緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇歐姆定律的比例范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
歐姆定律是指,在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家歐姆在1826年4月發表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。
隨研究電路工作的進展,人們逐漸認識到歐姆定律的重要性,歐姆本人的聲譽也大大提高。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆。
麥克斯韋詮釋歐姆定律為,處于某狀態的導電體,其電動勢與產生的電流成正比。因此,電動勢與電流的比例,即電阻,不會隨著電流而改變。在這里,電動勢就是導電體兩端的電壓。因為物質的電阻率通常相依于溫度。根據焦耳定律,導電體的焦耳加熱與電流有關,當傳導電流于電體時,導電體的溫度會改變。電阻對于溫度的相依性,使得在典型實驗里,電阻相依于電流,從而很不容易直接核對這形式的歐姆定律。
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二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F=Kma中,比例系數K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統內部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
歐姆定律是初中物理電學部分的核心內容,也是中考中考點的重點內容、難點內容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實,才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎上歸納總結出來的:即在控制電阻不變,得到通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;控制導體兩端的電壓不變,得到通過導體的電流跟導體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結和歸納出歐姆定律:通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
表達式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導出式:U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關系式是一一對應的關系,即具有同一時間,同一段導體的關系。
3、歐姆定律的應用條件
(1).歐姆定律只適用于純電阻電路;
(2).歐姆定律只適用于金屬導電和液體導電,而對于氣體、半導體導電一般不適用;
(3).歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內的“部分電路”;
(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導體”的電阻R都是同一個導體或同一段電路上對應的物理量,不同導體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關系。
4.區別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導體中的電流的大小取決于這段導體兩端的電壓和這段導體的電阻。當導體中的U或R變化時,導體中的I將發生相應的變化。可見,I、U、R都是變量。另外,I=U/R還反映了導體兩端保持一定的電壓,是導體形成持續電流的條件。若R不為零,U為零,則I也為零;若導體是絕緣體R可為無窮大,即使它的兩端有電壓,I也為零。因此,在歐姆定律I=U/R中,當R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導得出的,表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻。它是電阻的計算式,而不是它的決定式。導體的電阻反映了導體本身的一種性質,因此,在導出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導體,比值U/I是個定值;而對于不同的導體,這個比值是不同的。不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。
二、歐姆定律的應用
在運用歐姆定律,分析、解決實際問題,進行有關計算時應注意以下幾方面的問題:
1.要分析清楚電路圖,搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯,還是并聯,這是解題的關鍵。
2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算,也不能把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據題意畫出電路圖,在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標;不能亂套公式,并注意單位的統一。
3.要搞清楚改變和控制電路結構的兩個基本因素:一是開關的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發生變化時對電路的影響情況。因此,電路變化問題主要有兩種類型:一類是由于變阻器滑片的移動,引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關的斷開或閉合,引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為:先看電阻變化,再根據歐姆定律和串、并聯電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中,R=12Ω,Rt的最大阻值為18Ω,當開關閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數為16V,那么當滑片P位于最右端時電壓表的示數是多少?
解析:分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯的電路,電壓表是測R兩端電壓的。當滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數為6V,說明電路中的總電壓(電源的電壓)是6V,而當滑動變阻器的滑片P位于最右端時,電壓表僅測R兩端的電壓,而此時電壓表的示數小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示,滑動變阻器的滑片P向B滑動時,電流表的示數將;電壓表的示數將。(填“變大”、“變小”或“不變”)如此時電壓表的示數為2.5V,要使電壓表的示數變為3V,滑片P應向端滑動。
圖1
分析:根據歐姆定律I=UR,電源電壓不變時,電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段,動滑片P向B滑動時,AP段變長,電阻變大,所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓,根據Ux=IRx可知,Rx不變,I變小,電壓表示數變小。反之,要使電壓表示數變大,滑片P應向A端滑動。
答案:變小;變小;A。
重點考點
歐姆定律是通過“探究導體的電流跟哪些因素有關”的實驗得出的實驗結論.應注意以下考點:(1)公式()說明導體中的電流大小與導體兩端的電壓和導體的電阻兩個因素有關,其中I、U、R必須對應于同一電路和同一時刻.(2)變形式()說明電阻R的大小可以由()計算得出,但與U、I無關.因為電阻是導體本身的一種性質,由自身的材料、長度和橫截面積決定.由此提醒我們,物理公式中各量都有自身的物理含義,不能單獨從數學角度理解.(3)串聯電路具有分壓作用,并聯電路具有分流作用.
中考常見題型
中考一般會從兩方面考查歐姆定律的應用,一是對歐姆定律及變形公式的理解和簡單計算,一般不加生活背景,以純知識性的題目出現在填空題或選擇題中:二是應用歐姆定律進行簡單的串并聯的相關計算.
例1 (2014.南京)如圖1所示,電源電壓恒定,R1=20Ω,閉合開關S,斷開開關S1,電流表示數是0.3 A;若再閉合開關S1,發現電流表示數變化了0.2 A.則電源電壓為____V,R2的阻值為____ Ω.
思路分析:閉合s,斷開S1時,電路為只有R1的簡單電路,可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再閉合S1時,兩電阻并聯,則U2=U=6 V,因為R1支路兩端的電壓沒有變化,所以通過該支路的電流仍為0.3 A,電流表示數的變化量即為通過R2支路的電流,則I2=().
答案:6 30
小結:本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律的靈活運用,關鍵是能判斷出閉合開關S1時電流表示數的變化即為通過R2支路的電流.每年的中招都有一個2分的這樣的純計算題目,以考查同學們對基礎知識的理解和掌握程度.
例2(2013.鄂州)如圖2甲所示的電路,電源電壓保持不變.閉合開關S,調節滑動變阻器,兩電壓表的示數隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據圖象的信息可知____.(填“α”或“b”)足電壓表V2示數變化的圖象,電源電壓為____V,電阻R1____的阻值為____ Ω.
