歐姆定律適用條件范文
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篇1
一、歐姆定律發現歷程溯源
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生變化,因而導體的工作點就發生了變化,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這個說法的原因。
通過對歐姆定律發現歷程的溯源,可知歐姆當時發現這一電路定律時也沒有提出“反比”這一函數關系,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“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“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分不能以材料種類為判斷標準
同樣是金屬材料,鎢絲的伏安特性是非線性的,而一些合金材料導體的伏安特性卻是非常接近理論線性,如標準電阻。所以我們在區分線性元件還是非線性元件時,不能以導體的材料種類作為判斷的標準,而只能通過實驗測定,得到I-U圖象,以此來作為判斷依據。
篇2
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.
篇3
關鍵詞:電動勢;電壓;電流;電阻;功率
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)12-0060-3
1 P于閉合電路歐姆定律
1.定律內容:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流的大小跟電源的電動勢成正比,跟內、外電阻之和成反比。
2.定律的得出:仔細分析人教版和教科版教材,他們給出定律的過程是相同的。在電源外部,電流由電源正極流向負極,在外電路上有電勢降落,習慣上稱為路端電壓或外電壓U,在內電路上也有電勢降落,稱為內電壓U';在電源內部,由負極到正極電勢升高,升高的數值等于電源的電動勢。理論和實踐證明電源內部電勢升高的數值等于電路中電勢降低的數值,即電源電動勢E等于外電壓U和內電壓U'之和,即E=U+ U'=U+Ir。若外電路為純電阻,則U=IR,所以E=IR+Ir,I=
從教學實際看,上述給出定律的方法很多同學并不能理解,只能生硬的接受,這給學生對定律的理解和運用帶來困難。在教學中筆者嘗試從能量角度推導定律,效果較好,過程如下:從能量轉化觀點看,閉合電路中同時進行著兩種形式的能量轉化:一種是把其他形式的能轉化為電能,另一種是把電能轉化為其他形式的能。
設一個正電荷q,從正極出發,經外電路和內電路回轉一周,其能量的轉化情況如下:
在外電路中,設外電路的路端電壓為U,那么正電荷由正極經外電路移送到負極的過程中,電場力推動電荷所做的功W=qU,于是必有qU的電能轉化為其他形式的能量(如化學能、機械能等)。在內電路中,設內電壓為U',那么正電荷由負極移送到正極的過程中,電場力所做的功W=qU',于是必有qU'的電能轉化為內能。若電源電動勢為E,在電源內部依靠非靜電力把電量為q的正電荷從負極移送到正極的過程中,非靜電力做的功W=qE,于是有qE的其他形式的能(化學能、機械能等)轉化為電能。
因此,根據能量轉化和守恒定律,在閉合電路中,由于電場力移送電荷做功,使電能轉化為其他形式的能(qU+qU'),應等于在內電路上由于非靜電力移送電荷做功,使其他形式的能轉化成電能(qE),因而qE=qU+qU',即E=U+U'。若外電路為純電阻R,內電路的電阻為r,閉合電路中的電流強度為I,則U=IR,U'=Ir,代入上式即得I=
E/(R+r)。
3.定律的理解:不論外電路是否為純電阻,E=U+ U'=U+Ir總是成立的,只有當外電路為純電阻時,才能成立。閉合電路歐姆定律的適用條件跟部分電路歐姆定律一樣,都是只適用于金屬導電和電解液導電。
2 不同的物理量間的圖像關系以及對圖像的理解(以外電路為純電阻為例)
圖像1 電路中的總電流與外電阻的關系即I-R圖像
圖像2 外電壓與外電阻的關系即U-R圖像
由閉合電路歐姆定律可得:
分析可得:R增大,U增大;R減小,U減小,但不成線性關系。R0,U0; R∞,UE。故U-R圖像如圖2所示。當外電路短路(R=0),外電壓為0;當外電路開路R∞,外電壓等于電動勢E,即若題目中告訴某一電源的開路電壓,則間接告訴了電動勢E的值。
圖像3 外電壓與總電流的關系即U-I圖像
由閉合電路歐姆定律可得:U=E-U'=E-Ir。
分析可得:由于E、r為定值,故U與I成線性關系,斜率為負,故圖像應如圖3所示。當I=0,U=E,即圖像的縱截距表示電動勢;當 此時外電路短路,此電流即為短路電流,即橫截距表示短路電流。斜率k=-r,即斜率的絕對值表示內電阻。
由上述分析可知,若給出了U-I圖像,則由圖像就可以知道電源電動勢E和內阻r這兩個重要的參量。若將不同電源的U-I圖像畫在同一個圖中,如圖4所示,則可以比較不同電源的電動勢和內阻的大小。由圖4可知E1=E2、r1
圖像4 電源的輸出功率與外電阻的關系,即P-R圖像
圖像5 電路中的功率與總電流的關系,即P-I圖像
與閉合電路相關的功率有3個:電源的總功率、電源內部的熱功率、電源的輸出功率。
