發(fā)布時(shí)間:2023-09-15 17:14:14
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的歐姆定律的相量形式樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:全電路;歐姆定律;實(shí)驗(yàn)教學(xué);感性教學(xué)
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-5727(2012)08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎(chǔ)》中最常用的基本定律之一,技工院?,F(xiàn)在使用的《電工基礎(chǔ)》教材(中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版,第四版)中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對(duì)于部分電路歐姆定律,由于中學(xué)物理課本已作詳細(xì)介紹,學(xué)生容易接受,但對(duì)于全電路歐姆定律,由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜,再加上教材未附相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)。因此,學(xué)生很難理解和接受,也是其成為教師教學(xué)中重點(diǎn)和難點(diǎn)的原因。筆者針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生的困惑和疑問,借助實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生理解,收到了較好的效果。
明確教學(xué)目標(biāo)是教師組織
全電路歐姆定律教學(xué)的關(guān)鍵
掌握全電路歐姆定律對(duì)于學(xué)好《電工基礎(chǔ)》這門課程來說至關(guān)重要。因?yàn)楹罄m(xù)章節(jié)中多處電路的分析和計(jì)算要應(yīng)用到這一定律。教學(xué)是一個(gè)教師與學(xué)生雙向互動(dòng)的過程,作為教師,要組織好全電路歐姆定律教學(xué),必須先明確教學(xué)目標(biāo),做到心中有數(shù),才能更好地開展教學(xué)。
知識(shí)目標(biāo):(1)理解電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓、端電壓、內(nèi)壓降等物理量的物理意義;(2)掌握全電路歐姆定律的表達(dá)形式,明確在閉合電路中電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和;(3)掌握端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律;(4)掌握全電路歐姆定律的應(yīng)用。
能力目標(biāo):(1)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力,使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索科學(xué)規(guī)律的方法;(2)通過對(duì)端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律的討論,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學(xué)生掌握全電路歐姆定律的基礎(chǔ)
全電路歐姆定律的難點(diǎn)在于概念較多,且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜。因此,首先,應(yīng)讓學(xué)生準(zhǔn)確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路,如圖1所示。其中,R代表負(fù)載(即用電器,為簡(jiǎn)化電路,只畫一個(gè)),r代表電源的內(nèi)電阻(存在于電源內(nèi)部),E代表電源的電動(dòng)勢(shì)。整個(gè)閉合電路可分為內(nèi)、外兩部分,電源外部的叫外電路(圖1中方框以外的部分),電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路。外電路上的電阻叫外電阻,內(nèi)電路上的電阻叫內(nèi)電阻。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生,I=,該式表明:在一個(gè)閉合電路中,電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比,這個(gè)規(guī)律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個(gè)定律,要先理解以下幾個(gè)物理量的物理意義:第一個(gè)是電動(dòng)勢(shì),它是指在電源內(nèi)部,電源力將單位正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功。這個(gè)概念比較抽象,涉及知識(shí)面較廣,要使學(xué)生全面、深刻地理解它是有困難的。考慮到學(xué)生的接受能力和滿足后續(xù)知識(shí)的需要,需向?qū)W生講清兩個(gè)問題:一是電動(dòng)勢(shì)的值可用電壓表測(cè)出——電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓;二是電動(dòng)勢(shì)的物理意義是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),是由電源本身的性質(zhì)決定的。第二個(gè)是電源的端電壓(簡(jiǎn)稱端電壓),它是指電源兩端的電位差(在圖1中指A、B兩點(diǎn)之間的電壓,也等于負(fù)載R兩端的電壓)。需要注意的是,端電壓與電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)不同的概念,它們?cè)跀?shù)值上不一定相等。第三個(gè)是內(nèi)壓降,它是指當(dāng)電流流過電源內(nèi)部時(shí),在內(nèi)電阻上產(chǎn)生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為:“在閉合電路中,電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和?!?/p>
掌握各物理量的變化規(guī)律是
掌握全電路歐姆定律的重點(diǎn)
全電路歐姆定律的難點(diǎn)在于各物理量之間的變化規(guī)律,也是學(xué)生容易產(chǎn)生疑惑的地方??梢岳醚菔緦?shí)驗(yàn)來驗(yàn)證各物理量之間的變化規(guī)律,以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),提高學(xué)生的邏輯推理能力。
第一,驗(yàn)證電源內(nèi)電阻的存在并計(jì)算其大小。對(duì)于電源的內(nèi)電阻,由于存在于電源的內(nèi)部,既看不見,也摸不著,學(xué)生對(duì)此存在質(zhì)疑。為此,可用圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不但可以證明內(nèi)電阻的存在,還可測(cè)出內(nèi)電阻的大小。在圖2中,用1節(jié)1號(hào)干電池作電源,電阻R為已知值(可根據(jù)實(shí)際情況選定)。開關(guān)閉合前,記下電壓表的讀數(shù)U1(此值即為干電池的電動(dòng)勢(shì)),開關(guān)閉合后,記下電壓表的讀數(shù)U2,發(fā)現(xiàn)U2比U1?。ㄒ姳?),就是因?yàn)殡娫磧?nèi)部存在內(nèi)電阻的緣故。
根據(jù)公式r=R可算出該電池的內(nèi)電阻。再用不同型號(hào)的干電池(如5號(hào)干電池、7號(hào)干電池)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)它們的電動(dòng)勢(shì)雖然相等(為了后面實(shí)驗(yàn)的需要,盡量選用電動(dòng)勢(shì)相等的電池,并保留這些電池),但內(nèi)電阻不一定相同。
第二,端電壓U跟外電阻R的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示,用1節(jié)1號(hào)干電池作為電源,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化,并將它們的讀數(shù)記錄到表2中。通過觀察發(fā)現(xiàn):當(dāng)滑動(dòng)片從左向右移動(dòng)時(shí)(為保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備安全,滑動(dòng)片不要移到最右端),電流表的讀數(shù)慢慢變大,電壓表的讀數(shù)慢慢變小;當(dāng)滑動(dòng)片從右向左移動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)慢慢變小,電壓表的讀數(shù)慢慢變大。由此得出結(jié)論:端電壓隨外電阻上升而上升,隨外電阻下降而下降。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可繪成曲線(如圖4所示),即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出:電源端電壓隨著電流的大小而變化,當(dāng)電路接小電阻時(shí),電流增大,端電壓就下降;當(dāng)電路接大電阻時(shí)電流減少,端電壓就上升。
思考:如果滑動(dòng)片移到最右端,電壓表、電流表的讀數(shù)將為多少?
第三,端電壓與內(nèi)電阻r的關(guān)系。
根據(jù)公式U=E-Ir分析可知:當(dāng)電流I 不變時(shí),內(nèi)阻下降,端電壓就上升;內(nèi)阻上升,端電壓就下降。實(shí)驗(yàn)電路同圖3,只需將電路中的電源用前面已測(cè)過內(nèi)阻值的不同型號(hào)的電池代替即可,觀察電流表、電壓表的讀數(shù),上述結(jié)論即可得到驗(yàn)證。
應(yīng)用規(guī)律,解決實(shí)際問題
首先向?qū)W生提出問題:你是否注意到,電燈在深夜要比晚上七八點(diǎn)鐘亮一些?這個(gè)現(xiàn)象的原因何在?在回答這個(gè)問題之前,可先通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一現(xiàn)象的存在,如圖5所示。圖中5個(gè)燈泡完全相同,先將開關(guān)全合上,使燈泡發(fā)光,再逐個(gè)斷開開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡逐漸變亮,原因分析:隨著開關(guān)的斷開,外電阻增大,導(dǎo)致干路電流減小,使得內(nèi)壓降下降,從而端電壓增大,即燈泡兩端的實(shí)際電壓增大,故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學(xué)過程中,如果盡可能地增加一些實(shí)驗(yàn),通過生活中的實(shí)驗(yàn)記錄其數(shù)據(jù)并指導(dǎo)學(xué)生得出規(guī)律,提高感性認(rèn)識(shí),不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也會(huì)提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]李書堂.電工基礎(chǔ)(第4版)[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2001.