思路分析:國先分析電路的連接情況和電表的作用:電阻R1和滑動變阻器R2串聯,電壓表V1測的是R1兩端的電壓,電壓表V2測的是滑動變阻器(左側)兩端的電壓.因為R1是定值電阻,通過它的電流與電壓成正比,所以它對應的圖象應是α,那么圖象b應是電壓表V2的變化圖象,觀察圖象可知:當電流都是0.3 A(找出任一個電流相等的點,兩圖線對應的電壓之和就是電源電壓)時,U1=U2=3 V,根據串聯電路中電壓的關系可知,電源電壓為6V,由于R1是定值電阻,所以在圖象α上任找一點,代入歐姆定律可知()
答案:b 6 10
小結:歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數量關系和比例關系,三個比例關系分別為:(1)電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,即()(2)電流一定時,導體兩端的電壓和它的電阻成正比,即().該規律又可描述為:串聯分壓,電壓的分配和電阻成正比,即電阻大的分壓多.(3)電壓一定時,導體中的電流和導體的電阻成反比,即(),該規律又可描述為:并聯分流,電流的分配和電阻成反比,即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現這種關系,學會從圖象中找出特殊點足解決歐姆定律問題的一大技巧,
第2節 動態電路中物理量的變化
重點考點
由于滑動變阻器滑片的移動或開關所處狀態的不同,使電路中電流和電壓發生改變,這樣的電路稱之為動態電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計算、串并聯電路中電流和電壓分配的規律等眾多知識,因此同學們在分析過程中容易顧此失彼,下面我們通過例題梳理一下解決這類問題的一般思路,
中考常見題型
題日常聯系生活實際,以尾氣監控、超重監控、溫度監控、風速監控、身高測量等為背景,考查該部分知識的掌握情況,存中考題中常以選擇題的方式呈現,注意:如果題目中沒有特別說明,可認為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3(2014.濟寧)小夢為濟寧市2014年5月份的體育測試設計了一個電子身高測量儀.圖3所示的四個電路中,Ro是定值電阻,R是滑動變阻器,電源電壓不變,滑片會隨身高上下平移.能夠實現身高越高,電壓表或電流表示數越大的電路是().
思路分析:圖A中兩個電阻R。和R串聯,電流表測量的是整個電路中的電流,當身高越高時,滑動變阻器接入電路中的阻值越大,電路中的電流越小,電流表的示數越小,圖B中身高越高時,滑動變阻器連人電路中的阻值越大,電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓,根據串聯電路分壓的規律知道,R越大電壓表的示數越大,符合題意.圖B與圖C中滑動變阻器的接法不同,圖C中身高越高,滑動變阻器連入電路中的阻值越小,同理知道電壓表的示數越小.圖D是并聯電路,電流表測的是支路電流,根據并聯電路各支路互不影響的特點知道,不論人的身高如何變化,電流表的示數都不會發生變化,選B.
小結:分析這類問題依據的物理知識是:(1)無論串并聯電路,部分電阻增大,總電阻隨之增大,而電源電壓不變,總電流與總電阻成反比.(2)分配關系:串聯分壓(電阻大的分壓多),并聯分流(電阻大的分流少).(3)在并聯電路中,各支路上的用電器互不影響,滑動變阻器只影響所在支路電流的變化,從而引起干路電流的變化.解決這類問題的一般思維程序是:(1)識別電路的連接方式并確定電表位置.(2)判斷部分電阻的變化.(3)判斷總電阻及總電流的變化.(4)根據串并聯電路的分壓或分流特點進行局部判斷.
例4如圖4所示電路,電源電壓不變,開關S處于閉合狀態.當開關S.由閉合到斷開時,電流表示數將____.電壓表示數將 ________ .(均填“變大”“不變”或“變小”)
思路分析:當開關S.閉合時,電燈L被短路,電路如圖5所示,電壓表測的是電阻R兩端的電壓(同時也是電源電壓),電流表測的是通過電阻R的電流.當開關S1斷開時,電燈L和電阻R串聯,電路如圖6所示,此時電壓表測電阻R兩端的電壓,它是總電壓的一部分,所以電壓表的示數變小;電流表測的是總電流,但跟S,閉合相比,這個電路的總電阻變大,總電壓不變,故電流表的示數變小.
答案:變小 變小
小結:本題引起電表示數變化的原因是開關處于不同狀態,解決本題的突破口是弄清楚當開關處于不同狀態時,電路的連接情況和電表的位置.
第3節 歐姆定律的探究及電阻的測量
重點考點
電學實驗探究題的考查比較常規,有以下幾方面:(1)選取器材及連接電路:根據題目要求,分析或計算出電表的量程和滑動變阻器的規格,連接電路時開關應斷開,滑動變阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負接線柱要正確.(2)滑動變阻器的作用:保護電路,改變電路中的電流或用電器兩端的電壓,實現多次測量.(3)分析實驗數據得出結論.怎樣分析數據才能得出結論是近年來考試的側重點,要注意結論成立的條件和物理量的順序.(4)多次測量的目的有兩個,如定值電阻的阻值不變,多次測量是為了求平均值減小誤差:燈絲電阻是變化的,多次測量是為了觀察在不同電壓下,電阻隨溫度變化的規律.難點是單表測電阻和創新型實驗的探究與設計.
中考常見題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關系”“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻的阻值”這三類題型,以實驗探究的方式考查同學們的動手能力和解決實際問題的能力,在常規的考查基礎上,近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測電阻及如何分析數據才能得出結論等探究內容的考查.
例5用“伏安法”測電阻,小華實驗時的電路如圖7所示.
(1)正確連接電路后,閉合開關前滑片P應置于滑動變阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)測量時,當電壓表的示數為2.4V時,電流表的示數如圖7乙所示,則,_____A,根據實驗數據可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動變阻器的目的除了保護電路外,還有____.
(3)如果身邊只有一只電流表或電壓表,利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關、導線、電源等器材也可以測出未知電阻Rx請仿照表1中示例,設計出測量Rx阻值的其他方法.
