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欧姆定律之间的关系范文1
1.欧姆定律的理解问题
欧姆定律是电力计算的基础,在初中阶段我们只是简单地对欧姆定律做一些介绍,但是许多同学还是对于基本概念问题感到疑惑,如果学生在欧姆定律的基本概念上犯了错误的话,将会对于今后的学习生活带来更大的错误.欧姆定律的内容是,在同一段电路中,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与电阻成反比.随着社会快速的发展,欧姆定律逐渐被人们看重,世人也逐渐明白欧姆定律的重要性.在初中物理中,老师主要建立学生对于欧姆定律的根本认知,让学生了解定律中的内涵,在变换知识重点时也可以迎刃而解.欧姆定律只适用于最简单的纯电阻电路,但是这在初中范围内已经十分实用了,不考虑在工作时的损耗,电能直接转化为内能.在解决欧姆定律的问题时要使用标准的国际单位制,单位使用伏(V)、安(A)、欧(Ω).例如在题目中对于欧姆定律的公式进行进一步的理解,在电流流过时改变长短、改变横截面积、改变导线的材质等方法,这些因素是否会改变导线的电流变成了学生和老师进行探讨的课题.根据公式,改变横截面积与改变导线的材质会使电流的大小改变.电阻的概念问题是学生学习的重点与难点,很多同学不知道电阻其实是导体本身的属性,取决于导体本身的材质与属性,电阻值只是为了计算时方便使用的一种计量单位与外加的电压与电流并没有什么关联,所以要改正学生所想的电阻随着电压改变的错误观点,要及时在学生的脑中建立正确的物理概念.
2.基本概念的应用问题
欧姆定律中的基础元件其实很简单就是导线中的电阻,欧姆定律中主要讨论的就是电压、电流与电阻三者之间的关系,要理解他们之间的关系,让学生理解电流随着电压与电阻的变化而变化,对于多个变量的问题要尽量将变量统一成为一个,这样方便学生对于事物的处理能力,在初中学习生活中要使学生尽量掌握这种方法帮助解决其他的物理问题,当学生掌握这些知识时,可以进一步地学习电学知识和简单的电力计算,这也是初中物理的重点知识.在基本元件使用时,学生要注意电阻在电路中是串联还是并联,在使用情况不同的场景下,电阻所起到的作用是一样的,但是电流与电压的关系却恰恰相反.在并联的情况下,每条支路的电流总和为从电源出来的电流,这条定律在现在大学的知识中依旧使用,只是变得更加高级———在一个节点流入和流出的电流之和为零;并联电路的电压都是相同的.在串联的情况下,回路中的电阻的电流都是相同的,电压根据电阻进行分压.在使用基础式子时,学生要理清串联与并联之间的关系,通过变量之间的关系才可以记住繁琐的知识点.在题目中我们经常看到通过改变支路的个数或者电阻的个数来讨论电流与电压的大小,经过这样的问题,我们要时刻保持警惕,清楚准确地了解并联与串联的关系导致电流电压的不同.
3.基本元件的使用问题
在初中物理知识中,主要使用的基本元件是电流表、电压表和变阻器,这些元件是最基本的,不仅仅要在题目中能分辨出它们,还要在现实生活中可以自在地使用这些元器件.这些内容是学生无法立即掌握的知识,要经过长时间的演示才可以让学生明白这些仪器的使用与操作.这项工作要直接将学习的内容建立在学生的头脑中,不要让学生对于这项实验有误解,不带有一丝疑问地学习下去,认真地做好演示.在研究方法上我们将选择在上述中说过的控制变量法,对于所拥有的三个变量进行限制:如固定电阻不改变,研究电流与电压的关系;固定电压不变,研究电流与电阻的关系,在这样的情况下我们才可以看清变量之间的实验关系.要直接在电源的正极开始,按照正极入、负极出的原则进行接线,要将线路连接起来形成一个闭合回路,电压表要并联在电阻上,这样不会使线路断路,不要忘掉电源和滑动变阻器在线路中的重要作用,可以根据真实的题目来进行连线.这时候电流表所显示出来的数为所接线路上的电流值,电压表所显现出来的数字为所并线路上的电压数值.
