歐姆定律方法8篇

時間:2023-08-20 14:38:54

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歐姆定律方法

篇1

關(guān)鍵詞:歐姆定律 高中物理教學(xué)方法

一、教材分析

《歐姆定律》的內(nèi)容,在初中階段已經(jīng)學(xué)過,高中階段《物理》安排這節(jié)課的目的,主要是讓學(xué)生通過課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識;體會物理學(xué)的基本研究方法(即通過實(shí)驗(yàn)來探索物理規(guī)律);學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法;再次領(lǐng)會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了《歐姆定律》教學(xué)的教學(xué)目的和教學(xué)要求。教學(xué)不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容,重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;在得出結(jié)論時用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實(shí)驗(yàn)過程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的,從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學(xué)家的思維方法。

《歐姆定律》的內(nèi)容在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識的作用,另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定了基礎(chǔ)?!稓W姆定律》實(shí)驗(yàn)中分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法,也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用。因此也可以說,《歐姆定律》是后續(xù)課程的知識準(zhǔn)備階段。

通過《歐姆定律》的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用。《歐姆定律》內(nèi)容的重點(diǎn)是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這是教學(xué)的核心,是教學(xué)成敗的關(guān)鍵,是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。《歐姆定律》教學(xué)的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在電場一章中已經(jīng)接觸過,但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識,對此還是比較生疏。從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)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(dá)式,從數(shù)學(xué)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(xué)生常將兩種表達(dá)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(guān)于教法和學(xué)法

《歐姆定律》教學(xué)采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法。教師邊演示、邊提問,讓學(xué)生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏,給學(xué)生充分的時間進(jìn)行思考和討論,教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥,必要時可進(jìn)行大面積課堂提問,讓學(xué)生充分發(fā)表意見。這樣既有利于化解難點(diǎn),也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。

通過《歐姆定律》的學(xué)習(xí),要使學(xué)生領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法,領(lǐng)會怎樣提出研究課題,怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計,怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材,怎樣進(jìn)行實(shí)際操作,怎樣對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和物理規(guī)律。同時要讓學(xué)生知道,物理規(guī)律必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),不能任意外推,從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣。

三、對教學(xué)過程的構(gòu)想

為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性,對一些主要教學(xué)環(huán)節(jié),有以下構(gòu)想:

1.在引入新課提出課題后,啟發(fā)學(xué)生思考:物理學(xué)的基本研究方法是什么(不一定讓學(xué)生回答)?這樣既對學(xué)生進(jìn)行了方法論教育,也為過渡到演示實(shí)驗(yàn)起了承上啟下作用。

2.對演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計可先啟發(fā)學(xué)生思考回答。這樣既鞏固了他們的實(shí)驗(yàn)知識,也調(diào)動他們盡早投入積極參與。

3.在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時可請兩位學(xué)生上臺協(xié)助,同時讓其余同學(xué)注意觀察,也可調(diào)動全體學(xué)生都來參與,積極進(jìn)行觀察和思考。

4.在用列表對比法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,提出下面的問題讓學(xué)生思考回答:為了更直觀地顯示物理規(guī)律,還可以用什么方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?目的是更加突出方法,使學(xué)生對分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識。到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次,通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲。

5.在得出電阻概念時,要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(xué)生結(jié)論,而應(yīng)給予充分的時間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢,可提問請學(xué)生回答或展開討論,讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮,使課堂氣氛掀起第二次,也使學(xué)生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。

6.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出歐姆定律,這實(shí)際上是認(rèn)識上的又一次升華。要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性,在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行,以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力。教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫。要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推。

7.為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成,可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí),達(dá)到鞏固之目的。然后結(jié)合課本練習(xí)題,熟悉歐姆定律的應(yīng)用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題。

四、授課過程中幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

1.注意在實(shí)驗(yàn)演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹。

2.注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作,數(shù)據(jù)不能虛假拼湊。

3.注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度。可預(yù)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(xué)生都能清晰地看見。