【例1】 把電源(電壓一定)、開關、兩個未知阻值的定值電阻R1和R2、滑動變阻器R、一個電流表和兩個電壓表、導線連成了如圖1所示的電路。閉合開關后,調節滑動變阻器R的滑片P,發現V1、V2、A表的示數都在改變,把電流表A的示數和對應的電壓表V1、V2的示數記在下表中。(設電阻不隨溫度變化而改變)
(1)根據表格中的數據求出定值電阻R2的阻值。
(2)求出電源電壓U和定值電阻R1的阻值。
(3)求整個電路消耗的最大電功率。
解:(1)從表格數據可知I=0.2A時,R2兩端的電壓U2=0.8V,由I=UR 得R2=U2I=0.8V0.2A=4Ω 。(2)設電源電壓為U,由表中數據知,當電路電流I=0.2A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓U2=2.8V。根據串聯電路的電壓規律和歐姆定律有:U=0.2R1+2.8;
當電路電流I2=0.3A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓為U3=2.7V,根據上面推導有:U=0.3R1+2.7,聯解得U=3V,R1=1Ω。
(3)當滑動變阻器接入電路的阻值為零時,電路消耗的功率最大則有:I最大=UR1+R2=3V1Ω+4Ω=0.6A ,
P最大=UI最大=3V×0.6A=1.8W。
這道物理計算題主要考查學生審讀電路圖的能力和運用串聯電路的特點,歐姆定律等的知識,學生就要對串聯電路及其特點、歐姆定律有確切的理解,因此在教學中教師就要引導學生從串聯電路及特點、歐姆定律入手考慮。解答這道題首先要知道電路是串聯電路,再根據串聯電路的特點,當然也要求學生理解好歐姆定律,才能準確地解答出答案。若學生對這些知識沒有掌握好,電路連接方式判斷錯誤或者歐姆定律的運用錯誤,就會導致本題的大失分。
二、力學計算題教學
在初中物理的力學中,浮力計算既是重點又是難點,很多學生對這類題束手無策,其主要原因是學生不熟悉掌握浮力的求法及其受力分析能力差,教師在講解浮力計算題時應加強解題方法的指導。
圖2
【例2】 如圖2甲所示,把邊長為0.1m的正方體木塊放入水中,靜止時有2/5的體積露出水面,然后在其上表面放一塊底面積為2.0×10-3m2的小柱體,如圖2乙所示,靜止時方木塊剛好能全部浸入水中。(g=10N/kg)求:
(1)甲圖中木塊受到的浮力。(2)木塊的密度。
(3)小柱體放在木塊上面時對木塊上面的壓強。
解:(1)甲圖中木塊漂浮在水中,木塊受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3×35 =6N。
(2)甲圖中木塊漂浮在水中,F浮=G木,ρ水g×35 V木=ρ木gV木,ρ木=35 ×10×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
(3)方法一:小柱體放在木塊上面時,F浮1=G柱+G木,
G柱=F浮1-G木=ρ水gV木-G木=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3-6N=4N,
小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強為:
p=FS =G柱S =4N2.0×10-3m2 =2×103Pa。
方法二:小柱體放在木塊上面時對木塊的壓力等于小柱體的重力,從圖甲到圖乙增加的浮力就等于小柱體的重力,即:
G木=F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3×25 =4N,
例根據歐姆定律公式I=,可變形得到R=。對此,下列說法中正確的是()
A. 導體電阻的大小跟導體兩端的電壓成正比
B. 導體電阻的大小跟導體中的電流成反比
C. 當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零
D. 導體電阻的大小跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關
典型錯誤一根據R=,認為導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,因此選擇A。
典型錯誤二根據R=,認為導體的電阻與通過導體的電流成反比。因此選擇B。
錯因分析歐姆定律研究的是電流與電壓和電阻的關系,其變形式R=只是提供了計算電阻的一種方法,并不能理解為導體的電阻與導體兩端的電壓成正比,與通過導體的電流成反比。
正確答案因為導體的電阻是由導體自身因素(材料、長度、橫截面積、溫度等)來決定的,而不受外因(導體兩端電壓和通過導體的電流)影響,所以應選D。
易錯點二:對歐姆定律同一性和同時性的忽視
例有一個電鈴,它的電阻是10 Ω,在正常工作時,它兩端的電壓應該是6 V。但我們手邊現有的電源電壓是8 V,要把這個電鈴接在這個電源上,并使它正常工作,應怎么辦?
典型錯誤要把這個電鈴接在這個電源上,并使它正常工作,應給它串聯一個電阻。
因為通過電鈴的電流I== A=0.6 A,
又因為電阻跟電鈴串聯,
所以通過電阻的電流I=I=0.6 A,
因此,串聯一個電阻為R== Ω=13.3 Ω。
錯因分析造成錯解的原因是在應用歐姆定律時,沒有注意同一性和同時性。錯解中的最后一步:R=中,U、I代入的數值是總電壓和總電流,求出的電阻R應該是總電阻。
正確答案根據歐姆定律有:通過電鈴的電流I== A=0.6 A,
又因為電阻跟電鈴串聯,
所以通過串聯電路的電流I=I=0.6 A,
因此,總電阻R== Ω=13.3 Ω。
又因為R=R+R,
所以串聯一個電阻為R=R-R=(13.3-10) Ω=3.3 Ω。
易錯點三:對控制變量法的誤解
例小剛用圖1所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”。在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后,為了探究上述問題,他應該采取的唯一操作是()
A. 記錄電流表和電壓表的示數
B. 將變阻器滑片適當向左移動
C. 將變阻器滑片適當向右移動
D. 適當增加電池的節數
典型錯誤電源電壓不變,改變電阻,記錄電流大小,從而找出電流跟電阻的關系,選A。
錯因分析沒有正確理解控制變量法。
正確答案在此實驗過程中,當A、B兩點間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后,為了探究“一段電路中電流跟電阻的關系”,必須保持A、B兩點間的電壓不變。此時由于總電阻變大,總電流變小,因此滑動變阻器兩端的電壓變小,由串聯電路電壓關系可知A、B兩點間(一段電路)的電壓變大。要想繼續實驗,接下來應該使A、B兩點間的電壓減小到原來的值。將變阻器滑片適當向右移動,使變阻器阻值增大,使電路電流減小。由U=IR可知,A、B兩點間的電壓才會變小,當達到原來的電壓值時,停止移動滑片,記錄此時的電流值。應選C。