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[3]王兆良.關(guān)于“全電路歐姆定律”的教學(xué)[J].福建輕紡,2007(2).
⑴請(qǐng)?jiān)诜礁窦埳袭嫵鲭娏麟S電壓變化的圖象(應(yīng)為“圖像”,下同)。
⑵分析圖象,可得出什么結(jié)論?
⑶小明在與其他實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)交流時(shí),又得到了電壓為6 V時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表(作者又補(bǔ)寫了“表2:U=6V”)所示:分析這些數(shù)據(jù),可得出什么結(jié)論?
說明:該題沒有給出答案。推測(cè)的答案應(yīng)為:
⑴圖像如右所示;
⑵電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
⑶電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
淺見1:分析圖像或“表1:R=5Ω ”中的6組對(duì)應(yīng)的3個(gè)數(shù)據(jù),不僅能夠得出教科書里編寫的“結(jié)論”內(nèi)容:“電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”,而且還可以得出教科書里沒有編寫的、更具有普遍意義和實(shí)用價(jià)值的如下3條結(jié)論:
對(duì)于同一段導(dǎo)體均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!
淺見2:我們強(qiáng)調(diào)“R=U/I=定值”的意義在于:
⑴它能簡(jiǎn)明、正確、完整的“表達(dá)出:某段導(dǎo)體中的I 跟 U 與 R三者之間的定量關(guān)系.”!正如西德5―9(10)年級(jí)(國(guó)民學(xué)校)《物理》課本(塞爾肖夫―烏勞貝爾著、安文鑄譯,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)第189頁里寫的:“在一個(gè)通電導(dǎo)體上的電壓和導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度之比是一個(gè)固定的值(常數(shù)),這個(gè)關(guān)系叫歐姆定律”!眾所周知:歐姆是德國(guó)人!對(duì)照一下我國(guó)物理課本里歐姆定律的條文,應(yīng)該有所質(zhì)疑吧!
⑵在常規(guī)教學(xué)中,人們總把“R = U / I”說成是歐姆定律公式“I = U / R”的變形式或稱“導(dǎo)出式”。從上面的分析可知:“R = U / I”與“I = U / R”、同樣都是“實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)式”、是并列關(guān)系!“R = U / I = 定值”、更是醫(yī)治“I = U / R,R = U / I(因受“歐姆定律”不科學(xué)表述的誤導(dǎo))R跟U 成正比、R跟I成反比”錯(cuò)誤觀點(diǎn)的靈丹妙藥(注:參看課本第29頁第6題。歐姆定律的表述,不能丟掉前提條件、只講實(shí)驗(yàn)結(jié)果!正確的表述應(yīng)為:
①“某段電路中的電流,等于這段電路兩端的電壓除以這段電路的電阻”;或簡(jiǎn)化為“電路中的電流,等于它兩端的電壓除以它的電阻”;或“導(dǎo)體中的電流,等于它兩端的電壓與其電阻的比值”。
②假若非“要保留成什么比”,那么歐姆定律內(nèi)容只能這樣表述:“導(dǎo)體中的電流,當(dāng)電阻一定時(shí),跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;當(dāng)兩端的電壓不變時(shí),跟這段導(dǎo)體的電阻成反比”;或簡(jiǎn)化為“導(dǎo)體中的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓與這段導(dǎo)體電阻的比值成正比”;或“導(dǎo)體中的電流,跟它兩端的電壓與其電阻的比值成正比”)。
⑶承認(rèn)“R = U / I”是一條獨(dú)立的科學(xué)結(jié)論,那就為“用伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)原理又提供了一條簡(jiǎn)明的理論依據(jù):勿須再書寫“I = U / R ”(R = U / I)。
淺見3:該探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最大錯(cuò)誤是:5Ω定值電阻“允許通過的最大電流是1.5A”!通過2.4A電流,它將變成P=UI=I2R=28.8w≈30w的電烙鐵啦!此時(shí)溫度對(duì)金屬電阻變大的影響可以忽略不計(jì)嗎?由此可知:“表1:R=5Ω ”里的6組對(duì)應(yīng)的的數(shù)據(jù),純屬憑空想象填寫的,根本不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)記錄!
淺見4:該探究實(shí)驗(yàn)為什么不能采用“低電壓、弱電流的設(shè)計(jì)原則”呢?比如:U值順次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……,1節(jié)干電池足夠用啦!則對(duì)應(yīng)的I值依次為:0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要選用“0~3A”、表V要選用“0~15V”的大量程!從而能夠提高測(cè)量的精確度(注:實(shí)驗(yàn)室使用的2.5級(jí)直流電表,本身允許誤差多達(dá)“±0.75個(gè)分度值”。所以探究時(shí)勿須考慮表針偏轉(zhuǎn)多大誤差最小)。
淺見5:分析“表2:R=5Ω ”表中前6組數(shù)據(jù),不僅能夠得出“電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比?!报D―教科書里編寫的“結(jié)論”內(nèi)容,而且仍然可以得出教科書里沒有編寫的、更具有普遍意義和實(shí)用價(jià)值的如下3條結(jié)論:
對(duì)于同一段導(dǎo)體均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!
一、電磁學(xué)的發(fā)展歷程
人類很早就認(rèn)識(shí)了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象,我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦吸引鐵的現(xiàn)象,在東漢初期就有帶電的琥珀吸引輕小物體的記載。但是,人類對(duì)電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究,卻是在歐洲文藝復(fù)興之后開展起來的,到19世紀(jì)才建立了完整的電磁學(xué)理論。在電磁學(xué)發(fā)展過程中,涌現(xiàn)了無數(shù)科學(xué)家通過科學(xué)假說、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論分析等研究過程,一步步對(duì)自然規(guī)律進(jìn)行揭示。其中比較典型的有:1785年庫侖定律的發(fā)現(xiàn),使電學(xué)進(jìn)入了定量研究階段,真正成為一門科學(xué);1820年奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),揭示了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng);1821年安培的分子電流假說,揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì);1831年法拉第電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn),進(jìn)一步揭示了電和磁的密切聯(lián)系;19世紀(jì)60年代,英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象成果的基礎(chǔ)上,建立了完整的電磁場(chǎng)理論,并成功預(yù)言了電磁波的存在,1888年赫茲的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,從而電磁學(xué)發(fā)展到了頂峰。
二、電磁學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)規(guī)律
1.知識(shí)結(jié)構(gòu)
2.知識(shí)規(guī)律
“電場(chǎng)”一章是學(xué)好電磁學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,基本概念多,且抽象,如電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線、電勢(shì)和電勢(shì)能等。教材從電荷在電場(chǎng)中受力和電場(chǎng)力做功兩個(gè)角度研究電場(chǎng)的基本性質(zhì),許多知識(shí)要在力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)。
“恒定電流”一章是在初中基礎(chǔ)上的充實(shí)、擴(kuò)展和提高,重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律,電路的等效處理方法和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是本章的重點(diǎn)。
“磁場(chǎng)”一章闡明了磁與電的統(tǒng)一性,用研究電場(chǎng)的方法進(jìn)行類比,可較好地解決磁場(chǎng)和磁感強(qiáng)度的概念。由安培力導(dǎo)出洛侖茲力,由洛侖茲力導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等,因此,分析推理是本章的特點(diǎn)。
“電磁感應(yīng)”一章的重要物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和愣次定理,這部分知識(shí)中,能量守恒定律是將各知識(shí)點(diǎn)串起來的主線。由于楞次定律較抽象,要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析、歸納,需加強(qiáng)學(xué)生的抽象思維能力。
“交變電流”和“電磁波”是在電場(chǎng)和磁場(chǎng)基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實(shí)踐。麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論總結(jié)了電磁場(chǎng)的規(guī)律,同時(shí)也把波動(dòng)理論從機(jī)械波推到電磁波,從而對(duì)物質(zhì)的波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)提高了一步。
三、電磁學(xué)的研究方式:“場(chǎng)”和“路”
電荷周圍存在電場(chǎng),每個(gè)帶電粒子都被電場(chǎng)包圍著,運(yùn)動(dòng)電荷的周圍除了電場(chǎng)還存在磁場(chǎng),磁體的周圍也存在磁場(chǎng)。現(xiàn)在的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和廣泛的生產(chǎn)實(shí)踐完全肯定了場(chǎng)的觀點(diǎn),并證明了電磁場(chǎng)可以脫離電荷和電流而獨(dú)立存在,電磁場(chǎng)是物質(zhì)的一種形式,是物質(zhì)相互作用的特殊方式,也是電磁運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)。教材中以場(chǎng)為主線,主要有電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是描述電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)重要物理量。磁感強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的重要物理量。電磁感應(yīng)規(guī)律是反映電場(chǎng)和磁場(chǎng)間密切聯(lián)系的一種物理現(xiàn)象。麥克斯韋從理論上指出了變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的,一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng)。庫侖定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為建立麥克斯韋理論,提供了基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)規(guī)律。
電路知識(shí)具有廣泛的實(shí)用價(jià)值,以路為主線,主要有直流電路、交流電路(包括振蕩電路)。歐姆定律是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的一條重要規(guī)律,是解決電路問題的重要依據(jù)。要會(huì)分析電路的連接方式(串聯(lián)或并聯(lián))及等效處理方法,電功和電功率的計(jì)算,不僅能解決直流電路問題,還可以解決交流電路的問題。
四、電磁學(xué)問題的解決途徑:“力”和“能”
新課程實(shí)施以來,湖北省宜昌市物理教師在市教科院熊春玲老師的主持下,吸取目標(biāo)評(píng)價(jià)教學(xué)、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)、探究式教學(xué)、活動(dòng)單導(dǎo)學(xué)等教學(xué)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出“目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、學(xué)法導(dǎo)引、自主評(píng)價(jià)”的物理課堂教學(xué)模式,由于這個(gè)教學(xué)模式的推行和實(shí)施,老師們的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)日趨成熟穩(wěn)定.
