欧姆定律的发现过程范文

时间:2023-07-11 17:50:31

导语:如何才能写好一篇欧姆定律的发现过程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

篇1

一、欧姆定律发现历程溯源

2.相同之处

欧姆定律适用于线性元件,如金属等,不适用于非线性元件,如气态导体等。

三、三点质疑

1.线性元件存在吗

材料的电阻率ρ会随其他因素的变化而变化(如温度),从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的,也就是说理想的线性元件并不存在。在实际问题中,当通电导体的电阻随工作条件变化很小时,可以近似看作线性元件,但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立,例如常用的炭膜定值电阻,其额定电流一般较小,功率变化范围较小。

2.对所有非线性元件欧姆定律都不适合吗

在上述所有表述中都有欧姆定律适用于金属导体之说,又有欧姆定律适用的元件是线性元件之说,也就是说金属是线性材料,而我们知道,白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的,也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件,但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件,因此这里的表述就不正确,为了避免这种自相矛盾,许多资料上又说欧姆定律的应用有“同时性”,或者说“欧姆定律不适用于非线性元件,但对于各状态下是适合的”,笔者总觉得这样的解释难以让学生接受,有牵强之意,给教师的教造成难度,既然各个状态下都是适合的,那就是整个过程适合呀。

3.对欧姆定律适合的元件I与R一定成反比吗

I与R成反比必须有“导体两端的电压U相同”这一前提,在这一前提条件下改变导体的电阻R,那么通过导体的电流就会发生变化,因而导体的工作点就发生了变化,其制作材料的电阻率 ρ就随之变化,因此导致电阻又会发生进一步的变化,这样又会导致电流产生进一步的变化,所以实践中多数情况下I与R就不会成严格的反比关系,甚至相差很大。

四、两条教学对策

1.欧姆定律的表述需要改进

其实早就有一些老师对欧姆定律的表述进行过深入的分析,并结合他们自身长期的教学经验,已经提出了欧姆定律的表述的后半部分“I与R成反比”是多余的,应该删除,笔者也赞成这种做法,因为这种说法本身就是不准确的,这也是在上述三种大学普通物理教材中都没有出现这个说法的原因。

通过对欧姆定律发现历程的溯源,可知欧姆当时发现这一电路定律时也没有提出“反比”这一函数关系,只是定量地给出了一个等式,因此,笔者认为欧姆定律的现代表述有必要改进,既要传承欧姆当时的公式,也要符合实际情况,所以笔者认为欧姆定律应该表述为:通过导体的电流强度等于导体两端的电压与导体此时的电阻之比。

那么,为什么连“I与U成正比”也省去呢?当R一定时,I与U成正比是显然的,但如果在欧姆定律的表述中一旦出现“I与U成正比”的说法,学生就会很自然地想到“I与R成反比”,而这种说法是不对的,所以表述中最好不要出现“I与U成正比”和“I与R成反比”这两种说法。

2.线性还是非线性元件的区分不能以材料种类为判断标准

同样是金属材料,钨丝的伏安特性是非线性的,而一些合金材料导体的伏安特性却是非常接近理论线性,如标准电阻。所以我们在区分线性元件还是非线性元件时,不能以导体的材料种类作为判断的标准,而只能通过实验测定,得到I-U图象,以此来作为判断依据。

篇2

一、重视实验探究过程,发现新问题

欧姆定律的探究过程把科学探究的七个环节表现得淋漓尽致,从最初了解基本电路中电流、电压和导体电阻的定性关系,从而提出“导体两端的电压和导体的电阻是怎样影响导体中电流大小的,电流与电压和电阻究竟存在什么关系”的问题,到最后处理实验数据和讨论交流,得出电流、电压和导体电阻的定量关系,即欧姆定律,其数学表达式为I=U/R.探究的过程还是一个发现问题并解决问题的过程,使同学们加深了对欧姆定律的理解.

例1某同学按如图1所示的电路,研究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻间的关系,若保持电源电压的大小和电阻箱R1的阻值不变,移动滑动变阻器R2的金属滑片P,可测得不同的电流、电压值,如表1;然后,他又改变电阻箱R1的阻值,测得相应的电流值,如表2.请回答:

(1)分析表1中数据可知:_____________________________;

(2)分析表2中数据可知:电流与电阻_____.(填“成”或“不成”)反比,这与欧姆定律_______(填“相符”或“不符”),其原因是________.

解析这是一个典型的欧姆定律实验探究题,重点考查的是欧姆定律的结论.一个要注意的细节问题是,欧姆定律的整个探究过程运用了控制变量的思想.因此,在处理实验数据得出正确结论时,一定要体现这种思想.所以分析表1中数据可知:在电阻不变条件下,导体中的电流与导体两端的电压成正比(因为导体两端的电压成倍增加时,流过导体的电流也随着成倍增加).但分析表2中数据却发现,电流和导体电阻的乘积不是一个定值,即电流与导体的电阻不成反比,这个结论显然不符合欧姆定律.那么,为什么得不出正确结论呢?这是我们在探究过程中经常碰到的一个问题,这个问题的解决,本身与这个实验的设计思想连接在一起,因为在探究电流与电阻关系时,应保持电压不变.因此当电阻箱R1的阻值改变时,一定要调节滑动变阻器滑片P,使R1两端的电压保持不变,再读出相应的电流值,然后分析数据.那么,当R1的阻值成倍增加时,如何调节滑片P才能使它两端的电压保持不变呢?如上图,应将滑片P向右调节到适当的位置,想想看,为什么呢?

二、创设新情景,解决新问题

近年来,从中考试题来看,在欧姆定律实验题方面,不仅仅考查了欧姆定律的实验探究过程和伏安法测电阻,也出现了一些创设新情景,运用欧姆定律去解决一些新问题的实验题.这类试题的解答一定要抓住“欧姆定律是电路中的交通规则”这一点,运用公式I=U/R和电路的特点来解答.

例2“曹冲称象”的故事流传至今,最为人称道的是曹冲采用的方法,他把船上的大象换成石头,而其他条件保持不变,使两次的效果(船体浸入水中的深度)相同,于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题.

【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值

【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱(元件符号_______),一个单刀双掷开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表(电流表量程足够大).

【设计实验和进行实验】

(1)在右边的方框内画出你设计的实验电路图;

(2)将下面的实验步骤补充完整,并用字母表示需要测出的物理量.

第一步:开关断开,并按设计的电路图连接电路;

第二步:____________________________;

第三步:____________________________.

(3)写出Rx的表达式:Rx=____________.

解析这是测未知电阻的另一种方法――“等效替代法”.这种实验题对同学们的要求比较高,它创设了一个新的情景(“曹冲称象”),让你从这个新情景中受到启发,来解决一个新问题.它不是欧姆定律探究过程的简单重现,而是要求同学们真正理解欧姆定律中电流、电压、电阻的关系,即电压一定时,电流相等,则电阻相等.因此,我们可以按图3的实验电路来完成待测电阻Rx的粗略测量.连接好电路后,将开关S与a相接,使电流表的示数指示在某一刻度(因为电流表的刻度不准确,因此不能准确读数);接着将开关S与b相接,这个时候需要调节电阻箱,使电流表的示数指示在同一刻度处,读出电阻箱上电阻值为R,这一步充分利用了欧姆定律的结论,当电压相等时,电流相同,则电阻相等.即Rx=R.

