欧姆定律基础知识范文

时间:2023-07-09 09:17:07

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欧姆定律基础知识

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关键词:初中;物理;欧姆定律;教学问题

中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)09-0056-01

一、在实验探究中让学生学习欧姆定律

欧姆定律是电学重要内容之一,也是中考重点考查内容,所以能否教好欧姆定律关系到之后对中考的重点知识复习,更有可能影响学生对于物理学的热情。在实验探究的过程之中以学生为主,教师起引导作用,让学生通过观察电压表、电流表、滑动变阻器的微量变化发现问题、提出问题,他们对于自己发现的问题会比老师直接教导的印象深刻,从而达到了教学目的。

二、在欧姆定律的学习中最经常遇到的问题

在实际的教学之中,教师要把电路的认识与画电路图、连接电路作为主要的教学任务,开阔学生的思维,加强对电路的认识。物理是一门比较枯燥的课程,只有激发学生的热情,才能更好地完成授课。电流、电压、电阻的概念及单位,电流表、电压表、滑动变阻器的使用,是最基础的概念。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流,这部分则比较重要,需要重点讲解。电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器,明确这些仪器的使用与操作,是非常重要的,关系到后期实验的正确性与对知识的理解。以上基础知识的理解与运用又是进一步学习欧姆定律的基础。

三、欧姆定律的主要内容是电流、电压、电阻的关系

这部分知识是在实验的基础上概括、归纳出了电路中电压、电流、电阻三者相互关联的关系。教师在实验中要让学生理解电流随电压和电阻的变化而变化,对于多个变量问题的研究是采用固定一个量不变,研究其余两个量的变化的处理方法,从而让学生学会物理学中常用这种方法。欧姆定律在初中只讲部分电路的欧姆定律,是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识分析和进行电路计算的基础,是初中电学的重点知识。

欧姆定律是初中物理学电学的重点、也是难点,想要研究欧姆定律必须要建立电流、电压、电阻的关系,并在实验的基础上得出欧姆定律,做好演示实验,归纳、分析、概括实验结果,使学生正确理解欧姆定律的基础。所以,使用电流表、电压表、滑动变阻器是这部分知识中的重点实验的基础。

电流、电压、电阻的概念是学生学习的难点,由于初中学生水平有限,对电流、电压的概念要求较低,并没有下准确的定义。因此,电阻的概念就成了学生理解的难点。教师要多举例子帮助学生理解电阻是导体本身的属性,决定于导体的材料、长度、横截面和温度,它用两端的电压和通过的电流的比值来表示是为了测量的方便,与外加电压、电流无关。同时,教师一定要纠正一些学生经常出现的电阻随电压、电流的变化而变化的错误概念,也就是对欧姆定律的错误理解。欧姆定律在学生头脑的建立过程是十分重要的,认真做好演示实验,用实验来探索一个量随两个量变化的定量关系是第一次。首先要向学生交代清楚实验的研究方法,本实验彩用控制变量法来研究,即“固定电阻不变,研究电流跟电压的关系;固定电压不变,研究电流跟电阻的关系”。在连接如图(图略)所示的实验电路时,要将具体接法演示给学生看。可以先从电源正极开始,按电流方向依次为电池、开关S、滑动变阻器R′、定值电阻R、电流表串联起来组成一个闭合回路,最后将电压表并联在定值电阻R两端。同时提醒学生注意电流必须从电流表和电压表的正接线柱流进电表,负接线柱流出电表及量程选择,电流表与R串联,其示数等于通过R的电流。电压表与R并联其数等于R两端的电压。

运用欧姆定律可以推导串联电路中的总电阻跟各串联电阻之间的关系及电压分配跟导体电阻的关系,具体推导如下:

在串联电路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由欧姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2将这些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是说串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。

在串联电路中:I=I1=I2;由欧姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;将这些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 变换一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串联电路中,电压分配跟导体电阻成正比。

四、结束语

通过对物理教学内容的分析、思维方法、能力训练的具体研究,对教学内容进行归纳总结,可以使初中物理教师掌握欧姆定律的基本理论方法,更好地驾驶物理教材,提高物理教学质量,把重点真正落实在教学过程中,帮助学生提高实验操作能力、归纳概括能力、演绎推理能力、逻辑推理能力、抽象思维能力及灵活运用知识解决问题的能力,让学生学会控制变量法研究多个变量的问题,学会用等效法分析复杂电路。因此,教师要注重培养学生实事求是的科学态度,从而有效培养学生的物理素质。

参考文献:

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关键词:制定目标;回顾知识;方法指导;精选;培优补差

G633.7

复习是教学中的一个重要环节,其主要任务是使学生巩固和加深理解所学基础知识、使其系统化。还包括对各种能力进行训练和再提高。巩固掌握的知识是继续学习和灵活运用知识的前提。要巩固掌握的知识,必须跟遗忘作斗争,教育心理学告诉我们,在认识新知识的时候,遗忘也就同进开始,而且在开始时,遗忘的分量多,速度快,以后则遗忘的分量少,速度变慢,所以学习不仅必须复习,而且还要及时复习。

复习课的困难在于教学内容基本上都是学生学过的,处理不好,就往往会乏味。如何复习,怎么有效地进行复习,才能使相关联的知识进行很好的串联与衔接,这直接关系到学生的中考成绩。因此上好一堂复习课,必须从以下几个方面入手:

一、认真钻研新课程标准,制定合理的复习目标

新课程标准给教师提供了教学参考,在进行复习的同时,一定要紧扣课本,真正做到有的放失。复习目标要针对所学内容和学情来制定,不能太高,如果太高不适合学生的发展与认知水平,也不能太低,如果太低,学生的能力得不到提高。

