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欧姆定律的特点

时间:2023-07-13 17:24:09

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篇欧姆定律的特点,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。

欧姆定律的特点

第1篇

欧姆定律在初中物理电学知识体系中占有极其重要的地位。作为一个实验定律,它的得出依赖于实验探究。初中阶段对欧姆定律的探究主要是针对部分导体的欧姆定律。

苏科版物理教材中欧姆定律处在一章的第三节,在探究欧姆定律之前,学生已经学习的电学内容有:初始家用电器和电路,电路连接的基本方式(串并联电路的认识),电流和与电流表的使用,电压和电压表的使用,电阻,变阻器。通过这些内容的学习,学生已经知道改变电流大小的两种方法:1. 改变电路中的电源电压;2. 改变电路中的电阻。带着这样的知识基础,进行欧姆定律的探究学习。

教学过程中,按照教科书上实验电路图,采用控制变量的方法,根据实验探究的一般过程进行两次实验。因此在利用教材中的实验设计进行教学的过程中遇到了一些有待商榷的问题。

问题1:“移动变阻器的滑片,改变滑动变阻器连入电路的电阻,可以改变电路中的电流,但为什么就可以改变加在电阻两端电压呢?”

问题2:“调节变阻器,使电阻R两端电压改变,为什么同样是调节变阻器,却又是使加在R两端的电压不变呢?”

分析:学生对电流的认知是通过教材中用水流做类比,从而知道电压是形成电流的原因。从认知的过程来看,正是因为有了电压,才会有电流的产生。

而在本书欧姆定律的探究实验中,二次实验都是通过移动滑动变阻器来改变电流的大小,利用欧姆定律的原理,从而改变了电阻两端的电压或使不同电阻两端的电压不变。这样就会给学生有一个错误的印象:“电阻改变电流,电流改变电压”。使学生认知电流、电压的因果关系上容易出现倒置,认为电压的改变是由于电流的变化而引起的。因此在未探究出欧姆定律之前,根本不可能向学生解释他们提出的这两个问题。更严重的是在课后的作业反馈中,有学生对于这个的实验做出了错误的总结:在电阻一定时,电压和电流成正比。所以这个实验设计在学生探究学习欧姆定律的思维逻辑上存在着错误的引导,必须加以改进。

本人认为问题产生的根本原因就出在滑动变阻器在实验中的引入。

虽然滑动变阻器的联入使实验操作更为方便更为简单,但产生的负面影响是巨大的,导致了学生知识认知逻辑上的混乱,迷惑,弊大于利。本人提出的改进建议是舍去滑动变阻器:

电阻不变时,探究电流与电压的关系的实验中,完全可以舍去滑动变阻器,直接把电阻接入电路,通过直接改变电源电压的方法来进行实验。

电压不变时,探究电流与电阻的关系。而舍去滑动变阻器后,通过固定的电池数目的方法很难实现电阻两端的电压不变。其原因在于电池组存在一定的内阻,就会导致路端电压随外电路电阻的变化而变化(外电路电阻变大路端电压也变大),而不能达到控制电压不变的目的。同时电压表示数的变化也会引起学生的质疑。初中阶段,由于电池的内阻不作要求,因此最合适的方法就是采用输出电压恒定的学生电源进行实验。

综上分析,本人设计这样的探究实验:

实验器材:学生电源,电阻箱(或若干已知阻值电阻),电压表,电流表,导线,开关

实验步骤:按实物图连接好电路:

实验一,先保持电阻R不变,通过调节学生电源的输出电压(电压取值要小),研究电流跟电压的关系。将所测数值填入表格,分析数据,得出结论。

实验二,保持学生电源输出电压不变,调节电阻箱的阻值,研究电流和电阻的关系。将所测数值填入表格,分析数据,得出结论。

实验总结:将两方面结论综合,归纳出欧姆定律。

第2篇

一、知识网络

欧姆定律探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律内容、公式欧姆定律的应用伏安法测电阻串联、并联电路电阻的特点

二、知识梳理

(一)欧姆定律的探究(探究电流与电压、电阻的关系)

1.探究方法:控制变量.

2.实验电路图:如图1所示.

3.实验结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.

(二)欧姆定律

1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.

2.表达式:I=■

3.适用范围:欧姆定律所研究的电路是电源外部的一部分或全部电路;在非纯电阻电路中(如含有电动机的电路),公式中的U、I、R的关系不成立.

4.适用条件:欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I、U、R是对同一段电路(或导体)、同一时刻(或状态)而言的.

5.公式变形:由欧姆定律数学表达式可得到公式R=■、U=IR,用于计算导体的电阻和导体两端的电压.

(三)欧姆定律的应用

1.伏安法测电阻

伏安法测电阻的实验原理是R=■.用伏安法测量导体电阻的大小,即用电压表测量导体两端的电压大小,用电流表测量导体中电流大小,根据公式R=■,即可得到导体电阻的大小.在用伏安法测电阻时,要正确选择电压表与电流表的量程,同时,要利用多次测量求平均值以减小实验误差.

2.推导串联电路的总电阻

如图2,根据串联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1=I2,U串=U1+U2

再根据欧姆定律变形公式可得:

IR串=I1R1+I2R2

所以,R串=R1+R2

结论:串联电路的总电阻等于各串联导体电阻之和.(若有n个导体串联,其总电阻为R串=R1+R2……+Rn)

3.推导并联电路的总电阻

如图3,根据并联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1+I2,U=U1=U2

再根据欧姆定律的变形公式可得:

■=■+■

所以,■=■+■

结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联导体电阻倒数之和.(若有n个导体并联,其总电阻为■=■+■+……+■)

三、典型例题

例1 由欧姆定律数学表达式可以得出公式R=■.关于此表达式,下列说法正确的是( ).

A.当导体两端的电压是原来的2倍时,导体的电阻也是原来的2倍

B.当导体中电流是原来的2倍时,导体的电阻是原来的0.5倍

C.当导体两端的电压增加几倍,导体中的电流也增加几倍,导体的电阻不变

D.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

解析 公式R=■是由欧姆定律数学表达式变形得到的,它表示一段导体两端的电压与通过导体电流的比值是不变的,它反映了导体对电流的阻碍作用.电阻是导体本身的一种属性,跟导体两端电压、电流均无关.

答案 C.

例2 小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图4所示的电路图(电源电压恒为6V).

(1)根据小明设计的图4,用铅笔将图5的实物连接完整.

(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面表格中,然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω,让滑动变阻器的滑片P向 移动(选填“A”或“B”),直到电压表的示数为 V.此时电流表的指针位置如图6所示,请把测得的电流数值填入表格.

(3)小明根据实验数据得到如下结论:导体中的电流与导体的电阻成反比.请你对以上的探究过程和得出的结论做出评价,并写出两点评价意见: ; .

解析 (1)连接实物图时,电压表要并联在定值电阻两端,并注意选择合适的量程;连接滑动变阻器要注意连接“一上一下”两个连接柱.

(2)因为导体中的电流与导体电阻和导体两端的电压均有关,所以探究“一段电路中的电流跟电阻关系”时应控制定值电阻两端电压相同.当E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω时,如果滑动变阻器滑片P不移动,则电压表示数会变大,为了保持电压表示数不变,滑片P应向B端移动,直到电压表示数与第一次实验时一样,即4V.

(3)通过数据分析找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但仅通过一两次实验数据就得到结论并不科学,常常会使结果带有偶然性,因此需要进行多次实验;得出的结论是有条件限制的,结论缺少前提条件.

答案 (1)如图7所示.

(2)B 电压表的示数为4V 0.2

(3)实验次数太少(没有进行多次实验);结论缺少“电压一定”的前提条件

例3 小华想测出一个电阻Rx的电阻值,将选用的器材连接成如图8所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻.由于电源电压未知,所以,没能测出电阻Rx的阻值.请你选添合适的器材,帮他完成这个实验.要求:(1)用两种不同的方法,分别画出电路图,简要说明实验方法,并写出电阻Rx的表达式.(2)每一种方法在不拆除原有电路接线的条件下,只允许选添一种器材和导线接入电路.

解析 方法1:如图9,用电流表测出通过Rx的电流I,用电压表测出Rx两端的电压U,则电阻Rx=■.

方法2:如图10,用电流表测出通过Rx的电流为I,用电压表测出Rx和R0两端的总电压为U,则电阻Rx=■-R0.

方法3:如图11,先用电流表测出电路中的电流为I1,再将导线并联在电阻Rx两端,测出电流表为I2,则电阻Rx=■R0 .