為了把課程改革引向深入,探索更為科學(xué)有效的教學(xué)方法,筆者所在的長(zhǎng)陽縣,廣大物理教師在實(shí)施市教科院教學(xué)模式的過程中,在縣研訓(xùn)中心劉開雙老師的帶領(lǐng)下,結(jié)合我縣的實(shí)際,經(jīng)過創(chuàng)新發(fā)展,總結(jié)探索出“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式.并堅(jiān)持在課堂教學(xué)中推行教學(xué)模式.經(jīng)教學(xué)實(shí)踐證明,該模式簡(jiǎn)潔易行,能有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),有利于提高教學(xué)效率.
2教學(xué)模式的解讀
“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式的基本構(gòu)想是,一節(jié)課由不同類型和形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)單元及過程組成,讓學(xué)生在目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)下,自主合作學(xué)習(xí),探究、體驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)W習(xí)內(nèi)容,展示、交流學(xué)習(xí)結(jié)果,教師通過講授、指導(dǎo)、評(píng)價(jià)等方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí).
2.1“三環(huán)六步”教學(xué)模式的框架
[TP1CW36.TIF,BP#]
該模式體現(xiàn)創(chuàng)設(shè)情境、目標(biāo)(或問題)引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、學(xué)生自學(xué)、活動(dòng)探究、交流討論、自主評(píng)價(jià)、師生互動(dòng)、應(yīng)用反饋等多種學(xué)習(xí)方式綜合運(yùn)用的一種教學(xué)模式(圖1).
2.2“三環(huán)”的涵義
“三環(huán)”是指 “目標(biāo)導(dǎo)引、活動(dòng)探究、評(píng)價(jià)應(yīng)用 ” 三個(gè)環(huán)節(jié).教學(xué)過程運(yùn)用三個(gè)環(huán)節(jié)交替遞進(jìn),有效解決教學(xué)過程中目標(biāo)不明、方法不清、評(píng)價(jià)滯后的問題.這三個(gè)環(huán)節(jié)的構(gòu)想在筆者所在區(qū)域得以廣泛實(shí)踐.
2.2.1目標(biāo)導(dǎo)引
我們到超市購(gòu)物,如果沒有明確的目標(biāo),就會(huì)漫無目的地閑逛,如果有目標(biāo),購(gòu)物效率會(huì)大大提高.學(xué)習(xí)活動(dòng)也是如此,若是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)是模糊的,學(xué)習(xí)效果就會(huì)打折扣.所以學(xué)習(xí)目標(biāo)不單是教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)要素,不僅是教師要明白,也應(yīng)該讓學(xué)生明白,讓學(xué)習(xí)活動(dòng)有的放矢.一個(gè)好的學(xué)習(xí)目標(biāo)的要[LL]素應(yīng)該是:學(xué)習(xí)內(nèi)容+學(xué)習(xí)方法+預(yù)期達(dá)到的學(xué)習(xí)水平和要求.這樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)不僅讓學(xué)生明確了學(xué)什么,而且讓學(xué)生明確怎么學(xué),知道可以通過哪種學(xué)習(xí)方式達(dá)到目標(biāo),就能引導(dǎo)學(xué)生自主開展學(xué)習(xí)活動(dòng),也能引導(dǎo)學(xué)生自主開展評(píng)價(jià)活動(dòng).
2.2.2活動(dòng)探究
活動(dòng)探究是在學(xué)習(xí)目標(biāo)的導(dǎo)引下進(jìn)行的一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)和方法的總稱.通過問題引導(dǎo)、學(xué)法指導(dǎo),一步i引導(dǎo)學(xué)生按具體的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí),進(jìn)而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo),提高學(xué)習(xí)效率,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí).對(duì)于每一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng),教學(xué)內(nèi)容、方式是具體的,需要到達(dá)的水平和要求是明確的,這樣學(xué)生就可以在目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)下,自主合作學(xué)習(xí),探究、體驗(yàn)、領(lǐng)悟?qū)W習(xí)內(nèi)容.
2.2.3評(píng)價(jià)應(yīng)用
在教學(xué)過程中,每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束時(shí),都安排相應(yīng)的學(xué)生自主評(píng)價(jià),及時(shí)檢查評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果.在一節(jié)新課結(jié)束后,也要安排課堂小結(jié)、當(dāng)堂演練、拓展延伸,對(duì)學(xué)生進(jìn)行形成性評(píng)價(jià),檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用情況.通過及時(shí)評(píng)價(jià)、形成性評(píng)價(jià)使自主評(píng)價(jià)緊隨教學(xué)活動(dòng)的展開而展開,貫穿于教學(xué)活動(dòng)的始終,通過評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.
2.3“六步”的涵義
“六步”是指對(duì)于某一課時(shí)或某個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)采取的六個(gè)基本步驟,即“情景問題探究評(píng)價(jià)應(yīng)用反饋”.“六i”是基于“以學(xué)定教”提出的一種范式,對(duì)于某個(gè)教學(xué)內(nèi)容,并非要面面俱到,可以是全部,也可以側(cè)重其中的部分步驟.
2.3.1情境
新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè).情境創(chuàng)設(shè)的途徑很多,如利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè),聯(lián)系社會(huì)生活現(xiàn)象和素材創(chuàng)設(shè),利用新舊知識(shí)的聯(lián)系創(chuàng)設(shè),通過實(shí)踐體驗(yàn)創(chuàng)設(shè),利用現(xiàn)代信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)等.情境創(chuàng)設(shè)的作用是巨大的,能引發(fā)認(rèn)知沖突,激發(fā)興趣,喚起主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望,矯正前概念的偏差,做好思維鋪墊,活躍課堂氛圍.情境可以在引入課題時(shí)創(chuàng)設(shè),也可以在每個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)單元過程中進(jìn)行創(chuàng)設(shè).