由P=IE可知P與I成正比,圖像應為過原點的一條傾斜的直線。
由P=I2r可知圖像應為頂點過原點的關于縱軸對稱的開口向上的拋物線的一半。
由P=P-P=IE-I2r可知圖像應為過原點的開口向下的拋物線的一部分。
若將3個功率與電流的關系圖像畫在同一圖像中,則分別對應著圖6中的圖線1、2、3。
利用圖線1可求電動勢E,利用圖線2可求內阻r,需要特別注意的是:此圖像中3條圖線不能隨意畫。“1”“2”交點說明此時P=P,即P=0,外電路短路,電流最大,此狀態下圖線“3”與橫軸交點值一定是“1”“2”交點對應的橫坐標值,否則就是錯誤的。“2”“3”交點的含義為P=P,此狀態下R=r,則“2”“3”交點對應的橫坐標一定為 ,若不是則錯誤。還必須注意的是“2”“3”的交點一定是“3”的最高點,因為R=r時,P最大,若不是這樣則此圖畫錯了。
案例 在圖7(a)所示電路中,R0是阻值為5 Ω的定值電阻,R1是一滑動變阻器,在其滑片從最右端滑至最左端的過程中,測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖7(b)所示,其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器的兩個不同端點時分別得到的,討論以下問題:
問題1 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電流表示數如何變化?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過程中,由電路結構可知外電阻R變小,由I-R圖像可知電流表示數變大。
問題2 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電壓表示數如何變化?
分析:滑片淖鈑葉嘶至最左端的過程中,由電路結構可知外電阻R變小,電壓表測量的是外電壓,由U-R圖像可知電壓表示數變小。
問題3 電源電動勢和內阻各為多大?
分析:圖7(b)給出的是外電壓與電流的關系,由圖可求得斜率絕對值為20,將圖線延長與縱軸相交,可得縱截距為20,由U-I圖像的物理含義可知電源電動勢E=20 V,內阻r=20 Ω。
問題4 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電源的輸出功率如何變化?最大輸出功率為多少?
分析:由題目所給條件可求得R1的最大阻值為75 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過程中,外電阻的變化范圍為80 Ω~5 Ω,由P-R圖像可知P先變大再變小。調節過程中可以滿足R=r,則當R1的有效阻值為15 Ω時,電源輸出功率達最大 ,即為5 W。
問題5 若在上述條件下,僅將R0的阻值改為30 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過程中,電源的輸出功率如何變化?電源的最大輸出功率為多少?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過程中,外電阻的變化范圍為105 Ω~30 Ω,由P-R圖像可知P一直變小。由于無法滿足R=r,則電源輸出功率不可能為,則當R與r最最接近即R1=0 Ω時電源輸出功率最大,計算可得為4.8 W。
與閉合電路歐姆定律應用相關的題目較多,題型多種多樣,解決這類題目的關鍵是要搞清電路結構,搞清電表的測量對象,分清已知量與未知量,再運用相應規律求解則可。當然,這也不是一蹴而就的,只有多做、多練、多思考才能達到較好的效果。在解答閉合電路問題時,部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律經常交替使用,這就要求我們認清研究對象是全電路還是某一段電路,是這一段電路還是另一段電路,以便選用對應的歐姆定律,并且要注意每一組物理量(I、U或I、E、R、r)的對應關系是對同一研究對象的,不可“張冠李戴”。
參考文獻:
篇4
新課程實施以來,湖北省宜昌市物理教師在市教科院熊春玲老師的主持下,吸取目標評價教學、建構主義學習、探究式教學、活動單導學等教學經驗,總結出“目標導學、學法導引、自主評價”的物理課堂教學模式,由于這個教學模式的推行和實施,老師們的課堂教學結構日趨成熟穩定.
為了把課程改革引向深入,探索更為科學有效的教學方法,筆者所在的長陽縣,廣大物理教師在實施市教科院教學模式的過程中,在縣研訓中心劉開雙老師的帶領下,結合我縣的實際,經過創新發展,總結探索出“三環六步導學”教學模式.并堅持在課堂教學中推行教學模式.經教學實踐證明,該模式簡潔易行,能有效促進學生學會學習,有利于提高教學效率.
2教學模式的解讀
“三環六步導學”教學模式的基本構想是,一節課由不同類型和形式的學習活動單元及過程組成,讓學生在目標和學習方法的引導下,自主合作學習,探究、體驗、領悟學習內容,展示、交流學習結果,教師通過講授、指導、評價等方式引導學生學習.
2.1“三環六步”教學模式的框架
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該模式體現創設情境、目標(或問題)引導、任務驅動、學生自學、活動探究、交流討論、自主評價、師生互動、應用反饋等多種學習方式綜合運用的一種教學模式(圖1).
