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歐姆定律的作用

時間:2023-08-09 17:32:30

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篇歐姆定律的作用,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。

歐姆定律的作用

第1篇

1.地位和作用

歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。

2.教學目標

(1)知識目標

理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。

(2)技能目標

學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。

(3)情感目標

通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。

3.重點和難點

重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。

難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。

二、說學生

1.學生學情分析

在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。

2.知識基礎

要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。

三、說教法

結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。

四、說教學過程

1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)

復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用

設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。

2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)

根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。

為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。

3.說明事項

在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。

向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。

歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。

應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:

(1)同一性

即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。

(2)統一性

即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。

(3)同時性

即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。

(4)規范性

解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。

歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。

(1)實驗分析

在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。

①演示實驗

將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。

得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。

②演示實驗

將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。

得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。

(2)定性分析

(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變小?

得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。

(3)定量分析

利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。

4.小結(4分鐘)

(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式

(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系

5.布置作業(1分鐘)

本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。

作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。

五、說板書設計

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。

歐姆定律的表達式:I

電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn

第2篇

《閉合電路歐姆定律》是高中物理電學部分中各種電路的基礎內容,同時也是高中物理電路部分的重點內容,深刻理解并掌握本節內容對今后電路學習具有極大的幫助。在高中物理課堂教學活動開展中,為了有效提高《閉合電路歐姆定律》教學設計的有效性,下面本文首先簡單分析了《閉合電路歐姆定律》教學目標,并在此基礎上提出創設“問題情境”的教學設計為方法的課堂教學實踐,以供參考。

高中物理《閉合電路歐姆定律》教學主要是圍繞定律的推導和定律的應用這兩個問題展開的。教材在設計中意在從能量守恒的觀點推導出閉合電路歐姆定律,從理論上推出路端電壓隨外電阻變化規律及斷路短路現象,將實驗放在學生思考與討論之中。為了有效提高課堂教學質量和教學效果,我們特提出在《閉合電路歐姆定律》教學中創設“問題情境”的教學設計。

1.《閉合電路歐姆定律》教學目標分析

《閉合電路歐姆定律》教學目標主要有以下幾個方面:一是,經進閉合電路歐姆定律的理論推導過程,體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用,培養學生推理能力;二是,了解路端電壓與電流的U-I圖像,培養學生利用圖像方法分析電學問題的能力;三是,通過路端電壓與負載的關系實驗,培養學生利用實驗探究物理規律的科學思路和方法;四是,利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題,培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。高中物理《閉合電路歐姆定律》教學主要是圍繞定律的推導和定律的應用這兩個問題展開的,其中涉及到了“電動勢和內阻”、“用電勢推導電壓關系”、“焦耳定律”以及“歐姆定律”等諸多內容,這些內容之間具有一定的聯系, 只要能夠為其構建一個完善的體系,將這些知識有機的結合起來,就能夠得出閉合電路的歐姆定律。以建構主義教學思想為基礎,采用創設“問題情境”的教學設計,對于提高課堂教學有效性具有積極意義。

2.創設“問題情境”的教學設計具體實踐

首先,通過問題的提出激發學生的求知欲。例如:將一個小燈泡接在已充電的電容器兩極,另一個小燈泡在干電池兩端,會觀察到什么現象?并展示生活中的一些電源,演示手搖發電機使小燈泡發光和利用紐扣電池發聲的音樂卡片實驗,使學生進行思考這些現象出現的原因。通過觀察學生會發現手搖發電機是將機械能轉化成電能的過程,停止搖動就沒有電能,燈泡就不會亮,而干電池、蓄電池是將化學能轉化成電能,其化學能能夠為干電池提供持續供電的功能,因此小燈泡能夠持續發光。然后教師再在這個基礎上提出問題:什么是電源的電動勢?之后指出電源電動勢的概念,幫助學生認識電源的正負極,并畫出等效的電路圖,利用學生已知的知識,如電勢相當于高度,電勢差則相當于高度差,這樣學生就能夠很好的對電勢差以及電源電動勢的內電壓和外電壓等概念進行理解了。

其次,在教學中可采用類比、啟發、多媒體等多種方法進行教學。教師在課堂教學匯總可借助于多媒體播放flash課件, 借助于升降機舉起的高度差或者兒童滑梯兩端的高度差,幫助學生更好的理解電源電動勢。另外還可以從能量的角度引導學生對其進行理解,例如小花去買衣服,共有100元,其中10元用于打車,90元用于買衣服,在這里,100元就相當于電源的電動勢,車費相當于內電壓(必要的無用功),買衣服的費用就相當于外電壓(有用功),從而使學生掌握內外電壓的本質屬性。

最后,要通過實驗來引導學生進行探究。物理學是一門以實驗為基礎的科學,觀察和實驗是提出問題的基礎,在實驗教學中應鼓勵學生觀察要細致人微,要善于從實驗中發現問題,直觀、形象的實驗現象能激發學生思考。可以讓學生通過實驗來探究路端電壓與外電阻(電流)的關系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關系,再從理論上進行分析。然后演示電動勢分別為3V和9V(舊)的電源向一個燈泡供電實驗,引發學生學習的興趣,讓學習進行討論,解釋現象原因。通過這種方式能夠讓學生很容易就明白流過燈泡的實際電流不僅與電源的電動勢有關,還與電路中的總電阻有關,從而順理成章的得出閉合電路歐姆定律,完成課堂教學任務。

3.總結語

第3篇

一、教材分析

《歐姆定律》一課,學生在初中階段已經學過,高中必修本(下冊)安排這節課的目的,主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規律);學習分析實驗數據,得出實驗結論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法;再次領會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了本節課的教學目的和教學要求。這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容,重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。

本節課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復習初中知識的作用,另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎。本節課分析實驗數據的兩種基本方法,也將在后續課程中多次應用。因此也可以說,本節課是后續課程的知識準備階段。

通過本節課的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用.

本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析。這是本節課的核心,是本節課成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎。

本節課的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經接觸過,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏。從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從數學角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學生常將兩種表達式相混,對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清,要注意提醒和糾正。

二、關于教法和學法

根據本節課有演示實驗的特點,本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法。教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點,也有利于充分發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。

通過本節課的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實際操作,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律。同時要讓學生知道,物理規律必須經過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣。

三、對教學過程的構想

為了達成上述教學目標,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:1.在引入新課提出課題后,啟發學生思考:物理學的基本研究方法是什么(不一定讓學生回答)?這樣既對學生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起承上啟下作用。2.對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答。這樣使他們既鞏固了實驗知識,也調動他們盡早投入積極參與。3.在進行演示實驗時可請兩位同學上臺協助,同時讓其余同學注意觀察,也可調動全體學生都來參與,積極進行觀察和思考。4.在用列表對比法對實驗數據進行分析后,提出下面的問題讓學生思考回答:為了更直觀地顯示物理規律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法教育,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲。5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結論,而應給予充分的時間,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢,可提請學生回答或展開討論,讓學生的主體作用得到充分發揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6.在得出實驗結論的基礎上,進一步總結出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行總結,以鍛煉學生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫。隨即強調歐姆定律是實驗定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推。7.為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習,達到鞏固之目的。然后結合課本練習題,熟悉歐姆定律的應用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題。

四、授課過程中幾點注意事項

1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹。

2.注意正確規范地進行演示操作,數據不能虛假拼湊。

3.注意演示實驗的可視度.可預先制作電路板,演示時注意位置要加高.有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學生都能清晰地看見。

4.定義電阻及總結歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節奏混亂.可把電阻的概念及定義在歸納實驗結論時提出,而歐姆定律在歸納完實驗結論后總結.這樣學生就不易將二者混淆。

第4篇

一、知識網絡

歐姆定律探究電流與電壓、電阻的關系歐姆定律內容、公式歐姆定律的應用伏安法測電阻串聯、并聯電路電阻的特點

二、知識梳理

(一)歐姆定律的探究(探究電流與電壓、電阻的關系)

1.探究方法:控制變量.

2.實驗電路圖:如圖1所示.

3.實驗結論:在電阻一定時,導體中的電流與導體兩端的電壓成正比;在電壓一定時,導體中的電流與導體的電阻成反比.

(二)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.

2.表達式:I=■

3.適用范圍:歐姆定律所研究的電路是電源外部的一部分或全部電路;在非純電阻電路中(如含有電動機的電路),公式中的U、I、R的關系不成立.

4.適用條件:歐姆定律公式中的各個物理量具有同一性,即I、U、R是對同一段電路(或導體)、同一時刻(或狀態)而言的.

5.公式變形:由歐姆定律數學表達式可得到公式R=■、U=IR,用于計算導體的電阻和導體兩端的電壓.

(三)歐姆定律的應用

1.伏安法測電阻

伏安法測電阻的實驗原理是R=■.用伏安法測量導體電阻的大小,即用電壓表測量導體兩端的電壓大小,用電流表測量導體中電流大小,根據公式R=■,即可得到導體電阻的大小.在用伏安法測電阻時,要正確選擇電壓表與電流表的量程,同時,要利用多次測量求平均值以減小實驗誤差.

2.推導串聯電路的總電阻

如圖2,根據串聯電路中電流、電壓的特點可知:

I=I1=I2,U串=U1+U2

再根據歐姆定律變形公式可得:

IR串=I1R1+I2R2

所以,R串=R1+R2

結論:串聯電路的總電阻等于各串聯導體電阻之和.(若有n個導體串聯,其總電阻為R串=R1+R2……+Rn)

3.推導并聯電路的總電阻

如圖3,根據并聯電路中電流、電壓的特點可知:

I=I1+I2,U=U1=U2

再根據歐姆定律的變形公式可得:

■=■+■

所以,■=■+■

結論:并聯電路總電阻的倒數等于各并聯導體電阻倒數之和.(若有n個導體并聯,其總電阻為■=■+■+……+■)

三、典型例題

例1 由歐姆定律數學表達式可以得出公式R=■.關于此表達式,下列說法正確的是( ).