点评 本题采用特殊方法测量电阻.因为已有电流表,这样就可以测出电阻Rx和已知电阻R0的电流值.但由于缺少电压表,因此解决本题的关键是如何测量出电阻Rx两端的电压.解决本题的方法是开放性的,只要能测出电阻Rx两端的电压(或Rx和R0两端的总电压),即可利用R=■求出电阻Rx的阻值(或电阻器Rx与R0的总电阻,从而可求Rx的阻值).另外,将导线并联在电阻Rx或已知电阻R0两端,可使得电路中电流发生变化.根据电流表的数值,并利用欧姆定律即可求出电阻Rx的阻值.

例4 在学校举行的物理创新大赛上,小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图12、图13所示.两装置中所用的器材与规格完全相同,压力表是由电压表改装而成,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器,规格为“10Ω 1A”.金属指针OP可在金属杆AB上滑动,且与它接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计.M为弹簧,在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比.当托盘所受压力为零时,P恰好位于R2的最上端;当托盘所受压力为50N时,P恰好位于R2的最下端,此时弹簧的形变仍在弹性限度内.

(1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,电压表的示数为3V,则电源电压是多少?

(2)图12装置中,压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?

(3)在图12、图13两种装置中,两个压力表的刻度特点有何不同?试说明理由.

解析 (1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,

电路中的电流I=■=■=0.3A.

电源电压U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω

+10Ω)=6V.

(2)图12装置中,当托盘所受压力为25N时,P恰好位于R2的中点,滑动变阻器接入电路的电阻R2为5Ω.电压表测R2两端电压.

电路中的电流I=■=■=0.4A.

电压表的示数为U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.

压力25N的刻度位置标在电压表表盘2V的刻度线上.

(3)图12装置中压力表的刻度是不均匀的,图13装置中压力表的刻度是均匀的.

图12装置中,当改变托盘所受的压力时,R2接入电路中的电阻发生变化,电压U2=■,U2与R2不是正比关系,压力表的刻度不均匀.

第3篇

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关键词:欧姆定律;教学设计;传感器;DIS 线性元件;非线性元件;伏安特性;屏幕广播

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2015)6-0073-6

1 教学内容分析

(1)教材分析:“人教版”高中物理(选修3-1)第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》,教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律,然后重点阐述了导体的伏安特性,并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线,对比了它们的导电性能。

(2)《课程标准》要求:①观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用;②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。

2 教学对象分析

(1)学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识,为本节实验方案设计打下了基础;

(2)初中已经学习过的欧姆定律基础知识,为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用;

(3)学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。

3 教学目标

3.1 知识与技能

(1)了解线性元件及其特点;

(2)理解欧姆定律及其适用条件;

(3)了解非线性元件及其特点。

3.2 过程与方法

(1)通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程,进一步熟知科学探究的各环节;

(2)通过描绘导体伏安特性曲线,体会图线法在物理学中的作用;

(3)初步掌握传感器、DIS(数字化信息系统)的操作和使用方法。

3.3 情感态度与价值观

(1)通过使用传感器和DIS(数字化信息系统),增强数字化、信息化科学意识;

(2)通过与同学的讨论、交流、合作,提高学生主动与他人合作的意识;

(3)通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果,享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。

4 教学重点

(1)线性元件与欧姆定律

(2)线性伏安特性曲线的理解与应用

5 教学难点

(1)实验方案的设计与电路连接、DIS(数字化信息系统)的使用;

(2)非线性伏安特性曲线的理解与应用。

6 教学策略设计

6.1 《课程标准》要求

(1)观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用;

(2)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。

这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标!而采用传感器和DIS(数字化信息系统)获取导体的伏安特性曲线,利用现代化信息技术,不仅大大提高了课堂教学效率,而且增强了学生数字化、信息化科学意识。

6.2 本节课设计了四个探究环节

(1)探究环节一:描绘金属导体(合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻)伏安特性曲线

该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理,得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中,包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节,使学生进一步熟知科学探究的各环节。

(2)探究环节二:线性元件与欧姆定律

(3)探究环节三:描绘小灯泡(二极管)的伏安特性曲线

(4)探究环节四:非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用

其中,环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5 Ω与10 Ω电阻,小灯泡与二极管。这样设计,既提高了实验效率,又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同,又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。

6.3 本节课采用小组合作形式

使学生通过与同学的讨论、交流、合作,提高学生主动与他人合作的意识;通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果,享受分享和成功带来的喜悦,提高学生合作共享意识。

7 教学设备

25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。

8 教学过程

引入新课

【教师】

实物投影:整流、滤波线路板,介绍元件、功能。

引入课题:该线路板为何能实现如此神奇的功能呢?那就要求设计者对各元件的性能非常了解,而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。

【学生】

观察、思索、好奇、兴奋。

【设计说明】

激发学生研究导体伏安特性的兴趣。

新课教学

探究环节一:描绘金属导体伏安特性曲线

(一)提出问题

【教师】

(1)今天我们就首先探究金属导体(合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻)的伏安特性。

(2)划分四个研究小组,每组六台电脑。

【学生】

熟悉小组成员,选出小组长。

【设计说明】

小组合作。

(二)设计实验

(1)方案设计

【教师】

导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U,纵轴表示电流I,画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线。

注意解决三个问题:

①如何测量导体的电流、电压?

②如何改变导体的电流、电压?

③怎样描绘导体的伏安特性曲线?

【学生】

分组讨论:

①达到实验目的所需的实验器材;

②画出实验电路图、概述实验方案。

【设计说明】

①提高学生的实验设计能力;

②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。

(2)方案论证

【学生】

小组长说明实验器材。

【教师】

展示实验器材实物图(图1)。

【学生】

小组长投影实验电路、简述实验方案。

【教师】

展示实验电路(图2)。

(3)方案改进

【教师】

在数字化时代,我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表,利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究(图3)。

【学生】

阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。

【设计说明】

采用传感器和DIS,提高效率,完成传统实验器材不可能完成的任务。

(三)数据收集

(1)分组实验

【学生】

分组实验:1、2组10 Ω电阻;3、4组5 Ω电阻,同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零,按操作指南要求收集数据、保存实验,暂不关闭等待分享实验数据(图4)。

②巡回指导。

④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

(2)成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材,既提高了实验效率,又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同,又能自然总结出线性元件的概念。

(四)结论评估

【教师】

请分析两图线的异同。

【学生】

(1)两图线均为过原点的直线――线性元件。

(2)两图线的斜率不同――电阻值不相等。

探究环节二:线性元件与欧姆定律

(一)线性元件

【教师】

(1)金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,具有这种伏安特性的元件称为线性元件。

那么,线性元件有什么特点呢?

【学生】

观察、思考后回答。

(2)通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。

【教师】

展示两个电阻的伏安特性曲线(图5)。

【学生】

观察、思考后回答。

(3)电压一定时,通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。

【教师】

线性元件这两大特点你联想到哪条规律?

【学生】

齐答:欧姆定律。

【设计说明】

线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。

(二)欧姆定律

【教师】

内容:通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比,跟导体本身的电阻成反比。

适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路

【学生】

回顾、归纳。

【教师】

情感教育:介绍欧姆及其实验装置(图6),阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响!

【学生】

好奇、兴奋。

探究环节三:描绘二极管小灯泡伏安特性曲线

(一)提出问题

【教师】

下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。

【学生】

更换器材、连接电路(图7)。

(二)数据收集

(1)分组实验

【学生】

分组实验:1、2组二极管;3、4组小灯泡,同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零,按操作指南要求收集数据、保存实验,暂不关闭等待分享实验数据。

②巡回指导。

③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

(2)成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材,提高了实验效率,而通过寻找两组不同图线的异同,又能自然总结出非线性元件的概念。

(三)结论评估

【教师】

请分析两图线的异同(图8)。

【学生】

(1)两图线均为曲线――二极管为非线性元件。

(2)两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小;钨丝的电阻随电压升高而增大。

(四)知识点辨析

【教师】

钨丝(小灯泡灯丝)属于金属导体,但其伏安特性曲线为何呈现曲线?(图9)

【学生】

因为灯丝温度变化范围过大。

【教师】

动画:手工绘制钨丝伏安特性曲线。

可以看出:曲线起始端温度变化很小,呈现线性。

探究环节四:非线性元件

(一)非线性元件的概念

【教师】

(1)气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线,这种元件称为非线性元件。

(2)对非线性元件,欧姆定律不适用。

(3)非线性元件的电阻除了由材料本身决定外,还与加在其两端的电压有关。

【学生】

观察、思考。

【设计说明】

实验与知识点自然衔接。

(二)非线性伏安曲线的理解与应用

(1)跟踪练习――非线性伏安曲线的理解

【教师】

①小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图10所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是( )

(2)拓展练习――非线性伏安曲线的应用

【教师】

②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示,将该灯泡与一个R=6 Ω的定值电阻串联,接入输出电压U=3 V的恒压电源,如图12所示,试求通过小灯泡的电流强度。

【学生】

解析:在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6I 的图线(图13)。

从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为I = 0.22 A。

【设计说明】

拓展学生解题思路,增强学生图线法解决问题的意识!

