),容易使學(xué)生陷于題海中.本章雖題目繁多,但通過(guò)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的學(xué)習(xí)和對(duì)大量題型的認(rèn)真分析與總結(jié),許多題目設(shè)計(jì)總是圍繞筆者所提供的基本電路展開(kāi).在一節(jié)課復(fù)習(xí)時(shí)間有限的前提下,以此電路為基礎(chǔ),注重對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)和重點(diǎn)題型的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要.通過(guò)對(duì)此電路相關(guān)問(wèn)題的精心設(shè)計(jì),在師生共同討論與分析前提下,可提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,還能使學(xué)生觸類(lèi)旁通,起到事半功倍的效果.
問(wèn)題1根據(jù)表1數(shù)據(jù)回答:在這個(gè)基本電路中,連接電路需用導(dǎo)線,應(yīng)從銅線和鐵線中,選用.制作滑動(dòng)變阻器選擇電阻線材料時(shí),應(yīng)從錳銅合金和鎳鉻合金中,選用.
表1導(dǎo)線電阻R/Ω導(dǎo)線電阻R/Ω銅0.017錳銅合金0.44鐵0.096鎳鉻合金1.1(導(dǎo)線長(zhǎng)1 m,橫截面積1 mm2,溫度20 ℃)
問(wèn)題2當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù),電壓表的示數(shù),電壓表與電
流表的示數(shù)之比.
問(wèn)題3當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),若電流表示數(shù)不變且為零,但電壓表的示數(shù)較大,可能的電路故障是;若電流表有示數(shù),但電壓表沒(méi)有示數(shù),可能的電路故障是.
問(wèn)題4在這個(gè)電路中,若電源電壓為6 V且保持不變,定值電阻阻值為8 Ω,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10 Ω.小明所選用的電壓表量程為0~3 V,電流表量程為0~0.6 A.為了保證電路安全,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是
A.0~2 ΩB.0~8 Ω
一、利用心理相容理論,培養(yǎng)師生間的深厚感情,激發(fā)和發(fā)展學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣
所謂心理相容,是指雙方舉止言談,思想觀點(diǎn)等方面能互為對(duì)方心理所接受、所認(rèn)可。師生間的心理相容、關(guān)系和諧,可消除學(xué)生的逆反心理,可引起學(xué)生對(duì)教師的肯定反應(yīng),并在課堂教學(xué)中配合默契,使雙邊活動(dòng)積極,課堂氣氛活躍,課堂上下主動(dòng),課堂組織井然有序,從而最大限度地發(fā)揮教師的主導(dǎo)功能和學(xué)生的主體功能,并從中激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣。
二、把握優(yōu)質(zhì)課教學(xué)諸要素及環(huán)節(jié),力求全方位激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
1.復(fù)習(xí)檢查提問(wèn),采用“單兵操練”。復(fù)習(xí)檢查提問(wèn)不吃“大鍋飯”,采用多種形式、多種渠道,對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行“單兵操練”,能調(diào)動(dòng)動(dòng)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使之動(dòng)腦、動(dòng)耳、動(dòng)手、動(dòng)口。教師可根據(jù)上節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容和新援課的需要,提出若干問(wèn)題,使學(xué)生帶著問(wèn)題、帶著疑難、帶著求知的企盼心情聽(tīng)、看、記、想。
2.課堂引入引人入勝。教師為講授新課,設(shè)計(jì)引人人勝的課堂引入,可使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心,從而激起學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的濃厚興趣。例如我講《閉合電路的歐姆定律》時(shí),是這樣引入新課的:先用提問(wèn)的方法復(fù)習(xí)了電動(dòng)勢(shì)的物理意義和數(shù)值的計(jì)算公式;又復(fù)習(xí)了部分電路歐姆定律的內(nèi)容,并板書(shū)了一道題目讓同學(xué)們思考。接著我說(shuō):部分電路歐姆定律只是研究一段純電阻電路上的問(wèn)題。如果研究的對(duì)象是包括電源在內(nèi)的閉合電路,那么電路中的電流強(qiáng)度又跟什么有關(guān)呢?關(guān)系如何呢?黑板上的這個(gè)題目該如何計(jì)算(黑板上出現(xiàn)圖示)請(qǐng)同學(xué)們思考后計(jì)算一下電路中的電流強(qiáng)度是多少?同學(xué)們靜靜地思考后,有的互相交流眼神,似有疑難,有的欲翻書(shū)。就在此時(shí),我說(shuō):解決上述問(wèn)題,需要閉合電路的歐姆定律。好,這節(jié)課我們學(xué)習(xí)這一定律,并運(yùn)用它解決一些具體問(wèn)題。這時(shí)同學(xué)們把目光投向了我。
關(guān)鍵詞:概念和規(guī)律;必然性;創(chuàng)設(shè)情境;適用范圍