2.3.2問題
探究始于問題,沒有問題就沒有探究.針對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的一個(gè)個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)單元,是圍繞問題展開的,為解決這些問題,根據(jù)問題的特征而預(yù)設(shè)了多樣化的學(xué)習(xí)方法,讓學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí).對(duì)有的問題,可采取自主學(xué)習(xí)解決;有的問題,可采取小組合作學(xué)習(xí)解決;有的問題,可采用實(shí)驗(yàn)法;還有的問題,需要進(jìn)一步猜想與假設(shè),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究;
對(duì)教學(xué)過程中生成的問題,還要突破預(yù)設(shè)的束縛,靈活加以處理.總之,問題的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,問題設(shè)計(jì)得合理,解決問題的方法科學(xué),就會(huì)有效驅(qū)動(dòng)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程,取得良好的學(xué)習(xí)效果.
2.3.3探究
新課程提倡探究式教學(xué).廣義地講,學(xué)生或通過自己的活動(dòng),或在老師的引導(dǎo)下,通過各種方式的主動(dòng)學(xué)習(xí),從未知到已知的過程,都是探究過程.所以,如上所述,針對(duì)具體問題而采取的自學(xué)指導(dǎo)、合作探究、理論推理、實(shí)驗(yàn)探究,以及精講點(diǎn)撥、師生對(duì)話、演示操作、小組討論、體驗(yàn)、展示等學(xué)習(xí)活動(dòng),都是為了讓學(xué)生建構(gòu)形成自己理解的知識(shí)和方法而采取的探究活動(dòng),這是教學(xué)過程的重頭戲.
2.3.4評(píng)價(jià)
新課倡導(dǎo)“立足過程,促進(jìn)發(fā)展”的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià),促進(jìn)學(xué)生全面富有個(gè)性的發(fā)展,促進(jìn)教師反思和改進(jìn)教學(xué).這里的評(píng)價(jià)可以是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的及時(shí)評(píng)價(jià),對(duì)自學(xué)效果的檢查,也可以是對(duì)整堂課的學(xué)習(xí)情況的檢測(cè),還包括老師對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行的口頭點(diǎn)評(píng)、學(xué)生互評(píng)和學(xué)生對(duì)課堂收獲的自我總結(jié).通過評(píng)價(jià)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自我,發(fā)展自我.同時(shí),通過學(xué)生之間開展自主評(píng)價(jià)活動(dòng),從而使學(xué)生學(xué)會(huì)評(píng)價(jià).
2.3.5應(yīng)用
在學(xué)習(xí)過程中,應(yīng)用指在一定情境下展示和表達(dá)學(xué)生所理解的知識(shí),這個(gè)步驟貫穿于課堂提問、課堂練習(xí)、課外實(shí)踐和測(cè)驗(yàn)考試之中,所以在上述“三環(huán)”的基礎(chǔ)上,還應(yīng)注重當(dāng)堂演練、拓展延伸等環(huán)節(jié),既加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解,也可初步檢驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成情況.
2.3.6反饋
反饋指教師利用課堂觀察、自主評(píng)價(jià)、當(dāng)堂演練、拓展訓(xùn)練和形成評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié),與學(xué)習(xí)目標(biāo)中的水平和要求對(duì)照,提供反饋信息,發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解概念和規(guī)律 上的差異,采取措施,修正教學(xué)素材或過程,修正偏差,進(jìn)而進(jìn)行釋疑解難、變式訓(xùn)練,使盡可能多的學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo).
綜上所述,“三環(huán)六步學(xué)導(dǎo)”教學(xué)模式以學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心,通過學(xué)生的自主、探究、合作學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)“以學(xué)定教、以教導(dǎo)學(xué)”的目的,不僅學(xué)會(huì)知識(shí)、技能和方法,而且學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),充分體現(xiàn)了“雙主”――教師的主導(dǎo)性和學(xué)生的主體性,使主導(dǎo)性和主體性和諧統(tǒng)一,發(fā)揮最大效益.能將課堂真正還給學(xué)生,使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)評(píng)價(jià),從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和評(píng)價(jià)能力.
3“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式課例
本文以人教版第十七章第二節(jié)《歐姆定律》為例,依據(jù)“三環(huán)六步導(dǎo)學(xué)”教學(xué)模式,具體地介紹.
3.1目標(biāo)導(dǎo)引
(1)通過看書、討論,理解歐姆定律的內(nèi)容、公式、單位及適用的條件.
(2)通過閱讀例題、老師講授、同步練習(xí),學(xué)會(huì)運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算及一般方法.
3.2活動(dòng)探究
情景上節(jié)課,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流跟電壓和電阻的關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們回顧一下并表述出來.
活動(dòng)1:閱讀課本78頁,然后回答下面的問題.
活動(dòng)2:討論電流、電壓、電阻之間的因果關(guān)系.
活動(dòng)3:閱讀課本78、79頁的例題1和例題2,思考用公式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟和規(guī)范要求.
[BP(]活動(dòng)4:例題講析
例3在如圖所示的電路中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 R′,使燈泡正常發(fā)光,用電流表測(cè)得通過它的電流值是0.6 A.已知該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是20 Ω,求燈泡兩端的電壓.[BP)]
活動(dòng)4:例題講析,點(diǎn)撥電阻與電壓、電流無關(guān),歐姆定律的[HJ1.45mm]另一個(gè)適用條件是同一時(shí)刻(同一狀態(tài)).
例1加在某一電阻器兩端的電壓為5 V時(shí),通過它的電流是0.5 A,則該電阻器的電阻應(yīng)是多大?如果兩端的電壓增加[JP3]到20 V,此時(shí)這個(gè)電阻器的電阻值是多大?通過它的電流是多大?
3.3評(píng)價(jià)應(yīng)用
3.3.1自主評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)1:請(qǐng)你口頭表達(dá)歐姆定律的內(nèi)容.
評(píng)價(jià)2:請(qǐng)你說出歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
評(píng)價(jià)3:公式中各物理量的單位是什么?(提示區(qū)分物理量的符號(hào)和單位符號(hào))
評(píng)價(jià)4:歐姆定律的適用條件是什么?
評(píng)價(jià)5:下列關(guān)于歐姆定律說法中正確的是
A.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
B.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比
C.電壓一定時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體中的電流成反比
D.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電流、電壓無關(guān)
評(píng)價(jià)6:歸納用歐姆定律公式進(jìn)行計(jì)算的一般步驟.
3.3.2當(dāng)堂演練
(1)關(guān)于電流跟電壓和電阻的關(guān)系,下列說法正確的是
A.導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越小
B.導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流越大
C.導(dǎo)體兩端的電壓越大,導(dǎo)體的電阻越大,通過導(dǎo)體的電流也越大
D.在導(dǎo)體兩端的電壓一定的情況下,導(dǎo)體的電阻越小,通過導(dǎo)體的電流越大
(2)一條鎳鉻合金線的兩端加上4 V電壓時(shí),通過的電流是0.2 A,則它的電阻是[CD#3]Ω.若合金線的兩端電壓增至16 V時(shí),它的電阻是[CD#3]Ω,這時(shí)若要用電流表測(cè)量它的電流,應(yīng)選用量程為[CD#3]A的電流表.
(3)關(guān)于歐姆定律,下列敘述中不正確的是
A.在相同電壓下,導(dǎo)體的電流和電阻成反比
B.對(duì)同一個(gè)導(dǎo)體,導(dǎo)體中的電流和電壓成正比
C.因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的性質(zhì),所以電流只與導(dǎo)體兩端的電壓成正比
D.導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也與導(dǎo)體的電阻有關(guān)
[TP1CW37.TIF,Y#]
(4)在探究電阻兩端的電壓跟通過電阻的電流的關(guān)系時(shí),小東選用了甲、乙兩個(gè)定值電阻R甲、R乙分別做實(shí)驗(yàn),他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了如圖2所示的圖像,請(qǐng)根據(jù)圖像比較電阻R甲與R乙的大小,R甲[CD#3]R乙.(選填“大于”、“等于”或“小于”)
3.3.3拓展延伸
我國(guó)刑法規(guī)定,從2011年5月1日起,駕駛員醉酒后駕車要負(fù)刑事責(zé)任.目前大多數(shù)國(guó)家都采用呼氣式酒精測(cè)試儀,對(duì)駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè).