易錯點四:對電路連接關系不清
例1如圖2所示,電路中的電源電壓保持不變。閉合開關后,將滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,電表、、的示數變化正確的是()
A. 的示數減小,的示數減小,的示數增大
B. 的示數增大,的示數減小,的示數增大
C. 的示數增大,的示數減小,的示數減小
D. 的示數減小,的示數增大,的示數減小
典型錯誤滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值變大,根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小。根據U=IR可知,滑動變阻器兩端電壓減小,因此的示數減小,燈泡兩端的電壓增大。選擇D。
錯因分析電壓表測量的是滑動變阻器兩端電壓U。滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值R變大,但同時電流I變小,根據U=IR無法判斷滑動變阻器兩端電壓大小的變化。
正確答案由圖2可知這是一個串聯電路,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓U,測量燈泡兩端的電壓U。滑動變阻器的滑片P由圖中位置向a點移動的過程中,滑動變阻器的阻值變大,根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小,因此的示數減小。再根據串聯電路中電流處處相等,通過燈泡的電流I=I,又燈泡的電阻R不變,根據U=IR可知,電壓U減小,因此的示數減小。由串聯電路電壓的關系,可知滑動變阻器兩端電壓U=U-U,因此的示數增大。應選C。
例2如圖3所示電路中,閉合開關后,將滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動過程中,圖3中電壓表和電流表的示數變化正確的是()
A. 電壓表示數不變,電流表示數變大
B. 電壓表示數變小,電流表示數變大
C. 電壓表示數不變,電流表示數變小
D. 電壓表示數變大,電流表示數變小
典型錯誤滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動過程中,電阻變大。根據U=IR可知,電壓變大,因此電壓表示數變大。再根據歐姆定律公式I=,電路中的電流減小,選擇D。
錯因分析電路連接關系不清,沒有注意到滑動變阻器與R串聯后再與R并聯的關系。
正確答案滑動變阻器與R串聯后再與R并聯,不管滑動變阻器阻值如何變化,都不會改變支路電壓。支路電阻的變化引起總電阻的變化,滑片P由a端向b端滑動過程中,滑動變阻器電阻變大,總電阻變大。根據歐姆定律公式I=,電路中的總電流減小,因此電流表示數減小。應選C。
易錯點五:對伏安法測電阻原理的誤解
例小剛同學想用電流表、電壓表測量一段電阻絲R的電阻,他已連接了部分電路,如圖4(a)所示。請你接著完成下列步驟:
(1)當電壓表示數為3.6 V時,電流表的示數如圖4(b)所示,這時電路中的電流是________A,電阻絲的電阻為_______Ω。并用筆畫線代替導線,將電路補畫完整。
(2)若將上面實驗中的定值電阻R換成小燈泡,在多次測電阻的過程中,發現當電壓表的示數增大時,電壓表與電流表示數的比值將________。
典型錯誤(1)題中連接圖時,滑動變阻器接線柱連入錯誤,電壓表、電流表正負接線柱及量程選錯,串、并聯錯誤。
錯因分析不清楚滑動變阻器及電表接入電路的要求。
正確答案滑動變阻器要保證“一上一下”兩個接線柱接入電路,有時還要考慮具體是下面哪一個接線柱接入電路。對于電表,要求電流從正接線柱流入負接線柱流出,且選擇符合題意的量程,保證電流表與被測對象串聯,電壓表與被測對象并聯。(1)0.3;12;電路圖如圖5所示。
典型錯誤(2)由伏安法測電阻原理R=可知,電流與電壓成正比,因此電壓表與電流表示數的比值不變。
錯因分析當電阻不變時,電流與電壓才成正比。電阻變化時,這種正比例關系就不成立了。
正確答案當電壓增大時,燈絲溫度升高,其電阻增大。由R=可知,電壓表與電流表示數的比值就是電阻,所以電壓表與電流表示數的比值將增大。
易錯點六:不關注歐姆定律的適用范圍――純電阻電路
例有一臺標有“220 V 1.1 kW”的電動機,線圈電阻為10 Ω,求它正常工作1 min放出的熱量。
典型錯誤由歐姆定律可知,
I== A=22 A,
再由焦耳定律得:
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
錯因分析歐姆定律只適用于純電阻電路。本題是含有電動機的非純電阻電路,求電流時不能使用I=。
一、數學知識的應用能力在物理學習中占據著重要的地位
首先,數學是物理的語言,它以簡潔精確的特點描述物理概念和規律。例如,物理量的定義,像加速度、電阻、電場強度、磁感應強度等物理量的定義均用了比值定義。在物理規律的表達如牛頓第二定律、歐姆定律等都體現了函數關系自變量與函數的關系。在運動學中如v-t圖像更能形象地描述運動特點、運動過程。所以在物理概念規律時正是體現了數學的邏輯性。所以,對學生來說,需要有良好的數學基礎,如公式變形、比例運算、三角函數、函數方程、圖象、對數、數列……
其次,分析和解決物理問題的過程,就是應用所學物理知識和原理,將問題給出的物理情景,抽象或簡化成各種概念模型和過程模型,用數學化的公式或方程表達出來,最后用數學知識解得結果。在高中物理學習中,除了要掌握概念、規律,更重要的是應用規律概念解決問題。在高中物理的學習中,解決力學、電磁學的三種途徑;牛頓第二定律、能量、動量貫穿了整個高中物理的始終。從平衡等式到牛頓第二定律到動能定理機械能守恒定律,到動量定理,到動量守恒定律,無不是列方程去解決物理問題。
二、高中物理學習中數理結合的具體體現
高中物理“培養學生運用數學處理物理問題的能力”的要求是:學生能理解公式和圖象的物理意義,能運用數學進行邏輯推理,得出物理結論,要學會用圖象表達和處理問題;能進行定量計算,也能進行定性和半定量分析。要實現上述目標,必須在物理學習中注重數理結合。在中學階段,運用數學工具解決物理問題的學習主要表現在以下兩個方面:
1.運用數理結合進行物理概念和物理規律的學習
物理概念是對物理現象的概括,是從個別的物理現象、具體過程和狀態中抽象出的具有相同本質的物理實體。它反映的是物理現象的本質屬性,是構成物理知識的最基本的單位。如:加速度定義式、電場強度的定義式、磁感應強度定義式、歐姆定律,電容的定義式、決定式等,動能定理表達式、機械能守恒定律表達式、動量定理表達式、動量守恒表達式等,在抽象出一類物理現象和物理過程的共同特征和本質屬性之后,用簡潔的文字語言、數學式子或圖表表達物理概念。
2.運用數理結合進行實驗數據的處理
