歐姆定律及其應用范文
時間:2023-03-19 22:11:39
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篇1
1.地位和作用
《歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變小?
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容: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。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn
篇2
第二章光現象;
第三章透鏡及其應用;
第四章物態變化;
第五章電流和電路;
第六章電流電壓電阻歐姆定律;
第七章電功電能生活用電;
篇3
[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4
關鍵詞:基于實驗;物理問題式;問題鏈條
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)3-0005-4
物理是一門實驗和科學思維相結合的科學。在物理學中,概念的形成,規律的發現和理論的建立都是以實驗為堅實的基礎,同時也貼近生活實際,許多物理問題都與生活實際密切相關。物理教學就應“以物明理”,設計實驗營造問題,通過實驗誘發并解釋問題。一個成功的實驗往往比“千言萬語”更能說明問題,更有說服力。
建構主義主張,教學要呈現知識的發生過程,加強知識和實際情景的聯系,提高學生對知識的意義建構的理解能力。基于實驗的物理問題式教學是以物理實驗設計呈現問題,搭建思維起點的臺階,使學生感受到情景中的問題,有疑慮而提出問題,師生以問題鏈條為主線來展開教學活動。
1 設計實驗營造問題氛圍,作為教學的開端
“當學生對魚沒有興趣的時候,自然排斥漁。只要學生對知識沒有內在需求,教學就必然是灌輸。”[1]“學生是意義的主動建構者,教師是學生意義建構的幫助者、促進者和指導者。”[2]這就要求教師在教學過程中應注意激發學生的學習需求,幫助學生形成學習動機,引導學生發現各種各樣的問題,激發探索欲望和學習興趣。以實驗呈現問題引入教學,其直觀性、形象性和真實性可以引發學生的好奇心和求知欲,讓學生進入主動學習的狀態,積極求解問題,促進學生的自主學習。
建構主義認為學生在日常生活和學習過程中,已經形成了相當的經驗,每個人都以自己的方式看待事物。因此,教學不能無視學生已經形成的經驗,不能簡單、生硬地對學生進行新知識的灌輸或填充。而是要把學生現有的知識經驗作為新知識的增長點,強調他們對知識的處理和轉化。這就需要教師設計引入實驗時,要注意營造新舊知識的認知沖突,使學生頭腦中形成懸念,或創設新舊知識相聯系的問題情景,激發學生探索知識的欲望和學習的興趣,再引導學生從原有的知識經驗中“生長”出新的知識經驗。
例如,高中學生剛開始學習“閉合電路歐姆定律”時,頭腦中對電路的經驗是:電池是沒有內阻的,電路也只是部分的,電池個數越多,加在電阻兩端的電壓也較大。我們可以創設這樣的實驗引入新課。如圖1所示,用一節新電池和兩節舊電池對同一規格的小燈泡供電,讓學生猜想哪個燈泡比較亮?實驗結果出乎大多數學生的意料,一節新電池供電的燈泡較亮!這時,學生頭腦中的舊經驗和眼前的真實實驗現象產生了“矛盾”沖突,自然就會產生問題:為什么通過一節新電池供電的燈泡電流比兩節舊電池供電的燈泡電流大?影響通過燈泡電流大小的因素來自哪里?問題驅動任務,學生的探究欲望便會油然而生,學習的興趣也會被觸發。
又如,學習“牛頓第三定律”時,我們可以讓學生做這樣的小實驗引入教學:兩只手分別拿紅綠兩種顏色的氣球并相互擠壓產生明顯的形變,讓學生觀察實驗現象,并要求學生從紅綠氣球的形變和受力的關系來討論這個實驗能說明什么問題。這樣的問題產生緣于學生動手所做的實驗,思考的問題和學生自己已經掌握的知識相聯系,能力要求接近學生“最鄰近的發展區”,學生“跳一跳就可以摘到桃子”,學生自然有興趣開展學習與探索。
2 設計實驗形成問題鏈條,貫穿教學的過程
“最好的學習方法是讓學生去現實世界的真實環境中去感受和體會,而不是僅僅聆聽別人的介紹或講解。”[3]建構主義認為,學生并不能直接把知識貯存到自己的記憶中,而是通過經驗與外界的作用來建構新知識,這種作用是需要介質的。因此,物理教學活動應該注意提供介質――實驗情景,讓學生面臨一個需要立即解決的真實問題,自始至終都圍繞問題而展開。問題不僅是教學的開端,還應該貫穿教學的全過程。通過設計實驗形成問題鏈條,讓實驗成為問題鏈條的最好媒介,使教學內容具有實驗性和探究性,使學生都在實驗的基礎上解決問題,都需其有“理”的依據的思維方式。
根據前蘇聯著名心理學家維果斯基的“最鄰近發展區”理論,我們可以認為,在學生的學習活動中,對于所要解決的問題和原有能力之間可能存在差異,但通過教學活動,學生在教師的幫助下可以消除這種差異,這個差異就是“最鄰近發展區”。因此,我們在設計實驗形成問題鏈條時,就要創設學生借助自身已有的知識去解決新的問題的實驗情境。根據學生的“最鄰近發展區”來建立教學中的“支架”,引導學生積極參與實驗探究活動,通過師生、生生間的交流與溝通,達成對問題的理解和解決,支持學生不斷地建構自己,不斷地掌握、內化所學的知識,促進學生認知能力的提升。
例如,在“閉合電路歐姆定律”教學時,學生已從引入的實驗中猜想:通過小燈泡電流的大小應該和電池的內阻有關。我們可以設計如圖2的實驗,當閉合S1、S2,滑片P向右移動的過程中,學生會觀察到電源兩端的電壓增大,從實驗現象思考問題:閉合電路的電壓(電源電動勢)由幾部分電路電壓構成?由此分析得出結論:在閉合電路中,可以分為內電路和外電路,有內電壓和外電壓。繼而引導學生思考問題:閉合電路中,電源電動勢與內電壓和外電壓有何定量關系?我們提供原電池實驗,如圖3所示。師生共同進行探究,問題是:只閉合S1,V1的讀數表示什么?閉合S1、S、S2,V1和V2的讀數又表示什么?他們之間有什么關系?調節滑動變阻器,從V1和V2的變化又可以說明什么?然后才得又如,在“牛頓第三定律”教學時,對于紅綠氣球的擠壓實驗,學生可以利用已學到的知識,即力的作用效果解釋氣球的形變是由于力的作用。從紅綠氣球都產生形變知道這種作用是相互的,從形變凹陷方向可知這種作用的方向是相反的。因而,學生可以從定性的角度理解力作用的相互性及相互作用力的方向。有了感性的認識,我們可以設計如圖4的定量實驗讓學生做隨堂實驗,自己完成如下問題的探究:作用力與反作用力的大小關系、方向如何?學生完全可以從彈簧秤的讀數,A、B彈簧秤受力方向總結出作用力與反作用力的大小及方向的關系。
