時間:2023-07-31 16:40:45
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇歐姆定律的關系,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
(2)理解歐姆定律,記住歐姆定律的公式,并能利用歐姆定律進行簡單的計算。
(3)能根據串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律,利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。
2、過程和方法
(1)通過根據實驗探究得到歐姆定律,培養(yǎng)學生的分析和概括能力。
(2)通過利用歐姆定律的計算,學會解電學計算題的一般方法,培養(yǎng)學生邏輯思維能力。
(3)通過歐姆定律的應用,使學生學會由舊知識向新問題的轉化,培養(yǎng)學生應用知識解決問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
通過了解科學家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程,學習科學家探求真理的偉大精神和科學態(tài)度,激發(fā)學生努力學習的積極性和勇于為科學獻身的熱情。
4、教學重點:歐姆定律及其應用。
教學難點:正確理解歐姆定律。
2.相同之處
歐姆定律適用于線性元件,如金屬等,不適用于非線性元件,如氣態(tài)導體等。
三、三點質疑
1.線性元件存在嗎
材料的電阻率ρ會隨其他因素的變化而變化(如溫度),從而導致導體的電阻實際上不可能是穩(wěn)定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。在實際問題中,當通電導體的電阻隨工作條件變化很小時,可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
2.對所有非線性元件歐姆定律都不適合嗎
在上述所有表述中都有歐姆定律適用于金屬導體之說,又有歐姆定律適用的元件是線性元件之說,也就是說金屬是線性材料,而我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應是線性元件,但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,為了避免這種自相矛盾,許多資料上又說歐姆定律的應用有“同時性”,或者說“歐姆定律不適用于非線性元件,但對于各狀態(tài)下是適合的”,筆者總覺得這樣的解釋難以讓學生接受,有牽強之意,給教師的教造成難度,既然各個狀態(tài)下都是適合的,那就是整個過程適合呀。
3.對歐姆定律適合的元件I與R一定成反比嗎
I與R成反比必須有“導體兩端的電壓U相同”這一前提,在這一前提條件下改變導體的電阻R,那么通過導體的電流就會發(fā)生變化,因而導體的工作點就發(fā)生了變化,其制作材料的電阻率 ρ就隨之變化,因此導致電阻又會發(fā)生進一步的變化,這樣又會導致電流產生進一步的變化,所以實踐中多數(shù)情況下I與R就不會成嚴格的反比關系,甚至相差很大。
四、兩條教學對策
1.歐姆定律的表述需要改進
其實早就有一些老師對歐姆定律的表述進行過深入的分析,并結合他們自身長期的教學經驗,已經提出了歐姆定律的表述的后半部分“I與R成反比”是多余的,應該刪除,筆者也贊成這種做法,因為這種說法本身就是不準確的,這也是在上述三種大學普通物理教材中都沒有出現(xiàn)這個說法的原因。
通過對歐姆定律發(fā)現(xiàn)歷程的溯源,可知歐姆當時發(fā)現(xiàn)這一電路定律時也沒有提出“反比”這一函數(shù)關系,只是定量地給出了一個等式,因此,筆者認為歐姆定律的現(xiàn)代表述有必要改進,既要傳承歐姆當時的公式,也要符合實際情況,所以筆者認為歐姆定律應該表述為:通過導體的電流強度等于導體兩端的電壓與導體此時的電阻之比。
那么,為什么連“I與U成正比”也省去呢?當R一定時,I與U成正比是顯然的,但如果在歐姆定律的表述中一旦出現(xiàn)“I與U成正比”的說法,學生就會很自然地想到“I與R成反比”,而這種說法是不對的,所以表述中最好不要出現(xiàn)“I與U成正比”和“I與R成反比”這兩種說法。
2.線性還是非線性元件的區(qū)分不能以材料種類為判斷標準
“歐姆定律及其應用”的教學目標是讓學生理解歐姆定律,并應用歐姆定律進行簡單計算;能根據歐姆定律及其電路的特點,更深刻理解串、并聯(lián)電路的特點;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養(yǎng)學生邏輯思維能力,觀察、實驗能力以及分析問題、概括問題、解決問題的能力,并養(yǎng)成學生解答電學問題的良好習慣。通過實驗探究等學習方法,激發(fā)和培養(yǎng)學生學習科學的興趣,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度以及認真謹慎的學習習慣。
