时间:2023-07-25 17:16:09
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篇欧姆定律基础,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.地位和作用
《欧姆定律及其应用》这一节在学生学习了电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法及电流与电压、电阻的关系之后才编排的。通过这一节的学习,要求学生初步掌握和运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法,了解运用“控制变量法”研究物理问题的实验方法,为进一步学习电学内容打下一定的基础。
2.教学目标
(1)知识目标
理解掌握欧姆定律及其表达式,能用欧姆定律进行简单计算;根据欧姆定律得出串并联电路中电阻的关系;通过计算,学会解答电学计算题的一般方法,培养学生的逻辑思维能力。
(2)技能目标
学习用“控制变量法”研究问题的方法,培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。
(3)情感目标
通过介绍欧姆的生平,培养学生严谨细致的科学态度和探索精神,学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神。通过欧姆定律的运用,帮助学生树立物理知识普遍联系的观点以及科学知识在实际中的价值意识。
3.重点和难点
重点:理解欧姆定律的内容及其表达式和变换式的意义,并且能运用欧姆定律进行简单的电学计算。
难点:运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系。
二、说学生
1.学生学情分析
在学习这节之前学生已经了解了电流、电压、电阻的概念,并且还初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用,具备了学习欧姆定律基础知识的基本技能。但对电流与电压、电阻之间的联系的认识是肤浅的、不完整的,没有上升到理性认识,需要具体的形象来支持。所以在本节学习中应结合实验法和定量、定性分析法。
2.知识基础
要想学好本节,需要学生应具备的知识有:电流、电压、电阻的概念,电流表、电压表、滑动变阻器使用方法,电流与电压、电阻的关系。
三、说教法
结合学生情况和本节特点本人采取以下几个教法:采用归纳总结法、采用控制变量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、说教学过程
1.课题导入(采用复习设置疑问的方式,时间3分钟)
复习:电流是如何形成的?导体的电阻对电流有什么作用?
设疑思考:电压、电阻和电流这三个量之间有什么样的关系呢?通过简单的回顾、分析,使学生很快回忆起这三个量的有关概念,通过猜想使学生对这三个量的关系研究产生了兴趣,达到引入新课的目的。
2.展开探究活动,自主总结结论(时间37分钟)
根据上节探究数据的基础,让学生自主总结出两个结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
为了进一步得出欧姆定律的内容,可采用以下几点做法:各小组在教师指导下,对实验数据进行数学处理,理解数学上“成正比关系”“成反比关系”的意思,从而引入欧姆定律的内容;让学生思考用一个什么样的式子可以将这两个结论所包含的意思表示出来,从而引入欧姆定律的表达式。
3.说明事项
在欧姆定律中有两处用到“这段导体”,其意思是电流、电压、电阻应就同一导体而言,即同一性和同时性。
向学生介绍欧姆的生平,以达成教学目标中的情感目标。学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神,激发学生的学习积极性。
欧姆定律应用之一:通过课本第26页例题和第29页习题2和习题3,让学生自己先试做,然后教师再加以点评和补充,使学生理解掌握欧姆定律表达式及变形式的应用,达成教学目标的知识目标,充分体现了课堂上学生的自主地位。
应用欧姆定律解题时应注意以下几点问题:
(1)同一性
即公式中的U、I,必须针对同一段导体而言,不许张冠李戴。
(2)统一性
即公式中的U、I、R的单位要求统一(都用国际主单位)。
(3)同时性
即公式中的U、I,必须是同一时刻的数值。
(4)规范性
解题时一定要注意解题的规范性(即按照已知、求、解、答四个步骤解题)。
欧姆定律应用之二:探究串并联电路中电阻的关系。
(1)实验分析
在演示实验之前,要鼓励学生进行各种大胆的猜想,当学生的猜想与实验结果相同时,他会在实验中体验到快乐与兴奋,有利于激发学生的学习兴趣。
①演示实验
将两个电阻串联起来,让学生观察灯泡的亮度情况(变暗了),并说出原因(电路中的电流变小了,说明总电阻变大了)。
得出结论:串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大。
②演示实验
将两个电阻并联起来,同样让学生观察灯泡的亮度情况(变亮了),并说出原因(路中的电流变大了,说明总电阻变小了)。
得出结论:并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出问题)为什么串联后总电阻会变大?并联后总电阻会变小?
得出结论:电阻串联相当于导体的长度变长了,所以串联电阻的个数越多总电阻就越大;电阻并联相当于导体的横截面积变粗了,所以并联电阻的个数越多总电阻就越小。
(3)定量分析
利用欧姆定律公式以及前面学过的串并联电路中电流和电压的特点推导串并联电路中总电阻的关系得出结论:(1)电阻串联后的总电阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)电阻并联后的总电阻=+…+。
4.小结(4分钟)
(1)理解掌握欧姆定律的内容及其表达式
(2)运用欧姆定律解决有关电学的计算题以及探究串、并联电路中电阻的关系
5.布置作业(1分钟)
本节作业的布置主要是针对欧姆定律表达式及其变形公式的运用,并结合前面学习过的串并联电路中电流、电压的特点的一些常见题型加以知识的巩固。
作业:《课堂点睛》17页至18页的习题。
五、说板书设计
欧姆定律的内容: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。
欧姆定律的表达式:I
电阻的串联:R串=R1+R2+…+Rn
关键词:理解;欧姆定律;电流;电压;电阻
欧姆定律是初中物理电学部分的核心内容,也是中考中考点的重点内容、难点内容。欧姆定律掌握的好坏直接影响学生的考试成绩,要多用时间将这块知识夯实,才能取得高考的胜利。
一、明确欧姆定律的内容
1、实验思想和方法
欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的:即在控制电阻不变,得到通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;控制导体两端的电压不变,得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。
2、欧姆定律的表达式
由实验总结和归纳出欧姆定律:通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
表达式为:I=U/R;I的单位是安(A),U的单位是伏(V),R的单位是欧(Ω);导出式:U=IRR=U/I
注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系,即具有同一时间,同一段导体的关系。
3、欧姆定律的应用条件
(1).欧姆定律只适用于纯电阻电路;
(2).欧姆定律只适用于金属导电和液体导电,而对于气体、半导体导电一般不适用;
(3).欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;
(4).欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量,不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。
4.区别I=U/R和R=U/I的意义
欧姆定律中I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时,导体中的I将发生相应的变化。可见,I、U、R都是变量。另外,I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压,是导体形成持续电流的条件。若R不为零,U为零,则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大,即使它的两端有电压,I也为零。因此,在欧姆定律I=U/R中,当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。
R=U/I是欧姆定律推导得出的,表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式,而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质,因此,在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。
对于给定的一个导体,比值U/I是个定值;而对于不同的导体,这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。
二、欧姆定律的应用
在运用欧姆定律,分析、解决实际问题,进行有关计算时应注意以下几方面的问题:
1.要分析清楚电路图,搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联,还是并联,这是解题的关键。
2.利用欧姆定律解题时,不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算,也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆,便于分析问题,最好在解题前先根据题意画出电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式,并注意单位的统一。
3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素:一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此,电路变化问题主要有两种类型:一类是由于变阻器滑片的移动,引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合,引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为:先看电阻变化,再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。
三、典型例题剖析
例1 在如图所示的电路中,R=12Ω,Rt的最大阻值为18Ω,当开关闭合时,滑片P位于最左端时电压表的示数为16V,那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少?