4.定義電阻及歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節(jié)奏混亂??砂央娮璧母拍罴岸x在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論時提出,而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后。這樣學(xué)生就不易將二者混淆。

5.所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點(diǎn)放在概念辨析和方法訓(xùn)練上,不能把套公式計算作為重點(diǎn)。

6.注意調(diào)控課堂節(jié)奏,避免單調(diào)枯燥。

參考文獻(xiàn):

篇2

1.教材的地位和作用

“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動變阻器之后的內(nèi)容,這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律,又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。通過學(xué)習(xí)“歐姆定律”,主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個基本物理量之間的關(guān)系,初步掌握運(yùn)用歐姆定律解決簡單電學(xué)問題的思路和方法,同時也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識與電路分析和計算打下基礎(chǔ),起到了承上啟下的作用。

2.教學(xué)目標(biāo)

(1)知識與技能

通過實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。

(2)過程與方法

運(yùn)用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系,歸納得出歐姆定律。

(3)情感態(tài)度與價值觀

通過對歐姆定律的認(rèn)識,體會物理規(guī)律的客觀性和普遍性,增強(qiáng)對科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。

3.教學(xué)的重難點(diǎn)

重點(diǎn):理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。

難點(diǎn):對歐姆定律的理解和應(yīng)用。

二、說教法

這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法,提高課堂效率,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的原則。

三、說學(xué)法

在物理教學(xué)中,應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo),應(yīng)重視學(xué)情,突出自主學(xué)習(xí),鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過閱讀例題,讓學(xué)生在閱讀過程中進(jìn)行分析、推理,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。

四、說教學(xué)設(shè)計

在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗(yàn)的基礎(chǔ)上的,先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo),學(xué)生通過自主解決實(shí)際問題獲得感性認(rèn)識。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學(xué)生去完成,即便會有一些問題,也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題的源頭出在哪里,讓學(xué)生對問題進(jìn)行分析和討論,這樣既加深學(xué)生對歐姆定律的理

篇3

關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)思考;教學(xué)研究

一、在歐姆定律教學(xué)過程當(dāng)中,學(xué)生經(jīng)常會遇到的問題

物理學(xué)科作為一門科學(xué)類學(xué)科,其教學(xué)內(nèi)容通常比較枯燥,部分學(xué)生表示學(xué)習(xí)比較費(fèi)勁,如何能讓學(xué)生徹底明白和消化歐姆定律,是教師需要考慮的問題。教師可制訂相關(guān)學(xué)習(xí)計劃,針對不同層次的學(xué)生制訂適合的學(xué)習(xí)計劃。教學(xué)中的重點(diǎn):電流、電壓、電阻等相關(guān)知識點(diǎn),一定要重點(diǎn)講解以便學(xué)生掌握,將理論知識與動手實(shí)踐結(jié)合起來,讓學(xué)生在實(shí)踐中加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)中的儀器和知識點(diǎn)的把握。

二、讓學(xué)生明白歐姆定律的主要內(nèi)容即電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系

歐姆定律作為初中物理電學(xué)的基礎(chǔ),在初中教學(xué)之中只涉及部分電路,只有充分掌握了歐姆定律才能進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)部分的相關(guān)理論分析和計算。歐姆定律即闡述電流、電壓、電阻三者之間相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系,教師在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中引導(dǎo)學(xué)生自己推算出電壓、電阻、電流三者之間的關(guān)系,從而引出歐姆定律,讓學(xué)生的記憶更加清楚。演示實(shí)驗(yàn)完成后要讓學(xué)生自己動手,加深理解。