A.當導體兩端的電壓是原來的2倍時,導體的電阻也是原來的2倍

B.當導體中電流是原來的2倍時,導體的電阻是原來的0.5倍

C.當導體兩端的電壓增加幾倍,導體中的電流也增加幾倍,導體的電阻不變

D.當導體兩端的電壓為零時,導體的電阻也為零

解析 公式R=■是由歐姆定律數學表達式變形得到的,它表示一段導體兩端的電壓與通過導體電流的比值是不變的,它反映了導體對電流的阻礙作用.電阻是導體本身的一種屬性,跟導體兩端電壓、電流均無關.

答案 C.

例2 小明同學想探究“一段電路中的電流跟電阻的關系”,設計了如圖4所示的電路圖(電源電壓恒為6V).

(1)根據小明設計的圖4,用鉛筆將圖5的實物連接完整.

(2)小明將第一次實驗得到的數據填入了下面表格中,然后將E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω,讓滑動變阻器的滑片P向 移動(選填“A”或“B”),直到電壓表的示數為 V.此時電流表的指針位置如圖6所示,請把測得的電流數值填入表格.

(3)小明根據實驗數據得到如下結論:導體中的電流與導體的電阻成反比.請你對以上的探究過程和得出的結論做出評價,并寫出兩點評價意見: ; .

解析 (1)連接實物圖時,電壓表要并聯在定值電阻兩端,并注意選擇合適的量程;連接滑動變阻器要注意連接“一上一下”兩個連接柱.

(2)因為導體中的電流與導體電阻和導體兩端的電壓均有關,所以探究“一段電路中的電流跟電阻關系”時應控制定值電阻兩端電壓相同.當E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω時,如果滑動變阻器滑片P不移動,則電壓表示數會變大,為了保持電壓表示數不變,滑片P應向B端移動,直到電壓表示數與第一次實驗時一樣,即4V.

(3)通過數據分析找出物理規律是研究物理問題的常用方法,但僅通過一兩次實驗數據就得到結論并不科學,常常會使結果帶有偶然性,因此需要進行多次實驗;得出的結論是有條件限制的,結論缺少前提條件.

答案 (1)如圖7所示.

(2)B 電壓表的示數為4V 0.2

(3)實驗次數太少(沒有進行多次實驗);結論缺少“電壓一定”的前提條件

例3 小華想測出一個電阻Rx的電阻值,將選用的器材連接成如圖8所示的電路,R0為已知阻值的定值電阻.由于電源電壓未知,所以,沒能測出電阻Rx的阻值.請你選添合適的器材,幫他完成這個實驗.要求:(1)用兩種不同的方法,分別畫出電路圖,簡要說明實驗方法,并寫出電阻Rx的表達式.(2)每一種方法在不拆除原有電路接線的條件下,只允許選添一種器材和導線接入電路.

解析 方法1:如圖9,用電流表測出通過Rx的電流I,用電壓表測出Rx兩端的電壓U,則電阻Rx=■.

方法2:如圖10,用電流表測出通過Rx的電流為I,用電壓表測出Rx和R0兩端的總電壓為U,則電阻Rx=■-R0.

方法3:如圖11,先用電流表測出電路中的電流為I1,再將導線并聯在電阻Rx兩端,測出電流表為I2,則電阻Rx=■R0 .

點評 本題采用特殊方法測量電阻.因為已有電流表,這樣就可以測出電阻Rx和已知電阻R0的電流值.但由于缺少電壓表,因此解決本題的關鍵是如何測量出電阻Rx兩端的電壓.解決本題的方法是開放性的,只要能測出電阻Rx兩端的電壓(或Rx和R0兩端的總電壓),即可利用R=■求出電阻Rx的阻值(或電阻器Rx與R0的總電阻,從而可求Rx的阻值).另外,將導線并聯在電阻Rx或已知電阻R0兩端,可使得電路中電流發生變化.根據電流表的數值,并利用歐姆定律即可求出電阻Rx的阻值.

例4 在學校舉行的物理創新大賽上,小明和小紅所在的科技小組分別設計了一種測量托盤所受壓力的壓力測量儀,如圖12、圖13所示.兩裝置中所用的器材與規格完全相同,壓力表是由電壓表改裝而成,R1為定值電阻,阻值為10Ω,R2為滑動變阻器,規格為“10Ω 1A”.金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動,且與它接觸良好,金屬指針和金屬桿電阻忽略不計.M為彈簧,在彈性限度內它縮短的長度與其所受的壓力大小成正比.當托盤所受壓力為零時,P恰好位于R2的最上端;當托盤所受壓力為50N時,P恰好位于R2的最下端,此時彈簧的形變仍在彈性限度內.

(1)圖12裝置中,當P位于R2的最下端時,電壓表的示數為3V,則電源電壓是多少?

(2)圖12裝置中,壓力25N的刻度位置標在電壓表表盤多少伏的刻度線上?

(3)在圖12、圖13兩種裝置中,兩個壓力表的刻度特點有何不同?試說明理由.

解析 (1)圖12裝置中,當P位于R2的最下端時,

電路中的電流I=■=■=0.3A.

電源電壓U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω

+10Ω)=6V.

(2)圖12裝置中,當托盤所受壓力為25N時,P恰好位于R2的中點,滑動變阻器接入電路的電阻R2為5Ω.電壓表測R2兩端電壓.

電路中的電流I=■=■=0.4A.

電壓表的示數為U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.

壓力25N的刻度位置標在電壓表表盤2V的刻度線上.

(3)圖12裝置中壓力表的刻度是不均勻的,圖13裝置中壓力表的刻度是均勻的.

圖12裝置中,當改變托盤所受的壓力時,R2接入電路中的電阻發生變化,電壓U2=■,U2與R2不是正比關系,壓力表的刻度不均勻.

第5篇

一、教學目標

1、知識與技能

(1)能說出歐姆定律的內容、公式及其涉及的單位;

(2)理解歐姆定律,能進行歐姆定律公式的變形,理解應用公式時要注意“同體性”和“同時性”,會在新的問題情境中,應用歐姆定律進行解釋、推斷和計算。

2、過程與方法

(1)經歷探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗研究過程,從而能較熟練地運用圖像處理實驗數據,了解電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。

(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。

(3)學習用數學公式來表達物理規律的方法,體會這樣做的優勢。

3、情感態度與價值觀:

結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現中增強成功體會。

二、教學重點:

歐姆定律所揭示的物理意義及其數學表達式;

三、教學難點:

歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數據的分析、歸納以及結論的得出。

四、教學器材:

調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻各一個、導線數根等。

五、教學過程

(一)設置物理情境進行討論,提出問題。

如圖的電路,你有哪些方法可以改變小燈泡的亮度?小組內討論,然后進行交流。

學生的方法:①改變電源的電壓,②改變定值電阻的阻值③串聯一個滑動變阻器等。

實驗驗證,學生觀察燈的亮度的變化

師:燈時亮時暗說明什么?

生:電路中的電流有大有小。

師:電路中電流的大小由哪些因素決定?

(二)大膽猜想,激活思維

鼓勵學生大膽猜測:你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?

學生分組討論,教師適當提示。學生聯系已學內容以及剛才的實驗現象,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——教師針對學生的回答,給予肯定:最后,根據猜想師生共同得出結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關:

過渡:到底有怎樣的關系呢?

“創設情景——提出問題——猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產生主動探索的動機,

(三)設計實驗

1、課件出示思考題

(1)根據研究電阻大小影響因素的方法,這個問題應采用什么方法研究?

(2)選擇使用哪些器材?

(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?

2、學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。

學生討論,提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變(確定應該用定值電阻而不用燈泡),研究I與U的關系;第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,改變U(用電壓表測),觀察I(用電流表測量),且電壓的調節可通過:改變電池節數來實現(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻與滑動變阻器串聯,移動變阻器滑片來實現。

師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節數方案要好。

(四)分組合作,深入探究

在此環節中,學生以小組為單位,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們的設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,作個別輔導。

學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調節,形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創新的環境。學生的思維在開放、發散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養了學生的獨立操作能力,發展了學生的思維能力、創造能力:

(五)綜合分析,歸納總結

例2、家庭中使用的是交流電,當人體通過交流電的電流達到50mA時,就會導致人體呼吸麻痹、心室顫動。假定某人身體的電阻為2kΩ,算一算,當通過50mA電流時的電壓是多大?