近幾年,中考對“歐姆定律及其應用”的考查非常多,歸納一下,主要是從這么幾方面進行考查的。
1、以歐姆定律為基礎,結合串、并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻特點,解決一些簡單的計算。
例1、如圖3所示, ,A的示數(shù)為2.5A,V的示數(shù)為6V;若R1,R2串聯(lián)在同一電源上,通過R1的電流為0.6A,求R1和R2的電阻值。
圖3
解析:此題考查了學生對并聯(lián)電路特點的掌握和對歐姆定律公式的理解。在解物理題中,數(shù)學工具的應用很重要。本題可先根據并聯(lián)電路的特點,找出R1、R2和總電阻的關系。
2、結合伏安法測電阻的相關知識,更深刻的理解歐姆定律的生成,強化電學實驗操作技能的考查。
例2、給出下列器材:電流表(0~0.6A,0~3A)一只,電壓表(0~3V,0~15V)一只,滑動變阻器(0~10 )一只,電源(4V)一個,待測電阻的小燈泡(額定電壓2.5V,電阻約10 )一個,開關一只,導線若干,要求用伏安法測定正常發(fā)光時小燈泡燈絲的電阻,測量時,兩表的指針要求偏過表面刻度的中線。
(1)畫出電路圖;
(2)電流表的量程選 ,電壓表的量程選 ;
(3)下列必要的實驗步驟中,合理順序是 。
A. 閉合開關 B. 將測出的數(shù)據填入表格中
C. 計算被測小燈泡的燈絲電阻 D. 讀出電壓表,電流表的數(shù)值
E. 斷開開關 F. 將滑動變阻器的阻值調到最大
G. 對照電路圖連好電路 H. 調節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為2.5V
解析:歐姆定律的得出是根據伏安法測電阻的電路圖來進行探究的,而伏安法測電阻同時也是歐姆定律的一個應用。所以伏安法測電阻與歐姆定律的應用其實是相輔相成的。對伏安法測電阻的相關知識的考查,其實更能幫助學生理解歐姆定律的生成。并且通過自己畫電路圖的過程,考查了學生對電路連接的作圖能力和實驗設計能力。
3、應用“歐姆定律”判斷電路中各電表的示數(shù)變化
例3、如圖1所示,電源電壓保持不變,當滑動變阻器滑片P由左端向右移到中點的過程中,下列判斷正確的是( )
A. 電壓表和電壓表A1,A2和示數(shù)變大
B. 電流表A1示數(shù)變大,電流表A2和電壓表示數(shù)不變
C. 電流表A2示數(shù)變大,電流表A1,電壓表示數(shù)不變
D. 條件不足,無法判斷
解析:本題考查了利用歐姆定中電壓、電流、電阻的關系來判斷電流表、電壓表示數(shù)變化的同時,也考查了學生對復雜電路的判斷能力,電表測哪個用電器的電壓,測通過哪個用電器的電流等。R1和R2是并聯(lián)關系, 測電源電壓; 測干路電流, 測R2的電流。
答案: B
4、通過解方程的方法結合歐姆定律,解決由于電阻變化而引起電壓、電流變化的題。
例4、 如圖2所示,變阻器R0的滑片P在移動過程中電壓表的示數(shù)變化范圍是0~4V,電流表的示數(shù)變化范圍是1A~0.5A,求電阻器R的阻值、變阻器R0的最大阻值和電源電壓U。
圖2
解析:在電路中由于電阻發(fā)生變化引起的電流、電壓變化的題,如不能直接用歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點直接求解,可考慮用方程解題。在設未知數(shù)時,盡量設電源電壓、定值電阻等電路中不會變化的量。首先分析一下電路圖,弄清電流表測量對象,同時可看出電壓表示數(shù)為0V時,電流表示數(shù)最大為1A,電壓表示數(shù)為4V時,電流表示數(shù)最小為0.5A。但根據已知,用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點能直接求出的量只有R0的最大電阻值,別的再無法直接求出,因此這里必須要列方程來解。
5、“歐姆定律”和生活實際的結合,提高學生觀察生活的能力和解決實際問題的能力。
例5、下圖是新型節(jié)能應急臺燈電路示意圖,臺燈充好電后,使用時可通過調節(jié)滑動變阻器接入電路的阻值R改變燈泡的亮度,假定電源電壓、燈泡電阻不變,則燈泡兩端電壓U隨R變化的圖象是( )
解析:燈L和滑動變阻器串聯(lián),電源電壓U、燈泡電阻 不變。當滑片向左移動時,滑動變阻器的電阻變大,即電路中的總電阻變大,由 知,電路中的電流I會變小,則燈泡兩端電壓 也會變小。
答案:選C。