應用準確的實驗方法得出實驗數據后,從實驗數據中分析、計算得出實驗結論,是實驗能力的主要方面。在實驗數據的處理中,數學工具的應用使得處理過程顯得特別簡捷、直觀。例如:驗證勻變速實驗中求解加速度我們可以用逐差法,還可用v-t圖象斜率球加速度。再有在電學實驗中描繪小燈泡的伏安特性曲線通過圖線的變化趨勢判斷電阻的變化。在測電源電動勢和內阻的實驗中閉合電路的伏案特性曲線的截距、斜率的值各是我們沿得到的電動勢和內阻值,這比列方程就解更準些。
三、物理解題中常用的數學知識
物理解題運用的數學方法通常包括方程(組)法、比例法等。
1.方程法
在物理計算題中是通過物理方程求解物理未知量的,方程組是由描述物理情景中的物理概念,物理基本規律,各種物理量間數值關系,時間關系,空間關系的各種數學關系方程組成的。
2.比例法
比例計算法可以避開與解題無關的量,直接列出已知和未知的比例式進行計算,使解題過程大為簡化。應用比例法解物理題,要討論物理公式中變量之間的比例關系,清楚公式的物理意義,
2、安全電壓:不高于36V(經驗表明)
3、(1)手濕后人體電阻減少,由I=U/R可知,電流變大。
(2)水是導體,又會流動,易使人體與電源相連。
4、注意防雷:(1)雷電的特性、數據。(2)避雷針
二、中考關注
電路計算是初中物理的重點知識,它已成為歷年來中考的必考內容。主要考點有:①記住歐姆定律的內容、表達式,并能熟練運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題;②知道串并聯電路中電流、電壓、電阻的關系,并會運用這些知識分析解決簡單的串、并聯問題;③知道電功、電功率的公式,并會求解簡單的問題;④知道額定電壓、額定功率、實際功率以及它們之間的關系;⑤記住焦耳定律公式并能用焦耳定律進行求解通電導體發熱問題。
1、簡單串并聯問題
解決串、并聯電路的問題,首先要判斷電路的連接方式,搞清串并聯電路中電流、電壓、電阻的關系,結合歐姆定律和其它電學規律加以解決。
例1、(2004上海)如圖1所示的電路中,電阻R1的阻值為10。閉合電鍵S,電流表A1的示數為0.3A,電流表A的示數為0.5A.求(1)通過電阻R2的電流.(2)電源電壓.(3)電阻R2的阻值。
2、生活用電問題
家庭電路與我們的生活密切相關,家用電器在家庭里越來越多,有關生活用電問題的計算自然成為中考的熱點。
例2、(2004佛山)在家用電器中,有許多電器的電功率是不同的下表列出了小明家的部分家用電器懂得電功率。
家用電器的額定電功率
*
小明在開著空調的房間里使用電子計算機,而且電熱水壺在燒開水,如果家里只有這幾種電器(各一件)在正常工作,在這種情況下,請計算:
(1)電路的總功率和總電流各是多少?
(2)如果平均每天使用3h,一個月(按30天計算)用電多少千瓦時?
3、變化電路問題
由于開關的通斷、滑動變阻器滑片的移動改變了電路的結構,電路中的電流、電壓值會發生變化,稱之為變化電路問題。解決變化電路問題的關鍵是把動態電路變成靜態電路,即畫出每次變化后的等效電路圖,標明已知量和未知量,再根據有關的公式和規律去解題。
例3(2004沈陽)如圖5所示,電源電壓保持不變,燈L1和L2上分別標有“6V3W”和“6V6W”字樣,燈L3上標有“12V”,其它字跡模糊不清。當斷開S1,閉合S、S2時,其中一盞燈能長時間保持正常發光;當斷開S2,閉合S、S1時,電流表的示數為0.3A。求電源電壓和燈L3的額定功率。
4、開放性問題
題目條件不確定,求解問題不指明,解答方法不惟一,答案形式多樣化的題型,稱之為“開放題”。解答開放性問題,要對題目所給的條件、過程、結論,進行全面的分析。對于自行補充條件的開放題,補充的條件要適當,使問題得以簡單解決。
例4、(2004江西)如圖12所示,R1為12的定值電阻,電源電壓為9V,開關閉合后電流表示數為0.5A,通電5min.請你根據這些條件,求出與電阻R2有關的四個電學物理量
5、實驗探究問題
例5、(2006年泰州市)為了探究電流與電壓的關系,小華設計了圖13所示的實驗電路圖.
(1)實驗選用的器材如圖14所示,其中電源為2節干電池,定值電阻為10Ω,滑動變阻器標有“10Ω2A”字樣,則實驗圖14
圖13
A
V
R
R''''
S
時電壓表應選用的量程為V,電流表應選用的量程為A.
(2)請根據電路圖用筆畫線代替導線,將圖14中的元件連成電路.要求:滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數變大.
(3)右表是小華探究電流與電壓關系時記錄的幾組實驗數據,通過對表中數據的分析,可得到的初步結論是:
.
*
三、堂上練習
1、在如圖1所示的電路中R的阻值為2歐姆,燈泡兩端的電壓是3伏特,電源電壓是4伏特,則R的兩端的電壓是______伏特,燈泡的電阻是______歐姆。
2、如圖2中電源電壓保持不變,R1為定值電阻。開關S閉合后,以下說法正確的是:
A.滑片P向右移動,表A示數變小,表V示數變小;
B.滑片P向右移動,表A示數變大,表V示數變大;
圖2
C.滑片P向左移動,表A示數變小,表V示數變大;
D.滑片P向左移動,表A示數變大,表V示數變小。
從本學期的期中和期末兩次考試可以看出,化學試卷由以往的六頁紙變成了八頁紙,雖然總的題目數基本不變,但是總的量變大了。這就要求我們學生在閱讀資料、圖像、表格、實驗探究等信息時,能有效抓住題目中有價值的內容,學會分析、理解題目的意圖,并能與自己學習過的基礎知識有效結合,靈活應用知識解決實際問題。這不僅僅是對學生提出了很高的要求,同時也是對我們教師提出了新的挑戰。教師只有不斷進步,學生才能有更好的發展。
首先,態度決定一切。
學生的態度決定了學生學習的態度,決定了學生對待學習的方法、對待學習的認真程度、對學習成果的在意程度等。學生對待學習的態度又有一部分源于教師的態度。如果教師本身不積極,那么學生也不會有多積極,教師的態度不認真,學生也不見得有多認真。所以,教師的態度,對學生學習態度有直接影響。
想要轉變學生學習的態度,教師從自身做起,從每一節課做起。認真備好每一堂課。認真鉆研教材,認真編寫習題,認真上好每一節課,認真批改學生的作業,認真對待每一位學生。備課時不僅要備上課的內容,更要備學生,比如學生的能力、學生的情況等。除此之外,課后反思也很重要,教師只有認真反思,才能找出自己的缺點與不足,才能更好地提高自己的教育教學水平。
其次,不斷學習知識。
俗話說的好,要給別人一杯水,自己先要有一桶水。如果自己只有一杯水,教師與學生在知識和技能方面相差無幾,教學難免捉襟見肘。但是隨著信息不斷的變幻,對事物的認識不斷的加深,如果我們教師不學習的話,還是固守自己曾經掌握的知識,那么,教師的那桶水還能不能倒給學生一杯水,值得進行反思。作為教師,自己學過的知識畢竟有限,只有不斷學習知識,不斷給自己充電,才能讓這桶水里不斷涌出清泉。新課程改革的實施,要求老師要有更扎實的基本功以及過硬的專業知識,只有這樣我們才能適應這個變化頻繁的時代。
所以,作為一名教師,首先要堅持自己學習的態度,強化自己的專業知識,堅持不斷學習知識,用知識來武裝自己,用知識來培育祖國的下一代。讓學習貫穿于整個職業生涯,讓學習貫穿于人的整個一生!