2.2“三環”的涵義
“三環”是指 “目標導引、活動探究、評價應用 ” 三個環節.教學過程運用三個環節交替遞進,有效解決教學過程中目標不明、方法不清、評價滯后的問題.這三個環節的構想在筆者所在區域得以廣泛實踐.
2.2.1目標導引
我們到超市購物,如果沒有明確的目標,就會漫無目的地閑逛,如果有目標,購物效率會大大提高.學習活動也是如此,若是學生對學習目標是模糊的,學習效果就會打折扣.所以學習目標不單是教學設計的一個要素,不僅是教師要明白,也應該讓學生明白,讓學習活動有的放矢.一個好的學習目標的要[LL]素應該是:學習內容+學習方法+預期達到的學習水平和要求.這樣的學習目標不僅讓學生明確了學什么,而且讓學生明確怎么學,知道可以通過哪種學習方式達到目標,就能引導學生自主開展學習活動,也能引導學生自主開展評價活動.
2.2.2活動探究
活動探究是在學習目標的導引下進行的一系列學習活動和方法的總稱.通過問題引導、學法指導,一步i引導學生按具體的學習方式進行自主學習,進而達成學習目標,提高學習效率,同時培養學生的學習能力,促進學生學會學習.對于每一個學習活動,教學內容、方式是具體的,需要到達的水平和要求是明確的,這樣學生就可以在目標和學習方法的引導下,自主合作學習,探究、體驗、領悟學習內容.
2.2.3評價應用
在教學過程中,每個學習活動結束時,都安排相應的學生自主評價,及時檢查評價學習效果.在一節新課結束后,也要安排課堂小結、當堂演練、拓展延伸,對學生進行形成性評價,檢驗學生對所學知識應用情況.通過及時評價、形成性評價使自主評價緊隨教學活動的展開而展開,貫穿于教學活動的始終,通過評價促進學生的發展.
2.3“六步”的涵義
“六步”是指對于某一課時或某個學習活動采取的六個基本步驟,即“情景問題探究評價應用反饋”.“六i”是基于“以學定教”提出的一種范式,對于某個教學內容,并非要面面俱到,可以是全部,也可以側重其中的部分步驟.
2.3.1情境
新課程強調學習情境的創設.情境創設的途徑很多,如利用實驗創設,聯系社會生活現象和素材創設,利用新舊知識的聯系創設,通過實踐體驗創設,利用現代信息技術創設等.情境創設的作用是巨大的,能引發認知沖突,激發興趣,喚起主動學習的欲望,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創設,也可以在每個學習活動單元過程中進行創設.
2.3.2問題
探究始于問題,沒有問題就沒有探究.針對學習目標而設計的一個個學習活動單元,是圍繞問題展開的,為解決這些問題,根據問題的特征而預設了多樣化的學習方法,讓學生在解決問題的過程中學習.對有的問題,可采取自主學習解決;有的問題,可采取小組合作學習解決;有的問題,可采用實驗法;還有的問題,需要進一步猜想與假設,設計實驗,進行實驗探究;
對教學過程中生成的問題,還要突破預設的束縛,靈活加以處理.總之,問題的設計是關鍵,問題設計得合理,解決問題的方法科學,就會有效驅動學生的整個學習過程,取得良好的學習效果.
2.3.3探究
新課程提倡探究式教學.廣義地講,學生或通過自己的活動,或在老師的引導下,通過各種方式的主動學習,從未知到已知的過程,都是探究過程.所以,如上所述,針對具體問題而采取的自學指導、合作探究、理論推理、實驗探究,以及精講點撥、師生對話、演示操作、小組討論、體驗、展示等學習活動,都是為了讓學生建構形成自己理解的知識和方法而采取的探究活動,這是教學過程的重頭戲.
2.3.4評價
新課倡導“立足過程,促進發展”的學生學習評價,促進學生全面富有個性的發展,促進教師反思和改進教學.這里的評價可以是對學生學習過程的及時評價,對自學效果的檢查,也可以是對整堂課的學習情況的檢測,還包括老師對學生的課堂表現進行的口頭點評、學生互評和學生對課堂收獲的自我總結.通過評價幫助學生認識自我,發展自我.同時,通過學生之間開展自主評價活動,從而使學生學會評價.
2.3.5應用
在學習過程中,應用指在一定情境下展示和表達學生所理解的知識,這個步驟貫穿于課堂提問、課堂練習、課外實踐和測驗考試之中,所以在上述“三環”的基礎上,還應注重當堂演練、拓展延伸等環節,既加強對知識的理解,也可初步檢驗學習目標的達成情況.
2.3.6反饋
反饋指教師利用課堂觀察、自主評價、當堂演練、拓展訓練和形成評價等環節,與學習目標中的水平和要求對照,提供反饋信息,發現學生理解概念和規律 上的差異,采取措施,修正教學素材或過程,修正偏差,進而進行釋疑解難、變式訓練,使盡可能多的學生達成學習目標.