同学们想想看,本题为什么说只是粗略测量呢?S接a和接b的顺序能颠倒吗?如果电流表的刻度准确且灵敏度良好,那么可不可以较准确地进行测量呢?(这个时候,我们可以直接根据欧姆定律来解决这个问题,即分别读出S接a和b时,电流表的示数为I1和I2,则通过计算我们可以得到待测电阻Rx=RI2/I1,且这个时候与S先接a还是先接b没有关系.)

三、寻找实验规律,渗透数理思想

欧姆定律的实验探究过程本身就体现了一种数理思想,要求从定性的结论,运用数学方法得出定量的关系式.因此,在以后的中考命题上,这种思想的体现可能是命题者关注的一个焦点.

例4某同学想探究导电溶液的电阻是否与金属一样,也与长度和横截面积有关.于是他设计了实验方案:首先他找来几根粗细不同的乳胶管,按要求剪下长短不同的几段.并在其中灌满质量分数相同的盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.将盐水柱分别接入电路中的A、B之间.闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,读出电流表和电压表的示数,并记录在表格中,如下表:

根据实验数据,请解答下列问题.

(1)通过对实验序号_______或_______的数据处理,我们可以看出导电溶液的电阻与金属一样,电阻的大小与导电溶液柱的横截面积成_______.(填“正比”或“反比”)

(2)通过对实验序号1、4的数据处理,我们可以看出导电溶液的电阻与金属一样,电阻的大小与导电溶液柱的长度成_______.(填“正比”、“反比”)

(3)请填写表格中未记录的两个数据.

(4)对于实验序号6,开关闭合,若保持滑动变阻器滑片P不动,将乳胶管拉长,则电流表的示数将_______;电压表示数将_______.(填“变大”、“变小”或“不变”)

解析这是典型运用自己探究得到的结论解答相关问题的一类题型,要求同学们对整个知识点有一定的驾御能力.实验中测得的是电流和电压,而问题是与电阻有关,因此我们先应运用欧姆定律求出相应的电阻值,再进行分析(这是试题的一种创新).

我们对1、3、4、5组数据的处理得出R1=3Ω,R3=1.5Ω,R4=6Ω,R5=4Ω.运用控制变量的思想,由实验1和3,或4和5,很容易得出导电溶液的电阻与导电溶液柱的横截面积成反比;由实验1和4可以看出,导电溶液的电阻与导电溶液柱的长度成正比.

篇3

欧姆定律是由乔治•西蒙•欧姆,只要是规范电流,电压和电阻之间关系的定律。其主要公式为I=U/R

1.1欧姆定律并不适用于所有物体

很多人认为欧姆定律适用于所有导电的物体,这个想法是错误的。因为欧姆定律只适用于金属导电和电解液,在气体导电和半导体元件中欧姆定律是不适应的。

1.2导体的电阻不是一成不变的

金属导体的电阻不是一成不变的,它会随温度的升高而增大。比如电灯泡算电阻的时候,刚开灯的时候和开很久的灯的电阻一定是完全不同的。

1.3串并联电路欧姆定律的推广式不同

我们在处理串联电路时我们要记住电流是恒值,电压是各部分电压的总和。而在并联电路中各支路电压和电源电压是相同的。电压是衡量,而干路电流等于各支路电流之和。

2.如何对物理中的欧姆定律进行教学

2.1培养学生对学习物理的兴趣

“兴趣是最好的老师“。作为一名物理教师希望能带动学生的积极主动性,让学生配合老师教学工作,有时在课堂上老师教学会出现不理想的情况,如学生上课睡觉,或看小说等。这样对我们教学工作造成困扰,特别是像物理这一门需要去计算、分析的课程。不像其他科目,它需要的不仅仅只是学生的理解,更重要的是实验能力,以及实践能力。一节课没有吸收到课程的有效资讯就会导致其他章节也一并滞后。而杜绝一现象的发生,首先是要找出学生不听课,不爱听课的原因,我经过多年的教学经验,总结两点:第一点是。举个例子,在我教学情况中遇到一个学生,他在平常上课的表现一直不理想。其他学生按时完成作业,而他总是最迟交或者不交。有一次早晨刚来到办公室路过教室时看到他正拿着别的同学的作业本抄袭,当时我很生气,进去找他谈话。在谈话过程中,我了解到这位学生之所以对物理部感兴趣的原因是他找不到方法去学习。要帮助学生找适合他的学习方法也是教师在教学当中需要重视的。另一点则是老师的问题,老师讲课太枯燥乏味,学生不爱听,自然而然的就会去做其他的事情,这对教学任务的影响是巨大的。我们应该从物理的作用性和启迪性的教育方式对学生对物理的爱好进行开发和挖掘。

2.2加强学生的动手能力

因为物理学由实验和理论两部分组成。其中,物理理论来自于物理实验,物理实验是物理理论的基础。用事实说话,用实验证明,是物理教学是一大特色。同时,实验也是增强趣味性、调动积极性的有效手段。透过以上三点,我让自已的学生多参与到实践课中。那一名我前面所提到男学生,他在我课上的态度在一次学习“压强”的章节中得到了改变。课程里我布置学生自己制作物品,然后去进行试验探究活动。而他在这一方面表现的极为积极,后来得知这男孩对机器零部件的组装,特别是车子感兴趣,我就抓住他这点喜好,在欧姆定律的这一环节中,让同学们自己去试验操作,导体材料,长度,横切面等等,教学生用多种表分别测量电源两端的电压,观察小灯泡的变化。使学生在实验的过程中轻松的学会课程上的知识。而那位男学生也通过实验课程的学习,态度发生了转变。学习的积极性充分调动起来。

篇4

张君甜

【摘 要】随着高中新课程改革的深入发展,教育教学大环境也随之悄然发生着。人们的教育理念发生了很大的变化,不仅改变了“老师教学生学,教师为主导”的片面教学观,还开始注重应用更好的引导方式来引导学生,倡导学习方式的多元化。哲学家狄德罗说过:“有了真正的方法,还是不够的;还要懂得运用它。至于如何去运用,这要我们不断从学习和反思中获取方法,做高效型教师,打造高效课堂。为此,根据我校实施“271”课程改革的大环境结合自己的教学实践和经验,推出了这种高中物理“合作讨论探究式小组学习法”,旨在转变教学过程中教师的教学行为和学生的学习方式。