建構(gòu)主義認(rèn)為:知識(shí)不可能以實(shí)體的形式存在于個(gè)體之外,盡管通過語言賦予了知識(shí)一定的外在形式,且獲得了較為普遍的認(rèn)同,但這并不意味著學(xué)習(xí)者對(duì)這種知識(shí)有同樣的理解.真正的理解只能由學(xué)習(xí)者自身基于自己的經(jīng)驗(yàn)背景而建構(gòu)起來,取決于特定情境下的學(xué)習(xí)活動(dòng)過程.否則,就不叫理解,而是被動(dòng)的復(fù)制式的學(xué)習(xí).因此,學(xué)生不是簡(jiǎn)單被動(dòng)地接收信息,而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義,這種建構(gòu)是無法由他人來代替的.
學(xué)生理解能力的形成,是個(gè)循序漸進(jìn)的過程,是從不自覺到有目的地自覺進(jìn)行的.在初中兩年的物理教學(xué)中,老師對(duì)學(xué)生的理解能力要有正確的預(yù)估,備課時(shí)設(shè)計(jì)的教學(xué)過程要在學(xué)生理解能力的“最近發(fā)展區(qū)”,不可過高也不能過于低,才可能實(shí)現(xiàn)真正意義上的高效課堂.
理解是一種積極思維活動(dòng)的心理過程,理解能力是認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象的前提.相對(duì)其他科目來說,很多同學(xué)反映物理比較難學(xué)難懂.往往上課聽了,概念公式也背了,類似的題目練了,到解決實(shí)際問題時(shí)還是腦子一片模糊,究其原因主要是理解能力不足,沒有弄清事物的意義,影響了他們的學(xué)習(xí)效果.主要存在的問題有:(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題.對(duì)實(shí)驗(yàn)探究不能明確探究目的,不會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃;(2)概念教學(xué)中的問題.不能從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律,對(duì)同一概念的幾種表達(dá)形式鑒別能力差;(3)規(guī)律教學(xué)中的問題.不理解物理規(guī)律的確切內(nèi)涵和外延,包含其適用條件及在簡(jiǎn)單情況下的應(yīng)用.以上這些問題的存在直接影響著教學(xué)質(zhì)量的提高.
2培養(yǎng)學(xué)生理解能力的三點(diǎn)方法
2.1在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理解能力
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí),可以設(shè)置問題串引導(dǎo)學(xué)生的思維.問題設(shè)計(jì)是很重要的一個(gè)教學(xué)技巧,教師可以通過問題來引導(dǎo)、促進(jìn)學(xué)生思維過程.教師務(wù)必注意引導(dǎo)學(xué)生思考探究目的是什么,如何進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃,應(yīng)該準(zhǔn)備哪些實(shí)驗(yàn)器材?哪些物理量需要測(cè)[HJ1.9mm]量?筆者相信學(xué)生經(jīng)過多次訓(xùn)練,在主動(dòng)尋求途徑解決問題時(shí)才理解了整個(gè)實(shí)驗(yàn).否則,學(xué)生們要么不知道要做什么,要么就是被動(dòng)地記錄一堆數(shù)據(jù)而已.
例1[HT]探究“物質(zhì)吸熱或放熱規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),設(shè)置問題串引導(dǎo)學(xué)生的思維.
(1)探究的問題是物質(zhì)吸熱與物質(zhì)的種類、物質(zhì)溫度的變化、物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系,要采用什么方法研究?
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以前,先要解決一個(gè)問題,就是怎樣比較物質(zhì)吸熱的多少?物質(zhì)要吸熱,必須要給它加熱,加熱越多,則物質(zhì)吸熱就越多.加熱的多少怎樣比較?
(3)利用生活經(jīng)驗(yàn)說明物質(zhì)吸熱的多少與溫度變化、質(zhì)量有什么關(guān)系?物質(zhì)吸熱與物質(zhì)的種類有什么關(guān)系?怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究?引導(dǎo)學(xué)生答出取相同質(zhì)量的水和煤油,升高相同的溫度,比較吸熱的多少.(同時(shí)師生共同設(shè)計(jì)表格)
(4)更進(jìn)一步地,提問取相同質(zhì)量的水和煤油,加熱相同的時(shí)間,比較升高的溫度,可以嗎?思維上清楚了,學(xué)生實(shí)施觀察和思考就有效了很多.
2.2在物理概念教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理解能力
循序漸進(jìn)地要求學(xué)生從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中歸納科學(xué)規(guī)律,敢于表達(dá)并對(duì)同一規(guī)律進(jìn)行不同形式的表達(dá),通過實(shí)驗(yàn)與思維過程的結(jié)合提升理解能力.想讓學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)獲得概念,應(yīng)該注重概念的來龍去脈:為什么要研究這個(gè)問題,怎樣進(jìn)行研究,通過研究得到怎樣的結(jié)論,物理量的物理意義是什么以及這個(gè)物理量有什么重要的應(yīng)用等.
例2[HT]密度這個(gè)概念的建立是重點(diǎn)也是難點(diǎn),初二新授課時(shí)學(xué)生能直觀地體會(huì)到體積相同的不同物質(zhì)質(zhì)量不同.但是傳統(tǒng)的講授式教學(xué)直接用“比值法”定義密度概念,初中生接受起來會(huì)有一定的難度.要體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)學(xué)生為主體的課改理念,就要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)討論,去發(fā)現(xiàn)“同一物質(zhì)的體積增大幾倍,它的質(zhì)量也增大幾倍”,“同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積比值一定”,“物質(zhì)的質(zhì)量和體積成正比”,“不同種類的物質(zhì),質(zhì)量跟體積的比值是不同的”,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生用圖像法處理數(shù)據(jù)畫出[TP2CW01.TIF,Y#]如圖1所示的m-V圖像.雖然各抒己見,但教師務(wù)必給予每個(gè)人及時(shí)表揚(yáng).師生進(jìn)一步共同總結(jié),區(qū)別物質(zhì)的一種辦法:質(zhì)量跟體積的比值.可見單位體積的質(zhì)量反映了物質(zhì)的一種特性,密度就是表示這種特性的物理量.學(xué)生通過體驗(yàn)理解物理方法,對(duì)于學(xué)習(xí)后續(xù)物[HJ1.85mm]理知識(shí)具有很好的遷移價(jià)值.
2.3在物理規(guī)律教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理解能力
利用圖示法能形象地表達(dá)物理規(guī)律,直觀地?cái)⑹鑫锢磉^程,鮮明地表示各物理量之間的關(guān)系,幫助學(xué)生弄清物理?xiàng)l件過程,把握概念條件.理解物理規(guī)律[JP2]的確切含義,包含其適用條件及在簡(jiǎn)單情況下的應(yīng)用.
例3[HT]歐姆定律是一條重要的電學(xué)定律,是貫穿整個(gè)電學(xué)的主線,全面正確地理解和透徹地掌握它是正確解答涉及電學(xué)問題的前提和基礎(chǔ).該定律是利用控制變量法在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的,即控制電阻不變,得到通過導(dǎo)體中的電流跟導(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)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比(如圖2),由此得到了公式I=U/R.