课堂小结

【教师】

引导学生回顾、归纳总结。

知识小结:线性元件、欧姆定律、非线性元件。

方法小结:实验探究、图线法、数字化。

【设计说明】

比知识更重要的是方法!

作业布置

【教师】

(1)课本P48页2、3、4题。

(2)请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线(含正、反向电压)的方案。

(3)网上查阅欧姆定律的发现历程。

【设计说明】

三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。

参考文献:

[1]张金权.DIS数字实验系统与物理探究教学整合的策略[J].物理教学探讨,2013,(11):56.

第4篇

物理学的逻辑性很强,纯理论的知识让学生们很难接受,而且中职学校学生的基础知识普遍较差,学习兴趣不浓,容易使之产生一种厌学情绪。以物理新课程理念审视物理教育,物理课程在重视科学知识积累的同时,还应重视学生主动参与知识探究的全过程,加强学生实践和实验能力的培养,强调科学方法和科学思维习惯的养成。所以要有目的的引导学生主动思考使学生很自然的掌握相应知识。

1 结合专业实际特点利用以下手段促进课程改革

1.1 贴近生活。各种家用电器的大量使用,为物理教学提供了丰富的感性材料。如电压、电流、电磁炉等,学生在日常生活中,观察和接触的电现象和应用电的知识的事例,恰当地利用学生已有的感性认识及生活经验,通过举例引导学生提取储存在头脑中的印象。教师在课堂上应密切联系生活实际,注意身边的科学,如学生普遍对现代电子信息技术比较感兴趣,教师可以针对这一问题,有意识地讲述物理知识在电子信息技术中的重要作用等。以日常生活中的电学概念教学,可以增加学生学习的主动性。

1.2 注重实验。物理学是一门以实验为基础的自然学科,物理规律和理论是以实验为基础并验正的。在物理学里,某些性质不同的物理现象都是要通过实验来验证的,运用演示实验或学生亲自做实验来获得感性认识,容易更好的集中学生的注意力,培养学生的观察力,激发学生的学习兴趣。新颖的实验往往更能吸引学生注意,恰当地将教材中的实验加以发展、变化,可以增加学生的好奇心和求知欲。采用演示教学法,在整个教学过程中,教师边演示、边提问、边解答,学生边观察,边考虑问题,把抽象的理论变得具体、生动。使学生在愉悦的教学环境中,深深感受到学习的趣味性和有用性。

1.3 利用多媒体课件模拟演示。物理概念和原理是比较抽象的,有些现象在传统的实验中也是无法展示的,所以仅靠形象、表象和想象对初学者来说是不容易理解和掌握的。但是,利用多媒体课件可以较好地解决这一难点。例如“电流”概念比较抽象,可以利用多媒体模拟电路中电流的流动,看到正电荷从正极向负极运动,这样将电流转换成电荷的流动,让本来看不见的电流变成动态的画面,将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画。遵循学生的思维由浅入深、由表及里,从具体到抽象,由现象到本质的循序渐进的思维过程,可以比较容易地解决这一教学难点。加深学生对电流的感观认识,从而为建立电流概念打下基础。

1.4 在公式分析。讲解公式时,注重公式推理、得出过程,注重公式的使用条件,主要学习公式的如何使用。这是物理式正确使用的前提,前期学不好,后期无法正确应用。中职学生在初中物理中已学过的部分电路欧姆定律,它只适用于电路中某个导体或某一部分电路的电压、电流和电阻三者之间的关系。《电工基础》中引入了全电路欧姆定律新知识,进一步完善电路中内、外电路的电流、电压(电动势)和电阻间的关系,使知识由“部分电路”向“全电路”深化和发展。教学中可以充分利用部分电路欧姆定律的概念和相关知识,引入全电路欧姆定律的概念。如在课本电路中,将全电路分解为外电路和内电路两部分,在外电路中,根据部分电路欧姆定律可知负载R两端的电压降为:U=IR.在内电路中,电源电动势E与内阻r的电压降Ur和电源端电压的关系是:U=E-Ir。在全电路中,负载两端电压U与电源端电压U相等,且内外电路电流相等,则可得:I=E/R+r即为全电路欧姆定律。通过实例的讲解,注意强调部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两种概念的共同点、不同点以及相互联系,使学生对新知识能进一步理解和掌握。

2 提高基础学力,促进科学素养可持续发展

学力,是指通过学习获得的能力。物理教育在提高学生科学素养的同时,还要提高学生的学力水平,并使更多的学生对物理产生兴趣。学力是教育的内核,是学校课程设计的前提。任何一门学科教学的目标大体有四个组成部分:①知识、理解;②技能;③思考力、判断力;④关系、动机、态度。前两部分为显性学力,后两部分为隐形学力。就犹如浮在水面上的冰山,浮出水面的仅仅只是冰山一角,而更多的、隐匿在水面下的才是支撑浮出水面部分的基础,四部分做为一个整体反映了一种学力观。

3 结合学生、学校或专业的特定环境和特点,开展适合专业特点和学生实际的校本课程开发,是培养学生专业素养的必要补充

遵循“够用、实用、适用”的原则,力求体现专业特色,正确把握物理课在电子专业教育体系中的地位,客观分析学生未来就业发展的要求。在内容安排上,突出核心基础知识和基本技能,力求为后续专业课打好基础,同时,注意培养学生掌握物理学的基本思想和基本方法,提高他们的综合素质。

职业教育的教学侧重于理论与实践的紧密结合,在教学方法上强调教育与生产实践相结合,在课程设置上理论与实习并行,知识与技能并重,培养的教育人才具有实践性和应用性的特点。职业教育的特点决定了应用性较强的物理基础堂教学必须突出能力上的要求,掌握相对应的物理知识。物理教学不是孤立的,它与学生所学的相关专业是关联的,教师应注重构建一套完整的体系,使学生更好的学以致用。

第5篇

【关键词】电路电动机纯电阻与非纯电阻

电流通过纯电阻与非纯电阻时的能量转化关系,是高中物理直流电路部分的重点知识,但由于很多同学不能够正确区分纯电阻与非纯电阻,导致很多问题的分析出现问题,本人结合教学过程中的实际情况,以电动机为例,较好的解决了纯电阻与非纯电阻中应用中的区别与联系。

一、设计的几个实验分析:

当电流通过电动机的过程中,消耗电能,同时会产生其他形式的能,这个能量转化的过程就是电流做功的过程,即电功W=IUt。而电流通过线圈时会产生焦耳热,Q=I2Rt,那么,Q与W相等吗?

解决方案:假设Q=W,将推导出I=U/R,即欧姆定律,而欧姆定律是有它的适用条件的。

分析:欧姆定律有它的适用条件,电流消耗的电能全部转化为内能,此时电功等于电热。所以,欧姆定律适用的电路叫做纯电阻电路;欧姆定律不适用的电路叫做非纯电阻电路。

实验1:探究电动机在不转动的状态下,电压、电流和电阻的关系有何特点。

实验2:探究电动机在转动的状态下,电压、电流和电阻的关系有何特点。

通过具体的实验让学生清晰的辨别纯电阻电路与非纯电阻电路。

实验3:进一步探究电动机在不转动的状态下,电压、电流和热功率、总功率的关系。

实验结论:电流通过纯电阻时,热功率在总功率中所占比值很高。在误差允许的情况下,纯电阻电路产生的电热近似等于消耗的电功,即W=Q.

实验4:进一步探究电动机在转动的状态下,电压、电流和热功率、总功率的关系。

实验结论:电流通过非纯电阻时,热功率在总功率中所占比值较小。从能量守恒的角度去考虑,W=Q+E,即电动机消耗的电能等于产生的热量及产生的机械能的总和。

二、大思路

含电动机的电路由于涉及电能转化为机械能,电动机正常工作的电压电流关系不再满足,我们需要从能量守恒的角度去研究。

电动机正常工作时的输入功率(即电动机消耗的总功率)一部分转化为电热,一部分转化为机械能输出。根据能量守恒:

P输入+P热=P输出

1.求电动机两端的电压U

2.求流过电动机的电流I

3.求电动机的内阻r

4.求电动机输入功率P输入,用电功率公式P=IU计算

5.求电动机内阻消耗的电热功率P热,根据焦耳定律求出P热=I2r

注意:4、5中的两个公式不能使用纯电阻电路中的其他变形。

6求出P输入、P热之后,不难求出P输出

举一反三,如果已知P输入、P热、P输出中的任意两个,则另一个可以通过解能量守恒方程求出。

三、例题分析:

例:一台电风扇,内阻为20Ω,接上220V电压后,消耗功率66W,问:

(1)电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少?

(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少?转化为内能的功率是多少?电动机的效率是多少?

(3)如果接上电源后,电风扇的风叶被卡住,不能转动,这时通过电动机的电流,以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少?