关键词 高效课堂;高中物理的“有效教学”;物理教学;小组合作讨论探究式学习

在高中物理教学的课堂上,教师教得辛苦,学生学得痛苦。高耗低效,缺乏策略,成为教与学的阻碍。因此,教师应当充分利用好每一堂,特别是在新授内容的公式和规律的推导,教师要不断的有层次的向学生提出引导问题,有目的的引导学生去一层一层破解物理实质,让学生通过与小组成员合作讨论对新授进行的发散探究,学生因为自己积极参与了问题讨论,对问题的认识自然也就更深一个层次了这也就达到了深化知识目标目的。一堂好的物理课必然是一堂高效率的课堂教学,如何抓住课堂,开展高中物理的“有效教学”探索实践活动,这正是本文所要研究的内容。下面我们就于《闭合电路的欧姆定律》课题为例题探讨“271”讨论探究式学习高中物理的主要过程。

第一,教师课前要向学生详细解读教学目标:教学目标要明了,目标性强,教学前一定要让学生明确知道我们这节课的目标,学习起来才不会盲目,不会被动,也便于学生对学习的自我评价。

《闭合电路的欧姆定律》教学目标(部分展示):(1)经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,从而理解电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。(2)熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式及其适用条件。

第二,预习自学、自主探究:这个环节最具挑战性的,必须保证学生有足够的兴趣,全身心地投入进去,所以预习案和探究案要精心设计,按照学生学习的最初状态,让兴趣和创造的欲望引领学生自主学习。学生以预习案和探究案为学习“路线图”,预习自学,解决了传统课堂学生被动学习、盲目学习的问题。

《闭合电路欧姆定律》预习案(部分展示):分为①知识点预习②知识点应用预练

①知识点预习(部分展示):

闭合电路是由哪几部分组成的_______,电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系________。电动势等于电源_______时两极间的电压。用电压表接在电源两极间测得的电压U外_______E。

第三,提出质疑,探究案二次探究:在自主学习的基础之上,学生通过完成探究案上的训练题目,检验自学效果,提出质疑。质疑的过程,实际上是一个积极思维的过程,是发现问题,提出问题的过程,质疑是创新的开始,也是创新的动力,创新来自质疑。该过程教师当适时的发挥引导作用,引领学生朝着目标研究、比较、创新。学生在探究案的引领下进行二次探究,对教材和知识的把握也提升到一个新的层次,很好地解决了传统课堂学生缺乏独立思考、深入探究的问题。

通过你的自主学习,你还有哪些疑惑?①疑惑点:________ ②疑惑内容:________

《闭合电路欧姆定律》探究案(部分展示):

探究:闭合电路的能量转化

某闭合电路,外电路有一电阻R,电源是一节电池,电动势为E,内电阻r,当电键闭合后,电路电流为I。①整个电路中在t时间内电能转化为什么能?各是多少?

(外电路中电流做功产生的热为:E外=I2Rt;内电路中电流做功产生的热为:E内=I2rt)

②电路中电能是什么能转化来的?在电源内部是如何实现的?(是有化学能转化而来的,依靠非静电力做功实现的。电池化学反应层非静电力做的功:W=Eq=EIt)

根据能量守恒定律可以得到怎样的一个等式:

(1)W=E外+E内(2)EIt=I2Rt+I2rt

(3)E=IR+Ir=U内+U外 或者(4)I=E/(R+r)

第四,①分组合作,讨论解疑:这个环节是高效课堂的重要组成部分,是课堂走向自主的基础。运用分组合作学习,在小组中学生能主动操作、观察、思考、讨论,学生参与教学活动的机会增多;分组合作学习有助于学生提高口头表达能力。在学习小组中学生相互启发、相互帮助、共同解决问题。这样更能能培养学生之间团结、协调的合作意识,提高学生的人际交往能力。②展示点评、拓展提升:这个过程可以让学生充分发挥初生牛犊不怕虎的精神,在黑板上展示疑难,展示困惑,展示方法,提高学生的思维水平和表达能力。

分小组讨论,展示点评:

(1)(2)两式反映了闭合电路中的什么规律?(能量守恒)

(3)式反映了闭合电路中的什么规律?(因消耗其他形式的能量而产生的电势升高E,通过外电路R和内电路r而降落。外电路电势降低,内电路电势升中有降)

(4)式反应了闭合电路中的什么规律?(电流与那些因素有关,这就是闭合电路的欧姆定律)

①内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。②公式:I=E/(R+r)③适用条件:外电路是纯电阻的电路。④根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E=IR+Ir得E=U内+U外该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。

通过这样一次自主探究一次小组合作探究过程,学生通过功能关系的分析建立闭合电路欧姆定律学生应该感到熟悉并且容易理解,已经可能够娴熟地从做功的角度认识并理解电动势的概念了。

第五,清理过关,当堂检测:学生经过激烈的讨论,思维比较活跃,这时需要静心总结归纳,反思学习目标的达成情况,清理过关。最后一项是当堂内容检测,当堂检测可以分段讲授、讲练结合也可口笔结合、当堂训练等形式,让学生体验学习成就感。检测环节,教师也可以对例题进行开拓变形,将题目的已知条件作些变更,使一题变为多题,可使学生的思维得到充分发挥,也能较好地发挥例题的潜在功能,有助于培养学生思维的独创性和流畅性。

篇5

(一)知识目标

1、知道电动势的定义.

2、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题.

3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.

4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.

5、理解闭合电路的功率表达式.

6、理解闭合电路中能量转化的情况.

(二)能力目标

1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律

2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.

3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力.

(三)情感目标

1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点

2、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系

3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想

4、知道用能量的观点说明电动势的意义

教学建议

1、电源电动势的概念在高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据教材,采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论.

需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力,它与外电路无关,是由电源本生的特性决定的.

电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,如果学生程度较好,可以向学生说明,做为电源,由正负极之分,在电源内部,电流从负极流向正极,为了说明问题方便,也给电动势一个方向,人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向,即从负极指向正极.

2、路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点.希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线,可以直观地表示出路端电压与电流的关系,务必使学生熟悉这个图线.

学生应该知道,断路时的路端电压等于电源的电动势.因此,用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时,希望通过第五节的“思考与讨论”,让学生自己解决这个问题.

3、最后讲述闭合电路中的功率,得出公式,.要从能量转化的观点说明,公式左方的表示单位时间内电源提供的电能.理解了这一点,就容易理解上式的意义:电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出到外电路中.

教学设计方案

闭合电路的欧姆定律

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求:

(1)巩固产生恒定电流的条件;

(2)知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.

(3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.

(4)掌握闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义

(5)掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.

2、在物理方法上的要求:

(1)通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用实验探索物理规律的方法.

(2)从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义.

(3)通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力.

(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析

二、重点、难点分析

1、重点:

(1)电动势是表示电源特性的物理量

(2)闭合电路欧姆定律的内容;

(3)应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.

2、难点:

(1)闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和.

(2)短路、断路特征

(3)应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系

三、教学过程设计

引入新课:

教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流.那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差.)

演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?

分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.

教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加.

板书:1、电源:电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置.它并不创造能量,也不创造电荷.例如:干电池是把化学能转化为电能,发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置.

