時間:2023-07-24 17:07:26
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篇歐姆定律的性質,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。
摘要:物理定律是對物理規律的一種表達形式。物理定律的教學應注意些什么呢?
關鍵詞:物理定律;教學方法;多種多樣
關鍵詞:是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意:首先要明確、掌握有關物理概念,再通過實驗歸納出結論,或在實驗的基礎上進行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關的物理定律之間的關系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態,不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當作第二定律的特例;慣性質量不是狀態量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態,所以……”。教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
(2)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。教學時還應請注意: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。
(3)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恒量的實驗,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。
(4)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作功或所作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。
(5)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不過程物理量,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。
(6)歐姆定律中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學時應注意:①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言;“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的3個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念,并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應明確,普通物理學中的歐姆定律公式多數是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義。中學物理課本不把R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
(7)楞次定律可以采用探究教學法,讓學生通過實驗得到的結論歸納出定律。教學時應注意:①楞次定律是確定感生電流方向的規律,同時也確定感生電動勢的方向。如果是斷路,通常我們可以把它想象為閉合電路。②感生電流的磁場只能“阻礙”原磁通的變化,不能“阻止”它的變化。否則就不會繼續產生感生電流。“阻礙”或者說“反抗”原磁通的變化,實質上是使其他形式能量轉化為電能的一種表現,符合能量守恒定律。③要使學生熟練掌握應用楞次定律判定感生電流方向的3個步驟。④明確右手定則可看作是楞次定律的特殊情況,并能根據具體情況選用定則或定律來判斷感生電流的方向。
表2填0.15安和15歐。根據:在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論,即歐姆定律。
板書:〈第二節歐姆定律
1.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。〉
歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導體兩端的電壓,R表示這段導體的電阻,I表示這段導體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關歐姆定律的幾點說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。
②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。
(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學生讀題,根據題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據公式,然后代入數值,要有單位,最后得出結果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。
學生板演完畢,組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。
①電路圖及解題過程是否符合規范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發光,在它兩端應加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學生板演完畢,組織學生討論、分析正誤。教師小結。
①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導體來說,由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質,所以某導體兩端的電壓是零時,導體中的電流也等于零,而這個導體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結
(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節的"想想議議",使學生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業
課本本節后的練習1、4。
(四)說明:通過例題,要領會培養學生在審題基礎上畫好電路圖,按規范化要求解題。
第四節電阻的串聯
(一)教學目的
1.通過實驗和推導使學生理解串聯電路的等效電阻和計算公式。
2.復習鞏固串聯電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學生實驗:每組配備干電池三節,電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導線若干。
(三)教學過程
1.引入新課
(1)閱讀本節課文前的問號中提出的問題,由此引出本節學習的內容。
板書:〈第四節電阻的串聯〉
(2)問:什么叫串聯電路?畫出兩個定值電阻串聯的電路圖。(同學回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯電路電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問:串聯電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個已知阻值的電阻串聯后,總電阻和各電阻之間有什么關系?這是本節課學習的主要內容。
2.進行新課
(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯的總電阻。
問:實驗的方法和原理是什么?
答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯電阻的電流,就可以根據歐姆定律逄出R1和R2串聯后的總電阻。
要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗:
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯后的總電阻R。
③將R1和R3串聯,測出串聯后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。
討論實驗數據,得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。
(2)理論推導串聯電路總電阻計算公式。
上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯電路的特點,從理論上推導得出。
結合R1、R2的串聯電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設:串聯電阻的阻值為R1、R2,串聯后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請學生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節課文前問號中提出的問題。
指出:把幾個導體串聯起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習:
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯起來,串聯后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數值以及未知量的符號。請一名學生板演,教師講評。
討論解題思路,鼓勵學生積極回答。
小結:注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯電路的特點求解。本題R1、R2串聯,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯,
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個串聯電路中的電流是0.3安。〉