考點(diǎn) 1 電流、電壓和電阻
電子定向移動(dòng)形成電流.規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?會(huì)使用電流表測(cè)量電流.串聯(lián)電路中電流處處相等;并聯(lián)電路中干路上的電流等于各個(gè)支路電流之和.會(huì)使用電壓表測(cè)量電壓.串聯(lián)電路的總電壓等于各個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體兩端電壓之和;并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小只與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān),大多數(shù)導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大.滑動(dòng)變阻器是利用改變接入電路中電阻線的長(zhǎng)度來改變接入電路中電阻的大小的,使用時(shí),采取“一上一下”的接線方法,通常串聯(lián)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(dāng)稱重物時(shí),在壓力作用下滑片P向B端滑動(dòng),變阻器連入電路的電阻________,電流表的示數(shù)_______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。這樣把電流對(duì)應(yīng)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(dāng)稱重物時(shí),在壓力作用下滑片P向B端滑動(dòng),變阻器連入電路的電阻變小,電流表的示數(shù)變大.
考點(diǎn)預(yù)測(cè):電壓表和電流表的使用,探究串、并聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律以及探究影響導(dǎo)體電阻的因素是中考命題的熱點(diǎn).命題常圍繞有關(guān)電表的知識(shí)和使用規(guī)律,以填空、選擇、作圖等題型出現(xiàn),重點(diǎn)考查關(guān)于電表的讀數(shù)和正確連接.另外,正確使用滑動(dòng)變阻器改變電路中的電流也是考查的重點(diǎn).
考點(diǎn)2 歐姆定律
歐姆定律的內(nèi)容是: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.用公式I=U/R 表示.使用歐姆定律時(shí),要注意是指同一導(dǎo)體在同一時(shí)刻的I、U、R三者的關(guān)系.串聯(lián)電路的總電阻等于各個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和,即R總 =R1+R2;并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)并聯(lián)導(dǎo)體電阻倒數(shù)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(xué)為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制裝置,R是熱敏電阻,其阻值隨溫度變化關(guān)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(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸合,空調(diào)電路正常工作.
(1)該同學(xué)將電流表改成了溫度表,通過計(jì)算標(biāo)出表盤上25℃的位置.
(2)為了節(jié)省電能,使溫度達(dá)到30℃時(shí)空調(diào)才能啟動(dòng)制冷,電路中要串聯(lián)多大的電阻?
(3)為了給空調(diào)設(shè)定不同的啟動(dòng)溫度,請(qǐng)你提出一種可行的、調(diào)節(jié)方便的措施.(改變電阻除外)
解析:(1)查表可知,25℃時(shí)R為390Ω,則
I =1/R總=6V/(390Ω+10Ω)=0.015A.
即25℃時(shí)指針位置在表盤15mA處.
(2)查表可知,30℃時(shí)R為360Ω,則
R總=U/1=6V/0.015A= 400Ω,
故串聯(lián)電阻R=R總-R-R0=30Ω.
(3)為了給空調(diào)設(shè)定不同的啟動(dòng)溫度可以改變電壓,使用調(diào)壓器;改變繼電器線圈匝數(shù);使用抽頭旋轉(zhuǎn)式線圈等。
考點(diǎn)預(yù)測(cè):歐姆定律是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn),它貫穿整個(gè)電學(xué)的計(jì)算,是中考的熱點(diǎn)和必考內(nèi)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(shí)結(jié)合在一起考查.
考點(diǎn)3 測(cè)量小燈泡的電阻
測(cè)量小燈泡的電阻其原理是歐姆定律.在實(shí)驗(yàn)過程中,先畫出電路圖,再對(duì)照電路圖連接實(shí)物電路,在連接電路的過程中開關(guān)應(yīng)斷開,變阻器滑片應(yīng)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(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量未知電阻Rx的實(shí)驗(yàn),各組同學(xué)都提出了自己的設(shè)計(jì)方案,下列是兩組同學(xué)的設(shè)計(jì)情況.
(1)甲組同學(xué)決定采用伏安法,請(qǐng)你幫他畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并說明所需測(cè)量的物理量:①____________;② _______________________ .
(2)乙組同學(xué)設(shè)計(jì)了不同的方案,經(jīng)討論后同學(xué)們達(dá)成共識(shí),設(shè)計(jì)的電路如圖3,以下是他們的實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好實(shí)物電路;
②____________________________________________;
③____________________________________________.
(3)請(qǐng)你用所測(cè)物理量分別寫出兩種方案未知電阻Rx的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
甲組:Rx=___________________ ;乙組:Rx=________________.
解析:(1)甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖4所示.需測(cè)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(xué)的實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①按電路圖連接好實(shí)物電路;
②將開關(guān)S斷開時(shí),記錄電流表的示數(shù)為I1;
③將開關(guān)S閉合時(shí),記錄電流表的示數(shù)為I2.
(3)甲組:Rx= U/I ;乙組:Rx=I1R0/(I2-I1).
考點(diǎn)預(yù)測(cè):伏安法測(cè)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(cè)量,是電學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)之一,在考試中常常出現(xiàn).其實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都是考查的重點(diǎn),出題形式靈活多樣,主要考查同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)探究能力.
考點(diǎn)4 電功和電功率的有關(guān)計(jì)算
電功和電功率的計(jì)算公式分別為W=UIT和P=W/t.在生活中我們常應(yīng)用電功率變形公式W=Pt來計(jì)算用電器消耗的電能.
例4(2006年菏澤市考題)收音機(jī)的基本結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化成如圖5所示的電路,其中R1代表機(jī)體電阻,R2為音量控制電阻,R3為揚(yáng)聲器的等效電阻,電源電壓為3V。當(dāng)滑片P滑到a端時(shí),揚(yáng)聲器無聲,此時(shí)流過電源的電流為15mA.當(dāng)滑片P滑到b端時(shí),揚(yáng)聲器音量最大,此時(shí)流過電源的電流為55mA.求:
(1)R3的阻值;
(2)揚(yáng)聲器音量最大時(shí),R3消耗的電功率.
解析:(1)當(dāng)滑片P滑到a端時(shí),R1、R2并聯(lián);當(dāng)滑片P滑到b端時(shí),R1、R2、R3并聯(lián),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(yáng)聲器音量最大時(shí),R3消耗的電功率:
P3=U3I3=3V× 0.04A=0.12W.
考點(diǎn)預(yù)測(cè):電功和電功率綜合計(jì)算是中考電學(xué)計(jì)算的熱點(diǎn).解決此類問題的關(guān)鍵是:先認(rèn)清電路的連接方式,分清電路的結(jié)構(gòu)是如何變化的,再考慮電表所測(cè)量的物理量,最后利用串并聯(lián)電路、歐姆定律、電功和電功率等知識(shí)求解.復(fù)習(xí)時(shí),要多做一些相關(guān)練習(xí),提高自己的解題能力.
考點(diǎn)5 測(cè)定小燈泡的電功率
用電壓表與小燈泡并聯(lián)測(cè)量燈泡兩端的電壓,用電流表與小燈泡串聯(lián)測(cè)量燈泡的電流,再根據(jù)電功率的公式P=UI,計(jì)算出小燈泡的電功率.了解小燈泡的實(shí)際功率和額定功率跟小燈泡的實(shí)際電壓和額定電壓的關(guān)系.
例5(2006年大連市考題)小紅同學(xué)要測(cè)量額定電壓為3.8V的小燈泡的功率.
(1)連接的不完整的實(shí)物電路如圖6甲所示.請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接.
(2)連好電路后,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)為4V,電流表的示數(shù)為0.35A,小燈泡的實(shí)際功率為_______W.調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí),電流表的指針位置如圖6乙所示,此時(shí)電流表的示數(shù)為___________A,小燈泡的額定功率為______W.
(3)開關(guān)閉合前,滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值不是最大.你除了從實(shí)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(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的哪個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來證實(shí)這一點(diǎn)?(只陳述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即可,不用分析或解釋)
解析:(1)連接的實(shí)物電路如圖7所示.
(2)小燈泡的實(shí)際功率為1.4W;電流表的示數(shù)為0.34A;小燈泡的額定功率為1.292W.
(3)閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)從4V降到3.8V,或閉合開關(guān)后,電流表的示數(shù)從0.35A降到0.34A,或電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變小.