結論:授之以魚不如授之以漁,以上總結的題目類型可能并不完全,但只要學生能掌握并真正理解歐姆定律的內涵,就能很好的應用它來解決生活實際中真正出現(xiàn)的問題,把理論轉化為實踐才是學習的真正目的。
參考文獻
[1] 謝妮.歐姆定律教學的優(yōu)化設計[J]. 職業(yè)
歐姆定律是初中物理電學部分的核心內容,也是中考中考點的重點內容、難點內容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實,才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎上歸納總結出來的:即在控制電阻不變,得到通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;控制導體兩端的電壓不變,得到通過導體的電流跟導體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結和歸納出歐姆定律:通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
表達式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導出式:U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關系式是一一對應的關系,即具有同一時間,同一段導體的關系。
3、歐姆定律的應用條件
(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電和液體導電,而對于氣體、半導體導電一般不適用;
(3).歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內的“部分電路”;
(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導體”的電阻R都是同一個導體或同一段電路上對應的物理量,不同導體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關系。
4.區(qū)別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導體中的電流的大小取決于這段導體兩端的電壓和這段導體的電阻。當導體中的U或R變化時,導體中的I將發(fā)生相應的變化。可見,I、U、R都是變量。另外,I=U/R還反映了導體兩端保持一定的電壓,是導體形成持續(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R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導得出的,表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻。它是電阻的計算式,而不是它的決定式。導體的電阻反映了導體本身的一種性質,因此,在導出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導體,比值U/I是個定值;而對于不同的導體,這個比值是不同的。不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。
二、歐姆定律的應用
在運用歐姆定律,分析、解決實際問題,進行有關計算時應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),這是解題的關鍵。
2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算,也不能把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據題意畫出電路圖,在圖上標明已知量的符號、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;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構的兩個基本因素:一是開關的通、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,再根據歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎。
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,當開關閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為16V,那么當滑片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應向端滑動。
圖1