初次應用歐姆定律進行計算的計算題,規范解題的要求。

(七)課堂教學小結與延展:

(1)讓學生回顧本課的探究過程:發現問題——進行猜想——探索研究——得出結論——指導實踐,指明這是研究物理的基本思路;物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也進行學法指導和辯證唯物主義教育。

第6篇

【關鍵詞】教學難點;應對方法;比熱容;歐姆定律;電功率

九年級物理教學過程中,教師在進行到比熱容、歐姆定律、電功率的計算等這幾個教學難點時,就需要多加注意這些重點難點,并且對其進行恰當的處理,從而達到最好的教學效果。

1.比熱容在熱學課程教學

比熱容是涵蓋四個物理量的綜合概念,新課程實施后,教師的任務就是通過實驗讓學生理解和認識比熱容,并且引導學生用比熱容說明生活中簡單的自然現象。

1.1本課的重點在于理解比熱容的概念

利用比熱容的有關知識解釋生活中的有關問題,而難點則在于掌握熱量的計算相關公式。教師首先應當從生活引入,通過實驗建立概念,學生生活經驗相對較少,教師可以根據人教版物理教科書做演示實驗:用相同的電加熱器質量相同的水和食用油,使它們升高相同的溫度,發現加熱水需要的時間較長,然后比較它們吸收熱量的多少,看看這兩種物質的吸熱情況是否存在差異,最后實驗表明說明水所吸收的熱量較多。

教師可以帶領學生再更換其他的液體或固體來做此實驗,最后更多的實驗都表明不同的物質在質量相等、并升高的溫度相同時,吸收的熱量不同,使學生深刻理解比熱容的概念;教師要啟發學生積極思考設定質量和升高溫度的乘積被除以吸收的熱量是何原因,這是教師在教學過程中非常重要的一點。

1.2學生掌握比熱容概念后

教師可以通過定量實驗的方法使學生自主計算熱量的相關計算公式。用相同的電加熱器加熱質量不同物質A和物質B,一定時間后在自制的表格中記錄它們升高的溫度和吸收的熱量,教師需要根據加熱器功率和加熱時間提供熱量數據,并且認為這是A、B吸收的熱量,學生在教師帶領之下探究表格,可以自主計算出“物體吸收的熱量與它的質量和升高溫度乘積的比值”,計算公式有具體數據的支撐,因此更加易于理解。

2.直流電流教學中歐姆定律的學習

在電學中,電流、電壓和電阻這三個物理量之間的聯系是被歐姆定律這一條實驗定律所揭示的,而歐姆定律一直就是電學實驗定律的中心。

2.1通過創設問題情景歸納出歐姆定律

在歐姆定律的教學課時中,教師的任務是引導學生透過實驗看到電流跟電壓還有電阻之間的關聯,總結出歐姆定律。而在教學過程中,本課時的難點就在于如何設計實驗,如何分析實驗中所取得的實驗數據并進行歸整總結,如何評估實驗后得到的結果。

教師可以通過創設問題情景,引入新課問題讓學生自己提出猜想和假設,自主進行實驗探究電流、電壓和電阻之間的關系,帶領學生制定計劃與實驗方案,用控制變量法進行實驗與收集證據,在自主設計實驗方案的過程中,讓學生的實驗設計能力得到提升。

教師在學生匯報實驗方法時做適當的提示與補充,完善學生提出的需要準備的實驗器材,啟發學生用多種方法來解決問題,比如在電路上串聯一個滑動變阻器來改變電源電壓的取值。

根據學生的分析和匯報,教師將學生的實驗思路和方法進行總結,實驗可分為兩步,第一步控制電阻不變,通過調節滑動變阻器,改變電阻兩端的電壓并使其成倍數變化,再觀察通過電阻的電流的變化情況,找出電流與電壓的關系;第二步需要分別接入電路的,應當是阻值顯示為倍數關系的不同類型電阻,學生在實驗過程中,為了保持電阻兩端的電壓維持某一個固定值不變,就應當適當得調節滑動變阻器,同時觀察電流的變化,從而能夠準確地找出電阻與電流之間的聯系。

在學生分組實驗記錄數據之后,教師引導學生分析輪漲得出結論,給出評價,讓學生自主構建知識,學習科學研究方法,培養學生實驗和觀察的能力,但本課教學容量大,教學時間緊,教師不可一味放手,在適當的時候還需要引導學生進行歸納總結,從而使本課圓滿完成。

3.電功率是電學的重點內容

電能轉化為其他形式的能得過程也可以說是電流做功的過程。電流做功的多少跟電流的大小、電壓的高低、通電時間的長短都有關系。作為表示電流做功快慢的物理量,電功率等于電流與時間之比。

3.1體會電功率在實際生活中的概念

教師在本課時的教學中,應當著重引導學生理解電功率的概念,通過實驗或者舉例讓學生認識到電功率在現實生活中的廣泛應用。

而難點則在于如何理解實際功率和額定功率的區別與聯系。教師應當根據課程標準,引導學生根據實例,認識功的概念,知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。通過做演示實驗引入課題,從實驗中得知電流做功有快慢之分,引導學生得出電功率的知識以及電功率的意義從而得出定義公式以及單位和換算關系。

教師可以通過比較800W的電吹風機與40W的燈泡在相同的時間內消耗的電能讓學生理解功和功率的區別與聯系,同時從能量轉化的角度對電功率進行分析,便于學生加深理解。通過設置課堂練習和演示實驗,例如將兩燈泡先后并聯和串聯接入家庭電路中,觀察燈泡的發光情況,探究燈泡的功率是否改變了,從而使學生意識到利用燈泡銘牌上得電功率判斷燈泡的亮暗,要一并考慮電壓的影響,最后得知用電器的正常工作狀態和非正常工作狀態,指導用電器的功率不是固定不變的。

教師最后結合電功率和電功率的計算以及額定功率和實際功率的板書,梳理本課所學知識,使之形成一個完整的知識體系,同時也可以幫助學生進行記憶,最后讓學生掌握運用于解題。

4.總結

由簡單到繁雜,由淺顯到深刻的認識規律是物理教學的特點,在教學過程中,教師要做好足夠的鋪墊,這樣才能充分發揮物理教學的探究性,但同時,也要顧及到學生的接受能力,只有教師在教學過程中起到了“穿針引線”的串聯作用,知識的系統性和結構性才能夠保持。

教師要使學生能夠全方面的體驗到學習物理的樂趣,從而認識到應用科學方法的重要性,并且在探究過程中,科學思想得到熏陶,能力得以提升,掌握正確的學習方法獲得知識。

參考文獻:

[1]陸長海.中學物理重難點教學的幾點建議[J].考試(教研).2010年12期

[2]黃耀華.中學生物理學習中思維錯誤及原因探討[J].西北職教.2008年09期

第7篇

分析其根源:初中電學抽象難懂,面對縱橫交錯的電路圖,學生們往往感到無從下手,錯綜繁雜的電學概念、定律及計算公式常常使學生不知所措,然而電學綜合題歷來又是中考物理的壓軸熱點,并且綜合性強、障礙設置多。通過師生共同分析根源,我覺得在學習電學的過程中注重以下策略,可以有效提高學習效率:

一、人人“三會” 電路-------會連接、會畫、會分析

《課程標準》指出:“實驗是物理課程改革的重要環節”要求學生能動腦動手地“學”科學,改變過去以書本為主、實驗為輔的教與學的方式,把實驗地位空前提升。要解決學好抽象的電學這個問題,以實驗課堂為主陣地,通過用電器工作過程中的具體情境學習抽象的電學。

利用課外活動時間讓學生走進實驗室操作,并且利用多媒體、實物講解操作過程:什么是串聯?什么是并聯?什么是首尾相連?什么是兩端分別連在一起?還有如何判斷電路是串聯還是并聯?講解連接電路時要注意的事項。對于特別害羞的女同學,她們不敢動手,要善于開導,訓練她們的膽量,提高她們的動手實踐能力,讓她們通過實驗體會接線柱接反了的現象,比你講解多次效果明顯。這樣,人人會連接、分析電路,就能做好電路圖和實物圖之間的互相轉化。

二、培養探究意識,做好探究性教學實驗

在實施素質教育的過程中,物理教學主要是以探究性學習為主,注意對整個物理概念和結論的過程的探究,通過提出疑問、設計方案、動手操作、思考解決、得出結論等具體步驟,讓學生自主地參與教學的整個過程。電學學習更是如此。

為此,要精心設計實驗,激發學生探究的主體性,做好探究性實驗,充分發揮探究式邊學邊實驗的教育功能,實現教與學的雙贏。而不是簡單的把書中的演示實驗做一遍,然后直接把結論告訴學生。

如“探究電阻上電流跟兩端電壓關系”時,可以創設這樣的情境:先把一個2.5V的小燈泡接在一節干電池上,看看小燈泡的發光情況,再把電源換成兩節干電池上,看看此時小燈泡的發光情況。

三、理解歐姆定律并突破定律

歐姆定律一章,是在學習了電流、電壓、電阻三個重要物理量的基礎上來學習這三個物理量之間的關系。它是貫穿整個電學的重要規律,奠定了整個電學的基礎,是學習下一章電功率的前提,因此,本章內容處于重要地位,起著承上啟下的作用。因此,歐姆定律是學好電學的關鍵。

歐姆定律最難理解的知識點是:

當導體兩端電壓一定時,導體的電流與導體中的電流成反比?

當導體電阻一定時,導體兩端電壓與導體中的電流成正比?