掌握基礎(chǔ)定律知識后,教師則應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析三者之間變化的問題,即電流是隨著電阻與電壓的變化而改變。在歐姆定律例題分析中比較常見的問題是多個變量的問題分析,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析,運(yùn)用一不變二變的方法來進(jìn)行問題分析。由于初中學(xué)生的理解水平有限,且電壓、電流、電阻的概念比較抽象,教師可借助多媒體教學(xué)工具,利用相關(guān)教學(xué)短片幫助學(xué)生理解。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”,并且引導(dǎo)學(xué)生明白電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性,電阻的大小是受到溫度、導(dǎo)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(guān),電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變,只是運(yùn)用電壓和通過的電流比例數(shù)值表達(dá)起來比較方便。

很多學(xué)生在學(xué)習(xí)歐姆定律之后,錯誤地以為電阻是受電流與電壓影響的。相關(guān)教師一定要及時糾正學(xué)生的錯誤理解,教師在做演示實(shí)驗(yàn)時,需要讓學(xué)生明白研究方法。運(yùn)用控制變量法來研究,如電阻不變,研究電流與電壓之間的數(shù)量關(guān)系;電壓不變,來分析電阻與電流之間的量變關(guān)系,并且要直接將實(shí)驗(yàn)方法演示給學(xué)生看,從而加深學(xué)生的理解。

三、讓學(xué)生一帶一,提高學(xué)生掌握程度

不同的學(xué)生對歐姆定律的掌握程度不盡相同,教師可將成績優(yōu)秀的學(xué)生與成績較差的學(xué)生進(jìn)行分組,形成學(xué)習(xí)氛圍較好的學(xué)習(xí)小組。采取團(tuán)體合作的方式來幫助學(xué)生學(xué)習(xí),有些學(xué)生面對老師和面對同學(xué)學(xué)習(xí)效果也不同。學(xué)生相互之間的溝通比較方便,理解能力也大體相同,進(jìn)步速度也相對較快,教師從一旁進(jìn)行指導(dǎo)。讓學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)的相關(guān)知識以后,教師再進(jìn)行分析,讓學(xué)生充分掌握后再進(jìn)行鞏固提高,能提高舉一反三采取多方面思維的能力。學(xué)生之間相互討論,也能形成良性的競爭式學(xué)習(xí),另外樹立學(xué)習(xí)的榜樣,也能從心理上鼓勵學(xué)生主動學(xué)習(xí),幫助學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。并且讓學(xué)生不定期進(jìn)行交換學(xué)習(xí),以促進(jìn)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)水平。這樣既能促進(jìn)學(xué)生相互之間學(xué)習(xí)進(jìn)步,又能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神。

總之,歐姆定律作為電學(xué)的基礎(chǔ),學(xué)生必須真正掌握該定律,教師在實(shí)際教學(xué)過程當(dāng)中,應(yīng)該對物理教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和具體化,讓不同層次的學(xué)生群體都能充分掌握。此外,還要引導(dǎo)學(xué)生在思維方面和動手實(shí)踐方面進(jìn)行改進(jìn),并且從中歸納出一些行之有效的教學(xué)方法,從而讓學(xué)生更好地掌握歐姆定律的基礎(chǔ)理論,為以后的學(xué)習(xí)做好鋪墊,提高相關(guān)教學(xué)任務(wù)的質(zhì)量,在實(shí)際教學(xué)過程當(dāng)中,注重培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力、案例分析和其他方面解決問題的能力,讓學(xué)生能夠掌握控制變量法。同時要培養(yǎng)學(xué)生積極探索事物本質(zhì)的科學(xué)精神,切實(shí)提高學(xué)生的物理綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn):

[1]宣小東.對現(xiàn)行教材中歐姆定律教學(xué)設(shè)計的一些思考[J].物理教學(xué)探討,2005(3).

[2]許忠林.初中物理歐姆定律教學(xué)中常見的問題及對策研究[J].成才之路,2015(9).

[3]符東生.關(guān)于初中“歐姆定律”教學(xué)的思考[J].物理教學(xué),2014(8).