4.欧姆定律的变量问题
在初中物理的欧姆定律的讲解中,变化量的问题往往是难住学生与老师的一类的题型,难住学生使学生无法在知识中找到有效解决这类问题的方法,难住教师是因为教师因为这类题目过于繁琐,无法将这类知识有效地、系统地将学生教会,所以找出有效的方法教给学生是解决变量问题得分少的方法.本着从易到难的原则,先从一个电阻的问题讲起,再扩展到两个电阻、三个电阻的情况,在此基础上逐渐拓宽学生的思路,逐渐掌握所学知识,让学生找到学习的目标以及方法.当定值电阻接在电源两端后,电压由U1变为U2,电路中的电流由I1增大到I2,这个定值电阻是多少呢?很简单利用欧姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R,通过这个公式可以得到电阻的值.当难度增加时,由一个电阻变为两个电阻,定值电阻与滑动变阻器串联在电压恒定的电源两端,电压表V1的变化量为ΔU1,电压表V2的变化量为ΔU2,电流表的示数为ΔI,在这样的问题上将变化电阻上的电压与电流之比转化为定值电阻上电压与电流之间的关系就可以了,将变化的问题转化为固定的关系之间的数值,明显地简化了许多变量问题的计算.当变量变为三个电阻时,难度进一步的增大,大部分学生认为这是一项不可能完成的任务,大部分学生放弃了这类题,在遇到这类问题时我们要将三个电阻尽量化为两个电阻的问题,在这个问题上学生可以恢复自信心,跨过思维障碍.通过电压表与电流表的位置,将电阻进行合并,这样不管有多少电阻都可以化简为两个电阻,这样学生会感觉题目简单多了.
5.实验中遇到的问题
在做实验的时候,我们在碰到复杂的电路时,很难将线路在实验台上理清或是自己设计实验电路是没有思路,不了解线路是怎样的,无法在原有的知识上将思维进行发散,让自己的思维投入到更深层次的知识学习中,在每做一步实验步骤时要仔细想一想,这一步会对实验线路有怎样的影响,不要只是照葫芦画瓢,只知其然不知其所以然.学生在实验时会遇到许多他们无法预测的问题,在遇到问题时不要惊慌,仔细分析,当解决一类问题时,学生的激情就会提升上来,会使学生解决问题的能力提升,所以改变这一问题的根本方法就是提升学生的自信心以及对待问题的好奇心和决心.对待问题要举一反三,进行逻辑思维,对于电路要进行不断的猜想,这样得到的结论才是有意义的,学生通过猜想与假设的阶段,即使不成功也会提供给自己不少的经验,在实验中找经验才可以提升自己的能力.学生之间也要有沟通和交流,让彼此的思想互相交流一下,有助于电路的优化,群策群力帮助学生得到更好的学习效果.