這樣的問題式教學完全基于學生的生活經驗和真實體驗,學生對問題的解決是學生實驗探究的結果。通過基于實驗的問題鏈的創設,學生對新知識的學習經歷從感性認識到理性認識的過程體驗。上述的“閉合電路歐姆定律”和“牛頓第三定律”的教學過程強調了實驗的功能和問題的驅動作用,突出學生對知識的主動建構,避免老師簡單、生硬地灌輸和填充,體現“給學生些事情去做,而不只是給學生些知識去記”[1]的新教育模式。
3 設計實驗拓展問題范疇,延伸教學的歸宿
教育心理學認為,知識學習主要是學生對知識的內在加工過程,包括知識獲得、知識保持和知識提取3個階段。課堂教學是學生知識獲取、鍛煉能力和提高各種技能的主要途徑,而知識保持和知識提取更大程度依靠學生課后對知識的回顧和鞏固。因此,物理問題式的教學活動不僅應以問題為開端和主線,而且還應以問題為終結和延伸。我們應該充分利用課后的實驗,拓展問題范疇,幫助學生加深對物理概念或物理規律的理解,使學生在延伸遷移環節中舉一反三,觸類旁通。
例如,“閉合電路歐姆定律”的課后,我們可以設計如圖5的實驗,提出探究問題:比較新舊電池的內阻。要求學生分別測量新舊電池供電條件下的路端電壓,并根據燈泡和電池的參數求出新舊電池的內阻。體驗相同電源電動勢條件下的不同供電電壓,理解電源內阻對路端電壓的影響,熟悉閉合電路歐姆定律表達式及其應用。
又如,學習“牛頓第三定律”后,我們應該提出一些問題讓學生自己通過小實驗或實踐活動深度理解定律內容,如“小孩和大人掰手腕,小孩總是輸”,“雞蛋碰石頭,雞蛋破裂,石頭沒事”是否不符合牛頓第三定律?如何分析?引領學生學以致用,解決生活中的實際問題。“自由落體運動”的課末,一定要預留時間讓學生做一做如圖6的實驗,以“如何算出你的反應時間”的問題作為教學的結束。讓學生帶著問題去回顧自由落體運動規律及利用自由落體運動模型解決實際問題,使學生對當前學習內容所反映的規律與其他事物的內在聯系達到較深刻的理解,提高學生對知識的遷移應用能力。
4 基于實驗的物理問題式教學應該注意的幾個問題
(1)教學要以實驗呈現問題,以問題鏈條為主線,突出實驗在教學中的作用。在課前、課中、課末和課后盡可能地設計物理實驗植入教學,形成問題鏈條,使問題生成于實驗也解決于實驗。給學生提供豐富的、基于實驗的感性認識和理性認識,讓學生在實驗中學習物理知識,使學生勇于實驗、樂于探究、勤于思考,促進學生對知識的主動建構和遷移應用。
(2)實驗的設計要考慮學生的實驗能力和新舊知識的聯系,要使學生能夠把已有的知識遷移到后續的學習中,去解決新問題。設計的實驗要重視新舊知識之間的聯系,結合學生原有的實驗能力和思維能力,使實驗具有可操作性和問題生成性。學生才有參與實驗、積極操作的欲望,才有可能通過實驗發現問題和解決問題,這樣的課堂才有效率。
(3)突出學生的主體作用,構建師生“共振”課堂。知識不是通過教師傳授得到,而是學生通過一定的情境,借助教師和同學的幫助,通過意義建構的方式而獲得。要把學生始終作為“問題式”課堂的教學主體,引導學生通過實驗發現問題;通過討論把問題深化以加深學生對所學內容的理解;通過實驗誘發學生自己解決問題和總結規律,實現“以講授為主”的課堂向“共振式”課堂的轉變。
參考文獻:
[1]張卓玉.構建教育新模式[M].長沙:湖南教育出版社,2013.
篇5
一、學生情況分析
這學期所教班級都是高三復讀班級,此次所帶筑夢30班學生的基礎相對較好,另外一個普通班筑夢33班.目前從整體上課的情況來看,學生普遍聽得懂,學生學習的積極性也很高,課堂氣氛活躍,遇到不懂的就會問,作業也按時有效完成。整體還是不錯的。
二、教材與教輔分析
本學期主要工作是第一輪復習,理解的內容較多,知識體系講究總體性。高三物理的教學任務是完成系統復習并針對專題進行深入強化練習。目前的參考資料《衡中學案》這本書以章節復習的形式。突出了新課程的四個特點:注重基礎。1、 強調從生活走進物理, 從物理走向社會, 注重保護探索興趣, 學習欲望; 2、強調知識的構建過程,注重培養物理實驗、科學探究能力; 3、強調知識的遷移和適當拔高,注重物理學核心概念的建立。第一輪復習的重要不容小覷。
三、本學期應達到的教學目標
本學期的主要任務是認真學習《高中物理教學大綱》,深刻領會大綱的基本精神,以全面實施素質教育為基本出發點,使每一個學生在高中階段都能得到良好的發展和進步,是每一個教師的基本職責,也是搞好高中物理教學的基本前提。帶領學生在高一打下良好基礎,為進一步學好高二和高考作好輔墊。學生能夠在活躍的教學氣氛下,積極主動地學習,能夠掌握好基礎知識和把握好重點。并在學好基礎之上,有意識讓學生接觸到往年的高考題,拓展他們的思維,提高學生的解題能力。并在平時注重養成學生良好的解題習慣,規范解題的格式和步驟。堅持小測并保證質量,加強學生對知識點的記憶和鞏固。為此,具體要求如下:單元考、月考中力爭平均分、及格率、優秀率相對別的平行班級穩步提高。
四、改進教學的措施及教學中應注意的問題
加強實驗課的教學和探索,特別是分組實驗,要保證學生都能獨立地完成,培養學生的動手實驗能力和用實驗解決物理問題的能力,努力滲透物理研究問題方法的培養。重視課外活動,進行物理課外興趣小組活動的指導,進行研究性學習,給學生以充分的課外研究探索的舞臺,使學生的課外物理活動豐富多彩,真正成為培養興趣、發展能力的陣地。 在教學中可以理論聯系生活,讓學生體驗到學習物理的有用。從而取得較好的物理成績。
五、進度安排:
復習時間安排表