考點(diǎn)預(yù)測(cè):測(cè)定小燈泡的電功率是電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的重點(diǎn),也是中考實(shí)驗(yàn)命題的主要素材之一,它涉及到電表的使用、滑動(dòng)變阻器的使用、串聯(lián)電路、歐姆定律、電功和電功率等知識(shí).所以在復(fù)習(xí)時(shí),要重溫實(shí)驗(yàn),以便提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?
考點(diǎn)6焦耳定律
焦耳定律的內(nèi)容是:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時(shí)間成正比.其表達(dá)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(zhǔn)備參加玩具賽車比賽,他運(yùn)用圖8所示的電路來挑選一只能量轉(zhuǎn)換效率較高的電動(dòng)機(jī).設(shè)電池的電壓恒定不變,他先用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸,使其不轉(zhuǎn)動(dòng),閉合開關(guān)后讀出電流表的讀數(shù)為2A;然后放手,當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A.則該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為()
A.91% B.70% C.30% D.9%
解析:用手捏住電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸,使其不轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)在時(shí)間t內(nèi)消耗的電能是W=UIt= 2Ut(J);當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt= UIt= 0.6Ut(J).該玩具電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η=W-Q/W×100%,代入數(shù)據(jù)得:η =70%.
考點(diǎn)預(yù)測(cè):關(guān)于多檔位電熱器的耗電問題一直是中考的熱點(diǎn),既可以考查同學(xué)們對(duì)電路結(jié)構(gòu)知識(shí)的掌握情況,又可以考查同學(xué)們對(duì)電能的計(jì)算能力,同時(shí)也為同學(xué)們今后設(shè)計(jì)新穎的電路打下基礎(chǔ),所以,這類考題在2007年中考中仍將是重點(diǎn).
考點(diǎn)7電磁現(xiàn)象
磁體具有吸鐵性,磁極間相互作用的規(guī)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(chǎng),用安培定則判定通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系.電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的,發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的.
例7(2006年貴陽市考題)一同學(xué)設(shè)計(jì)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(gè)螺線管,如圖9所示,接通開關(guān)后,小磁鐵的N極向東偏轉(zhuǎn),則下列判斷中正確的是()
A.電源a端是正極,在電源內(nèi)部電流由b流向a
B.電源a端是正極,在電源內(nèi)部電流由a流向b
C.電源b 端是正極,在電源內(nèi)部電流由a流向b
D.電源b 端是正極,在電源內(nèi)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(xiàng)正確.
考點(diǎn)預(yù)測(cè):考查實(shí)驗(yàn)中和生活中的電磁現(xiàn)象是該考點(diǎn)的主要內(nèi)容,應(yīng)分析題目所提供的材料,利用相關(guān)規(guī)律進(jìn)行解題。另外,關(guān)于電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的原理和能量的轉(zhuǎn)化也是該考點(diǎn)的主要考查內(nèi)容.
考點(diǎn)8電磁波及其傳播
周期性變化的電磁場(chǎng)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(zhǎng)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(jié)目時(shí),我們發(fā)現(xiàn)在打雷時(shí),從收音機(jī)里會(huì)聽到“咔嚓、咔嚓……”的聲音,然后才聽到雷聲.
(1)打雷時(shí)收音機(jī)為什么會(huì)發(fā)出“咔嚓”的聲音?
(2)為什么我們會(huì)先聽到收音機(jī)里的“咔嚓”聲,然后才聽到雷聲?
知識(shí)目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng).
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用.
能力目標(biāo)
知道科學(xué)研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用方法.
情感目標(biāo)
通過對(duì)焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué),勇于克服困難的信念.
教學(xué)建議
教材分析
教材從實(shí)驗(yàn)出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時(shí)間的關(guān)系,這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法,在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生能更好地體會(huì)的一些科學(xué)研究的方法,避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)生造成理解的困難和對(duì)純電阻電路的理解的困難.在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時(shí)啟發(fā)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識(shí).
做好實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的關(guān)鍵.
教法建議
本節(jié)課題主題突出,就是研究電熱問題.可以從電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手,可以舉例也可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn).然后進(jìn)入定性實(shí)驗(yàn).
對(duì)焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)生對(duì)電流平方成正比不易理解,可以通過一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后,反過來解決課本中在課前的問題.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
提問:
(1)燈泡發(fā)光一段時(shí)間后,用手觸摸燈泡,有什么感覺?為什么?
(2)電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后,用手觸摸電動(dòng)機(jī)部分有什么感覺?為什么?
學(xué)生回答:發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).
引入新課
(1)演示實(shí)驗(yàn):
1、介紹如圖9-7的實(shí)驗(yàn)裝置,在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油,瓶中各裝一根電阻絲,甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大,串聯(lián)起來,通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油的溫度升高,體積膨脹,煤油在玻璃管里會(huì)上升,電流產(chǎn)生的熱量越多,煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況,就可以比較電流產(chǎn)生的熱量.
2、三種情況:
第一次實(shí)驗(yàn):兩個(gè)電阻串聯(lián)它們的電流相等,加熱的時(shí)間相同,甲瓶相對(duì)乙瓶中的電阻較大,甲瓶中的煤油上升得高.表明:電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多.
第二次實(shí)驗(yàn):在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,加大電流,重做實(shí)驗(yàn),
讓通電的時(shí)間與前次相同,兩次實(shí)驗(yàn)比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度,第二交煤油上升的高,表明:電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多.
第三次實(shí)驗(yàn):如果加長(zhǎng)通電的時(shí)間,瓶中煤油上升越高,表明:通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多.
(2)焦耳定律
英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)于1840年最先精確地確定電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比.跟通電時(shí)間成正比,這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示:Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(Ω),通過的時(shí)間t的單位要用秒(s)這樣,熱量Q的單位就是焦耳(J).
例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上,在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量.
解:I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J
在一定的條件下,根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導(dǎo)出焦耳定律公式如果電流通過導(dǎo)體時(shí),其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量.那么,電流產(chǎn)生的熱量Q就等于電流做的功W,即Q=W.W=UIt,根據(jù)歐姆定律U=IR推導(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt,
(3)總結(jié)
在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量越多.
在電阻和通電時(shí)間相同的條件下,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多,進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.
在通電電流和電阻相同的條件下,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流產(chǎn)生的熱量越多.
探究活動(dòng)
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學(xué)生分組或教師演示
【活動(dòng)方式】
1.提出問題
2.實(shí)驗(yàn)觀察
3.討論分析
【實(shí)驗(yàn)方案示例】
1.實(shí)驗(yàn)器材:干電池四節(jié),玻璃棒,若
干電阻絲,蠟燭,火柴棒.
2.制作方法
把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端,繞線匝數(shù)比例為1∶8,兩線圈相距5cm左右,然后在這兩個(gè)線圈上滴上同樣多的蠟,使線圈被蠟均勻地包住.點(diǎn)著火柴立即吹滅,靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個(gè)線圈上,如圖1所示.
圖1
3.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電,可看到匝數(shù)多的線圈(電阻大)上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈(電阻?。┥系幕鸩駰U先掉.這就表明:在電流強(qiáng)度和通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,電流產(chǎn)生的熱量就越多.
選擇題作為一種常見的題型,以深受廣大師生的喜愛.在每次考試或練習(xí)中都會(huì)有選擇題,其中選擇題是最容易也是最難得分的題型,讓不少學(xué)生又愛又恨.它的特點(diǎn)是概念性強(qiáng)、針對(duì)性強(qiáng),具有一定的多樣性、迷惑性.主要考查學(xué)生的判斷能力和比較能力;試題形式具有更大的靈活性,從命題主旨到考查內(nèi)容已不再僅僅專注于知識(shí)點(diǎn)本身,更側(cè)重于物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用.
下面我們對(duì)應(yīng)答選擇題的主要方式、各種題型的變化及解題技巧,做一些分析.