欧姆定律之间的关系范文2
关键词:物理定律;教学方法;多种多样
关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。
(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。
(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。
(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。(5)动量守恒定律历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量,使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。
欧姆定律之间的关系范文3
欧姆定律是由乔治•西蒙•欧姆,只要是规范电流,电压和电阻之间关系的定律。其主要公式为I=U/R
1.1欧姆定律并不适用于所有物体
很多人认为欧姆定律适用于所有导电的物体,这个想法是错误的。因为欧姆定律只适用于金属导电和电解液,在气体导电和半导体元件中欧姆定律是不适应的。
1.2导体的电阻不是一成不变的
金属导体的电阻不是一成不变的,它会随温度的升高而增大。比如电灯泡算电阻的时候,刚开灯的时候和开很久的灯的电阻一定是完全不同的。
1.3串并联电路欧姆定律的推广式不同
我们在处理串联电路时我们要记住电流是恒值,电压是各部分电压的总和。而在并联电路中各支路电压和电源电压是相同的。电压是衡量,而干路电流等于各支路电流之和。
2.如何对物理中的欧姆定律进行教学
2.1培养学生对学习物理的兴趣
“兴趣是最好的老师“。作为一名物理教师希望能带动学生的积极主动性,让学生配合老师教学工作,有时在课堂上老师教学会出现不理想的情况,如学生上课睡觉,或看小说等。这样对我们教学工作造成困扰,特别是像物理这一门需要去计算、分析的课程。不像其他科目,它需要的不仅仅只是学生的理解,更重要的是实验能力,以及实践能力。一节课没有吸收到课程的有效资讯就会导致其他章节也一并滞后。而杜绝一现象的发生,首先是要找出学生不听课,不爱听课的原因,我经过多年的教学经验,总结两点:第一点是。举个例子,在我教学情况中遇到一个学生,他在平常上课的表现一直不理想。其他学生按时完成作业,而他总是最迟交或者不交。有一次早晨刚来到办公室路过教室时看到他正拿着别的同学的作业本抄袭,当时我很生气,进去找他谈话。在谈话过程中,我了解到这位学生之所以对物理部感兴趣的原因是他找不到方法去学习。要帮助学生找适合他的学习方法也是教师在教学当中需要重视的。另一点则是老师的问题,老师讲课太枯燥乏味,学生不爱听,自然而然的就会去做其他的事情,这对教学任务的影响是巨大的。我们应该从物理的作用性和启迪性的教育方式对学生对物理的爱好进行开发和挖掘。
2.2加强学生的动手能力
因为物理学由实验和理论两部分组成。其中,物理理论来自于物理实验,物理实验是物理理论的基础。用事实说话,用实验证明,是物理教学是一大特色。同时,实验也是增强趣味性、调动积极性的有效手段。透过以上三点,我让自已的学生多参与到实践课中。那一名我前面所提到男学生,他在我课上的态度在一次学习“压强”的章节中得到了改变。课程里我布置学生自己制作物品,然后去进行试验探究活动。而他在这一方面表现的极为积极,后来得知这男孩对机器零部件的组装,特别是车子感兴趣,我就抓住他这点喜好,在欧姆定律的这一环节中,让同学们自己去试验操作,导体材料,长度,横切面等等,教学生用多种表分别测量电源两端的电压,观察小灯泡的变化。使学生在实验的过程中轻松的学会课程上的知识。而那位男学生也通过实验课程的学习,态度发生了转变。学习的积极性充分调动起来。
欧姆定律之间的关系范文4
论文关键词:解题思路,物理规律,物理概念