解析:分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路,电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V,说明电路中的总电压(电源的电压)是6V,而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时,电压表仅测R两端的电压,而此时电压表的示数小于6V。
滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如图所示,滑动变阻器的滑片P向B滑动时,电流表的示数将;电压表的示数将。(填“变大”、“变小”或“不变”)如此时电压表的示数为2.5V,要使电压表的示数变为3V,滑片P应向端滑动。
图1
分析:根据欧姆定律I=UR,电源电压不变时,电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段,动滑片P向B滑动时,AP段变长,电阻变大,所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压,根据Ux=IRx可知,Rx不变,I变小,电压表示数变小。反之,要使电压表示数变大,滑片P应向A端滑动。
答案:变小;变小;A。
参考文献:
1、“闭合电路的欧姆定律”是人教版新课标高二物理选修3-1《恒定电流》第七节的内容。本节课是在学习了部分电路欧姆定律、焦耳定律以及电动势等概念的基础上进行的,是分析各种电路的基础,既是电学的重要规律之一,也是本章的教学重点。
2、从教材结构看,教材采用传统的处理方法:先利用能量守恒导出闭合电路的欧姆定律,进而得出路端电压随着外电阻变化的规律。这样的程序,数学演绎推理的味道很浓,加之没有令人信服的实验,缺少了对物理规律的感性认识的过程,学生难以形成比较深刻的理解。
二、学情分析
1、从学生的认识结构和能力水平来看,学生不知道电源的内阻对闭合电路的影响,因此,常常把路端电压看成是不随外电路变化的。这种先入为主的错误观念,容易形成思维定势,仅通过几次讲解是难以逆转的。
2、学生已学习了电动势、内电阻、外电阻等概念,知道部分电路的欧姆定律。
三、教学目标
1、基础知识技能方面:
(1)导出闭合电路的欧姆定律
(2)研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的
(3)学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题,知道闭合电路中能量的转化。
2、能力方面:
(1)通过实验,让学生积极主动的探求科学结论,成为知识的探索者和“发现者”,在获得知识的同时发展能力。
(2)通过分组随堂实验,培养学生利用实验研究,得出结论的探究物理规律的科学思路和方法,加强对学生科学素质的培养。
(3)通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3、思想及情感方面:
A.通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生“事物普遍联系”的观点。
B.通过分析外电压变化的原因,了解内因与外因关系。
C.通过短路电流的模拟实验,加强学生的安全用电意识。
D.通过先猜想再验证的教学模式,培养学生“大胆猜想,小心求证”的科学研究态度以及合作实验的意识。
四、重点难点
1.重点:闭合电路的欧姆定律的导出
2.难点:路端电压的变化规律,
应用闭合电路的欧姆定律解决简单的实际问题
五、突破重难点的教学设计思想
1、营造能引起学生认知冲突的问题情景
设计一个如图1所示的电路,让学生先猜测再观察实
验现象。(小灯接电动势为3v电源时较亮)让学生产生强烈的认知冲突,激发了他们的探求新知的动机,为突破重难点提供了良好的开端。
2、让学生积极主动地去归纳物理规律、构建自己的正确理解
教师演示实验, 让学生在实验数据中探索出“新”的物理规律,使学生在探研过程中分析、归纳、推理的能力得到提高,同时也突破了教学难点。
六、课前准备
【教学用具】
自制演示实验电路板、干电池、安培表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、课件等。
七、教学过程
(一)创设情景引入新课
演示实验一:电源电动势增大时小灯泡的亮度变化
教师出示电路板,小灯泡与两节干电池串联,闭合开关,小灯泡发光。在原电源的基础上,再串上4节干电池,让学生猜想:闭合开关后,小灯泡可能会发生什么现象?
教师演示:发现小灯泡变暗了。
留下疑问:是什么原因导致小灯泡没有变得更亮,也没有烧坏,而是变暗了呢?
(二)新课教学
1、闭合电路的欧姆定律的推导
设问:我们已经学习了电动势,知道电动势是反映电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,那如果电源接入了电路,电动势与内电压、外电压之间又有怎样的关系呢?
演示实验二:E与U内、U外的关系
教师向学生介绍可变内阻电源装置。让同学们仔细观察两个电表的读数并记录五组数据。教师边演示边让学生记录数据。
2、路端电压与负载的关系
探究活动二:路端电压与负载的关系
老师引导学生设计电路图。让学生分组实验探究路端电压与负载的关系,注意短路、断路两种特例的分析,记录实验现象。
演示实验三:低压电源短路
电路短路时,电路当中的电流非常大,会造成很严重的后果,生活中一定要避免短路的发生。教师演示模拟电源短路的小实验(为了安全起见,只用10V的学生电源),加强学生安全用电意识。
教师:通过实验我们研究了路端电压和负载的关系,在实验过程中我们发现当外电阻变化时,电流会变,路端电压也会变,那路端电压和电流之间会不会有直接的关系呢?
探究活动三:路端电压与电流的关系(推理法与图象法相结合)
引导学生利用闭合电路的欧姆定律推导路端电压与电流关系的数学表达式:教师:大家利用所学的数学知识推断一下:若以电流为自变量,路端电压为因变量,那么
函数图象应该是怎样的?
教师利用幻灯片展示一张U-I图像,让学生观察这张图像,思考直线与Y轴、X轴的交点分别代表什么物理意义,引导学生深刻理解图像。
探究活动四:闭合电路中的功率关系
教师:引导学生推导得到有关功率的相关结论:
教师:学习了有关闭合电路的欧姆定律相关的知识后,我们一起来看看在刚上课时所留下疑问:电源电动势由3V变成9V,为什么小灯泡会变暗呢?
学生自己分析,推测小灯泡变暗的原因。
演示实验四:多个小灯泡并联时的亮度变化
例题:当开关逐渐闭合时,小灯泡的亮度会发生怎样的变化,电压表的读数呢?
教师展示电路板,先让学生自己分析,再用实物演示讲解。
关键词:初中物理 复习
九年级已经进入期末大复习阶段,为了能打胜这场中考战,进行有效的复习,是提升成绩的关键。我就九年级物理总复习谈一些看法和做法。
一、复习课的现状和困惑
有人说,“做中国的学生容易”,当然这话有一定的片面性,中国的学生自然有中国学生的辛苦和压力,但是“在课堂上的中国学生”大多是容易和轻松的,因为整堂课都是老师在喋喋不休的讲,学生只需打着瞌睡去听就好了。结果,老师的课是越讲越熟练,学生到学的不怎么样。我们经常遇到这种情况,只要一说上复习课,学生就唉声叹气,没有兴趣。只是不爱学习的差生有这样的反应吗?不是,而是一个普遍现象。相比,学生更喜欢上新课,新课至少有点新鲜感,而复习课,大部分学生都会有“学过了”的情绪,从而心生厌倦。我终于明白,做为老师每年都在讲,每年都在“复习”,怎么会不提高,怎么会不熟悉?但是,上课的目的是为了让我们“复习”吗?当然不是,那么,出路在何方?