一、 直接判斷法
直接判斷法適用于概念性較強(qiáng)的選擇題,其解題要點(diǎn)是運(yùn)用物理概念和物理規(guī)律與每個(gè)備選項(xiàng)對(duì)照,不符合題意的選項(xiàng)就會(huì)顯露出來,從而使我們找到符合題意的選項(xiàng).
例1 關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. 0℃的物體內(nèi)能為零
B. 一切物體都具有內(nèi)能
C. 物體間的內(nèi)能可以發(fā)生轉(zhuǎn)移
D. 其他形式的能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
解析 物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與勢(shì)能之總和,它在任何溫度下都不為零,可以發(fā)生轉(zhuǎn)移(熱傳遞),可以由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來.因此,四個(gè)選項(xiàng)中A錯(cuò),B、C、D均正確,故選A.
例2 由歐姆定律公式可導(dǎo)出R=,關(guān)于此式的物理意義,下列說法中正確的是( )
A. 導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),導(dǎo)體的電阻為零
B. 導(dǎo)體兩端的電壓越大,導(dǎo)體的電阻越大
C. 通過導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻越小
D. 導(dǎo)體電阻值的大小,可以用它兩端的電壓與通過它的電流的比值來表示
解析 導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性,它與導(dǎo)體兩端是否有電壓,是否有電流通過無關(guān).
二、 篩選法(排除法)
這種方法主要考察學(xué)生的細(xì)心,有時(shí)要求選擇錯(cuò)誤的,切忌不要下手太快.因根據(jù)題目的要求,先將明顯的錯(cuò)誤或不合理的備選答案一個(gè)一個(gè)地排除掉,最后只剩下正確的答案.
例3 如圖所示,兩盞相同的燈泡在電路開關(guān)S閉合后都能正常發(fā)光.過一會(huì)兒,兩盞燈都熄滅了,此時(shí)電路中的電壓表電流表均無示數(shù),那么電路發(fā)生的故障可能是( )
A. 燈泡L燈絲斷了 B. 燈泡L燈絲斷了
C. 燈泡L短路 D. 燈泡L短路
解析 這是一道電路故障問題,可以用排除法,如果只有一盞燈短路,則另一盞燈應(yīng)該能夠發(fā)光而且電流表有示數(shù),而現(xiàn)在的兩燈都不發(fā)光,說明一盞燈短路是不可能的,因此可以排除C、D,那么電路故障只能是斷路了,如果只有L斷路,則電壓表可以有示數(shù),所以B也不對(duì).
三、 圖像分析法
根據(jù)圖像識(shí)別橫軸與縱軸對(duì)應(yīng)的物理量,再辨別兩個(gè)物理量的變化關(guān)系.
例4 (2011·黃岡市)小陽設(shè)計(jì)一個(gè)天然氣泄漏檢測(cè)電路,如圖所示,R為氣敏電阻,其阻值隨天然氣濃度變化曲線如圖乙所示,R為定值電阻,電源電壓恒定不變.則下列說法正確的是( )
A. 天然氣濃度增大,電壓表示數(shù)變小
B. 天然氣濃度減小,電流表示數(shù)變大
C. 天然氣濃度增大,電路消耗的總功率變小
D. 天然氣濃度減小,電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
解析 A: 天然氣濃度增大,由圖像可知,R變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比可知,R分壓變小,由于總電壓不變,所以R分壓增大,即電壓表示數(shù)變大.
B: 天然氣濃度減小,R變大,因?yàn)镽不變,所以串聯(lián)總電阻變大,由于總電壓不變,所以總電流變小,即電流表示數(shù)變小
C: 天然氣濃度增大,R變小,串聯(lián)總電阻變小,由于總電壓不變,所以總電流變大.根據(jù)P=UI,可知總功率變大;還可以用P=U2/R(純電阻電路)總電壓不變,總電阻變小,總功率變大.
D: 電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表也測(cè)通過R的電流,根據(jù)歐姆定律U/I=R,R不變,故比值不變.
四、 比值法
可以利用數(shù)學(xué)的比例式來解決物理問題。具體有下列幾種方法
(1) 根據(jù)所求物理量選擇相應(yīng)的物理公式.
(2) 在題目中找出其它物理量之間的比例關(guān)系.
(3) 用“比例關(guān)系式”為紐帶,將公式聯(lián)立成比例式.
例5 甲、乙兩物體的質(zhì)量之比是2:1,比熱容之比是3:4,若它們吸收相同的熱量,則升高的溫度之比是( )
A.2:3 B. 3:2 C. 3:8 D. 8:3
解析 根據(jù)相關(guān)物理量,應(yīng)使用公式Q=cmΔt得,Δt=ΔQ/cm代入相對(duì)應(yīng)的比值,求出結(jié)果.
五、 計(jì)算法
此類方法適用于涉及物理計(jì)算多,難度大的題目.根據(jù)命題給出的數(shù)據(jù),運(yùn)用物理公式推導(dǎo)或計(jì)算其結(jié)果并與備選答案對(duì)照,作出正確的選擇.
例6 (2011衡陽)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S、S,電壓表示數(shù)為6V,電流表示數(shù)為0.6A,斷開S后,電壓表示數(shù)變?yōu)?V,則R的電阻和電源電壓分別是( )
A. 10Ω、9V B. 20Ω、6V
C. 20Ω、9V D. 10Ω、6V
解析 本題主要考查對(duì)歐姆公式的靈活運(yùn)用和開關(guān)的閉合對(duì)電路的影響。當(dāng)閉合開關(guān)S、S,只R連在電路中,電壓表測(cè)電源電壓,即為6V,R=U/I=6V/0.6A=10Ω。當(dāng)斷開S時(shí),R,R串聯(lián),U=2V,I=U/R=2V/10Ω=0.2A, U=U-U=6V-2V=4V, R=U/I=4V/0.2A=20Ω。故選B
六、 整體法
對(duì)于有幾個(gè)研究對(duì)象的物理題,有時(shí)把幾個(gè)對(duì)象看成是一個(gè)整體,要比把它們分開考慮簡(jiǎn)單得多,把多個(gè)對(duì)象看成一個(gè)整體的方法叫整體法.
例7 用電壓為220V的電源向遠(yuǎn)處某工地的一盞標(biāo)著“PZ 220-60”的電燈供電,由于導(dǎo)線有電阻,燈泡消耗的實(shí)際功率為55W.則導(dǎo)線消耗的功率( )
A. 大于5 W B. 等于5 W
C. 小于5 W D. 不能確定
解析 將導(dǎo)線和燈泡看成一個(gè)整體,那么它的總電阻要比燈泡的電阻大,電源電壓不變,根據(jù)P=U2/R可得導(dǎo)線和燈泡整體消耗的功率要比燈泡的額定功率小,所以它們的總功率小于60 W,因?yàn)闊襞菹牡膶?shí)際功率為55 W,所以導(dǎo)線消耗的功率要小于5 W.
七、 推理法
根據(jù)題給條件,利用有關(guān)的物理規(guī)律、物理公式或物理原理通過邏輯推理或計(jì)算得出正確答案,然后再與備選答案對(duì)照作出選擇.
例8 如圖所示的電路,開關(guān)S閉合后,滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)的過程中,有關(guān)電流表、電壓表的讀數(shù)以及燈泡亮度的變化,下列說法中正確的是
A. 電流表的讀數(shù)變大,電壓表的讀數(shù)變小,燈泡變暗
B. 電流表的讀數(shù)變小,電壓表的讀數(shù)變大,燈泡變亮
C. 電流表、電壓表的讀數(shù)都變小,燈泡變暗
D. 電流表、電壓表的讀教都變大,燈泡變亮
解析 本題考查的是歐姆定律的應(yīng)用;滑動(dòng)變阻器的使用.
(1) 分析電路結(jié)構(gòu),明確各電路元件的連接方式;
(2) 根據(jù)滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)方向判斷滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值如何變化,然后根據(jù)歐姆定律判斷電流表示數(shù)如何變化;