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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇歐姆定律的基本公式,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:初中;物理;歐姆定律;教學問題
中圖分類號:G633.7 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3561(2015)09-0056-01
一、在實驗探究中讓學生學習歐姆定律
歐姆定律是電學重要內容之一,也是中考重點考查內容,所以能否教好歐姆定律關系到之后對中考的重點知識復習,更有可能影響學生對于物理學的熱情。在實驗探究的過程之中以學生為主,教師起引導作用,讓學生通過觀察電壓表、電流表、滑動變阻器的微量變化發現問題、提出問題,他們對于自己發現的問題會比老師直接教導的印象深刻,從而達到了教學目的。
二、在歐姆定律的學習中最經常遇到的問題
在實際的教學之中,教師要把電路的認識與畫電路圖、連接電路作為主要的教學任務,開闊學生的思維,加強對電路的認識。物理是一門比較枯燥的課程,只有激發學生的熱情,才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,是最基礎的概念。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流,這部分則比較重要,需要重點講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器,明確這些儀器的使用與操作,是非常重要的,關系到后期實驗的正確性與對知識的理解。以上基礎知識的理解與運用又是進一步學習歐姆定律的基礎。
三、歐姆定律的主要內容是電流、電壓、電阻的關系
這部分知識是在實驗的基礎上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關聯的關系。教師在實驗中要讓學生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化,對于多個變量問題的研究是采用固定一個量不變,研究其余兩個量的變化的處理方法,從而讓學生學會物理學中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律,是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識分析和進行電路計算的基礎,是初中電學的重點知識。
歐姆定律是初中物理學電學的重點、也是難點,想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關系,并在實驗的基礎上得出歐姆定律,做好演示實驗,歸納、分析、概括實驗結果,使學生正確理解歐姆定律的基礎。所以,使用電流表、電壓表、滑動變阻器是這部分知識中的重點實驗的基礎。
電流、電壓、電阻的概念是學生學習的難點,由于初中學生水平有限,對電流、電壓的概念要求較低,并沒有下準確的定義。因此,電阻的概念就成了學生理解的難點。教師要多舉例子幫助學生理解電阻是導體本身的屬性,決定于導體的材料、長度、橫截面和溫度,它用兩端的電壓和通過的電流的比值來表示是為了測量的方便,與外加電壓、電流無關。同時,教師一定要糾正一些學生經常出現的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯誤概念,也就是對歐姆定律的錯誤理解。歐姆定律在學生頭腦的建立過程是十分重要的,認真做好演示實驗,用實驗來探索一個量隨兩個量變化的定量關系是第一次。首先要向學生交代清楚實驗的研究方法,本實驗彩用控制變量法來研究,即“固定電阻不變,研究電流跟電壓的關系;固定電壓不變,研究電流跟電阻的關系”。在連接如圖(圖略)所示的實驗電路時,要將具體接法演示給學生看。可以先從電源正極開始,按電流方向依次為電池、開關S、滑動變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯起來組成一個閉合回路,最后將電壓表并聯在定值電阻R兩端。同時提醒學生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進電表,負接線柱流出電表及量程選擇,電流表與R串聯,其示數等于通過R的電流。電壓表與R并聯其數等于R兩端的電壓。
運用歐姆定律可以推導串聯電路中的總電阻跟各串聯電阻之間的關系及電壓分配跟導體電阻的關系,具體推導如下:
在串聯電路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由歐姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2將這些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是說串聯電路的總電阻等于各串聯導體的電阻之和。
在串聯電路中:I=I1=I2;由歐姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;將這些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 變換一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串聯電路中,電壓分配跟導體電阻成正比。
四、結束語
通過對物理教學內容的分析、思維方法、能力訓練的具體研究,對教學內容進行歸納總結,可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法,更好地駕駛物理教材,提高物理教學質量,把重點真正落實在教學過程中,幫助學生提高實驗操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運用知識解決問題的能力,讓學生學會控制變量法研究多個變量的問題,學會用等效法分析復雜電路。因此,教師要注重培養學生實事求是的科學態度,從而有效培養學生的物理素質。
參考文獻:
【關鍵詞】物理;歐姆定律;問題;解題思路
歐姆定律是高中物理電學部分的核心內容,也是高考的重難點內容,同時歐姆定律掌握的好壞會直接影響我們的考試成績,因此要多用時間將這塊知識進行鞏固,以取得更高的分數。
1在歐姆定律的學習中常遇到的問題
1.1歐姆定律的使用范圍問題
在電路的實驗過程中,我會出現忽略導線,電子元件與電源自身的電阻,將整個電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導電金屬和導電液體,對于氣體、半導體、超導體等特殊電路元器件不適用,但我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應是線性元件,但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,本人為了弄清這里的問題,向老師進行了請教并查閱了相關資料,許多資料上說歐姆定律的應用有“同時性”與“歐姆定律不適用于非線性元件,但對于各狀態下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受,有牽強之意,即個人理解為既然各個狀態下都是適合的,那就是適合整個過程。
1.2線性元件的存在問題
通過物理學習我們會發現材料的電阻率ρ會隨其它因素的變化而變化(如溫度),從而導致導體的電阻實際上不可能是穩定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。而在實際問題中,當通電導體的電阻隨工作條件變化很小時,可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
1.3電流,電壓與電阻使用的問題
電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動變阻器的使用,是最基礎的概念,也是我最容易混淆的內容。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調節電路中的電流,而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學測量儀器,另外,歐姆定律只是用來研究電路內部系統,不包括電源內部的電阻、電流等,在學習歐姆定律的過程中,電流表、電壓表、導線等電子元器件的影響常常是不考慮在內的,而對于歐姆定律的公式I=UR,I、U、R這三個物理量,則要求必須是在同一電路系統中,且是同一時刻的數值。
2歐姆定律學習中需要掌握的內容
本人在基于電學的基礎之上,通過對歐姆定律的解題方式進行分析,個人認為我們需掌握以下內容:了解產生電流的條件;理解電流的概念和定義式I=q/t,并能進行相關的計算;熟練掌握歐姆定律的表達式I=U/R,明確歐姆定律的適用條件范圍,并能用歐姆定律解決相關的電路問題;知道什么是導體的伏安特性,什么是線性元件與非線性元件;知道電阻的定義和定義式R=U/I;能綜合運用歐姆定律分析、計算實際問題;需要進行實驗、設計實驗,能根據實驗分析、計算、統計物理規律,并能運用公式法和圖像法相結合的方法解決問題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對歐姆定律內容的理解
在歐姆定律例題分析中,我們比較常見的問題是多個變量的問題,以我自身為例,由于物理理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,所以學習難度較大,但我通過相關教學短片的學習,將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障,電阻越大路越不好走,電阻越小通過速度則快”的方式,明白了電阻是導體自身的特有屬性,其大小是受溫度、導體的材料、長度等各方面因素影響的,與其兩端的電壓跟電流的大小無關,并且明白了電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時我們每一個人都知道對于不同的習題,解決步驟都是不相同的,雖同一問題會有不同的解題方法,但總是離不開歐姆定律這個框架。因此對于一些與電學有關的知識,我一般會利用歐姆定律解決電生磁現象與電功率計算問題。例如:某人做驗時把兩盞電燈串聯起來,燈絲電阻分別為R1=30Ω,R2=24Ω,電流表的讀數為0.2A,那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少?我可以根據兩燈串聯這一關建條件,與U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結論。
3.2利用電路圖進行進行計算
在解有關歐姆定律的題時,以前直接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,并把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算,因此經常混淆,不便于分析問題。通過后期老師給予我的建議,在解題前我都會先根據題意畫出電路圖,并在圖上標明已知量、數值和未知量的符號,明確需分析的是哪一部分電路,這部分電路的連接方式是串聯還是并聯,以抓住電流、電壓、電阻在串聯、并聯電路中的特征進行解題。同時,我還會注意開關通斷引起電路結構的變化情況,并且回給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標,其中需注意單位的統一與電流表、電壓表在電路中的連接情況,以及滑動變阻器滑片移動時電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進行知識拓展
本著從易到難的原則,我們可從一個電阻的問題進行計算,再擴展到兩個電阻、三個電阻,逐漸拓寬我們的思路,讓自己找到學習的目標以及方法。比如遇到當定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變為U2,電路中的電流由I1增大到I2,這個定值電阻是多少的問題時,我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值,而當難度增加由一個電阻變為兩個電阻時,定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數為ΔI,在這樣的問題上可將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值,就可簡化許多變量問題的計算。當變量變為三個電阻時難度會進一步的增大,我起初認為這是一項不可能完成的任務,所以放棄了這類題,而在經過詢問成績優秀的同學時,才知道可將三個電阻盡量化為兩個電阻,通過電壓表與電流表的位置將電阻進行合并,以此簡化題目。
4總結
簡言之,歐姆定律是物理教材中最為重要的電學定律之一,是電學內容的重要知識,也是我們學習電磁學最基礎的知識。當然,對于歐姆定律的學習與解題方法,自然不止以上所述方法,因而在具體的學習中,我們要立足于自身實際學習情況來進行方法的選取,突破重難點知識,以找到更好的解題思路。
參考文獻:
[1]高飛.歐姆定律在串并聯電路中的應用技巧[J].才智,2009(27)
關鍵詞:物理;規律教學;思維
物理規律(包括定律、定理、原理、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律,反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯系,揭示了物理事物本質屬性之間的內在聯系,是物理學科結構的核心。整個中學物理是以為數不多的基本概念和基本規律為主干的一個完整體系,物理基本概念是基石,基本規律是中心,基本方法是紐帶。要使學生掌握學科的基本結構,就必須讓學生學好基本規律。
縱觀整個初中物理,可以將物理規律分為以下三類:
1.實驗規律
物理學中的很多規律都是在觀察和實驗的基礎上,通過分析歸納總結出來的。我們把它們叫做實驗規律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規律
有些物理規律不能直接用實驗來證明,但是具有足夠數量的經驗事實。如果把這些經驗事實進行整理分析,抓住主要因素,忽略次要因素,推理到理想的情況下,總結出來的規律,這樣的規律我們把它叫做理想規律,如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規律
有些物理規律是以已知的事實為根據,通過推理總結出來的,我們把它叫做理論規律。如并聯電路中電阻大小的計算等。
怎樣才能搞好規律教學呢?