化學老師個人工作計劃2
一、指導思想
我們帶著希望和憧憬又迎來了一個新的學期,本學期理化生教研組將繼續在“課改”新理念和新的《課程標準》的指導下,以學生發展為本,齊心協力,落實好學校制定給我組的各項工作,更新教學觀念,提高教學質量,規范教學過程。使每位教師在科研的同時提煉自身的教學水平,在幫助學生發展各方面素質的同時,使自身的業務水平得到提高,再上一個新的臺階。
二、學生分析
本人所教學學科共有兩個班,這些學生基礎高低參差不齊,有的基礎較牢,成績較好。當然也有個別學生沒有養成良好的學習習慣、行為習慣。這樣要因材施教,使他們在各自原有的基礎上不斷發展進步。從考試情況來看:優等生占xx%,學習發展生占27%。總體情況分析:學生兩極分化十分嚴重,中等生所占比例不大,一部分學生對學習熱情不高,不求上進。而其中的優等生大多對學習熱情高,但對問題的分析能力、計算能力、實驗操作能力存在嚴重的不足,尤其是所涉及和知識拓展和知識的綜合能力等方面不夠好,學生反應能力弱。
根據以上情況分析:產生嚴重兩極分化的主要原因是學生在九年級才接觸化學,許多學生對此感到無從下手,不會進行知識的梳理,導致學生掉隊,同時學生面臨畢業和升學的雙重壓力等,致使許多學生產生了厭學心理。
三、教材分析
本教材體系的第一個特點是分散難點,梯度合理,又突出重點。以學生生活中須臾離不開的水、空氣、溶液,以及碳等引入,學習元素和化合物知識,同時有計劃地穿插安排部分基本概念,基本理論和定律。這樣使教材內容的理論與實際很好地結合,有利于培養學生運用化學基本理論和基本概念解決生活和生產中常見的化學問題的能力,還可以分散學習基本概念和基本理論,以減輕學習時的困難。為了有利于教師安排教學和便于學生學習和掌握,每章教材的篇幅力求短小,重點較突出。
第二個特點,突出了以實驗為基礎的,以動手操作能力要求,每一塊中都有有許多學生實驗和實驗探究,同時又注意了學生能力的培養。
四、目標任務
1、 理論知識聯系生產實際、 自然和社會現象的實際,學生的生活實際,使學生學以致用。激發學生學習化學的興趣。培養學生的科學態度和科學的學習方法,培養學生的能力和創新精神,使學生會初步運用化學知識解釋或解決一些簡單的化學問題。
2、使學生學習一些化學基本概念和原理,學習常見地元素和化合物的基礎知識,掌握化學實驗和化學計算基本技能,并了解化學在生產中的實際應用。
3、激發學生學習化學的興趣,培養學生科學嚴謹的態度和科學的方法。培養學生動手和創新精神。使學生初步運用化學知識來解釋或解決簡單的化學問題逐步養成自己動手操作和能力。觀察問題和分析問題的能力。
4、針對中考改革的新動向,把握中考改革的方向,培養學生適應中考及答案的各種技巧。
5、重視基礎知識和基本技能,注意啟發學生的智力,培養學生的能力。
6、培養學生的科技意識、資源意識、環保意識等現代意識,對學生進行安全教育和愛國主義教育。
五、方法措施
1、重視基本概念和理論的學習。
2、備課、上課要抓重點,把握本質。在平日的備課、上課中要把握好本質的東西,
3、在平日講課中學會對比。
4、講究“巧練”
5、在平日要注意化學實驗。
6、跟蹤檢查。
7、加強課堂教學方式方法管理,把課堂時間還給學生,把學習的主動權還給學生,使課堂教學真正成為教師指導下學生自主學習、自主探究和合作交流的場所。
化學老師個人工作計劃3
一:教學指導思想
在深化教育改革、全面推進素質教育的今天,各學科都在實施新課改,目的是培養高素質的人才。新課改促使我們教育工作者的教育思想發生革命性轉變,從應試教育向素質教育轉軌,這是中國教育發展的必然趨勢。初中物理作為培養學生科學素質的一門重要課程,其教學現狀與素質教育的要求有一定的差距。相當一部分學生對物理知識的學習及分析問題和解決問題的能力也還存在一定的問題,這也是當前物理教學中開展素質教育的一個障礙。新課程標準下的物理教學,作為教師應樹立一切為學生的發展的教育思想。在教學中要關注每一個學生,注重學生的全面發展,提倡學習方式的多樣化。在教學中教師要充分調動學生學生的積極性、主動性和創造性,激勵學生限度地參與到教學中去,全面提高學生的素質。
二:班級基本情況分析
本學期的幾個班通過上學期期末考試看,每個班的學生成績差距大,好成績的學生少,學空生較多,上課時學生的積極性不高,不夠靈活,有極個別學生上課不聽課,課后不做作業,沒有形成良好的生活和學習習慣。這就需要在以后的教學中進一步改進教學方法,優化課堂教學,激發學生學習興趣,創新學生的思維,圓滿完成教學任務。
三:教學內容分析
本學期教學時間共計二十二周,除去節假日,實際授課二十一周,教學時間緊張,教學任務繁重。本學期的教學內容從第十三章到第十八章共計六章,前兩章為熱學內容,后四為電學內容,這些內容比較抽象,特別是電路圖分析對學生更是困難。
第十三章和第十四章內容有:分子熱運動、內能、比熱容、熱機、熱機的效率、能量守恒定律。這些內容是在學習了機械能的基礎上,把能量的研究擴展到內能。教材首先介紹物質是由分子組成的,通過擴散現象引出熱運動的概念,在分子動理論的基礎上說明內能是所有分子熱運動動能和勢能的總和,通過實驗說明熱傳遞和做功都可以改變物體內能,并引出熱量和比熱容的概念。通過實驗探究活動加深對比熱容是物質的一種特性的理解,教材列出比熱容表,讓同學們知道水的比熱容在實際生活中的應用,要求同學們能進行簡單的熱量計算。內能的利用教材中重點講了熱機的例子介紹熱機的結構和工作原理。最后給出了能量守恒定律,這一節是對本章及以前所有的物理知識從能量觀點進行的一次綜合。