綜上所述,“三環六步學導”教學模式以學習活動為中心,通過學生的自主、探究、合作學習,實現“以學定教、以教導學”的目的,不僅學會知識、技能和方法,而且學會學習,充分體現了“雙主”――教師的主導性和學生的主體性,使主導性和主體性和諧統一,發揮最大效益.能將課堂真正還給學生,使學生學會學習,學會評價,從而提高學生的學習能力和評價能力.
3“三環六步導學”教學模式課例
本文以人教版第十七章第二節《歐姆定律》為例,依據“三環六步導學”教學模式,具體地介紹.
3.1目標導引
(1)通過看書、討論,理解歐姆定律的內容、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,學會運用歐姆定律進行簡單的計算及一般方法.
3.2活動探究
情景上節課,學生已經學習了電流跟電壓和電阻的關系,請同學們回顧一下并表述出來.
活動1:閱讀課本78頁,然后回答下面的問題.
活動2:討論電流、電壓、電阻之間的因果關系.
活動3:閱讀課本78、79頁的例題1和例題2,思考用公式進行計算的一般步驟和規范要求.
[BP(]活動4:例題講析
例3在如圖所示的電路中,調節滑動變阻器 R′,使燈泡正常發光,用電流表測得通過它的電流值是0.6 A.已知該燈泡正常發光時的電阻是20 Ω,求燈泡兩端的電壓.[BP)]
活動4:例題講析,點撥電阻與電壓、電流無關,歐姆定律的[HJ1.45mm]另一個適用條件是同一時刻(同一狀態).
例1加在某一電阻器兩端的電壓為5 V時,通過它的電流是0.5 A,則該電阻器的電阻應是多大?如果兩端的電壓增加[JP3]到20 V,此時這個電阻器的電阻值是多大?通過它的電流是多大?
3.3評價應用
3.3.1自主評價
評價1:請你口頭表達歐姆定律的內容.
評價2:請你說出歐姆定律的數學表達式.
評價3:公式中各物理量的單位是什么?(提示區分物理量的符號和單位符號)
評價4:歐姆定律的適用條件是什么?
評價5:下列關于歐姆定律說法中正確的是
A.導體中的電流與導體兩端的電壓成正比
B.導體中的電流與導體的電阻成反比
C.電壓一定時,導體的電阻與導體中的電流成反比
D.電阻是導體本身的一種性質,與電流、電壓無關
評價6:歸納用歐姆定律公式進行計算的一般步驟.
3.3.2當堂演練
(1)關于電流跟電壓和電阻的關系,下列說法正確的是
A.導體的電阻越大,通過導體的電流越小
B.導體的電阻越大,通過導體的電流越大
C.導體兩端的電壓越大,導體的電阻越大,通過導體的電流也越大
D.在導體兩端的電壓一定的情況下,導體的電阻越小,通過導體的電流越大
(2)一條鎳鉻合金線的兩端加上4 V電壓時,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,它的電阻是[CD#3]Ω,這時若要用電流表測量它的電流,應選用量程為[CD#3]A的電流表.
(3)關于歐姆定律,下列敘述中不正確的是
A.在相同電壓下,導體的電流和電阻成反比
B.對同一個導體,導體中的電流和電壓成正比
C.因為電阻是導體本身的性質,所以電流只與導體兩端的電壓成正比
D.導體中的電流與導體兩端的電壓有關,也與導體的電阻有關
[TP1CW37.TIF,Y#]
(4)在探究電阻兩端的電壓跟通過電阻的電流的關系時,小東選用了甲、乙兩個定值電阻R甲、R乙分別做實驗,他根據實驗數據畫出了如圖2所示的圖像,請根據圖像比較電阻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
我國刑法規定,從2011年5月1日起,駕駛員醉酒后駕車要負刑事責任.目前大多數國家都采用呼氣式酒精測試儀,對駕駛員進行現場檢測.
篇5
關鍵詞:電源的輸出功率;外電路電阻;極值;圖像
在閉合電路歐姆定律的教學中,電源的輸出功率與外電阻的關系是高中物理的主干知識,是高考的熱點,但對學生來講卻是一個難點,特別遇到外電路是非純電阻電路的題目時,學生會順理成章的把R=r作為電源的輸出功率達到最大的條件,導致錯誤。下面就針對這部分內容的教學方法與大家共享。
一、實驗法
將滑動變阻器作為外電路電阻,用電壓表測出滑動變阻器兩端的電壓,用電流表測出通過滑動變阻器的電流。根據P=UI計算出電源的輸出功率。改變滑動變阻器的阻值再繼續測量,測出不同電阻對應的電壓和電流值。在這個實驗中,我們探究三種情況下電源的輸出功率與外電路電阻的關系。
第一,當R
第二,當R=r時,電源的輸出功率怎樣變化?