暑假:第一章 力、物體平衡第二章 直線運動
九月份:第三章 牛頓運動定律第四章 曲線運動和萬有引力第五章 機械能
十月份:第六章 動量 第七章機械振和機械波第八章分子運動、能量守恒、氣體
十一月份:第九章 電場 第十章 恒定電流
十二月份:第十一章 磁場 第十二章 電磁感應
元月份:第十三章交變電流、電子磁場、電磁波 第十四光學
2—3月份上旬:第十五章原子物理
高三物理第一輪復習計劃
周別及時間
內容及活動
課時
第一周
第三單元牛頓運動定律
13
第一節 牛頓運動定律月考
3
第二周
評卷
2
第二節整體法和隔離法
2
第三節牛頓運動定律的應用、超重和失重
3
第四節動力學解題方法
1
第三周
習題課
2
單元測驗卷
2
第四單元曲線運動、萬有引力
13
第一節運動的合成與分解、平拋運動
3
第四周
第二節勻速圓周運動
3
第三節萬有引力定律及其應用
3
第四節實驗——研究平拋運動
1
習題課
1
第五周
單元測驗及評卷
2
第五單元機械能
12
第一節功、功率
2
第二節動能定理
3
第六周
月假月考
第三節機械能守恒定律
2
第七周
習題課
2
第四節實驗——驗證機械能守恒定律
1
單元測驗及評卷
2
第六單元 動量
13
第一節動量、沖量、動量定理
3
第八周
第二節動量定恒定律
3
第三節動量、功能關系綜合應用
4
第四節實驗——驗證動量守恒定律
1
第九周
單元測驗及評卷
2
第七單元振動和波
10
第一節機械振動
3
第二節機械波
3
第十周
月假
期中考試
周別及時間
內容及活動
課時
第十一周
習題課
1
第三節實驗——用單擺測重力加速度
1
單元測驗及評卷
2
第八單元 熱學
9
第一節 分子動理論
2
第二節 熱和功、氣本狀態參量
2
第十二周
習題課
2
第三節實驗——油膜法測分子直徑
1
單元測驗及評卷
2
第九單元 電場
14
第一節 電場力的性質
3
第十三周
第二節 電場能的性質
3
第三節 靜電屏蔽
2
第四節 帶電粒子在電場中的運動
3
第十四周
第五節 描跡法測等勢線
1
單元測驗及評卷
2
第十單元 恒定電流
14
第一節歐姆定律、電功和電功率
2
月假
第十五周
月考
第二節 閉合電路歐姆定律
2
第三節 電路中的能量
2
第十六周
第四節電學實驗基礎
2
第五節 描繪小燈泡伏安特性曲線、測金屬絲電阻率、電表改裝
2
第六節測定電源電動勢和內阻、探測電學黑箱傳感器
2
單元測驗及評卷
2
第十七周
第十一單元 磁場
12
第一節磁感強度和安培力
3
第二節磁場對運動電荷的作用
3
習題課
2
第十八周
第三節帶電粒子在復合場中的運動
2
單元測驗及評卷
2
第十二單元 電磁感應
9
第一節 電磁感應、楞次定律
3
第二節 法拉第電磁感應定律
2
第十九周
月假、月考
第三節 電磁感應定律的綜合應用
2
第二十周
單元測驗及評卷
2
第十三單元 交流電
11
第一節 交變電流
3
第二十一周
第二節 變壓器
3
第三節 電磁場、電磁波
2
第四節 示波器
1
單元測驗及評卷
2
第二十二周
第十四單元 光學
7
第一節 直線傳播、反射
2
第二節 光的折射、全反射,第三節 光的波動性
3
第四節 光學實驗
2
第二十三周
習題處理,月考,月假
第十五單元 原子物理
10
第一節量子論初步
2
第二節原子和原子核
3
第三節核反應、核能
3
篇6
一、挖掘教材內容,利用教材對學生進行愛祖國,熱愛科學和獻身科學事業教育
物理教材中包含了許多可以對學生進行愛祖國,熱愛科學和獻身科學教育內容。如:牛頓的忘我工作,勤奮和悉心鉆研精神。安培的刻苦學習、專心致志。歐姆的堅持不懈精神。法拉第的高尚品質和致力于科學研究精神。從我國古代指南針、地動儀、火箭的發明,到現代的"兩彈一星"和"祌舟號"成功收回。教師應善于挖掘利用這些輝煌的科學成就激發學生民族自豪感和為科學而學習的責任感。用知識的魅力去影響學生,提高學生學習科學知識的積極性。
二、物理課的教學應貼近學生的生活,切中他們的脈博,及時了解學生學習的情況,不斷強化學生的學習興趣,調動他們學習的積極性和主動性。
物理學研究的是自然界最基本的運動規律,而自然界中的物理現象蘊藏著無窮奧秘。讓學生從身邊熟悉的生活,現象中探究并認識物理規律,同時將學生認識到的物理知識和科學研究方法和社會實踐及其應用結合起來。讓他們體會物理在生產和生活中的實際應用,這不僅可以增加學生學習物理的樂趣,而且還將培養學生良好的思維習慣和科學探究能力。
1、學生的親身體驗提高課堂教學效果
從生活中獲取的經驗,學生感受比較深。根據學生的這種心理特點,在物理的
教學過程中,把學到的物理規律,力求使之貼近生活,去解釋日常生活中遇到的現象,把物理規律同學生的生活經驗對號入座。這樣即可以加深學生對所學規律的理解,又會使學生覺得物理知識非常有用,從而激發出對物理的濃厚興趣。例如:在講授蒸發時,可以先給學生講一個生動的貼近生活的故事:中國的茅臺酒在參加國際評酒會時,國外參展的酒,由于其包裝精美,受到與會廠商、官員青睞,而中國的茅臺因包裝粗糙無人問津。這時中國外交官急中生智,立即將一瓶茅臺摔在地上,此時展廳內酒香飄逸,從此茅臺酒馳名中外打入國際市場,給國家帶來了豐存的經濟利益,接著問:"飄逸的酒香怎么來的?"引入所講的內容。接著讓學生舉出日常生活中見到的蒸發現象,在教師的引導下歸納出蒸發的概念。最后利用學生舉出的日常生活中最熟悉的曬衣服的例子,啟發學生從三個方面進行分析。例:能的轉化和守恒定律是物理學中最重要的規律之一,但比較抽象,在教學中可多舉一些學生熟悉的例子進行解釋,如冬天熱水泡腳,能的轉移。雙手相互摩擦做功,雙手覺得暖和,能的轉化。太陽能熱水器將太陽能轉化為熱能,煤燃燒將化學能轉化為熱能。
三、對學生進行情感教學
1、在中學物理教學中實施情感目標,一要面向全體學生,使每個學生的興趣,愛好、特長、個性都得到和諧充分發展,把傳授知識與情感有機結合起來。二要激發學生學習興趣,開發智力、培養學生學習的自覺性、使學生感到學習又艱苦又愉快。
注重教學藝術、改進教學方法、激發學生思維的積極性。
2、設物理情境,激發學生學習興趣