學生初學歐姆定律時最難理解知識點,所以在實驗時應注意探究的方法、結合圖像得出電流與電壓、電阻的關系。首先鞏固練習電路分析,然后理解串并聯電路的特點,利用變化的量表示不變量或抓住其中相等的量列出關系式(電源電壓一般不變、串聯電流相等、并聯電壓相等……),若能熟能生巧,在做計算題時,這些隱含的條件便會在學生看到題的同時馬上就跳出來,再結合歐姆定律,你就能輕易地解出此題。

定律中的電流、電壓和電阻都必須是同一個導體或同一段電路上對應的物理量。不同的導體之間的電流、電壓和電阻間不存在U=IR關系。因此在運用歐姆定律公式時,必須將同一個導體或同一段電路的電流、電壓和電阻三者一一對應,再帶入計算。對于歐姆定律及導出公式,前者既有物理意義又有數學意義,后面兩個只有數學意義,所以就不成比例關系變形公式并非歐姆定律的內容,切勿混淆。把上述問題弄明白了,電學難題就迎刃而解了。

四、加強學生說題訓練,升華學生思維

新課程倡導自主、合作、探究的學習方式,讓課堂激揚,充滿生命活力,讓學生成為學習的主人。但相當多學生來自農村,許多學生生性膽怯,不善言談,我們要用激勵方式,讓他們敢于開口,表達自己的想法。因此我以"說題"(把題目的已知條件和所求的內容用自己組織的物理語言敘述出來,)為突破口,消除知識點在審題過程中的錯誤,是做題更高一層的升華,以此來提高學生學習物理的能力。

利用“說題”來強化所學知識內容,通過“說題”為學生學習而設計活動,為學生發展而開展活動,提高課堂效率,就能使我們的課堂變得生機勃勃、充滿智慧的歡樂與發展創造的快意。

五、加強變式訓練,總結中考重要考點

對于初中物理知識中最大的一塊知識“電學”, 題型雜亂,變幻莫測,學生如果抓不住解題規律,就題做題,進步不會很大。為了讓學生更好的解決這部分的問題,深入理解基本內容,培養分析問題和解決問題的能力,針對電學的一些考點,我進行了以下幾種變式處理練習,簡化學習難度:

(一)經典中考試題,變換已知量的數據進行未知量的求解;把已知量和未知量求解交換進行的;達到舉一反三的目的,觸類旁通。

(二)同類的題型歸類,找出題目中存在的異同

滑動變阻器在電學實驗中的作用:

相同點:保護電路;

不同點:探究電流與電阻:保持電阻兩端電壓不變:

探究電流與電壓關系實驗中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,多次測量,從而找出規律。

伏安法測電阻中的作用:改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流,實現多次測量,從而減小實驗誤差。

伏安法測小燈泡電功率中的作用:改變小燈泡兩端電壓,使之分別小于、等于、大于燈泡的額定電壓,以便測出不同電壓時的實際功率。

滑動變阻器在測電阻實驗中還可做定值電阻用

(三)固定的套路,變換求解

電學綜合題有何規律可循呢?分析歷屆中考物理的電學計算題,我們也稱之為電學綜合題,此題看似簡單,其實暗藏玄機?細分析做此題也有固定的套路:

1.由實物圖轉化為電路圖,建立物理模型

2.做出每種情況的等效電路,注意同一性、同時性

3.抓住物理量那些變化,那些未變,用變化量表示不變量;利用電路特點,根據各狀態之間的聯系建立等式關系

4.解未知量

在進行變式練習時,認真鉆研教材,精選例題;精講例題,以點代面,突出重點;一題多變,等幾個方面進行。應注意練習的層次,層層推進,使學生在解題時達到異中求同、同中存異、多題同解,溝通相關知識的聯系,培養其聯想思維、縱向思維能力化題型,通過解題的比較,體會解題思想,善于用概念、規律去揭示問題的本質特征,培養知識遷移運用的能力。

實踐證明,通過師生共同努力,在教學過程中吸引學生主動參與學習,注重以上“策略”,初中生完全可以學好物理電學。

參考文獻:

1、《初中物理教學中的問題與對策》東北師范大學出版社

第8篇

關鍵詞:外特性曲線;系統論;高考

近代科學的基本方法是還原論,它認為整體可以還原成一些基本的部分,通過解釋這些基本的部分就能解釋整體。在還原論的影響下,人們習慣于以一種“靜止的、孤立的”觀點考察各部分的行為和性質,然后將這些性質“組裝”起來完成對整體的描述。與還原論相對的是系統論。何謂系統?錢學森說:“由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合成的具有特定功能的有機整體。”對這句話,我們可以從四個角度來理解:①世界上任何事物都可以看成是一個系統,大至渺茫的宇宙,小至微觀的原子,都是系統。②只要整體存在,那它就必然包含著部分,必然能夠被劃分成部分。描述整體就是在描述部分。③系統中各部分(要素)不是孤立存在的,而是相互關聯著的,描述部分就相當于描述整體。④不管事物發生了什么變化它都還是一個整體,不管整體怎樣變化,都有相應的要素發生變化。當然,此時的整體不再是原來的整體,要素也不再是原來的要素。

今天高中物理學到的全電路歐姆定律,也不可避免地涉及到了系統論:電源、用電器、內電阻共同組成一個系統,當用電器的阻值改變時,整體的電流發生改變,內阻上的電壓、功率和輸出電壓、輸出功率都發生改變,但不管怎樣變化,它們都還是一個整體,遵循共同的規律――歐姆定律。

將歐姆定律變形則有U=E-Ir,如果E、r為常數,則U-I圖線為一條直線,這就是電源的外特性曲線,它仍然描述了一個系統――對應一系列大小不等的負載,其干路電流的集合、其外電壓的集合。

作為一個高頻考點,在解答相關高考題的時候,我們絕不能忘記系統論的應用。

【例1】(2010重慶卷,22題)在探究小燈泡的伏安特性實驗中,電路連接正確后,分別測得兩只燈泡的伏安特性曲線如圖B中I和II所示,然后將燈泡與電池組(電動勢和內阻均恒定)連成圖C所示電路。多次測量后得到通過的電流平均值分別為0.30A和0.60A。

A.在圖B中畫出電池組路端電壓U和電流I的關系曲線。

B.由該曲線可知電池組的電動勢為 V,內阻為 Ω。(取2位有效數字)

【分析與解答】電源的外特性曲線包含若干負載對應的干路電流和兩端電壓。本實驗用兩個小燈泡交替使用以改變負載,必然獲得兩個電流值,從燈泡的伏安特性曲線上必能查出兩個電壓值,從而得到兩坐標(0.30A,3.8V)和(0.60A,3.0V),將兩坐標點連成直線,即得如下圖像,這里體現了一種由部分到整體的思想。由于每顆燈泡與電池、內阻組成的系統都遵循歐姆定律,于是每個坐標都對應一個方程:①E=3.8+0.30r;②E=3.0+0.60r,這樣就從理論上算出E=4.6V,r=2.7Ω,這里體現了一種各要素相互關聯的思想、一種由整體(電路)到部分的思想(電池、內阻)。

【例2】(2010天津卷,9題)要測繪一個標有“3V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,實驗得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個小燈泡接到電動勢為1.5V,內阻為50Ω的電源兩端,小燈泡消耗的功率是 W。

第9篇

在高中物理新課程標準中,把科學探究和科學內容放到同等重要的地位,明確提出讓學生“經歷科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題”. 基于這一理念,人教版教材突出了規律的建立過程. 但在教學中發現,由演繹方法建立起的部分物理規律之中,存在著以特殊模型為前提演繹得出一般物理規律的現象;而對于由實驗歸納方法建立起的部分物理規律之中,教材往往直接指出如何進行歸納,而沒有充分體現過程與方法.

二、 對幾個物理規律的重構建議

在人教版教材中,《動能定理》《焦耳定律》《閉合電路歐姆定律》三個物理規律都是以特殊模型為演繹起點、通過理論演繹建立起的一般規律,而演繹方法的規則是由一般到特殊,故教材的呈現方式隱含著邏輯問題;《楞次定律》是通過實驗歸納方法建立起來的,但在對實驗現象進行歸納時,沒有充分運用科學方法引導學生進行探究,而是直接提示學生通過“中介”——“感應電流的磁場”來進行歸納. 有鑒于此,建議對它們的呈現方式進行重構.

1. 對動能定理的重構建議

(1) 教材分析

動能定理是通過理論演繹的途徑建立起來的,具體過程如下:

由牛頓第二定律F=ma=m及功的定義dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv,

將上式積分有W=mv22-mv21.

教材據圖1所示的物理模型,運用牛頓第二定律F=ma與運動學公式v22-v21=2ax進行理論演繹,得出W=mv22-mv21,并直接指出此式即為動能定理,縱觀上面的推理過程,其邏輯關系實質如圖2所示.

上述演繹推理的大前提是牛頓第二定律,小前提是物體做勻變速直線運動,那么,由此演繹得出的W=mv22-mv21的適用條件自然是與小前提相同的,因此,我們不能將其稱之為動能定理. 盡管教材此后也就物體受多個力作用及曲線運動情況作了說明或提示,但仍然不是對動能定理真正意義上的建構,故有必要對其呈現方式進行重構.

(2) 重構方案

由于學生知識結構的限制,在高中階段不可能運用理論演繹的方法建立起動能定理,為此,建議根據分類方法,分別就直線運動與曲線運動兩類情況設計的遞進性問題鏈,變理論演繹為演繹與歸納相結合,引導學生在問題解決中“發現”動能定理.

類型一:直線運動

問題1 在圖1所示的水平面上,如果物體與水平面間有摩擦力作用,物體的動能變化量與什么功相對應?

通過對此問題的探究,把W=mv22-mv21的適用范圍推廣至多力做功情況,此時的W為合外力所做的功,同時能使學生產生問題意識,即:這一結論是否具有普遍性?是否適用變力、曲線運動情況?從而生成新的問題.

問題2 如圖3所示,物體在粗糙的水平面運動,在l1、l2段分別受到水平力F1、F2作用,則物體在整個過程中的動能變化量與什么功相對應?

通過對它的探究,引導學生建構起多過程問題中功和動能變化量的關系,并把單過程中的合外力功W擴展至各過程中功的代數和,從而加深了對功W的理解.

問題3 如果物體在粗糙的水平面上運動時,受到的水平作用力F是變化的,則物體的動能變化量又與什么功相對應?

這是由問題2衍生出的直線運動中更為一般的問題,通過問題2的啟發,學生能運用微元法進行演繹推理,并得出W=mv22-mv21.

在上面三個問題中,對應的物理模型都是在水平面上的運動物體,對于其他類型的直線運動,學生也容易得出W=mv22-mv21的結論,從而通過問題解決建構起直線運動中功與動能變化量間的關系,那么此結論對于曲線運動是否成立?如果成立,我們就發現了一條新的物理規律,由此生成類型二的問題.