分析:根據歐姆定律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應向A端滑動。
答案:變小;變小;A。
(2)牛頓第二定律。在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律。教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗,海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
(4)機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
(5)動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規(guī)律,也不違反科學規(guī)律。
重點考查:
1.探究實驗:探究電流與電壓、電阻的關系;伏安法測電阻及變形;
2.歐姆定律的意義及應用:對歐姆定律的理解及應用歐姆定律解決問題。
考查熱點:
1.實驗:探究電流與電壓、電阻的關系;伏安法測電阻及變形;
2.理解:對歐姆定律的理解;
3.應用:應用歐姆定律分析動態(tài)電路、計算及解決實際問題。
考點1: 電流與電壓、電阻的關系
例1:小華用如圖所示的電路探究電流與電阻的關系。已知電源電壓為6V,滑動變阻器R2的最大電阻為20Ω,電阻R1為l0Ω。實驗過程中,將滑動變阻器滑片移到某一位置時,讀出電阻R1兩端電壓為4V,并讀出了電流表此時的示數(shù)。緊接著小華想更換與電壓表并聯(lián)的電阻再做兩次實驗,可供選擇的電阻有l(wèi)5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一個,為了保證實驗成功,小華應選擇的電阻是 Ω和 Ω。
解析:要探究電流與電阻的關系時,必須要控制電阻R1兩端的電壓一定,即R1兩端電壓U1=4V不變。要能保證實驗成功,滑動變阻器兩端電壓控制為6V-4V=2V,R2中也就是電路中的最小電流為2V/20Ω=0.1A,此時定值電阻最大為U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能選擇l5Ω、30Ω的電阻。
答案:15,30。
點撥: 探究電流與電阻的關系,要改變電阻大小,而必須控制其兩端電壓一定。
考點2: 歐姆定律表達式及其物理意義
例2:關于歐姆定律公式I= ■,下列說法正確的是( )。
A.導體的電阻與電壓成正比,與電流成反比
B.導體兩端的電壓越大,其電阻越大
C.據歐姆定律公式變形可得R= ■,可見導體電阻大小與通過它的電流與它兩端電壓有關
D. 根導體電阻的大小等于加在它兩端的電壓與通過它的電流的比值
解析:I、U、R三者不能隨意用正比、反比關系說明,R=U/I,它是電阻的計算式,而不是決定式,導體的電阻是導體本身的性質,與電流電壓無關,只與導體的長度、材料、橫截面積和溫度有關,但可用電壓與電流的比值求電阻。
答案:D。
點撥:理解歐姆定律中的“成反比”和“成正比”兩個關系及知道決定電阻大小的因素。
考點3:動態(tài)電路分析
例3:如下圖所示,電源電壓不變.閉合S1后,再閉合S2,電流表的示數(shù) ,電壓表的示數(shù) 。(選填“變大”、“變小”或“不變”。)
解析:當閉合S1后,再閉合S2,此時R2被短路,電壓表接到電源兩端,因此電壓表示數(shù)變大,此時電路中的總電阻減小,電流表示數(shù)也變大。
答案:變大,變大。
點撥:分清原來開關閉合時電路狀態(tài)和兩個開關同時閉合時電路的狀態(tài)。
考點4:歐姆定律計算
例4:實驗室有甲、乙兩只燈泡,甲標有“15V 1.0A”字樣,乙標有“10V 0.5A”字樣?,F(xiàn)把它們串聯(lián)起來,則該串聯(lián)電路兩端允許加的最高電壓為(不考慮溫度對燈泡電阻的影響)( )。
A.25V B.35V C.15V D.12.5V
解析:甲燈的電阻是R甲=■=■=15Ω。乙燈的電阻R乙=■=■=20Ω,兩燈串起來后,總電阻是15Ω+20Ω=30Ω,允許通過的最大電流是0.5A,所以最高電壓是30Ω×0.5A=15V。
答案:C。
點撥:不能把兩額定電壓的值相加作為最高電壓;串聯(lián)應取小電流。
考點5:電阻的測量
例5:現(xiàn)有一個電池組,一個電流表,一個開關,一個已知電阻R0,導線若干,用上述器材測定待測電阻Rx的阻值,要求:①畫出實驗電路圖;②簡要寫出實驗步驟并用字母表示測量的物理量;③根據所測物理量寫出待測阻值Rx的表達式。
初中物理“閉合電路歐姆定律”這一節(jié)教學內容有過多次變動,實驗教材里的內容主要有兩點:一是閉合電路歐姆定律;二是路端電壓和負載的關系;此外還外加了路端電壓和電流的關系。因為知識點較多,課堂教學量很大,所以課堂上時間緊,學生思考和參與實踐都比較少,課堂上沒有充分發(fā)揮學生的主體作用。從課后反饋的情況來看,學生掌握的情況并不是太好。