教學中充分利用演示實驗,學生隨堂實驗和分組實驗,小實驗和小制作,課本的封面、插圖和漫畫、想想議議、閱讀材料、科學家的故事、教學掛圖和模型帶趣味性的物理問題去吸引學生,培養學生的學習興趣,讓學生在充滿樂趣中掌握知識。
3、注重教學藝術,改進教學方法激發學生思維的積極性。
4、鼓勵性提問,注重對學生作業、測試作業適時肯定,成立物理興趣小組,使學生表現自己,鼓勵學生參加小制作、小發明和社會實踐活動,鼓勵學生對老師提建議,從而激發學生的上進心,自尊心。
四、建立良好的師生關系。
教師在課堂感情要真摯,教態和藹;課后要關心學生的學習和生活,尊重和信任學生,平等的對待每一位學生,對差生更要關懷備至。這樣學生才會把老師當作知心朋友,他們才會把心里話,真實的教學信息告訴教師。
1、重科學探究,提倡學習方式多樣化
國際物理教育委員會前主席焦塞姆說:"最好的老師,是讓學生知道他們自己是自己最好的老師。"學生在探究性學習中不僅能著重產生濃厚的學習興趣,而且還能感受到自己的失敗與錯誤,逐步走向正確,真正體會到成功的喜悅。
教師的首要任務在于營造生動活潑的教學氣氛,使學生形成探求創新的心理愿望和性格特征,教師在備課時首先要考慮為學生創設探索情境通過創設與教材內容有關的情境,要精心設計物理概念和規律的形成過程和應用過程,形成"參與―體驗―內化-外延"的"科學探究"物理課堂教學模式。下面以歐姆定律教學為例。
2、創設情景,提出問題,科學猜想
以調光臺燈切入,問:調光臺燈是調節了電路里的什么物理量使燈的亮暗發生變化的?再通過演示實驗觀察電流的變化與燈亮暗變化的關系,問:"電流的變化與哪些因素有關?"鼓勵學生大膽猜想,電流與電阻、電壓有關系。這樣就確定研究方向。
3、引導討論,設計方案
啟發和引導學生設計研究解決問題的方案,先應用控制變量法設計總體方案:控制電阻不變,研究電流與電壓的關系;控制電壓不變,研究電流與電阻的關系。如何研究?再進行局部設計:由學生小組討論、設計電路,讓學生交流自己的設計,并評價他人的設計,以器材的作用和選擇加以討論。
4、學生操作,實施方案
讓學生相對獨立地進行實驗操作、采集數據。教師地學生的操作技能、儀器使用上給予幫助。
5、分析討論,得出結論
從實驗得到的兩組數據引導學生用計算和圖像分別分析電流與電壓、電流與電阻的關系;再進行綜合,得到結論。
6、反思應用遷移
篇7
【關鍵詞】中學物理 電磁學部分 教學 看法
中學物理教材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點自己的看法。
1.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。
1.1 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。
1.2 物理知識規律物。
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"電場"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。
1.3 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場——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。
2.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
2.1 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"電場"是學好電磁學的基礎和關鍵,電場強度、電勢、磁場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。
2.2 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。
2.3 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8
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高考物理必考知識點總結Ⅰ、復習要點
一、整理知識體系
現行高中物理教材主要分:力、熱、電、光、原子五個部分.綜合復習中,既可以根據各部分的內容特點,分別整理出各自的體系或主要線索,也可以不受傳統的五部分限制,重新歸納、整理。例如,高中物理主要內容可概括為四大單元(物理實驗與物理學史單元除外)。
(一)力和運動
物體的運動變化(包括帶電粒子在電場、磁場中的運動)與受力作用有關。其中力的種類計有:重力(包括萬有引力)、彈力、摩擦力、浮力、電場力、磁場力(分安培力和洛舍茲力)以及分子力(包括表面張力),核力等。每種力有不同的產生原因及其特征。物體的運動形式又可分為:平衡(包括靜止、勻速直線運動、勻速轉動)、勻變速運動(包括勻變速直線運動、平拋、斜拋)、勻速圓周運動、振動、波動等。每一種運動形式有不同的物理條件及基本規律(或特征)。力和運動的關系以五條重要規律為紐帶聯系起來。
(二)功和能
1.功重力功、彈力功、摩擦力功、浮力功、電場力功、磁場力功、分子力功、核力功。
2.能注意不同形式的能及能的轉換與守恒。
3.功能關系做功的過程就是能從一種形式轉化為另一種形式的過程。
功是能的轉化的量度。
(三)物質結構
(四)應用技術的基礎知識現行高中物理有關應用技術的基礎知識有:聲現象(樂音、噪聲、共鳴等多、靜電技術(靜電平衡、靜電屏蔽、電容儲電等)、交流電應用(交流電產生、特征、規律、簡單交流電路、三相交流電及其連接、變壓器,遠距離送電等)、無線電技術初步(電磁振蕩產生、調制、發送、電諧振、檢波、放大、整流等)、光路控制與成像(光的反射與折射定律、基本光學元件特性及常用光學儀器)、光譜與光譜分析、放射性及同位素、核反應堆等。經過這樣的歸納、整理,全部高中物理知識可濃縮在幾張小卡片紙上,便于領會和應用。
Ⅱ、歸納思維方式
分析問題最基本的思維方式有兩種:綜合法和分析法.