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵學生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發光,串聯一個適當電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯一個適當電阻R2,由于串聯電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發光。
②串聯的電阻R2,其阻值如何計算?
教師引導,學生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯,由于:I1=I2,
所以根據歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結
串聯電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業
本節后的練習:1、2、3。
(四)說明
1.本節測串聯電路總電阻的實驗,由于學生已學習了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。
2.從實驗測出串聯電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統一。在推導串聯電阻總電阻公式時,應注意培養學生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養上下功夫。
第五節電阻的并聯
(一)教學目的
1.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復習鞏固并聯電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節,電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導線若干條。
(三)教學過程
1.復習
問:請你說出串聯電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問:請解答課本本章習題中的第1題。
答:從課本第七章第一節末所列的數據表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大;根據串聯電路的特點可知,通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。
問:請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演,其他學生自做,然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖,按規范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學生閱讀本節課文前問號中所提出的問題,由此提出本節學習的內容。
板書:〈第五節電阻的并聯〉
(2)問:并聯電路中電流的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈1.并聯電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2。〉
(4)問:并聯電路電壓的特點是什么?舉例說明。
學生回答,教師小結。
板書:〈2.并聯電路中各支路兩端的電壓相等。〉
(5)幾個已知阻值的電阻并聯后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢?這就是本節將學習的知識。
3.進行新課
(1)實驗:
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學生實驗,教師指導。實驗完畢,整理好儀器。
報告實驗結果,討論實驗結論:實驗表明,幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書:〈3.幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。〉
問:10歐和1歐的兩個電阻并聯的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導并聯電路總電阻跟各并聯電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)
板書:〈設:支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯的總電阻是R。
根據歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯電路的總電阻的倒數,等于各并聯電阻的倒數之和。〉
練習:計算本節實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯后的總電阻。
學生演練,一名學生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結果一致。
幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小,這是因為把導體并聯起來,相當于增加了導體橫截面積。
(3)練習
例題1:請學生回答本節課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介:當n個相同阻值的電阻并聯時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學生讀題,討論此題解法,教師板書:
認請此題中燈泡L1和L2是并聯的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯電路,全國公務員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉
4.小結
并聯電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業
課本本節末練習1、2;本章末習題9、10。
參看課本本章的"學到了什么?,根據知識結構圖寫出方框內的知識內容。
(四)說明
【關鍵詞】教材分析;科學探究;適當類比;體會與反思
教材分析及課堂教學設計思想
歐姆定律一課時初中物理電學部分的核心知識,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,為了使學生能更好地學習本節內容,我在課堂教學過程中作了如下設計:先從生活實際引出課堂探究課題,然后與學生一起設計實驗一一探究電流與電壓和電阻的關系,在得出數據的基礎上在進一步體會用圖像法研究物理問題的優越性,在實驗的基礎上提高學生依據實驗事實,分析、探索、歸納問題的能力,分組體驗通過實驗總結物理規律的過程與方法,同時通過介紹歐姆的故事,增進學生熱愛科學、追求科學、獻身科學的學習熱情,最后自然而然得出歐姆定律的結論與公式。下面筆者就詳細談談歐姆定律一課的課堂教學設計。
一、從生活實例中引出科學探究問題
將電源開關燈泡組成一個簡單電路,燈泡發光,讓學生自己動手設法改變燈的亮度,要想改變燈泡的亮度就是要改變通過燈泡中的電流,而改變燈泡中電流的方法歸納起來就兩種改變電路兩端電壓或改變接入電路中電阻,從而引出課堂探究的問題,通過導體的電流與電壓、電阻有何關系。
二、設計分組實驗,用控制變量法分別探究電流與電壓、電阻的關系
探究一:電阻R不變時,研究通過它的電流與其兩端電壓的關系
按圖示電路他接好電路引導學生采用控制變量法進行分組實驗
便把測量的數據填入下表
R=____Ω
然后引導學生分析數據,歸納得出結論:電阻一定時,電流與電壓成正比。
探究二:保持電阻R兩端電壓不變時,研究通過它的電流與其電阻大小的關系
按圖示電路他接好電路引導學生采用控制變量法進行分組實驗
便把測量的數據填入下表
U=____V
然后引導學生分析數據,歸納得出結論:電壓一定時,電流與電阻成反比。
三、適當類比,提升學生理解定律和運用公式能力
在學生分組實驗探究的基礎上得到歐姆定律,導體中電流與導體兩端電壓成正比,與導體的電阻成反比,用公式表示為I=U/R,推導出歐姆定律的變形公式U=IR和R=U/I,對于變形公式R=U/I一定要理解其物理意義,因為電阻是導體本身的一種性質,所以不能說電阻與電壓成正比,不能說電阻與電流成反比,也不能說電阻與電壓和電流有關,要理解電阻的大小決定于本身的材料、橫截面積和長度,與加在它兩端電壓大小和通過它的電流大小無關,即使電阻兩端不加電壓,它的阻值還是本身那么大,但在不知道電阻值大小的情況下利用公式R=U/I可以算出電阻值的大小,電阻值一旦算出后,如果不考慮溫度影響,電阻值就不會再發生變化。為了更好地理解公式R=U/I的物理意義,可以將電阻與密度、比熱容、熱值等相似的物理量進行類比。
四、課堂教學中體會與反思
通過本堂課教學實踐,筆者體會到以下幾點務必在教學環節中得到體現與完成:1.在探究電流與電壓關系和探究電流與電阻關系時務必弄清滑動變阻器在兩次實驗中的作用是不同的,前者是為了改變定值電阻兩端的電壓,后者是換了不同阻值的電阻后每次都要重新調節滑動變阻器使電阻兩端的電壓保持不變。2.在探究電流與電壓關系時,在學生得到實驗數據后由于測量數據肯定存在誤差,可引導學生以電流I為縱坐標,以電壓U為橫坐標,建立平面直角坐標系,根據表中數據,在坐標系中描點,畫出I-U的圖像,可以幫助學生較為直觀地得到電阻一定時電流與電壓成正比的結論。同樣在探究電流與電阻的關系時也可采用圖像法,這樣做的好處,一是比較直觀,二是可以修復實驗數據測量時的誤差,使學生更易得到實驗結論。3.在探究電流與電阻關系時要控制電壓相同,在這部分實驗中,要讓學生明確兩個問題,一是控制的電壓大小要合適,尤其是相對于電源電壓而言不能太小,二是要知道選最大值多大的變阻器較為合適,當定值電阻由小換成大的或由大換成小的時滑動變阻器接入電路中的電阻應如何調節,這里的能力培養相當重要,學生一旦理解了,那么在以后考試中遇到相關的實驗題做起來就會很得心應手,反之這里的實驗考題將一直成為學生的考試難題。4.得到歐姆定律公式后,務必讓學生理解在運用公式I=U/R時,三個量必須是同一電路上的電流、電壓、電阻,即必須滿足同一性和同時性,在訓練學生歐姆定律公式及變形公式運用時一定要結合串聯和并聯電路的特點展開訓練,一方面要注重訓練學生看懂電路圖的能力,另一方面要培養學生一題多解的能力。
1.遵循新課程理念,用好教材,教學流程設計突出過程與方法。