二、根据设定的目标,回顾所学知识。

基础知识是解决问题的基础,如果对基础知识不理解,或不了解,复习效果一定不理想,所以要想上好复习课,基础知识的复习是缺少不了的。应根据自己所设定的目标及目标中所达的程度,合理的安排好基本概念的复习,公式的理解,各个知识点之间的联系。例如,对欧姆定律复习时,需要让学生了解电流、电压和电阻的概念,以及三个物理量各自的符号、单位及单位的换算,包括这三个物理量在串、并联电路中的规律等等。若将相关联的知识串联起来,还需要画出与欧姆定律内容相关的思维导图,它能帮助学生去理解与巩固欧姆定律的知识。针对这一目标,学生所要掌握的内容比较多,例如,学生要会画探究电流与电阻、电压关系的电路图,会连接实物图,会选择合适的方法进行研究,会使用电流表、电压表和滑动变阻器,会用自己的语言描述所得出的结论,分清欧姆定律表达式及它的变形式,欧姆定律表达式中各个物理量的关系等。

三、注重知识的应用,注重解题方法的指导

物理解题是复习的有效手段之一,在这一过程中要让学生的能力达到一定的程度,教师必须做到以下几点:

1.精选练习

提高学生思维和解题能力是习题课的核心任务.要达到这个目的,习题的选择是关键。选题前要做到“三了解”――了解课程标准,了解教材内容,了解学生。教师要参照新课程标准,认真钻研教材,对课本或选出的题目进行分类,所选题目的形式要多样,份量要恰当,难易程度要适宜,所选的题目要注意联系实际,联系社会,还要注意习题的一题多解,习题的变式,注重对学生能力的培养。同时所选习题既要照顾各个知识点,又要有梯度有层次,这样才能调动各类学生的积极性。通过练习、讲评、概括、归纳和总结。找出解决问题的思路和技巧,将知识转化成能力,从而提高学生的综合素质和应试能力。否则练习过繁、过多,会使学生陷于题海,难于应付。

2.精讲练习

讲解习题是整个课堂的主要过程,怎么讲解习题,采用什么样的方式讲解,关系到课堂的效率,我觉得上好一节复习课必须要考虑以下几点

首先,养成学生审题的习惯。通过解题可以使学生进一步掌握物理概念、定律及公式的意义。学生解好题,必须审好题,审题主要是弄清题意,明确题中已知是什么,要求是什么,题目中涉及哪些概念和规律,以及解答本题的基本途径。通过审题学生可以从题目中找到一些有用的信息,特别是题目中存在的隐含条件,及找到解决问题的突破口。

其次,讲解习题时,要形式多样,方法多样。每种教学方法就其本质来说都是相对辨证的,它们都既有优点又有缺点。每种方法都可能有效地解决某些问题,而相对于解决别的问题则不一定有效,每种方法都可能会有助于达到某种目的,却妨碍达到别的目的。为适应不同学生的需要,教学方法应提倡多样性,应根据不同的教学目标,不同学生的心理特征和学生的知识基础,将题目分类,提高学生概括能力。v解题目时,重点要突出,难点要突破。只有精讲,学生才有时间练习,切不可一讲到底,导致学生的思维容易混乱,学生不容易概括出解某种题型所需的方法。讲解每一个类型题目时,教师可以边讲边练,讲练结合的方式,让学生熟悉一种解题方法,总结解决这类题目的方法,然后再利用自己总结的方法去解同样类型题,提高自己的解题能力。

最后,树立学生的自信心。初三学生面临着中考,普遍学生感到中考高深莫测,是因为他们对中考题目的难易程度不了解,如果教师选择与之相类似的中考题让学生练习,他们会发现中考题不是难的,凭自己的能力完全可以解决这些题目,无形之中增强了他们的自信心。

四、培优补差

课堂复习要立足中等生,提高优等生,扶持学困生。复习进度和教法以中等学生水平为基点。要求中等学生按教师的安排进行系统的复习,注意能力方面的培养和提高。对优等学生要发挥他们的学习优势;对差生发现闪光点,及时给予表扬和鼓励,使他们增强学习物理的信心,提高复习物理的积极性和主动性。

五、重视物理实验,将实验探究引入复习课堂

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对初中物理知识的学习,在很多学生眼中电学部分的学习最为头痛。由于这部分内容的容量大、概念多、规律多、公式多,对于不少学生来讲是个难学的部分。但再难的学习内容若我们能够掌握其中的方法、技巧、要领;注重练习,善于总结,成绩的提高也不为难事。

一、辨析概念,夯实基础

任何知识的学习掌握都离不开基础知识。电学部分的基础知识多、散、要辨析清楚、固记脑中。

(一)、关于电路

1、串联、并联

初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式:串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型,可以根据定义:“逐个顺次连接”为串联,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间,(“首”为电流流入用电器的哪一端,“尾”指电流流出用电器的那一端)此电路为并联电路。

2、通路、开路、短路

电路中出现的这三种状态,其中通路为处处相通的电路,开路为电路中有处断开的电路,这两种状态易于接受,便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心,不知道何处短路,为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点,捷径是指这条路径中电阻很小,小到可以忽略不计、即为空导线,当一根空导线,或开关、或电流表(电阻小到可以认为没有)与某个用电器并联时,电流只走空导线,开关或电流表而不走用电器,使该用电器被短路,从而不能工作。

(二)三个重要的物理量—电流、电压、电阻

1、概念辨析

电荷的定向移动形成电流,这是电流的形成定义,简单便于理解;电压是形成电流的原因,没有电压就没有电流;电阻是指导体对电流的阻碍作用,即阻碍作用越大,电流越小。

2、表示符号

电流、电压、电阻三物理量分别用I、U、R表示,而单位表示字母分别为A(安培)、V(伏特)、Ω(欧姆)。

3、工具的使用

电流表是测量电流的工具;电压表是测量电路两端电压的工具;调节电路中的电流和用电器两端的电压,可以使用滑动变阻器。

(三)电功(W)、电功率(P)