綜合法是從已知量著手,根據題中給定的物理狀態或物理過程。“順流而下”,直到把待求量跟已知量的關系全部找出來為止。
分析法則“逆流上朔”。從題中所要求解的未知量開始。首先找出直接回答題目所求的定律或公式。在這些關系式電。除了待求的未知量外,還會包含著某些過渡性的未知量。然后再根據這些過渡性來知量與題中已知條件之間的關系,引用新的關系式,逐步上朔,直到把所有的未知量都能用已知量表示出來為止。有些問題(如靜力平衡問題等),它的物理過程并不能很明確地分成幾個互相銜接的階段或者各個過程中的未知量互相交織,互有牽連,此時常可以不分先后。只根據問題所描述的物理狀態(或物理過程)的相互聯系。列出用某個狀態(或過程)有關的獨立方程式,聯立求解。原則上,任何一個題目都可以從這兩種思維方式著手求解。值得注意的是,解決具體問題時,不必拘泥于刻板的程式,而是應該側重于對問用中所描述的狀態(或過程)的分析推理,著力找出解題的關鍵所在,并以此為突破口下手.同時應聯合運用其他的思維技巧,如等效變換,對稱性、反證法、假設法、類比、邏輯推理等。
Ⅲ、綜合數學技巧
運用數學技巧,包含著極其豐富的內容。總體上要求能運用數學工具和語言,表述物理概念和規律;對物理問題進行推理、論證和變換;處理實驗數據;導出球驗證物理規律;進行準確的演算等。就解決某幀體的物理問回而言,要求能靈活地運用多種數學工具(如方程、此例、函數、圖象、不等式、指數和對數、數列、極限、極值、數學歸納、三角、平面解析幾何等)。綜合復習中可全面概述其在物理中的典型應用,并側重于比例、函數及其圖象(包括識圖、用圖、作圖)、以及運用數學遞推方法從特解導出通解等。必須注意,運用數學僅是研究物理問題的一種有力的工具,側重點還是應放在對問題中物理內容的分析上.對大多數能從物理本質上著手解決的問題,一般不必要求作嚴格的數學論證。
Ⅳ、檢查知識缺陷
整理體系、抓住主線索后,還需做好檢查知識缺陷的工作。應注意自覺看書,尤其不能疏忽那些應用性強、包含(或隱含)著物理內容的“知識角落”。如對某些實驗的裝置、原理的理解;某些自然現象的解釋;物理原理在生產技術上的應用以及與高中物理有關的科技新動態和重要的物理學史實等.不少學生由于缺乏良好的學習習慣戲迷戀于復習資料中,往往會在這些方面失分。如以往考試中解釋太陽光譜中暗線的形成);分光鏡的結構;低壓汞蒸汽光譜;三相變壓器及超導現象;直線加速器;日光燈接法;電磁感應現象的發現者等。在綜合復習中應予以足夠的重視。
熱學輔導
熱學包括分子動理論、熱和功、氣體的性質幾部分。
一、重要概念和規律
1.分子動理論
物質是由大量分子組成的;分子永不停息的做無規則運動;分子間存在相互作用的引力和斥力。說明:(1)阿伏伽德羅常量NA=6.02X1023摩-1。它是聯系宏觀量和微觀量的橋梁,有很重要的意義;(2)布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)里的固體微粒的無規則運動,不是分子本身的運動。它是由于液體(或氣體)分子無規則運動對固體微粒碰撞的不均勻所造成的。因此它間接反映了液體(或氣體)分子的無序運動。
2.溫度
溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。它是大量分子熱運動的平均效果的反映,具有統計的意義,對個別分子而言,溫度是沒有意義的。任何物體,當它們的溫度相同時,物體內分子的平均動能都相同。由于不同物體的分子質量不同,因而溫度相同時不同物體分子的平均速度并不一定相同。
3.內能
定義物體里所有分子的動能和勢能的總和。決定因素:物質數量(m).溫度(T)、體積(V)。改變方式做功――通過宏觀機械運動實現機械能與內能的轉換;熱傳遞――通過微觀的分子運動實現物體與物體間或同一物體各部分間內能的轉移。這兩種方式對改變內能是等效的。定量關系E=W+Q(熱力學第一定律)。
4.能量守恒定律
能量既不會憑空產生,也不會憑空消旯它產能從一種形式轉化為別的形式,或者從一個物體轉移到別的物體。必須注意:不消耗任何能量,不斷對外做功的機器(永動機)是不可能的。利用熱機,要把從燃料的化學能轉化成的內能,全部轉化為機械能也是不可能的。
5.理想氣體狀態參量
理想氣體始終遵循三個實驗定律(玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律)的氣體。描述一定質量理想氣體在平衡態的狀態參量為:溫度氣體分子平均動能的標志。體積氣體分子所占據的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強大量氣體分子無規則運動碰撞器壁所產生的。其大小等于單位時間內、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內能氣體分子無規則運動的動能.理想氣體的內能僅與溫度有關。
6.一定質量理想氣體的實驗定律
玻意耳定律:PV=恒量;查理定律:P/T=恒量;蓋?呂薩克定律:V/T=恒量。
7.一定質量理想氣體狀態方程
PV/T=恒量
說明(1)一定質量理想氣體的某個狀態,對應于P一V(或P-T、V-T)圖上的一個點,從一個狀態變化到另一個狀態,相當于從圖上一個點過渡到另一個點,可以有許多種不同的方法。如從狀態A變化到B,可以經過的過程許多不同的過程。為推導狀態方程,可結合圖象選用任意兩個等值過程較為方便。(2)當氣體質量發生變化或互有遷移(混合)時,可采用把變質量問題轉化為定質量問題,利用密度公式、氣態方程分態式等方法求解。
二、重要研究方法
1、微觀統計平均
熱學的研究對象是由大量分子組成的.其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時也無必要像力學中那樣根據每個物體(每個分子)的受力情況,寫出運動方程。熱學中的狀態參量和各種現象具有統計平均的意義。因此,當大量分子處于無序運動狀態或作無序排列時,所表現出來的宏觀特性――如氣體分子對器壁的壓強、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當大量分子作有序排列時,必顯示出不均勻性,如晶體的各自異性等。研究熱學現象時,必須充分領會這種統計平均觀點。
2.物理圖象
氣體性質部分對圖象的應用既是一特點,也是一個重要的方法。利用圖象常可使物理過程得到直觀、形象的反映,往往使對問題的求解更為簡便。對物理圖象的要求,不僅是識圖、用圖,而且還應變圖一即作圖象變換。如圖P-V圖變換成p-T圖或V-T圖等。
3.能的轉化和守恒
各種不同形式的能可以互相轉化,在轉化過程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規律。也是指導我們分析研究各種物理現象時的一種極為重要的思想方法。在本講中各部分都有廣泛的滲透,應牢固把握。
三、基本解題思路
熱學部分的習題主要集中在熱功轉換和氣體性質兩部分,基本解題思路可概括為四句話:
1.選取研究對象.它可以是由兩個或幾個物體組成的系統或全部氣體和某一部分氣體。
(狀態變化時質量必須一定。)
2.確定狀態參量.對功熱轉換問題,即找出相互作用前后的狀態量,對氣體即找出狀態變化前后的p、V、T數值或表達式。
3、認識變化過程.除題設條件已指明外,常需通過究對象跟周圍環境的相互關系中確定。
4.列出相關方程.