下面是我在處理電動勢這個教學難點的具體做法:
師問:電源的作用是什么?(假定自由電荷為正電荷)
生答:電源是把自由電荷從負極經電源內部搬運到正極。
師問:把自由電荷從負極經電源內部搬運到正極過程中自由電荷受幾個力作用?與電荷運動方向關系?
生答:受兩個力。靜電力的方向與正電荷的運動方向相反,另一個力與運動方向相同。
分析總結:正、負極堆積著正、負電荷,所以電源內部存在著有正極指向負極的靜電場,正電荷在電源內部受到的這個靜電力的方向與正電荷的運動方向相反,靜電力充當阻力。要把電荷從負極搬運到正極就還要受克服靜電場對電荷的作用力。這個力由電源提供叫做非靜電力,方向與靜電力相反。
師問:這兩個力對電荷做功嗎?電荷的能量變嗎?
生答:靜電力做負功,非靜電力做正功。電荷的電勢能增加。
分析總結:從能量轉化的角度看,電源是把其它形式的能轉化為電能的裝置,通過非靜電力做功,讓電勢能增加。即使是把相同的電荷量從負極移到正極,非靜電力在不同的電源中做功也不一樣,就像把相同的重物從一樓搬上二樓,如果樓層的層高不一樣,人力做功就不一樣。非靜電力對電荷做的功與電荷的比值有特殊意義(相當于樓層的層高),定義為電動勢。電動勢是電源的一種特性,其大小與非靜電力的性質有關,與W和q是無關的。
通過這樣的教學過程,學生能建立閉合電路中電荷運動的圖景,在分析討論中感受到比值定義物理量的思想和做功研究能量變化的思想,這些對學好物理,提高解題能力有根本性的幫助。
2.注意學生自主學習能力的培養。
“高中物理新課程標準明確提出,要加強學生自主學習能力的培養,注重發展好奇心與求知欲,培養科學態度和科學精神”。[1]我在本章教學時安排兩次自主學習的內容,一次是電阻定律的推導,另一次就是閉合電路的歐姆定律。下面是我在教第七節“閉合電路的歐姆定律”時安排的一節自學的情況:
我提出了如下幾個思考題:
(1)閉合電路歐姆定律的推導過程?
(2)定律的文字敘述、公式及單位?
(3)公式中各項意義及各部分之間的關系?
(4)閉合電路歐姆定律與部分電路歐姆定律的區別?
我要求學生完成自學筆記。絕大多數學生在30分鐘內完成。我再要求學生做3道淺顯的選擇題,學生一般5分鐘可完成。接下來我組織學生交流討論自習內容和體會。當然,自學從容量、深度等方面和正常一節課教學是有一定的差距,教師在學生自學的基礎上還需安排一定的時間對本節內容進行適當拓展加深,這對學生自學意識、自學方法和能力培養是有意義的。
3.加強學生實驗情況的研究、提高實驗教學效益。
本章的實驗非常重要,是高考重點,仔細分析一下這部分實驗,有些實驗對學生的實驗能力要求比較高,學生在做的過程中感到很難。按慣例,許多學校都是一課時完成一個實驗,結果大部分實驗效果都不好,我們通常都認為完全是學生不認真造成的,其實不完全是這樣。有一次我聽了幾節“電阻定律”實驗探究課,那是全市青年教師課堂教學大賽,即使重點中學的學生,在教師十幾分鐘的講解提示以后,能在二十多分鐘做完實驗、拿出較好數據的也只有兩三組,而且幾節課的情況大致相同,再結合高三學生實驗復習暴露出來的情況,我對本章一些實驗的教學作了一些調整。
比如在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗前,我專門增加了一節有關分壓電源內容的教學,希望學生能對分壓電源電路的結構、特點,以及與以前串聯限流電路的區別有一個清楚的認識。實驗除了正常實驗要求,我還特別強調兩點:(1)每位學生至少親手連一遍電路;(2)電路連結分兩步,先連分壓電源再連測量部分,注意分壓電源正負極。雖然我作了調整,但還有近一半的學生感到有困難。我們以前認為分壓電電源電路不怎么難,其實對初學者來說還是很難,根據學生實驗過程反映和暴露出的問題,主要表現在學生對分壓電源電路工作原理的理解,實驗電路結構復雜程度和受以前串聯限流電路干擾等方面。因此,我們在實驗教學過程中,應認真分析、研究學生的實際學習狀況,及時調整教學進度和教學內容,耐心幫助學生解決實驗中遇到的困難,而不是一味責怪學生。
本章還一個重要的實驗是第九節“實驗測定電池的電動勢和內阻”分組實驗,暴露出最大的問題是圖像法處理數據,為此,我花了一節課專門針對該實驗的數據進行處理。
4.重視“科學?技術?社會”觀念滲透教育,加強對學生情感態度價值觀的培養。
《普通高中物理新課程標準》強調讓學生“了解體會物理學對經濟、社會發展的貢獻。關注并思考與物理學相關的熱點問題,有可持續發展的意識,能在力所能及的范圍內,為社會可持續發展做出貢獻”。[2]本章教材中與社會、生活、科技相關的有電池問題、電阻問題、集成電路問題、照明電問題。我們在教學中應予以重視。
我將班級分成若干小組,對市場上可充電電池進行調查,調查哪些種類電池對環境污染較大,哪些則相對較小?各小組根據自己的調查,寫出了調查報告。經過評比,我選出其中較好的三份報告在全班進行交流。學生的熱情還是比較高的。通過交流,學生對于電池對環境可能造成的污染和對人類可能造成的傷害有了清晰的認識,并且了解了一些關于如何處理廢舊電池的正確方法,不僅知道了科學技術造福人類,而且了解科技的發展帶來的一些社會問題。學生由此明白,我們應站在更高的層面認識“科學?技術?社會”,養成環境保護、可持續發展的意識,身體力行,從每件小事做起。
關鍵詞:課程改革;物理規律;規律教學
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2008)5(S)-0032-3
物理規律教學在中學物理教學中占有重要地位,其教學成效直接影響到物理教學質量和學生科學素養的培養。提高物理規律教學效果的前提是了解物理規律內涵、本質和特征,并在此基礎上結合學生的認知特點設計科學的教學策略。
1 物理規律的內涵
“規律就是相互聯系著的事物、現象、分子、元素(因素、要素)或方面的本質之間的關系”。相應的,物理規律就是物理現象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的內在、必然的聯系。
1.1 物理規律的類型
經過2000多年的建設,物理大廈恢宏龐大,其組成規律自然紛繁復雜。為了認識物理規律本身,我們有必要對物理規律進行必要的分類。從物理規律獲得途徑的角度來看,物理規律可分為實驗規律和理論規律;從物理規律知識形式的角度來看,物理規律可分為定律、定理、原理等類型;從過程中不同質的運動角度來看,物理規律可分為力學規律、熱學規律、電磁規律、光學規律等;從“定性―定量”維度來看,物理規律可分為定性規律、定量規律。
1.1.1 實驗規律與理論規律
從物理規律建立基礎和過程的不同,可以將物理規律劃分為實驗規律和理論規律兩種。實驗規律是在觀察和實驗的基礎上,通過分析歸納總結出來的,中學物理中的絕大多數規律都屬于實驗規律。如電磁感應定律、歐姆定律等即為實驗規律。理論規律是由已知的物理規律經過理論推導,得出的新物理規律。動能定理、萬有引力定律等即為理論規律。我們以萬有引力定律為例來說明一下理論規律的建立過程。牛頓在伽利略的自由落體運動定律、牛頓自己的第三定律、開普勒的行星運動第三定律等前人工作的基礎上,應用他超凡的數學才能,通過理論計算建立了萬有引力定律。
1.1.2 定律、定理與原理
從物理規律知識形式的角度來看,可以將物理規律劃分為物理定律、定理與原理三種類型。通過大量具體事實(包括實驗和觀察)歸納而成的結論稱為物理定律,如牛頓第二定律、電磁感應定律、光的折射和反射定律等。通過一定的論據,經過邏輯推理而證明為真實的結論稱為物理定理,如動量定理、動能定理等屬于物理定理類。對大家公認的具有普遍性,而且可以作為其它規律基礎的物理規律一般稱為物理原理,如我們中學階段比較熟悉的功能原理、疊加原理等即屬于物理原理類。
1.1.3 定性規律與定量規律
從“定性―定量”維度來看,可以將物理規律劃分為定性與定量兩種類型。定性規律揭示的是各物理量間必然聯系的存在和發展趨勢;定量規律揭示的是必然聯系中量的相互制約。例如牛頓第一定律就定性的描述了一切物體在不受外力作用或所受合外力為零的情況下的運動趨勢,不反映外力與運動趨勢之間的量化關系,屬于定性規律。而定量規律則不同,如歐姆定律,除文字描述外,我們還可以用公式I=U/R來揭示各物理量之間的相互制約關系。
不同的物理規律分類之間并不是完全對立的,比如歐姆定律即屬于物理定律,又是實驗規律,同時也屬于定量規律。
1.2 物理規律的特點
1.2.1 物理規律的實踐性
物理學是一門以實驗為基礎的自然學科。中學物理的眾多規律都是在實踐、實驗的基礎上建立起來的。新課程標準倡導“從生活走向物理,從物理走向社會”,在教學中應重視引導學生運用物理規律解決生活實際問題,在使用中進一步加深學生對物理規律及其物理意義的理解,這對學生能力的發展、科學素養的提升,顯得尤為重要!
1.2.2 物理規律的聯系性
物理規律都存在一定的聯系,包括物理規律內在的概念、現象之間的聯系;規律與規律之間的關系。
以牛頓運動定律為例,牛頓第一定律是說物體不受外力時做什么運動;牛頓第二定律公式F=ma揭示了物體的慣性質量、所受到的合外力與由此而產生的加速度之間的關系,是闡述物體受力時做什么運動,二者是從不同的角度回答了力與運動的關系。第一定律是第二定律的基礎,沒有第一定律,就不會有第二定律。雖然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能取消第一定律。
1.2.3 物理規律的對應性
物理規律中的各物理量都針對于某一研究對象。如果是狀態量則對應于某一時刻、某一位置、某一狀態。如果是過程量則對應于某一段時間、某一個過程、某一空間等,這就是物理規律的對應性。如,歐姆定律U=IR中各量均對應于同一導體、同一段電路在同一時刻的量值。
1.2.4 物理規律的因果性
因果性是物理規律的重要特點,任何物理規律都是在規律所表述的具體條件下才具有規律所闡述的結論。例如牛頓運動定律是在研究宏觀低速運動物體的“前因”下,才有其結論的“正果”修成。
1.2.5 物理規律的發展性
物理規律是認識的結果,是在一定的事實基礎上,歸納、推理得出的結論,具有歷史局限性,只能部分地反映客觀世界及其內在聯系。規律會隨著人的認識能力的提高和認識的深入不斷發展。發展有時是溫和的――是對已有規律的修正、豐富;有時是激進的――是對已有規律的否定、顛覆。換言之,物理規律不是絕對的真理,而是逐漸發展變化的,具有一定的相對性。如從經典力學到相對論、量子力學的發展變化過程。
2 物理規律教學的重要性
物理新課程改革強調改變過去過于注重知識傳授的一維目標而向三維課程目標邁進。教學要以人為本,在學生獲得知識的過程中,同樣注重學生終身學習與發展所需的各種能力的培養。如何實現物理規律教學由傳統向新課程理念的轉變,應進一步明確物理規律教學在新課程實施過程中所發揮的重要作用。
2.1 物理規律教學,有助于學生對知識的理解