二、让复习课生动起来
(一)明确复习目标,形成知识网络
既然是复习,学生对每一部分的知识还都是有一定的认识的。所以我们在明确复习目标时,学生并不会觉得空洞,而会帮着他们知识系统化,这也是新课与复习课的不同之处。我们不仅要有一个知识板块的目标,还要有每一节的目标。让学生做到心中有数。
下面,我说一个具体的案例:
案例:电学部分的复习目标
①电流、电压、电阻及电流表、电压表的使用。②串、并电路的特点及规律。③欧姆定律及应用④电压表、电流表示数变化问题和电路故障分析专题⑤测电阻(定值电阻、小灯泡灯丝电阻、及简单的单表测量)。⑥电功率。⑦家庭电路、安全用电。⑧电与磁。
(二)让学生成为课堂的主体
课堂是学生的课堂,学生是课堂的主体,而老师是课堂的主导。我们要腾出时间和空间,让学生去说、去做。说一个我的亲身经历。几年前,我教的三个班成绩一直不太好,我就很郁闷,有一次和一个老师谈及此事,我还愤愤不平,我说“我教的很好呀,我已经讲的相当到位了,怎么就学不会呢?”,那个老师说“这个我信,但是你更应该看学生学的是不是很多位”。这句话让我思考了很久,我们应该关注“教”,但是我们更应该关注“学”。
下面,我说一个具体的案例,主要谈如何让学生参与到课堂中:
案例:欧姆定律及应用课堂设计
本节课共分四部分:
①熟悉串、并电路的规律 ②理解欧姆定律③欧姆定律的应用④拓展延伸
设计思路:
1.串、并联电路规律:熟悉串、并联电路规律是利用欧姆定律解题的基础。需要再次强化。
具体操作:⑴和学生一起复习串、并联电路的规律。⑵学生完成针对性练习。⑶同桌交换对改。(要求:语言必须准确)⑷找学生说出自己的错误之处。
2.理解欧姆定律:欧姆定律就是要研究电流、电压、电阻这三个物理量的关系。通过两个实验完成研究: ⑴探究电流与电压的关系。⑵探究电流与电阻的关系。
具体操作:⑴和学生一起理解欧姆定律。⑵学生完成针对性习题。
(两个实验探究题:①探究电流与电阻的关系。②探究电流与电压的关系。)
3.欧姆定律的应用:通过练习欧姆定律在串并联电路中的经典题目,让学生能用刚复习过的知识解决物理问题。树立学生的自信心。
4.拓展延伸:让学生抢答两道与本节课密切相关但有一定难度的题目。对于最先完成题目的学生予以表扬或简单的奖励。
三、有条不紊地做好三轮复习
第一轮:夯实基础,梳理知识。
划分知识板块,突出知识的系统性,完成知识体系的建构。面向全体学生,重点是让基础差的学生有所收获,基础好的同学有所提高。
如何划分知识板块:
1.力、热、声、光、电、电与磁、信息与能源。
2.根据自己的理解和教研组的讨论细分知识板块。
例如:电学
①.电流、电压、电阻及电流表、电压表的使用。②.串、并电路的特点及规律。③.欧姆定律及应用④.电压表、电流表示数变化问题和电路故障分析专题。⑤.测电阻(定值电阻、小灯泡灯丝电阻、及简单的单表测量)⑥.电功率。⑦.家庭电路、安全用电。
第二轮:专题复习,提升能力
第二轮复习是第一轮复习的延伸和提高,侧重培养学生综合解题能力。该阶段要突出重点,突破难点。注意物理思想的形成和物理方法的掌握。 我们所进行的专题复习:实验探究专题、作图专题、电热综合专题、力热综合专题、开放性填空题解题分析等。实验探究专题包含:声光热实验专题、力和运动实验专题、压强浮力实验专题、机械和机械效率实验专题、电学实验专题。专题由备课组教师分工完成。
第三轮:关注热点、搜集信息,综合模拟,把脉中考
1.热点信息剖析
①“京广高铁”、“郑州地铁”②“辽宁号”、“蛟龙号”③“新交规” ④大气污染与节能减排“雾霾” “电动汽车”“爆竹、安全”⑤、神舟十号(年中发射)⑥嫦娥三号(年末登月)
2.我们会及时的从省教研室、市教研室以及兄弟学校了解中考信息及动向,再把信息和动向转化到考前模拟试卷中。一人出卷,两人把关审核,努力提高试卷质量,让模拟考试更加有意义。
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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.
关键词:欧姆定律;电流;电压;电阻
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)02-0086
实验是从感性到理性认识的过程,是从具体到抽象、从简单到复杂的思维形成过程,符合学生的身心特点和认识过程。因此,实验既是学习物理的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。利用实验可以培养学生多方面的能力,通过对实验原理的理解、观看或亲自动手进行操作、信息(现象或数据)的获取、分析综合等过程,可以培养学生的多种能力。
欧姆定律是初中物理电学的重要定律之一,它把电流、电压和电阻三者融为一体,它在电学中起到桥梁和纽带的作用,同时欧姆定律的探究能力培养、考查学生的综合能力,所以对欧姆定律的探究也是中考中的高频考点。
例:某实验小组的同学探究电流与电压的关系时,用到如下器材:电源为2节干电池,电流表、电压表各1只,定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑动变阻器1只(标有“10Ω,2A)字样,开关1个,导线若干(如图1所示);设计的电路如图2所示,
(1)在这个实验中,电压表应选用的量程为 ,电流表应选用的量程为 。
(2)这个实验的探究方法是 ,其中被控制的变量是 ,下面是他们获取的几组实验数据。
(3)实验中他们选用的定值电阻为 Ω。
(4)请在图3的坐标系上画出电流随电压变化的图象。
(5)请根据电路图用笔画线代替导线,将图1中的元件连成电路.要求:滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大。
(6)分析表中的数据或图象,可得到的初步结论是:
解析:(1)根据题目中给定的条件可知:电路中的电源为2节干电池,所以最大电压为3V,因此电压应选量程为0~3V(或3V);当滑动变阻器的滑片在最左端时,电路中的电阻最小,由欧姆定律得电路中的最大电流:I最大=■=■=0.6A,所以电流表应选量程为0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于电路中的电流与导体导体两端的电压有关,也和这段导体的电阻有关,所以要探究电流与电压、电阻三者关系时应采用的探究方法是控制变量法。这个实验是探究电流与电压的关系,所以应控制的变量是电阻。
(3)在这个实验中所给的定值电阻有三个,那究竟用的那个电阻呢?这就要根据表中的实验数据,通过计算来确定。I=■,R=■=5Ω。所以他们选择的定值电阻应该为5Ω。
(4)根据表中的实验数据,在坐标系上将对应的电流值、电压值进行描点,再用笔画线将这些点连接起来,便画出了电流随电压变化的图象,如图答案⑷所示。
特别注意:在I-U图象中,当电压为0时,电流也为0,所以坐标原点为0。但根据电流、电压值所描绘的线表示电阻,而电阻是导体的一种属性,它的大小由导体的长度、横截面积、材料和温度决定,而与电流、电压无关,所以这条线不能以过坐标原点,如果经过坐标原点,那就会得出电压为0,电流为0时,电阻也为0的这种错误结论。
(5)电流表要串联在电路中,电压表要并联在被测电阻两端,又因为滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数变大,即说明当滑片向左移动时,电路中的电阻减小。所以滑动变阻器电阻丝上的两个接线柱应接左端那个(无论金属杆上的两个接线柱接哪个),金属杆上的两个接线柱可任意接,如图答案⑸所示。
(6)不论是从表中的数据还是从图象分析都可以得出结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体导体端的电压成正比。
答案:(1)0~3V(或3V),0~0.6A(或0.6A)。(2)控制变量法,电阻。(3)5Ω。(4)如图答案(4)所示。(5)如图答案⑸、⑹在电阻一定时,导体中的电流与导体导体端的电压成正比。
点评:本题从器材的选择、元件的使用方法、电路的连接、滑动变阻器的使用方法、数据的分析与处理、作I-U图象及分析归纳得出科学合理的实验结论等进行了一系列的考查。这是一道欧姆定律探究题最全面的题,难度较大,综合性也很强的实验题目,考查了学生的实验技能,很好地体现了新课程标准理念。
分析其根源:初中电学抽象难懂,面对纵横交错的电路图,学生们往往感到无从下手,错综繁杂的电学概念、定律及计算公式常常使学生不知所措,然而电学综合题历来又是中考物理的压轴热点,并且综合性强、障碍设置多。通过师生共同分析根源,我觉得在学习电学的过程中注重以下策略,可以有效提高学习效率:
一、人人“三会” 电路-------会连接、会画、会分析
《课程标准》指出:“实验是物理课程改革的重要环节”要求学生能动脑动手地“学”科学,改变过去以书本为主、实验为辅的教与学的方式,把实验地位空前提升。要解决学好抽象的电学这个问题,以实验课堂为主阵地,通过用电器工作过程中的具体情境学习抽象的电学。
利用课外活动时间让学生走进实验室操作,并且利用多媒体、实物讲解操作过程:什么是串联?什么是并联?什么是首尾相连?什么是两端分别连在一起?还有如何判断电路是串联还是并联?讲解连接电路时要注意的事项。对于特别害羞的女同学,她们不敢动手,要善于开导,训练她们的胆量,提高她们的动手实践能力,让她们通过实验体会接线柱接反了的现象,比你讲解多次效果明显。这样,人人会连接、分析电路,就能做好电路图和实物图之间的互相转化。
二、培养探究意识,做好探究性教学实验
在实施素质教育的过程中,物理教学主要是以探究性学习为主,注意对整个物理概念和结论的过程的探究,通过提出疑问、设计方案、动手操作、思考解决、得出结论等具体步骤,让学生自主地参与教学的整个过程。电学学习更是如此。
为此,要精心设计实验,激发学生探究的主体性,做好探究性实验,充分发挥探究式边学边实验的教育功能,实现教与学的双赢。而不是简单的把书中的演示实验做一遍,然后直接把结论告诉学生。
如“探究电阻上电流跟两端电压关系”时,可以创设这样的情境:先把一个2.5V的小灯泡接在一节干电池上,看看小灯泡的发光情况,再把电源换成两节干电池上,看看此时小灯泡的发光情况。
三、理解欧姆定律并突破定律
欧姆定律一章,是在学习了电流、电压、电阻三个重要物理量的基础上来学习这三个物理量之间的关系。它是贯穿整个电学的重要规律,奠定了整个电学的基础,是学习下一章电功率的前提,因此,本章内容处于重要地位,起着承上启下的作用。因此,欧姆定律是学好电学的关键。
欧姆定律最难理解的知识点是:
当导体两端电压一定时,导体的电流与导体中的电流成反比?