教师:电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能,并且能够提供恒定的电压,那么不同的电源,两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号),请几个同学观察电池上面写的规格,发现尽管电池的型号不同,但是都标有“1.5V”字样.我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量,发现结果确实是1.5V.讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池,它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答:不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生:用电压表直接测量)·

结论:电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)决定,同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的,不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的.为了表示电源本身的这种特性,物理学中引入了电动势的概念.

板书:2、电源电动势

教师:从上面的演示和分析可知,电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压.

板书:电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压.

例如,各种型号的干电池的电动势都是1.5V.那么把一节1号电池接入电路中,它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示

,电路如图所示,结论:开关闭合前,电压表示数是1.5V,开关闭合后,电压表示数变为1.4V.实验表明,电路中有了电流后,电源两极间的电压减少了.

教师:上面的实验中,开关闭合后,电源两极间的电压降为1.4V,那么减少的电压哪去了呢?用投影仪展示实验电路,介绍闭合电路可分为内、外电路两部分,电源内部的叫内电路,电源外部的叫外电路.接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压.在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压.我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系.

板书:3、内电压和外电压

教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量.实验中接通电键,移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小,由两个电压表读出若干组内、外电压和的值.再断开电键,由电压表测出电动势.分析实验结果可以发现什么规律呢?

学生:在误差许可的范围内,内、外电压之和等于电源电动势.

板书:在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电压之和,即.

下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系.

教师:我们来做一个实验,电路图如图所示

观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度.

结论:把开关拨到2后,发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些.怎么解释这个实验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容——闭合电路的欧姆定律.

板书:闭合电路的欧姆定律

教师:在图1所示电路图中,设电流为,根据欧姆定律,,,那么,电流强度,这就是闭合电路的欧姆定律.

板书:4、闭合电路的欧姆定律的内容:闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比,和电路的内外电阻之和成反比.表达式为.

同学们从这个表达式可以看出,在电源恒定时,电路中的电流强度随电路的外电阻变化而变化;当外电路中的电阻是定值电阻时,电路中的电流强度和电源有关.

教师:同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释上一个实验现象呢?

学生:9V的电源如果内电阻很大,由闭合电路的欧姆定律可知,用它做电源,电路中的电流I可能较小;而电动势3V的电源内阻如果很小,电路中的电流可能比大,用这两个电源分别给相同的小灯泡供电,灯泡的亮度取决于,那么就出现了刚才的实验现象了.

教师:很好.一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的.那么外电阻的变化,就会引起电路中电流的变化,继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的变化.

几个重要推论

(1)路端电压随外电阻变化的规律

板书:5几个重要推论

(l)路端电压随外电阻变化的规律演示实验,图3所示电路,

4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源(因为通常电源内阻很小,的变化也很小,现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的示数是如何随变化?

教师:从实验出发,随着电阻的增大,电流逐渐减小,路端电压逐渐增大.大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗?

学生:因为变大,闭合电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律,,电路中的总电流减小,又因为,则路端电压增大.

教师:正确.我们得出结论,路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小.一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的,初中我们认为电路两端电压是不变的,应该是有条件的,当无穷大时,0,外电路可视为断路,0,根据,则,即当外电路断开时,用电压表直接测量电源两极电压,数值等于电源的电动势;当减小为0时,电路可视为短路,为短路电流,路端电压.

板书5:路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小.断路时,∞,0,;短路时,,.

电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下

(2)电源的输出功率随外电阻变化的规律.

教师:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设、r是定值)向变化的外电阻供电时,输出的功率,

又因为,

所以,

当时,电源有最大的输出功率.我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线,如图所示.

板书6:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(即、是定值)向变化的外电阻供电时,输出的功率有最大值.

教师:当输出功率最大时,电源的效率是否也最大呢?

板书7:电源的效率随外电阻变化的规律

教师:在电路中电源的总功率为,输出的功率为,内电路损耗的功率为,则电源的效率为,当变大,也变大.而当时,即输出功率最大时,电源的效率=50%.

板书8:电源的效率随外电阻的增大而增大.

四、讲解例题

五、总结

探究活动

1、调查各种不同电源的性能特点。

(包括电动势、内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电)

2、考察目前对废旧电池的回收情况。

(1)化学电池的工作原理;

(2)废旧电池对环境的污染主要表现在哪些方面;

(3)当前社会对废旧电池的重视程度;

(4)废旧电池的回收由哪些主要的途径和利用方式;

篇6

一、初中学生物理学习中的问题原因

在日常生活中,不断有家长反映:自己的孩子在小学成绩一直都很不错,可到了初中,特别是到了初二开始学习物理后,成绩一下子就滑了下来,总觉得物理难以学懂。我们在教学过程中也发现,有一些学生吃力地学习了一段时间后,仍不见显著进步,就干脆放弃了学习物理。更让我们感到担忧的是,在中考冲刺时,有些学生会因为在物理课程上丧失信心,影响到了其他课程的学习,甚至就放弃了学习备考。也就是说,因为物理学习中存在的问题,不仅仅是只影响到学生的物理学习,甚至影响到了学生的学习态度。学生在学习中遇到了困难没有得到有效的解决,使得学生学习过程中存在的问题日积月累,一点一点被放大,学生仅有的一点学习热情被一点一点消磨,使得学生把对学习兴趣转移到其他上面,甚至完全放弃了学习。这样也就不难理解学生们在中考时,连最基础最简单的题目也不会做了。作为教育工作者,这样的现象不仅让我反思:初中物理真的有那么难学吗?为什么到了初二因为物理学习的问题会对学生产生这么大的影响呢?怎样才能学好初中物理呢?笔者影响学生物理学习的原因是很多的,可以从学生的生理和心理的角度、物理知识结构的角度、教师的教学过程的角度、学生的学习教程的角度等多个方面来进行分析。本文主要是从学生学习过程的角度来分析学生在物理学习过程中存在的问题。

二、从实际生活中获得的感性材料不足

初中的物理规律多数是从事实中分析、归纳总结出来的。初中学生抽象思维能力不强,感性不足。如果没有足够的能够把有关现象与现象之间的联系鲜明的展示出来的实验或学生日常生活中所熟悉的、曾亲身感受过的事例作基础,势必造成学生学习上的困难。例如,在学习牛顿第一定律时,学生能够从简单的实验分析、归纳总结出来,可以说是一个质的飞跃。但许多学生对牛顿第一定律的文字表述比较陌生,常不能很好的理解定律的含义,这是由于抽象思维不强、感性材料不足而造成的。

三、相关的准备知识欠缺

物理作为一门独立的学科,它肯定有着严密的逻辑体系。掌握物理规律,往往需将以前学的知识作为基础,方能取得良好的学习效果。否则将会给物理规律的学习带来困难。例如,在学“欧姆定律”时,就要联系和综合运用前面的知识作为基础。如电路、电流、电压、电阻等,如果学生在其中某一环节上准备不足,没有很好的理解和掌握,将会使这一规律的学习遇到困难。