第十五章的教學內容是學習電學概念和規律的基礎,生活中又經常用到,所以在講解知識技能的同時,特別應該強調過程與方法的學習。教材盡可能多的聯系是實際,提倡多動手,由學生經歷與科學工作者進行科學探究相似的過程,體驗科學探究的樂趣,領悟科學思想和精神。“電流和電路”的基本概念和它們在電路中的基本規律是本章的核心。
第十六章主要學習電壓和電阻。“電壓、電阻”是初中電學的重要內容,是學習電學基本規律的必備知識。本章是在學習“電流和電路”知識的基礎上對電學知識學習的深入,是進一步落實課標標準,培養學生科學素質的必然要求。電壓是電學三大基本概念之一,是學習歐姆定律的前提和基礎,電壓表的使用和變阻器的使用又是學生探究電學基本規律,進行后續電學知識學習的保障。
第十七章主要學習歐姆定律。歐姆定律是初中電學知識的基礎和重點,處于電學的核心地位。歐姆定律是電流、電壓和電阻之間關系的體現,也是學習下一章“電功率”的基礎,同時也是學習高中物理中的閉合電路歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容的基礎。本章通過探究電阻上電流跟電壓的關系,明確電流、電壓、電阻的關系,在探究結果的基礎上得出歐姆定律。并利用歐姆定律對串、并聯電阻的規律進行定性的分析。通過測量小燈泡的電阻的方法,探究測量導體的方法,這是歐姆定律在解決實際問題中很好的應用。通過這些探究活動,讓學生領悟探究的全過程,特別是對實驗的評估和對實驗數據的分析,進一步學習利用控制變量法。
第十八章主要學習電功率。本章是在學習歐姆定律的基礎上,把電學的研究擴展到電能和電功率,是對電學基本規律學習的深入,是電學規律的大綜合,是初中電學知識的終極目標和核心。本章包括“電能”和“電功率”這兩個重要的物理規律。同時介紹了電熱的作用和有關安全用電方面的知識。從課程標準要求上看,這些內容都是初中電學的重要內容,同時電功率也是初中電學中最復雜的內容,是電學中的重點、難點。
四:教學措施
1:加強師生情感的交流,建立和諧平等的師生關系。“教”的目的是為了學生能夠主動,積極地“學”。只有教師熱愛學生,才會主動了解、關心學生。而學生又會從內心感激老師的幫助和指導,這樣激發了學生奮發學習的精神,讓學生主動地學,高興地學,愉快的學。
1.堅持“以學生為本、以學生發展為本”的課堂教學設計策略,重視學生主動參與和內心體驗;重視知識形成和應用的過程。
2.堅持“搭建平臺、營造氛圍”的課堂教學設計策略,重視教學情景和教學問題的設計,重視啟發引導和協調交流。
3.堅持“以知識為載體、揭示知識內涵”的課堂教學設計策略,重視對知識內涵的把握;重視潛移默化再現知識內涵的手段和方法。
4.堅持“聯系實際應用、激發學習激情”的課堂教學設計策略,重視教學過程中STS的拓展;重視教學過程中新技術的應用。
教學策略是實現教學目標的重要手段,是教學設計研究的重點。教學策略的設計包括許多方面,主要有:采用何種經濟而有效的教與學的形式,安排什么樣的教師教的活動和學習者學的活動,設計何種教的方法和學的方法,進行什么樣的教學媒體及怎樣進行設計,怎樣利用現有的教學資源及挖掘潛在的教學資源,設計怎樣的教學環節和步驟等一系列問題。下面我通過具體的案例設計與比較,探究新課程理念下物理課堂教學策略的設計的特點與規律。
[案例1]運用歸納教學策略設計《電流跟電壓、電阻的關系歐姆定律》。
1.導入
講述歐姆為探索真理,十年嘔心瀝血,堅持不懈地研究,最終得出歐姆定律的感人經歷,激勵學生的學習欲望。
2.演示實驗
步驟1:研究電流與導體兩端電壓的關系,記錄有關數據。
步聚2:研究電流強度與導體電阻的關系,記錄有關數據。
以上步驟由教師與學生共同活動完成。
3.對實驗結果進行歸納推理
當導體的電阻不變時,增大導體兩端的電壓,電壓越高,通過導體的電流越大,電壓增大幾倍,電流強度就隨之增大幾倍;當加在導體兩端的電壓不變時,隨著電阻的增大,流過電阻的電流強度就越小,電阻增大到原來的幾倍,電流強度就減小為原來的幾分之一。
通過以上推理,我們得出:導體的電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比例關系;電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比例關系。
4.驗證推理
設計兩組實驗數據表,每一組中留有適量的空白,請學生根據推理的結果在空白處填上適當的數據,教師通過演示實驗與學生一道驗證所得結論的正確性。
5.歸納得出結論
導體中的電流強度與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,這個結論叫做歐姆定律。
[案例2]運用探究策略設計《電流跟電壓、電阻的關系歐姆定律》。
1.提出問題
教師指出:我們曾通過實驗發現,燈炮兩端的電壓越高,燈就越亮,流過燈的電流就越大。電流、電壓與電流之間有什么關系呢?