1 聯系新舊知識、收集事實依據,學會研究物理規律的方法
物理規律本身反映了物理現象中的相互聯系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系。因此在物理規律的教學中必須將原來分散學習的有關概念綜合起來。只有用聯系的觀點來引導學生研究新課題提出新問題才能激發學生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規律本身總是以一定的物理事實為依據的。因此學生學習物理規律也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行。尤其是初中學生他們的抽象思維能力不強理解和掌握物理規律更需要有充分的感性材料為基礎。
2 建立思維方法,理解物理規律
初中階段所研究的物理規律一般著重于用文字語言加以表達即用一段話把某一規律的物理意義表述出來,有些規律還用公式加以表達。對于物理規律的文字表述要認真加以分析,使學生真正理解它的含義而不是讓學生去死記結論。例如牛頓第一定律這一理想規律的教學就可采用“合理推理法”,即在實驗的基礎上進行推理想象,由有摩擦的情況推想到無摩擦時的運動情況,最后把這一規律的內容表述出來。在理解時要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個字的含義,“或”不是指物體有時保持勻速直線運動狀態有時保持靜止狀態,而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止狀態,如果物體原來是運動的它就保持勻速直線運動狀態;許多理論物理規律的內容可以用數學形式表達出來就是公式。要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系而不能從純數學的角度加以理解。例如:對于歐姆定律的表達式應當使學生理解這一公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小,即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比,公式中的I、U、R三個物理量是對同一段電路而言的。把公式進行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯誤的結論。
3 明確物理規律的適用條件和范圍
每一個物理規律都是在一定的條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律,而規律的成立是有條件的。因此每一規律的適用條件和范圍也是一定的。學生只有明確規律的適用條件和范圍才能正確地運用規律來解決問題才能避免亂用規律、亂套公式的現象。例如,歐姆定律I=U/R,適用于金屬導體,不適用于高電壓的液體導電,不適用于氣體導電,不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個物理量。
4 認清關系,加以區別
物理規律總是與許多物理概念緊密聯系在一起的,與某些物理規律也是互相關聯的,應當使學生把物理規律與同它相關的物理概念和物理規律之間的關系搞清楚。如:牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯系但二者有本質的區別不能混為一談。在教學中經常發現學生把慣性與運動狀態等同起來,把物體不受外力作用保持原來的運動狀態說成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性,物體無論是靜止還是運動、是否受力,任何時候都有慣性。而牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規律,兩者不能混為一談。
5 聯系實際應用,掌握物理規律
物理學的邏輯性很強,純理論的知識讓學生們很難接受,而且中職學校學生的基礎知識普遍較差,學習興趣不濃,容易使之產生一種厭學情緒。以物理新課程理念審視物理教育,物理課程在重視科學知識積累的同時,還應重視學生主動參與知識探究的全過程,加強學生實踐和實驗能力的培養,強調科學方法和科學思維習慣的養成。所以要有目的的引導學生主動思考使學生很自然的掌握相應知識。
1 結合專業實際特點利用以下手段促進課程改革
1.1 貼近生活。各種家用電器的大量使用,為物理教學提供了豐富的感性材料。如電壓、電流、電磁爐等,學生在日常生活中,觀察和接觸的電現象和應用電的知識的事例,恰當地利用學生已有的感性認識及生活經驗,通過舉例引導學生提取儲存在頭腦中的印象。教師在課堂上應密切聯系生活實際,注意身邊的科學,如學生普遍對現代電子信息技術比較感興趣,教師可以針對這一問題,有意識地講述物理知識在電子信息技術中的重要作用等。以日常生活中的電學概念教學,可以增加學生學習的主動性。
1.2 注重實驗。物理學是一門以實驗為基礎的自然學科,物理規律和理論是以實驗為基礎并驗正的。在物理學里,某些性質不同的物理現象都是要通過實驗來驗證的,運用演示實驗或學生親自做實驗來獲得感性認識,容易更好的集中學生的注意力,培養學生的觀察力,激發學生的學習興趣。新穎的實驗往往更能吸引學生注意,恰當地將教材中的實驗加以發展、變化,可以增加學生的好奇心和求知欲。采用演示教學法,在整個教學過程中,教師邊演示、邊提問、邊解答,學生邊觀察,邊考慮問題,把抽象的理論變得具體、生動。使學生在愉悅的教學環境中,深深感受到學習的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒體課件模擬演示。物理概念和原理是比較抽象的,有些現象在傳統的實驗中也是無法展示的,所以僅靠形象、表象和想象對初學者來說是不容易理解和掌握的。但是,利用多媒體課件可以較好地解決這一難點。例如“電流”概念比較抽象,可以利用多媒體模擬電路中電流的流動,看到正電荷從正極向負極運動,這樣將電流轉換成電荷的流動,讓本來看不見的電流變成動態的畫面,將課本中不動的圖形變為電荷不斷流動的動畫。遵循學生的思維由淺入深、由表及里,從具體到抽象,由現象到本質的循序漸進的思維過程,可以比較容易地解決這一教學難點。加深學生對電流的感觀認識,從而為建立電流概念打下基礎。
1.4 在公式分析。講解公式時,注重公式推理、得出過程,注重公式的使用條件,主要學習公式的如何使用。這是物理式正確使用的前提,前期學不好,后期無法正確應用。中職學生在初中物理中已學過的部分電路歐姆定律,它只適用于電路中某個導體或某一部分電路的電壓、電流和電阻三者之間的關系。《電工基礎》中引入了全電路歐姆定律新知識,進一步完善電路中內、外電路的電流、電壓(電動勢)和電阻間的關系,使知識由“部分電路”向“全電路”深化和發展。教學中可以充分利用部分電路歐姆定律的概念和相關知識,引入全電路歐姆定律的概念。如在課本電路中,將全電路分解為外電路和內電路兩部分,在外電路中,根據部分電路歐姆定律可知負載R兩端的電壓降為:U=IR.在內電路中,電源電動勢E與內阻r的電壓降Ur和電源端電壓的關系是:U=E-Ir。在全電路中,負載兩端電壓U與電源端電壓U相等,且內外電路電流相等,則可得:I=E/R+r即為全電路歐姆定律。通過實例的講解,注意強調部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩種概念的共同點、不同點以及相互聯系,使學生對新知識能進一步理解和掌握。
2 提高基礎學力,促進科學素養可持續發展
學力,是指通過學習獲得的能力。物理教育在提高學生科學素養的同時,還要提高學生的學力水平,并使更多的學生對物理產生興趣。學力是教育的內核,是學校課程設計的前提。任何一門學科教學的目標大體有四個組成部分:①知識、理解;②技能;③思考力、判斷力;④關系、動機、態度。前兩部分為顯性學力,后兩部分為隱形學力。就猶如浮在水面上的冰山,浮出水面的僅僅只是冰山一角,而更多的、隱匿在水面下的才是支撐浮出水面部分的基礎,四部分做為一個整體反映了一種學力觀。
3 結合學生、學校或專業的特定環境和特點,開展適合專業特點和學生實際的校本課程開發,是培養學生專業素養的必要補充
遵循“夠用、實用、適用”的原則,力求體現專業特色,正確把握物理課在電子專業教育體系中的地位,客觀分析學生未來就業發展的要求。在內容安排上,突出核心基礎知識和基本技能,力求為后續專業課打好基礎,同時,注意培養學生掌握物理學的基本思想和基本方法,提高他們的綜合素質。