当导体电阻一定时,导体两端电压与导体中的电流成正比?
学生初学欧姆定律时最难理解知识点,所以在实验时应注意探究的方法、结合图像得出电流与电压、电阻的关系。首先巩固练习电路分析,然后理解串并联电路的特点,利用变化的量表示不变量或抓住其中相等的量列出关系式(电源电压一般不变、串联电流相等、并联电压相等……),若能熟能生巧,在做计算题时,这些隐含的条件便会在学生看到题的同时马上就跳出来,再结合欧姆定律,你就能轻易地解出此题。
定律中的电流、电压和电阻都必须是同一个导体或同一段电路上对应的物理量。不同的导体之间的电流、电压和电阻间不存在U=IR关系。因此在运用欧姆定律公式时,必须将同一个导体或同一段电路的电流、电压和电阻三者一一对应,再带入计算。对于欧姆定律及导出公式,前者既有物理意义又有数学意义,后面两个只有数学意义,所以就不成比例关系变形公式并非欧姆定律的内容,切勿混淆。把上述问题弄明白了,电学难题就迎刃而解了。
四、加强学生说题训练,升华学生思维
新课程倡导自主、合作、探究的学习方式,让课堂激扬,充满生命活力,让学生成为学习的主人。但相当多学生来自农村,许多学生生性胆怯,不善言谈,我们要用激励方式,让他们敢于开口,表达自己的想法。因此我以"说题"(把题目的已知条件和所求的内容用自己组织的物理语言叙述出来,)为突破口,消除知识点在审题过程中的错误,是做题更高一层的升华,以此来提高学生学习物理的能力。
利用“说题”来强化所学知识内容,通过“说题”为学生学习而设计活动,为学生发展而开展活动,提高课堂效率,就能使我们的课堂变得生机勃勃、充满智慧的欢乐与发展创造的快意。
五、加强变式训练,总结中考重要考点
对于初中物理知识中最大的一块知识“电学”, 题型杂乱,变幻莫测,学生如果抓不住解题规律,就题做题,进步不会很大。为了让学生更好的解决这部分的问题,深入理解基本内容,培养分析问题和解决问题的能力,针对电学的一些考点,我进行了以下几种变式处理练习,简化学习难度:
(一)经典中考试题,变换已知量的数据进行未知量的求解;把已知量和未知量求解交换进行的;达到举一反三的目的,触类旁通。
(二)同类的题型归类,找出题目中存在的异同
滑动变阻器在电学实验中的作用:
相同点:保护电路;
不同点:探究电流与电阻:保持电阻两端电压不变:
探究电流与电压关系实验中的作用:改变定值电阻两端的电压和通过的电流,多次测量,从而找出规律。
伏安法测电阻中的作用:改变定值电阻两端的电压和通过的电流,实现多次测量,从而减小实验误差。
伏安法测小灯泡电功率中的作用:改变小灯泡两端电压,使之分别小于、等于、大于灯泡的额定电压,以便测出不同电压时的实际功率。
滑动变阻器在测电阻实验中还可做定值电阻用
(三)固定的套路,变换求解
电学综合题有何规律可循呢?分析历届中考物理的电学计算题,我们也称之为电学综合题,此题看似简单,其实暗藏玄机?细分析做此题也有固定的套路:
1.由实物图转化为电路图,建立物理模型
2.做出每种情况的等效电路,注意同一性、同时性
3.抓住物理量那些变化,那些未变,用变化量表示不变量;利用电路特点,根据各状态之间的联系建立等式关系
4.解未知量
在进行变式练习时,认真钻研教材,精选例题;精讲例题,以点代面,突出重点;一题多变,等几个方面进行。应注意练习的层次,层层推进,使学生在解题时达到异中求同、同中存异、多题同解,沟通相关知识的联系,培养其联想思维、纵向思维能力化题型,通过解题的比较,体会解题思想,善于用概念、规律去揭示问题的本质特征,培养知识迁移运用的能力。
实践证明,通过师生共同努力,在教学过程中吸引学生主动参与学习,注重以上“策略”,初中生完全可以学好物理电学。
参考文献:
1、《初中物理教学中的问题与对策》东北师范大学出版社
每年的中考物理试题中,有关欧姆定律和焦耳定律这两个知识点的题目都占有较大的比重,而且近两年的中考物理试题在这两个知识点上的难度有增加的趋势,欧姆定律反映了导体中电流、电压和电阻之间的关系,焦耳定律则说明了电流流过导体所产生的效果。
新课程下的中考的另一个特点,就是重视对实验探究能力的考查,促使同学们用新视角重新思考实验的过程,得到新的发现或收获,设计有关“过程与方法”的试题,考查同学们提出问题、做出猜想和假设、设计研究计划、分析处理数据、得出结论、学会评价的能力。
二、试题讲析
例1 如图l所示,电阻R1为12Ω,将它与R2串联后接到8V的电源上,已知R2两端的电压是2V,请求出电路的总电阻。
讲析 这是一道应用欧姆定律的基础题,解题的方法有两种:一种是从欧姆定律出发的分析法;一种是从电路的基本性质出发的综合法。即:求总电阻可以将R2的值求出来再求R1和R2的和;也可以用总电压除以总电流得总电阻;或根据电路的性质建立相应的关系式求解。
解法一:因为R1、R2串联,U1=U-U2=8V-2V=6V,I1=U1/R1=6V/12Ω=0.5A,I2=I1=0.5A,R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω,R总=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω.
解法二:因为R1、R2串联,I=I1=I2,则U/R1+R2=U-U2/R1,8V/R=8V-2V/12Ω,R总=16Ω.
解法三:因为R1、R2串联I1=I2,则U1/R1=U2/R2变形得R1/R2=U1/U2,R/R1+R2=U-U2/U1+U2,U/R1+R2=U-U2/R1,R总=16Ω.
例2 如图2所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电表示数的变化情况是( ).
A.电流表、电压表示数均变大
B.电流表、电压表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
讲析 这是一道欧姆定律应用题,要判断电表的示数如何变化,关键是要知道电路中的电表示数变化的实质,当开关s闭合后,电路的状态由两个电阻的串联变为只有一个电阻R2的电路;原来电流表测的是R1和R2串联时的电流,现在R1和电流表被短路,电流表的示数为0,示数变小;电压表原来测的是R2上的电压,它是电源的一部分电压,而现在的电路中只有R2,则U2=U源,示数变大,本题选C.