四、抽象逻辑思维能力不强

在物理规律的研究和运用中,有时要进行严格的逻辑推理和运用科学的想象等抽象思维活动。初中学生还缺乏逻辑思维能力、没有形成逻辑思维的习惯。其原因是它们心理发展正处于思维发展的转折期,开始由经验型的形象思维向理论型的抽象思维转化,而这个转化在初中阶段一般来说还不能完成。在学习物理规律时不能顺利的度过而感到困难。往往是因为从经验出发,想当然的看待问题,用事物的现象代替本质,用外部联系代替内在联系,在解释物理现象时“就事论事”,不习惯于运用物理概念和规律进行分析、说理和表述。

五、生活中的错误观念的干扰

学生在日常生活中积累了一定的生活经验,对一些问题形成了某些观念,在这些观念中,有的虽比较正确,但往往有一定的表面性和片面性。这些“先入为主”的错误观念对学生正确地理解物理规律往往起着严重的干扰作用。例如,学生有“运动的物体才有惯性”,“物体运动得快,惯性越大”等这类错误观念,这就给学生在学习惯性时带来了很大的困难。

六、思维定势带来的负迁移

迁移原理是教学中的一条重要原理,正向迁移有利于学生在原有的基础上掌握新知识。但思维定势所起的负迁移却干扰着学生对物理规律的理解的掌握,给物理的教学带来困难。负迁移是指已有知识对新知识的学习产生的消极影响。例如,有的学生总是认为浸在液体中的物体所受的浮力随着深度的增大而增大,理由是由于液体内部的压强是随着深度的增加而增大。产生这一错误的原因是把以前学过的液体内部压强公式P=ρgh与浮力公式F=ρgv混淆在一起,没有弄清两个公式的区别,这是负迁移造成的这种结果。

在中学物理知识的结构中有一些占主干地位的基本规律,这些重点规律教学的成败,对于学生能否学好物理知识、能否运用物理知识解决实际问题,具有关键作用。只要我们能认清学生在学习物理规律中常见的问题,对症下药,引导学生掌握物理规律也不会成为一件难事。

七、解决问题的对策

1.创设便于发现问题、探索规律的物理情境。教师要带领学生学习物理规律,首先在教学开始阶段,要创设便于发现问题的物理环境。初中阶段,主要是通过观察和实验发现问题,也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题,有时也可以从对学生已有知识的展开中发现问题。创设的物理情境要有利于引导学生探索规律。创设的物理情境还应有助于激发学生的兴趣和求知欲。例如,在探究滑动摩擦力与哪些因素有关后我教学生讨论拔河比赛中要取胜应注意那些问题。学生们踊跃发言,讨论得出用力握紧绳子是增大压力来增大摩擦,穿有钉的鞋子是增大接触面的粗糙程度来增大摩擦等。从而更好地掌握了这条规律。

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关键词:“伏安法” “电压”、“电流”、“电阻” “问题式”

“伏安法”测电阻可以加深理解欧姆定律,在实践教学中,通过把教材中的电阻替换为小灯泡来进行实验,有助于学生构建知识,重在质疑能力。达到电学中教学中的以下目的。

一、可以弄清各物理量之间的关系。

认识定律中的“电压”、“电流”、“电阻”这三个物理量是对同一导体(或同一部分电路),在同一状态下的三个物理量。这就是欧姆定律的“同一性”和“同时性”。欧姆定律的数学表达式可写成I=U/R,其物理意义是:导体中的电流跟这段导体两端的电压在正比,跟这段导体的电阻成反比。

在学习中,由于学生的数学经验,把公式变形U=IR,会错误认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,理论上电压是形成电流的原因,给电阻R加上电压U,在电阻中就有电流I=U/R,如果电阻R改变了,会引起R中的电流I改变,但不会引起电压U的变化。公式还可以变形为R=U/I,同样,又能否认为导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟其中的电流成反比呢?当然不可以,因为电阻是由导体本身的性质决定的。

二、建立电路的图景。

根据要求,学生可以画出等效电路图,在图上标出已知量的符号、数值和未知量的符号,其中标注的各物理量符号,应该是SI制中统一规定的字母,加深对物理SI制物理量的理解。

三、更好地理解串联电路中电压与电流的关系,认识滑动变阻器的作用。

在实验中,把滑动变阻器与作为研究对象的小灯泡串联,总电压就等于小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压之和。小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压的大小与它们的阻值的大小有关,当滑动片移动时,不仅改变了串联电路中的电流,同时也改变了各电阻两端的电压。这样,当改变定值电阻R的大小时,调节R′可使R两端的电压发生变化。所以,在实验中,滑动变阻器的作用是改变或控制定值电阻R两端的电压。

四、对于计算得到的结果,应该用学过的物理概念和规律去评估是否合理,然后作出答案,对结果的物理意义加以讨论。

在学生的分组实验中,根据欧姆定律的数学表达式I=U/R,假定小灯泡的电阻R不变,逐步调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压增大,小灯泡的电流会随着电压增大而增大,它们的值应该是定值。这样做是基于学生对控制变量法的掌握和理解,并采用物理学方法中减少误差的方法多测几次来求平均。在实验中注意要求观察实验现象,学生发现电压发生变化时,小灯泡的亮度也发生变化这个现象。

然而,教师要求电压分别为1V,1.5V,2V时,它所对应的电流的值也在变化,从而验证了导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比的规律。但是学生在处理数据时,发现每次的电阻值发生了很大的变化,从学生的对物理规律和认识上,其必然对每次电阻值产生怀疑、是否在实验中读数产生了误差而促使学生进一步从新调节电压在实验,同样得到了相同的数据。第二,我们常用的求平均的方法是否能减少误差。

篇8

一、物理规律教学的重要性

物理规律是物理学知识体系的核心构件,物理规律教学也是中学物理教学成功的关键环节。

1.物理规律是物理学知识体系的核心

物理学的知识体系是以一系列的物理规律凝聚而成的。在物理学发展史上,人们正是以一系列的物理规律为中心而建立了物理学的各个分支体系。例如光的反射定律和折射定律是光学知识的中心,欧姆定律、串并联电路的规律和焦耳定律是电学知识的中心等等。

2.使学生掌握物理规律是物理知识教学的中心任务

学习和研究自然科学,中心任务是掌握自然规律并用来为人类服务。物理学是自然科学中的一门重要学科,学习物理知识的中心任务应该是掌握物理规律并应用于实际。

在物理教学中,要使学生建立概念和掌握规律之间存在着不可分割的、辩证的联系。一方面,形成清晰、准确的概念是掌握规律的基础,如果概念模糊不清,就谈不上准确地掌握规律;另一方面,掌握了物理规律又可以深刻而全面地理解概念。例如,只有理解力的三要素概念(大小、方向、作用点),才能理解同一直线上或互成角度的二力合成的规律(如图1)和二力平衡条件(如2)等;反之,通过掌握力的合成规律和二力平衡条件,又能更深刻地理解力的三要素概念。所以,物理规律的应用比物理概念的应用更为广泛,理解和掌握物理规律才能更有效地利用物理知识去解决实际问题。由此可见,使学生掌握好物理规律是物理知识教学的中心任务。