職業教育的教學側重于理論與實踐的緊密結合,在教學方法上強調教育與生產實踐相結合,在課程設置上理論與實習并行,知識與技能并重,培養的教育人才具有實踐性和應用性的特點。職業教育的特點決定了應用性較強的物理基礎堂教學必須突出能力上的要求,掌握相對應的物理知識。物理教學不是孤立的,它與學生所學的相關專業是關聯的,教師應注重構建一套完整的體系,使學生更好的學以致用。
難點;關鍵點;關系
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)
06—0039—02
“三個焦點”是指在課堂教學中的三個主要因素,即重點、難點、關鍵點。下面筆者就以初中物理課堂教學為例來談談這“三個焦點”及相互關系和處理方法。
一、課堂教學中的“三個焦點”
1.重點。教學重點即課堂教學中的知識重點,是最基本、最重要也是學生應該掌握的教學內容,是一節課中要解決的主要矛盾。抓住了教學重點,就抓住了課堂教學中的關鍵。
2.難點。教學難點指學生在學習知識過程中難以理解和掌握的內容,是在完成“重點”教學任務或對教學內容進行提升和發展、延伸與拓展,以及理解、分析和解決問題時難以逾越的思維障礙。
3.關鍵點。教學關鍵點指解決好重點、難點的關鍵措施,它往往是學生的易錯點、易混點、易忽略點。
例如,《密度》一節教學的重點是:(1)通過實驗探究,學會用比值的方法定義密度的概念。(2)理解密度的概念、公式。(3)用密度知識解決簡單的實際問題。難點是:在實驗探究的基礎上利用“比值”定義密度的概念。關鍵點是:做好實驗探究,用“比值”建立密度的概念。
二、“三個焦點”之間的關系
教學重點、難點和關鍵點之間既相互獨立又相互關聯。任何學科的教學內容都有一定的知識結構,是一張相互聯系的網。重點是這張網上的“綱”,難點是這張網上的“結”,關鍵點是理“綱”解“結”的方法措施。三者關系有全部重疊、部分重疊、非重疊三種。全部重疊時只要抓住關鍵點,重點、難點也就解決了;部分重疊時,抓住關鍵點就意味著突出重點或排除難點;非重疊時要精心設計和安排關鍵點去解決重點和難點。難點解決不好會影響整個課堂的教學效果,如果只注重教學難點,而未能較好地抓住教學重點和關鍵點,不但難點難以突破,而且教學任務也難以完成。關鍵點是突破重點、攻克難點的突破口,抓住關鍵點,才能更好地掌握重點和突破難點。
三、教學過程中如何處理好“三個焦點”
1.備好課。備好課是上好課的前提和保證,在備課過程中應注意以下幾點:
(1)找準重點。備課時必須依據教學大綱的要求,認真研究教材或參閱有關資料,正確分析教材的重點,考慮好在教學中如何突出重點。例如,歐姆定律是反映電學中三個重要的物理量,是電流、電壓、電阻關系的一個重要定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,因此通過實驗探究得出歐姆定律,掌握和理解歐姆定律的內容和公式,并用歐姆定律進行分析和解決簡單的電路問題是教學的重點。
(2)找到難點。要找到難點,就要聯系學生的實際情況,根據他們的知識基礎和思維能力,分析和找到學生難于理解的地方,即內容比較抽象、深奧、復雜或學生接受起來比較困難的知識和技能,并且為在課堂上解決這個難點,可以提供適當的措施和方法。例如,歐姆定律教學的難點是設計實驗過程和對歐姆定律的理解,其中學生對實驗方法的掌握是重點也是難點。
(3)找出關鍵點。教學關鍵點突出反映了學生在新知識學習過程中認識上的矛盾性,體現了已學知識與新知識的聯系,展示了教學過程中由感知教材向理解教材的合理過渡。因此,確定與處理教學關鍵點,對于順利學習新知識起決定性的作用。 要確定與處理好關鍵點,就要深入鉆研教材,弄清教材內容的內在聯系。要對教材的內容作深入剖析,理出知識的層次,找出已學知識和后續知識與這些內容的聯系,找出解決重點及難點的關鍵所在。例如,歐姆定律教學的關鍵點是:通過對實驗數據的分析,概括出電流與電壓、電流與電阻的關系。
2.上好課。上好課是提高教學質量的關鍵和保證,因此要做到以下幾點:
(1)突出重點。教授重點是一節課的中心任務,課堂中的所有教學活動都必須緊緊圍繞教學重點進行,在教學結束時應及時歸納總結,以突出重點。例如,牛頓第一定律中“一切物體在沒有受到外力作用時總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態”是教學的重點,教學時應著重講解。
(2)突破難點。難點是課堂教學中應集中解決的問題。對于難點,可采用“溫故知新法”、 “循序漸進法”、 “類比法”、 “難點分散法”、“情境引導法”、“討論交流法”等各種方法和措施,使難點得到解決。此外,還要了解學生對難點的掌握情況,并及時采取有效的解決措施。例如,牛頓第一定律的難點是對定律的理解,“一切”是指范圍,即該定律對所有物體都普遍適用;“沒有力的作用”是指定律成立的條件,它包含兩層意思,一是理想情況,即物體確實沒有受到外力作用,二是物體所受合力為零;“或”即兩種狀態居其一,不能同時存在。定律表明:物體不受力時,原來靜止的物體將永遠保持靜止狀態;原來運動的物體將永遠做勻速直線運動。并根據“牛頓第一定律”理解慣性(物體保持運動狀態不變的性質)以及運動和力的關系(力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因)。
學生在進入高中階段學習了閉合電路歐姆定律以后,知道了利用伏安法測定電源的電動勢和內阻的基本思路,但他們沒有深層次研究在伏安法基礎上所派生出來的很多種測量方法.當學生在常規的伏安法的基礎上猛地接觸到沒有電壓表或電流表,取而代之的是電阻箱等電學儀器時總感不適應,難度太大.如何從思維的抽象上升到思維的具體,如何把伏安法知識靈活應用起來,這是學生認識水平的需要,也是教師在教學中不可回避的問題.
1 建構模型,提出問題
(1)在實驗室里測定電源的電動勢與內阻的電路如圖1所示.
提出問題:在不考慮系統誤差時,依據什么原理測定電源的電動勢和內阻?
教師引導學生從閉合電路歐姆定律的基本表達式出發,總結出測量原理.
本質是采用伏安法原理,測出電流I和電壓U.I、U應滿足的函數表達式.
過利用電壓表測得的電壓U和電流表測出的電流I作為已知數,在閉合電路歐姆定律的基礎上建立相應的函數表達式,利用計算法和圖象法這兩種方法中的其中一種都可以得到需要測量的值.
設計意圖 探究始于問題,作為復習課,學生已經有了一定的基礎,選擇典型的問題作為切入后,構建模型,通過解決問題的過程復習所學知識點,將學生從抽象的概念中引入到具體的實踐中,是一種直觀的,既能夠調動學生學習積極性的做法,避免干巴巴的重復,又能使學生在實際中得到鍛煉.
解決問題都有自己的規律,要通過典型試題找到解決問題的基本思路,避免就題論題,無法提高學生的能力.
2 變換儀器,總結規律
2.1 教師對學生進行啟發式引導
通過上述試題,學生能夠解決當電路中有電壓表和電流表的前提下,測定電源電動勢和內阻的問題,那么如果在實驗器材中缺少電壓表或電流表,或者所給的電壓表或電流表不符合題意需要時,我們能不能用其他的儀器等效代替呢?
為了回答這個問題,我們先來看如下試題:
某班舉行了一次物理實驗操作技能比賽,其中一項比賽為用規定的電學元件設計合理的電路圖,并能較準確地測量一電池組的電動勢及其內阻.
設計意圖 上述試題的求解過程從本質上來看,仍舊是伏安法,只是其電壓表是利用電流表和合適的定值電阻等效代替而已,只要引導學生認清這個本質,試題就變得很簡單了.
2.2 教師引導學生總結出解題的思維
(1)遵循本質的思維.電源電動勢、內阻的測定實驗,在實驗室采用的是伏安法,其本質是建立了路端電壓與總電流之間的函數關系.
(2)等效替代的思維.缺少電壓表時,可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻相串聯來代替.同樣的,在缺少電流表時,可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻并聯來代替.
(3)數學分析的思維.建立起函數表達式與相關圖象的對應關系,就通過截距和斜率得到需要測定的物理量.
在以上分析結論的過程中啟發我們基本思維:
(1)閉合電路歐姆定律為基礎;(2)等效代替法的思維;(3)確立測量值之間的函數關系并畫出圖象.