新課程改革倡導從三個維度對學生進行全面的培養,知識的理解歷來是一個重要培養目標。依據布魯納的認知結構學習理論,我們教學的目的,就是引導學生建構一個理解物理知識的學科結構,從而運用知識解決具體問題。在最終建構的物理知識結構中,分散的各個點表示物理概念,聯接各點的線就代表了物理規律,通過點和線及其之間的相互聯系的講解,引導學生在頭腦中建構物理知識網絡圖。
2.2 物理規律教學,有助于學生思維能力的發展
作為智力核心的思維能力的培養對學生的發展是至關重要的。物理規律教學既是物理知識教學的核心內容,同時也是對學生思維能力培養的重要途徑。
物理規律教學是在學生的感性認識(已有的對實驗和事實認識)基礎上,教師指導學生探索物理規律的過程。根據規律建立的思維過程和學生的認知特點,選擇適當的途徑方法,指導學生對感性材料進行思維加工,認識到物理規律中某些物理概念之間的內在聯系,考慮到物理規律的近似性與局限性,從而概括出物理規律。作為近似反映物理對象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的物理規律的建立,離不開觀察、實驗和數學推理,也離不開物理思維,是諸多因素相結合的產物,學生在理解具有這些特點的物理規律的同時,其思維能力就會得到培養。
2.3 物理規律教學,有助于學生科學方法的掌握
物理規律的教學過程,其實也是科學方法教育的過程。我們知道物理規律的獲得,少不了一些科學方法的使用,在物理規律教學過程中,合理運用一些研究方法并適時適當地進行顯性教育,使學生不僅學到了物理規律,同時也學到了科學方法,培養了能力,可謂一舉多得。
例如,在牛頓第一定律的教學過程中,教師重點要向學生說明的,除了牛頓第一定律的內容外,就是講解這個規律獲得過程中所用到的一個重要的科學方法――理想實驗法。在歐姆定律、牛頓第二定律等的實驗探究過程中,可以重點要求學生設計實驗方案,在這一過程中,使學生明確研究3個變量的關系時,通常采用“控制變量”的方法。
2.4 物理規律教學,有助于學生科學探究能力的形成
提倡對學生進行科學探究能力的培養,是新課程改革的一大亮點,在新教材的編寫中貫穿了科學探究精神并安排了一些科學探究的內容。由于物理規律的實踐性特點,便于在課堂教學中開展實驗教學,創設問題情境,從而激發學生探究物理問題的興趣,經歷物理規律發現的過程,培養學生的科學探究能力,并能使學生更好地運用物理規律去解釋生活中的物理現象、解決生活中遇到的物理問題。
2.5 物理規律教學,有助于學生情感、態度與價值觀的培養
我們知道,情感、態度與價值觀培養,是物理新課程改革所倡導的三維課程目標中的一個維度。在物理規律的教學過程中,無時無刻不滲透著對學生情感、態度與價值觀的培養。我們在進行物理規律教學時,可以通過創造良好的物理學習氛圍、對相關物理學史內容的選擇性介紹、開展科技創作活動、采用科學探究的教學方式等等,對學生進行情感、態度與價值觀的培養。
比如,在進行牛頓第一定律的教學過程中,就可以適當地給學生講述一下它的發展歷史,激發學生的學習興趣,同時使學生在了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等大科學家的觀點的基礎上,使其不畏權威、理性求真的科學態度與科學精神得到培養。而在進行萬有引力定律教學的時候,可以聯系神舟六號載人飛船的發射與回收過程進行講解,把物理知識與科技發展、應用技術相結合,能使學生獲得一個更為寬廣的視野,有助于學生形成科學的價值觀。
3 物理規律教學的基本策略
當明確了物理規律教學在新課程實施過程中所發揮的重要作用之后,為行之有效的進行物理規律教學,我們提出以下基本策略。
3.1 活化物理實驗教學:為學生提供主動獲得規律的機會
在物理學的產生、建立和發展過程中,物理實驗是歸納物理規律、產生物理假說的實踐基礎,是驗證理論預言和假說的主要依據;在物理規律教學中,物理實驗是培養學生操作技能的主要途徑,是發展學生非智力因素的一個重要環節。通過實驗重現物理規律的發現歷程,使學生在實驗操作過程中體悟物理規律所反映的各物理量之間的相互關系,有助于更新學生頭腦中的物理觀念、提高物理規律的教學質量。
3.2 強化物理思想教學,使學生感受物理學的理性美
在進行物理規律教學時,為了讓學生最有效地掌握好物理規律,達到課程標準所規定的能力要求,應該在規律教學的過程中滲透科學史、科學思想的教育,引起學生對物理思想在物理規律建立過程中所發揮作用的重視,使學生感受到物理學的理性美,同時給學生以更多的啟示。
教師在采用此策略教學時,應明確兩點:一是滲透物理思想的教學策略主要是指向學生展示物理規律建立的思想史;二是科學史的歷史發展邏輯與課本上的知識邏輯并不相同,規律教學過程中要引導學生感悟到二者的異同,處理好二者之間的辨證關系,在了解真實歷史發展過程的同時明了知識邏輯的呈現脈絡。
3.3 重視規律應用教學,讓學生體會物理學在社會發展中的作用
物理規律來源于生活實踐,反過來應鍛煉學生將物理規律運用于社會生活實際的能力。因此,在教學中應重視引導學生利用物理規律解決實際問題,讓學生體會到物理學在社會發展中的重要地位,增強學習興趣,進而在使用中進一步加深學生對物理規律及其物理意義的理解,這對學生能力的發展、科學素養的提升,顯得尤為重要!
3.4 提升教師科學素養,為實施新課程背景下的物理規律教學奠定良好基礎
我們將其作為一項策略提出,重在強調教師對新課程理念與目標的鉆研、對物理規律的理解、對物理規律教學的整體認識與把握等。同時該策略也是關系到物理規律教學實施效果的重要因素,教師應努力提升自己的科學素養,進而才會有足夠的信心調控物理規律教學,為學生的全面發展創造最好的先決條件,從而取得最佳教學質量。
參考文獻:
考點 1 電流、電壓和電阻
電子定向移動形成電流.規定正電荷定向移動的方向為電流方向.會使用電流表測量電流.串聯電路中電流處處相等;并聯電路中干路上的電流等于各個支路電流之和.會使用電壓表測量電壓.串聯電路的總電壓等于各個串聯導體兩端電壓之和;并聯電路各支路兩端電壓相等.電阻是導體本身的一種性質,它的大小只與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關,大多數導體的電阻隨溫度的升高而增大.滑動變阻器是利用改變接入電路中電阻線的長度來改變接入電路中電阻的大小的,使用時,采取“一上一下”的接線方法,通常串聯在電路中.
例1(2006年太原市考題)圖1是大型電子地磅的電路圖。當稱重物時,在壓力作用下滑片P向B端滑動,變阻器連入電路的電阻________,電流表的示數_______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。這樣把電流對應的重量刻在電流表的刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重量.
解析:當稱重物時,在壓力作用下滑片P向B端滑動,變阻器連入電路的電阻變小,電流表的示數變大.
考點預測:電壓表和電流表的使用,探究串、并聯電路中電流和電壓的規律以及探究影響導體電阻的因素是中考命題的熱點.命題常圍繞有關電表的知識和使用規律,以填空、選擇、作圖等題型出現,重點考查關于電表的讀數和正確連接.另外,正確使用滑動變阻器改變電路中的電流也是考查的重點.
考點2 歐姆定律
歐姆定律的內容是: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.用公式I=U/R 表示.使用歐姆定律時,要注意是指同一導體在同一時刻的I、U、R三者的關系.串聯電路的總電阻等于各個串聯導體的電阻之和,即R總 =R1+R2;并聯電路總電阻的倒數等于各個并聯導體電阻倒數之和,即1/R總=1/R1+1/R2 .
例2(2006年黃岡市考題)圖2甲是周小平同學為學校辦公樓空調設計的自動控制裝置,R是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化關系如下表所示.已知繼電器的線圈電阻R0為10Ω,左邊電源電壓為6V恒定不變.電流表0~30mA量程接入電路,圖2乙是電流表表盤。當繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時,繼電器的銜鐵被吸合,空調電路正常工作.
(1)該同學將電流表改成了溫度表,通過計算標出表盤上25℃的位置.
(2)為了節省電能,使溫度達到30℃時空調才能啟動制冷,電路中要串聯多大的電阻?
(3)為了給空調設定不同的啟動溫度,請你提出一種可行的、調節方便的措施.(改變電阻除外)
解析:(1)查表可知,25℃時R為390Ω,則
I =1/R總=6V/(390Ω+10Ω)=0.015A.
即25℃時指針位置在表盤15mA處.
(2)查表可知,30℃時R為360Ω,則
R總=U/1=6V/0.015A= 400Ω,
故串聯電阻R=R總-R-R0=30Ω.
(3)為了給空調設定不同的啟動溫度可以改變電壓,使用調壓器;改變繼電器線圈匝數;使用抽頭旋轉式線圈等。
考點預測:歐姆定律是初中物理的重點和難點,它貫穿整個電學的計算,是中考的熱點和必考內容,在命題形式上多種多樣,如探究歐姆定律,或與電功、電功率、焦耳定律等知識結合在一起考查.
考點3 測量小燈泡的電阻
測量小燈泡的電阻其原理是歐姆定律.在實驗過程中,先畫出電路圖,再對照電路圖連接實物電路,在連接電路的過程中開關應斷開,變阻器滑片應放在阻值最大的一端.
例3(2006年貴陽市考題)物理課上,老師請同學們設計一個測量未知電阻Rx的實驗,各組同學都提出了自己的設計方案,下列是兩組同學的設計情況.
(1)甲組同學決定采用伏安法,請你幫他畫出實驗電路圖,并說明所需測量的物理量:①____________;② _______________________ .
(2)乙組同學設計了不同的方案,經討論后同學們達成共識,設計的電路如圖3,以下是他們的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路;
②____________________________________________;
③____________________________________________.
(3)請你用所測物理量分別寫出兩種方案未知電阻Rx的數學表達式:
甲組:Rx=___________________ ;乙組:Rx=________________.
解析:(1)甲組同學的實驗電路圖如圖4所示.需測量的物理量:①電阻Rx兩端的電壓;②通過電阻Rx的電流.
(2)乙組同學的實驗操作步驟:
①按電路圖連接好實物電路;
②將開關S斷開時,記錄電流表的示數為I1;
③將開關S閉合時,記錄電流表的示數為I2.