二、物理规律的特点及其分类

1.物理规律的特点

物理规律反映了在一定条件下某些物理量之间内在的必然联系,它是客观存在的,不以人的主观意志而转移。它具有以下特点:

(1)物理规律只能发现,不能创生。

任何客观规律都只是被发现,而不能被“创生”,但不同学科的规律被认识与发现的途径又是不尽相同的。物理学规律揭示的是物质的结构和物质运动所遵循的规律,因此必然与人们认识物理世界的途径有关,即都与观察、实验、抽象、思维、数学推理等有着密不可分的联系。

(2)物理规律反映了有关物理概念之间的必然联系。

任何一个物理规律,都是由一些概念组成的,这些概念常常表现为物理量,可以用一些数字和测量联系起来,物理规律则把概念之间的一定关系用语言逻辑或数学逻辑表达出来。

例如,欧姆定律是由导体、电流(I)、电压(U)、电阻(R)等概念组成的,研究对象是导体,电流(I)、电压(U)、电阻(R)是3个可测量的物理量。它表明了通过研究对象(导体)的电流与研究对象(导体)的电阻(R是反映研究对象本身的量)和加在研究对象(导体)两端的电压(U)之间的定量关系。

2.物理规律的分类

在大千世界里,物理现象千姿百态,物理运动各有不同的形式,有宏观的、微观的,有机械运动现象、热现象、光现象、电磁现象等,所以物理规律就有多种多样,物理规律也就有不同的表述形式。中学物理规律主要包括以下类型:

(1)物理定律

一般是直接从观察实验的结果中概括总结出来的物理规律,如牛顿运动定律、能量转化与守恒定律、欧姆定律、光的反射定律、焦耳定律等。

(2)定理、原理

定律和原理一般是从已知的物理规律或理论出发,对某特定事物或现象进行演绎、推理,从而得出在一定范围内有关物理量之间的函数关系或新的论断,并经得起实践检验的物理规律。

如阿基米德原理(F浮=G排=ρ液gV)、功的原理等。

(3)方程、公式

这是利用数学式子来描述物理量之间关系的物理规律。

如串联和并联电阻的计算公式:R=R1+R2+…+Rn;

1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。

(4)法则、定则

即利用特定方法表示的物理规律,如矢量合成的平行四边形法则、右手定则和左手定则等。

(5)其他

如力(包括二力、共点力)的平衡条件、串联电路的分压规律、并联电路的分流规律、平面镜和透镜成像规律、晶体融化和凝固规律、液体压强规律等。

三、物理规律教学的一般过程

人类在研究和探索物理规律的过程中逐步形成了物理学研究的基本方法。学生认识物理规律的过程也相当于一个探索与研究的过程,因此,物理规律的教学方法与物理学的研究方法大体上是一致的。

1.提出问题,创设便于发现规律的物理环境

作为新授课的物理规律的教学,首先要按照导入新课的方法,以提出问题的形式导入学习物理规律的课题。教师要有意识地提供一个便于探索规律、发现规律的物理环境。创设物理环境常用的方法有实验法和举例法。

(1)实验法

教师借助于演示实验或学生实验,使物理现象或过程展示出来,让学生观察。例如讲授牛顿第一定律时所做的小车分别通过毛巾、棉布、木板表面所滑动距离大小的实验(图3)。

(2)举例法

即列举出学生在日常生活中熟悉的、能引导发现规律的物理现象。例如,讲授影响蒸发快慢的因素时,举出以下例子:“同样湿的衣服,晾在树荫下干得慢”;“同样多的水,倒在碟子里干得快,装在瓶子里干得慢”。

2.探索物理事实的内在联系,形成规律

这一教学过程主要是把第一步骤所摆出来的物理事实进行抽象思维,探讨物理规律现象的内在联系,提供建立规律的科学依据。根据不同的物理规律,可以采用下列具体方法:

(1)实验归纳法

例如,用一般水做实验得到“浮力等于物体所排开的水重”,再改用煤油或酒精做实验也得到了同样的结果,而且把物体全部浸入水中或部分浸入水中做实验都得到了同样的结论,最后归纳得到了阿基米德原理。

(2)单因子实验法

对于多因子的物理过程,可运用单因子实验,先分别固定几个物理量而研究其中两个量之间的关系,最后综合为一个完整的物理规律。例如,研究电流与电压、电阻之间的关系,可以先保持电阻不变而改变电压,观察分析电流随电压的改变情况,得到电流与电压之间的关系;再保持电压不变而改变电阻,观察分析电流随电阻的改变情况,得到电流与电阻之间的关系。最后综合成为一条物理规律,即欧姆定律。

(3)先定性后定量推演法

限于中学实验条件,精确测定数据有困难,有些定量的实验不易成功,因此,可以在观察定性实验现象的基础上进行定量推演或分析介绍,最后形成规律。例如焦耳定律,实验时观察通电后煤油温度的高低来定性说明电流产生热量的多少。实验表明,电阻越大,电流强度越大,通电时间越长,电流产生的热量越多。然后介绍科学家焦耳的研究成果,进而得出定量描述,形成焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,Q=I2Rt。

3.下定论并对规律进行讨论,加深理解规律

经过第二步的探讨和思维加工,初步形成规律后,要整理成文,用科学而又简明的语言文字或数学工具来表述物理规律。

(1)规律的物理意义

解释规律的内容,说明它表示什么样的物理含义,必要时还要与相近规律进行比较。用数学公式或图像表述规律的,在教学中要引导学生讨论如何根据规律的内容得出公式或图像;反之,又如何从公式或图像来理解其物理意义。例如焦耳定律,其内容是电流通过导体时产生的热量与电流强度的平方、导体的电阻、通电时间有关,这个关系是正比关系,由此得到焦耳定律的数学表达式为Q=I2Rt。

(2)规律表述中的关键词语和公式中各字母的意义

例如,阿基米德原理的公式F浮=G排=ρ液gV,公式中字母F浮代表物体所受的浮力,G排表示排开液体的重力,ρ液是液体的密度,g是重力加速度,V表示排开液体的体积。这个公式中各字母代表的物理意义,学生必须十分清楚,运用过程中才不至于出现差错。

(3)公式中各物理量的单位

中学阶段,物理单位的教学也不容忽视。

例如公式Q=I2Rt,式中I、R、t的单位分别是安培、欧姆、秒,Q的单位必须是焦耳。

物理规律的公式中各物理量的单位都是确定的,不能随便乱用。

(4)规律的成立条件和适用范围

物理规律本身是反映在一定条件下物理事物内在的必然联系,并且物理规律是在一定条件下和一定范围内总结出来的,因此,也只能在这个条件下、这个范围内才成立。学生学习物理规律时,往往只知道死背条文而忽视了成立条件和适用范围,在实际应用中乱套,在遇到情况变化时就难以下手,所以,在教学中要重视讲清规律的成立条件和适用范围。