[4]王存香.《歐姆定律》教學(xué)思考[J].數(shù)理化解題研究,2014(5).

篇4

一、將定值電阻改用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

絕大部分老師在進(jìn)行蘇科版歐姆定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)時常常有這樣的一個困惑,定值電阻標(biāo)有10歐姆,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時定值電阻的阻值卻不準(zhǔn)確,給歐姆定律實(shí)驗(yàn)帶來了一些不必要的麻煩。我認(rèn)為定值電阻不準(zhǔn)確的原因是:定值電阻出廠時是很精確的,但是由于學(xué)校購置后存放在實(shí)驗(yàn)室的條件不好,另一方面定值電阻存放時間過長,現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中的定值電阻還是八十年代的產(chǎn)品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化,電阻線也發(fā)生了化學(xué)變化,常見的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限,不可能每年都購買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關(guān)系時,要多次改變定值電阻的阻值,多次改變所連的電路,浪費(fèi)了許多實(shí)驗(yàn)時間。為此我嘗試用電阻箱來代替定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內(nèi),不易氧化。另一方面電阻箱內(nèi)電阻的精確度高,一般實(shí)驗(yàn)室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆,大大高于定值電阻的精確度。另外在進(jìn)行研究電流與電阻的關(guān)系時,要多次改變定值電阻的阻值,利用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就不必重復(fù)拆線連線,節(jié)省了許多實(shí)驗(yàn)時間,大大提高了課堂效率,讓學(xué)生在課堂上有更多的時間來提高自己的知識技能。

二、電源由干電池組改為學(xué)生電源

這個探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)在書本上用干電池組進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn),但是使用時由于干電池使用時間較長,干電池內(nèi)部會發(fā)生化學(xué)變化,干電池的電阻會發(fā)生變化,對實(shí)驗(yàn)的操作會產(chǎn)生影響。即使用了三節(jié)干電池,定值電阻兩端的電壓不一定達(dá)到3伏。另外從環(huán)保的角度分析,一學(xué)期電學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生至少要進(jìn)行三次電學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如果大量使用干電池作為電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn),一個中等規(guī)模的初級中學(xué)會產(chǎn)生一千多個廢舊電池,一方面大量浪費(fèi)了學(xué)校有限的辦公經(jīng)費(fèi),另一方面學(xué)校對廢舊電池處理不當(dāng),對周圍環(huán)境會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。綜合上述考慮,我認(rèn)為用學(xué)生電源來替代干電池,學(xué)生電源干凈污染少,還可以避免干電池內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)的影響。當(dāng)然學(xué)生電源并不是沒有缺點(diǎn),學(xué)生電源如果使用不當(dāng)對人身安全有危險。我認(rèn)為今后物理老師進(jìn)行電學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時,盡可能使用學(xué)生電源,只要安全措施恰當(dāng),學(xué)生電源是進(jìn)行歐姆定律和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)最好的電源選擇。

三、導(dǎo)線由接線端帶叉口的導(dǎo)線改為兩端是鱷魚夾的導(dǎo)線

學(xué)生在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時連七根線,學(xué)生在連接電路時,經(jīng)常不能捏緊螺母,造成接觸不良,實(shí)驗(yàn)效果較差,為了提高學(xué)生做歐姆定律實(shí)驗(yàn)的效率,我校在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時,用鱷魚夾來代替帶叉口的導(dǎo)線??晒?jié)省連接導(dǎo)線的時間,我做過調(diào)查,學(xué)生用鱷魚夾代替帶叉口的導(dǎo)線連接電路后,連接歐姆定律實(shí)驗(yàn)電路圖的時間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來的50%提高到80%左右,減少了一些不必要的檢修時間。節(jié)省了實(shí)驗(yàn)操作時間,增加了學(xué)生進(jìn)行探究的時間。另外為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度鱷魚夾最好用銅制,導(dǎo)線改用較粗的銅導(dǎo)線,在導(dǎo)線與鱷魚夾連接處應(yīng)用錫焊或銀焊,這樣導(dǎo)線與鱷魚夾不易脫落。焊接處應(yīng)加一根橡膠管加以保護(hù),這樣同學(xué)們在使用時不易折斷,盡可能提高實(shí)驗(yàn)的成功率和精確度。有些老師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)存在誤差可以證明實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性,其實(shí)這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的,在以前實(shí)驗(yàn)環(huán)境較差、實(shí)驗(yàn)器材精確度不高,在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現(xiàn)在無錫地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好,各校都在進(jìn)行現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造或已經(jīng)完成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造。如果此時實(shí)驗(yàn)誤差較大,這與物理老師的嚴(yán)謹(jǐn),對科學(xué)的一絲不茍的精神是不相符的。