設計意圖 學生在考慮電學實驗試題時,頭腦中出現的信息往往是最基本的伏安法測定電阻的模型,只能就題論題,試題稍作變動,就無所適從.在伏安法的基礎上,通過等效替代法創設一類問題的情景,幫助學生找到解決問題的基本思維、基本規律.這種解決問題的方法,可以遷移到其他更深層次,綜合性更強的問題上面,為后期解決復雜問題奠定基礎,明確方向.
3 層層深入,拓寬思維
師:如果在測定電源電動勢和內阻的試驗中,沒有電壓表,只有電流表和電阻箱,以上總結的規律還有存在的價值嗎?
思維整合 實際上,無論是伏安法測定電源電動勢、內阻的問題,還是缺少電壓(流)表,利用其它電學儀器等效代替的問題,只要學生能認清實驗的原理,明確了等效替代的本質,即:仍舊按照伏安法測電源電動勢和內阻的思路,在做圖象時,通過公式變型找到測量值所滿足的基本關系式(重點表現形式為一次函數)即可.
其實,再難的學習內容只要我們能夠掌握其中的方法、技巧、要領,注重練習,善于總結,就能達到“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的境界。這里筆者結合教學實踐,談談從根本上解決這個問題的點滴體會。
一、聯系生活實踐,多動手腦,培養興趣
讓物理融入生活,是物理教學的初衷;從生活走向物理,則是物理教學的途徑。電學知識與我們的生活聯系非常緊密。為什么燈泡用久了會發黑?為什么燈泡絲要做成螺旋狀?電飯煲是如何煮飯的?探究起來,妙趣無窮。
因此,鼓勵學生聯系生活實際,是學以致用的需要,是物理知識化難為簡的需要,更是激發學生學習興趣的需要。“興趣是最好的老師”,有了興趣就有了成功的動力。
在實驗課上,我們可以設置與生活息息相關、讓學生感興趣的實驗幫助學生理解相關電學知識。例如,在課后習題中有一個興趣實驗“自制水果電池”,學生可以進行分組探究,每個小組都可以向實驗室借一只電壓表和一些導線,每個小組成員都自備不同種類的水果和蔬菜。通過實驗去探究水果電池的正負極,水果電池的電壓的影響因素等。最后讓各個小組展示他們的研究成果。這不僅滿足了學生的求知欲,還最大限度地激發了學生的學習興趣。
其實,四驅車、自制電鈴、簡易電話……學生完全可以利用所學的電學知識自己設計完成。教師應當鼓勵學生在保證安全的前提下自己動腦動手進行這些小制作,并給予學生適當展示成果的機會,呵護學生“破壞和創造”的熱情。這樣既培養了學生的動手操作能力,又提高了學生的設計實驗的水平,讓學生在實驗中體驗了成功的快樂。
二、打好基礎,發展學生思維
學好電學知識要抽絲剝繭,抓住重點,即應牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。
1.明確每個符號的物理意義,能掌握電學的基本規律。電學基礎知識包括“五概念四規律”,即電流、電壓、電阻、電功、電功率;歐姆定律、焦耳定律、串聯電路的特點、并聯電路的特點。對于以上重點概念,能讓學生知道為什么引入它們,如何定義,單位是什么(對物理量),有什么重要應用等;對于規律,應著重理解它們反映的是哪些物理量、有什么樣的關系或變化規律、這些規律的成立條件和適用范圍是什么。學習時,要分清主次、突出重點,以重點帶動一般,切勿平均使用力量。
2.能掌握公式的使用條件,對公式進行正確變形,并能熟記和應用。理解這些規律可以,例如,數學中a=c/b說明a與b成反比,a與c成正比,但在物理ρ=m/V定義式中,ρ與m、V的大小無關;在I=U/R中,卻有I與U成正比,I與R成反比等,這就要求學生對物理的基本概念理解深刻。
又例如,在學習“電路連接的基本方式”后,利用串聯電路只有一條電流路徑的特點及開關與用電器一般串聯的知識,向學生提出這樣一個問題:一個電路中有一個電源,一個開關S,兩個燈泡L1和L2,且這兩個燈泡串聯,當開關S斷開時,L1、L2均發亮,但S閉合后,L1不發光,L2發光,這種情況是否存在?若存在畫出可能的電路圖。由于已有知識的干擾,將學生置于“矛盾”之中。學生只有敢于想象,沖出開關只能與用電器串聯的定勢,才能解決這個問題,既加深了知識的理解,又鍛煉了思維的深刻性和廣闊性。
三、重視畫圖和識圖
學習物理離不開圖形。復雜電路設計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的,圖像能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程,有了圖就能作狀態分析和動態分析。
例如,在計算有關電路的習題時,已給出的電路圖往往很難分析出電路的連接方式,而電路連接的方式不清楚,就無法正確選用串、并聯電路的規律。如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會很容易地看出電路的連接特點,使有關問題迎刃而解。
對于這部分內容的學習,教師應當明確歐姆定律應用于某一電阻還是整個電路,教會學生根據現成的圖形學會識圖、繪圖。教師對于學生電路圖的學習,一定要有耐心,畢竟學生開始接觸電學,不可能一下就能掌握和識別電路圖。尤其是開始接觸電路圖,一定要每個圖都幫助學生分析到位,這里寧可慢一點,也要為學生打下扎實的基礎,有了識別電路圖的本領,學習歐姆定律及計算,難度會相應減小許多。
四、引導學生做好實驗
實驗教學,還應注意把所學的物理知識與日常生活、生產中的現象結合起來,其中也包含與物理實驗現象的結合,因為大量的物理規律是在實驗的基礎上總結出來的。在認真完成課內規定實驗教學的基礎上,還可以布置一些學生自己設計的實驗。
例如,可以設計在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測量未知電阻的實驗。這些都需要同學們自己獨立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發散思維等能力,使自己對物理知識的理解更深刻。
五、引導學生做好綜合應用題
電學知識頭緒多,綜合性強,做綜合應用題時,學生往往感到無從下手,稍有疏忽就會造成錯誤。在教學中,教師應在以下兩個方面起引導作用。
第一方面,學生在解題過程中由于物理知識理解不透,常會出現生搬硬套的現象,這時,教師要找準癥結給予指點。
例如,在學過“電功率知識”后,學生討論“220 V,40 W”和“220 V,100 W”兩盞燈串聯在電路中,哪個更亮?大多數學生會認為:100 W的燈泡比40 W的燈泡更亮,這說明學生被燈泡的額定功率所迷惑,而忽視了燈泡的明暗程度與燈泡的實際功率有關。找到癥結后,教師讓學生思考“220 V,40 W”和“220 V,100 W”的兩個燈泡,哪個電阻大?將它們串聯起來,通過它們的電流大小怎樣?最后引導學生利用公式“P=I■R”來判斷哪個燈泡會更亮。
第二方面,對于難度較大的題目,教師應采用降低梯度,分設疑點的方法,將學生引向正確軌道。
關鍵詞:經典理論 量子力學 聯系
中圖分類號:O413.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0143-02
量子力學于20世紀早期建立以來,經過飛速的發展,逐漸成為現代物理學科中不可分割的一部分。量子力學是現代量子理論的核心,它的發展不僅關乎人類的物質文明,還使人們對量子世界的認識有了革命性的進展[1]。
但是,量子力學并不是一個完備的理論,其體系中還存在許多問題,特別是微觀與宏觀,即經典理論與量子力學的聯系。為解決這些迷惑,歷史上相關科學家提出了很多實驗與理論。該文旨在以量子力學發展史上提出的幾個實驗為例,對其進行簡單分析,以展示經典理論與量子力學的聯系。
1 問題的提出
1935年3月,愛因斯坦等人在EPR論文中提出了“量子糾纏態”的概念,所謂的“量子糾纏態”是以兩個及以上粒子為對象的。在某種意義上,“量子糾纏態”可以理解為是把迭加態應用于兩個及以上的粒子。若存在兩個處于“量子糾纏態”的粒子,那這兩個粒子一定是相互關聯的,用量子力學的知識去理解,只要人們不去探測,那么每個粒子的狀態都不能夠確定。但是,假如同時使這兩個粒子保持某一時刻的狀態不變,也就是說,使兩個粒子的迭加態在一瞬間坍縮,粒子1這時會保持一個狀態不再發生變化,根據守恒定律,粒子2將會處于一個與粒子1狀態相對應的狀態。如果二者相距非常遙遠,又不存在超距作用的話,是不可能在一瞬間實現兩個粒子的相互通信的。但超距作用與當今很多理論是相悖的,于是,這里就形成了佯謬,即“EPR佯謬”。