在一般物理规律的表述中,前语是成立条件或适用范围,后语是结果,即因果关系基本连结成一个完整的句子。通过分析规律的语句结构,从字里行间就可以知道规律的成立条件和适用范围。例如牛顿第一定律,它的适用范围是“一切物体”,条件是“没有受到外力作用”(原因),结果是“保持静止或匀速直线运动状态”。

有些规律在叙述中只提出成立条件,必要时可以补充说明适用范围。例如阿基米德原理,要指出也适用于气体。有些规律限于学生的基础和认识水平,只强调成立条件,而暂不提适用范围。例如,欧姆定律、焦耳定律,不提及只适用于纯电阻电路。

四、学生学习物理规律中的常见问题

为了有效地引导学生学好物理规律,我们还必须研究和认清学生学习物理规律中的常见问题和心理障碍。在中学阶段,主要存在以下几个方面的问题:

1.感性知识不足

中学物理规律的教学,许多是从事实出发经过分析归纳总结出来的。中学生抽象思维能力不强,他们理解物理规律特别需要有充分的感性材料作基础。如果没有足够的、能够把有关的现象与现象之间的联系鲜明地展示出来的实验或学生日常生活中所熟悉的曾亲身感受过的事例作基础,势必造成学生学习上的困难。

例如,研究电磁感应和自感的有关规律,如果没有足够的、能够逐步揭示现象间本质联系的实验作基础,学生对这些规律就很难理解。

2.学生在日常生活中形成的错误观念的干扰

学生在日常生活中积累了一定的生活经验,对一些问题形成了某些观念。这些观念中,有的比较正确,但往往有一定的表面性和片面性,甚至是错误的观念。这些先入为主的错误观念对学生正确理解物理规律往往起着严重的干扰作用。如:学生在运动和力的关系上往往有“物体受力才能运动,不受外力,物体根本不会运动”的观念,这就给学生正确理解运动和力的关系带来了很大的困难。

3.抽象逻辑思维能力不强

在物理规律的研究和运用中,有时要进行严格的逻辑推理和科学的想象等抽象思维活动;在运用物理规律解决某些问题时,要想取得正确而全面的解答,学生要具有较高水平的思维品质。然而,中学生在心理发展上正处在思维发展过渡期,对于不同年级的学生和不同的学生个体,这个发展在迟早快慢上有差异,有些学生由于没有形成逻辑思维的习惯,抽象思维能力不强,这就使他们在学习和运用物理规律时遇到了较大的困难。

4.不会运用物理规律说明、解释现象和分析解决实际问题

中学阶段,学生在理解物理规律上,经过努力并不会感到很困难,但是运用起来常常会束手无策。形成的原因,除了知识上的欠缺和思维习惯、思维定势的干扰等因素外,最主要的是学生还未掌握运用物理知识去分析、处理、解决问题的思路和方法,因此,学生在完成认识的第二个“飞跃”上困难较大。

物理规律的教学要有阶段性,要有一个逐步深化、提高的过程。对于同一物理规律,初中、高中有不同层次的要求,因此,我们应遵循学生的认知规律,由浅入深,一步步地通过一系列的教学活动,来提高物理规律的教学水平。

参考文献

[1]阎金锋 田世昆 中学物理教学概论[M]。

[2]阎金锋 田世昆 中学物理教学概论(第二版)[M]。

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关键词:图象法;物理规律;物理问题

物理图象具有简洁、生动、形象和直观等特点,它在物理教学中有着不可低估的作用。近几年的中考试题中几乎每年都有关于图象的问题在其中,它从不同层面考查了学生利用图象处理数据和解决物理问题的能力。初中物理图象类型虽不复杂,但学生对图象的认识是分散的、不完整的,需要教师在教学过程中不断地渗透,引导学生养成用图象法分析问题的习惯,教会学生用图象法解决问题。对此,我与同行们交流一下图象法在物理教学中的心得,请大家提出宝贵意见。

一、图象使自变量与因变量的关系清晰化

部分教师在实际教学中一般比较重视口头的或文字叙述、分析及代数的演算,对物理图象能够帮助学生分析和理解物理问题的作用重视不够。如能根据实验数据正确地作出其关系图象,再由图象分析、解决物理问题,就可能突破问题的难点,简化语言的表达过程,提高课堂效率。

如,在“欧姆定律及其应用”这节课的教学中,要求学生通过实验自主探究电流和电压、电阻的关系。实验探究分两步展开:

探究一:保持电阻不变,探究电流和电压的关系时得到表一数据:

探究二:保持电压不变,探究电流和电阻的关系时得到表二数据:

师:请同学们根据实验数据进行分析归纳出电流与电压和电阻的关系。

生1:表一:电压增大,电流也增大。

表二:电阻增大,电流减小。

生2:表一:当电阻不变时,电压增大,电流也增大。

表二:当电压不变时,电阻增大,电流减小。

生3:电流随电压的增大而增大,随电阻的增大而减小。

师:刚才三位同学的结论你们更赞成哪一种?为什么?

生4:第2种,因为学生1和3没有控制变量。

师:大家都认为学生2的结论正确。学生2虽然表述完整,但只定性表达出电流和电压、电阻的关系。你还有其他处理实验数据的方法,定量地表达它们之间的关系吗?

点评:根据实验数据信息的分析,学生只能定性分析,不会定量分析,此时需要教师的引导,既然有数据,你能否根据实验数据寻找更精确的关系。

生5:可以画图处理。

师:现在请同学画出I-U图象和I-R。

师:展示学生图象并请学生回答,利用你们已有的数学知识如何理解该图象?

生6:当电阻不变时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比

在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比

师:为什么会得出这个结论?

生7:这个图象和我们数学中正比例函数和反比例函数图形一致。

师:利用图象法我们很直观地定性分析出: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,这就是著名的欧姆定律。

点评:学生利用实验数据作出图象很直观地找到它们的定性关系,且回答得非常规范,虽然画图花费时间多,但通过图象知道了自、因变量的正比关系,这个时间花得值。

二、在图象的变化规律中寻找个别差异

曾对所教班学生进行过调查,经过调查发现,很多学生尽管在读审完物理问题时能够初步建构物理图景,但苦于缺乏作图分析能力,无法将问题进行深入,最终以放弃告终;有些学生没有养成良好的作图习惯,往往懒得作图,或马马虎虎作个图也不规范,或图不达意,对分析物理问题没有起应有的作用,以至物理问题得不到解决,更别提培养能力了。本人认为虽然作图在物理课本中没有独立的章节,但它无论在解决物理问题上,还是在培养学生创新思维能力上都起着不可忽视的作用。如,在《欧姆定律的应用》中要求学生用“伏安法”测量定值电阻的阻值和小灯泡的电阻值,学生根据实验数据分别计算出定值电阻阻值和小灯泡的阻值,发现定值电阻阻值几乎不变,灯丝电阻是变化的。为了帮助学生理解,我要求学生绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U-I图象。从图象发现它们的图形完全不同,于是我将该节内容和前面的欧姆定律和导体电阻的影响因素相联系,学生很快知道了电阻不同的原因。原来灯丝在发光时将光能转化为内能,使得灯丝温度升高,灯丝电阻发生了变化,而定值电阻测量三次的目的是为了减少误差。