四、數(shù)據(jù)處理時采用整數(shù)

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關(guān)鍵詞: 物理 歐姆定律 復(fù)習(xí)

在物理復(fù)習(xí)的整個知識體系中,電學(xué)知識板塊兒尤為重要。一是:它占整個三式合一理化試題物理部分的40%左右,即70分中的近30分屬于物理電學(xué)試題。二是:電學(xué)知識在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用已凸顯出來。而要學(xué)生全面掌握、領(lǐng)會初中階段電學(xué)知識,對于相當(dāng)一部分初中生來說具有較大的難度。從教以來我聽過一些初中電學(xué)復(fù)習(xí)課:有的先把所要用到的電學(xué)公式板書在黑板上,再講典型例題,接著練習(xí);有的則通過學(xué)生作題中所反饋的問題對知識進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào),再練習(xí);有的直接強(qiáng)調(diào)萬變不離其宗,讓學(xué)生多看教材,然后講例題等。復(fù)習(xí)中講例題沒錯,但選擇的例題過多,又無代表性,既延長了復(fù)習(xí)時間,又不能使學(xué)生的知識得到升華。久而久之,學(xué)生疲勞,老師厭煩。要使復(fù)習(xí)課在短時間內(nèi)生動、奏效,應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)睦},在講例題的基礎(chǔ)上,對知識進(jìn)行歸納和升華。

復(fù)習(xí)課,一要體現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會”,教學(xué)方式多樣化等新課程理念;二要體現(xiàn)“知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度和價值觀”三維目標(biāo)的培養(yǎng);三要優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)、幫助下,把學(xué)到的知識歸納起來,從而便于提練和記憶。所以對電學(xué)的復(fù)習(xí)要從學(xué)生喜聞樂見的小電器起步,從典型例題入手進(jìn)行歸納總結(jié)。

例1:如圖-1是一個玩具汽車上的控制電路。小明對其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn):電動機(jī)的線圈電阻為1Ω,保護(hù)電阻R為4Ω。當(dāng)閉合S后,兩電壓表的示數(shù)分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動機(jī)的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學(xué)出版社出版,經(jīng)陜西省中小學(xué)教材審定委員會2008年審定通過的《物理課堂練習(xí)冊》中的一道題)

學(xué)生通常按下列方法計算電路中的電流:

R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,

電動機(jī)中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,

由此得第一空電路中的電流就有兩個值0.5A和4A。

于是第二空的對應(yīng)值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個問題:

1.根據(jù)歐姆定律計算出兩個串聯(lián)元件中的電流不相等,與串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)相矛盾。

2.由串聯(lián)分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:

①當(dāng)U=2V時,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;

②當(dāng)UM′=4V時,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系相矛盾。

對此,應(yīng)找出題中所涉及的知識點(diǎn),分析這些知識點(diǎn)間的聯(lián)系,那上面的矛盾就迎刃而解了。

首先,應(yīng)對歐姆定律有深入的理解。

例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導(dǎo)學(xué)生分析如下:

1.對電路狀態(tài)的分析。

(1)當(dāng)S、S、S都閉合時,R與R并聯(lián),并聯(lián)后作為一個整體再與R串聯(lián)。A測R中的電流,V測R或R兩端電壓。

(2)當(dāng)S、S閉合S斷開時,則由圖-2演變?yōu)閳D-2(a)到(b)。

R與R串聯(lián),R處于斷開狀態(tài),A測整個電路中的電流。

(3)當(dāng)S、S閉合S斷開時,則由圖2演變?yōu)閳D-2(c)到(d)。

R與R串聯(lián),R處于斷開狀態(tài),V測R兩端電壓。

2.歐姆定律中涉及I、U、R三個量間的關(guān)系。

(1)歐姆定律中的I、U、R三個量是針對同一個用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。

當(dāng)圖-2中的S、S、S都閉合時,A測R中的電流為I,V測R兩端電壓為U。此時能否用U與I的比值來計算R或R阻值呢?(即R=U/I)。

如果R=R時,由于R與R并聯(lián),所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據(jù)R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結(jié)果,實(shí)屬偶然巧合。

若R≠R時,那么R=U/I,若再按R=U/I來計算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因?yàn)殡妷合嗟仁遣⒙?lián)電路電壓的特點(diǎn),R、R中的電流是不相等的。上述中錯誤地認(rèn)為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個不同電阻(或用電器,或電路)的對應(yīng)量,也就違背了“同一性”。

這就告訴我們,在應(yīng)用歐姆定律解題時,一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學(xué)中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。

(2)歐姆定律中的I、U、R三個量必須是同一狀態(tài)、同一時刻存在的三個物理量,即必須滿足“同時性”。

在圖-2中,當(dāng)S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小是否相等?

在圖-2中,當(dāng)S、S閉合S斷開時,不難看出,R與R串聯(lián):I=I=I則I=U源/(R+R);當(dāng)S、S閉合S斷開時,R與R串聯(lián):I=I=I,則I=U/(R+R)。因?yàn)镽+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小不相等,這是因?yàn)镾、S閉合時與S、S閉合時電路狀態(tài)不同,R是在不同的狀態(tài)下工作,不是同一時間內(nèi)電流的大小,電流不相等。

在利用公式計算的過程中,不能用第一狀態(tài)下的量值與第二狀態(tài)下的量值代入關(guān)系式計算。如:要計算R的電阻值,就不能用第一狀態(tài)下R兩端的電壓值與第二狀態(tài)下R中的電流的比值來計算R的電阻值。在計算電流、電壓時,也不能這樣處理。

因此在利用公式計算時,帶值入式的物理量必須是同一狀態(tài)下的物理量,必須滿足“同時性”。

(3)歐姆定律中的I、U、R三個量的單位必須同一到國際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應(yīng)滿足“統(tǒng)一性”。

除各物理量的主單位外,還應(yīng)記住常用單位及其單位換算關(guān)系,將常用單位換算為國際單位制單位,在利用其它電學(xué)公式計算時也要統(tǒng)一單位。

如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對應(yīng)單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。

我們要確定歐姆定律的適用條件。

1.歐姆定律只對一段不含電源的導(dǎo)體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。

例1中涉及到電磁轉(zhuǎn)換的知識,電動機(jī)工作時實(shí)質(zhì)上也是一個發(fā)電機(jī)。電動機(jī)工作時,其閉合線圈切割磁感線會產(chǎn)生感應(yīng)電流,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流對流過電動機(jī)線圈中的電流有一定影響。

實(shí)際上圖1相當(dāng)于一個“RL”串聯(lián)電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數(shù)和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關(guān)系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。

雖然電動機(jī)工作時產(chǎn)生的阻抗目前初中階段無法計算出來,但無論電動機(jī)工作時產(chǎn)生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動機(jī)兩端的實(shí)加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動機(jī)的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。