物理知識(shí)中最重要最基本的內(nèi)容是物理概念和規(guī)律,它們是整個(gè)物理知識(shí)的基本組成元素,學(xué)好物理概念和規(guī)律,并使學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力在形成概念和掌握規(guī)律的過(guò)程中得到發(fā)展,是物理教學(xué)的首要任務(wù)。物理概念和規(guī)律是人類(lèi)在探索物理世界過(guò)程中,在大量觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用邏輯思維的方法,把物理現(xiàn)象,物理過(guò)程的本質(zhì)屬性加以抽象、概括形成的。任何概念和規(guī)律的形成并非一蹴而就,都需要一個(gè)發(fā)展的過(guò)程,其發(fā)展、完善的過(guò)程不乏有過(guò)程的科學(xué)分析,研究方法的確立以及人文價(jià)值的體現(xiàn),這都是新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念中的內(nèi)容。
物理概念和規(guī)律的教學(xué),一般要經(jīng)過(guò)四個(gè)環(huán)節(jié):引入概念和規(guī)律的必然性,建立概念和規(guī)律的過(guò)程,討論概念和規(guī)律的適用性, 應(yīng)用概念和規(guī)律解決問(wèn)題的思路。
一、引入概念和規(guī)律的必然性
每一個(gè)概念和規(guī)律的引入都有它的必然性,當(dāng)我們研究問(wèn)題時(shí)用以前的概念和規(guī)律無(wú)法解釋時(shí),這就為概念和規(guī)律的引入創(chuàng)造了必然性,例如:在引入速度時(shí),根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),體育課100米賽跑,班里誰(shuí)最快?汽車(chē)與騎自行車(chē)同時(shí)開(kāi)始,哪個(gè)快?學(xué)生用時(shí)間或路程比較物體運(yùn)動(dòng)快慢,當(dāng)甲同學(xué)跑150米用30秒, 乙同學(xué)270米用50秒,甲乙誰(shuí)快?此時(shí)用時(shí)間或路程比物體運(yùn)動(dòng)快慢就不可行,就需要建立速度的概念來(lái)說(shuō)明問(wèn)題。
引入概念和規(guī)律的核心方法是創(chuàng)設(shè)物理情境,提供感性平臺(tái),概念和規(guī)律的基礎(chǔ)是以感性現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)對(duì)具體的物理現(xiàn)象及其特性進(jìn)行概括、提煉、歸納、匯總,才能形成概念,對(duì)于物理現(xiàn)象變化規(guī)律及概念之間的本質(zhì)聯(lián)系進(jìn)行概括、歸納,就形成了物理規(guī)律,因此,教師要給學(xué)生提供豐富的感性素材??梢赃\(yùn)用實(shí)驗(yàn)來(lái)展示感性素材的物理現(xiàn)象和過(guò)程,利用直觀教具,利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn),以及學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)來(lái)展示感性素材,讓學(xué)生從這些不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,找出共性,從而概括定義。為形成概念、規(guī)律而選用的事例,必須是包括主要類(lèi)型的,本質(zhì)聯(lián)系明顯的。
二、建立概念和規(guī)律的過(guò)程
物理概念和規(guī)律是人腦對(duì)物理現(xiàn)象和過(guò)程等感性材料進(jìn)行科學(xué)抽象的產(chǎn)物,在獲得感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、綜合、概括,排除次要因素,抓住主要矛盾,找出一系列現(xiàn)象的共性、本質(zhì)屬性,才能使學(xué)生正確形成概念。如功的概念的建立,是通過(guò)大量的生活情景,引導(dǎo)學(xué)生找出這些過(guò)程的共性,即不論哪個(gè)過(guò)程,都要有一個(gè)力,且物體都沿著這個(gè)力的方向移動(dòng)一段距離。從而提煉出“功”的定義,在對(duì)共性進(jìn)行概括和提煉時(shí),教師要有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生突出本質(zhì),摒棄非本質(zhì),才能建立起正確的概念與規(guī)律。
三、討論物理概念和規(guī)律的適用范圍
教學(xué)實(shí)踐證明,只有學(xué)生真正理解了的東西,才能牢固地掌握。因此,在物理概念和規(guī)律建立以后,還必須引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律進(jìn)行討論,以深化認(rèn)識(shí)。一般要從以下三個(gè)方面進(jìn)行討論:一是討論其物理意義,二是討論其適用范圍和條件,三是討論有關(guān)概念和規(guī)律間的關(guān)系。例如對(duì)于歐姆定律的討論,首先應(yīng)該讓學(xué)生知道歐姆定律研究的是電流與電壓、電阻的關(guān)系。而非電壓與電流、電阻的關(guān)系,或是電阻與電壓、電流的關(guān)系。其次要強(qiáng)調(diào)應(yīng)用歐姆定律的對(duì)應(yīng)性,這是學(xué)生特別容易出錯(cuò)的地方,另外還要從電壓、電阻的作用入手說(shuō)明電流與電壓成正比,與電阻成反比的內(nèi)在聯(lián)系,只有把這三個(gè)方面的問(wèn)題交代清楚了,學(xué)生在理解和掌握歐姆定律時(shí)才會(huì)少出錯(cuò)誤。
四、運(yùn)用物理概念和規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題
學(xué)習(xí)物理知識(shí)的目的在于運(yùn)用,在這一環(huán)節(jié)中,一方面要用典型的問(wèn)題,通過(guò)教師的示范和師生共同討論,深化活化對(duì)所學(xué)的概念和規(guī)律的理解,逐步領(lǐng)會(huì)分析、處理和解決物理問(wèn)題的思路和方法;另一方面,更主要的是組織學(xué)生進(jìn)行運(yùn)用知識(shí)的練習(xí),要幫助和引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)的基礎(chǔ)上,逐步總結(jié)出在解決問(wèn)題時(shí)的一些帶有規(guī)律性的思路和方法。其次,物理知識(shí)來(lái)源于自然,它又要服務(wù)于自然,使科學(xué)技術(shù)真正成為生產(chǎn)力。