分析(1)因为P入=IU

所以I=PUA=0.3A

(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率

P内=I2R=0.32×20W=1.8W

电风扇正常工作时转化为机械能的功率

P机=P入-P内=66W-1.8W=64.2W

电风扇正常工作时的效率

η=64.266×100%=97.3%

(3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻,通过电风扇的电流

I=UR=22020A=11A

电动机消耗的电功率

P=IU=11×220W=2420W

电动机发热功率

P内=I2R=112×20W=2420W

第6篇

关键词:规范;知识的补充与拓展;灵活运用和融会贯通

中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)34-0116-02

教科书中所给的两道例题具有很强的代表性,第一个例题是让学生体会:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻两端电压会随之改变。例题二让学生体会:当并联电路一个支路电阻改变时,干路中电流会发生变化,但另一个电路电流和电压不会发生变化。两个例题做下对比,解决了学生疑惑。下面笔者从以下几方面谈谈本节教学的注意事项以及心得体会。

一、仔细分析题目

分析题目是思维能力的展示,是对知识的具体运用。首先让学生熟练掌握欧姆定律的内容及形变公式,然后对电路进行分析判断,确定电路特点,然后再根据电流电压电阻关系解答。

二、规范解题

初中学生接触物理学习时间不长,对于会做的题目往往不知怎样表达,有时表达顾此失彼造成丢分。究其原因是解题不规范,所以养成规范的解题习惯,对提高教学成绩和养成严谨的思维能力尤其重要。本节中,利用该定律解题应注意:(1)I,U,R都是指同一导体或同一段电路在同一状态下的物理量。(2)利用好该定律的两个变形公式U=IR,R=U/I。(3)单位必须统一用国际单位的主单位。(4)在I,U,R下方标上角标,表示不同的导体,或者同一导体的不同时刻。(5)要有必要的文字表达,在物理语言的表达上要严谨、有序。

三、注意知识的补充与拓展

以例一为例:电阻R1为10欧,电源两端电压6伏,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中的电阻R2为50欧时,通过R1的电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻为20欧时,通过R1的电流I。本题中,由于电阻串联,通过R1的电流与总电流相等,由于知道总电压U,只要知道总电阻就可以了,我就提问学生:总电阻是多少呢?学生异口同声回答:R1+R2。我又问,为什么是两个电阻之和呢?此时学生无语,引起认知冲突。这时,我把学生带入最近发展区,得出串联电路电阻关系。串联电路电阻关系U=U1+U2;电流关系:I=I1=I2,得U/I=U1/I1+U2/I2。由欧姆定律可知R=R1+R2。所以也可以求出通过R1电流I=U/R=6/60=0.1(A)。同理可以求出当R3=20欧时电流I=0.2A。此时老师可以让学生分别求出两个小题滑动变阻器两端电压和电阻R1两端电压分别是多少。当滑动变R2=50欧时,U1=I1xR1=0.1x10=1(v),U2=I2xR2=0.1x50=5(v);当滑动变阻器电阻R3=20欧时,U1=I1xR1=0.2x10=2(v),U3=I3xR3=0.2x20=4(v)。引导学生比较两种情况下电阻与各自电压关系发现:第一种情况下U1/R1=U2/R2;第二种情况下:U1/R1=U3/R3。由此得出串联电路电压比等于各自电阻比,即:U1/U2=R1/R2。老师点拨学生认识到,串联电路中,当一个电阻改变时,另一个电阻两端电压和电流都要改变,可谓“牵一发而动全身”。以例二为例:电阻R1为10欧,与滑动变阻器组R并联电路,电源电压12V,开关S闭合后,求:(1)当滑动变阻器R接入电路中电阻R2=40欧时,通过R1的电流I1和总电流I;(2)当滑动变阻器接入电路中电阻R3=20欧时,通过R1电流I1和总电流I。本题由于电阻与变阻器组成并联,所以它们两端电压U1=U2=U=12V。以第一小题看,由欧姆定律得,通过R1的电流I1=U1/R1=12/10=1.2A;通过R2的电流I2=U2/R2=12/40=0.3A;总电流I=I1+I2=1.2+0.3=1.5(A)。我此时问学生:由欧姆定律,总电流I可以用总电压U与总电阻R的比求得,那么并联电路总电阻是多少呢?这时学生很快回答:等于两个电阻之和。我没有否定学生的回答,而是让他们用总电压除以总电流看看总电阻是多少,和想象的是否一样?即:R=U/I=12/1.5=8(欧)。通过计算同学们发现并联电路总电阻并不等于各电阻大小之和,不但比它们的和要小,而且比任何一个都要小。但又找不出到底有什么关系。我把三个电阻大小依次列出来:8 10 40。让学生发现三个数据关系,当我意识到没有学生发现时,我又把三个数写成倒数形式。这时熊可佳同学首先发现:1/8=1/10+1/40。我虽然欣喜,对她给予了表扬,但并没急于下结论。而是让学生用同理计算第二题,发现同样的规律。此时我告诉学生并联电路电阻的关系:总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。即1/R=1/R1+1/R2。

当满足学生一时的求知欲时,学生的好奇心被进一步调动,老师趁热打铁,让学生找找两种情况下,电阻和通过它们的电流的关系。以第一小题中,R1=10欧,I1=1.2安;R2=40欧,I2=0.3安。学生马上就发现:I1/I2=R2/R1。即,并联电路电流比等于电阻比的倒数。通过数据,可以进一步引导学生发现:并联电路中,当一个支路电阻改变时,只能改变本支路电流,对其他支路的电压,电流没有影响。这也是我们经常说的并联电路各支路地位平等,相互不影响。

第7篇

1.遵循新课程理念,用好教材,教学流程设计突出过程与方法。

下面是我在处理电动势这个教学难点的具体做法:

师问:电源的作用是什么?(假定自由电荷为正电荷)

生答:电源是把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极。

师问:把自由电荷从负极经电源内部搬运到正极过程中自由电荷受几个力作用?与电荷运动方向关系?

生答:受两个力。静电力的方向与正电荷的运动方向相反,另一个力与运动方向相同。

分析总结:正、负极堆积着正、负电荷,所以电源内部存在着有正极指向负极的静电场,正电荷在电源内部受到的这个静电力的方向与正电荷的运动方向相反,静电力充当阻力。要把电荷从负极搬运到正极就还要受克服静电场对电荷的作用力。这个力由电源提供叫做非静电力,方向与静电力相反。

师问:这两个力对电荷做功吗?电荷的能量变吗?

生答:静电力做负功,非静电力做正功。电荷的电势能增加。

分析总结:从能量转化的角度看,电源是把其它形式的能转化为电能的装置,通过非静电力做功,让电势能增加。即使是把相同的电荷量从负极移到正极,非静电力在不同的电源中做功也不一样,就像把相同的重物从一楼搬上二楼,如果楼层的层高不一样,人力做功就不一样。非静电力对电荷做的功与电荷的比值有特殊意义(相当于楼层的层高),定义为电动势。电动势是电源的一种特性,其大小与非静电力的性质有关,与W和q是无关的。

通过这样的教学过程,学生能建立闭合电路中电荷运动的图景,在分析讨论中感受到比值定义物理量的思想和做功研究能量变化的思想,这些对学好物理,提高解题能力有根本性的帮助。

2.注意学生自主学习能力的培养。

“高中物理新课程标准明确提出,要加强学生自主学习能力的培养,注重发展好奇心与求知欲,培养科学态度和科学精神”。[1]我在本章教学时安排两次自主学习的内容,一次是电阻定律的推导,另一次就是闭合电路的欧姆定律。下面是我在教第七节“闭合电路的欧姆定律”时安排的一节自学的情况:

我提出了如下几个思考题:

(1)闭合电路欧姆定律的推导过程?

(2)定律的文字叙述、公式及单位?

(3)公式中各项意义及各部分之间的关系?

(4)闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的区别?