第三,當R>r時,隨著R的增大,電源的輸出功率怎樣變化?
由于在此實驗中,電源的內阻較小,想使R
■
通過實驗獲取數據如下:
■
分析實驗數據可得:當Rr時隨著R的增大輸出功率減小。
二、求極值法
如果外電路是純電阻電路,閉合電路歐姆定律適用,那么電源輸出功率,根據P出=UI=I2R=(■)■R=■=■=■。由上式可得當R=r時,電源的輸出功率最大Pmax=■;當Rr時,電源的輸出功率隨R的增大而減小。
三、圖像法
根據P=■畫出電源的輸出功率與外電路電阻的圖像。
■
由圖像獲得信息:
當R
當R=r時,電源的輸出功率最大Pmax=■。
當R>r時,隨外電路電阻R的增大電源的輸出功率P減小。
通過三種教學方法的結合,學生能較熟練地應用該部分內容來解決相關問題。
典型例題:
如圖所示:R為電阻箱,電表V為理想電壓表。當電阻箱讀數為R1=2 Ω時,電壓表讀數為U1=4 V;當電阻箱的讀數為R2=5 Ω時,電壓表讀數為U2=5 V。求:
(1)電源的電動勢E和內阻r。
(2)當R的讀數為多少時,電源輸出功率最大?最大值是多少?
■
解析:(1)閉合電路歐姆定律,上述兩種情況可列以下兩個方程:
E=U1+I1r(1)
E=U2+I2r(2)
而I1=■=■A=2 A,I2=■=■ A=1 A,代入數據解得r=1 Ω,E=6 V。
(2)當R=r=1 Ω時,電源的輸出功率最大,Pmax=■=9 W。
擴展:如圖所示:
■
電源電動勢E=6 V,r=10 Ω,固定電阻R1=90 Ω,R2為變阻器,在R2從0 Ω增大到400 Ω的過程中,求:
(1)可變電阻R2所消耗的功率最大的條件和最大功率。
(2)電源的內阻r和固定電阻R1上消耗的最小功率之和。
解析:(1)如圖電路為純電阻電路,把R1看成電源內阻的一部分,則r'=r+R1,根據電源輸出功率最大的條件,有R2=r+R1=100 Ω時,R2上消耗功率最大P2max=■=■=■ W。
(2)因為r和R1是固定電阻,所以當電路電流最小時,電阻最大,即R2=400 Ω時,電源的內阻和固定電阻R1上消耗的功率之和最小。
以上方法和結論只是滿足外電路是純電阻電路,如果外電路是非純電阻電路,閉合電路歐姆定律不再適應,那么電源的輸出功率P出=IE-I2r-I2+■=-(I-■)2+■。
不難看出當I=■時,電源的輸出功率有最大值P出max=■,且此最大值與外電路電阻R無關,僅由電源本身決定。
典型例題:
一個電源,電動勢E=6 V,內電阻r=1 Ω,下列結論正確的是( )
A.當外電路只分別單獨接R1,R2時,若R1
B.此電源可對額定電壓為2 V,額定功率為5 W的電動機供電,使其正常工作。
C.此電源可對額定功率是12 W的用電器供電,使其正常工作。
解析:①當外電路分別接電阻R1,R2時,是純電阻電路,R1,R2消耗的功率是電源的輸出功率,有圖可知,由于不知道R1,R2的具體數值以及R1,R2和r的大小關系。可能會有P1>P2,P1
綜合以上可知,電源的輸出功率最大的一般條件應該是I=■,這既適合純電阻電路,也適合于非純電阻電路。條件R=r只是當外電路是純電阻電路的一種特殊情況。所以我們要挖掘物理規的本質,體會其真正含義,才能收到事半功倍的效果。
(作者單位 安徽省固鎮縣第二中學)
篇6
一、初中學生物理學習中的問題原因
在日常生活中,不斷有家長反映:自己的孩子在小學成績一直都很不錯,可到了初中,特別是到了初二開始學習物理后,成績一下子就滑了下來,總覺得物理難以學懂。我們在教學過程中也發現,有一些學生吃力地學習了一段時間后,仍不見顯著進步,就干脆放棄了學習物理。更讓我們感到擔憂的是,在中考沖刺時,有些學生會因為在物理課程上喪失信心,影響到了其他課程的學習,甚至就放棄了學習備考。也就是說,因為物理學習中存在的問題,不僅僅是只影響到學生的物理學習,甚至影響到了學生的學習態度。學生在學習中遇到了困難沒有得到有效的解決,使得學生學習過程中存在的問題日積月累,一點一點被放大,學生僅有的一點學習熱情被一點一點消磨,使得學生把對學習興趣轉移到其他上面,甚至完全放棄了學習。這樣也就不難理解學生們在中考時,連最基礎最簡單的題目也不會做了。作為教育工作者,這樣的現象不僅讓我反思:初中物理真的有那么難學嗎?為什么到了初二因為物理學習的問題會對學生產生這么大的影響呢?怎樣才能學好初中物理呢?筆者影響學生物理學習的原因是很多的,可以從學生的生理和心理的角度、物理知識結構的角度、教師的教學過程的角度、學生的學習教程的角度等多個方面來進行分析。本文主要是從學生學習過程的角度來分析學生在物理學習過程中存在的問題。
二、從實際生活中獲得的感性材料不足
初中的物理規律多數是從事實中分析、歸納總結出來的。初中學生抽象思維能力不強,感性不足。如果沒有足夠的能夠把有關現象與現象之間的聯系鮮明的展示出來的實驗或學生日常生活中所熟悉的、曾親身感受過的事例作基礎,勢必造成學生學習上的困難。例如,在學習牛頓第一定律時,學生能夠從簡單的實驗分析、歸納總結出來,可以說是一個質的飛躍。但許多學生對牛頓第一定律的文字表述比較陌生,常不能很好的理解定律的含義,這是由于抽象思維不強、感性材料不足而造成的。
三、相關的準備知識欠缺
物理作為一門獨立的學科,它肯定有著嚴密的邏輯體系。掌握物理規律,往往需將以前學的知識作為基礎,方能取得良好的學習效果。否則將會給物理規律的學習帶來困難。例如,在學“歐姆定律”時,就要聯系和綜合運用前面的知識作為基礎。如電路、電流、電壓、電阻等,如果學生在其中某一環節上準備不足,沒有很好的理解和掌握,將會使這一規律的學習遇到困難。
四、抽象邏輯思維能力不強