解物理题一般来说是根据题目叙述的物理情景和已知条件,运用某个物理规律或几个规律去求出待求量的答案。因此解题思路应该从物理规律中去寻找。从物理规律本身的分析中引出解题思路,是形成解题思路的基本方法。物理规律通常用一个数学公式表述,这个数学公式表述了有关物理量之间的数值关系,称之为某某定律、定理。从定律、定理中找解题思路,就要求分析定律中涉及的每一个物理量的意义和各物理量之间的相互关系。这不但有利于加深对物理概念、物理规律的理解,也有利于抽象思维能力的提高。
现举例说明上述观点。
牛顿第二定律是质点动力学的核心规律,动量定律、动能定理均可从牛顿第二定律导出。所以牛顿第二定律及其导出规律在解质点动力学问题中占有极其重要的地位。当各量都取国际单位制时,牛顿第二定律的数学表达式为F合=ma,公式中F合这一项涉及具体的性质力的规律,如万有引力定律,库仑定律等,涉及力的合成分解,以及矢量运算遵循的平行四边形法则。a这一项涉及匀变速直线运动和匀速圆周运动等运动学方面的有关规律。所以全面掌握牛顿第二定律就掌握了力学中涉及的大多数规律和法则。
牛顿第二定律反映的是物体在力的作用下如何运动的问题,所以应用牛顿第二定律时,首先必须明确研究对象,即确定研究主体,并将其从周围环境中隔离出来(所谓隔离体法)。隔离体法在处理连结体问题时,在大多数情境中是必不可少的,如果取连结体的整体,则仍然是一个确定研究主体的问题。研究主题确定了,公式中的m这一项就定了;第二步即对研究主体进行受力分析,是F合这一项的要求,只有对物体进行正确的受力分析,才能确定其所受的合力;第三步,分析研究主体运动状态的变化,从而由运动学规律确定a;第四步,建立牛顿定律的方程,随后就是解方程和讨论结果了。
综上所述,应用牛顿第二定律解题的四个步骤,不是人为的强加于学生的模式,而是应用牛顿第二定律公式F合=ma本身的需要,这就是由物理规律本身去找解题思路的道理。
再举一个电学的例子。、
欧姆定律I=是电学中一个最基本的公式,使用中要注意式中各量的值确属同一电路或电阻,也就是确属同一研究对象,即U是研究对象两端的电压,R是研究对象的阻值,I是流过研究对象的电流,防止张冠李戴。
我们举一个实例:如图,已知E=2V,r=0.5Ω,R1=2Ω,R2=3Ω,求A、B之间和A、C之间的电压。
分析:对整个闭合电路,由闭合电路欧姆定律,得:
I= (1)
隔离A、B之间的外电路,由部分电路欧姆定律,有
UAB=IRAB=I[] (2)
隔离R3,有
I3= (3)
对节点A,有 I=I1+I3 (4)
隔离R1,有 UAC=I1R1 (5)
由(1)--(5)式,代入数据,得出
UAB=1.5V
UAC=0.5V
由此可以看出,在电路问题中,所谓整体,是指具有共同的干路电流的整个电路;所谓隔离,是指对电路的某一部分或某一元件进行研究,联系各部分电路或元件的是连接处的电压和电流,它们之间的关系由串并联的电流、电压的基本关系确定;欧姆定律既适用于电路整体,也适用于某一部分电路,即电学问题也存在研究对象问题。在研究对象确定好以后,再对确定对象进行有关的物理量分析,从而代入恰当的物理方程进行计算和讨论。
可见,解题思路是在分析物理规律中找出的,解题步骤是应用物理规律的客观需要。严格按照由物理规律本身得出的解题步骤,即用有序思路去解决每一个具体的物理问题,正是为了训练正确的思维方式,提高分析问题的能力,这无疑有助于克服解物理问题时无从下手的困难,有助于克服解题时思维混乱的无序状态。
因此,为了有效地提高学生的思维素质和多方面的能力,应当从最基本之处着手,也就是让学生实实在在地准确地理解和掌握物理概念和物理规律的内涵、意义、相互关系、适用条件以及应用中应注意的问题等,并引导学生去思考、讨论、分析、比较、归纳、总结所学的物理知识,从而逐渐领会和掌握物理学的思想、观点和方法。果能如此,学生就不会被动地在茫茫题海中苦苦追求,而能看清物理知识的经纬,有目的主动巡游。其实这种从规律中引出方法的观点,不但对解决问题、应试有用,对未来大学的学习,甚至在大学以后的工作、生活中也有普遍的意义。
欧姆定律之间的关系范文5
关键词:实验探究;课堂教学;行动研究;价值实现