光學輔導
光學包括兩大部分內容:幾何光學和物理光學.幾何光學(又稱光線光學)是以光的直線傳播性質為基礎,研究光在煤質中的傳播規律及其應用的學科;物理光學是研究光的本性、光和物質的相互作用規律的學科.
一、重要概念和規律
(一)、幾何光學基本概念和規律
1、基本規律
光源發光的物體.分兩大類:點光源和擴展光源.點光源是一種理想模型,擴展光源可看成無數點光源的集合.光線――表示光傳播方向的幾何線.光束通過一定面積的一束光線.它是溫過一定截面光線的集合.光速――光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉齒輪法測出了光這。實像――光源發出的光線經光學器件后,由實際光線形成的.虛像――光源發出的光線經光學器件后,由發實際光線的延長線形成的。本影――光直線傳播時,物體后完全照射不到光的暗區.半影――光直線傳播時,物體后有部分光可以照射到的半明半暗區域.
2.基本規律
(1)光的直線傳播規律先在同一種均勻介質中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。
(2)光的獨立傳播規律光在傳播時雖屢屢相交,但互不擾亂,保持各自的規律繼續傳播。
(3)光的反射定律反射線、人射線、法線共面;反射線與人射線分布于法線兩側;反射角等于入射角。
(4)光的折射定律折射線、人射線、法織共面,折射線和入射線分居法線兩側;對確定的兩種介質,入射
角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一個常數.介質的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質射向光疏介質;②入射角大于臨界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射,將沿著原來的入射線方向反射或折射.
3.常用光學器件及其光學特性
(1)平面鏡點光源發出的同心發散光束,經平面鏡反射后,得到的也是同心發散光束.能在鏡后形成等大的、正立的虛出,像與物對鏡面對稱。
(2)球面鏡凹面鏡有會聚光的作用,凸面鏡有發散光的作用.
(3)棱鏡光密煤質的棱鏡放在光疏煤質的環境中,入射到棱鏡側面的光經棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項角偏移。棱鏡的色散作用復色光通過三棱鏡被分解成單色光的現象。
(4)透鏡在光疏介質的環境中放置有光密介質的透鏡時,凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發散作用.透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明①成像公式的符號法則――凸透鏡焦距f取正,凹透鏡焦距f取負;實像像距v取正,虛像像距v取負。②線放大率與焦距和物距有關.
(5)平行透明板光線經平行透明板時發生平行移動(側移).側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關。
4.簡單光學儀器的成像原理和眼睛
(1)放大鏡是凸透鏡成像在。u
(2)照相機是凸透鏡成像在u>2f時的應用.得到的是倒立縮小施實像。
(3)幻燈機是凸透鏡成像在f
(4)顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡,長焦距的透鏡作目鏡所組成。物于物鏡焦點外很靠近焦點處,經物鏡成實像于目鏡焦點內很靠近焦點處。再經物鏡在同側形成一放大虛像(通常位于明視距離處)。
(5)望遠鏡由長焦距的凸透鏡作物鏡,轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠處至物鏡的光可看成平行光,經物鏡成中間像(倒立、縮小、實像)于物鏡焦點外很靠近焦點處,恰位于目鏡焦點內,再經目鏡成虛像于極遠處(或明視距離處)。
(6)眼睛等效于一變焦距照相機,正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡;明視距離大于25厘米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。
(二)物理光學――人類對光本性的認識發展過程
(1)微粒說(牛頓)基本觀點認為光像一群彈性小球的微粒。實驗基礎光的直線傳播、光的反射現象。困難問題無法解釋兩種媒質界面同時發生的反射、折射現象以及光的獨立傳播規律等。
(2)波動說(惠更斯)基本觀點認為光是某種振動激起的波(機械波)。實驗基礎光的干涉和衍射現象。
①個的干涉現象――楊氏雙縫干涉實驗
條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置(略)。現象出現中央明條,兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔(雙縫)的路程差是波長的整數倍(半個波長的偶數倍)時,兩波同相疊加,振動加強,產生明條;兩波反相疊加,振動相消,產生暗條。應用檢查平面、測量厚度、增強光學鏡頭透射光強度(增透膜).
②光的衍射現象――單縫衍射(或圓孔衍射)
條件縫寬(或孔徑)可與波長相比擬。裝置(略)。現象出現中央最亮最寬的明條,兩邊不等距發表的明暗條紋(或明暗鄉間的圓環)。困難問題難以解釋光的直進、尋找不到傳播介質。
(3)電磁說(麥克斯韋)基本觀點認為光是一種電磁波。實驗基礎赫茲實驗(證明電磁波具有跟光同樣的性質和波速)。各種電磁波的產生機理無線電波自由電子的運動;紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發;x射線原子內層電子受激發;γ射線原子核受激發。可見光的光譜發射光譜――連續光譜、明線光譜;吸收光譜(特征光譜。困難問題無法解釋光電效應現象。
(4)光子說(愛因斯坦)基本觀點認為光由一份一份不連續的光子組成每份光子的能量E=hν。實驗基礎光電效應現象。裝置(略)。現象①入射光照到光電子發射幾乎是瞬時的;②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。;
③當ν>v。時,光電流強度與入射光強度成正比;④光電子的最大初動能與入射光強無關,只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸收.不需能量積累過程;②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光強。單位時間內入射光子多,產生光電子多;④入射光子能量只與其頻率有關,入射至金屬表,除用于逸出功外。其余轉化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。
(5)光的波粒二象性基本觀點認為光是一種具有電磁本性的物質,既有波動性。又有粒子性。大量光子的運動規律顯示波動性,個別光子的行為顯示粒子性。實驗基礎微弱光線的干涉,X射線衍射.
二、重要研究方法
1.作圖鋒幾何光學離不開光路圖。
利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播,方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實以及成像區域或觀察范圍等.把它與公式法結合起來,可以互相補充、互相驗證。
2.光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時,抓住物點上發出的某條光線為研究對象。
不斷追蹤下去的方法.尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。
3.光路可逆法在幾何光學中,一所有的光路都是可逆的,利用光路可逆原理在作圖和計算上往在都會帶來方便。
實驗輔導
物理學是一門以實驗為基礎的科學。近年來對學生物理知識的各種全面測試中(如高考等)也非常重視對學生實驗能力的考查。因此,物理實驗的`復習是整個總復習中不可缺少的一個重要組成部分.