(3)甲組:Rx= U/I ;乙組:Rx=I1R0/(I2-I1).
考點預測:伏安法測量小燈泡的電阻,或只用電流表、或只用電壓表再輔助其他元件測量,是電學中的重要實驗之一,在考試中常常出現.其實驗原理、實驗器材、實驗步驟、實驗數據的處理都是考查的重點,出題形式靈活多樣,主要考查同學們的實驗探究能力.
考點4 電功和電功率的有關計算
電功和電功率的計算公式分別為W=UIT和P=W/t.在生活中我們常應用電功率變形公式W=Pt來計算用電器消耗的電能.
例4(2006年菏澤市考題)收音機的基本結構可以簡化成如圖5所示的電路,其中R1代表機體電阻,R2為音量控制電阻,R3為揚聲器的等效電阻,電源電壓為3V。當滑片P滑到a端時,揚聲器無聲,此時流過電源的電流為15mA.當滑片P滑到b端時,揚聲器音量最大,此時流過電源的電流為55mA.求:
(1)R3的阻值;
(2)揚聲器音量最大時,R3消耗的電功率.
解析:(1)當滑片P滑到a端時,R1、R2并聯;當滑片P滑到b端時,R1、R2、R3并聯,則通過R3的電流:I3=I總- I12=55mA-15mA=40mA=0.04A.
R3的阻值:R3=U3/I3=U/I3=3V/0.04A=75Ω .
(2)揚聲器音量最大時,R3消耗的電功率:
P3=U3I3=3V× 0.04A=0.12W.
考點預測:電功和電功率綜合計算是中考電學計算的熱點.解決此類問題的關鍵是:先認清電路的連接方式,分清電路的結構是如何變化的,再考慮電表所測量的物理量,最后利用串并聯電路、歐姆定律、電功和電功率等知識求解.復習時,要多做一些相關練習,提高自己的解題能力.
考點5 測定小燈泡的電功率
用電壓表與小燈泡并聯測量燈泡兩端的電壓,用電流表與小燈泡串聯測量燈泡的電流,再根據電功率的公式P=UI,計算出小燈泡的電功率.了解小燈泡的實際功率和額定功率跟小燈泡的實際電壓和額定電壓的關系.
例5(2006年大連市考題)小紅同學要測量額定電壓為3.8V的小燈泡的功率.
(1)連接的不完整的實物電路如圖6甲所示.請用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接.
(2)連好電路后,閉合開關,電壓表的示數為4V,電流表的示數為0.35A,小燈泡的實際功率為_______W.調節變阻器的滑片,使電壓表的示數為3.8V時,電流表的指針位置如圖6乙所示,此時電流表的示數為___________A,小燈泡的額定功率為______W.
(3)開關閉合前,滑動變阻器連入電路中的阻值不是最大.你除了從實物電路中直觀地看到了滑片所在的位置以外,還能用在上述實驗過程中發生的哪個實驗現象來證實這一點?(只陳述實驗現象即可,不用分析或解釋)
解析:(1)連接的實物電路如圖7所示.
(2)小燈泡的實際功率為1.4W;電流表的示數為0.34A;小燈泡的額定功率為1.292W.
(3)閉合開關后,電壓表的示數從4V降到3.8V,或閉合開關后,電流表的示數從0.35A降到0.34A,或電壓表示數變小、電流表示數變小.
考點預測:測定小燈泡的電功率是電學實驗探究題的重點,也是中考實驗命題的主要素材之一,它涉及到電表的使用、滑動變阻器的使用、串聯電路、歐姆定律、電功和電功率等知識.所以在復習時,要重溫實驗,以便提高自己的實驗能力.
考點6焦耳定律
焦耳定律的內容是:電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比.其表達式是:Q=I2Rt,變形式為Q=UIt或Q=U2/Rt.但要注意的是,Q=UIt和Q=U2/Rt只適用于像電爐、電烙燈等可以看做純電阻性用電器的電路.
例6(2006年泰州市考題)小華準備參加玩具賽車比賽,他運用圖8所示的電路來挑選一只能量轉換效率較高的電動機.設電池的電壓恒定不變,他先用手捏住電動機的轉軸,使其不轉動,閉合開關后讀出電流表的讀數為2A;然后放手,當電動機正常轉動時,又讀出電流表的讀數為0.6A.則該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率為()
A.91% B.70% C.30% D.9%
解析:用手捏住電動機的轉軸,使其不轉動,電動機在時間t內消耗的電能是W=UIt= 2Ut(J);當電動機正常轉動時,電動機在時間t內產生的熱量是Q=I2Rt= UIt= 0.6Ut(J).該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率為η=W-Q/W×100%,代入數據得:η =70%.
考點預測:關于多檔位電熱器的耗電問題一直是中考的熱點,既可以考查同學們對電路結構知識的掌握情況,又可以考查同學們對電能的計算能力,同時也為同學們今后設計新穎的電路打下基礎,所以,這類考題在2007年中考中仍將是重點.
考點7電磁現象
磁體具有吸鐵性,磁極間相互作用的規律是:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引.磁體周圍存在磁場,用安培定則判定通電螺線管的極性與電流方向的關系.電動機是根據通電線圈在磁場中轉動的原理制成的,發電機是利用電磁感應現象的原理制成的.
例7(2006年貴陽市考題)一同學設計了一種判斷電源 “+”、“-”極的方法:在水平桌面上放一枚小磁針,在小磁針的西面放一個螺線管,如圖9所示,接通開關后,小磁鐵的N極向東偏轉,則下列判斷中正確的是()
A.電源a端是正極,在電源內部電流由b流向a
B.電源a端是正極,在電源內部電流由a流向b
C.電源b 端是正極,在電源內部電流由a流向b
D.電源b 端是正極,在電源內部電流由b流向a
解析:利用安培定則來判定,即用右手握住螺線管,讓四指彎曲的方向跟電流的方向一致,則大拇指所指的那端就是螺線管的N極. C選項正確.
考點預測:考查實驗中和生活中的電磁現象是該考點的主要內容,應分析題目所提供的材料,利用相關規律進行解題。另外,關于電動機和發電機的原理和能量的轉化也是該考點的主要考查內容.
考點8電磁波及其傳播
周期性變化的電磁場在空中傳播被稱為電磁波.電磁波的傳播也是能量傳播的過程,真空中電磁波的波速為v,它等于波長λ 和頻率f的乘積,即v=λ f,其中真空中電磁波傳播的速度v=3×108m/s.
例8(2006年南昌市考題)下雨天在家收聽廣播節目時,我們發現在打雷時,從收音機里會聽到“咔嚓、咔嚓……”的聲音,然后才聽到雷聲.
(1)打雷時收音機為什么會發出“咔嚓”的聲音?
(2)為什么我們會先聽到收音機里的“咔嚓”聲,然后才聽到雷聲?