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上述分析說明,電阻R所在的這部分電路與電動機(jī)所在的這部分電路有著本質(zhì)的不同。從能量轉(zhuǎn)化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能;而電動機(jī)所在的這部分電路電能只有少部分轉(zhuǎn)化為熱能,大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。

歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時候電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動機(jī)、電風(fēng)扇,等等,除了發(fā)熱外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導(dǎo)出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)

2.歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和通常狀態(tài)下的電解質(zhì)溶液;但是對于氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導(dǎo)電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對某一導(dǎo)體是否適用,關(guān)鍵是看該導(dǎo)體的電阻是否為常數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數(shù)時,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對它成立;當(dāng)導(dǎo)體的電阻隨電壓、電流變化時,其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對它不成立。

3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導(dǎo)體溫度保持恒定時才能成立。當(dāng)導(dǎo)體溫度變化時,歐姆定律對該導(dǎo)體不成立,因?yàn)殡娮枋菧囟鹊暮瘮?shù)。

在講解歐姆定律的應(yīng)用時,常舉白熾燈的例子,實(shí)際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關(guān)系式R=U/I仍然成立,只不過對非線性電阻,R不再是常量。

綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個值0.5A和4A,一個是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個是用歐姆定律計算在非純電阻電路(含電動機(jī)的電路)中的電流為4A,顯然不對。

通過對例1的全面、透徹的分析,我們對電學(xué)知識得到了進(jìn)一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實(shí)際問題時必須注意“三性”;(4)復(fù)習(xí)了電功率、焦耳定律等相關(guān)電學(xué)公式;(5)歐姆定律的適用范圍。

學(xué)生能夠領(lǐng)悟到,復(fù)習(xí)不是為了解題,而是要掌握知識的前后聯(lián)系,優(yōu)化知識結(jié)構(gòu);仔細(xì)觀察,認(rèn)真分析;發(fā)散思維,以點(diǎn)帶面;舉一反三,融會貫通。這樣,從而體現(xiàn)出知識與技能、過程與方法,以及情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1]王較過.物理教學(xué)論.陜西師范大學(xué)出版社,2003.

[2]閻金鐸,田世坤.初中物理教學(xué)通論.高等教育出版社,1989.

[3]梁紹榮等.普通物理學(xué)―電磁學(xué)高等教育出版社,1988.

[4]新課程實(shí)施難點(diǎn)與教學(xué)對策案例分析叢書,(初中卷).中央民族大學(xué)出版社.

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關(guān)鍵詞:理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻

歐姆定律是初中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容,也是中考中考點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容、難點(diǎn)內(nèi)容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學(xué)生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實(shí),才能取得高考的勝利。

一、明確歐姆定律的內(nèi)容

1、實(shí)驗(yàn)思想和方法

歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實(shí)驗(yàn)思想基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的:即在控制電阻不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。

2、歐姆定律的表達(dá)式

由實(shí)驗(yàn)總結(jié)和歸納出歐姆定律:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。

表達(dá)式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導(dǎo)出式:U=IRR=U/I

注意表達(dá)式中的三個物理量之間的關(guān)系式是一一對應(yīng)的關(guān)系,即具有同一時間,同一段導(dǎo)體的關(guān)系。

3、歐姆定律的應(yīng)用條件

(1).歐姆定律只適用于純電阻電路;

(2).歐姆定律只適用于金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電,而對于氣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電一般不適用;

(3).歐姆定律表達(dá)式I=U/R表示的是研究不包含電源在內(nèi)的“部分電路”;

(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導(dǎo)體”的電阻R都是同一個導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量,不同導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關(guān)系。