物理学中电功没有确切的定义,只是描述性的,当电能转为其它形式能时,就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能,如果知道了电功的多少,就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少,也取决于所用的时间的长短。

二、理解规律,把握关键

(一)三个物理量在串、并联电路中的特点

在串联电路中:电流处处相等;电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和;总电阻等于各导体的电阻之和。在并联电路中:干路中电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等;并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。

(二)欧姆定律

一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要,一定要加强理解,熟记其使用的条件及注意事项。

(三)电功定律

某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压U,电路中的电流I,通过的时间t,三者的乘积来计算电功。

(四)焦耳定律

导体中有电流通过时,导体就要发热,此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究,做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。

三、疏通关系,构建框架

在掌握了上述理论知识的基础上,还要想法疏通各个物理量之间的关系,熟悉各物理量的单位及换算关系,能够快速选择相应的计算公式,列式解答。

(一)重要的计算公式

1、三个物理量的关系公式

串联时:I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有几个等阻值为R0的电阻串联则R=nR0)

并联时:I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有几个阻值为R0的电阻并联则总电阻R=RO/n)

2、欧姆定律:I=U/R

此公式中只有电流、电压、电阻三个物理量,但它的作用非常重要。在使用公式时要注意:①三个物理量都要针对同一段导体,或同一个电路而言;②三个物理量的单位都要使用国际单位,即分别为A、V、Ω;③已知其中的任意两个量都可以求出第三个量。 转贴于

3、电功公式:W=Uit;电功率公式:P=UI

电功、电功率这两个物理量的计算由于欧姆定律及其变形公式的影响,使计算电功率公式特别多,在选择使用时很难选择,所以要注意选取的技巧和方法,要求的问题所在电路为串联时:电功选用公式:W=I2 Rt,电功率选用P=I2 R;而当要求所在的电路为并联时,则分别选用W=U2/R.t,P=U2/R,这样的选择都利用了所在电路的特点(电流相等或电压相等)加快解题。

4、焦耳定律:Q=I2 Rt

焦耳定律的公式与电功公式的形式基本一样,使用时同样要注意公式的选择问题,当所求问题的电路为纯电阻(除了电能转化为内能外,别无其他形式的能产生)电路时,几个公式可以任意选取;若不是纯电阻电路只可使用公式Q=I2 Rt不然的话计算有误。

(二)单位的换算

单位换算的前提条件有两个:一是记住每个物理量的单位及表示符号;二是要牢记各单位之间的换算进率。其中电流、电压、电阻这三个物理量的单位较多,注意每个物理量的任何两个相邻的单位间的换算进率都为1000。还要注意一点,由于欧姆定律及其变形公式的影响,电功、电功率,焦耳定律的公式较多,产生的单位同样很多,使用时各物理量均使用国际单位。

四、善于总结,归纳要领

下面的这些要领非常重要。

(一)串、并联电路的识别

上面已经提到区别它们的方法,在做题中要选取适当的方法,迅速作出判断。

(二)短路的辨别

把握短路现象的真正含义——电流不经过用电器回到电源的负极。注意电流的特性——电流走捷径。当在电路中发现有空导线,开关或电流表等元件与用电器并联时,相应的用电器被短路不工作。

(三)串、并联电路中的三个物理量的关系

两种电路中的三个物理量的大小关系,前面已说得较为详细,但这一点要特别重视,牢记串联时电流相等,并联时电压相等,这一点解题时作用特别大。

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一、干路电流、路端电压分析法

由变阻器电阻的变化分析总结电阻的变化情况,结合闭合电路欧姆定律确定干路电流变化,再根据部分电路欧姆定律确定路端电压变化,最后结合具体的支路再逐步分析。

例1.如图1所示,设电源电动势为ε,图1

内阻为r,当滑动变阻器R3的滑动端向左移动时,图中各电表读数的变化情况是,V0,V1,V2,A1,A2,A3(填变大变小或不变)。

分析:当滑片p向左移动时变阻器R3的有效阻值减小,引起R外变小,从而使R总=R外+r也变小,由I=ε/R总知,干路电流变大,故A1变大。由U路=ε-Ir知路端电压变小,故V0变小。对R1,由部分电路欧姆定律U1=I1R1=IR1知,U1变大,故V1变大。对于R2、R3构成的并联电路,由U2=U路-U1知,U2变小,故V2变小。对R2支路,由I2=U2/R2知,I2变小,故A2变小。对R3支路,由I3=I-I2知,I3变大,故A3变大。

二、等效电源法

图2

例2.如图2所示的电路中,当可变电阻R的阻值增大时:(1)AB两点间电压U增大;(2)AB两点间电压U减小,通过R的电流I增大;(3)通过R的电流I减小;(4)通过R的电流I不变。

分析:把电池组、R1和R2看作一个等效电源,则AB为等效电源的输出端,AB两点间的电压U为输出电压,可变电阻R的阻值增大时,等效电源的路端电压增大,通过负载R的电流减小。故应选(1),(4)。此题用第一种方法分析可得同样结果,但要繁琐得多。通过以上分析可知,引入等效电源法,可收到化繁为简,化难为易的作用。

三、极限分析法

图3

例3.如图3所示,当滑动头P向右移动时,四盏灯亮暗变化正确的是()