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2012)4(S)-0066-3
如何有效提高物理探究教学的质量,是物理教学的永恒话题。下面以“欧姆定律”实验教学为例,谈谈我的一些实践探索与思考。
1 实验探究教学中的几番“顿挫”
“欧姆定律”是初中物理教学的一个重要内容,它揭示了电路中电流用遵循的基本“交通规则”,处于电学的核心位置,是电学中的最重要的规律之一,也是学生进一步学习电学知识和分析电路的基础。
1.1 首次教学:建立猜想,探究规律
首先,引导学生对“电流、电压、电阻三个物理量之问的定量关系”展开猜想,进而根据猜想来设计实验方案,然后让学生自主展开实验探究:
(1)导体电阻一定,导体中的电流与导体两端电压之间的关系;
(2)导体两端电压一定,导体中的电流与导体电阻之间的关系。
最后分析实验数据,归纳、概括规律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
1.2 二次教学:调整器材,简化操作
尽管上述教学方案能达成预期教学目的,但在实际实验操作中发现:在探究“导体两端电压一定,导体中的电流与导体电阻之间的关系”实验中,由于需要多次改变电阻,并且每次更换都需要断开开关、拆除原电阻与电压表、接人新电阻与电压表、闭合开关四个动作,操作比较麻烦。事实上,由于操作频繁,不仅容易造成电路接触不良,而且客观上也影响了学生对实验现象的全面观察,从而影响到实验探究效果。
基于此,笔者调整了实验器材:用旋钮式电阻箱代替需要更换的几个电阻,原先每次更换电阻的四个规定动作就简化为一次旋钮。这样在保证实验效果的同时,不仅提高了实验效率,同时也为学生全面观察和数据分析预留了充分的时间。
1.3 三次教学:优化方案,厘清关系
然而,事情并非预期的那样乐观。学生在分析数据形成结论时,常常出现如下两种逻辑错误:导体电阻一定,导体两端电压与导体中的电流成正比;导体两端电压一定,导体电阻与导体中的电流成反比。就第一种逻辑错误而言,究其成因,问题不在学生本身,而恰恰在于教学之中。一是在先前认识滑动变阻器时,学生对“使用滑动变阻器改变灯泡电流”有较深的认识。二是在当前探究电流与电压关系时,是靠移动滑片来改变变阻器阻值,学生误认为是研究电流与变阻器阻值的关系。在操作中学生通过移动滑片来改变电流,产生了是由于电流的变化才引起了电压变化的认识,背离了“电压是形成电流的原因”。
基于此,为帮助学生形成电流与电压、电流与电阻之间正确的逻辑关系,笔者优化了实验方案,重新设计电路:通过改变电池的节数替代由变阻器来改变电阻两端的电压;将几个不同阻值的电阻并联接在电源两端,分别由开关控制。这样既保证了实验效果,同时消解了变阻器带来的负面影响,使电流与电压、电流与电阻之间的逻辑关系更直观地显现出来。待学生学习串联总电阻与分压知识之后,可以安排学生按教材中的实验方案再探究,学生在体验操作顺畅的同时,理解更为准确、深刻。
1.4 四次教学:超越物质,回归人本
通过前三次的教学改进,实验器材和实验方案逐步优化,探究活动效果得到了整体上的明显提高。然而,一个不容回避的教学事实是:尽管使用了同样的实验器材与实验方案,但不同的学生在实验中却有不尽相同的活动收获。如:在探究电流与电阻的关系时。有的学生发现更换电阻时,电阻变大(或变小)后,电压表示数也增大(或减小),但有的学生对此物理现象却视而不见。由此,笔者认识到物理实验教学应当“超越物质,回归人本”。即教学中不能仅仅关注“物”的因素,更要关注活动的“人”,注重培养学生的良好观察习惯和大胆猜想、敢于怀疑的科学精神。就培养良好观察习惯而言,一方面不仅要教给学生具体的观察方法,而且要在活动前提出明确的观察要求;另一方面要有预见性地提出明确的活动观察点。同时在活动记录单上增设“我在实验中还发现什么”专栏,切实引导学生全面、细致、深入地观察。
2 实践中的几点思考
2.1 物理探究活动目标:“有中心”,但不能“唯中心”