4.區(qū)別I=U/R和R=U/I的意義

歐姆定律中I=U/R表示導(dǎo)體中的電流的大小取決于這段導(dǎo)體兩端的電壓和這段導(dǎo)體的電阻。當(dāng)導(dǎo)體中的U或R變化時,導(dǎo)體中的I將發(fā)生相應(yīng)的變化??梢?,I、U、R都是變量。另外,I=U/R還反映了導(dǎo)體兩端保持一定的電壓,是導(dǎo)體形成持續(xù)電流的條件。若R不為零,U為零,則I也為零;若導(dǎo)體是絕緣體R可為無窮大,即使它的兩端有電壓,I也為零。因此,在歐姆定律I=U/R中,當(dāng)R一定時I與U成正比;當(dāng)U一定時I與R成反比。

R=U/I是歐姆定律推導(dǎo)得出的,表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個導(dǎo)體的電阻。它是電阻的計算式,而不是它的決定式。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),因此,在導(dǎo)出式R=U/I中R與I、U不成比例。

對于給定的一個導(dǎo)體,比值U/I是個定值;而對于不同的導(dǎo)體,這個比值是不同的。不能認(rèn)為導(dǎo)體的電阻跟電壓和電流有關(guān)。

二、歐姆定律的應(yīng)用

在運(yùn)用歐姆定律,分析、解決實(shí)際問題,進(jìn)行有關(guān)計算時應(yīng)注意以下幾方面的問題:

1.要分析清楚電路圖,搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯(lián),還是并聯(lián),這是解題的關(guān)鍵。

2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計算,也不能把同一導(dǎo)體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據(jù)題意畫出電路圖,在圖上標(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo);不能亂套公式,并注意單位的統(tǒng)一。

3.要搞清楚改變和控制電路結(jié)構(gòu)的兩個基本因素:一是開關(guān)的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發(fā)生變化時對電路的影響情況。因此,電路變化問題主要有兩種類型:一類是由于變阻器滑片的移動,引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關(guān)的斷開或閉合,引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為:先看電阻變化,再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎(chǔ)。

三、典型例題剖析

例1 在如圖所示的電路中,R=12Ω,Rt的最大阻值為18Ω,當(dāng)開關(guān)閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為16V,那么當(dāng)滑片P位于最右端時電壓表的示數(shù)是多少?

解析:分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯(lián)的電路,電壓表是測R兩端電壓的。當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為6V,說明電路中的總電壓(電源的電壓)是6V,而當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最右端時,電壓表僅測R兩端的電壓,而此時電壓表的示數(shù)小于6V。

滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數(shù)為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。

例2 如圖所示,滑動變阻器的滑片P向B滑動時,電流表的示數(shù)將;電壓表的示數(shù)將。(填“變大”、“變小”或“不變”)如此時電壓表的示數(shù)為2.5V,要使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,滑片P應(yīng)向端滑動。

圖1

分析:根據(jù)歐姆定律I=UR,電源電壓不變時,電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段,動滑片P向B滑動時,AP段變長,電阻變大,所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓,根據(jù)Ux=IRx可知,Rx不變,I變小,電壓表示數(shù)變小。反之,要使電壓表示數(shù)變大,滑片P應(yīng)向A端滑動。

答案:變小;變小;A。

參考文獻(xiàn):

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(1)牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)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(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)做第二定律的特例;慣性不是狀態(tài)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(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”教師還應(yīng)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(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。

(2)牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)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(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。

(3)萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)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(zhì)點(diǎn)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(fā)現(xiàn)了它的局限性。

(4)機(jī)械能守恒定律。這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)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(tǒng)內(nèi)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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。

(6)歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時應(yīng)注意:①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)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(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動勢的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。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(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)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。

篇8

關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣

關(guān)鍵詞:是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)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(qū)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(guān)的物理定律之間的關(guān)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(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)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(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)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(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)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(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。

(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)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(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。

(3)萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)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(zhì)點(diǎn)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(fā)現(xiàn)了它的局限性。

(4)機(jī)械能守恒定律這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)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(tǒng)內(nèi)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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)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(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)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(tài)變化,表式中各項(xiàng)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(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時,如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)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(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)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。

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