我要求学生完成自学笔记。绝大多数学生在30分钟内完成。我再要求学生做3道浅显的选择题,学生一般5分钟可完成。接下来我组织学生交流讨论自习内容和体会。当然,自学从容量、深度等方面和正常一节课教学是有一定的差距,教师在学生自学的基础上还需安排一定的时间对本节内容进行适当拓展加深,这对学生自学意识、自学方法和能力培养是有意义的。

3.加强学生实验情况的研究、提高实验教学效益。

本章的实验非常重要,是高考重点,仔细分析一下这部分实验,有些实验对学生的实验能力要求比较高,学生在做的过程中感到很难。按惯例,许多学校都是一课时完成一个实验,结果大部分实验效果都不好,我们通常都认为完全是学生不认真造成的,其实不完全是这样。有一次我听了几节“电阻定律”实验探究课,那是全市青年教师课堂教学大赛,即使重点中学的学生,在教师十几分钟的讲解提示以后,能在二十多分钟做完实验、拿出较好数据的也只有两三组,而且几节课的情况大致相同,再结合高三学生实验复习暴露出来的情况,我对本章一些实验的教学作了一些调整。

比如在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验前,我专门增加了一节有关分压电源内容的教学,希望学生能对分压电源电路的结构、特点,以及与以前串联限流电路的区别有一个清楚的认识。实验除了正常实验要求,我还特别强调两点:(1)每位学生至少亲手连一遍电路;(2)电路连结分两步,先连分压电源再连测量部分,注意分压电源正负极。虽然我作了调整,但还有近一半的学生感到有困难。我们以前认为分压电电源电路不怎么难,其实对初学者来说还是很难,根据学生实验过程反映和暴露出的问题,主要表现在学生对分压电源电路工作原理的理解,实验电路结构复杂程度和受以前串联限流电路干扰等方面。因此,我们在实验教学过程中,应认真分析、研究学生的实际学习状况,及时调整教学进度和教学内容,耐心帮助学生解决实验中遇到的困难,而不是一味责怪学生。

本章还一个重要的实验是第九节“实验测定电池的电动势和内阻”分组实验,暴露出最大的问题是图像法处理数据,为此,我花了一节课专门针对该实验的数据进行处理。

4.重视“科学・技术・社会”观念渗透教育,加强对学生情感态度价值观的培养。

《普通高中物理新课程标准》强调让学生“了解体会物理学对经济、社会发展的贡献。关注并思考与物理学相关的热点问题,有可持续发展的意识,能在力所能及的范围内,为社会可持续发展做出贡献”。[2]本章教材中与社会、生活、科技相关的有电池问题、电阻问题、集成电路问题、照明电问题。我们在教学中应予以重视。

我将班级分成若干小组,对市场上可充电电池进行调查,调查哪些种类电池对环境污染较大,哪些则相对较小?各小组根据自己的调查,写出了调查报告。经过评比,我选出其中较好的三份报告在全班进行交流。学生的热情还是比较高的。通过交流,学生对于电池对环境可能造成的污染和对人类可能造成的伤害有了清晰的认识,并且了解了一些关于如何处理废旧电池的正确方法,不仅知道了科学技术造福人类,而且了解科技的发展带来的一些社会问题。学生由此明白,我们应站在更高的层面认识“科学・技术・社会”,养成环境保护、可持续发展的意识,身体力行,从每件小事做起。

第8篇

  化学老师个人工作计划1

  从本学期的期中和期末两次考试可以看出,化学试卷由以往的六页纸变成了八页纸,虽然总的题目数基本不变,但是总的量变大了。这就要求我们学生在阅读资料、图像、表格、实验探究等信息时,能有效抓住题目中有价值的内容,学会分析、理解题目的意图,并能与自己学习过的基础知识有效结合,灵活应用知识解决实际问题。这不仅仅是对学生提出了很高的要求,同时也是对我们教师提出了新的挑战。教师只有不断进步,学生才能有更好的发展。

  首先,态度决定一切。

  学生的态度决定了学生学习的态度,决定了学生对待学习的方法、对待学习的认真程度、对学习成果的在意程度等。学生对待学习的态度又有一部分源于教师的态度。如果教师本身不积极,那么学生也不会有多积极,教师的态度不认真,学生也不见得有多认真。所以,教师的态度,对学生学习态度有直接影响。

  想要转变学生学习的态度,教师从自身做起,从每一节课做起。认真备好每一堂课。认真钻研教材,认真编写习题,认真上好每一节课,认真批改学生的作业,认真对待每一位学生。备课时不仅要备上课的内容,更要备学生,比如学生的能力、学生的情况等。除此之外,课后反思也很重要,教师只有认真反思,才能找出自己的缺点与不足,才能更好地提高自己的教育教学水平。

  其次,不断学习知识。

  俗话说的好,要给别人一杯水,自己先要有一桶水。如果自己只有一杯水,教师与学生在知识和技能方面相差无几,教学难免捉襟见肘。但是随着信息不断的变幻,对事物的认识不断的加深,如果我们教师不学习的话,还是固守自己曾经掌握的知识,那么,教师的那桶水还能不能倒给学生一杯水,值得进行反思。作为教师,自己学过的知识毕竟有限,只有不断学习知识,不断给自己充电,才能让这桶水里不断涌出清泉。新课程改革的实施,要求老师要有更扎实的基本功以及过硬的专业知识,只有这样我们才能适应这个变化频繁的时代。

  所以,作为一名教师,首先要坚持自己学习的态度,强化自己的专业知识,坚持不断学习知识,用知识来武装自己,用知识来培育祖国的下一代。让学习贯穿于整个职业生涯,让学习贯穿于人的整个一生!

  化学老师个人工作计划2

  一、指导思想

  我们带着希望和憧憬又迎来了一个新的学期,本学期理化生教研组将继续在“课改”新理念和新的《课程标准》的指导下,以学生发展为本,齐心协力,落实好学校制定给我组的各项工作,更新教学观念,提高教学质量,规范教学过程。使每位教师在科研的同时提炼自身的教学水平,在帮助学生发展各方面素质的同时,使自身的业务水平得到提高,再上一个新的台阶。

  二、学生分析

  本人所教学学科共有两个班,这些学生基础高低参差不齐,有的基础较牢,成绩较好。当然也有个别学生没有养成良好的学习习惯、行为习惯。这样要因材施教,使他们在各自原有的基础上不断发展进步。从考试情况来看:优等生占xx%,学习发展生占27%。总体情况分析:学生两极分化十分严重,中等生所占比例不大,一部分学生对学习热情不高,不求上进。而其中的优等生大多对学习热情高,但对问题的分析能力、计算能力、实验操作能力存在严重的不足,尤其是所涉及和知识拓展和知识的综合能力等方面不够好,学生反应能力弱。

  根据以上情况分析:产生严重两极分化的主要原因是学生在九年级才接触化学,许多学生对此感到无从下手,不会进行知识的梳理,导致学生掉队,同时学生面临毕业和升学的双重压力等,致使许多学生产生了厌学心理。

  三、教材分析

  本教材体系的第一个特点是分散难点,梯度合理,又突出重点。以学生生活中须臾离不开的水、空气、溶液,以及碳等引入,学习元素和化合物知识,同时有计划地穿插安排部分基本概念,基本理论和定律。这样使教材内容的理论与实际很好地结合,有利于培养学生运用化学基本理论和基本概念解决生活和生产中常见的化学问题的能力,还可以分散学习基本概念和基本理论,以减轻学习时的困难。为了有利于教师安排教学和便于学生学习和掌握,每章教材的篇幅力求短小,重点较突出。

  第二个特点,突出了以实验为基础的,以动手操作能力要求,每一块中都有有许多学生实验和实验探究,同时又注意了学生能力的培养。

  四、目标任务

  1、 理论知识联系生产实际、 自然和社会现象的实际,学生的生活实际,使学生学以致用。激发学生学习化学的兴趣。培养学生的科学态度和科学的学习方法,培养学生的能力和创新精神,使学生会初步运用化学知识解释或解决一些简单的化学问题。

  2、使学生学习一些化学基本概念和原理,学习常见地元素和化合物的基础知识,掌握化学实验和化学计算基本技能,并了解化学在生产中的实际应用。

  3、激发学生学习化学的兴趣,培养学生科学严谨的态度和科学的方法。培养学生动手和创新精神。使学生初步运用化学知识来解释或解决简单的化学问题逐步养成自己动手操作和能力。观察问题和分析问题的能力。

  4、针对中考改革的新动向,把握中考改革的方向,培养学生适应中考及答案的各种技巧。

  5、重视基础知识和基本技能,注意启发学生的智力,培养学生的能力。

  6、培养学生的科技意识、资源意识、环保意识等现代意识,对学生进行安全教育和爱国主义教育。

  五、方法措施

  1、重视基本概念和理论的学习。

  2、备课、上课要抓重点,把握本质。在平日的备课、上课中要把握好本质的东西,

  3、在平日讲课中学会对比。

  4、讲究“巧练”

  5、在平日要注意化学实验。

  6、跟踪检查。

  7、加强课堂教学方式方法管理,把课堂时间还给学生,把学习的主动权还给学生,使课堂教学真正成为教师指导下学生自主学习、自主探究和合作交流的场所。

  化学老师个人工作计划3

  一:教学指导思想

  在深化教育改革、全面推进素质教育的今天,各学科都在实施新课改,目的是培养高素质的人才。新课改促使我们教育工作者的教育思想发生革命性转变,从应试教育向素质教育转轨,这是中国教育发展的必然趋势。初中物理作为培养学生科学素质的一门重要课程,其教学现状与素质教育的要求有一定的差距。相当一部分学生对物理知识的学习及分析问题和解决问题的能力也还存在一定的问题,这也是当前物理教学中开展素质教育的一个障碍。新课程标准下的物理教学,作为教师应树立一切为学生的发展的教育思想。在教学中要关注每一个学生,注重学生的全面发展,提倡学习方式的多样化。在教学中教师要充分调动学生学生的积极性、主动性和创造性,激励学生限度地参与到教学中去,全面提高学生的素质。