因此,針對這種情況,在該課的教學中,教師可以將這一節(jié)課的內容分成兩節(jié)課來講。第一節(jié)課講閉合電路歐姆定律,在復習電動勢、內阻等概念和規(guī)律的基礎上,通過閉合電路歐姆定律的推導,引出閉合電路歐姆定律。然后對照比較簡單的電路圖,闡述能量轉化的關系以及定律的使用范圍等。緊接著通過例題的講解和課堂訓練,使學生對歐姆定律有個全面的認識。在引導學生理解電流和外電阻的關系時,教師演示實驗,讓學生有個直觀的感受,然后再加上理論分析,讓學生對物理知識的認知由感性到理性。第二節(jié)課講路端電壓和負載的關系,路端電壓和電流的關系,在上一節(jié)歐姆定律的基礎上,導出路端電壓和負載的關系U=E1+rR,仍然是先進行演示實驗,后進行理論分析,讓學生對路端電壓和負載的關系有一個從感性到理性的認識。最后講路端電壓和電流的關系U=E―IR,先觀察實驗,通過改變滑動變阻器的阻值,使電路中電流表和電壓表的示數(shù)同時發(fā)生變化,學生會觀察到電流變大時,路端電壓變小,反之電流變小,路端電壓變大,再利用公式進行分析,這樣可給學生留下比較深的印象。
二、演示實驗,可視性較差
在演示路端電壓和負載(或電流)的關系時,學生要觀察電流表、電壓表指針的偏轉情況,由于表盤小,顏色暗,放在桌面上又有些低,所以站在后面的同學看不清楚,影響了實驗效果。針對這種情況,教師可以做如下改進。
在實驗課堂上做演示實驗時,一方面教師可以把儀器放在一個升降臺上,把臺子升起來,使全班學生都能看清楚;另一方面對有些演示實驗,用投影儀把實驗情況投影到大屏幕上,便于學生觀察;此外,如果課堂人數(shù)較少,教師還可以將演示實驗改為6組學生實驗,真實性、可視性都會更好。這樣不僅能夠達到演示實驗的預期效果,也能提高學生的動手能力和學習興趣。
三、 學生活動少,主體作用沒有很好體現(xiàn)
在“閉合電路歐姆定律”教學中,一方面是教學內容安排得比較多,為了在規(guī)定的時間內完成任務,必須按照設定好的節(jié)奏進行,課堂上并沒有給學生留下較多思考和發(fā)散的時間;另一方面,教師思想保守,教學不夠大膽,認為學生物理基礎較差,害怕學生不發(fā)言,出現(xiàn)冷場情況,或者學生課堂發(fā)言不入主題而不好收場。針對這種情況,教師可以做如下改進。
對教學內容做了相應的調整以后,就可以給學生留有更多的思考時間和發(fā)表見解的機會,如果學生在課堂上不敢發(fā)言,教師可以鼓勵、引導學生融入課堂教學活動,學生說錯了正好可以糾正其錯誤,只要學生積極思考,積極參與,勇于發(fā)言,就要給予鼓勵,這是培養(yǎng)學生良好思維習慣的大好時機。因為,在課堂教學中,任何層次的學生都可以與他互動起來,就看教師怎樣引導,如何讓學生互動。當然,在實驗教學中,很多實驗具有安全性和特殊操作性,對于這類實驗教師要規(guī)范學生的實驗行為。加強學生動手實驗的目的就是為了充分發(fā)掘學生的好動性、探知性,讓學生從自己的角度去思考問題,讓學生在張揚個性的同時,拓展創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1]雷光錦.《閉合電路歐姆定律》教學設計[J].昭通師范高等??茖W校學報,2011,1(25):111.
歐姆定律是電力計算的基礎,在初中階段我們只是簡單地對歐姆定律做一些介紹,但是許多同學還是對于基本概念問題感到疑惑,如果學生在歐姆定律的基本概念上犯了錯誤的話,將會對于今后的學習生活帶來更大的錯誤.歐姆定律的內容是,在同一段電路中,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比,與電阻成反比.隨著社會快速的發(fā)展,歐姆定律逐漸被人們看重,世人也逐漸明白歐姆定律的重要性.在初中物理中,老師主要建立學生對于歐姆定律的根本認知,讓學生了解定律中的內涵,在變換知識重點時也可以迎刃而解.歐姆定律只適用于最簡單的純電阻電路,但是這在初中范圍內已經十分實用了,不考慮在工作時的損耗,電能直接轉化為內能.在解決歐姆定律的問題時要使用標準的國際單位制,單位使用伏(V)、安(A)、歐(Ω).例如在題目中對于歐姆定律的公式進行進一步的理解,在電流流過時改變長短、改變橫截面積、改變導線的材質等方法,這些因素是否會改變導線的電流變成了學生和老師進行探討的課題.根據公式,改變橫截面積與改變導線的材質會使電流的大小改變.電阻的概念問題是學生學習的重點與難點,很多同學不知道電阻其實是導體本身的屬性,取決于導體本身的材質與屬性,電阻值只是為了計算時方便使用的一種計量單位與外加的電壓與電流并沒有什么關聯(lián),所以要改正學生所想的電阻隨著電壓改變的錯誤觀點,要及時在學生的腦中建立正確的物理概念.