本题的问题是有些同学看不懂电路状态变化的实质,死抠欧姆定律,电流或电压的变化是与电路的变化有关,但知道了现在的电路的变化特征就简单多了,识别电路是我们解电学题的前提,如果电路的状态不清,则应用的电路性质也就会出错,这种能力要加强。
例3 在如图3所示的电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,电阻R1=4Ω,变阻器R2的最大阻值为15Ω,电流袁的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围不能超出( ).
A.3.5Ω~8Ω
B.2Ω~3.5Ω
C.0~8Ω D.0~3.5Ω
讲析 本题是欧姆定律的又一种应用形式,是状态电路中的变阻器的取值范围问题,解这类题目的关键是从电路的状态出发,找出符合电路要求的电学关系式,题目中的两个电表同时要满足不超过量程的要求,即:串联电路中的电流不大于0.6A,电阻R2两端的电压不少于3V,所以我们可以用欧姆定律,写出符合电路要求的数学不等式组然后求解。
依题意,由欧姆定律可得
由①②两式解得3.5Ω≤R2≤8Ω,所以应选A.
本题与物理上其他题目一样,关键是理清电路的特征,能写出符合电路特点和要求的数学关系式,然后通过数学的手段解出结果,所以仅有基本知识是不够的,更要练就解相关问题的技能。
例4 小明利用如图4所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关?在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,通电一段时间后,甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关( )。
A.电荷量 B.电流 C.电阻 D.通电时间
讲析 题目的表象是:甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,这与哪些因素有关?煤油是因为受热膨胀,液面上升的;相同条件下,甲中的液面升得高,说明甲瓶中的电阻产生的热量多R甲和R乙是串联在电路中的,则电流、通电时间以及电荷量(电流和通电时间的乘积)相等,A、B、D选项都不是影响因素;根据焦耳定律甲的电阻大,甲放出的热量多,则电流产生的热量与电阻的大小有关,应选C.
本题实际上探究的是焦耳定律的影响因素,使同学们能进一步了解其内容、理解它的应用同时本题中也渗透了“控制变量法”的探究思想。
例5 一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220V,额定功率模糊不清,热效率为90%,正常工作情况下烧开满壶水需要5min,水吸收的热量为118800J,此时热水壶消耗的电能为_______J,其额定功率为_______W,电阻是_________Ω.若实际电压为198V,通过电热水壶的电流是_________A,1min内
电热水壶产生的热量是________J.(假设电阻不随温度改变)
讲析水所吸收的热量已知,电热的利用率知道,则消耗电能可以由热量的利用率求出;用电时间已知,消耗的电能已求,则由电功率的定义求电功率,电水壶的电阻由R2=U2额/P额求出,在实际电压下的电流I=U/R,实际电压下的电热水壶所产生的热量Q=IRt.
答案:132000 440 110 1.8 21384
本题是欧姆定律和焦耳定律应用的基础题,也是通过练习使同学们掌握基本知识的重要途径,简单的是这样的填空题,复杂的可以演变成综合应用题;这些题目也是中考中同学们易失分的地方。
例6 CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图5所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝,当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W。
(1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S应与哪个触点连接?
(2)电热丝R0的阻值多大?
(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10rain,电热丝R0产生的热量为多少?
讲析 电饭煲在高温烧煮挡时,电路中的功率是最大,在电压一定时,要得到最大功率电路中的电阻应最小,由图5可知,当R被短路时,电路中的电阻最小,电路中只有R0工作,则S应合到2位置,高温挡时的功率已知,电压为额定电压,R0由R=U2/P等求得,当电饭煲在正常焖饭、保温时,电饭煲的热功率最小,电路中的电阻最大,则R0和R串联,可求出此时的电流,再由Q=I2Rt求出R0产生的热量,
答:(1)与触点2连接。
(2)P=U2/R0,R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω.
(3)P=IU,I=P/U=22W/22V=O.1A,Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J.
本题是欧姆定律和焦耳定律应用的综合题,同学们要能综合考虑影响电路发热的因素,也就是理解焦耳定律定义公式(Q=I2Rt)和各种变形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的应用,其中也涉及到欧姆定律的灵活应用。
三、巩固练习
1.如图6所示电路中,R1=10Ω.当开关S闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V.求:(1)电源电压;(2)R2的阻值。
2.如图7所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中(
)。
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
c.电压表V1的示数不变,电路消耗的总功率变大
D.电压表V2的示数变小,电路消耗的总功率变小
3.一只电炉的电阻为48.4Ω,接在电压为220V的电路中工作,它的功率是w,电炉丝工作时热得发红,而连接电炉丝的导线却不怎么发热,其原因是
4.在一次科技小组的活动中,同学们按照如图8所示的电路在AB之间接入一根细铜丝,闭合开关S后,调节滑动变阻器,使电流表的读数保持3A不变,过了一会儿,细铜丝熔断,在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝,再调节滑动变阻器到某一固定值,经较长时间粗铜丝没有熔断,在此过程中,电流表的读数保持3A不变小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题:造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(设电源电压保持不变)
(1)你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(请简述理由)
(2)若粗铜丝电阻为0.01Ω,求:在5s内粗铜丝共产生的热量。
(3)如果你家准备安装一台“220V 1500W”的电热水器,你应用选用(较粗/较细)的铜导线用作连接线比较安全。
5.如图9所示电路,电源两端电压保持不变,当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,灯L的电功率为R1',电流表的示数为,I2,已知PL:P'L=9:25.
(1)求电流表的示数I1与I2的比值;
(2)当开关S1、S2又都断开,滑动变阻器的滑片P在c点时,变阻器接入电路的电阻为Rc电压表V1的示数为u1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10W,这时灯L正常发光,通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,会形成不同的电路,在这些不同的电路中,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1.求灯L的额定功率。
6.小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图10所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。
“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;
“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=50Ω)、导线等组成,问:
(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?
(2)若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?
(3)若恒温箱的温度最高不得超过50℃,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?
1 明确提问的目的
每个提问,都是有一定的教学目的,不同教学阶段,教师设计提问要达到的教学目的不同.怎样去实现教学目标呢?
1.1 导入提问
教师围绕课题,出示电路如图1(由教师操作,让学生观察电流表示数变化),用诱发式提出问题“电路中电流大小跟什么因素有关呢?”请大家大胆猜想…….设计提问的目的在于借助情境、面向全体诱发问题,同时又为新课电路设计铺路,激起学生求知欲望.
1.2 新课提问
猜想一:电阻一定时,电阻两端电压越大,通过的电流越大.
猜想二:电压一定时,电阻越大,通过该电阻的电流越小.
按予环环相扣,边演示边观察边记录,有机提出:如果没有变阻器将会怎样呢?为什么要进行三次实验?根据表格获得的数据,谁能归纳出结论呢?通过提出问题、建立假设、设计实验、检验假设、整合归纳为主线,揭示欧姆定律.新课提问的第一层是“一石激起千层浪”实现突出教材重点,培养探索能力的教学目标.
欧姆定律I=U/R又如何运用?
例 一电阻两端电压为6伏时,通过的电流为0.3安,这电阻为多少欧?当通过的电流为零时,该电阻又为多少欧?此时电阻两端电压为多少?当电阻两端电压为4伏时,通过的电流为多少?
目的是理清电流、电压、电阻的概念与三者关系,熟练变换公式的运用.
练习 如图2,I—U图像分别是电阻A、B两端电流与电压变化曲线,你能析图得出哪些结论?(本题要根据学生的理解能力而择定)
开放式练习,旨在让全体学生参与.
新课提问的第二层是理解知识,化解教材难点.