在物理規律的研究和運用中,有時要進行嚴格的邏輯推理和運用科學的想象等抽象思維活動。初中學生還缺乏邏輯思維能力、沒有形成邏輯思維的習慣。其原因是它們心理發展正處于思維發展的轉折期,開始由經驗型的形象思維向理論型的抽象思維轉化,而這個轉化在初中階段一般來說還不能完成。在學習物理規律時不能順利的度過而感到困難。往往是因為從經驗出發,想當然的看待問題,用事物的現象代替本質,用外部聯系代替內在聯系,在解釋物理現象時“就事論事”,不習慣于運用物理概念和規律進行分析、說理和表述。
五、生活中的錯誤觀念的干擾
學生在日常生活中積累了一定的生活經驗,對一些問題形成了某些觀念,在這些觀念中,有的雖比較正確,但往往有一定的表面性和片面性。這些“先入為主”的錯誤觀念對學生正確地理解物理規律往往起著嚴重的干擾作用。例如,學生有“運動的物體才有慣性”,“物體運動得快,慣性越大”等這類錯誤觀念,這就給學生在學習慣性時帶來了很大的困難。
六、思維定勢帶來的負遷移
遷移原理是教學中的一條重要原理,正向遷移有利于學生在原有的基礎上掌握新知識。但思維定勢所起的負遷移卻干擾著學生對物理規律的理解的掌握,給物理的教學帶來困難。負遷移是指已有知識對新知識的學習產生的消極影響。例如,有的學生總是認為浸在液體中的物體所受的浮力隨著深度的增大而增大,理由是由于液體內部的壓強是隨著深度的增加而增大。產生這一錯誤的原因是把以前學過的液體內部壓強公式P=ρgh與浮力公式F=ρgv混淆在一起,沒有弄清兩個公式的區別,這是負遷移造成的這種結果。
在中學物理知識的結構中有一些占主干地位的基本規律,這些重點規律教學的成敗,對于學生能否學好物理知識、能否運用物理知識解決實際問題,具有關鍵作用。只要我們能認清學生在學習物理規律中常見的問題,對癥下藥,引導學生掌握物理規律也不會成為一件難事。
七、解決問題的對策
1.創設便于發現問題、探索規律的物理情境。教師要帶領學生學習物理規律,首先在教學開始階段,要創設便于發現問題的物理環境。初中階段,主要是通過觀察和實驗發現問題,也可以從分析學生生活中熟知的典型事例中發現問題,有時也可以從對學生已有知識的展開中發現問題。創設的物理情境要有利于引導學生探索規律。創設的物理情境還應有助于激發學生的興趣和求知欲。例如,在探究滑動摩擦力與哪些因素有關后我教學生討論拔河比賽中要取勝應注意那些問題。學生們踴躍發言,討論得出用力握緊繩子是增大壓力來增大摩擦,穿有釘的鞋子是增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦等。從而更好地掌握了這條規律。
篇7
[關鍵詞]物理教學 電磁學 電磁場 電路
物理教材中所闡述的內容主要是經典物理學的基礎知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎上,以力學、電磁學為重點。本文就電磁學部分的教學談談自己的觀點。
一、電磁學的知識體系
電磁運動是物質的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用,其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,應從以下三個方面來認真分析教材。
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。
場是物質的相互作用的特殊方式。電磁學部分完全可用場的概念統一起來,靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等,組成一個關于場的體系。
“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的,“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法。
2.認識物理規律
規律體現在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯系中。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較,找出它們相互之間存在的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系,電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。
3.通過電磁場所表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明,在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用,運動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場,磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。科學實驗證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用,所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。轉貼于
從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流,產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷,當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、以知識體系貫穿始終,使理論學習與技能訓練相融合