2.基本概念的應用問題
歐姆定律中的基礎元件其實很簡單就是導線中的電阻,歐姆定律中主要討論的就是電壓、電流與電阻三者之間的關系,要理解他們之間的關系,讓學生理解電流隨著電壓與電阻的變化而變化,對于多個變量的問題要盡量將變量統(tǒng)一成為一個,這樣方便學生對于事物的處理能力,在初中學習生活中要使學生盡量掌握這種方法幫助解決其他的物理問題,當學生掌握這些知識時,可以進一步地學習電學知識和簡單的電力計算,這也是初中物理的重點知識.在基本元件使用時,學生要注意電阻在電路中是串聯(lián)還是并聯(lián),在使用情況不同的場景下,電阻所起到的作用是一樣的,但是電流與電壓的關系卻恰恰相反.在并聯(lián)的情況下,每條支路的電流總和為從電源出來的電流,這條定律在現(xiàn)在大學的知識中依舊使用,只是變得更加高級———在一個節(jié)點流入和流出的電流之和為零;并聯(lián)電路的電壓都是相同的.在串聯(lián)的情況下,回路中的電阻的電流都是相同的,電壓根據電阻進行分壓.在使用基礎式子時,學生要理清串聯(lián)與并聯(lián)之間的關系,通過變量之間的關系才可以記住繁瑣的知識點.在題目中我們經??吹酵ㄟ^改變支路的個數(shù)或者電阻的個數(shù)來討論電流與電壓的大小,經過這樣的問題,我們要時刻保持警惕,清楚準確地了解并聯(lián)與串聯(lián)的關系導致電流電壓的不同.
3.基本元件的使用問題
在初中物理知識中,主要使用的基本元件是電流表、電壓表和變阻器,這些元件是最基本的,不僅僅要在題目中能分辨出它們,還要在現(xiàn)實生活中可以自在地使用這些元器件.這些內容是學生無法立即掌握的知識,要經過長時間的演示才可以讓學生明白這些儀器的使用與操作.這項工作要直接將學習的內容建立在學生的頭腦中,不要讓學生對于這項實驗有誤解,不帶有一絲疑問地學習下去,認真地做好演示.在研究方法上我們將選擇在上述中說過的控制變量法,對于所擁有的三個變量進行限制:如固定電阻不改變,研究電流與電壓的關系;固定電壓不變,研究電流與電阻的關系,在這樣的情況下我們才可以看清變量之間的實驗關系.要直接在電源的正極開始,按照正極入、負極出的原則進行接線,要將線路連接起來形成一個閉合回路,電壓表要并聯(lián)在電阻上,這樣不會使線路斷路,不要忘掉電源和滑動變阻器在線路中的重要作用,可以根據真實的題目來進行連線.這時候電流表所顯示出來的數(shù)為所接線路上的電流值,電壓表所顯現(xiàn)出來的數(shù)字為所并線路上的電壓數(shù)值.
4.歐姆定律的變量問題
在初中物理的歐姆定律的講解中,變化量的問題往往是難住學生與老師的一類的題型,難住學生使學生無法在知識中找到有效解決這類問題的方法,難住教師是因為教師因為這類題目過于繁瑣,無法將這類知識有效地、系統(tǒng)地將學生教會,所以找出有效的方法教給學生是解決變量問題得分少的方法.本著從易到難的原則,先從一個電阻的問題講起,再擴展到兩個電阻、三個電阻的情況,在此基礎上逐漸拓寬學生的思路,逐漸掌握所學知識,讓學生找到學習的目標以及方法.當定值電阻接在電源兩端后,電壓由U1變?yōu)閁2,電路中的電流由I1增大到I2,這個定值電阻是多少呢?很簡單利用歐姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R,通過這個公式可以得到電阻的值.當難度增加時,由一個電阻變?yōu)閮蓚€電阻,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)在電壓恒定的電源兩端,電壓表V1的變化量為ΔU1,電壓表V2的變化量為ΔU2,電流表的示數(shù)為ΔI,在這樣的問題上將變化電阻上的電壓與電流之比轉化為定值電阻上電壓與電流之間的關系就可以了,將變化的問題轉化為固定的關系之間的數(shù)值,明顯地簡化了許多變量問題的計算.當變量變?yōu)槿齻€電阻時,難度進一步的增大,大部分學生認為這是一項不可能完成的任務,大部分學生放棄了這類題,在遇到這類問題時我們要將三個電阻盡量化為兩個電阻的問題,在這個問題上學生可以恢復自信心,跨過思維障礙.通過電壓表與電流表的位置,將電阻進行合并,這樣不管有多少電阻都可以化簡為兩個電阻,這樣學生會感覺題目簡單多了.