關鍵詞:電磁;教學方法;學科體系
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)17-0064-02
一、電磁學
電磁運動是物質的一種基本運動形式,電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用。其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,在教學實踐中,應從以下幾個方面來認真分析處理教材。
1.電磁學的兩種研究方式。整個電磁學的研究可以分“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式在中職教材里均有體現。只有在明確它們各自的特征及相互聯系的基礎上,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。場的方法是研究電磁學的一般方法。場是物質與物質的相互作用的特殊方式。中職汽車電氣設備構造與維修教材中的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,組成一個關于場的系統,該系統包括中職教材電學部分的各章內容。“路”是“場”的一種特殊情況。可以這樣理解,整個教材結構是以“路”為線的大骨架,其思路可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的,而“場”是電磁運動的實質,因此可以這樣去定義即“場”是實質而“路”是方法。
2.教學知識規律。教材知識內容可歸結為物理范疇。物理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系。物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性。該部分內容所遵循的是電學部分的重要物理規律即庫侖定律。庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很小。其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況。在物理學范疇中,恒定電流是重要的物理規律。它的內容有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系,電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。“磁場”這一部分內容闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這部分內容,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本部分以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”內容是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。
3.電磁場物質屬性的表現,使學生建立世界是物質的觀點。電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量的科學實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其他電荷有力的作用。運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種場――磁場,磁體的周圍也存在著磁場。磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。現在的科學實驗和廣泛的社會生產實踐完全肯定了場的客觀存在,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其他運動的電荷(電流)有磁場力的作用。所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象并取得如下結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。從場的觀點來闡述路即電荷的定向運動形成電流。產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷。當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、學科體系的系統性貫穿始終,知識學習與智能訓練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場強度、電勢、磁場磁感應強度是反映電、磁場具有物質性的實質性概念。電場線、磁感線是形象地描述場分布的一種手段,要進行比較,找出兩種曲線的共性和區別以加強對場的理解。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說電荷的電勢能是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就無從談起電荷的電勢能了。
3.演示實驗和學生實驗,使得抽象的概念形象化。把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練。安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力。從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上。
4.培養學生運用所學知識去分析和解決問題的綜合能力。學習電磁學首先要抓住場和路這兩個方面,解答綜合題時,首先應搞清不同的運動形式或不同的物理過程是怎樣聯系在一起的。一般聯系渠道有兩條:一是力,二是能,從而形成兩條解題思路。從力的角度考慮,全面分析受力情況(三種性質的力和電磁場力)并和運動狀態的改變聯系起來。從能的角度來考慮,緊緊扣住能的轉化和守恒定律,從而引導學生認識能的轉化和守恒定律的正確性和普遍性。經過教學實踐使學生明確:能量的不同形式,就是物質運動的不同形式;能量由一種形式轉化為另一種形式就是物質運動由一種形式轉化為另一種形式;能量不能創生也不能消滅,就是運動的不可消滅性。
三、結語
發散思維的培養首先要鼓勵學生大膽發揮想象力,學習知識要不惟書,不迷信老師、家長,大膽質疑,淡化標準答案,鼓勵多向思維。在尋求唯一答案的影響下,學生往往是受教育越多,思維越單一,想象力越有限。這就要求教師充分挖掘教材的潛在因素,在課堂上啟發學生,展開豐富的想象力,展現物理情景,構想物理過程,想象物理結果。
在物理概念規律的教學中引導學生多方位理解、體驗,打破常規,弱化思維定勢,構建物理量和物理規律的方向思維。如:
利用并聯電路特點結合歐姆定律推導出“兩導體并聯后總電阻與支路電阻的關系”:組織學生討論:此值是否比R1、R2都小。不設具體數據,能通過代數式變換證明,引導學生從數學的量值關系,側面理解剛學過的物理規律。
再如:通過探索歐姆定律地實驗數據比較分析:得出導體AB的,小于導體CD的。在相同的電壓(6.0V)下,IAB=0.6A>ICD=0.4A,問:“這個比值為什么是反映導體本身阻礙電流的性質,而不是反映導體容易導電的性質。反映導體導電性質,同一導體衡量值該是還是?”通過正向、反向思維加深對電阻的理解,從而I-U圖像上圖線的斜率誤為電阻值的失誤大大減小。
其次,通過“一題多解”培養學生的發散思維。針對同一個知識點,從相互關聯的不同角度考慮,盡可能多地給自己提一些“假如……”“假定……”“否則……”之類的問題,培養多向考慮的高質量思維品質。如:
例:一燈泡標有“6V,6W”字樣,現要將它接到9V的電源上,并使燈泡正常發光。求:①需要串聯一個多大的電阻?②電阻消耗的功率為多大?
解法一:小燈泡正常工作,燈L與電阻R串聯,根據IL=IR得:
即
解得:
R=3?
解法二:由電路中各用電器消耗的功率之和等于總功率計算。
小燈泡正常工作
總功率
R消耗的功率
解法三:根據串聯電路電壓分配的關系計算。
評析:通過“一題多解”,是學生不滿足于常規的一般解法,勤思多想,從多角度進行發散思維的訓練,使學生的思維定式具有流暢性,而不至于妨礙思維的靈活性和獨創性。
再次,利用開放性試題培養學生的發散思維
開放性試題主要表現在物理情景、條件的不定性,解題過程、方法的多樣性,解題和結論的不唯一性。教學過程中經常設計開放性試題,有利于培養學生的綜合能力和創造能力。
例:小明同學利用圖中所示的電路計算電阻Rx消耗的功率,已知電源電壓不變,R的阻值為R0,開關S閉合后電流表A1的示數I0,由于缺少條件,他不能算出,請你補充一個條件,幫他算出電阻Rx消耗的功率。
分析:此題條件不足,利用公式可以求出Rx消耗的功率,R與Rx并聯,可知Rx上的電壓,只要知道Rx的阻值,便可求出Rx消耗的功率。所以應該補充可求出Rx的功率條件:Rx的阻值為R'或者Rx的電流為I'。
解法一:補充條件,Rx=R',則