同年,薛定諤提出了一個實驗,后人稱之為“薛定諤的貓”。設想把一只貓關在盒子里,盒中有一個不受貓直接干擾的裝置,這套裝置是由其中的原子衰變進行觸發,若原子衰變,裝置會被觸發,貓會立即死去。于是,量子力學中的原子核衰變間接決定了經典理論中貓的生死。由量子力學可知,原子核應該處于一種迭加態,這種迭加態是由“衰變”和“不衰變”兩個狀態形成的,那么貓應該也是處在一種迭加態,這種迭加態應該是由“死”與“生”兩個狀態形成的,貓的生死不再是一個客觀存在,而是依賴于觀察者的觀測。顯然,這與常理是相悖的[2]。
這兩個佯謬的根源是相同的,都是經典理論與量子理論之間的關系。
2 近代研究進展
2.1 驗證量子糾纏的存在
華裔物理學家Yanhua Shih[3]曾做過一個被稱為“幽靈成像”的實驗,其實驗過程及現象大致可以描述為:假設存在一個糾纏光源,這個光源可以發出兩種互為糾纏的光子,通過偏振器使兩種光子相互分離,令第一束光子通過一個狹縫,第二束不處理,然后觀察兩束光的投影,結果發現第二束光的投影形狀與第一束光通過的狹縫形狀完全相同。
人們發現,如果僅僅使用經典理論,實驗現象是無法解釋的,必須應用量子理論,才能解釋“幽靈成像”的現象。這個實驗也恰好驗證了“量子糾纏”現象的存在。
2.2 量子世界中的歐姆定律
歐姆定律是由德國物理學家Ohm于19世紀早期提出來的,它是一種基于觀察材料的電學傳輸性質得到的經驗定律,其內容是:在同一電路中,導體中的電流跟導體兩端所加的電壓成正比,跟導體自身電阻成反比,即 (U指導體兩端電壓;R指導體電阻;I指通過導體的電流)。
18世紀二、三十年代,人們認為經典方法在宏觀領域是正確的,但是在微觀領域將會被打破。Landauer公式給出了納米線電阻的計算方法,即(h為普朗克常量;e為電子電量;N為橫波模式數量);而在宏觀中,(為材料的密度;l為樣品的長度;s為樣品的橫截面積)。由此發現,在宏觀領域,樣品的電阻是隨著樣品的長度增加而增加的,而在微觀領域,樣品的電阻與樣品的長度沒有關系。
Weber[4]等人制備了原子尺度的納米線并進行觀察,實驗發現,在微觀領域,歐姆定律也是滿足的。Ferry[5]認為樣品的電阻是由多種機理所導致的,而他最后得到的結果正是由于多種機理的相互疊加。經過分析,他認為歐姆定律何時開始生效取決于納米線中電子耗散的力度,力度越大說明開始生效時的尺度越小。但這也同時引發了另一個問題的思考:低溫條件下,歐姆定律是仍然成立的,也就是說經典理論仍然成立,但往往是希望在低溫下研究比較純粹的量子效應。低溫條件下歐姆定律的成立要求在進行實驗研究時,必須花費更多的精力來使得經典理論與量子理論分離開。
2.3 生活中的量子力學――光合作用與量子力學
Scholes等[6]從兩種不同的海藻中提取出了一種名為捕光色素復合體的化學物質,并在其正常的生活條件下,通過二維電子光譜術對其作用機理進行了分析研究。他們首先使用了飛秒激光脈沖模擬太陽光來激發這些蛋白,發現了會長時間存在的量子狀態。也就是說,這些蛋白吸收的光能能夠在同一時刻存在于不同地點,而這實際上是一種量子迭加態。由此可見,量子力學與光合作用是有很大聯系的。
3 結語
從近幾年來量子力學的基本問題和相關的實驗研究可以看出,雖然經典理論與量子理論的聯系仍然是一個懸而未決的問題,但是當代科學家已經能夠通過各種精妙的實驗逐步解決歷史遺留的一個個謎團,使得微觀領域的單個量子的測量與控制成為可能,并且積極研究宏觀現象的微觀本質,將生活與量子力學逐漸的聯系起來。對于“經典理論與量子力學的聯系”這一專題還需要進行不斷研究,使量子力學得到進一步完善與發展。
參考文獻
[1] 孫昌璞.量子力學若干基本問題研究的新進展[J].物理,2001,30(5):310-316.
[2] 孫昌璞.經典與量子邊界上的“薛定諤貓”[J].科學,2001(3):2,7-11.
[3] Shih Y. The Physics of Ghost Imaging[J].2008.
[4] Weber B, Mahapatra S, Ryu H, et al. Ohm's law survives to the atomic scale[J].Science,2012,335(6064):64-67.
電學部分的計算在中考中的比重與力學部分相當,只要能夠充分理解并熟練運用相關公式及其原理就可以解決.不過,對于電學中的基本計算,同學們還應該認真對待、仔細體會,因為它不僅是中考直接考查的內容之一,也是解決復雜電學計算題的基礎.
復雜的電學計算題很令人頭痛,一般情況下,都需要首先分析電路,弄清電路連接的實質,然后再設法依據各種等量關系,列出相應的算式或方程式,最終解出要求的物理量.
(一) 有關歐姆定律的綜合計算
例5 一個電阻為20Ω的用電器正常工作時,兩端的電壓是12V,如果要使用電器在18V的電源上仍能正常工作,則:
(1)應在電路中串聯一個電阻,還是并聯一個電阻?畫出電路圖;
(2)這個電阻的阻值是多少?
解析:(1)應串聯一個電阻R2分壓,其電路如圖4所示;
點撥:歐姆定律是電學的基本定律和核心內容,在歷年中考試卷中所占比例都很大,是中考考查的重中之重.掌握歐姆定律及其公式和熟練運用歐姆定律分析解決簡單的串、并聯電路問題是中考命題的重點.伏安法測電阻實驗是這部分的一個主要基礎實驗,也是歷年中考的重要考查點.
(二)有關電能、電功率、電熱的綜合計算
例6電飯鍋的原理如圖5所示,煮飯時按下溫控開關S,使之與a、b接觸,紅色指示燈亮;飯熟后,溫控開關S自動斷開;當飯的溫度低于68℃時,開關S自動上升與觸點c接觸,電飯鍋處于低溫加熱狀態,黃色指示燈亮;溫度升至68℃時,溫控開關S自動斷開,如此反復.(紅、黃指示燈的電阻很小,計算時可忽略不計)
(1)試分析R1、R2各起什么作用.
(2)若煮飯時發熱板的功率為484W,而低溫加熱時發熱板的功率為4.84W,求R2的阻值.
解析:此題通過溫控開關的上下移動來改變電路的連接情況,以達到加熱、保溫的目的.可分別畫出等效電路圖,然后分別在各圖中進行分析、求解.電飯鍋的工作原理圖略顯復雜,解題時可根據電路情況適當簡化,使之方便解題.
(1)當S與a、b接通時,等效電路如圖6所示,R1跟紅燈串聯,然后與發熱板并聯,紅燈所在的支路不影響發熱板的功率.紅燈起煮飯狀態的指示作用,本身電阻很小,必須串聯一個較大的電阻R1,所以R1起分壓限流保護紅燈的作用.
當S與c接觸時,等效電路如圖7所示.R2、黃燈、發熱板串聯,R2分去一部分電壓,使發熱板的功率減小,電飯鍋處于低溫加熱狀態,所以R2起分壓降低發熱板功率的作用.
點撥:這是一道典型的應用類計算題.應用類計算題信息量大,內容豐富,給出信息的形式多種多樣,既可以是文字,也可以是圖表、圖像等.題中的物理過程、已知條件以及要解決的問題往往具有隱蔽性,因此,要解決這類問題首先要認真讀題,理解題意,了解問題的背景,挖掘隱含條件,抓住問題的實質,然后再運用學過的物理知識去解決問題.
三、熱學部分
中考中熱學計算的比例較之力學、電學部分要小一些,但是,同樣不可忽視.熱學計算主要依據的公式有:
(1)燃料燃燒放熱:Q=qm(q表示熱值)
(2)物質升溫吸熱: Q吸=cm(t-t0)=cmt升
(3)物質降溫放熱: Q放=cm(t-t0)=cmt降
(4)熱平衡方程: Q吸=Q放
例7 賣火柴的小女孩在嚴寒中只能靠點燃火柴取暖.一根火柴的質量約為0.065g,火柴的熱值平均為1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃燒能使1m3的空氣溫度升高多少攝氏度?〔已知空氣的密度為1.3kg/m3,比熱容為1×103J/(kg?℃)〕
解析:設火柴完全燃燒釋放的熱量全部被空氣吸收,由Q吸=Q放得:
Q放=qm2
=1.2×107J/kg×6.5×10-5 kg
=7.8×102J
完全燃燒一根火柴能使1m3的空氣升高的溫度:
根據Q吸=cm(t-t0),Q吸=Q放得
點撥:本題把燃料燃燒的放熱公式、熱量的計算公式與密度知識結合起來,具有一定的綜合性.應用公式時要注意其適用條件和范圍.