  二:班级基本情况分析

  本学期的几个班通过上学期期末考试看,每个班的学生成绩差距大,好成绩的学生少,学空生较多,上课时学生的积极性不高,不够灵活,有极个别学生上课不听课,课后不做作业,没有形成良好的生活和学习习惯。这就需要在以后的教学中进一步改进教学方法,优化课堂教学,激发学生学习兴趣,创新学生的思维,圆满完成教学任务。

  三:教学内容分析

  本学期教学时间共计二十二周,除去节假日,实际授课二十一周,教学时间紧张,教学任务繁重。本学期的教学内容从第十三章到第十八章共计六章,前两章为热学内容,后四为电学内容,这些内容比较抽象,特别是电路图分析对学生更是困难。

  第十三章和第十四章内容有:分子热运动、内能、比热容、热机、热机的效率、能量守恒定律。这些内容是在学习了机械能的基础上,把能量的研究扩展到内能。教材首先介绍物质是由分子组成的,通过扩散现象引出热运动的概念,在分子动理论的基础上说明内能是所有分子热运动动能和势能的总和,通过实验说明热传递和做功都可以改变物体内能,并引出热量和比热容的概念。通过实验探究活动加深对比热容是物质的一种特性的理解,教材列出比热容表,让同学们知道水的比热容在实际生活中的应用,要求同学们能进行简单的热量计算。内能的利用教材中重点讲了热机的例子介绍热机的结构和工作原理。最后给出了能量守恒定律,这一节是对本章及以前所有的物理知识从能量观点进行的一次综合。

  第十五章的教学内容是学习电学概念和规律的基础,生活中又经常用到,所以在讲解知识技能的同时,特别应该强调过程与方法的学习。教材尽可能多的联系是实际,提倡多动手,由学生经历与科学工作者进行科学探究相似的过程,体验科学探究的乐趣,领悟科学思想和精神。“电流和电路”的基本概念和它们在电路中的基本规律是本章的核心。

  第十六章主要学习电压和电阻。“电压、电阻”是初中电学的重要内容,是学习电学基本规律的必备知识。本章是在学习“电流和电路”知识的基础上对电学知识学习的深入,是进一步落实课标标准,培养学生科学素质的必然要求。电压是电学三大基本概念之一,是学习欧姆定律的前提和基础,电压表的使用和变阻器的使用又是学生探究电学基本规律,进行后续电学知识学习的保障。

  第十七章主要学习欧姆定律。欧姆定律是初中电学知识的基础和重点,处于电学的核心地位。欧姆定律是电流、电压和电阻之间关系的体现,也是学习下一章“电功率”的基础,同时也是学习高中物理中的闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容的基础。本章通过探究电阻上电流跟电压的关系,明确电流、电压、电阻的关系,在探究结果的基础上得出欧姆定律。并利用欧姆定律对串、并联电阻的规律进行定性的分析。通过测量小灯泡的电阻的方法,探究测量导体的方法,这是欧姆定律在解决实际问题中很好的应用。通过这些探究活动,让学生领悟探究的全过程,特别是对实验的评估和对实验数据的分析,进一步学习利用控制变量法。

  第十八章主要学习电功率。本章是在学习欧姆定律的基础上,把电学的研究扩展到电能和电功率,是对电学基本规律学习的深入,是电学规律的大综合,是初中电学知识的终极目标和核心。本章包括“电能”和“电功率”这两个重要的物理规律。同时介绍了电热的作用和有关安全用电方面的知识。从课程标准要求上看,这些内容都是初中电学的重要内容,同时电功率也是初中电学中最复杂的内容,是电学中的重点、难点。

  四:教学措施

  1:加强师生情感的交流,建立和谐平等的师生关系。“教”的目的是为了学生能够主动,积极地“学”。只有教师热爱学生,才会主动了解、关心学生。而学生又会从内心感激老师的帮助和指导,这样激发了学生奋发学习的精神,让学生主动地学,高兴地学,愉快的学。

  2:运用多样化的教学方法,增加学生的学习兴趣。新课程物理教学方法多样化是时代的需要,在物理教学中可采用实验探究法,问题讨论法,调查事实法等。尤其实验教学应突出实验、观察与操作的趣味性,进而转化为学生的积极求知欲。

第9篇

关键词:复杂直流电路;计算方法;对口升学

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.196

首先我们要了解什么是复杂直流电路。复杂直流电路并不是指电路元件很多,线路很复杂,而是指不能用串、并联分析方法化简为无分支的单回路的电路,即无法用闭合电路欧姆定律解题的电路,而能够运用这些方法计算的就是简单电路了。复杂直流电路的计算方法有很多,考试大纲中所要求掌握的有四种:支路电流法,叠加定理,戴维南定理,电压源与电流源等效变换。复杂直流电路计算方法其实就是把复杂直流电路转换成简单直流电路来分析的方法,掌握了这些分析方法,就可以运用简单电路的方法进行计算了。所以,要学好复杂直流电路的计算,必须先熟练掌握简单直流电路的计算方法。以下我们逐一介绍各种复杂直流电路计算方法。

1 叠加定理

叠加原理是线性电路的重要基本原理,它说明了线性电路中各个电源对电路的影响是独立的。我们只需要将各个电源单独作用的电路图分别画出来,并明确该电源对待求元件作用的电压或者电流的方向,之后就是运用串、并联电路特点和欧姆定律进行计算了,最后根据方向确定几个单独作用的电压或电流叠加是相加还是相减。需要注意的是,叠加定理只适用于线性电路,只能用来计算电压和电流,而不能计算功率。可以启发学生根据功率公式P=I2R或P=U2/RM行分析。

在实际运用中,学生出现问题的地方主要有以下这些:把电源置零的状态记反了;将各个电源单独作用时电压或者电流的方向标错了;不会计算并联电路的分电流等。可以针对这些问题对学生进行强化练习。

2 基尔霍夫定律

学习基尔霍夫定律首先要了解清楚支路,节点,回路,网孔这四个概念。支路电流法的解题步骤为:(1)任意设好各支路的参考电流方向和网孔的绕行方向;(2)列节点电流方程,方程数为节点数减一;(3)列回路电压方程,方程数为支路数减节点电流方程数;(4)运用消元法解方程组,解得的值为负,则表示之前所设的参考方向与电流的实际方向相反。支路电流法列式很容易,但若支路太多,解方程组时比较繁琐。学生主要出问题的地方就是方程组解不出,其次是在列回路电压方程时电位的升降有时判断不清。近些年湖南省对口升学高考没有出支路电流法的解答题,但在选择填空题中多次出现。

3 戴维南定理

戴维南定理可以说是对口高考考得最多的一种方法,其常规题型可以分成以下三个步骤:(1)断开待求支路或元件,根据开路电压等于电源电动势的原理,将开路电压等效为一个等效电压源,可运用电位或KVL进行计算;(2)将电源置零(同叠加定理),得无源二端网络,求其等效电阻;(3)将有源二端网络等效成一个实际电压源,再把之前断开的待求支路或元件接回去,利用闭合电路欧姆定律计算。三个部分实际上就是三个知识点,电位计算,电阻混联计算和闭合电路欧姆定律,掌握这三点,做戴维南定理的常规题并不难。需要注意的事,有时我们发现,断开待求支路或元件后,剩下的有源二端网络依然是个复杂电路,则需要将其再次运用复杂直流电路计算方法计算。

除了常规计算题,戴维南定理也有很多技巧题,大部分都是利用了闭合电路欧姆定律的特点。如湖南省对口高考2009到2012连续考的负载获得最大功率的问题,此时负载电阻等于二端网络等效电阻;如保持有源二端网络不变,改变外电路状态,解二元一次方程组等,都是把有源二端网络直接看作实际电压源来分析,在选择填空题中多次出现。

学生主要出现的问题的地方就是等效电压源的计算,可通过电位计算的题型进行训练,电位计算也是对口高考的常考题型。

4 电压源与电流源等效变换

对于特定的一些题目,运用电压源与电流源等效变换的方法进行计算非常快捷方便。首先要明确两点:(1)只有实际电压源和实际电流源才能够相互转换;(2)待求元件不参与转换,这也是很多学生容易出错的地方,可以像戴维南定理那样先把待求元件断开,转换到只剩一个电源时再把待求元件接回去。具体方法是:(1)几个实际电源串联时,全部转换成电压源利用串联分压的原理合并;并联时,全部转换成电流源利用并联分流的原理合并;(2)实际电源与电阻或理想电源串、并联时,同样根据串并联特点讲实际电源转换后再与电阻或理想电源合并;(3)特别的,与理想电压源并联的元件和与理想电流源串联的元件可以全部去掉(不含待求元件)。熟练掌握电源等效变换对快速解选择填空题和验证计算题答案非常有帮助。