解法二:補充條件,通過Rx的電流為I'時,
解法三:補充條件,干路電流為I,則
最后,在課堂教學和日常練習中,通過學生自己編題,鍛煉了學生的發散思維。自己編題使學生處于主動地位,提高了學習的積極性,由于在編題中要考慮各種可能性,訓練了學生思考問題的全面性。如:給出條件,通過學生自己編題培養學生從部分出發認識整體的分析性思維;給出部分條件和結果,通過自己編題得到需要的條件,訓練學生的逆向思維,從而培養學生的發散思維。
例:請你根據電功公式W=UIt和電熱公式Q=I2Rt,自編一道非純電阻電路的計算題,并求出W和Q。
解析:一臺電動機正常工作時的電壓為380V,線圈電阻是2?,通過線圈的電流是10A,式電動機正常工作1s電流做功為W,線圈產生的熱量為Q,求出W和Q。
建構主義理論認為,學習過程是一個以積極主動的態度進行知識構建的過程,而不是被動接受知識的過程。在整個學習過程中,學生通過主動對外部信息進行篩選,得到對自身有利的知識和經驗,而原有的知識會對新問題產生一定的影響,新學到的知識會對原有的知識經驗、技能或者是學習策略形成新的影響。在新知識的學習過程中,通常會出現正遷移和負遷移兩種類型,正遷移是指一種學習對另一種學習有促進作用,如學習萬有引力定律有利于學生對庫侖定律的理解。負遷移是指兩種學習互相抑制或者干擾,此類現象的產生主要發生在兩類形象相似的技能或者知識之間,例如學習右手定則時,受到左手定則的干擾。因此,在物理教學過程中,需明確遷移的規律和實質,使知識、能力的正遷移,得到充分發揮,從而收到事半功倍的教學效果。
一、創設物理情境,促進正遷移
在所有的學習過程中,學生所掌握的原有的知識和經驗是新知識學習的基礎,學生只有熟練、準確地掌握知識的內涵和外延,才可以促進知識的正遷移。所以,在教學中,還需教師引導學生掌握所學的知識,給學習的遷移做好充分的準備。扎實牢固的基礎知識是課堂教學的基本目標,同時也是遷移教學的前提條件。如在教學中強化“電勢差”的概念,有利于后面“電勢”、“等勢面”等知識的順利學習,后面新知識的學習加深了前面概念的理解。
通常,一種物理方法可以處理某類或某幾類特征相同或相似的物理問題。因此在實際教學中,需要對問題的本質特征進行深刻的研究,掌握此類方法在不同領域中的應用。如在研究影響電阻大小因素的實驗中,用控制變量法研究R和L、R和S、R和ρ之間的關系,研究各物理量之間可能存在的關系。除此之外,可以利用列表比較的方法強化學生的識記能力,使學生可以理解并掌握其中的內涵,提高學生對知識的正遷移。學生的概括總結能力會對遷移效果產生一定的影響。所以,在教學過程中,需整理、歸納已經學過的知識,提高學生學習的積極性。利用圖解法、提綱法等讓學生對已經學過的知識進行總結,使知識更加條理化、系統化,從而
圖1實現觸類旁通、舉一反三的教學效果。
例如,測量舊電池的電動勢和內阻。實驗器材僅有電阻箱、電流表、開關各一個,導線若干。某同學根據如圖1所示電路進行實驗,測得的數據如表1所示。試確定該電池的電動勢E及內阻r。
分析:本題屬于異質同構題,其待求量是電池的電動勢和內阻,然而實驗中的可測變量是可變電阻R和電流I,由閉合電路歐姆定律可知,I和R之間滿足數學模型x?(y+a)=c,其中c為常數;將歐姆定律變形可得到R=E?1I-r,然后用圖像將R和1/I的關系進行處理,可求出E、r的值。
學習過程中能否形成正遷移,主要取決于新舊知識之間是否存在共同點,若存在較多的共同成分,則會出現正遷移。在實際教學中,教師要善于對相似的學習情境進行相互對比,并對其中相似的成分進行挖掘,以便營造一個積極良好的遷移氛圍。從不同的角度研究同一個對象,可以得到不同的發現。在物理教學中,利用正遷移的關鍵是依照所研究問題的性質,對兩個研究對象的對應特征進行恰當的選擇。
二、克服負遷移,避免思維定式
當學生對所學到的規律、概念存在一知半解的狀態時,就容易形成負遷移。所以在課堂教學中,教師不僅要對規律、概念進行透徹、準確的講解,還要加強對規律、概念的變式教學,有目的地從不同角度對事物的非本質特征進行分析、評價和對比,從而使該事物較為隱蔽的本質屬性突出地表現出來,從而有利于學生對負遷移效應的抑制。一般情況下,學生在學習過程中,當用一種思維模式解決了某個物理問題時,就會在大腦中產生一定的印象,從而會形成一種思維定式。在以后解決問題的過程中,這種思維定式會對需要解決的問題造成一定的影響。這種定式思維常使學生傾向于選擇熟悉的方法,即使這類方法不是很好。所以,在教學過程中,需要牢牢地把握概念的本質以及外延,在此基礎上引導學生認真分析物理規律,同時實施逆向思維的訓練,最大限度地降低負遷移的影響,促進教學效率的提高。
一、研究《考試大綱》,做到復習有的放矢
認真研究《考試大綱》,密切關注近幾年《考試大綱》中關于能力要求和考試內容的增減變化,認真學習,深刻領會,有針對性地指導高三物理復習,在復習中著重解決以下兩點:結合《考試大綱》和課本落實知識點,扎實掌握基本的知識點,以不變應萬變。教師首先要把握重要概念、定理、定律的內涵和外延,并結合典型習題加以訓練,以加深學生對物理知識的理解和運用;其次,在復習過程中應注意緊密聯系生產、生活和科技發展的實際,突出學科的實踐性和應用性。
二、從學生的實際出發,制定復習計劃
學生剛進入高三復習時,對高一、高二學過的內容往往遺忘較多,所掌握的知識系統性差、漏洞多,各人知識掌握的程度也不一樣,分析能力更為欠缺。以夯實知識基礎,形成知識網絡為出發點,在第一輪復習中我們始終堅持循序漸進的原則,降低難度復習,復習每一章時對照《考試大綱》規定的全部內容及有關高考信息,了解考試的知識點和考試的重點,每章給學生2―3課的時間結合考點、課本、復習資料復習并形成知識網絡,同時注意可能出現的問題,教師及時收集,對學生反映的問題教師有針對性地備好復習課。這樣可以充分發揮學生的能動性、主動性,大大提高學生復習的針對性,同時還能提高學生聽課的效率。
三、針對學生的現狀,明確各輪復習的任務
第一輪復習是“雙基”復習階段,是高三復習中用時最長的一個階段,以章、節為單元進行復習訓練,復習的重點在基本概念及其相互關系、基本規律及其應用。其主要任務是:(1)全面復習基礎知識,形成知識網絡;(2)強化理解能力、推理能力、審題能力和表述能力的訓練,規范解題習慣;(3)提高應用數學處理物理問題的能力、實驗能力。
第二輪復習為專題復習。該階段的復習宗旨是:使學生了解物理知識的宏觀結構,掌握各部分知識的內在聯系;拓寬學生的視野,強化學科內的綜合;理清各類題目的解題規律、解題方法,提高學生的解題能力。關于物理知識結構,一是圖表法,二是以“力”和“能”為紐帶把整個物理知識串起來。通過知識的串講,使學生在頭腦中建立起物理知識的框架,使物理課本變“薄”。主干知識是物理知識體系中重點、難點,學好主干知識是學好物理的關鍵,是提高能力的基點,所以復習時要在主干知識上狠下工夫。如勻變速直線運動規律、牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律、電場的基本性質及帶電粒子在勻強電場中的運動、歐姆定律、電阻定律及焦耳定律、串并聯電路及電壓、電流、電功率分配、安培力、左手定則、洛侖茲力、帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動、電磁感應定律和楞次定律等。不僅要記住這些知識的內容,還要加深理解、熟練運用,要做到既“知其然”,也“知其所以然”。同時,我們應該注意,由于高考物理試題的題量較少,突出學科內綜合已成為高考物理試題的一個顯著特點,因此要特別注意基礎知識、主干知識之間的綜合運用。如:(1)牛頓運動定律與勻變速直線運動的綜合,(2)以帶電粒子在復合場中運動為模型的電磁學與力學的綜合,(3)電磁感應現象與閉合電路歐姆定律的綜合,(4)串、并聯電路規律與實驗的綜合。
第三輪復習是回歸課本、拾遺補漏和糾錯階段。該階段主要做兩項工作:一是進行考前模擬,鞏固一、二階段的復習成果,將學生的水平再提高一步。二是回歸課本,進行知識整理、方法回顧、經驗提升,書寫習慣再強化,解題環節再規范,從細節上提高得分環節。1.對選擇題不要看到一個認為正確的結果就忽略其它選項,應該瞻前顧后,細心比較,從而得到正確答案。在沒有充分把握的情況下,也不要空著,可憑直覺選一個,若是多選題,通常選對其中一個選項就能拿到一半左右的分數。2.對于實驗中的填空題,若是文字填空,要注意把意思表達清楚;若遇到數值填空,則要注意單位;若對有效數字有要求,要嚴格按規定的有效數字填寫。3.解答物理大題時要注意規范解題,特別注意“必要的文字說明”,盡量根據題目寫出相關公式的標準形式,步驟中要先寫基本公式,而不能直接寫導出公式,應有文字說明和代入題目所給數據的算式。不要將幾個式子連在一起,嚴格要求學生規規矩矩地按步驟寫基本公式。4.對于最后結果的表述,要看題目要求,寫出準確的數值和單位,有必要時還要對結果進行討論。
四、要多花心思關注學生如何學習