物理实验探究教学活动,是在教师的启发引导下,让学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,这一过程是科学发现过程的精华浓缩,而不是科学发现历史过程的真实重演。但毕竟时间有限,倘若面面俱到,势必会冲淡课堂探究活动的中心,直接影响教学效果。在“欧姆定律”教学活动中,探究发现导体中电流与电压和电阻之问的定量关系无疑是教学活动的中心。但教学活动要“有中心”,但不能“唯中心”。借用一句广告词:生命是一场旅程,在匆匆赶路的时候,更重要的是不要忘记欣赏路边的风景。在“欧姆定律”实验探究过程中实验细节的观察、数据误差的考量等都应当关注,尽管这些问题的分析与解决并非是本次活动的中心,仅仅是活动中的“衍生物”,但同样是活动中的“一种收获”,而恰恰是这些常常被遗忘的“路边的风景”,或成为后期知识生长的重要因子,或成为引导学生主动参与探究的导火线。
2.2 物理探究活动方案的设计:“教师决定”走向“师生协商”
探究活动方案的设计是物理探究活动的重要环节。在当前的物理教学中,一些教师基于对学生的实验方案设计的能力缺乏信心,或出于节省教学活动时间,把预先设计好的实验方案直接给予学生。让学生执行指令性的实验操作;有的教师出于培养学生实验方案设计能力,让学生自行设计实验方案,但当遭遇学生设计的方案不合理或错误时,往往又习惯性地回归到教师指令路径。探究活动方案的设计从“教师决定”走向“师生协商”。
在探究“导体中电流与电阻的定量关系”时,学生提出猜想后。一位学生设计了这样的实验方案:如图1所示,将几段阻值不同的电阻分别接入电路M、N之间,读出电流,然后根据记录的电流与电阻的相关数据进行分析,进而得出电流与电阻的定量关系。显然,这种方案不合理。因为接入几段阻值不同的电阻后,MN两点间的电压不同,未能控制MN间的电压,虽然能获得电流与电阻的相关数据,但无法得出两者之间正确的定量关系。对此,如果教师利用自己的权威,简单否定学生的实验方案,无疑会损伤学生的设计热情。那么,教师能否晓之以理使学生信服地自我否定呢?从物理学的角度看,解释MN两点间的电压不同,需要运用串联分压的知识,而后者是基于欧姆定理推演出来的,所以教学实践中教师无法以“理”服人。否其所为是不民主的,任其所为是不明智的。在教学实践中,笔者允许学生按设计方案进行操作,提
供其一个电压表,将电压表并联在MN两点间,要求其观察不同的电阻接入后电压表的示数,这样学生直观看到电阻变化后MN两点间的电压也发生了变化,学生自然意识到这种方案不符合控制变量法的思想,进而自我否定。在某种意义上,这样的教学处理做到了“民主”与“明智”兼得。
探究活动方案的设计从“教师决定”走向“师生协商”,是尊重、保护学生的表现,是鼓励学生创新的做法,也是基于学生原有的知识水平和符合认知规律的真真实实地让学生经历科学探究中的“设计实验方案”这一环节,这既能培养和保持学生自主探究能力和兴趣,也彰显了以学生发展为本的理念。
2.3 科学探究活动对象的关注:唯“物”走向“人——物”
感悟“欧姆定律”,我们应当虔诚地拨开历史尘埃,了解那一段令人难忘的科学钩沉。欧姆当年研究条件极其困难,电流很不稳定,自己设计实验器材,花费十年心血,研究电流定律,失败了上千次才获得成功。欧姆定律发表后,遭到德国很多权威人士特别是科学界的反对甚至是诋毁。德国物理学家鲍尔曾发难:“以虔诚眼光看待世界的人不要去读这本书,因为它是不可置信的欺骗,它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。”经历14年的怀疑、批判、确认的洗礼与磨砺,欧姆定律的真理性才越发显现出来,得到学术界的公认。欧姆定律具有穿越时空的永恒光辉。
重温这段历史,笔者深深体会到科学探究活动中的“物”仅是一个必要条件,真正起决定作用的是“人”本身,物理教学应从单一“物”的关照走向“人与物”的全面关照,也就是说不仅要重视实验器材的完备、实验方案的优化,更要重视实验活动中学生观察能力和思维能力的发展。主动探索、勇于坚持、怀疑精神的熏陶。