1.3 结题提问
结题是指课堂教学在结尾阶段的教学.教师通过总结性、延伸性的问题,在学生答问中获得反馈信息,了解学生的学习情况.学生也可以从中了解学习重点、难点,检查自己的学习成效及知识的深化和发展.如,什么是欧姆定律?
欧姆定律如何应用?在电路中(图3),R1为10欧,电压表示数为6伏,电流表示数为0.2安,请用欧姆定律及相关知识求出三个量(这是欧姆定律在串联电路中拓展).使学生懂得知识的延伸,也留给优秀生课外探索的空间,让学生带着问题走出课堂,达到“课虽结而趣无穷”的效果.
2 掌握提问策略
2.1 精心设计提问
教师要树立“问题意识”,以问题为纽带,设疑、启疑、答疑和学生的怀疑、质疑、解疑,实现教学过程中教师引导,学生主动参与,需要教师设计问题注意几点.
(1)紧扣文本、创设问题
文本是学生学习活动的资源,教师必须静心“品读”,领悟出其中的内涵和外延,创设相应有价值的问题,用于课堂教学,激活学生的思维、开发学生的智力.如,对欧姆定律的理解,我创设的例题是为了借助例题中问题组织“问题中品读,讨论中交流,点拨中领悟,分析中提高”等课堂教学活动时,发挥该文本应有作用.
(2)把握问题难度
人的认知结构可以划分“已知区”、“最近发展区”和“末知区”.教师要努力寻找学生“已知区”和“最近发展区”的结合点,在不知不觉中唤起学生学习的热情,然后逐渐提高问题难度.如导入部分,学生已知电压、电阻的作用,有待建立电流与电压、电阻的关系.
(3)关注问题角度
教师要从培养学生能力入手,处理好问题大小、多少的关系.同一问题,可以从不同侧面提出,提问角度不同,效果往往不一样.如,探索研究电流与电压、电阻关系的电路中“如果没有变阻器将会怎样?”与“变阻器有什么作用?”两种提问比较,前者问题自然,易打开学生思路;后者生硬,不易培养学生思维能力.
(4)力求问题开放.开放性问题能为培养学生的发散思维能力、发展学生个性提供广阔的空间.如何促进学生有效思维?教师可以使用追问、转化等策略引导学生正确地深入思考问题.如,练习中,追问B曲线为什么不遵从欧姆定律?
2.2 正确了解学生
课堂提问是以学生积极参与为前提的,为了激发学生答题的积极性,教师在精心设计提问的同时,还应全面了解提问的对象,知道所面对的学生的认知水平,找到与学生契合的思维衔接点.如电路、表格的设计,只能让基础较好的学生在老师启发下完成.课堂提问必须面向全体学生,兼顾优差生,使所有学生都有参与的机会.教师可针对不同层次的学生,采用不同提问方式,换位思考问题,让每位学生在课堂上都能找到自信.
2.3 科学引导理答
有效提问意味着教师所提出的问题能够引起学生的思考和回答,积极参与学习过程,这就要求教师科学合理地处理好以下三点:
(1)耐心等待
很多教师常常怕时间不够完不成预期教学任务,留给学生的等候时间太短,导致学生没有时间对问题进行细致深入思考,答不出或草率应答,这是违背“以学生发展为本”的教学理念.有效的策略是:控制时间,就是不浪费时间又给学生必要的思考时间,让学生感觉教师在等待.如在欧姆定律整合时,多给学生半分钟思考,学生表述会更清楚、更严密,教学效果显得更好.
(2)启发、追问
学生回答不出问题,其因是思维受阻,教师要加以稀释问题,补充相关信息,经启发、追问的方法,以便学生打通思维得出较完整的结论.如例题中第二问(作练习使用),答错学生有十之八九.如果教师出示一根导线追问:这根导线有电阻吗?电阻由什么条件决定?将起到化繁为简、化难为易的作用,有助学生思维畅通之目的.
(3)倾听、评价
【关键词】课堂教学优势;课堂教学资源;课堂教学管理;课堂教学评价;创新教学
“创新是不断进步的灵魂”。在新技术革命的严峻挑战面前,教育要创新机制,教师要创新教学。而如何将创新精神贯彻落实到日常教学实践中去,增强素质教育的可操作性,发挥课堂教学的资源优势,提高教育教学质量,结合《电工基础》教学,我认为可以从以下两个方面入手。
1.从整体上全面把握教材,教会学生轻松学习
《电工基础》是职业中等专业学校许多专业必修的一门专业基础课。《电工基础》的主要内容是分析直流电路、磁与电磁、正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路等。由于电路和现象种类繁多,结构各异,解题方法也各不相同,教师应该结合专业要求、企业需要和学生实际整合教学内容,教会学生轻松学习。我总结了四个方面的知识包。
1.1 掌握电路的两个定律及三个元件的电压电流关系。
电路的两个定律是指欧姆定律和基尔霍夫定律,三个定律是指电阻元件、电容元件和电感元件。两个定律和三个元件的电压电流关系是分析计算各种电路的基本依据,所以要熟练掌握欧姆定律、基尔霍夫定律以及电阻、电容、电感这三个元件的电压电流定律。掌握欧姆定律,不仅要掌握部分电路的,还要掌握全电路的。掌握基尔霍夫定律,不仅要掌握电压定律,还要掌握电流定律。在正弦交流电路中,要注意掌握电阻、电感、电容这三个元件的电压电流相量之间、有效值之间、相位之间的关系。
1.2 掌握磁与电磁的两手定则及三个定律。
磁与电磁的两手定则,是指左手定则和右手定则,三个定律是指磁路欧姆定律、楞次定律和电磁感应定律。两手定则及三个定律是学习电磁学的基础,也是学习交流电路的基本条件,所以必须掌握运用左手定则、右手定则、磁路的欧姆定律、楞次定律和电磁感应定律。明确左手定则是判断通电导体在磁场中受力方向的依据,右手定则是判断导体产生感应电流方向的依据,磁路欧姆定律是定性分析磁路的依据,楞次定律是判断线圈产生感应电流方向的依据,电磁感应定律是确定感应电动势大小的依据。
1.3 掌握分析线性电阻电路的三大类方法。
由线性电阻、独立电源组成的电路叫线性电阻电路。分析线性电阻电路有三大类方法:等效变换法、网络方程法、网络定理法,这三大类方法同样适用于正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路。所以,掌握分析线性电阻电路的三大类方法是至关重要的。
等效变换法就是利用等效网络的互换,将电路简化来分析计算。要重点掌握电流源和电压源的定义、串联和并联的概念以及等效条件。在解题时要正确画出等效电路图,可先把电路中尚未进行等效变换的部分按照原样画出,再找出等效网络所接的端纽,然后在端纽间换上等效网络,进行分析计算。
网络方程法就是选择一些未知量为未知数,列出方程组进行求解,它包括节点法、网孔法和支路法。要重点掌握它们分别以什么为未知数,需要列几个方程,怎样列方程,列出的方程有何规律可循。
网络定理法就是应用叠加定理和戴维宁定理来解题。用叠加定理分析线性电阻电路时,首先要画出每一独立电源单独作用下的电路图,然后求出每一独立电源单独作用下的结果,最后叠加。用戴维宁定理解题时,首先将电路分为待求支路和有源二端网络两部分,然后求出有源二端网络的开路电压和等效电阻,画出等效电路,最后根据等效电路求解。
1.4 掌握各种类型电路的定义,选用正确的解题方法。
《电工基础》分析的电路有直流电路、正弦交流电路、三相正弦交流电路、非正弦周期电路。