一、實驗的基本類型和要求
中學物理學生實驗大體可以分為四范其要求如下:
1.基本儀器的使用除了初中已接觸過的常用儀器(如天平秤、彈簧秤、壓強計、氣壓計、溫度計、安培計、伏特計等)外.高中又學習了打點計時器、螺旋測微器、游標卡尺、萬用電表等,要求了解儀器的基本結構,熟悉各主要部件的名稱,懂得工作(測量)原理,掌握合理的操作方法,會正確讀數,明確使用注意事項等.
2.基本物理量的測量初中物理中巴學過長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量,高中物理進一步學習了對微小長度和極短時間、加速度(包括g)、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。
要求明確被測物理量的含義,懂得具體的測量原理。掌握正確的實驗方法(包括了解實驗儀器、器材的規格性能、會安裝和調試實驗裝置、能選擇合理的實驗步驟,正確進行數據測量以及能分析和排除實驗中出現的常見故障等),妥善處理實驗數據并得出結果。
3.驗證物理規律計有驗證共點力合成的平行四邊形定則、有固定轉動軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒定律、玻意耳定律等。
其要求與物理量的測量相同,著重注意分析實驗誤差,并能有效地采取相應措施盡量減少實驗誤差,提高準確度。
4.觀察、研究物理現象,組裝儀器如研究平拋運動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應現象、變壓器的作用、觀察光的衍射現象。
把電流計改裝為伏特計等.其中,對觀察型實驗,只要求會正確使用儀器,顯示出(或觀察到)物理現象,并通過直覺的觀察定性了解影響該現象的有關因素。對研究型實驗(包括組裝儀器),要求不僅能使用儀器,掌握正確的實驗研究方法,把有關現象的物理內客反映出來;或把有關參數測量出來,還能夠通過具體的測量作進一步的定量研一究或實驗設計。
二、實驗的設計思想
在中學物理實驗中涉及的主要設計思想為:
1.壘積放大法把某些物理量(有時往在是難以直接測量的測量的微小量)累積后測量,或把它們放大后顯示出來的一種方法。
如通過若干次全振動的時間測出單擺的振動周期;把員楊螺桿的微小進退.通過周長較大的可動到度盤顯示出來(螺旋測微器)等。
2.平衡法根據物理系統內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統偏離平衡的物理因素,列出對應的平衡方程式,從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質量、驗證有固定轉動因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。
3.控制法在多因素的物理現象中,可以先控制某些量不變,依次研究某一個因素對現象產生影響的一種方法。
如牛頓第二定律實驗。可以先保持質量一定,研究加速度與力的關系等。
4.轉換法用某些容易直接測量,(或顯示)的量(或現象)代替不容易直接測(或顯示)的量(或現象)。
或者根據研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時間轉換成振針周期性的振動;把對電流、電壓、電阻的測量轉換成對指針偏角的測量;用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。
5.留跡法把瞬息即逝的(位置、軌跡、圖象等)記錄下來的一種方法。
如通過紙帶上打出的小點記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運動軌跡;用示波器顯示變化的波形等。
三、實驗驗數據處理
數據處理是對原始實驗記錄的科學加工。通過數據處理,往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯系的數據中找出內在的規律,在中學物現中只要求掌握數據處理的最簡單的方法.
1.列表法把被測物理量分類列表表示出來。
通常需說明記錄表的要求(或稱為標題)、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數據,后計算果。列表法可大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢,常用作其他數據處理方法的一種輔助手段。
2.算術平均值法把待測物理量的若干次測且值相加后除以測量次數。
必須注意,求取算術平均值時,應按原測量儀器的準確度決定保留有效數字的位數。通常可先計算比直接測量值多一位,然后再四會五入。
3.圖象法把實驗測得的量按自變量和應變量的函數關系在坐標平面上用圖象直觀地顯示出來.根據實驗數據在坐標紙上畫出圖象時。
最基本的要求是:
(1)兩坐標軸要選取恰當的分度
(2)要有足夠多的描點數目
(3)畫出的圖象應盡是穿過較多的描點在圖象呈曲線的情況下,可先根據大多數描點的分布位置(個別特殊位置的奇異點可舍去),畫出穿過盡可能多的點的草圖,然后連成光滑的曲線,避免畫成拆線形狀。
四、實驗誤差分析
測量值與待測量真實值之差,稱為測量誤差。主要來源于儀器(如性能和結構的不完善)、環境(如溫度、濕度、外磁場的影響等)、實驗方法(如實驗方法粗糙、實驗理論不完善等)、人為因素(如觀測者個人的生理、心理習慣、不同觀察者的反應快慢不一等)四方面。在中學物理中只要求定性分析實驗誤差的主要原因,了解絕對誤差和相對誤差的概念。
高考物理必須掌握的16種題型技巧01.直線運動問題
題型概述:直線運動問題是高考的熱點,可以單獨考查,也可以與其他知識綜合考查。單獨考查若出現在選擇題中,則重在考查基本概念,且常與圖像結合;在計算題中常出現在第一個小題,難度為中等,常見形式為單體多過程問題和追及相遇問題。
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解圖像類問題關鍵在于將圖像與物理過程對應起來,通過圖像的坐標軸、關鍵點、斜率、面積等信息,對運動過程進行分析,從而解決問題;對單體多過程問題和追及相遇問題應按順序逐步分析,再根據前后過程之間、兩個物體之間的聯系列出相應的方程,從而分析求解,前后過程的聯系主要是速度關系,兩個物體間的聯系主要是位移關系。
02.物體的動態平衡問題
題型概述:物體的動態平衡問題是指物體始終處于平衡狀態,但受力不斷發生變化的問題。物體的動態平衡問題一般是三個力作用下的平衡問題,但有時也可將分析三力平衡的方法推廣到四個力作用下的動態平衡問題。
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(1) 解析法:解決此類問題可以根據平衡條件列出方程,由所列方程分析受力變化;
(2) 圖解法:根據平衡條件畫出力的合成或分解圖,根據圖像分析力的變化。
03.運動的合成與分解問題
題型概述:運動的合成與分解問題常見的模型有兩類。一是繩(桿)末端速度分解的問題,二是小船過河的問題,兩類問題的關鍵都在于速度的合成與分解。
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(1)在繩(桿)末端速度分解問題中,要注意物體的實際速度一定是合速度,分解時兩個分速度的方向應取繩(桿)的方向和垂直繩(桿)的方向;如果有兩個物體通過繩(桿)相連,則兩個物體沿繩(桿)方向速度相等。
(2)小船過河時,同時參與兩個運動,一是小船相對于水的運動,二是小船隨著水一起運動,分析時可以用平行四邊形定則,也可以用正交分解法,有些問題可以用解析法分析,有些問題則需要用圖解法分析。
04.拋體運動問題
題型概述:拋體運動包括平拋運動和斜拋運動,不管是平拋運動還是斜拋運動,研究方法都是采用正交分解法,一般是將速度分解到水平和豎直兩個方向上.