点评:本题考查了电压表和电流表的读数,欧姆定律的应用,如何减小误差,滑动变阻器的使用,图象问题,涉及的知识很多,综合性很强,增大了解题的难度。通过图象电流跟电压的关系,来确定电阻是否变化,通过电阻是否变化判断定值电阻和灯泡电阻不同的原因,让学生对所学的内容产生正迁移。

总之,物理图象教学更有利于学生寻找物理量之间的相互关系,直观地描述物理过程,形象地表达物理规律。利用图象既可突破教学的难点,提高教学效率,也能帮助学生理解物理概念和规律。

参考文献:

[1]吴效锋.新课程怎样教Ⅱ.辽宁大学出版社,2005.

[2]孙立仁.教学设计:实践基础教育课程改革的理论与方法.电子工业出版社,2004.

[3]董洪亮.教学组织策略与技术.教学科学出版社,2004.

[4]郑金洲.新课程课堂教学探究系列:问题教学.福建教育出版社,2005.

篇10

沪科版第十四章探究电路第四节电阻的串联和并联。

2 教材分析

《电阻的串联和并联》是九年级第十四章《探究电路》第四节的内容。本章内容充分体现了课标提出的从生活走向物理,从物理走向社会,注重多元探究等基本理念。本节教学内容不仅是对前面所学的串联电路和并联电路的电流、电压特点以及欧姆定律的重要应用,同时也是今后学好电功、电功率的重要基础,更是培养学生“等效替代”思想和实验探究与理论推导相结合思想的重要载体。

3 教学目标

3.1 知识与技能。①通过实验和理论推导理解串联和并联电路的等效电阻的计算公式。②会利用串联、并联电路总电阻的知识,解答和计算简单的电路问题。③通过实验探究,认识总电阻与分电阻的“等效替代”关系。

3.2 过程与方法。①培养学生积极参与科学探究活动,主动进行交流与讨论的学习方法。②能用等效替代的思想学习物理知识。③能把物理概念与生活、生产实际相结合。

3.3 情感态度价值观。激发学生对科学的求知欲,通过经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成实事求事、尊重自然规律、乐于参与科学实践的科学态度和科学精神,同时认识交流和合作的重要性。

4 教学重点

通过实验法和理论推导法并举掌握串联电路和并联电路总电阻的计算方法。

5 教学难点

借助等效替代的思想分析串联、并联电路的电阻特点。

6 教学准备

学生电源、演示电流表、20欧定值电阻二个、5欧定值电阻二个、10欧定值电阻一个、导线、开关等。

7 教学流程

事例引入——趣味探究——小组讨论——实质升华——总结反馈。

8 教学过程

8.1 事例引入。师:同学们,你们喜欢足球吗?(停顿)现假设你们正在看一场精彩的足球比赛,突然电视机坏了,经检查里边一个10欧定值电阻出现了问题,而身边现在只有20欧的电阻和5欧的电阻若干,你有办法立即解决问题吗?(最好设计一个多媒体动画调动学生学习热情)

生:(讨论并结合前面电路的串联、并联知识回答)把电阻串联,把电阻并联。

师:把电阻串联、并联后能行吗?电阻串联、并联后他们对电路的控制作用难道不会发生改变吗?

8.2 趣味探究。

师:下面我们就用一个有趣的实验来验证一下大家的想法是否能够实现。

演示实验(实验设计如图1,电阻装在一个密封的盒子里面)

图1

分别接通A、B、C以及所对应接线柱,让同学们观察电流表的读数。

师:同学们,刚才你们观察到电流表的读数有什么样的特点?

生:三次实验电流表读数相等。

师:那里面的电阻是怎样的呢,也相同吗?

打开盒子让学生观察里面电阻的结构,并通过里面实物讲解相关概念:

电阻串联:两个(几个)电阻首尾相连

电阻并联:两个(几个)电阻首首相连

师:我们刚才经过实验发现两个电阻并联或两个电阻串联以后对电路的控制作用可能与单独一个电阻对电路的控制作用是相同的,在实际生活中我们就可以用这两个并联或串联后的电阻去替代那一个电阻,这时我们就可以说这一个电阻是那两个(几个)电阻的总电阻。

师:同学们再仔细观察,两个电阻串联后总电阻如何变化;两个电阻并联后总电阻如何变化?

生:通过观察讨论得出初步结论:

两个电阻并联后总电阻小于其中任何一个分电阻;两个电阻串联后总电阻大于其中任何一个分电阻。

8.3 小组探讨。

师:同学们,通过刚才的分析我们已经得到了电阻串联、并联之后总电阻大小的一个定性结论,那么电阻串联、并联之后总电阻的大小应如何计算呢?下面就请大家通过小组合作的方式结合前面所学的欧姆定律以及串、并联电路的电流、电压特点解决这一问题。

8.3.1 串联电路的总电阻。

师:请结合欧姆定律以及串联电路的电压特点用下图的字母表示出总电压与各电阻两端电压的关系。

图2

生:运用欧姆定律表示出:U1=IR1 U2=IR2 U=IR、

运用串联电路电压特点得出:IR=IR1+IR2

结论:电阻串联,其总电阻等于各个分电阻之和,即:R总=R1+R2+……

8.3.2 并联电路的总电阻。

师:请结合欧姆定律以及并联电路的电流特点用下图的字母表示出总电流与各支路电流的关系。

图3

生:运用欧姆定律表示出:I=U/R,I1=U/R1,I2=U/R2

运用并联电路电流特点得出:1/R=1/R1+1/R2

结论:电阻并联,其总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,即:1/R总=1/R1+1/R2+……

8.4 实质升华。

师:刚才我们已经通过实验和理论推导两种途径得出了电阻串联和并联之后总电阻的变化规律。同学们,你们知道这是为什么吗?

教师引导学生进一步观察串联、并联后的电阻的长度和横截面积的变化情况并结合前面所学影响电阻大小的因素的相关知识得出结论。

生:电阻串联相当与增加了导体长度,所以阻值会增加;电阻并联相当于增加了电阻的横截面积,所以阻值会减小。

8.5 总结反馈。①请同学们设计出两种方案解决课题引入时提出的问题。②小组讨论本堂课的收获,及时解决新生成的问题。

附板书设计:

§14.4电阻的串联和并联

①串联电路的总电阻等于各个分电阻之和,R总=R1+R2+……

②并联电路的总电阻的倒数等于各个分电阻倒数之和,1/R总=1/R1+1/R2+……

③实质 串联:增加导体长度

并联:增加导体横截面积