A.L1、L2、L3变暗

B.L3、L4变亮,L1、L2变暗

C.L2、L4变亮,L1、L3变暗

D.L3变暗,L2、L4变亮,L1不变

分析:变阻器滑动头P向右移时,可设想P移动到最右端,则RP=0,I1=0,L1变暗。对L2,可把L3、L4及电池看作一个等效电源,L1、变阻器、L2为负载,当RP变到0时,R外变小,由I=ε/(R外+r)知I2变大,由P2=I22R2,可知L2变亮。对L3,把L4与电池等效为等效电源,L1、L2、L3及变阻器为负载。当RP变为0时,R外变小,由I=ε/(R外+r)知I变大,由知U3=ε-IR知U3变小,再由P3=U32/R3可得P3变小,故L3变暗。对L4,同理知R外变小,由I=ε/(R外+r)知I变大,由P4=I2R4知P4变大,故L4变亮。由以上分析可知答案C正确。

极限分析法就是使变化的量变到极端(最大或最小),从而使问题凸显出来,使思路更加清晰。

四、“串反并同”法

所谓“串反并同”就是与可变电阻是串联关系的,它的电压、电流、功率的变化与可变电阻的阻值变化情况相反。与可变电阻是并联关系的,电压、电流、功率的变化与可变电阻的阻值变化情况相同。

在应用“串反并同”时要确定好基准电阻,以及待分析元件与基准电阻间的串、并联关系。

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关键词:农村初中;物理教学;有效教学

当前,农村初中学生在物理知识结构和学习能力上与城市学生存在很大的差距,因此,在课堂教学中落实好新课程改革的要求,是广大农村物理教师面临的教学难题。农村初中教师不仅要在教学上完成知识的教学,让学生掌握相关知识,应对考试要求,还要培养学生的物理综合素质、运用能力和创新思维等。由于教学任务众多,需要教师把有限的课堂教学时间充分地利用起来,提高课堂教学效率,培育人才。

一、农村物理教学面临的困境

1. 基础知识不扎实,运算能力薄弱

广大农村初中物理教师对于学生的物理基础知识,都普遍感觉他们掌握得不扎实,连课本上最为基本的运算公式、原理和单位换算等都模糊不清。这些基础知识在教学中都是教师反复强调的重点,但农村初中学生普遍不够重视,基础知识掌握得不够好,造成了这些内容的掌握支离破碎,不够深刻,没有形成自己的完整的知识体系,以至于在实际应用中老是不能用正确的方法去分析物理问题,公式强拉硬套、作图不规范、单位运算混乱,严重地影响了物理学习。

2. 学习方法不正确,缺乏必要的练习

在农村学生中普遍存在这样的情况,学生平时读书复习时,往往是看一下语文、英语、历史等科目,而去复习数理化知识的学生则很少,往往都是完成了老师的作业就行了,不能认真自觉地去完成习题、理解和掌握所学的物理知识。少部分学生虽然对物理学习非常重视,但由于缺乏正确的学习方法,收效甚微。这样,就造成了学生们对物理的学习存在一定的浮躁心理,物理学习较为困难。

3. 缺乏必要的知识水平,学习兴趣不足

要想改善物理教学,仅仅依靠提高学生的基础知识、增加基础练习是远远不够的,还需要对学生的物理综合素质进行培养,调动学生积极、主动地去思考和探索。教师要借助各种探究性活动,不断地激发学生学习物理的求知欲望和兴趣,重点培养和发展学生的探索能力、思维能力和观察能力。

二、实现有效教学的对策

1. 挖掘物理教学资源,加强实验教学

物理实验是物理教学的重要内容,但农村学校受到条件的限制,各种实验器材不足,影响了实验教学的开展,限制了学生的物理学习。针对这一情况,农村物理教师要充分地挖掘身边的物理教学资源,加强实验教学。教师利用生活中常见的材料制作出各种实验器材,能把各种物理实验现象生动直观地展示给学生,从而更好地开展教学。学生们在物理实验过程中,对物理知识有着更为感性和直观的认识,可以极大地提高学生对物理的学习兴趣,更好地理解和掌握所学的知识。

同时,教师还可以组织学生自己去收集和制作实验工具,引导学生开展丰富多彩的物理实践活动,让学生从过去的被动接受老师传授知识,变为自己去探索和获取知识。学生在自己制作实验器材的过程中,教师可以对学生的物理知识和实际应用能力进行培养,锻炼学生的观察能力和逻辑思维能力以及动手能力,促进学生物理素质的全面发展。

2. 加强学习方法的指导,提高学习效果

在农村学校中,学生的学习主要是依靠课堂教学,回到家以后物理学习就只能依靠自己,家长很难对其给予有效的指导。同时,农村学生在学习方法上也与城市学生存在着差距,没有科学的学习方法,不懂得如何学好物理。针对这一情况,教师在课堂教学中要加强学习方法的教学,通过课堂上物理的范例教学,帮助学生掌握正确的学习方法。

例如在教学《透镜及其应用》时,教学的难点就是凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用、会正确做出光路图。这对农村学生来说学习较为困难。这时,教师可以先给学生举出利用放大镜可以点火的例子,让学生明白透镜的应用就在学生身边,消除学生的畏难情绪。接着,通过利用蜡烛和透镜的小实验,帮助学生理解光线穿过透镜后是如何传播的。这样,就能取得较好的教学效果。

3. 制定科学教学目标,提高教学效率

农村学生的物理基础知识较差,学习能力不足,刚开始时不能一下就以较高的标准来要求学生,要循序渐进地来逐步提高教学标准。在农村物理教学中,教师要针对农村学生物理知识水平较低的情况,设计不同的教学目标来逐步完成教学。最高教学目标应该是:适当提高教学进度和难度,注意拓宽知识面,注重能力的提高和学科间的综合发展。中等教学目标应该是:着眼于适用知识的培养,做到基础知识扎实,完成综合素质要求,培养学习热情。最低教学目标是:适当降低难度,立足对基础知识的掌握和记忆,激发学习欲望,逐步提高学习能力。