5.實驗中遇到的問題
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)12-0057
《歐姆定律》作為重要的物理規(guī)律,不僅是電流、電阻、電壓等電學知識的延伸,還揭示了電流、電壓、電阻這三個重要的電學量之間的必然聯(lián)系,是電學中最基本的物理規(guī)律,是分析解決電路問題的金鑰匙。在利用歐姆定律進行計算時,強調電流、電壓、電阻這三個物理量的同時性和同一性;加強學生對于這些問題的理解,對于后續(xù)課程測量電阻、電功、電功率的學習,起到良好的促進作用。因此,對于電學中的第一個規(guī)律的學習,教師應該注重學生學習能力的培養(yǎng)。
一、在教學中發(fā)現(xiàn)學生容易存在的問題分析
1. 進行電學實驗探究時,往往要求學生設計電路圖,很多學生在設計時不能一次將電路圖設計完整。
2. 從學生做題情況來看,學生不容易弄清楚控制變量法的作用。在歷年中考題中,常有這樣的題目:在探究電流與電阻的關系時,如將電路中的定值電阻從5歐姆換成10歐姆,將怎樣保證電壓不變?如何移動滑動變阻器?此類題目的得分率不高。
3. 在運用歐姆定律進行計算時,對于復雜一點的電路,如電路中的用電器不止一個時,學生往往容易將公式寫出,數(shù)據生搬硬套,亂算一通。這樣的習慣對于后續(xù)課程――電功、電功率的計算也產生了不良的影響。
針對學生的以上問題,筆者認為原因主要出在以下幾個地方:(1)對問題的分析缺乏全面的考慮。(2)對于控制變量法的應用不夠熟練,但電路分析有待加強。(3)對于各個物理量之間的因果關系沒有弄清楚。沒有理解到電阻或電壓的變化引起了電流的變化。(4)沒有理解歐姆定律的同時性和同一性。
二、結合教科版教材,如何在教學中培養(yǎng)學生的學習能力
筆者認為,結合教材情況以及學生的學習情況,我們可以在以下幾個地方做好細節(jié)處理,讓學生養(yǎng)成良好的學習習慣,培養(yǎng)學生學習能力的目的。
1. 實驗設計:分步探究,嘗試錯誤,完善設計,培養(yǎng)學生養(yǎng)成縝密的思維能力
在第一課時的教學中,教學重點在于如何通過實驗探究得出電流與電壓、電阻之間的關系。教師在提出電流大小與什么因素有關的問題時,學生根據以往的學習經驗,猜想出電壓、電阻會影響電流的大小。教師應引導學生用控制變量法探究它們之間具體有什么關系。從而將所探究的問題分為兩個小課題來進行,即電流與電壓的關系和電流與電阻的關系。在進行第一個小課題:探究電流與電壓的關系時,學生在設計電路圖的時候,容易根據自己的經驗將電流表、電壓表接入電路,而沒有接入滑動變阻器。
教師不必及時指出不足,可以進行展示以后,再提問怎樣改變電路中定值電阻兩端的電壓?這時學生可能會想到要用改變電源電壓的方法,但是這樣做不夠方便。如果用滑動變阻器來調節(jié)是最方便的。這時才設計出準確的電路圖。學生根據之前所學的串聯(lián)分壓的知識,很容易理解當滑動變阻器的阻值發(fā)生變化的時候,電路中定值電阻兩端的電壓會發(fā)生變化,而電流也會隨之發(fā)生改變。同樣,設計好的電路圖也可以用于第二個課題的探究。這種不斷地讓學生對問題作出反應,不斷調整自己的設計方案,最后走向完善,這樣做符合學生的認知規(guī)律。
2. 重視實驗探究的過程,培養(yǎng)學生的動手能力以及發(fā)現(xiàn)問題后尋找解決方法的能力