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場部分是學好電磁學的基礎和關鍵。電場強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線、磁感應線是形象地描述場分布的一種手段。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
篇8
一、使學生把握新舊知識的聯系和建立物理規律的事實依據,懂得研究物理規律的方法
物理規律本身反映了物理現象中的相互聯系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系,因此,在物理規律的教學中,必須將原來分散學習的有關概念綜合起來。只有用聯系的觀點來引導學生研究新課題,提出新問題,才能激發學生新的求知欲與新的興趣。另一方面,物理規律本身,總是以一定的物理事實為依據的。因此,學生學習物理規律,也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行。尤其是初中學生,他們的抽象思維能力不強,理解和掌握物理規律更需要有充分的感性材料為基礎。
二、要使學生理解物理規律的物理意義
初中階段所研究的物理規律,一般著重于用文字語言加以表達,即用一段話把某一規律的物理意義表述出來,有些規律還用公式加以表達。對于物理規律的文字表述,要認真加以分析,使學生真正理解它的含義,而不是讓學生去死記結論。例如,牛頓第一定律的教學,在實驗的基礎上,進行推理想象,由有摩擦的情況推想到無摩擦時的運動情況,最后把這一規律的內容表述出來。在理解時,要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個字的含義,“或”不是指物體有時保持勻直線運動狀態,有時保持靜止狀態,而是指如果物體原來是靜止,它就保持靜止狀態;如果物體原來是運動的,它就保持勻速直線運動狀態。
許多物理規律的內容可以用數學形式表達出來,就是公式。要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系,而不能從純數學的角度加以理解,例如:對于歐姆定律的表達式,應當使學生理解,這一公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小即某段電路中電流的大小,與這段電路兩端的電壓成正比,與這段電路中的電阻成反比,公式中的I、U、R三個物理量是對同一段電路而言的。把公式進行變換,得到電阻的定義式R=U\I。如果不理解公式的物理意義,就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯誤的結論。
三、使學生明確物理規律的適用條件和范圍
每一個物理規律都是在一定的條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律的,而規律的成立是有條件的。因此,每一規律的適用條件和范圍也是一定的。學生只有明確規律的適用條件和范圍,才能正確地運用規律來解決問題,才能避免亂用規律、亂套公式的現象。
四、使學生認清所研究的物理規律與有關的物理概念和物理規律之間的關系
物理規律總是與許多物理概念緊密聯系在一起的,與某些物理規律也是互相關聯,應當使學生把物理規律與同它相關的物理概念和規律之間的關系搞清楚。如:牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯系,但二者有本質的區別,不能混為一談。在教學中經常發現學生把慣性與運動狀態等同起來,把物體不受外力作用保持原來的運動狀態說成是“保持物體的慣性”。我們知道,慣性是物體的固有屬性,物體無論是靜止還是運動,怎樣運動,是否受力,物體任何時候都有慣性。而牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規律,兩者不能混為一談。
五、使學生學會運用物理規律解釋有關的物理現象,并學會解決簡單的實際問題
對于重要的物理規律,不僅要求學生理解,而且要求學生靈活應用,因為掌握物理規律的目的就在于能夠運用物理規律去解決問題。在新的教學要求中,不要求學生能解決復雜問題,但是,應當要求學生學會運用物理規律去說明和解釋有關的現象、解決一些有關簡單的實際問題。在這一過程中,一方面可以鞏固和深化對規律的理解,另一方面還可以使學生學到處理實際問題的思路和方法,發展學生分析問題的能力、語言表達能力以及獨立解決問題的能力。如在教學中要求學生綜合地運用歐姆定律、電功、電功率、焦耳定律等概念和規律解決日常生活用電的簡單實際問題,家用電器的選擇與使用,用電多少的計算,保險絲的選擇等。
為了有效地引導學生學好物理規律,我們還必須認清學生在學習物理規律的過程中可能出現的問題。當前學生在學習物理規律時主要存在以下幾個方面的問題:一是學生的感性知識不足;二是相關知識的準備不足;三是規律學習受日常生活中形成的錯誤觀念的干擾。
篇9
一、電磁學教材的整體結構
電磁運動是物質的一種基本運動形式.電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用.其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的.透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學.對此,應從以下三個方面來認真分析教材.