2.形成假說
學生通過議論認為有可能電流與電壓成正比,與電阻成反比(學生通過學過的有關電壓與電阻的知識能夠比較順利地提出假說)。
3.制訂方案
固定電阻、改變電壓、研究電流與導體兩端電壓的關系,換用不同的電阻,重復上述步驟,研究電流與電阻的關系,教師與學生共同研討,確定最佳方案。
4.實施方案
學生分組進行實驗,并將實驗結果填入自己設計的表格中。
5.分析與論證
分析實驗結果,驗證與假說是否相符,得出結論。
6.評價
檢驗實驗過程的操作是否規范,實驗結果是否可靠。
7.交流
各小組形成實驗報告,交流實驗結果,形成最終結論。
運用歸納策略設計的案例中,教師通過演示實驗向學生展示了歐姆定律的形成過程,并經過歸納推理得出歐姆定律。通過師生雙方的互動,學生不但能對定律的來龍去脈有清晰的了解,能夠系統地理解和掌握知識,而且能受到科學方法的訓練,發展觀察能力和邏輯思維能力。同時,相對于探究策略而言,歸納策略是比較省時的,而運用探究策略設計的案例中,則是學生通過自己的探究活動得出結論的。由于學生親自參與科學探究的全過程,因此,不但能發展發現問題、解決問題等多種能力,而且通過對探究樂趣的體驗,能激發創新意識與欲望。同時,由于探究過程是以組為單位進行的,并且需要對結論進行交流與評價,因此,對培養學生的合作精神及反思和評價能力也是十分有利的。
以上是運用歸納策略和探究策略的特點,但它們也各有不足之處,運用歸納策略設計的課堂教學,由于教師的作用比較突出,相對地限制了學生的思維,不利于學生創新能力的培養,同時,對學生的合作、交流與評價等能力的培養也是不利的。而運用探究策略設計的課堂教學,探究過程的冗長而比較費時,由于能力的差別,容易導致部分學生不能較好地掌握學習內容。
2強化電路設計、突出難點,合理利用課堂生成
筆者認為實驗電路圖的設計是本節課的難點之一,打破以往過分重視實驗過程,輕設計的觀念.學生只有清楚地理解實驗設計的原理及目的,才會在接下來的實驗中得心應手.引導設計實驗,這個環節的設計體現了教師主導、學生主體的雙主教學模式.在設計電流與電壓的關系的電路時,學生很容易想到的是用電壓表、電流表來測量電壓和電流.用電器的選擇學生會提出用小燈泡、定值電阻;而如何改變用電器兩端電壓將成為學生思維的障礙,學生會提出更換電池節數、串聯定值電阻分壓等方案.由于前面變阻器的學習學生通過把變阻器串聯在電路中移動滑片觀察燈泡的亮度變化這一直觀實驗現象,清楚了變阻器可以改變電路中的電流及保護電路的作用.而對滑動變阻器可以改變用電器兩端電壓這一性質理解模糊,所以幫助學生理解滑動變阻器可以改變用電器兩端電壓成為此次實驗設計的難點.教師可以通過連接實物電路圖,移動滑動變阻器滑片觀察電壓表示數來實現教學.強調探究三個物理量之間的關系,要控制變量.正如葉瀾教授所說:“課堂應是向未知方向挺進的旅程,隨時都有可能發現意外的通道和美麗的圖景,而不是一切都遵循固定線路而設有激情的形成”,課堂上會產生一些意料之外的有價值的資源,所以教師不應抓住預設教案不放,要及時調整預設,關注并有效利用生成資源.所以在電路原理圖設計部分,是教師與學生思維碰撞的最佳時期,教師應充分把握學生思維的盲點,及時調整方案.
3合理設計實驗,巧妙處理數據
課標對《歐姆定律》這一節有三個要求:(1)通過實驗,探究電流與電壓,電流與電阻的定量關系,分析歸納得到歐姆定律;(2)理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題;(3)通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生邏輯思維能力,培養學生解答電學問題的良好習慣.顯然,這節課教學內容比較緊張,需要教師在有限的時間內高效完成教學任務.為了完成第一個課標要求教師要設計兩次實驗才能完成,這種方法受課堂時間限制可能完不成教學任務.實驗設計完畢,再提出連接實物圖有哪些注意事項,學生可以通過思考對前面所學內容進行回顧,給學生更多的思考空間,課堂關注讓不同層次的學生有收獲.這樣可以從學生中發現問題,及時修正教學,便于抓住教學的契機.在物理教學過程中學生行為上的探究和思想上的探究都要有.教師可以合理設計實驗,在實驗報告單記錄數據設計兩項規定,一項是規定動作,要求每組都測1V、2V、3V電壓下通過定值電阻的電流;另外再附加一項,在量程范圍內學生可以自由選擇幾組電壓值進行測量.在學生分組實驗時,每三組發放同一個阻值的電阻,發三個不同的電阻。啟發學生通過數據發現當電壓是1V、2V、3V時電流有什么變化?通過表格不難看出成正比關系.每一橫行成正比關系,每一縱列為何差別很大?循序漸進地引出是由于電阻不同引起的.同學們的數據是否說明同樣的問題呢?為了將每組數據盡量匯集到一起說明問題,要求學生將剩余數據以描點的形式描在坐標紙上,以電壓為橫軸電流為縱軸,強調不需要連線,因為學生手里的是單獨的數據.坐標紙的設計是將透明膠片放在坐標紙上,相同阻值的三組發放相同顏色的描點筆.教師只收集膠片,最后將所有的膠片疊放在一起展示給學生,會發現阻值相同的三組同學的數據大致在同一直線上.由此得出結論,電阻一定時,電流與電壓成正比.提出研究電流與電阻關系可不可以仍然用這個電路圖呢?因為在設計電路圖時學生清楚滑動變阻器是可以改變電壓的,引導學生更換不同電阻通過滑動變阻器實現電阻兩端電壓一定,教師在前面演示.回歸前面表格通過記錄的數據能否找到在相同的電壓條件下,電阻變化時電流有什么變化?觀察表格中一縱列很容易得出,電壓一定時,電阻越大電流越小.通過引導學生把數據依次畫在坐標紙上,以電阻為橫坐標電流為縱坐標,很明顯看出是反比例函數.所以得出結論:電壓一定時,電流與電阻成反比.物理規律教學,規律表達要嚴謹,所以最后不僅要給出歐姆定律內容的文字表述還要有公式表述,強調公式表述中I、U、R是針對同一導體同一時刻而言.