在当下物理教学活动中,尽管教师普遍意识到培养学生观察能力和怀疑精神的重要性,但往往缺少行之有效的培养方法或策略,常常只有口头上的要求,难以真正落实到实验探究活动之中,从而导致教学活动价值的流失。为此,笔者进行了一些尝试与探究:在活动记录单上,除实验数据记录的栏目外,还增设两个栏目:一是“我在实验中还发现什么”,这一栏目的设置可以方便观察细致的同学及时记录,其记录内容是宝贵的生成性资源,其记录行为对其他同学也是一种示范与促进;二是“我有哪些困惑或疑问”,这一栏目的设置可以方便学生及时记录实验困惑与疑问,这本身不仅是学生行思结合的见证,也是理性精神的具体体现,同时也有利于教师及时把握实验动态,更好地调控实验探究活动。
总之,物理教学应努力从学生的发展需要出发,以研究者的态度审视自己,不断反思,寻求更好的方法和策略,不断建构并丰富自己的实践性知识,提升物理教学专业素养。在自觉的行动研究中,我们可以获得“教师职业的内在欢乐与尊严,在日常进行的、创造性育人过程中实现,而不是只有在所教的学生取得社会成就才得以实现”。
参考文献:
欧姆定律之间的关系范文6
一、滑动变阻器的变动对电流电压的影响
图1例1(2011年山东临沂)如图1所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列分析正确的是()
(A) 灯泡变亮,电流表的示数变大
(B) 灯泡变暗,电流表的示数变小
(C) 灯泡亮度不变,电流表的示数变大
(D) 灯泡亮度不变,电流表的示数变小
解析:滑片移动时可知滑动变阻器接入电阻的变化,则由欧姆定律可得出电路中电流的变化,由电流变化可知灯泡的亮度变化.当滑片向右移动时,接入电阻变小,故电路中总电阻减小,因电压不变,由欧姆定律I=U/R 可得,电流增大,故电流表示数变大,灯泡的实际功率变大,故亮度变大.(A)正确.
答案:(A)
点拨:本题属于电路的动态分析,此类题可先分析局部电阻的变化,再将滑动变阻器和定值电阻视为整体进行分析,得出总电阻的变化,最后由欧姆定律分析电流的变化.此类题目也属于欧姆定律的常规题目,体现了电学中整体法的应用.
图2例题延伸:如图2所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,则()
(A)通过灯L的电流变小,变阻器两端的电压变小
(B) 通过灯L的电流变大,变阻器两端的电压变大
(C) 灯L两端的电压变小,通过变阻器的电流变小
(D) 灯L两端的电压变大,通过变阻器的电流变小
解析:滑动变阻器的滑片右移,变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,则电流减小,同时灯L分得的电压也减小,则变阻器分得的电压就变大.
答案: (C)
点拨:本题考查滑动变阻器的原理、电阻对电路中电流的影响以及串联电路的分压原理,考查学生分析问题的能力.
二、滑动变阻器与电表的测量目标问题
例2(2011年山东聊城)如图3所示,闭合开关S,使滑动变阻器的滑片向左移动,则( )
(A) 电流表示数变小(B) 电压表示数变大
(C) 电压表示数不变(D) 灯泡变亮
解析:从图中可以看出,这是一个串联电路,即滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压.当滑片向左移动时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,故在电源电压不变的情况下,电流中的电流变大,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮,(A)项错误,(D)项正确;由于滑动变阻器的阻值减小,故它分得的电压也减小,(B)、(C)两项错误.
答案:(D)
点拨:判断电路中的电表示数变化情况时,应首先明确电路的连接方式及电表的测量对象,然后根据欧姆定律及串并联电路的电流、电压特点进行分析.