例如在复习《欧姆定律》这一内容时,电路中的电流、导体两端的电压和导体的电阻的关系,判断当导体两端的电压或通过导体中的电流改变时导体电阻是否变化等,这是所有的学生都必须掌握的。最低教学目标是:牢固掌握计算电路中的电流、电压、电阻的大小。中等教学目标是:利用欧姆定律推导出的串联分压,并联分流来求电路中的比值大小问题。最高教学目标是:在掌握知识的基础上应用欧姆定律,结合串、并联电路中电流、电压、电阻的特点,解决一些综合性问题。

总之,要真正实现课堂的有效教学,就需要广大教师认真进行课堂结构改革,根据课堂教学的实际和学生的实际情况采取各种灵活的教学策略和手段,不断地进行教学反思,才能全面地提高课堂教学的有效性,培育出对社会有用的人才。

参考文献:

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一、伏安法测电阻

此法重在考查一些电学基础知识、学生对书本中“伏安法测电阻”实验的掌握情况以及在学习过程中的动手实验情况,题目具有一定的综合性。

例1(2010年镇江市)小明做“伏安法测电阻”的实验时,

(1)按1甲所示电路图,用笔画线代替导线将实物连接完整。电压表选用0~3 V量程。

(2)闭合开关后,发现电流表示数为零,电压表有明显偏转,则电路中发生断路的器件是。

(3)改正电路后开始实验。前两次的实验数据已填在下面的表格内,第三次实验时电流表的示数如图2所示。请将表格中的空白处填写完整。(计算结果保留一位小数)

实验次数电流/A电压/V电阻/Ω10。302。58。3 20。262。18。1 31。6测量结果

R=Ω解析(1)、(2)两问着重考查学生的电学综合知识、动手操作的能力以及故障分析的能力;第(3)问考查“伏安法测电阻”中测量三组数据的目的、求电阻的平均值、电流表的读数以及利用欧姆定律的公式进行计算等基础知识。

答案(1)略(2)定值电阻R

(3)0。2 A8。0Ω8。1 Ω

二、等效替代法测电阻

“等效替代法”是一种常用的物理研究方法。在苏科版九年级上册物理课本《欧姆定律》一章中,以习题的形式明确提出了用“等效替代法”测量电阻的方法。一般注重考查学生对“等效替代法”的理解,以及运用该方法测电阻的基本操作。

本题考查的知识点有两个。一是,平均速度等于时间中点的瞬时速度即v1=v2;二是,时间中点的瞬时速度小于位移中点瞬时速度即v2<v3。

实际上,学生只要把握了其中任意一个知识点,剩下的就会不攻自破。因为,符合v1=v2的只有一个选项C,符合v2<v3的也只有一个选项C.这样的试题对学生的考察效果,自然打了折扣。

当然,选择题的命题还有其它的原则,这里仅就一道中考题中出现的问题进行一点简单剖析,供大家命题时参考。

【作者单位:(236400)安徽省临泉第一中学】例2(2010年南京)小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案,并选择合适的器材测量,电路如图3所示,电源电压恒定,滑动变阻器最大阻值未知,在A、B两点间接人的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx。

(1)请你帮他完成相关实验内容。

①将接入A、B两点间;

②闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时,记下;

③断开开关,取下A、B间的元件,将接在A、B两点间;

④闭合开关,调节,使;

⑤读出,即可知道Rx的阻值。

(2)小明测量电阻的方法在科学研究中经常用到,下面四个实例中,采用这种研究方法的是

A.力是看不见的,可以通过力的作用效果认识它

B.根据磁铁吸引大头针多少判定磁铁磁性的强弱

C.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻

D.用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱

解析此题把书本“等效替代法”测电阻的题目中的电流表改成了电压表,并把考查方式加以改变,重在考查学生对“等效替代法”的理解及操作。

答案(1)①Rx②电压表的示数③电阻箱④电阻箱电压表示数与原来相同⑤电阻箱的示数(2)C

三、特殊方法测电阻

所谓特殊方法测电阻是指在题目所给的器材不全的情况下所采用的测电阻的方法,常见的有以下几种情况。

1。缺少电流表的情况

例3(2010年南通)实验室中要测量一个阻值约为数百欧的电阻。提供的器材有:电源(电压约5 V)、学生用电压表(0~6 V)、电阻箱R(0~9999 Ω5 A)、开关S1和S2、导线若干。现要测量待测电阻Rx的阻值,设计了如图4甲所示的实验电路图。

(1)小虎进行的实验过程如下。

①根据实验电路图,连接成如图乙所示的实物电路,但存在连接错误,只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。

②电路连接正确后,闭合S1,将S2拨到触点1时,电压表的读数为U1,则电源电压为。

③闭合S1,将S2拨到触点2,当电阻箱的阻值调为R0时,电压表的示数为U2,则待测电阻的阻值Rx=。

(2)如果实验器材中没有提供电压表,现再提供一只电流表(0~0。6 A),利用上述器材,你认为(选填“能”或“不能”)较准确测出该待测电阻的阻值,原因是。

解析本题的第(1)小题考查学生在缺少电流表的情况下,如何测量电阻。在缺少电流表但有已知电阻的情况下(电阻箱可当做已知电阻),可以利用串联电路电流相等的规律来测算电阻。第(2)小题主要考查学生的审题能力,电压约为5 V,但所测量的电阻阻值大约数百欧,其电流很小,电流表无法测量。大多数学生由于审题时没有注意到“阻值约为数百欧的电阻”这一信息,而无法解题。

答案(1)①略②U1③U2R0U1-U2

(2)不能原因:所测电阻阻值过大,电流过小,电流表无法测量

2。缺少电压表的情况

例4在实验室测量电阻的实验中,老师提供了下列器材:电压恒定的电源一个(电压未知),定值电阻R0一个(阻值已知),待测电阻Rx一个,滑动变阻器一个,量程合适的电流表一个,单刀开关两个,导线若干。请在给出的器材中选用一些进行组合,完成实验。