学生常犯的错误除了前面所说的将待求元件进行转换外,还有电源转换的方向分不清,这可以按电源上电流方向为电动势从低到高的方向来记忆;分不清电阻的串、并联等。

5 其他应用

第10篇

大家都知道,物理的教学离不开实验。过去实验,主要是教师演示,学生动手机会少。即使学生有机会分组实验,也是在给定的时间,给定的器材,甚至给定的实验步骤,实验注意事项下按部就班的完成,绝大多数情况是在已知结论的基础下通过实验象征性的验证一下,实验做得失败的学生甚至在凑数据,这样的实验,其教学效果可想而知。针对上述情形,有些章节可以进行“实验教学法”,以“稳恒电流”一章为例,大体可分以下几个阶段进行:

第一阶段:学生在教师引导下熟悉教材。让学生自己明确学习要求,熟悉一些仪器(电压表、电流表、蓄电池 …… )为学生下一步动手实验打下理论基础。在学生看书时,应提倡自由讨论、提问。并要求他们自己设计实验,实验室向学生开放。在充分实验的基础上,让他们自己得出串并联电路的特点,闭合电路欧姆定律等一系列重要的结论。遇到实验误差较大时,要求学生不凑数字,认真检查原因,反复进行实验,树立实事求是的科学态度;在具体实验操作时,要求他们自己体会归纳每个实验中应注意的问题,允许学生充分自主的开展讨论。

第二阶段:教师答疑、小结。着重讲解学生提出的具有普遍意义的疑难问题;小结本章重点内容;评讲习题和实验情景;介绍学生在自学过程中的创见、体会和好的学习方法,帮助学生共同提高自学能力。并引导他们系统的认识整章内容。

第三阶段:学生应用所学知识解释现象,解决实际问题。比如可以要求他们解决楼上楼下各装一个开关,控制同一盏灯的线路设计问题。

最后还要组织一次大讨论。将所学知识提高到一个新的高度。比如可以共同研究某些实验误差产生的原因,实验方法的优劣 ……

就“稳恒电流”这一章,采用实验教学法,至少有以下几个方面的好处:

1 、使学生成为学习的主体。本章的大部分规律是实验规律,如果采用传统的教师讲,学生听的方式会很枯燥乏味,且这些规律也不易记住。现在采用“实验教学法”,一方面充分调动了学生的学习主动性,极大地激发了他们的学习兴趣;另一方面让他们自己通过实验得出规律,很容易就记住了。

2 、通过将教师的演示实验改为学生实验,实验效果更好了。比如:闭合电路欧姆定律的演示实验,长期以来教师也做不好,为了使学生看得清,使用大电流计,至多只能达到定性效果。这一次让学生独立做,达到定量研究的效果。

3 、有利于培养学生的动手能力,独立思考、分析、解决问题的能力。以前的学生怕动手,采用实验教学法迫使他们通过动手去学习知识,很大程度上提高了他们的动手能力。另外,过去教师演示实验时,往往尽量撇开次要现象,引导学生观察主要现象,而现在学生每做一个实验都可以同时看到许多现象,促使他们不断思考。在实验中遇到问题,也必须自己分析、解决它,学生各方面的能力在一次次的实验中得到提高。

4 、有利于培养学生创造性思维。过去的教学过程中,学生对教师有太大的依赖性,而教师也喜欢给学生一些“启示”,而有时候,正是这些“启示”束缚了学生的发展,大家采用同样的实验电路,同样的实验方法,得到大致相同的答案,大大地不利于学生创新性思维的发展。就“闭合电路欧姆定律的实验”实际上除了课本上介绍的方法以外,还有其他方案。比如用伏特表、安培表测,或用定值电阻和电流表等。由于在“实验教学”中每进行一个单元的教学,总安排一定时间,组织学生进行小组或大组讨论,交流学习心得,这样可以更好地活跃和开发学生创造性思维。

第11篇

1.相关概念释义

逻辑思维(Logicalthinking)是指人们在认识过程中借助于概念、判断、推理等思维形式能动地反映客观现实的理性认识过程,又称理论思维。它是作为对认识着的思维及其结构以及起作用的规律的分析而产生和发展起来的。只有经过逻辑思维,人们才能达到对具体对象本质规定的把握,进而认识客观世界。它是人的认识的高级阶段,即理性认识阶段。在初中物理教学中培养学生的逻辑思维能力对更高层次的物理学习打下坚实的基础。那么,在初中物理教学过程中如何培养学生的逻辑思维能力呢?笔者认为可以在课堂物理知识教传授、解答物理问题、参加物理实验等几条途径来实施。

2.在初中物理教学中培养学生逻辑思维能力的方法

2.1在物理知识授课中培养学生逻辑思维教师在物理概念、原理、公式等授课过程中要着重培养学生的逻辑思维能力。课堂教学是目前传授知识的主要方式与方法,课堂也是老师与学生接触与沟通机会最多的地方,因此,在课堂教学中教师可以更为直接的培养学生的逻辑思维能力。例如,教师在讲解物理公式时所展现的推导过程就是一个培养学生逻辑思维能力的过程。已知欧姆定律U=IR,其中U为电压,I为电流,R为电阻。下面推导串联电路的串联公式。

例一:如图,这是一个最简单的串联电路,我们假设电阻R1和R2的电流和电压分别为I1、I2和U1、U2,而电路的总电阻为R,总电流为I,总电压为U。这里有一个条件是不计电源内阻。现在开始推导:由串联电路的特点我们可以得到U=U1+U2(1)I=I1+I2(2)由欧姆定律可以得到U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2,将这三个式子带入(1)试可以得到IR=I1R1+I2R2(3)由(2)和(3)式可以得到R=R1+R2最后我们得出一个结论:串联电阻的总电阻等于串联电路中各电阻之和。这就是串联电路的物理规律。在推导串联电路的物理规律的过程中,我们先给出推导的先决条件,即物理环境;然后,根据我们已学到的物理知识(欧姆定律),将推导所需要的公式一一列出;最后,根据所列出的公式的内部联系,推导出结论。这个过程虽然简单,但我们不难想象,当教师在讲台之上为学生们展示这个推导过程时,学生必须紧跟教师的思维步伐,即学习教师的逻辑思维线路,切忌没有根据的凭空推导。试想,如果学生能够独立完成这一推导过程,那么学生也就锻炼了逻辑思维能力。2.2在解答物理问题时培养学生的逻辑思维能力在所有的初中物理问题中,力学题目的解答最能够培养学生的逻辑思维能力。解答力学题目,注重思维过程,必须对整个物理过程有清楚的认识。将力学题目的解答过程分为四个步骤:获取信息,思维启动,思维逻辑,思维深化。当学生思维启动后,就需将物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生必须对物理过程和物体所处状态有清楚的了解,减少了解题的盲目性。下面将举一个力学类题目的例子来说明逻辑思维的在解此类题目的重要性。

例二:粗糙的地面上静止有一质量为m的铁块,它在牵引力F=mg的作用下向前做直线运动。t秒后撤去牵引力F,此时,给它加上与F反向大小相等的力,求当速度再次为零时,铁块离起始点的距离。已知铁块受到的摩擦系数的大小为u。解答:物理研究对象是铁块;物理过程:起始时刻铁块在力F的作用下向前做匀加速直线运动,经过t秒后,铁块速度达到v,此为第一物理过程;此时力F反向,物体开始做匀减速直线运动,直到速度v再次降为零,此为第二物理过程。提取对解题有用的信息有铁块的质量m,F=mg,摩擦因数u,时间t。现在对第一个物理过程进行受力分析,并画出受力分析示意图:在竖直方向上,因为加速度a为零,所以由牛顿第二定律有:mg-N=0(1)在水平方向上,由牛顿第二定律有:F-f=ma1(2)且f=uN(3)所以由匀加速直线运动的距离公式和速度公式有:S1=1/2a1t2(4)v=a1t(5)将(1)(2)(3)式带入(4)式得:S1=1/2(1-u)gt2将(1)(2)(3)式带入(5)式得:v=(1-u)gt(6)对第二个物理过程进行受力分析,并画出受力分析示意图:在竖直方向上,因为加速度a为零,所以由牛顿第二定律有:mg-N=0(1)在水平方向上,由牛顿第二定律有:-F-f=ma2(7)所以由匀减速直线运动的速度公式和距离公式有:0=v+a2t''''(8)S2=vt''''+1/2a2t''''2(9)将(1)(3)(6)(7)(8)带入(9)式得:S2=[(1-u)2/2(1+u)]gt2综上:S=S1+S2=[(1-u)/(1+u)]gt2在上面的解答过程中,充分体现了解题的逻辑思维线条,先根据题干分析物理研究对象和物理过程,然后再将其抽象思维化,转化为清晰的物理图景,运用所学物理知识进行解答。这个过程就充分体现了力学问题解答过程的逻辑思维性。