图3图4例题延伸: 如图4所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列判断正确的是 ( )
(A) 电压表V1示数变小,电压表V2示数变大,电流表示数变小
(B) 电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,电流表示数变小
(C) 电压表V1示数变小,电压表V2示数变小,电流表示数变小
(D) 电压表V1示数变大,电压表V2示数变大,电流表示数变大
解析:从题图可知,电路为串联电路,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测定值电路R2两端的电压.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路中电流变小,定值电阻R2两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,根据串联电路的电压规律可知,变阻器两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,答案为(B).
答案:(B)
点拨:本题考查串联电路和欧姆定律的知识,解此类题的关键是明确电压表所测的对象,弄清各用电器之间的关系,熟记串联电路的分压原理.
三、滑动变阻器与伏安法实验探究
例3(2011年浙江绍兴)小敏用如图5甲所示的电路图,研究通过导体的电流与导体电阻的关系,电源电压恒为6 V.改变电阻R′的阻值,调节滑动变阻器滑片,保持R两端的电压不变,记下相应的4次实验的电流和电阻值,描绘在乙图中.
图5 (1)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视(选填序号);
(A) 变阻器滑片(B) 电压表示数(C) 电流表示数
(2)在丙图中,用笔线代替导线,将电压表正确连入电路.
(3)实验中,他所选择的变阻器是(选填序号)
(A) 10 Ω,0.5 A(B) 20 Ω,1 A(C) 50 Ω,2 A
(4)乙图中阴影部分面积表示的科学量是.
(5)实验过程中,如果出现了电流表示数为0,电压表示数接近6 V,电路发生的故障可能是.
解析:探究电压一定时,电流与电阻的关系时,在不断的改变定值电阻的同时,必须不断的移动滑动变阻器,使得电压表的示数是一个定值,故在移动滑片的同时,眼睛观察电压表的示数;通过电流与电阻的图像中可以看出保持电压表的示数是2 V,故电压表接入电路中时,所选的量程应该是0~3 V的,且并联在电阻两端;阴影部分为电压值;滑动变阻器型号的选择应该与定值电阻的阻值差不多,故所选型号为“10 Ω,0.5 A”的;如果电路中出现电流表的示数为零,说明在电路中出现了断路,电压表有示数说明是电阻R处出现了断路.
图6答案:(1)(B)
(2)如图6所示 (3)(C) (4)电压 (5)电阻R处有断路
点评:此题从实物图的连接、滑动变阻器型号的选择、故障的分析等方面较为综合的考查了学生,从中加强了学生综合能力的培养,是一道不错的电学中考题.
图7例4(2011年四川绵阳)如图7所示是测量小灯泡电阻和电功率的实验电路图,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表、电压表的示数变化情况是( )
(A) 增大、增大 (B) 增大、减小
(C) 减小、增大 (D) 减小、减小
解析:当滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻R的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律I=U/R可知电路中的电流增大,即电流表的示数增大.同样根据欧姆定律推导公式U=IR可得出灯泡两端的电压增大,即电压表的示数也增大,所以(B)(C)(D)均是错误的.
答案:(A)
点拨:本题考察的是综合运用欧姆定律的知识,这也是初中物理的重点和难点内容,也是同学们容易出错的地方,在套用公式时容易“张冠李戴”.
四、滑动变阻器与电阻的匹配问题
图8例5(2011年南京)小华用如图8所示的电路探究电流与电阻的关系.已知电源电压为6 V,滑动变阻器R2的最大电阻为20 Ω,电阻R1为10 Ω.实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4 V,并读出了电流表此时的示数.紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有15 Ω、30 Ω、45 Ω和60 Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是 Ω和 Ω.
解析:为了探究电流与电阻的关系,应保持4 V电压,当所换电阻为45 Ω和60 Ω时,无论如何调节,所换电阻两端的电压都超过4 V,故45 Ω和60 Ω电阻不可以.