類型二:曲線運動

問題4 從高為H處將一物體以一速度v0沿水平方向拋出,重力對物體所做的功與物體的動能變化量之間存在什么關系?

以此問題為支架,讓學生進一步體會物理科學方法在探究過程中的作用,實踐表明,學生對此問題能從兩個角度進行探究,一是運用“猜想—檢驗”模式,先提出假說“重力對物體做的功等于物體動能的變化量”,然后運用平拋運動知識進行檢驗;二是運用微元方法,化曲為直,進行演繹推理. 同時,也使學生意識到要建立一個新的物理規律,還需要對一般的曲線運動進行分析,從而衍生出問題5.

問題5 如果物體做曲線運動,且受到變力作用,則物體的動能變化量又與什么功相對應?

對此,學生運用類比方法得出W=mv22-mv21.

在對以上兩類問題探究的基礎上,引導學生進行理論歸納,進而在問題解決中建構起具有普遍意義的動能定理.

2. 對焦耳定律的重構建議

(1) 教材分析

在物理學史上,焦耳定律是由焦耳通過實驗歸納方法得出的. 而在新教材中,沒有重現物理學史,而是以電流通過純電阻元件為前提,通過理論演繹方法對其進行重構,具體的邏輯關系如圖4.

顯然,上面推理過程的大前提是普遍適用的電功公式W=IUt,小前提是電流通過純電阻元件,因而得到的結論Q=I2Rt也只適用于純電阻元件,而由實驗歸納方法建立起來的焦耳定律是適用于任何電路元件的,故需要對其呈現方式進行重構.

(2) 重構方案

盡管運用理論演繹方法在建立焦耳定律時面臨邏輯問題,但在課堂教學中,完全重現焦耳的實驗歸納方法也是不可取的,因為在運用實驗歸納方法時,要面臨諸如實驗類型、精度等一系列問題. 為此,建議運用理想實驗與真實實驗相結合方法來建構焦耳定律,具體內容如下.

①通過定性分析,得出影響焦耳熱的物理量有R、I、t

②理想實驗的設計及其思維操作

設阻值為R0的用電器通以電流I0,在時間t0內產生的焦耳熱為Q0,依據等效思想,運用控制變量法來探究其他情況下產生的焦耳熱與Q0的關系,進而建構起Q與R、I、t的大致關系.

問題1 在電流、電阻不變的情況下,探究焦耳熱Q與時間t的關系.

理想實驗:如圖5,在電流I0、電阻R0不變情況下,在兩個時間t0內產生的熱量Q之和即為2t0時間內產生的熱量Q1,故有Q1=2Q0,由此可見,Q∝t.

在上面設計的理想實驗中,為探究焦耳熱Q與時間t的關系,運用了倍增方法和控制變量法,把待探究的時間設計為t0的整數倍,便于學生發現焦耳熱Q與時間t的關系,下面兩個理想實驗的設計思想與此相同.

問題2 在電流I0及時間t0一定的情況下,探究產生的焦耳熱Q與電阻R的關系.

理想實驗:如圖6所示,在電流I0及時間t0一定的情況下,電阻為2R0產生的焦耳熱與兩個阻值為R0的電阻串聯后在時間t0產生的焦耳熱等效,也即Q2=2Q0,故有Q∝R.

問題3 在電阻R0及時間t0一定的情況下,探究產生的焦耳熱Q與電流I的關系.

在運用理想實驗得出Q與R、t的關系后,要探究Q與I的關系,可用倍增方法構造出電流為I0的情況,以便借助上面的結論進行思維操作.

理想實驗:在電阻R0及時間t0一定情況下,通以2I0的電流時產生的熱量為Q3,根據等效思想,其產生的熱量等效為阻值為2R0的兩電阻并聯后產生的焦耳熱之和,見圖7. 由問題2知Q′3=2Q0,而Q3與Q′3的關系為Q3=2Q′3,也即有Q3=2Q′3=4Q0,故有Q∝I2.

③焦耳定律的建構

在對上面的理想實驗的思維操作基礎上,再運用綜合方法,可建構起焦耳熱Q與I、R及時間t的關系為Q=kI2Rt,其中常數k可由實驗確定,從而運用理想實驗等科學方法建立起焦耳定律.

3. 對閉合電路歐姆定律的重構建議

(1) 教材分析

教材的編寫思想是通過理論演繹把能量守恒定律與閉合電路歐姆定律聯系起來,充分體現功和能的概念在物理學中的重要性,同時又能幫助學生形成完整的認知結構. 基于這一思想,教材以純電阻電路為前提,運用能量守恒定律建立起閉合電路歐姆定律,其邏輯關系如圖8所示.

從上面邏輯關系可以看出,理論演繹的小前提是純電阻電路,大前提是能量守恒定律,因而導出的E=IR+Ir及I=也只適用于純電阻電路,但是教材緊接著又由只適用純電阻電路的E=IR+Ir推出適用于一般電路的E=U外+U內,這就產生了邏輯問題. 因此有必要對其呈現方式進行重構.

(2) 重構方案

在運用能量守恒定律進行理論演繹時,應該遵循理論演繹的規則,即從一般情況出發,導出相應的規律,然后再運用理論演繹得出純電阻電路中的閉合電路歐姆定律,具體方式如下.

對于圖9所示的電路,電源電動勢為E,內阻為r,方框內元件性質未知,電路中的電流為I,路端電壓為U. ①在時間t內,外電路中消耗的電能E外為多少?②在時間t內,內電路中電能轉化成內能E內多少?③在時間t內,電源中非靜電力做的功W為多少?④根據能量守恒定律,W與E外、E內的關系是什么?

對于上面四個問題,學生依據有關功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt,對其整理后得到E=U+Ir,其中,Ir是電源的內電壓,故此式也可寫成E=U外+U內,這兩個關系式即為一般意義上的歐姆定律,它適用于一切電路.

對于純電阻電路有U=IR,則有I=. 這是純電阻電路中的閉合電路歐姆定律.

4. 對楞次定律的重構建議

(1) 教材分析

本節教材的編寫是以問題與問題解決為紐帶,引導學生從發現問題分析問題解決問題等步驟去掌握知識,意在突出科學探究,著眼于學生探究能力的提高,其教學流程如下:

其中重溫的實驗如圖10所示,而且運用草圖記錄相關信息,以便歸納出楞次定律.

在運用圖10所示的實驗進行歸納時,面臨一個關鍵問題,就是如何從眾多的物理現象及實驗因素中尋找歸納的方向,對此,教材直接提出:“是否可以通過一個‘中介’——‘感應電流的磁場’來表述這一關系”,以此引導學生歸納出楞次定律. 但問題的關鍵是,我們是怎么想到從原磁場方向與感應電流的磁場方向的關系進行歸納的?

(2) 重構方案

根據分類方法,影響感應電流方向的因素有如下三類:一類是外部因素(磁場強弱、磁場方向、磁鐵運動方向、磁通量變化等);第二類是自身因素(線圈粗細、線圈的繞制方式等);最后是自身與外部相互聯系的方式. 在探究感應電流方向與哪些因素有關時,需要圍繞這三類因素設計一些針對性的問題,讓學生在問題解決中,提出猜想,設計實驗,修正猜想,最終“發現” 楞次定律,具體方案如下.

①探究感應電流方向與外界因素之間的關系

問題1 感應電流方向與磁場變化快慢有無關系?設計實驗驗證你的猜想.

問題2 感應電流方向與磁感應強度大小有無關系?設計實驗驗證你的猜想.

問題3 分析圖10甲和圖11所示的實驗現象,說明影響感應電流方向的外界因素有哪些.

設置問題3的目的是引導學生對兩類電磁感應問題的共同的外部特性進行歸納,總結出影響感應電流方向的外部因素是磁場方向和磁通量的變化,從而為進一步探究奠定基礎.

②探究感應電流方向與自身因素之間的關系

為了探究感應電流方向與自身因素的關系,可設置以下兩個問題.

問題4 試猜測感應電流方向與線圈的粗細、匝數是否有關,設計實驗驗證你的猜想.

問題5 感應電流方向與線圈的繞行方向是否有關?設計實驗驗證你的猜想,并把實驗信息記錄在草圖上.

通過問題5,引導學生提出猜想,并通過控制變量法,在保證磁場方向和磁通量變化方式相同的情況下,設計出圖12所示的實驗對猜想進行檢驗,進而研究感應電流方向與繞行方向的關系.

根據實驗所記錄的信息發現,在線圈的繞行方式變化時,回路中的感應電流方向也隨之變化,但是線圈中的電流繞行方向是不變的,此時引導學生探究在線圈的繞行方式變化時,什么因素是不變的?

實踐表明,按此方法重構后,學生能尋找到以“感應電流的磁場方向”為中介進行歸納,于是衍生出問題6.

