时间:2023-07-10 17:33:50
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇欧姆定律的由来,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1 “串反并同”规律的含义
“串反并同”意即在电路中,当某个电阻的阻值发生变化时,凡是与该电阻串联的用电器(含电表)的电流、电压和电功率的变化趋势与该电阻阻值的变化趋势相反,凡是与该电阻并联的用电器(含电表)的电流、电压和电功率的变化趋势与该电阻阻值的变化趋势相同。
2 “串反并同”规律的由来
如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,当滑动变阻器R由上而下滑动时,试判断灯泡L的亮度、电流表和电压表的示数以及定值电阻R0的电流、电压、电功率如何变化?
分析:当滑动变阻器R由上而下滑动时,它被连入电路的电阻变小,灯泡支路的电阻R1=R+RL减小,则R外=R1R0/(R1+R0)=R0/(1+R0/R1)减小,由闭合电路欧姆定律:I=E/(R外+r)知,通过电源的电流I增大,那么U内=Ir必定增大,U外=E-U内减小,通过定值电阻R0的电流I0=U外/ R0减小,它两端的电压U0=U外减小,其电功率P0=U02/R0减小;通过灯泡支路的电流I1=I-I0是增大的,电流表的示数增大;灯泡两端的电压UL=I1RL是增大的,则电压表的示数增大,灯泡的功率P=I12RL增大,其亮度变亮。
可见,当滑动变阻器R连入电路的电阻变小时,与之串联的灯泡的电流、电压、电功率增大,电流表、电压表的示数增大;与之并联的定值电阻R0的电流、电压、电功率均增大,所以在此将其总结为“串反并同”。
3 “串反并同”规律的应用
3.1 在全电路动态分析问题中的直接应用
例1 如图所示电路中,A、B、C、D是只相同的电灯,当滑动变阻器的滑键上滑时,各灯的亮度怎样变化?
解析 首先判断A、B、C、D四只电灯与滑动变阻器的连接方式,其中B、D与滑动变阻器串联,A、C与滑动变阻器并联。据“串反并同”知,当滑动变阻器的滑键上滑时,它被连入电路的电阻增大,那么与之串联的B、D电灯的电流、电压、电功率随之减小,与之并联的A、C电灯的电流、电压、电功率随之增大,而电灯亮度的变化取决于其电功率的变化。因此,当滑动变阻器的滑键上滑时,电灯A、C变亮,电灯B、D变暗。
3.2 在全电路动态分析问题中的间接应用
例2 如图所示电路中,当可变电阻R的阻值增大时
A.UAB增大,IR增大;
B.UAB减小,IR减小;
C.UAB减小,IR增大;
D.UAB增大,IR减小。
解析 结合电路图和选项,我们设想在
A、B两点并联一个电压表,在可变电阻R所在支路串联一个电流表,那么,当可变电阻R的阻值增大时,根据“串反并同”规律知,与之并联的电压表示数增大、与之串联的电流表示数减小,因而UAB增大,IR减小,选项D正确。
3.3 在电路故障分析中的应用
例3 在如图所示的电路中,灯泡A和B都是正常发光的。忽然B灯比原来变暗了一些,而A灯比原来亮了一些。试判断电路中什么地方出现了断路故障?
解析 a.断路(相当于该处电阻增至无穷大)使电路中电阻增大。
b.B灯比原来变暗,说明B灯中电流减小,根据“串反并同”规律,断路处必定与B灯串联。
c.A灯比原来变亮,说明A灯中电流增大,根据“串反并同”规律,断路处必定与A灯并联。
根据以上分析可知,R2出现了断路故障。
可见,利用“串反并同”规律处理具体问题,关键在于深刻理解“串反并同”规律的具体含义和判断电路中的元件与可变电阻的串、并联关系.只有这样,才能熟能生巧,才能提高分析、解决问题的能力。
练习
1.在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P自a向b滑动时
A.电压表示数变大,电流表示数变小;
B.电压表示数变小,电流表示数变大;
C.电压表示数变大,电流表示数变大;
D.电压表示数变小,电流表示数变小。
2.在如图所示电路中,当开关断开时,各灯亮度变化情况正确的是
A.L1变亮,L2变亮;
B.L1变亮,L2变暗;
C.L1变暗,L2变亮;
笔者在多年的初中物理教学中,对于物理命题形成了一些粗浅的认识,在课改走过十年之后,在2011版新课程标准实施之际,将这些认识形成一些文字,供初中物理同行们批评指正.
1 关注迁移能力的考查,努力触及本质
知识的迁移能力既基于又超越知识的简单重现.这里所说的迁移不是一般意义上的由此及彼,而是指向物理本质的迁移运用.这一方面有些情况是喜人的,例如近年的考题中,对“效率”知识点的考查范围已经不再局限于机械效率,能够考查出效率的真实含义.但有些知识点,迁移的触角尚未触及或触及不深.