四、綜合計算
例8圖8是一種測量小汽車油量裝置的原理圖.壓力傳感器R的電阻會隨所受壓力大小發生變化,油量表(由電流表改裝而成)指針能指示出油箱里油的多少.已知:壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如表3所示.
若壓力傳感器R的上表面面積為5cm2,汽油熱值為4.6×107J/kg,汽油密度為0.71×103kg/m3,電源電壓為6V,g=10N/kg.請回答:
(1)當油與油箱總重為600N時,壓力傳感器R受到的壓強多大?
(2)若油箱內的油為10kg時,汽油完全燃燒放出的熱量是多少?
(3)如果空油箱的質量為5.8kg,油量表指針指向2×10-2m3時,電路中電流是多少?
解析:(1)(2)兩問較簡單,(1)p=1.2×106Pa;(2)Q=4.6×108J.
(3)油量表指針指向2×10-2m3時,箱內汽油質量為:m油=ρV=0.71×103kg/m3×2×10-2m3=14.2kg,
油和箱的總質量:m=m油+m箱=14.2kg+5.8kg=20kg,
總壓力F=20kg×10N/kg=200N.
近幾年來,中考物理計算題的形式越來越多,但是任何形式的題都不能脫離相關的基礎知識,因此,希望同學們能夠腳踏實地地學好基礎知識,并盡可能地把基礎知識運用于現實生活中,實現知識的飛躍.最后祝同學們在中考中取得理想的成績.
《導體的電阻》是新課標物理選修3-1的第二章《恒定電流》第六節的內容,它是電學的基本規律之一,本節內容安排在部分電路歐姆定律知識之后,起到了承上啟下的作用,部分電路的歐姆定律是研究導體兩端電壓、流過的電流等外界條件與導體電阻的數量關系而非決定關系;電阻定律是研究導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系。學生在初中已經定性研究了導體材料、長度、橫截面積等自身條件與電阻的決定關系,本節在此基礎上通過實驗分析進行定量描述的研究,同時突出了“電阻率”這一物理概念,這部分知識與現代科技、生活、生產等有著密切聯系。本節課以問題為主線,通過同手實驗、觀察分析,輔助以多媒體進行教學。
2.教學目標
2.1知識目標
(1)通過探究“導體電阻與其影響因素的定量關系”這個實驗,探究導體電阻與長度、橫截面積、材料的關系,體會控制變量法在科學研究中的重要作用。
(2)通過邏輯推理,探究導體電阻與長度、橫截面積的定量關系。
(3)通過運算,知道電阻率的的物理意義及電阻定律的內容和表達式。
(4)通過“加熱日光燈絲,觀察歐姆表示數變化”這個實驗,了解電阻率與溫度的關系。
2.2能力目標
(1)經歷實驗探究或邏輯推理探究導體電阻與其影響因素的定量關系的過程,使學生進一步掌握控制變量的科學方法。
(2)通過探究活動,培養學生科學思維的能力和合作交流的能力。
2.3情感目標
(1)通過對各種材料電阻率的介紹,加強學生安全用電的意識。
(2)培養實事求是、嚴謹認真的科學態度。
(3)讓學生在自主學習中體會成功的喜悅,激發求知欲望,增強學習興趣.
3.教學重難點
重點:電阻定律;
難點:電阻率。
4.器材準備
電壓表,電流表,直流電源,滑動變阻器,電阻絲示教板,酒精燈,電阻絲(一根),多用電表。
5.教學流程
環節一 舊知鏈接,多媒體展示問題。
(1)電阻的定義式:,電阻是反映的物理量。
(2)n個阻值同為R的電阻串聯,電路的總電阻為,n個阻值同為R的電阻并聯,總電阻為。
設計意圖:復習舊知,為學習新知識熱身。
環節二提出問題,引入新課。
(師)問題1、為了改變電路中的電流,應該如何操作?
根據歐姆定律可知,只要增加導體兩端的電壓或降低倒導體的電阻即可。
(師)問題2、給定一個導體,如何測量它的電阻?(學生自己設計電路)
從上述問題可以看出,導體的電阻與兩端的電壓以及通過導體的電流無關,那么導體的電阻與導體的哪些因素有關呢?
設計意圖:通過問題引導學生思考導體的電阻究竟跟什么因素有關,激發學生學習興趣
環節三 新課教學,分組實驗、探索定律。
(1)影響電阻的因素可能有哪些呢:(材料、長度、橫截面積、溫度……)
(2)解決辦法——控制變量法 引導學生設計表格。
(3)實驗探究:
A、引導學生設計實驗電路圖(教師投影打出)。
B、出示電阻定律示教板、說明板上的幾種金屬材料。
C、引導學生連接電路,并說明注意事項。
D、依次對四種金屬材料的電阻進行測量。
E、對數據進行分析:
定性觀察——R與長度、橫接面積有關。
設計意圖:通過自己設計實驗,小組合作動手做實驗,測量數據,通過比較電阻與長度、橫截面積的關系,初步得出電阻與長度、橫截面積的關系,培養學生動手實驗能力和數據分析能力。
(4)邏輯推理探究:
分組活動:A、理論探討電阻R與長度L的關系 n個電阻串聯。
B、理論探討電阻與橫截面積的關系n個電阻并聯。
投影展示電路圖
設計意圖:通過理論探討得出分析導體的電阻與和它的長度的關系、與它的橫截面積的關系
(5)實驗:探究導體電阻與材料的關系(投影展示):
A、根據以上分析,我們可以等式的形式寫出用導體長度l、導體橫截面積S表示電阻R的關系式,比例系數用一常量表示,此等式為_____________。
B、已知上述試驗中,導體長度l=50cm,直徑d=0.50mm,橫截面積S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根據上述實驗數據,分別計算上面四個導體的比例系數,并填入填入表格。
C、分析上述比例系數的物理意義:
設計意圖:通過對實驗數據的分析,得出比例系數即是電阻率,并使學生清楚的知道不同物體的電阻率不同,從而得出電阻定律的表達式。
環節四 總結規律,深化理解。
由學生總結電阻定律:
(1)內容:同種材料的導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比;導體電組與構成它的材料有關。這就是電阻定律。
(2)公式:R=ρ
教師指出:式中ρ是比例常數,它與導體的材料有關,是一個反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率。
電阻率ρ:
(1)電阻率是反映材料導電性能的物理量。
(2)單位:歐·米(Ω·m)
[投影]幾種導體材料在20℃時的電阻率
學生思考:
(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?
(2)制造輸電電纜和線繞電阻時,怎樣選擇材料的電阻率?
設計意圖:通過對電阻率的學習,讓學生認識到電阻率在實際生活中的應用。
環節五、電阻率與溫度的關系。
演示實驗:將日光燈燈絲(額定功率為8W)與演示用歐姆表調零后連接成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前后,歐姆表示數的變化情況。
學生總結:當溫度升高時,歐姆表的示數變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。
教師:介紹電阻溫度計的主要構造、工作原理。如圖2.6-5所示。
圖2.6-5 金屬電阻溫度計
學生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質?