③探究感應電流方向與內外關聯方式之間的關系

第10篇

         一、辨析概念,夯實基礎

         任何知識的學習掌握都離不開基礎知識。電學部分的基礎知識多、散、要辨析清楚、固記腦中。

         (一)、關于電路

         1、串聯、并聯

         初中物理中要求學生掌握最基本的兩種連接方式:串聯、并聯。能否正確分析辨別他們對后面內容的學習至關重要。識別電路的類型,可以根據定義:“逐個順次連接”為串聯,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯電路。

         2、通路、開路、短路

         電路中出現的這三種狀態,其中通路為處處相通的電路,開路為電路中有處斷開的電路,這兩種狀態易于接受,便于分清。但是學生對于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點,捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計、即為空導線,當一根空導線,或開關、或電流表(電阻小到可以認為沒有)與某個用電器并聯時,電流只走空導線,開關或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。

         (二)三個重要的物理量—電流、電壓、電阻

         1、概念辨析

         電荷的定向移動形成電流,這是電流的形成定義,簡單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒有電壓就沒有電流;電阻是指導體對電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。

         2、表示符號

         電流、電壓、電阻三物理量分別用i、u、r表示,而單位表示字母分別為a(安培)、v(伏特)、ω(歐姆)。

         3、工具的使用

         電流表是測量電流的工具;電壓表是測量電路兩端電壓的工具;調節電路中的電流和用電器兩端的電壓,可以使用滑動變阻器。

         (三)電功(w)、電功率(p)

         物理學中電功沒有確切的定義,只是描述性的,當電能轉為其它形式能時,就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時間內消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時間的長短。

         二、理解規律,把握關鍵

         (一)三個物理量在串、并聯電路中的特點

         在串聯電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導體的電阻之和。在并聯電路中:干路中電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯電路總電阻的倒數等于各并聯導體的電阻倒數之和。

         (二)歐姆定律

         一段導體的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。這個定律非常重要,一定要加強理解,熟記其使用的條件及注意事項。

         (三)電功定律

         某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學中用電路兩端的電壓u,電路中的電流i,通過的時間t,三者的乘積來計算電功。

         (四)焦耳定律

         導體中有電流通過時,導體就要發熱,此現象稱為電流的熱效應。英國物理學家焦耳經過多年的研究,做了大量的實驗,精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和時間的關系:電流流過某段導體時產生的熱量跟通過這段導體的電流的平方成正比,跟這段導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。

         三、疏通關系,構建框架

         在掌握了上述理論知識的基礎上,還要想法疏通各個物理量之間的關系,熟悉各物理量的單位及換算關系,能夠快速選擇相應的計算公式,列式解答。

         (一)重要的計算公式

         1、三個物理量的關系公式

         串聯時:i=i1=i2;u=u1+u2;r=r1+r2(若有幾個等阻值為r0的電阻串聯則r=nr0)

         并聯時:i=i1+i2;u=u1=u2;1/r=1/r1+1/r2(若有幾個阻值為r0的電阻并聯則總電阻r=ro/n)

         2、歐姆定律:i=u/r

         此公式中只有電流、電壓、電阻三個物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時要注意:①三個物理量都要針對同一段導體,或同一個電路而言;②三個物理量的單位都要使用國際單位,即分別為a、v、ω;③已知其中的任意兩個量都可以求出第三個量。

         3、電功公式:w=uit;電功率公式:p=ui

         電功、電功率這兩個物理量的計算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計算電功率公式特別多,在選擇使用時很難選擇,所以要注意選取的技巧和方法,要求的問題所在電路為串聯時:電功選用公式:w=i2 rt,電功率選用p=i2 r;而當要求所在的電路為并聯時,則分別選用w=u2/r.t,p=u2/r,這樣的選擇都利用了所在電路的特點(電流相等或電壓相等)加快解題。

         4、焦耳定律:q=i2 rt

         焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時同樣要注意公式的選擇問題,當所求問題的電路為純電阻(除了電能轉化為內能外,別無其他形式的能產生)電路時,幾個公式可以任意選取;若不是純電阻電路只可使用公式q=i2 rt不然的話計算有誤。

         (二)單位的換算

         單位換算的前提條件有兩個:一是記住每個物理量的單位及表示符號;二是要牢記各單位之間的換算進率。其中電流、電壓、電阻這三個物理量的單位較多,注意每個物理量的任何兩個相鄰的單位間的換算進率都為1000。還要注意一點,由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率,焦耳定律的公式較多,產生的單位同樣很多,使用時各物理量均使用國際單位。

         四、善于總結,歸納要領

         下面的這些要領非常重要。

         (一)串、并聯電路的識別

         上面已經提到區別它們的方法,在做題中要選取適當的方法,迅速作出判斷。

         (二)短路的辨別

         把握短路現象的真正含義——電流不經過用電器回到電源的負極。注意電流的特性——電流走捷徑。當在電路中發現有空導線,開關或電流表等元件與用電器并聯時,相應的用電器被短路不工作。

         (三)串、并聯電路中的三個物理量的關系

         兩種電路中的三個物理量的大小關系,前面已說得較為詳細,但這一點要特別重視,牢記串聯時電流相等,并聯時電壓相等,這一點解題時作用特別大。

第11篇

2008年各地中考試卷中,電學板塊常考的知識點有:識別串并聯電路、串并聯電路中電流的特點、有關電壓表的使用及讀數和串并聯電路電壓的特點、決定電阻大小的因素、滑動變阻器的原理及應用等。其中,電流表、電壓表的作用及串并聯電路電流、電壓的特點等內容在中考中所占比例較大,這些知識點常會與歐姆定律、電功率的計算綜合起來考查。

電功和電功率部分的常考知識點有:電功和電功率的概念、公式、單位、計算以及電功率的測量;額定功率與實際功率的概念及應用;電流的熱效應及其在電熱器上的利用和防止。

電和磁部分除了考查磁場、磁感線等簡單知識點外,還考查電流的磁場、影響電磁鐵磁性強弱的因素、電磁感應現象、電動機和發電機的原理以及磁場對電流的作用等知識。從2008年各地的中考試卷可以看出,試題多聯系生活實際,注重對能力的考查和研究問題的方法的考查。對于簡單電路和歐姆定律的考查在各地中考中均有體現,難點出現在識別串并聯電路和電流表、電壓表的示數變化。預計2009年中考對本部分知識的考查不會出現較大的變化,但可能會稍稍增大探究題和創新題的分量。有關電功、電功率的考試命題將在繼承2008命題特點上有所創新。如從電器的銘牌上獲取信息、利用電能表計算家庭用電器使用的電費來考查節能、電器使用時的安全問題、電功率的測量、電器在使用時有關電熱、電能及效率的問題等。其中,采用伏安法測電功率、電與熱相結合的計算以及節能問題是中考中的重中之重,注重考查實際情境中解決問題的能力。如圍繞電冰箱、電吹風、洗衣機、電水壺、電磁爐等家用電器展開的電功、電功率、電熱的應用計算尤為重要,特別是在減少環境污染和建設節能型社會的今天,電能和太陽能相結合的題目更要引起我們重視。

隨著常規能源的日益匱乏,有關用電器的效率考題也是中考的一個新亮點,預計2009年中考出現的幾率會加大。

在中考復習中,基本知識忘記得比較快,所以復習時要注重基礎。電路部分的知識單獨考的并不多,對很多知識點的考查是隱藏在對歐姆定律、電功率的綜合考查中的,復習的關鍵在于靈活掌握知識,理解題目意思,應對具體問題,努力嘗試知識的總結和遷移。

考點一:電路設計與電路故障

沖刺點金設計簡單的電路是目前中考中經常出現的題型,特別是與生活實際相結合的電路設計題已成為中考的熱點。其形式有:根據具體的要求設計出電路圖;給出電路圖判斷哪一個比較適用;既要設計電路圖,又要連實物圖等等。在畫電路圖時一定要規范:元件位置安排要適當,分布要均勻,元件不要畫在拐角處,整個電路圖最好呈矩形,圖要完整美觀,橫平豎直,簡潔工整。

電路故障通常有以下幾種情況:串聯電路或并聯電路的干路出現斷路故障,用電器不能工作,電流表沒有示數;若電流表有示數,串聯電路或并聯電路的干路肯定是通路。

電路在教材中所占篇幅較多,匯集了基本電路、電路的連接、電流的測量等問題。中考出現的題型較多,主要有電路的設計、分析、連接實物、故障判斷、電流和電壓的規律研究等問題,難度以中、低擋為主,在近幾年中考中已經大量涉及生產、生活中實際電路的應用及探究,這種趨勢預計在2009年的中考還會得到更多的體現。

預測1:(素材來自于生活實際,主要考查電路的應用及電路設計)

投影儀用強光燈泡作為光源,發光時必須用風扇降溫。為了保證燈泡不被燒壞,只有當帶動風扇的電動機工作后,燈泡才能發光;風扇不轉,燈泡不能發光。則在圖1所示的四個電路圖中符合要求的是()

預測2:(考查電路設計,串并聯電路的特點及開關的作用)

2008奧運會男子佩劍決賽中,我國選手仲滿不負眾望,以15比9擊敗法國選手贏得冠軍。如圖2所示,在擊劍比賽中,要求劍身連著導線,導線一頭連通著電子計分器,一頭連接著特制衣服,形成一個環形電路。比賽過程中,運動員(甲)沒有刺到對方(乙)的時候就是斷電的過程(對方的燈不亮同時計分器不計分),刺到對方的過程就是按下開關的過程(對方的燈亮同時計分器計分)。根據所學的物理知識,小明設計了如圖3所示的幾種電路圖。能正確判斷選手成功地擊中對手的有效部位并顯示得分的電路是()

預測3:(考查串聯電路的特點,以及電路分析、故障判斷)

圖4所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S,電路正常工作。一段時間后,發現其中一個電壓表示數變大,則()

A. 電流表的示數也增大

B. 電流表的示數可能不變

C. 電阻R可能斷路

D. 電阻R可能短路

考點二:歐姆定律

沖刺點金歐姆定律是初中電學部分最基礎的內容。探究歐姆定律和伏安法測電阻體現了電學部分最基本的實驗技能,同時也體現了物理學最基本的研究方法――控制變量法,有很強的綜合性,是歷年來各地中考試題的必考內容。通過以上分析,我們可以看出,2009年中考也將是如此。隨著新課程改革的深入,命題在聯系實際,突出物理方法,考查實驗的過程性方面會有所側重,純模型式串并聯電路的計算會降低難度,創新題會增多。探究歐姆定律、伏安法測電阻在中考中必有一者出現,滑動變阻器的創新應用也有可能成為大題。