①画出实验电路图。

②写出实验的主要步骤。

③写出Rx的表达式。

解析本题最显著的特点是器材中缺少电压表,无法直接测量电压。可以利用并联电路各用电器两端电压相等的规律进行间接测量;也可以利用电源电压不变的特点,采用局部短路的方法测出电源电压后,再用串联电路的电压特点及欧姆定律进行计算。

解法1利用并联电路各用电器两端电压相等的规律进行间接测量

(1)实验电路见图5。

(2)主要实验步骤:①将电流表与R0串联,测出通过R0的电流,记为I1;

②将电流表换为与Rx串联,测出通过Rx的电流,记为I2。

(3)Rx的表达式:Rx=I1R0I2。

解法2利用电源电压不变的特点,采用局部短路的方法测量

(1)实验电路见图6。

(2)主要实验步骤:

①将S1、S2都闭合,测出通过R0的电流I1,则电源电压为I1R0;

②将开关S1闭合,断开开关S2,测出通过R0和Rx的电流I2;

(3)Rx的表达式:Rx=I1R0-I2R0I2。

例5某同学在做“伏安法测电阻”的实验时,连好电路后发现电压表坏了,如图7。你能在不增加器材,不拆开电路的情况下,利用原来的电路测出待测电阻的值吗?(滑动变阻器的最大电阻为R)写出主要实验步骤及Rx的表达式。

解析此题仍然是缺少电压表的题型。很明显,在这种情况下,滑动变阻器应当做定值电阻使用,以增加可利用的条件。

难点在于,不拆开电路,也不增加器材的情况下,如何解决电压测量的问题,唯一可以利用的是电源电压不变。

解法(1)实验步骤:

①将滑动变阻器的滑片移到变阻器的最左端,记下电流表示数I1,此时变阻器电阻R=0,电源电压可表示为U电源=I1Rx;

②将滑动变阻器的滑片移到变阻器的最右端,记下电流表示数I2,此时变阻器电阻阻值最大为R,电源电压可表示为U电源=I2(Rx+R);

③根据电源电压不变可得

I1Rx=I2(Rx+R);

(2)Rx的表达式为Rx=I2RI1-I2。

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对于这一类考题,涉及电压表、电流表、滑动变阻器、电源和开关等诸多元器件的运用,经常要运用到串并联电路电流、电压、电阻的关系、欧姆定律等知识点,也同时要求学生具有一定的知识基础和综合运用能力,是历年来必考的内容。我把初中电学动态电路图主要分为以下几种:

1.电路中有多个开关类动态图的简化与解析

对于已知电路中有多个开关的动态电路,先认真读题、审题,发现题中变动了几次,然后按照题中的题意和要求,将开关移到对应位置,化繁为简,把比较复杂的电路化简为简单的、常见的串并联电路。

具体如下:按照题中的题意和要求,将开关移到对应位置,分析电路的通断情况,把断路的和短路的用电器、电表、开关、导线擦掉,就形成一个简单的串并联电路,标出对应的已知条件,并分析电路的特点,判断出电路属于串联电路还是并联电路,再根据串并联电路电流、电压、电阻的关系、并结合欧姆定律知识,求出必要的条件,如:电源电压、定值电阻等,为解决下个问题做准备,最后求出所需的量。

例1:如图所示,当开关S2断开,S1,S3闭合时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A,当开关S2闭合,S1,S3断开时,电压表的示数为4V,求R1和R2的阻值

分析题意:

(1)当开关S2断开,S1,S3闭合时,开关S2断开,S2相当于开路,把开关S2可以擦掉;S1,S3闭合相当于通路,整个电路就是一个非常直观的并联电路。如图简化图一由题中条件可知,电源电压U=6V,电流表的示数测的是I1=0.3A

因此R1=U/I1=6V/0.3A=20Ω;

(2)当开关S2闭合,S1,S3断开时,S1,S3开路,可以擦掉,整个电路为常见的串联电路,如图简化图二,已知此时电压表的示数为R1两端的电压为4V,

则U2=U-U1=6V-4V=2V;I`= U1/R1=4V/20Ω=0.2A;

R2= U2/I`=2V/0.2A=10Ω

2.有关滑动变阻器的动态电路的简化与解析

对于变阻器类动态电路题,首先是了解滑动变阻的特点,即构造、连接方法,铭牌等。如图,当滑片移到最左端时,变阻器连入电路的电阻为0,移到最右端时,连入电路的电阻为变阻器的最大值则R=20Ω,移动到中点时为电阻R值的一半即R=10Ω。

这类考题的方法就是依据题意将滑动变阻器的滑片移到对应位置,并分析滑动变阻器阻值的大小,同时删去电路中断路和短路的部分,对电路进行必要的简化,简化成简单的常见的串并联电路。再根据串并联电路电流、电压、电阻的关系和欧姆定律知识,求出未知的量。

例2:如图所求电路中定值电阻R1=5欧,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V,求:

(1)电源电压

(2)滑动变阻器R2的最大阻值

解析:

(1)当滑片在a端时,相当于电阻R2被短路,电路中只有R1工作,简化图如右图所示。由电流表示数为0.6A可知,U= IR1=10Ωx0.6A=3V

(2)当滑片在b端时,R2接入电路的阻值最大,相当于R1、R2串联,简化图如右图所示。由滑片在b端时电压表示数为2V 可知,

U1=U-U2=3V-2V=1V;I=U1/R1=1V/5Ω=0.2A

R2=U2/I=2V/0.2A=10Ω

3.对涉及电表类考题的简化,主要采用去表法

电表类综合试题也是中考中常见的类型,对于电表类考题首先要知道电流表和电压表的阻值特点,即电压表电阻很大视为开路;电流表电阻很小相当于短路。

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[关键词]物理概念 学习 物理思维 认知结构

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)47-0004-01

一、引 言:

物理概念是一类物理现象和物理过程的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形式。初中物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分而且也是构成物理规律,建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。物理概念的教学是初中物理教学的重点和难点,探索物理概念学习是物理教学的永恒话题,因此分析概念在初中物理学习中的重要性有重要的意义。

二、物理概念是初中物理学习的基础和成功的关键

物理概念作为分析、综合、判断、推理等逻辑思维的出发点,揭示了物理这门学科的内容,形成了物理学科的体系与结构,体现了物理学科存在的价值。

物理学包含的内容大体可分为物理概念、物理规律和物理理论的应用。其中物理概念是物理规律和应用的基础,物理规律揭示了物理概念之间的相互联系和制约关系。如果学生对电压、电流和电阻这几个概念搞不清,那就无法理解和掌握欧姆定律,更谈不上正确的运用欧姆定律进行实际解题计算了。如果对压强、压力和受力面积这几个概念掌握不好,对于计算压强的题就也会经常出错。

物理概念能够使学生深刻了解事物之间的相互关联,同时有助于知识点的迁移,进而形成系统的知识链。目前中学生普遍感到物理难学,其症结主要存在以下两个方面:在教师方面,往往存在只让学生多做练习,而不注重让学生形成正确的物理概念;在学生方面,往往只注意背定义、记公式、做练习,而忽视了对物理概念的理解。因此教师应利用各种教学方法和手段,帮助学生将新学的物理概念融入到其原有的物理概念网络中去,建构起新的知识体系和物理认知结构。

三、学好物理概念能够激发学生学习物理的兴趣

孔子言:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。现代教育家斯宾塞也强调:“教育要使人愉快,要让一切教育带有乐趣”,这说明兴趣是学习的最好伙伴。学生对概念的学习与理解能够激起学习物理的兴趣,有了兴趣就有了学习的欲望,就能增添其进一步探究并学习物理的动力。在物理学史上,许多著名的物理学家只是出于兴趣爱好才潜心研究物理,才如痴如醉地探索自然界的奥秘。

学生对某物理概念会产生疑问,往往是对某概念特别感兴趣,或是思维活动处于迷茫状态,教师可设立概念总结表,从中了解学生的兴奋点、思维程度和教学中存在问题,根据反馈信息,调整教学进程、教学方法和教学策略,确立学生的现有概念发展水平,以不断贴近学生的概念“最近发展区”。透彻的理解物理概念能够使繁杂的物理现象和公式变得浅显易懂有趣,使学生愿学、爱学物理。

学点物理知识,弄懂一些基本物理概念,这往往是现代人提高自身基本素质的需要,甚至于是修身养性、训练思维的需要。那时当人们就象欣赏音乐、欣赏美术作品一样,把学习物理知识、弄懂物理概念当作是修身养性、陶冶情操、训练思维的“消遣”,那将是人类文明的一大进步,这时我们心目中的学习物理将变成“欣赏物理”。

概念学习是掌握方法、训练思维的重要途径认识学习物理概念与认识概念的方法向来关系密切,比如,学习电压、电流的概念,由于电压、电流看不见摸不着,我们经常采用跟水压、水流进行类比。在物理概念学习要分把握好物理概念的形成和物理学研究方法之间的内在联系,促进学生在深入理解物理概念的同时,逐步熟悉和掌握物理学研究方法,进而提升学生的自主、探究学习能力。

物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象,概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为主,而分析综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中。若能充分把握每个物理概念在其形成过程中所经历的主要思维形式,并注意结合学生的思维特征来组织学习,就能有效地以物理概念学习为载体,培养学生的物理思维能力。

例如,通过对欧姆定律和串并联电路概念的学习,我们要能找出概念的另外表述方法:“电阻越串越大,越并越小”,“串联分电压,大电阻分大电压”,“并联分电流,大电阻分小电流”,这种训练方法能让学生形成熟练的物理解题技能技巧,同时也能使学生的各种思维得到发展。

初中物理学习体系是一个由概念、命题构成的统一的逻辑系统,如果把物理学习体系比作一张网,那么概念就相当于这张网上的一个个网结。可见概念在物理学习的形成、发展和完善的过程中具有不可或缺的重要作用。

每个人都希望具有很强的解决实际问题的能力,但如何衡量解决问题的能力从智力结构来说,就是要求这样的人能准确地把各种实际问题抽象为具体的物理模型,在这个过程中关键是头脑中要有清晰的物理概念。学习任务任重道远。千里之行,始于足下,把握好初中物理概念学习可取得事半功倍的效果。总之物理概念不仅是物理学的基础而且也是学好物理的关键也是培 养学生思维能力、开发智力的重要途径。它在物理学习中重要性不言而语因此在学习中应对物理概念牢固掌握并形成一个完整的体系。

参考文献

[1] 郭怀中.物理教学论[M].合肥:安徽人民出版社,2007.

[2] 鲁后君;初中物理教学中对学生科学探究精神的培养[J];科学大众(科学教育);2009年10期.

[3] 杨连成;浅谈多媒体在初中物理教学中的运用[J];科学大众(科学教育);2009年11期.

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一、学生为什么会感觉电学难学

教师和学生为什么会对电学的教学和学习感到恐惧和厌烦,主要还是因为电学本身内在规律与学生认知能力思维习惯存在偏差.电学部分知识不仅概念多、公式多而且还非常抽象,需要学生运用抽象的、系统的思维进行思考和学习.但是,一方面初中阶段学生在思维能力的训练和发展还存在不足,特别是在对于有比较复杂的电路图题目的分析和解答上面,不知道如何进行化繁为简巧妙运用相关知识进行解题;另一方面,不善于或不能够将电学实验中获得的结论与基本的概念公式进行比对归纳,导致很多学生虽然参与了电学实验,也亲手组建了实验电路,但对串联电路、并联电路、欧姆定律、焦耳定律、电压功率等基本概念、基本特征以及基本公式内在的联系感到茫然.在电学教学中,教师由于需要教授大量的知识点而疏于对经验规律的总结和归纳,两方面问题相互结合、相互影响就造成了教师和学生对电学部分知识的恐惧和厌烦.