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行,這兩種方式均在高中教材里體現出來.只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力.
場的方法是研究電磁學的一般方法.場是物質,是物質的相互作用的特殊方式.中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關于場的系統,該系統包括中學物理電學部分的各章內容.
“路”是“場”的一種特殊情況.中學教材以“路”為線的大骨架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等.
“場”和“路”之間存在著內在的聯系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的.“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法.
2.物理知識規律物
理知識的規律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規律,以及它們的相互聯系.
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較找出它們相互之間存在著的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來.物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的.但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.
第二冊第一章“電潮重要的物理規律是庫侖定律.庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結果跟在真空中相差很小.其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的.歐姆定律的運用有對應關系.電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體.
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念.
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線.本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎.電磁感應的重點和核心是感應電動勢.運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的.
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步.麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步.
3.通過電磁場在各方面表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的.大量實驗證明在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著.電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用.運動電荷的周圍除了電場外還存在著另一種唱—磁場.磁體的周圍也存在著磁場.磁場也是一種客觀存在的物質.磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現在,科學實驗和廣泛的生產實踐完全肯定了場的觀點,并證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態.
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用.所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的.麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場.按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波.
從場的觀點來闡述路.電荷的定向運動形成電流.產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場.導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處.導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷.當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.
二、以“學科體系的系統性”貫穿始終,使知識學習與智能訓練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學好電磁學的基礎和關鍵.電場強度、電勢、磁嘗磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進行比較,找出兩種力線的共性和區別以加強對場的理解.
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用.在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等.場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度.在電場中用電場力做功,說明場具有能量.通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了.
3.認真做好演示實驗和學生實驗,使“潮抽象的概念形象化,通過演示實驗是非常重要的措施.把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養和訓練.安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現象的分析,引導學生從實驗觀察和現象分析中來發展思維能力.從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應著力培養學生的獨立實驗能力和自學能力,使知識的傳授和能力的培養統一在使學生真正掌握科學知識體系上.
篇10
關鍵詞:物理;概念;規律;感性認識;探究
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A
文章編號:1003-949X(2009)-11-0092-01
高中物理知識中最重要的最基本的內容是物理概念和物理規律。教好物理概念和物理規律,讓學生的認知能力在概念形成、規律掌握的過程中得到充分發展,是物理教學的重要任務。
物理概念和物理規律的教學,一般要經過以下四個環節:引入物理概念和規律、建立物理概念和規律、探討物理概念和規律和運用物理概念和規律。現就這四個方面加以闡述:
一、引入物理概念和規律
該環節的核心是創設物理環境,提供感陛認識。概念和規律的基礎是感性認識,化抽象為具體。只有對具體的物理現象及其特性進行概括,并對物理現象的變化規律及概念之問的本質聯系進行研究歸納,才能形成物理規律。教學中應該在一開始就給學生提供豐富的感性認識。常用的方法有:運用多媒體技術展示模擬案例,利用實驗來展示有關的物理現象和過程、利用直觀教具、利用學生已有的生活經驗以及學生已有的知識基礎等。
為形成概念、掌握規律而選用的事例和實驗事實,必須是包括主要類型的、本質聯系明顯的、與日常觀念矛盾突出的典型事例。例如選修3-1“電動勢”一節電動勢的概念教學,可引入非靜電力對電荷做功類比抽水機把水抽到水塔的現象。
二、建立物理概念和規律
物理概念和規律是人腦對物理現象和過程等感性材料進行科學抽象的產物。在獲得感性認識的基礎上,提出問題,引導學生進行分析、綜合、概括,排除次要因素,抓住主要因素,找出一系列所觀察到的現象的共性、本質屬性,才能使學生正確地形成概念、掌握規律。例如,在進行必修“牛頓第一定律”教學時,可以通過演示實驗和大量日常生活中所接觸到的現象的感性材料進行思維加工,使學生認識“物體不受其它物體作用,將保持原有的運動狀態”這一本質。但是這一本質卻被許多表象所掩蓋著,如當“外力”停止作用時,原來運動的物體便停止;力的作用是維持物體運動的原因等。因此教師必須有意識地引導學生突出本質,摒棄表象,才能順利建立牛頓第一定律。
三、探討物理概念和規律
教學實踐證明,學生只有理解了知識,才能很好地掌握知識。因此,在物理概念和規律建立以后,還必須引導學生對概念和規律進行討論,加以深化認識。一般要從以下四個方面進行討論:一是討論其物理意義,二是討論其適用范圍和條件,三是討論有關概念和規律間的關系,四是討論其在生活中的應用。在討論過程中,應當注意針對學生在理解和運用中容易出現的問題,以便使學生獲得比較正確的理解。例如選修3-1“庫侖定律”“閉合電路的歐姆定律”的探究過程,通過分組實驗得出規律,加以討論最終得出正確的結論。
四、運用物理概念和規律