歐姆定律的內容是:一段導體中的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。用公式表示為:I=。

由歐姆定律可導出R=,它表示導體的電阻可由計算出,即R與U、I的比值有關,但R與外加電壓U和通過電流I無關。

在運用歐姆定律進行計算時,要注意公式中的I、U、R是對同一段電路同一時刻而言的,三者單位依次是A、V、Ω。有些試題通常會給出幾組電壓值和幾組電流值,這些數值有時并不是相對應的,我們要從中選出具有對應關系的數值,如開關的閉合與斷開、滑片的移動前后,會出現不同的電流、電壓值,要能判斷哪些數據是這個用電器或電阻在相同的狀態下所擁有的。

從新課程改革的進程看,有關歐姆定律的命題形式將更加新穎靈活,重在考查知識的靈活應用及激發學生進一步學習物理的潛能。如電壓表內阻的測量、不滿足歐姆定律的非線性元件電壓、電流關系的探究、水果導電性能的探究、伏安法測電阻系統誤差的討論、歐姆表的改裝、壓敏電阻、油量表、全電路歐姆定律,均很有創意,要注意消化吸收,推陳出新,做到舉一反三。

預測1:(考查對導體的電阻和歐姆定律的正確理解)

由歐姆定律可以得出導體的電阻公式R=。下面幾位同學對此公式的理解,其中正確的是()

A. 當電壓為零時,導體的電阻也為零

B. 當電流減小時,電阻增大

C. 當電壓減小時,電阻也減小

D. 電阻是導體本身的一種性質,與電流、電壓無關

預測2:(結合歐姆定律,考查串聯電路電流、電壓的特點)

如圖5所示,電源電壓不變,當開關S閉合,滑動變阻器滑片從a向b移動的過程中()

A. 電壓表示數變大,電壓表示數變大,電流表的示數變大

B. 電壓表示數不變,電壓表示數變大,電流表的示數變小

C. 電壓表示數不變,電壓表示數變小,電流表的示數變大

D. 電壓表示數變大,電壓表示數變小,電流表的示數變小

預測3:(考查用歐姆定律分析變化電路中電表的變化情況)

如圖6所示的電路中,電源電壓不變。在滑動變阻器的滑片P移動的過程中,電流表示數變化范圍是1.5~1.0 A,電壓表的示數相應的變化范圍是0~5 V,求R的阻值和電源電壓。

考點三:電功

沖刺點金電功比較抽象,不像機械功那么直觀,我們可以從能量轉化的角度去理解電功的意義:電流做了多少功就消耗了多少電能,就有多少電能轉化為其他形式的能。電功公式W=UIt是計算電功普遍適用的公式,對任何類型的用電器(或電路)都適用。結合歐姆定律I=,可推出電功公式的變換式W=t和W=I2Rt,這兩個式子不適用于電動機以及蓄電池電路,只適用于純電阻電路,即電能全部轉化為熱能的電路。

電能表是測量電能或電功的儀器。把電能表接在電路中,電能表計數器上前后兩次讀數之差就是這段時間內用電的度數,要弄清楚電能表銘牌上幾個參數的含義。

從2008年的中考試卷可以看出,中考試題在考查基礎知識和基本技能的同時,更注重考查學生應用知識的能力和實踐探究的能力。而以能源開發和利用為背景來考查電功知識的應用則是近年來中考命題的新亮點,這類試題知識跨度大,更能綜合考查學生應用電學知識的能力。

預測1:(考查對電功公式的理解和靈活應用)

燈泡L和L并聯在電路中,L的電阻比L大,在相同的時間里,電流做功的情況為()

A. 對L燈做的功多B. 對L燈做的功多

C. 對兩燈做的功一樣多D. 無法確定

預測2:(考查學生是否會讀家用電能表,會用電能表測量用電器在某段時間內所消耗的電能)

在家庭電路中,電能表是測量用戶在某段時間內所消耗的電能的儀器。如果表面盤上標有“3 000 r/kW•h”字樣,表示的意思是每消耗_________的電能,它的轉盤轉3 000轉。把這個電能表接入家庭電路中,通過某用電器的電流使電能表在3 min內轉了60轉,那么,此時通過用電器的電流做功為_________J。

預測3:(考查光能與電能的轉化,以及對電功公式的理解和應用)

太陽能汽車是用太陽能電池將所接收到的太陽光能轉化為電能提供給電動機來驅動的。如圖7所示。已知一種太陽能汽車,太陽光照射到電池板上的輻射總功率為1.2×104 W,且電池板對著太陽時產生的電壓為240 V,并對車上的電動機提供10 A的電流。問:

(1)若通電1 min,車上電動機消耗的電能是多大?

(2)太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是多少?

考點四:電功率

沖刺點金電功率是描述電流做功快慢的物理量,它是指電流在單位時間內所做的功。電功率的定義式是P=,常用公式是P=UI,表明電功率跟電壓、電流兩個因素有關。電功率大的用電器消耗電能快,但不能說明電流做的功多。電功率公式的變換式W=和W=I2R只適用于純電阻電路,對于電動機、電風扇等用電器來說,這兩個公式都不適用。

用電器正常工作時的電壓叫額定電壓,在額定電壓下的電功率叫額定功率。一個用電器一旦生產出來,其額定電壓和額定功率就確定了。實際功率是用電器在實際工作時的電功率,是不確定的。用電器的實際功率不一定與額定功率相同,小燈泡的亮度是由其實際功率決定的。

電功率的計算是中考命題的熱點,壓軸題基本都在此出現,命題時常將歐姆定律、電功率、串并聯電路結合起來出綜合計算,并且分值多,難度較大。其內容主要為:①密切聯系生活實際,如電熱水壺、飲水機、居民用電等,真正體現“從生活走向物理,從物理走向社會”的新課程理念。②注重對能力的考查和研究問題的方法的考查,如從電器的銘牌上獲取信息的能力、探究電流做功快慢需采用控制變量法等。

預測1:(考查串聯電路中各用電器功率的分配關系)

有兩個電阻,R的阻值為2 Ω,R的阻值為8 Ω,把它們串聯起來接在某電源的兩極上,R的電功率為2 W,則此時R的電功率是_______W。

預測2:(考查對電功率公式的理解和應用)

圖8所示為一玩具汽車上的控制電路,其電動機的線圈電阻為2 Ω,保護電阻R為8 Ω,當閉合開關S后,兩電壓表的示數分別為12 V和4 V,求:

(1)電路中的電流。

(2)電動機的功率。

預測3:(考查用電器額定功率與實際功率的關系)

某品牌電熱水壺的銘牌上標著如右表所示的數據。根據表格中的數據,可知此電熱水壺的電阻為多少?若在用電高峰時期用該電熱水壺燒水,電壓只有200 V,此時電熱水壺發熱時的功率為多大?

考點五:電熱及其作用

沖刺點金電流在電路中做功,電能轉化為內能的那一部分,稱為電熱,其公式Q=I2Rt適用于任何電路。注意兩點:①在電流所做的功全部用來產生熱量的情況下,Q=W=UIt=t。這里的條件是電功全部用來產生電熱,而電流所做的功全部用來轉化成熱的情況,也只有純電阻電路才成立,故上述導出公式只適用于純電阻電路。②在電流所做的功只有一部分用來產生熱量的情況下,如電動機正常工作時消耗的電能為W=UIt,產生的電熱為Q=I2Rt,則轉化為機械能的那部分能量為W-Q。若知道用電器將電能轉化為熱能的效率η(η

電與熱相結合的計算是近年來中考命題的主要方向,以日常生活中電和熱現象的實例為載體,將電學和熱學結合在一起是中考命題的熱點,是中考中的重中之重。隨著常規能源的日益匱乏,有關用電器的效率考題也正在成為中考出現的一個新亮點,預計2009年中考出現的幾率可能會進一步加大。

預測1:(考查電能與內能的轉化,在不計熱損失的情況下,消耗的電能等于產生的內能,即Q=W)

一電飯煲銘牌上標有“220 V1 100 W”的字樣,其原理圖如圖9所示。它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋,通過單刀雙擲開關S進行調節,R為電熱絲。當開關S接高溫燒煮擋時,電路的功率為1 100 W;當開關S接燜飯、保溫擋時,電路的總功率為22 W。

(1)電飯煲在高溫燒煮擋時,開關S應與哪個觸點連接?

(2)電熱絲R的阻值多大?

(3)電飯煲燜飯、保溫1 min,電熱絲R產生的熱量為多少?

預測2:(考查電能與內能的轉化,在有熱損失的情況下,消耗電能的一部分等于產生的內能,即Q=ηW)

電視節目主持人,衣著光鮮,時尚靚麗,令人羨慕,其背后的艱辛卻鮮為人知。由于演播室燈光密集,室內氣溫往往很高,在炙熱燈光的“燒烤”下,看似風光無限的主持人其實也很不好受,幾個小時的節目下來,主持人往往會大汗淋漓。若一個高3 m,面積為40 m2的演播室,燈的總功率為20 kW,燈將電能的80%轉化為熱能,且熱能的10%被空氣吸收。查閱資料得知,空氣的密度約為1.3 kg/m3,空氣的比熱容約為103 J/(kg•℃)。現錄制一個0.5 h的節目,求:

(1)演播室內所有燈消耗的電能。

(2)演播室內所有燈散發出的熱量。

(3)演播室內空氣升高的溫度。

預測3:(通過電動機做功,考查電能與其他能量的轉化及能量守恒定律)

從能量轉化的角度看,電動機主要是把電能轉化為機械能,同時還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉。現實驗室有一個微型電動機,如圖10所示,銘牌上標有“12 V 3 W”的字樣。問:

(1)每分鐘該微型電動機消耗的電能是多少?