二、教师应当如何提高电学部分教学的实效性

1.注重电学基础知识的学习和归纳

电学部分知识虽然概念多、公式多,但只要善于用系统的思维总结和归纳其中的关联,学习起来并不会很难.那么,在电学部分诸多知识点中的哪些才是最根本的呢?简要归纳起来就是“53231”:“5”指的是电流、电压、电阻、电功、电功率这五个电学中最基本的概念;“3”指的是欧姆定律以及串、并联这两种基本电路的电流、电压、电阻的基本特征;“2”指的是电压表和电流表这两种电学中最基本的测量仪器;“3”指的是串、并联电路的构建以及伏安法测电阻、伏安法测功率这三种电学中最基本的实验方法;“1”指的是电学知识学习中的一个最基本的方法――控制变量法.这“53231”基本涵盖了电学中的大部分知识点,也可以通过换算与转换与其他的概念、公式、规律和实验建立联系.因此,让学生掌握这“53231”代表的概念、反映的现象、与其他概念(公式、实验、定律)存在的联系和区别、在解题中的注意事项等知识就相当于帮助学生大体掌握了电学方面的基本知识.在此基础上,要特别注意控制变量法在电学知识上的灵活应用,如在欧姆定律I=U/R的教学时要把电流I、电压U、电阻R三者之间关系讲明白,就必须让学生脑海中先对I、U、R分别进行定量,然后得出其余两者之间的关系.当然,要让学生完全掌握电学的知识点,关键还应该多进行多题型、多角度的练习加以巩固.

2.注重电学实验的教学

实验是让学生巩固和检验所学的基本概念、公式、定律的关键环节,也是提高学生动手能力和科学精神的重要手段.对于电学部分的每一个实验,教师都要指导学生做好认真准备、亲自动手、归纳总结这三个环节.在实验之前,要让学生对实验的原理、目的、实验电路图的设计、测量所用的仪器、步骤等环节先进行预习和掌握.在实验中,要求学生要严格按照电学实验的操作规范安全操作,仔细观察测量结果和实验现象,实事求是记录实验数据.在实验结束之后,要根据实验对应的原理和知识进行对照总结,对实验失败的原因进行深入分析并提出改进的措施和办法.除了正常的课堂实验外,还应该鼓励学生用一些简单易得的器材做一些小实验、小制作来检验和验证所学的理论知识,提高学生对电学理论知识的感性认识,当然必须要提醒和教育学生学会安全用电.

3.注意培养学生的读图解题能力

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【关键词】初中;物理;测电阻;方式

初中物理中有关电路中电阻值的教学内容在学生眼里是一个坎,多数学生一听到这一课题就头疼,要想使学生克服自身对学习恐惧心理,教师需要教学过程中捋清教育思路,将测量方法总结出来并加强学生的实际训练。

一、初中未知电阻测量教学方法总论

在初中物理测量未知电阻的教学过程中我们会遇到以下几种情况,其一、有电流表和电压表未知电阻值的情况;其二、有电流表、已知阻值电阻和未知阻值电阻的情况;其三、有电压表、已知阻值电阻和未知阻值电阻的情况;其四、有电流表、已知最大阻值滑动变阻器和未知阻值电阻的情况。

二、电流表和电压表测量方法

图一

如图一所示,这是电压表和电流表测阻法,其测量方法是将开关S关闭,调节变阻器P的位置,通过将电流表A的显示值与电压表V的显示值带入欧姆定律的公式里――I=U/R,可得知当前的电阻值数为R=U/I。

三、电压表测阻值法

图二

如上图二所示,此方法的试验过程如下:在断开开关S的条件下记录电压表V的读数U1,在闭合开关S的条件下记录电压表V的读数U2,图二电路为串联电路,所以我们可知未知电阻RI两侧的电压UI=U2-U1,而在串联电路中电流是处处相等的,我们可得到U1/UI=R0/RI,即为U1/(U2-U1)=R0/RI,最终得到RI=R0(U2-U1)/U1。

四、电流表测量阻值的方法

如图三所示,其测量方式有多种,只列其二:

图三

第一种方法,在关闭S1的情况下测出流过已知阻值电阻R0的电流记为I1;在打开S1关闭S2的情况下,测量出流过未知电阻RI的电流值记为IX,由I1・R0=IX・RI可以推出RI=I1・R0/IX。

第二种方法:在只关闭S1的情况下测出流过R0的电流值记为I1;在只关闭S2的条件下测出流过RI的电流值记为IX;在S1、S2同时关闭的情况下测量出流过R0与RI的总并联电流值记为I2,由(I2-I1)・RI=I1・R0可以得到RI=I1・R0/(I2-I1)。

五、滑动变阻器测阻值法

图四

如图四所示,其测量方法如下:在关闭开关S的情况下,将滑动变阻器调到A端,记录下电流表此时的读数值I1;之后将滑动变阻器的滑片滑到B端,记录下此时电流表A的读数值I2,由I1・(RI+R0)=I2・RI可得到RI=I1・R0/(I2-I1)。

总结

在初中物理的物质阻值测量教学中,我们充分利用力欧姆定律及其相应的变化形式,并对各种电路环境进行了预先构想并对其可能发生的情况合理分类,这样就使得学生在对电阻测量教学内容的学习中巩固了其他物理先关知识,并且掌握了一定物理基础知识综合运用的能力,为对学生今后的物理思维培训打下了良好的基础。