2.3学生在做物理实验时培养自己的逻辑思维能力物理实验探究中必须的逻辑关系有科学归纳推理、类比推理和科学假说。科学归纳推理是根据某部分物理现象,分析此情况的本质原因,从而得出关于这类物理现象的一般性结论的归纳推理。它是以个别性知识(或现象)为前提推出一般性的结论。注意其结论具有或然性特点。如研究“楞次定律”所设计的实验,利用条形磁铁相对线圈运动的情景而归纳出楞次定律的普遍规律。类比推理是指由一种物理现象联想到另一种物理现象,并对两种现象进行比较,根据二者某些属性相同或相似而推出它们在其它方面也可能相同或相似。类比推理的根据有:形的相似、物理过程相似、本质属性相似、因果关系相似、效果相同等。综上所述,在初中物理教育教学中培养学生的逻辑思维能力是可行的,效果是显著的,尤其对学生未来的物理学习有着不可磨灭的作用。

第12篇

一、等宽无拉力

用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律把导体棒转化为电源,综合利用牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律处理此类问题。

1. 单导体棒

例1固定的光滑水平导轨处在竖直向下的匀强磁场中,导体棒ab搁在水平导轨上,以某一初速度v向右运动。试分析导体棒ab的运动情况及回路中的能量转化情况。

解析:因导体棒向右运动切割磁感线,回路中产生感应电流,使导体棒ab受到安培力作用做减速运动,最终停止。整个过程中导体棒的动能全部转化为回路中的焦耳热,则:Q= mv 。

2. 双导体棒

常见的双导体棒问题有以下两种情况:

(1)如图2所示,如果两个长为L的导体棒以速度v 、v 同向运动时,相当于两个电源串联反接,这时总电动势等于两电动势之差,E=BL(v -v )(v >v ),I= ,则它们的运动情况是:

a. 若导轨光滑且水平放置,导体棒AB受安培力作用向右做减速运动,导体棒CD受安培力作用向右做加速运动,最终两者将以相同的速度向右匀速运动,由于系统所受的合外力为零,所以它们的总动量守恒,属于完全非弹性碰撞问题,m v +m v =(m +m )v,系统损失的机械能全部转化为焦耳热,Q= m v+ m v- (m +m )v = 。

b. 若导轨不光滑,则两棒最终都静止,系统的机械能全部转化为焦耳热和内能,Q′= m v+ m v。

(2)如图3所示,如果两个长为L的导体棒以速度v 、v 反向运动时,相当于两个电源串联正接,这时总电动势等于两电动势之和,E=BL(v +v ),I= ,则它们的运动情况是:

a. 导轨光滑且水平放置,当导体棒AB的动量m v 大于导体棒CD的动量m v 时,则它们的运动过程是:导体棒AB受安培力作用向右做减速运动,导体棒CD受安培力作用先向左做减速运动到零,然后又向右做加速运动,最终两者以相同的速度v向右匀速运动,由于系统所受的合外力为零,所以它们的总动量守恒,属于完全非弹性碰撞问题,即m v -m v =(m +m )v,系统损失的机械能也全部转化为焦耳热,Q= m v+ m v- (m +m )v = 。

b. 如果导轨不光滑,则两棒最终都静止,系统的机械能全部转化为焦耳热和内能,Q′= m v+ m v。

二、不等宽无拉力

用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律把导体棒转化为电源,综合利用牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律处理此类问题。

例2如图4所示,水平导轨(摩擦、电阻不计)处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导轨左端的间距为L =4l ,右端间距为L =l ,两段导轨均足够长,今在导轨上放置AC、DE两根导体棒,质量分别为m =2m ,m =m 。电阻分别为R =4R ,R =R ,若AC棒以初速度v 向右运动,求:

(1)定性描述全过程中两导体棒的运动情况。

(2)两棒在达到稳定状态前加速度之比 是多少?

(3)运动过程中DE棒产生的总焦耳热。

解析:(1)AC棒向右运动,回路中产生顺时针方向的感应电流,AC棒受安培力作用后减速,DE棒受安培力作用后产生加速度,向右做加速运动,回路中的磁通量变化减慢,感应电动势逐渐减小,感应电流逐渐减小,因此两棒所受的安培力均减小,最终为零,此时回路中的感应电流为零,两棒均做匀速运动。所以AC棒的运动情况是:先做加速度减小的减速运动,最终匀速;

DE棒的运动情况是:先做加速度减小的加速运动,最终匀速。

(2)两棒达到稳定之前,任意时刻两棒中通过的电流的大小始终相等,设两棒的加速度分别为a 和a ,

(3)两棒在达到稳定速度之前,回路中始终存在磁通量的变化,有感应电流就会产生焦耳热。当两棒运动速度满足一定的关系时,回路中的磁通量不变,则总电动势为零,两棒均做匀速运动,不再产生热量。设经过时间t,两

三、等宽有拉力

用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律把导体棒转化为电源,综合利用牛顿运动定律、能量守恒定律处理此类问题。

(1)单导体棒

如图5所示,导体棒ab在恒力F的作用下沿光滑水平导轨向右运动,试分析导体棒ab运动的情况。

解析:导体棒ab在恒力F的作用下向右运动,切割磁感线,产生感应电动势,导体棒向右做加速运动,速度增加,感应电动势增加,感应电流增加,安培力增加,导体棒的加速度减小,因此导体棒做加速度减小的加速运动,最终加速度为零,此时F=F ,做匀速运动。

例3(07上海高考)如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v 匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。

(1)求导体棒所达到的恒定速度v ;

(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?

(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?

(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图(b)所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v ,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

解:(1)E=BL(v -v )

I=E/R

F=BIL= 速度恒定时有: =f

可得:v =v -

(2)要使导体棒能随磁场运动,必须F ≥f

f =

(3)P =Fv =f(v - )

P = = =

(4)设磁场的加速度为a ,导体棒的加速度为a ,当两者均匀加速时某一时刻速度分别为v ,v 对导体棒有 -f=ma

导体棒要做匀加速运动,必有v -v 为常数,

设为v则:a =a =a

a= (如图c所示)

则: -f=ma

可解得:a=

(2)双导体棒

如图6所示,导体棒AB在恒力F的作用下沿光滑水平导轨向右运动,试分析两导体棒的运动情况。

解析:导体棒AB在恒力F的作用下向右运动,切割磁感线,产生感应电动势,导体棒向右做加速运动,速度增加,感应电动势增加,感应电流增加,安培力增加,导体棒的加速度减小,因此导体棒做加速度减小的加速运动,导体棒CD受到安培力作用,做加速度增加的加速运动。稳定时两导体棒的加速度相等,a= 。

拓展:拉力也可以通过其它方式施加,如线框在竖直平面内运动,重力施加拉力;在斜面上重力的分力施加拉力,此时只需将结果中的F换成相应的力即可。

四、不等宽有拉力

用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律把双导体棒转化为电源,综合利用牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律处理此类问题。

例4如图7所示,水平平面内固定两平行的光滑导轨,左边两导轨间的距离为2L,右边两导轨间的距离为L,左右部分用电阻不计导线连接,两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。ab、cd两均匀的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间,ab棒的质量为2m,电阻为2r,cd棒的质量为m,电阻为r,其它部分电阻不计。原来两棒均处于静止状态,cd棒在沿导轨向右的水平恒力F作用下开始运动,设两导轨足够长,两棒都不会滑出各自的轨道。

(1)试分析两棒最终达到何种稳定状态?此状态下两棒的加速度各多大?

(2)在达到稳定状态时,ab棒产生的热功率多大?

解析:因拉力F做功,闭合电路感应电流不可能为零,电路的稳定状态应从电路上能否出现稳定的电流去考虑。

(1)cd棒由静止开始向右运动,产生如图8所示的感应电流,设感应电流大小为I,cd和ab棒分别受到的安培力为F

开始阶段安培力小,有a >>a ,cd棒比ab棒加速快得多,随着(v -2v )的增大,F 、F 增大,a 减小、a 增大。当a =2a 时,(v -2v )不变,F 、F 也不变,两棒以不同的加速度匀加速运动,所以:a = ;a =

(2)两棒最终处于匀加速运动状态时a =2a ,所以I=

此时ab棒产生的热功率为:P=I ・2r=

综上所述,在解电磁导轨问题时,首先要把导体棒等效为电源,求出回路中的总电动势、总电流以及导体棒所受的安培力,搞清每个导体棒的运动过程及最终的状态;其次要视具体情况结合动量守恒、能的转化和守恒定律、

动量定理、牛顿运动定律;最后再寻找相关的物理量的关系,灵活应用整体法和隔离法解题。