例如最基本的单位换算,通常的考查方式容易让学生对某个单位进行简单换算,如长度单位换算考查侧重点一般就是不同长度单位间的换算,电流单位换算考查侧重点也一般就是电流.而事实上,对于大多数单位的换算而言,关键在于弄清国际单位制中,某物理量的基本单位前面所加的“词冠”的含义:兆、千、分、厘、毫、微、纳等,并且要弄清它们之间的关系,掌握了这一关系,则单位换算的关系便不再孤立、单一,即使遇到陌生的单位,只要看到词冠,也能知道换算关系.
本题中最后一个空格的编制便能体现这样的意图:“步”不是一个真实的物理意义上的单位,但类似于步的单位在生活中常用,如用人的拇指与食指指尖距离、两手臂伸直后两手之间的距离等.当考查的视角从物理单位的换算扩大到日常所用单位的换算,我以为能考查学生头脑中有无词冠关系的意识与能力,从而将单位换算的教学引向本质.
复合单位亦是如此,一个物理量的单位若是复合单位,则其决定于此物理量的定义式,上题中第二个空格即可考查学生是否认识到这一点.我们甚至还可以更进一步:基于学生熟悉的物理量给出一个陌生公式,让学生推导这个新物理量的单位,在这样一个更为陌生的情境里,可以更好地考查学生是否熟悉复合单位的由来.
沿着这一思路,用比值法定义的物理量及相应物理量的意义等,也同样可以考查学生的迁移能力.例如,在学习重力的时候,我们可以在复习了速度、密度物理意义的基础上,让学生先自行尝试说出g的物理意义.这同样可以培养学生的迁移能力.
2 关注发散能力的考查,为了亲近智慧
考查知识的发散能力其实就是考查学生的发散思维,可是由于应试压力,物理教学容易囿于教材,日常教学中较难以实现.
以“比较物体运动快慢”为例,初中阶段一般强调比较物体运动有两种方法:相同路程比时间;相同时间比路程.很多课堂上一般都是这样的情形:得出速度定义后引导学生发现,物理上用的速度其实就是“相同时间比路程”,所用的措辞一般也是“我们物理上规定,用单位时间内通过的路程来比较物体运动的快慢”.那为什么不用“相同路程比时间”呢(即速度公式变成v=ts)?教师常用“有兴趣的同学课后继续研究”或“我们物理上就这么规定的”之类的话带过.
对于高中生,解释通常是这样的:一个物体一段时间内位移可能为0(物体运动一段时间后回到出发点),则用公式v=ts便会出现分母为0,分式无意义的情形.而对于初中生,是不好这样解释的,但这个问题又无疑又是值得研究的,只好另想办法.
题目编制 小华是一个爱思考的学生,他想:既然用“相同路程比时间”也可以比较物体运动的快慢,为什么不用v=ts来作为速度的表达式呢?就这个问题他去请教老师,老师说:“假设某物体静止了10 s,你用v=ts计算试试,看会出现什么情况.”请你帮小冬写出计算过程,并说明用此式作为速度表达式的不合理之处.
(提示:数学分式有意义的条件.)
静止是运动的一部分,是物体运动快慢中慢的极限,当然也在初中生的思维能力之内.本题选取静止这一情形,利用分式中分母不能为零,来证明公式v=t/s实际上是不能用来比较物体运动快慢的.
这样的题目对于学生而言,延伸了课堂的长度与思维的宽度,既可以满足学生思维的需要,从而开拓学生的思路,又能完善学生的认知体系,有利于真正培养学生的发散思维能力;对于教师而言,也可以引领教师形成走出教材的意识与能力,是一种积极作用.
3 关注物理学史的考查,一手牵着哲学
物理源头在古希腊哲学,物理学行走至今,从来没有离开过哲学.但,当下教学并不能很好地体现这一点.
题目编制 17世纪英国著名哲学家培根曾有名言:知识就是力量.对于生活在今天的我们,这句话是恰如其分的,因为知识的力量已经并将继续强烈地改变我们的生活.下面选项中不属于推动社会进步的科技力量的是
A.牛顿第一运动定律的发现,使得人们能够准确地判断宏观物体的运动
B.原子裂变的发现使得人们利用原子能发电
C.原子弹的制造使得人们可以掌握更为先进的杀伤性武器
D.欧姆定律的发现使得人们可以更有规律地利用电
物理是一门科学,而科学技术被认为是生产力,但这种生产力是中性的,有时未必会促进社会发展,当下各种各样的食品问题与环境问题中,科学技术在发挥着消极的作用,更别说核扩散、大规模杀伤性武器的扩散了.如果可能,我们还是可以在题目中发挥一种隐性的引导作用的,这也是一件功德无量的事情.本题关键不在于选择出正确选项C,而在于让学生对“推动社会进步的科技力量”有更为清晰的认识,即科学的力量是同时具有两方面的作用的,因此关键在于运用这种力量的人.