對于兩個課題的實驗,必須由學生自己在教師的引導下完成。絕不能因為趕教學進度而由教師代勞,讓學生只是簡單記下數(shù)據,分析數(shù)據得出規(guī)律。學生只有在實驗過程中才會發(fā)現(xiàn)問題。如課題二:在電壓不變時,探究電流與電阻的關系中,學生就會發(fā)現(xiàn)沒有移動滑動變阻器,而將定值電阻改變時,電壓表的示數(shù)也會隨之發(fā)生改變。那如何保證電壓表的示數(shù)不變呢?學生才會自己去想辦法通過移動滑動變阻器來完成。那滑動變阻器的移動是否有規(guī)律可循?學生通過自己的實驗,才會發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。有了這樣的經驗以后,進行理論分析問題也就變得容易了。而具備了動手能力及解決問題的能力后,在后續(xù)課程測電阻、測電功率的學習中,也就較為輕松了。
3. 對于實驗結論的得出,要把握其中的因果關系,培養(yǎng)了學生的邏輯思維能力
雖然在之前的學習中,學生已經認識到了電壓是形成電流的原因。同時也認識到了導體對電流有阻礙作用,也即是導體存在電阻這樣的觀念。但是放到歐姆定律的學習中,尤其是對公式R=U/I的理解上,學生容易認為電阻與電壓成正比,電阻與電流成反比,也就是認為電壓和電流的大小會改變電阻的大小。學生會單純從數(shù)學的角度來理解物理公式,而不能把握三者之間的因果關系。也就是電流變化引起了電阻變化還是電阻變化引起了電流變化?這也是我們之前做實驗的過程中,讓學生分析的根本目的。教師應該要進行提問,由學生來思考變形公式的意義,可以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。對于物理規(guī)律的理解,要引導學生理解規(guī)律所反映的邏輯關系。
4. 對于歐姆定律內容的學習要注意抓住關鍵字詞,培養(yǎng)學生閱讀能力
2燈泡正常發(fā)光時的功率?
3能燈泡正常發(fā)光10min消耗的電?
解:1 由歐姆定律得:R=U/I=2.5V/0.3A=8.3Ω
2由功率的公式得:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
3由W=UIt=2.5V×0.3A×10×60S=450J.
下面我們再來看一道題
例2. 某一電動機銘牌上標有“36V,0.5A”。求:
1. 問能否求出電動機正常工作時的電阻嗎?
因為上題我們用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻,同學們回答:能。大部分同學都很熟練的用R=U/I=36V/0.5A=72Ω 計算出電動機的電阻。
2. 問能否求出電動機正常工作時的功率嗎?
學生根據功率的公式得:P=UI=36V×0.5A=18W。
3. 問能否求出電動機正常工作10min消耗的電能嗎?
由W=UIt=36V×0.5A×10×60S=1.08×10 J
4.問能否求出電動機正常工作10min產生的熱量嗎/
學生根據焦耳定律,得Q= Rt= ×72 Ω×600S=1.08×10 J
教師首先引導學生比較電機消耗的電能和產生的熱量關系發(fā)現(xiàn):W=Q
思考1. 電動機消耗的電能是否全部轉化為內能呢?
學生回答:不是。因為電動機消耗的電能主要轉化為機械能和還有一部分內能。例如,電風扇消耗的電能主要轉化為機械能(風扇轉動)和內能(用手摸一摸開關旋鈕感覺很熱)
思考2.上述求解過程中什么地方出錯?
學生發(fā)現(xiàn):電動機的電阻不能用歐姆定律求,那么例1中的燈泡的電阻可以根據歐姆定律計算為什么?