直流电路是电流和电压的大小和方向都不随时间变化的电路,它分为简单直流电路和复杂直流电路两种。简单直流电路用欧姆定律和电阻串联、并联、混联的知识来进行分析计算。复杂直流电路用基尔霍夫定律和等效变换法、网络方程法和网络定理法来计算。正弦交流电路是电流和电压的大小和方向都随时间接正弦规律变化的电路。分析和计算正弦交流电路,主要是确定电阻、电容、电感电路中电压与电流之间的数值关系、相位关系及功率。三相正弦交流电路是由三相电源供电的正弦交流电路。要掌握线电压和相电压的关系,线电流和相电流的关系,特别是负载作星形联结和三角形联结时电压和电流的关系。非正弦周期电路是电流和电压的大小和方向随时间不按正弦规律做周期性变化的电路。分析非正弦周期电路,要应用正弦交流电路的基本定律,把非正弦周期电路转化为正弦交流电路和线性电阻电路来分析计算。
2.从层次上进行教学创新,努力提高教学效果
《电工基础》是一门实践性较强的专业技术基础课程,它的目的和任务是使学生获得电工技术方面的基本理论,基本知识和基本功技能,为学习后续课程以及今后的工作打下必要的基础。如何使学生获得这些理论、知识和技能,培养他的分析能力、运算能力和创新能力,我认为应从以下四个层次进行教学创新。
2.1 进行教学方法创新,以思维训练为主线,引导学生在主体活动中发展创新个性。
教师是创新教育的操作者,必须树立教学就是引导学生学会学习、提高自主探索学习能力的教学观念,注重开发学生的智力因素与非智力因素,促进学生素质的持续协调全面发展。在《电工基础》教学实践中,我体会到教师在作教学设计时,对教学内容安排既要源于教材,又要不囿于教材,强化教学内容的可研究性,注重充实教学内容的信息量,增强教学内容与实际生活的联系,丰富学生的直观感受。要改变现有教材中对知识点的陈述性排列结构为小课题探索研究性矩阵结构,强化知识点的建立过程教学,将平铺直叙、权威定论式描述方法改变为论证求解、层层剥笋、曲径通幽、引人入胜的问题研讨方法。把教学的着重点放在启发、引导学生寻找发现问题并加以探究解决问题的思路、方法上来,变学生被动接受教材权威论断性知识点的继承性学习为学生主动探索、发现现象、总结规律的开拓性学习。
如我在设计“电磁感应现象”定性研究磁场产生电流的教案时,积极引导学生进行发散思维,充分发挥空间想象力并通过猜想提出自己的观点,创新设计导体运动、磁场不动的实验和磁场运动、导体不动的实验,独自进行验证并评价观点。把操作研究和理论研究结合起来,自主探索发现变化的磁场产生感应电流的规律,让学生分享创新发现的成功乐趣,培养了学生的创新意识和创新精神。
在“感应电流的方向”这一节课的教学设计中,我没有直接给学生介绍陈述性的知识答案,而是努力创设“望梅止渴”的情境教学,把“梅子”(知识点)打扮得引人注目一些,激发学生的学习心理需求,吸引学生主动进入教学环境,启发引导学生在列举磁铁插入线圈或拔出线圈时会遇到几种情况,分析比较各种情况下产生的感应电流方向的异同,从而加深对所学理论的理解。
2.2 进行教学手段创新,将多媒体计算机引进课堂,提高学生的学习兴趣和创新认识。
教学手段是多种多样的,原有的教学手段诸如挂图、幻灯片、录像带等曾经在课堂教学中发挥了重大的作用。现在随着计算机的普及,我把多媒体技术引进课堂,更便于创设情景,促进学生的认识活动。由于它能够实现文字、图像、声音、动画的结合,使原来抽象、乏味的知识变得形象、生动起来,从而引导学生运用创造性思维和想象力去理解事物的本来面貌,培养其创新认识,特别在认知微观世界方面,它能发挥非常巨大的作用,激发学生的求知欲望和学习兴趣。
比如在“电动势,闭合电路欧姆定律”这一节教学中,电动势的形成是学生最难接受的知识点。仅仅依靠教师的口头叙述和传统挂图,学生普遍感到难以理解。非静电力移动正电荷这一难点,通过一个程序控制正电荷在电源两极间移动的速度和数目,运用电路动画的手段,逼真地模仿出电源两极建立电场的全过程。正电荷运动的立体动画,形象生动地展现在学生面前,加深了学生对微观世界的创新认识和真实理解。
通过多媒体教学,化解了教学难点。既节省了板书和画图时间,又使得抽象的概念具体化,微观的物质宏观化,静态的效果动态化,平面的图形立体化,从而激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新认识,提高了课堂的教学质量。
2.3 进行教学管理创新,满足学生个性化的学习需求,引导学生在自主活动中激活创新思维。
在《电工基础》教学中,我充分调动学生在学习中的主体作用。不仅在教学过程中穿插企业对职专生的要求和当前就业形势的分析,让学生重分认识到随着就业形势的严峻,社会对职业的挑战将更加复杂多变,职专生要有关注自身未来前途命运发展的危机感,从而增强进取意识和开拓精神;教育学生要胸怀爱国之志,增强勤奋学习,努力成才的紧迫感。并且列举本校优秀毕业生的自主成才的具体事例,从而激励学生增强创业成才的自信心。
我在课堂上保证学生有 10分钟左右的自主探索学习时间,做到启发引导学生在活动中自主学习,在师生、生生互动交流中相互学习,与课本中的教学内容建立直接的联系,从思维辨别中感悟学习。以思维训练为目的,采用分组合作学习,让学生能够通过多种学习方式激活自己的创新思维。积极鼓励学生大胆暴露自己的思维过程,及时对学生的创新观点及合理想法进行评价。允许学生采取逆向学习法,从质疑中学习,从体验中学习,从论辩中学习。
通过上述方式组织课堂教学,平时言谈上唯唯诺诺、精神上恍恍惚惚、思想上闭门造车的学生少了,教师与学生间的相互信任增加了,课堂气氛活跃了,教学效率提高了。
2.4 进行教学评价创新,重视学习过程评价与非智力因素的评价,走出单一以分数评价的误区,用发展的眼光多角度评价学生。
更新传统的以掌握知识量的多少及考试成绩作为唯一的学生学习质量好差的绝对静态评价标准,代之以学生的学习态度、进取精神、课堂协作、学习行为表现、自主探索能力、成绩上升幅度等发展过程的多角度、多层次的相对动态评价标准。力求全面地、客观地、科学地评价学生的学习。
我在《电工基础》课教学中,以课堂教学在多大程度上给学生提供了个发展和思维能力发展为评估依据,发挥评价的正确导向作用。在做学科成绩评价时,将课堂上学生主动参与协作学习时的行为表现、自主探索的学习习惯、是否积极完成作业等作出定性评价,按照 20-30 %的比例纳入考试总成绩,作为平时学生学习行为表现成绩分数,以解除一部分学习基础较差的学生在心理上的后顾之忧,改变原来的“辛勤耕耘者未必有好收获”为“辛勤耕耘者一定有好回报”。让理论基础较差、学习态度端正的学生获得一定的发展潜力分或教师的心理期待发展分,从而保护一部分学生的学习上进心,通过优化学生的非智力因素促进学生智力因素的发展。
“教学有法,教无定法”,时代呼唤创新人才,教育担负着培养创新人才的重任,在《电工基础》课教学中我努力给学生营造一个平等、民主、活泼的学习氛围,用自己的语言教会学生轻松学习,取得了较好的教学效果。
参考文献
关键词:伏安法;欧姆定律;误差
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)07-0240-02
伏安法测电阻一直以来都是中学物理中非常重要的一个电学实验,同时也是整个中学物理中电学实验的基础,所以有必要掌握伏安法测电阻这个实验的具体设计和思想,以及对实验误差的处理方法,这可以更好地帮助我们更好地学习以后的电学实验。
1实验原理
伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律,测出未知电阻两端的电压U和通过它的电流I,将欧姆定律的公式变为(R=U/D,便得到未知电阻的阻值。因电压单位:伏特,电流单位:安培,故名为伏安法。根据电流表与电压表的连接方式不同,存在两种测量方法:外接法和内接法。下图中,甲为电流表内接电路图,乙为电流表外接电路图。