(2)若該微型電動機線圈的電阻是4 Ω,則線圈每分鐘產生的熱量是多少?

(3)這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少?

考點六:生活用電

沖刺點金家庭電路由電能表、總開關、保險絲、插座、用電器及其開關幾部分組成。插座和各用電器之間是并聯,用電器和控制它們的開關之間是串聯,且開關應一端連火線一端連用電器,螺旋口燈座的螺旋套只能接在零線上。三孔插座比兩孔插座多出的那個孔要接地,通過三腳插頭與用電器的外殼相連,保證外殼與火線接通時的人體安全。生活中安全用電的原則是:不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。不用濕手觸摸開關,不用濕抹布擦電器,不在電線上晾曬濕衣服,不在高壓線附近放風箏,電視天線不要靠近樹木,及時檢查電器的絕緣皮是否有破損等。發現有人觸電后,要切斷電源或用絕緣的東西把電線挑開;電路著火時,必須先切斷電源,切不可潑水救火。高大建筑要安裝避雷針,雷雨天不能在大樹下避雨,防止雷擊。家庭電路中電流過大的原因有兩個:①用電器的總功率過大;②發生短路。

以往的中考,重點考查生活中的安全用電原則、家庭中基本的電路連接和日常生活中用電事故的處理以及家庭電路中的故障分析。由于家庭電路與我們的生活息息相關,讓學生掌握安全用電知識,提高安全用電的意識,具有實際意義。預計今年的中考熱點是家庭電路中用電器的正確連接、生活中安全用電的知識和生活中出現用電事故的分析和處理。

預測1:(考查安全用電的原則)

用電安全是保證人民生命財產安全的基本原則。如圖11所示的現象中,符合安全用電原則的是()

預測2:(考查學生對家庭電路中開關、電燈、帶金屬外殼的用電器連接的掌握情況)

請在如圖12所示的家庭電路中,按照安全用電的原則,以筆畫線代替導線,將一個帶按鈕開關的螺口燈泡、一個電熱水壺接入電路。

預測3:(考查學生對用電器工作時的能量轉化問題的理解,明確家庭電路中發生火災的原因及發生電器火災時應怎么做)

洗衣機是我們日常生活中最常用的電器之一,如圖13所示。它工作時把電能轉化為______和______,在使用洗衣機洗滌時,要注意掏清衣褲口袋里的物品,并在投放衣物時控制合理的投放量。若洗衣機一次性投入衣物過多,渦輪被繩、帶、發卡等小物件卡住,會使洗衣機負荷過大甚至停止轉動,進而導致電線過熱,可能發生_________而起火。起火時應先________,再滅火。

考點七:電和磁

沖刺點金物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性,具有磁性的物質叫磁體。磁體上磁性最強的部分叫做磁極,分別為南極(S)和北極(N)。同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。

磁感線是形象地研究磁場的一種方法,它不是真實存在的線,是人們為形象地描述磁場而假想的一些曲線。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來回到磁體的南極。

奧斯特實驗表明通電導線周圍存在著磁場,且磁場方向與電流方向有關。通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場一樣,其極性可以由安培定則來判定:先辨清繞線方向,標出螺線管上電流的環繞方向;用右手握住螺線管,讓四指彎向電流的方向;此時大拇指所指的一端即為通電螺線管的N極。將鐵芯插入螺線管中就做成了電磁鐵,螺線管的磁性強弱與通入電流的大小、線圈匝數的多少及是否插入鐵芯有關。電磁鐵的優點是磁性有無可以通過通斷電來控制;磁性強弱可以由電流的大小來控制;磁極方向可以由電流的方向來控制。

讓一個磁體接近一個通電導體就會產生磁力的作用。電動機就是利用通電線圈在磁場里受力轉動的原理制成的,在工作中把電能轉化為機械能。

閉合電路的一部分導體,在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生感應電流,這種現象叫做電磁感應,產生感應電流的條件:第一,導體是閉合電路中一部分。第二,導體在磁場中做切割磁感線的運動。當導體平行于磁感線運動時,不產生感應電流;當導體放入磁場中不運動時,也不會產生感應電流。產生感應電流的方向和磁場方向、導體運動方向有關。發電機就是根據電磁感應現象制成的,工作時將機械能轉化為電能。

根據近幾年的中考題分析,這部分知識主要考查的是磁現象、電流對磁場的作用、電磁鐵、電磁感應。隨著人類社會的發展,能源危機和污染的日漸加劇,利用電磁感應知識產生清潔的電能將成為以后能源利用的一個重點方向。預計今年的中考熱點可能在磁現象、電流的磁場和電磁感應及應用上。

預測1:(考查磁化現象、利用安培定則判斷通電螺線管的磁場方向、磁感線方向的規定、影響電流的磁場的因素及磁極間的相互作用)

如圖14所示,在螺線管中插入一根鐵棒,通電后,鐵棒被_________________,請在圖中畫出磁感線的方向。當變阻器向左滑動時,彈簧的長度將________。(選填“伸長”或“縮短”)

預測2:(考查發電機的原理是電磁感應,明確什么是電磁感應現象)

據分析,由于中國經濟仍將保持高速增長,因此電力供需矛盾在近幾年將非常突出。為確保生產生活中用水、用電需求,許多單位、賓館飯店、居住小區甚至家庭都備起了發電機。圖15所示為一款家用小型發電機,其原理是___________________________________。它是由軸承及端蓋將發電機的定子和轉子連接組裝起來,使轉子能在定子中旋轉,做_______運動,從而產生______________。

第12篇

有人可能認為培養優秀學生主要靠課外小組和個別輔導,與課堂教學關系不大,這種看法是片面的,實際上課堂教學是至關重要的。本文著重從高中物理課堂教學這一側面來總結取得這些成果的經驗。

我們十多年來的課堂教學經驗可以總結成三句話:追根尋源真一點,實驗研究多一點,能力要求高一點,簡稱“三點”教學法,因此我們稱自己的教材為“三點”法教材。我們的“三點”法教學完全是根據國家教委頒布的高中物理教學大綱編寫的。因為我們面對的是全班學生,不可能而且也不應該把課堂教學變成物理競賽輔導,我們確實通過課堂教學明顯提高了學生的素質和能力,為學生在高考和物理競賽中取得優異成績打下了扎實基礎。

一個學生學習物理,首先接觸到的就是物理定律。因此,怎樣搞好物理定律教學,必然是每個物理教師首先要考慮的問題。

在進行某一物理定律教學時,我們有意識補充了大量的與這一定律的建立過程有關的內容,這就是所謂的“溯源”教學。任何一個重要物理定律的建立,都有一個艱辛而漫長的過程。探索定律的工作只所以能成功,這個定律最后只所以能夠確立起來,其中一定有很多科學的研究方法和正確的推理思維方式,這些內容毫無疑問是屬于物理學科中最重要的東西,是人類一筆寶貴的知識財富,也是我們物理教學的寶貴財富。

在講授牛頓萬有引力定律時,我們從第谷對行星進行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起,然后是開普勒在擁有這些數據的基礎上,通過大量計算總結出描寫天體運動的經驗規律(開普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動力學原理對這些規律予以解釋,終于發現了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律。

在學習牛頓萬有引力定律的過程中,我們還著重向學生介紹在學習庫侖定律的過程中,我們糾正了學生由于大多數教科書敘述籠統而形成的錯誤觀念,使學生明白:①庫侖當年只用扭秤做了兩個同種電荷互相排斥的實驗,而沒有做兩個異種電荷互相吸引的實驗,因為在后一實驗中的平衡有可能是不穩定的。庫侖是用電擺來完成后一實驗的;②無論是扭秤還是電擺,精確度都是很有限,根本無法確定兩電荷之間的作用力與距離的平方成反比,更不是與距離的1.98次方或2.02次方成反比。當年的庫侖(實際上還有更早的卡文迪許),以及后來的麥克斯韋、普林普頓等人都是用另一種實驗方法將指數的精度逐漸提高,直至今天的2±3×10-16,終于使庫侖定律成為當今物理學中最精確的定律之一。結合庫侖定律的建立過程,我們還向學生介紹了“類比”和“演繹驗證”的方法。

在學習歐姆定律過程中,學生一開始都以為研究通過導體的電流和導體兩端的電壓之間的關系不是很困難的,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可。可是我告訴他們,在歐姆那個年代,沒有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的。他到底是怎樣得到這個電學中最重要的定律呢?學生頓時產生了濃厚的興趣。在學習歐姆定律誕生過程的同時,我們還結合歐姆的實踐,介紹了用圖線探究新規律的方法。

此外,我們還結合牛頓運動定律介紹了“理想實驗”、“推理”、“實驗研究”等方法,結合氣體定律介紹了“分析法”,結合能量的轉化和守恒定律介紹了“綜合法”,使學生比較系統地掌握了一些重要的科學研究方法,有的同學深有體會地說:物理定律是寶貴的,但研究物理定律的科學方法更寶貴;誰掌握了這些方法,誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘。

在物理定律教學中,我們在課堂上經常采用設問方法,不是直接告訴學生某個定律是怎樣建立起來的,而是不斷提出問題讓學生去思考,擺出困難讓學生去克服,提出任務讓學生去完成,制定目標讓學生去實現,這樣可以有效發展學生的創造性思維和解決問題的能力。

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