我們經常感嘆已經講了很多,學生還是不會,事實上我們可能只注重如何講而忽略學生如何學,或者說根本不去關注他們是否清楚我們的講授意圖。學生做過大量的試題,我們要舍得花上一定的時間去引導學生做好幾個環節:(1)對試題進行歸類。如:萬有引力與天體的運動專題中,有關穩定軌道運動參量、恒星質量、軌道半徑的確定、變軌問題分析、同步衛星的有關常識、雙星問題、星球上的動力學等問題。(2)對解題思路方法的歸納。如:共點力的平衡專題中,有關力的分解與合成技巧,三力平衡――合成或分解,四力及以上力的平衡――正交分解;已知角度――三角函數法,已知邊長――相似三角形法。(3)對相似或相關問題進行區分比較。如帶電粒子在勻強電場中的偏轉、帶電粒子在勻強磁場中的偏轉等。再如:水平面上子彈穿木塊,若水平面光滑和粗糙,則應分別如何處理。(4)引導學生歸納解題的關鍵點,如動量守恒定律運用的專題中,關于相互作用物體組成的系統的確定:兩車相撞,車上的物體是否參與運動;兩冰車上的小孩互相拋球,相互作用過程的選取,守恒條件的分析,速度矢量方向在守恒式中的表示(包括已知方向的表示與未知方向的表示)。
五、科學合理定位,研究復習方法
1.擺正課本與考試大綱的關系。
(1)重在理解,對基本概念和規律要弄清;(2)重視課本中的例題、習題、思考與討論;(3)重視課本中的插圖、閱讀材料;(4)重視實驗,讓學生親自做實驗才能做好實驗題;(5)教學必須以大綱為本,堅決不做無用功。
2.重視理論聯系實際,在總結中提高。
高考題與新科技、生產、生活及科學研究聯系緊密,題干素材的來源非常廣泛,一般都是反映生產、生活、科研方面的真實材料。這類題目較好地體現了新課程理論聯系實際,理論指導實踐的理念。教學中要有意識地培養學生的應用意識,要引導學生關心實際問題,關注當代科學技術的成果和未來科學的發展趨勢,把所學的物理知識應用到實際中去,以適應教學改革、高考改革的需要。
六、加強組內交流與協作
1.優化備課組活動,強化協作意識。
(1)開展復習課模式研究,提高課堂教學效率。
(2)堅持集體備課制度,集思廣益。
(3)在強調整體意識的前提下,倡導個人合理拼搏。
關鍵詞:物理;教學;填補
在初中物理教學中,為了學生能更好地理解教材內容,以利于每一位學生的發展,教師應當根據教學的實際情況及教材內容,采用不同的教學方法和教學手段,精心備課,認真組織教學,及時收集反饋信息,適當給學生補充一些相關知識,便于加深理解,拓展知識面。
幾年來,通過我對歷屆初中學生學習物理的觀察和了解,發現初中生學習物理往往趨于表面的知識,死記規律,硬套公式,抓不住物理概念和規律的本質東西。為了便于學生分析問題解決問題能力的提高,我本人在教學實踐中,根據教學的需要,適時的對教材內容做了必要的補充。下面就這個問題談談本人的拙見。
一、教材中難以理解的物理概念和公式,教師應補充講解清楚。
否則,勢必影響學生對有關知識的理解和掌握。例如我在講“歐姆定律”一節時,補充講解公式 的意義,并說明電阻是導體本身的性質,一般情況下導體的電阻值是不變的,它不隨導體兩端的電壓和通過導體的電流而變化,不能認為R與U成正比,R與I成反比,而且當導體兩端電壓為零時,導體的電阻卻不為零,只能理解為 是一般情況下,電阻的一種計算公式。例如,我講“物體所含物質的多少叫物體的質量”時,我補充講解了“物質”和“物體”是兩個不同的物理概念。例如,桌子、自行車、輪船、圓柱體鐵塊等成品叫做物體;而組成桌子、自行車、輪船、圓柱體鐵塊的鋼鐵、木材、橡膠、塑料等原材料叫物質。由此說明物體是由物質組成的,物體里含有的物質多,其質量就大;含有的物質少,其質量就小。通過補充,使學生加深了對物體、物質、質量等概念的理解,達到了較好的教學效果。
二、對教材中很少出現甚至未提及過但又具有很高應用價值的應加以補充,以利于學生掌握規律,觸類旁通。
例如我在講“串聯電路的等效電阻”時,通過實際練習題,引導學生歸納整理出串聯電路的電壓分配規律U1:U2=R1:R2和U1:U=R1:(R1+R2);講“并聯電路的等效電阻”時,利用同樣的方法由學生歸納整理出并聯電路的電流分配規律I1:I2=R2:R1;在講電功率的測量和計算時,讓學生歸納出串聯電路、并聯電路中電功率與導體電阻的關系。提高了學生分析問題、解決問題的能力,加快了學生解題的速度。又如我在講解“浮力”時,學生普遍認為“在液體中的任何物體一定都要受到浮力”。針對這種情況,我補充說明這種說法是錯誤的。如果物體沉底并且與容器底部緊密接觸,中間沒有液體時,物體是不會受到浮力的。
三、對教材中容易混淆的物理概念和規律應給以補充。
例如,講解慣性和牛頓第一運動定律時,學生總是把它們混為一談。每當這時,我就給學生講解兩者的區別。慣性是一切物體都具有的共性,是物體保持原來運動狀態的性質,是一個物理概念。而牛頓第一運動定律是一切物體在沒有受到外力作用時,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。是物體在不受外力這個特殊情況下的運動規律,是一種特殊情況。
四、充分發揮例題的作用,補充一題多解,培養學生的思維能力。
例如,現行初三物理課本第114頁習題第六題,“電阻R1和R2串連在電路中,已知R1兩端的電壓為1.5伏,R2的兩端電壓為4.5伏,R1+R2=600歐,R1和 R2各為多少歐?”一般學生只能想出一種解體方法,即先求總電壓、根據歐姆定律求出串聯電路的電流,再根據串聯電路電流強度處處相等,分別求出R1和R2的值。但我在處理習題時,又引導學生推導出串連電路電壓分配規律“R1:R2=U1:U2”,并適時的提出問題“你能把我們共同發現的規律靈活應運嗎?”,很快就有很多學生自己動手根據此規律求解,迅速得到正確答案。通過本題教學,使學生學習解題的過程成為發現問題、分析問題、解決問題的過程。創造思維的主要成分是發散思維,它是一種不依常規,尋求變異,從多方位多角度尋求答案的思維方式。平時在教學中,注意培養學生發散思維對學生創新能力的提高無疑具有非常積極的意義。
五、結合教材內容,填補一些形象生動的小實驗。
新課程標準要求學生掌握和運用一定的學習方法,獲取終身學習的本領,為日后走向社會打好知識和能力的基礎。這就需要我們教師在教學中要注重學習方法的指導,逐步實現能力的培養和發展,進而達到掌握學法、訓練思維、培養能力的目的。下面談談我在物理教學中的幾點做法。
一、加強觀察、實驗的方法指導,培養觀察、實驗能力
初中物理中的實驗教學是重要的直觀教學手段,不僅使學生獲得生動的感性知識,幫助學生建立思維表象,而且為學生提供可供研究的事實。因此,實驗教學是不可替代的。在實驗教學中教師要注意教給學生正確的觀察方法:細致觀察法、順序觀察法、重點觀察法、比較觀察法等。要根據教學目的和內容,有目的地引導學生觀察,培養學生的科學觀察能力。還要教給學生物理實驗的構思方法:如測物質的密度,測滑輪組的機械效率,測電阻、電功率等,這些都是以物理公式為原理進行實驗的。研究決定電阻大小的因素,歐姆定律、焦耳定律等,由于相關因素較多,總是先設定其中一個或幾個量,再逐個量的分析,對學生進行這些方法教育,有利于培養學生的觀察能力,實驗能力,開拓學生的創造性思維。
二、指導學生閱讀教材,培養學生自學能力
初中物理教材的知識結構一般包括三部分內容:列舉生產、生活中的實例或演示實驗;由實例或實驗分析、歸納出重要的概念和原理;概念原理的應用與舉例。自學能力的關鍵是閱讀能力,在教學中,針對每節課的內容提出問題,對于概念教學應提出“為什么引入?”“怎么引入的?”必要時要提出“與其他概念的區別及聯系是什么?”等問題。對定理、定律要重點讀,要求學生逐句反復推敲。
并且從“怎么得出來的?”、“意義是什么?”、“如何應用它?”等幾方面啟發教學,教師對學生的解答給予補充和引導,教會學生認識和抓住物理規律的本質。可采取師生交談法,教師設問法。
例如,“牛頓第一定律”的內容是:一切物體在沒有受到外力作用時,總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。在指導學生閱讀這段文字時,我特別強調注意其中“或”字的意義。為什么不用“和”字?這段話到底是什么意思?啟發學生思考,讓學生各抒己見。最后,老師歸納出這段話有兩層意思:原來靜止的物體在沒有受到外力作用時,總保持靜止狀態;原來運動的物體,在沒有受到外力作用時,總保持勻速直線運動狀態。通過這樣的閱讀和學習,使學生深刻地理解了牛頓第一定律。對后面的慣性概念也能融會貫通,知道“慣性”是一切物體所具有的要保持運動狀態不變的性質。同時,也教給了學生正確的閱讀方法。
三、優化復習方法,培養學生系統地分析和歸納能力
要提高復習效果,必須指導學生掌握正確的復習方法。從基本概念、定律、原理出發,采用歸納法,類比法,研究各物理量之間的聯系、區別及應用,使零亂的知識系統化、條理化,形成完整的知識網絡體系。所以在階段復習和總復習中,我總是根據復習內容,先搭好一個知識結構的框架,讓學生按照這個框架自己進行復習。
四、加強解題方法的指導,培養學生分析問題解決問題的能力
知識在于理解,能力在于訓練,在復習階段,不僅將概念和原理進行歸納和總結,還要精選例題,對學生進行靈活多變的變式訓練,重要習題要適當擴展和延伸。通過訓練,使學生從不同角度,多個側面去認識問題,思考問題,開拓學生思路,促進學生物理認識步步深入。從不同的認識層次尋求多種解法,變學生的定勢思維為多向思維,不僅有效調動了學生學習的積極性,也培養了學生的創造思維能力。 轉貼于