2方法探究
一般情况下需要判断测量的数据是内接法还是外接法所得,在此简单探究两种方法如下:
1)触法:
当电压表接A点测得一组(UA、IA);接B点测得分别一组(UB、IB)。由此可得如下结论:
若(UR-UA)/UA>(IA-IB)/m,
则选择A接点,即外接法;
若(UB-UA)/UA
则选择B接点,即内接法。
当RV/RV>RX/RA或RX2>RVRA,电流表需内接,
当RY/RY
根据上述方法可以知道不论选取怎样的接法需根据具体情况而定。值得指出的是,内接法测量的电阻值大于真实值;外接法测量的电阻值小于真实值。
此外在实验步骤上也应注意:在连接电路的时候,应先将开关断开并移到滑动变阻器的滑片,使阻值达到最大;测量时闭合开关,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数。为使结果更加准确,需多次测量几组不同的数据,计算出每次测得的电阻值,最后取电阻的平均值。在这里测量多组数据中滑动变阻器就起到了至关重要的作用,通过分压作用,改变被测电阻两端电压,从而改变电路中的电流,多次测量,得到多组电阻值。此外,滑动变阻器也将起到限流作用,防止连接电路时,电阻短路,起到保护电路的作用。实验中需要注意针对具体电路首先判断采用的是外接法还是内接法,注意选择合适得量程,还有就是不要长时间通电,防止因温度变化影响电阻的测量值。
3误差分析
实际情况下,由于电压表和电流表自身有内阻,在数据处理过程中,往往要将其考虑进去。那么在做实验时,如何减少实验误差,则是我们应该注意的。对于减小实验误差的方法,通常情况下以还原法,补偿法为主。法,分别消除电流表的分压和电压表的分流作用。如上图,为还原电压法电路图。将开关K1闭合,开关K2接1,分别读出电流表的读数为I,电压表的读数为V;然后使开关K2接2,移到滑动变阻器的滑片,保持电压表的电压不变,然后记录电流表的读数分别为I1,I2;那么电流表的分得的电流为I1-I2,所以Rx的准确电流即I-(I1-I2),则:
这种方法是利用还原电压法来减小所测量的电阻的实验误差。
接下来看还原电流法的具体操作,同样,开关闭合,断开,读取电压表和电流表的读数V和I;保持墨闭合,将K2闭合,改变滑动变阻器的阻值,使电流表I保持不变,然后读出两电压表示数为V1、V2,最后得出电流表的分得的电压为V1-V2,所以R的准确电压为V-(V1-V2),则:
改变滑动变阻器的阻值使电流表电流I(即还原的电流)不变,此时电压也保持不变,这就是操作还原电流法的步骤。通过上述电流还原法和电压还原法的操作,我们都可以达到减小实验误差的作用。
补偿法也可以在伏安法测电阻实验中达到减小实验测量误差的目的。补偿法是通过补偿电流和电压,消除电流表和电压表的内阻,从而提高被测电阻的准确性的一种方法。为了进一步减少电表内阻带来的误差,常常利用补偿法改进实验。补偿法专门针对电流表外接和内接中存在的不足,实验测得的电流和电压都是真实值,而减小因系统带来的误差。对于减小伏安法测电阻这一实验的误差方法有很多,比如:电桥法、串联电阻法、并联电阻法等等,这里不再一一阐述。
关键词:初中物理;电功率;知识难点
结合以往教学实践经验整理论述,发现有关初中阶段物理课程内的电功率教学难点,始终限定在电路结构分析和计算公式灵活选取层面。事实上,大多数初中生对于欧姆定律可以说是耳濡目染,相关性计算操作训练也基本上能够驾轻就熟。因此,后续的挑战任务内容,便是针对电功率计算过程中的公式科学化选取规则,加以细致化验证论证,并快速将内部诀窍倾数灌输到学生思维体系架构之中。相信长此以往,对于初中生群体物理知识结构细致化修缮和今后升学压力轻松克制,能够发挥前所未有的巩固效果。
一、初中阶段物理电功率知识教学难点特征的客观论述
首先,知识结构机理综合性显著。需要学生灵活运用以往熟练掌握的欧姆定律、串并联规则,以及力学知识内容,进行相关性数据定量化计算验证。
其次,与生活实际状况联系过于缜密。在初中阶段研习电功率知识,必然会接连引入各类电功率概念机理、实际测量等探究性任务,确保学生在特定情境感染下,自主强化自身动手操作潜质,并在今后善于发现并解决生活中一切和物理电功率知识相关的问题。在如今发达的社会生活领域中,我们经常会接触各类电器,虽然说大部分初中生尚未掌握内部核心工作原理,但是透过相关题型的计算过后,就可以大致了解透彻。由此看来,不管是透过课程规范要求角度,或是物理知识生活化应用角度界定,电功率知识点始终发挥着高效的传输引导功效。
二、新时代背景下我国初中物理电功率知识点合理教学策略内容的细致化解析
1.课堂教学理念的全面改良设计
其强调的是,初中物理教师在正式引入电功率知识环节中,需要在课堂内部主动创设一类生活化感知情境,借此吸纳学生关注意识,令其愿意参考各类知识内容,并进行实验方案综合性猜想设计,方便教师进行审核和改正。在整个教学流程中,教师始终被认定是学生的引导、合作角色,一旦初中生思维出现任何瓶颈限制危机,教师必须在第一时间范围内洞察并赋予精确化点拨。也就是说,教师的核心动机,在于鼓励学生自主性探索电功率知识运算规律,同时联系熟悉的生活情景进行实验操作,令其建立应有的物理科学探索精神。
2.建立起明确的电功率知识教学引导指标
首先,作为专业化初中物理教师,在进行电功率知识传授期间,需要同时关注个体情感价值观熏陶实效,提倡现场学习交流模式的多样化表现特征,真正令学生透过生活掌握各类物理知识,同时做好今后应对社会各项职业挑战的准备工作。
其次,督促初中生尽快地熟练掌握电功率相关计算公式的应用规则。事实上,任何公式都存在专属的适用规则,只要确保初中生能够将这方面细节了解透彻,就能尽量规避日后解题过程中公式错用问题。有关这部分公式类型具体表现为:
(1)原始公式。电功率的定义式P=W/t,适合于任何电路;经验式P=UI和W=UIt,适合于任何电路;焦耳定律Q=I2Rt,适合于任何电路;经验式W=UIt,适合于任何电路。
(2)推导公式。结合欧姆定律I=U/R及其变形公式U=IR和R=U/I来推导。因此,适用条件应该和欧姆定律相同――只适用于纯电阻电路。如,推导公式P=I2R和W=I2Rt,只适合于纯电阻电路;推导公式P=U2/R,W=U2t/R,只适合于纯电阻电路。
(3)关系式。根据电路和不同材料的特点,得到的关系式W=Q,只适合于纯电阻电路。其中W是电流流过导体所做的功,Q是电流流过导体产生的热;另外P=P1+P2+…+Pn,适合于任何电路。
(4)比例式。主要是透过串并联电路的特点和公式的合并特征,形成的一种与串并联相关的推导式。如并联电路中电功率与电流、电阻的关系:P1∶P2=I∶I=R∶R,证明在并联电路中,电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比。
综上所述,物理公式始终是验证与解决电功率问题的最佳适用性媒介,如若教师能够在最短时间范围内,令学生熟练地掌握以上公式内容,同时自主修缮自身价值观等思维体系,相信对于此类群体今后升学挑战和职业发展前景等,都能发挥出理想的辅助推动功效。这便是如今全面突破初中物理电功率知识教学难点的核心策略,希望能够适当引起相关主讲教师的关注。