設計意圖:鞏固知識,強化訓練。
環節六:自主完善,意義構建。
讓學生自己總結這節課學習的內容和方法,找出學習過程中,理解不透徹,容易混淆的地方進行小組合作學習
就快期末考試了,考試如何復習呢。那么你們知道關于2021年初三上冊期末物理知識點復習資料內容還有哪些呢?下面是小編為大家準備初三上冊物理《電壓電能》知識點復習資料大全,歡迎參閱。
初三上冊期末物理知識點復習資料章一
(一)電壓
1、電壓
(1)電路中提供電壓的裝置是電源。
(2)電壓的作用是使電路中的自由電荷發生定向移動形成電流。
(3)電壓用字母U表示。電壓的單位是伏特,簡稱伏,符號是V。
(4)一節干電池兩端的電壓是1.5V,一個鉛蓄電池的電壓是2V,家庭照明電路的電壓是220V,對人體的安全電壓是不高于36V。
2、電壓的測量
(1)電壓表是測量導體或電路兩端電壓儀表,電路中的符號。
(2)電壓表的使用規則:①使用前注意觀察:接線柱、量程、分度值、校“0”;
②電壓表應該并聯在被測電路的兩端;(否則電流會很大,此時測的是電源電壓);
③電壓表正接線柱應與靠近電源正極的一端相連,負接線柱應與靠近電源負極的一端相連;(即電流從電壓表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出,否則指針會反偏);
④不允許被測電路兩端的電壓超過電壓表的測量值。(用較大量程試觸,否則指針可能打彎);
⑤讀數時看清接線柱(量程)、明確分度值、看清指針位置。
3、串聯電池組的電壓等于各節電池的電壓之和。
4、串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和;并聯電路中各支路兩端的電壓相等。
5、把電壓比作水壓→類比法。
6、電壓表與電流表使用方法的相同點:電流表或電壓表的電流都要從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;被測的電流或電壓都不要超過電流表或電壓表的測量值。
7、電壓表與電流表使用方法的不同點:電流表與被測部分串聯,電壓表與被測部分并聯;電流表不允許直接接到電源的兩極上,而電壓表能直接接到電源的兩極上。
(二)電阻(R)
1、導體對電流礙作用叫電阻,任何導體都有電阻,電阻是導體本身的一種性質。
2、電阻用字母R表示,電阻的國際單位是歐姆,簡稱歐,符號Ω;常用單位:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ);1MΩ=1×KΩ,1KΩ=1×Ω。
3、導體兩端的電壓相同時,通過導體的電流越小,導體的電阻大,或電壓相同時,燈泡越暗,電阻大。(轉換法)
4、決定導體電阻大小的因素有材料、長度、橫截面積、溫度。
5、長度和橫截面積相同的不同材料的導體電阻一般不同。
6、材料和橫截面積相同的導體,長度越長,電阻越大。
7、材料和長度相同的導體,橫截面積越小,電阻越大
8、大多數金屬的電阻隨溫度的升高而增大;大多數非金屬的電阻隨溫度的升高而減小。
9、導體的電阻很小,絕緣體的電阻很大;導電能力介于導體和絕緣體之間的物體叫做半導體,如:硅和鍺。
10、某些導體在溫度很低的情況下電阻就變成了零,這就是超導現象。
(三)、變阻器
1、滑動變阻器能改變電路中的電流、控制某電路兩端的電壓、分擔電壓保護電路。
2、滑動變阻器的原理是通過改變連入電路中電阻絲的長度來改變電阻。
3、滑動變阻器使用規則:?串聯在電路中;?不能使通過它的電流超過銘牌上所標的電流;?連接時,所使用的接線柱要“一上一下”。④閉合開關前,滑動變阻器的滑片要置于阻值處。
4、規格的物理意義:“50Ω,1.5A”表示滑動變阻器的阻值變化范圍為0——50Ω,允許通過的電流是1.5A。
5、使用口訣:一上一下接線柱,阻值變化觀下柱,滑片靠近阻值小,滑片遠離阻值大。
6、電阻箱的優點:能顯示電阻箱連入電阻大小的變阻器;
7、電阻箱的原理:與滑動變阻器的原理相同;
8、電阻箱的讀數方法:每個旋盤所指示的數字乘以相應的倍數的總和。
初三上冊期末物理知識點復習資料章二
(一)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系
1、電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。即R一定時,︰=︰。
2、電壓不變時,導體中的電流跟導體的電阻成反比。即電壓不變時︰=︰。
3、若電壓表、電流表的指針反偏,則是電壓表、電流表的正負接線柱反了;
4、若電壓表、電流表的指針偏轉很小,則電壓表、電流表的量程選大了,若電壓表、電流表的指針偏轉到最右邊,則電壓表、電流表的量程選小了。
5、無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電流都不變,若此時的電流較大,則是滑動變阻器的兩個接線柱都接在了金屬桿上,若此時的電流很小,則是歡動變阻器的兩個接線柱都接在了電阻絲上。
(二)歐姆定律
1、歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比;數學表達示:I=U/R;
2、使用歐姆定律時應注意同時性和同體性;
3、“同體性”指公式中的I、U、R必須是同一電路或同一電阻或是整個電路的三個物理量;
4、“同時性”是指公式中的I、U、R必須是同一時刻的值;
5、使用公式時I、U、R都必須用國際單位,即,I——安培,U——電壓,R——歐姆;
6、I=U/R,變形為U=IR,R=U/I;
7、R=U/I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,不是電阻的決定式。
8、電路計算時應做到“兩步三查”。兩步是指畫圖標量(書寫已知條件、求解的問題)和列式求解(①寫出計算公式,②帶數字和單位,③計算出結果)。三查是指查物理公式、查下標、查單位。
9、電阻的串聯實際上是增加了電阻的長度,因此串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大;
10、串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和,公式是R=+;
11、n個阻值相同的電阻串聯后的總電阻=nR
12、串聯電路中,導體兩端的電壓與導體電阻成正比,即::=︰
13、電阻的并聯實際上是增加了電阻的橫截面積,因此并聯電路的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
14、并聯電路的總電阻的倒數等于各并聯電阻的倒數之和。公式是1/R=1/+1/;
15、n個相同的電阻R并聯,總電阻=1/n。
16、并聯電路中,電流與電阻成反比,即︰=︰。
17、串聯、并聯電路的電流、電壓、電阻關系的口訣:串流并壓各相等,串壓并流總之和,串聯電阻總之和,并聯電阻合倒和。
(三)測量小燈泡的電阻
1、伏安法測電阻的實驗原理:R=U/I;
2、操作時的注意事項:①電流表、電壓表的量程要選擇適當;②連接電路時開關應處于斷開狀態;③閉合開關前,應使滑動變阻器連入電路的電阻;
3、測量的物理量:用電壓表測出電壓,用電流表測出電流代入公式R=U/I計算出電阻值;
4、滑動變阻器的作用:改變連入電路的阻值,從而改變電流和電壓,以達到多測幾次的目的。
5、該實驗中至少要測三組數據,是為了求電阻的平均值,以減小誤差。
6、在該實驗中閉合開關時,燈泡不亮,電流表無示數,電壓表有明顯的示數,則出現的故障是燈泡斷路(即燈絲斷了、接燈泡的導線斷了或接線柱松動、接觸不良)。
7、在該實驗中移動滑片時,電流表和電壓表的示數變化不一致,則是電壓表并聯在了滑動變阻器的兩端。
(四)歐姆定律和安全用電
1、人體的電阻一定,根據歐姆定律,電壓越高,通過的電流越大;
2、只有不高于36V的電壓才是安全的;
3、不能用濕手觸摸電器,或扳開關;
4、斷路:由于導線斷了、用電器損壞、開關斷開或接觸不良造成電路中沒有電流的現象。
5、短路:電源的兩端或用電器兩端被導線直接連接起來的電路,發生短路時會燒壞電源或電流表,也有可能發生火災。
6、雷電產生是帶正負電的云層靠近時產生劇烈的放電現象;
7、雷電的預防是安裝避雷針(又叫引雷針,把雷電引來入地,從而保護其他物體)。
8、螺絲口燈泡的螺旋套只準接在零線上。
初三上冊期末物理知識點復習資料章三
(一)電能
1、電能的獲得將其他形式的能轉化為電能。
2、用電器工作的過程就是消耗電能的過程,用電器工作時把電能轉化為其他形式能。
3、物理學中,電能的國際單位是焦耳,簡稱焦,符號J;
4、生活中常用度作為電能的單位,學名“千瓦時”;
5、1度=1千瓦時,“千瓦時”的物理意義:1千瓦的用電器正常使用1h所消耗的電能;1KW.h=3.6×J.
6、電能表(又叫電度表)測量用電器在一段時間內所消耗的電能;
7、電能表串聯在干路上(一三孔進、二四孔出);
8、測量較大電能時用計數器讀數;計數器上最后一位有紅色標記的數字表示小數點后一位;
9、電能表前后兩次讀數之差就是這段時間內用電的度數。
10、“600R/KW.h”是說,接在這個電能表上的用電器每消耗1千瓦時的電能,電能表的轉盤轉過600轉。
11、電流做功的過程就是消耗電能的過程;
12、電流做了多少功就有多少電能轉化為其他形式的能,也就是消耗了多少電能;
13、電功的國際單位:焦耳,簡稱焦,符號,J。
(二)電功率
1、在物理學中,用電功率表示消耗電能快慢的物理量。用字母“P”表示。
2、用電器在1秒內消耗的電能,叫做電功率,
3、電功率的單位是瓦特,簡稱瓦,符號W。
4、電功率的定義式:P=W/t;基本式P=UI。這兩個公式對不同情況下各種用電器的電功率的計算都適用。
5、導出的計算公式P=R、P=/R。這兩個公式只適用于純電阻電路中電功率的計算。(即電能全部轉化為熱能)
6、公式中的單位:U——電壓——伏特(V),I——電流——安培(A),
R——電阻——歐姆(Ω),P——電功率——瓦特(W)
7、P=W/t公式中物理量的單位:W——電能——焦耳(J)——千瓦時(度,KW.H),t——時間——秒(s)——小時(H),P——電功率——瓦特(W)——千瓦(KW)。
8、額定電壓:用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓。
9、額定功率:用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率。
10、一般用電器的銘牌上都標有額定電壓和額定功率,如燈泡上標有“220V40W”時,表示此燈的額定電壓為220V,額定功率為40W。
11、額定功率與實際功率的關系:?當=時,=,用電器正常工作,如:燈泡正常發光;
當<時,<,用電器不能正常工作,如:燈泡發光暗淡;
當>時,>,用電器不能正常工作,很容易損壞或縮短使用壽命,如:燈泡發光強烈。
12、燈泡的亮度決定于它的實際功率功率。
13、串、并聯電路中用電器消耗的總功率均等于各用電器消耗的電功率之和。
14、電能的基本計算公式是W=Pt和W=UIt。(適用任何情況)。導出公式有W=Rt和W=t/R。(只適用于純電阻電路)
15、串、并聯電路中用電器消耗的總電能均等于各用電器消耗的電能之和。
(三)電與熱
1、電流通過導體時電能轉化成熱,這個現象叫做電流的熱效應。
2、電流熱效應的大小:跟導體的電阻、通過電流的大小、通電時間有關。
3、電流有熱效應、化學效應和磁效應,電飯鍋、電熨斗、電烙鐵、電爐等電熱器就是利用電流的熱效應工作的。
4、焦耳定律的內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比;
5、焦耳定律的數學表達式:Q=Rt。
6、符號和單位:Q——熱量——焦耳(J)R——電阻——歐姆(Ω)
I——電流——安培(A)t——時間——秒(s)
7、導出公式:如果用電器消耗的電能全部轉化為熱,則Q=W=UIt=Pt=Rt=t/R。若只有一部分轉化為熱,則Q<w,計算電熱時應用q=rt。< p="">
8、用電來加熱的設備叫做電熱器。
9、電熱器的主要組成部分是發熱體。
10、發熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲制成的。
11、串聯電路中,電壓、電能、電功率、電熱都與電阻成正比,即︰=︰=︰=︰=︰。
12、并聯電路中電流、電能、電功率、電熱都與電阻成反比,即︰=︰=︰=︰=︰。
(四)電功率和安全用電
1、家庭電路中電流過大的原因:(1)發生短路;(2)用電器的電功率過大。2、接入電路用電器的總功率越大,電路中的總電流越大。家庭電路中應安裝保險絲或空氣開關,在電流過大時自動切斷電路。
3、保險絲的作用是當電流過大時,自動切斷電路
4、保險絲是用鉛銻合金制作的,電阻比較大,熔點比較低。
5、保險絲原理:電流過大時,產生較多的熱量使它的溫度達到熔點,于是保險絲熔斷,自動切斷電路,起到保險的作用。
6、保險絲串聯接在干路的火線上。
7、保險絲的額定電流等于或稍大于家庭電路的電流。
8、不能用鐵絲、銅絲代替保險絲。
(六)生活用電常識
1、家庭電路的組成:低壓供電線路、電能表、閘刀開關、保險裝置、用電器、插座、燈座、開關。
2、家庭電路中的各用電器采用并聯,用電器與插座并聯,控制燈泡的開關應與燈泡串聯,接在燈泡與火線之間,保險絲要串聯接在火線上,螺絲扣燈泡的螺旋套只準接在零線上。
3、家庭電路的進戶線有:火線和零線,它們之間的電壓為220V,火線與大地之間的電壓為220V,零線與大地之間的電壓為0。
4、辨別火線和零線的工具是試電筆。
5、使用試電筆時,手指按住筆卡,筆尖接觸被測導體,能使氖管反光的是火線。
6、兩孔插座:一孔接火線,另一孔接零線。
7、三孔插座:兩孔分別接火線和零線,第三孔把用電器的金屬外殼與大地連接起來,防止了外殼帶電引起觸電事故。
8、使用有金屬外殼的家用電器,外殼一定要接地。
9、家庭電路中的觸電事故都是人體直接或間接跟火線連通,形成通路造成的。
10、安全電壓不高于36V,動力電路電壓380V,家庭電路電壓220V,都超出了安全電壓。
11、低壓觸電的形式是:單線觸電和雙線觸電;高壓觸電形式有高壓跨步電壓觸電和高壓放電電壓觸電。
12、安全用電原則是:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。
題型一:有關電功率的計算
此類問題多以基本公式和基礎知識為考查目標,有時以圖象為載體,有時以具體的電路圖為載體,綜合考查公式的選擇和靈活應用,以及相應的計算。
例1 (2012年襄陽中考)右圖所示的是電阻甲和乙的U-I圖象。若將甲、乙串聯在某一電路中,當電流為0.1A時,電源電壓為_______V;若將甲、乙并聯在電源電壓為1.5V的電路中,電路消耗的總功率為_______W。(2V,0.6W)
分析:①電阻甲、乙串聯在電路中,因此通過它們的電流相等,從U-I圖象中讀出當電流為0.1A時電阻甲和乙對應的電壓值,再根據串聯電路電壓的特點,計算出電源電壓。②電阻甲、乙并聯在電路中,因此它們兩端的電壓等于電源電壓,從U-I圖象中讀出當電壓為1.5V時,電阻甲和乙對應的電流值,再根據并聯電路電流的特點,計算出電路中的總電流,再根據P=UI即可求出電路消耗的總功率。(詳解略)
例2 (2012年泰州中考)下圖是某電熱器的原理簡圖,它有高溫、低溫兩擋,發熱體由R1和R2兩個電熱絲構成,阻值分別為110Ω、220Ω。
(1)S1閉合、S2開時,求電熱器的功率;(440W)
(2)S1,S2都閉合時,求電熱器的工作電流;(3A)
(3)S1,S2都閉合時,電熱器是處于“高溫擋”還是處于“低溫擋”,通過有關計算證明你的結論。(“高溫擋”)
分析:(1)S1閉合、S2開時,只有電阻R1接入電路,由功率公式P=■可以求出此時電熱器的功率;(2)S1,S2都閉合時,兩電阻并聯,由并聯電路特點及功率公式P=■可以求出此時電熱器的功率;(3)求出S1,S2都閉合時電熱器的功率,比較S1閉合、S2開與S1,S2都閉合時電熱器的功率大小,然后判斷S1,S2都閉合時,電熱器是處于什么擋。
點評:本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律及電功率公式的應用;關鍵是電功率公式的靈活應用和加熱器狀態的判斷,以及電路圖的分析。
題型二:電功率的測量
此類問題多以基礎知識為出發點,綜合考查據實物圖畫電路圖、滑動變阻器的調節、分析電功率的測量值與真實值間的關系等問題;分析清楚電路結構、明確各電路元件的連接方式是正確解題的關鍵。
例3 (2012年天津市中考)現有A,B兩燈泡,分別標有“6V 6W”和“6V 8W”,先將燈A與定值電阻R0串聯接入電路中,A恰能正常發光,如圖。若用燈B替換燈A接在電路中,燈B的實際功率將_______(大于/小于)8W。
(電源電壓不變,不考慮溫度對燈絲電阻的影響)
解:根據公式RL=■可算得RA=6Ω,RB=4.5Ω,燈A與電阻R0串聯接入電路后正常發光,說明UA=6V。現在以電阻比A小的燈B替換A與R0串聯,根據歐姆定律I=■可知,電路中的電流必增大,U0=IR0增大,UB=U-U0減小,這樣UB必小于6V,燈B比正常發光時暗,P實B<P額B=8W。
點撥:在算得A,B兩燈的電阻后,也可以根據串聯電路的分壓特點推得,替換后燈泡B兩端的電壓小于6V。
題型三:電熱問題(例略)
題型四:家庭電路與安全用電
要想解決此類問題,需要讓學生知道在家庭電路中,輸電導線有一定的電阻,要分擔一部分電壓,從而導致用電器兩端的電壓發生變化,其電功率發生變化,并且用到并聯電路電流和電阻的特點。此類問題屬于應用實踐,以實際應用為主,如:以油量表、拉力器、光敏電阻等為平臺,考查應用電學解決實際問題的能力。
例4 (2012年通遼市中考)小明家電飯鍋有加熱和保溫兩種工作狀態(由機內溫控開關S0自動控制),從說明書上收集到如下數據與如右圖所示的原理圖。
說明:加熱功率:800W,保溫功率:44W。
(1)請說明此時該電飯鍋處于何種狀態?
(2)試求R1,R2的阻值;
(3)當電飯鍋正常加熱15min后,小明家的電能表表盤示數從329.4kWh會變成多少?
解析:(1)S閉合、S0斷開時,R1,R2串聯,根據公式P=■可推得U一定,R越大,P越小,此時處于保溫狀態。
(2)加熱時P加=■=■=800W,保溫時P保=■=■=44W,解得:R1=60.5Ω,R2=1039.5Ω。