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(1)平拋運動物體在水平方向做勻速直線運動,在豎直方向做勻加速直線運動,其位移滿足x=v0t,y=gt2/2,速度滿足vx=v0,vy=gt;
(2)斜拋運動物體在豎直方向上做上拋(或下拋)運動,在水平方向做勻速直線運動,在兩個方向上分別列相應的運動方程求解。
05.圓周運動問題
題型概述:圓周運動問題按照受力情況可分為水平面內的圓周運動和豎直面內的圓周運動,按其運動性質可分為勻速圓周運動和變速圓周運動。水平面內的圓周運動多為勻速圓周運動,豎直面內的圓周運動一般為變速圓周運動.對水平面內的圓周運動重在考查向心力的供求關系及臨界問題,而豎直面內的圓周運動則重在考查最高點的受力情況。
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(1)對圓周運動,應先分析物體是否做勻速圓周運動,若是,則物體所受的合外力等于向心力,由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物體的運動不是勻速圓周運動,則應將物體所受的力進行正交分解,物體在指向圓心方向上的合力等于向心力。
(2)豎直面內的圓周運動可以分為三個模型:
①繩模型:只能對物體提供指向圓心的彈力,能通過最高點的臨界態為重力等于向心力;
②桿模型:可以提供指向圓心或背離圓心的力,能通過最高點的臨界態是速度為零;
③外軌模型:只能提供背離圓心方向的力,物體在最高點時,若v
06.牛頓運動定律綜合應用問題
題型概述:牛頓運動定律是高考重點考查的內容,每年在高考中都會出現,牛頓運動定律可將力學與運動學結合起來,與直線運動的綜合應用問題常見的模型有連接體、傳送帶等,一般為多過程問題,也可以考查臨界問題、周期性問題等內容,綜合性較強.天體運動類題目是牛頓運動定律與萬有引力定律及圓周運動的綜合性題目,近幾年來考查頻率極高。
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以牛頓第二定律為橋梁,將力和運動聯系起來,可以根據力來分析運動情況,也可以根據運動情況來分析力.對于多過程問題一般應根據物體的受力一步一步分析物體的運動情況,直到求出結果或找出規律。對天體運動類問題,應緊抓兩個公式:
GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①
GMm/R2=mg ②
對于做圓周運動的星體(包括雙星、三星系統),可根據公式①分析;對于變軌類問題,則應根據向心力的供求關系分析軌道的變化,再根據軌道的變化分析其他各物理量的變化。
07.機車的啟動問題
題型概述:機車的啟動方式常考查的有兩種情況,一種是以恒定功率啟動,一種是以恒定加速度啟動,不管是哪一種啟動方式,都是采用瞬時功率的公式P=Fv和牛頓第二定律的公式F-f=ma來分析。
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機車以額定功率啟動.機車的啟動過程如圖所示,由于功率P=Fv恒定,由公式P=Fv和F-f=ma知,隨著速度v的增大,牽引力F必將減小,因此加速度a也必將減小,機車做加速度不斷減小的加速運動,直到F=f,a=0,這時速度v達到最大值vm=P額定/F=P額定/f。
這種加速過程發動機做的功只能用W=Pt計算,不能用W=Fs計算(因為F為變力)。
08.以能量為核心綜合應用問題
題型概述:以能量為核心的綜合應用問題一般分四類:
第一類為單體機械能守恒問題,
第二類為多體系統機械能守恒問題,
第三類為單體動能定理問題,
第四類為多體系統功能關系(能量守恒)問題。
多體系統的組成模式:
兩個或多個疊放在一起的物體,用細線或輕桿等相連的兩個或多個物體,直接接觸的兩個或多個物體。
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能量問題的解題工具一般有動能定理,能量守恒定律,機械能守恒定律。
(1)動能定理使用方法簡單,只要選定物體和過程,直接列出方程即可,動能定理適用于所有過程;
(2)能量守恒定律同樣適用于所有過程,分析時只要分析出哪些能量減少,哪些能量增加,根據減少的能量等于增加的能量列方程即可;
(3)機械能守恒定律只是能量守恒定律的一種特殊形式,但在力學中也非常重要.很多題目都可以用兩種甚至三種方法求解,可根據題目情況靈活選取。
09.力學實驗中速度的測量問題
題型概述:速度的測量是很多力學實驗的基礎,通過速度的測量可研究加速度、動能等物理量的變化規律,因此在研究勻變速直線運動、驗證牛頓運動定律、探究動能定理、驗證機械能守恒等實驗中都要進行速度的測量。
速度的測量一般有兩種方法:
一種是通過打點計時器、頻閃照片等方式獲得幾段連續相等時間內的位移從而研究速度;另一種是通過光電門等工具來測量速度。
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用第一種方法求速度和加速度通常要用到勻變速直線運動中的兩個重要推論:
①vt/2=v平均=(v0+v)/2,
②Δx=aT2,為了盡量減小誤差,求加速度時還要用到逐差法.用光電門測速度時測出擋光片通過光電門所用的時間,求出該段時間內的平均速度,則認為等于該點的瞬時速度,即:v=d/Δt。
10.電容器問題
題型概述:電容器是一種重要的電學元件,在實際中有著廣泛的應用,是歷年高考常考的知識點之一,常以選擇題形式出現,難度不大,主要考查電容器的電容概念的理解、平行板電容器電容的決定因素及電容器的動態分析三個方面。
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(1)電容的概念:電容是用比值(C=Q/U)定義的一個物理量,表示電容器容納電荷的多少,對任何電容器都適用.對于一個確定的電容器,其電容也是確定的(由電容器本身的介質特性及幾何尺寸決定),與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關。
(2)平行板電容器的電容:平行板電容器的電容由兩極板正對面積、兩極板間距離、介質的相對介電常數決定,滿足C=εS/(4πkd)
(3)電容器的動態分析:關鍵在于弄清哪些是變量,哪些是不變量,抓住三個公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚兩種情況:一是電容器所帶電荷量Q保持不變(充電后斷開電源),二是兩極板間的電壓U保持不變(始終與電源相連)。
11.帶電粒子在電場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在電場中的運動問題本質上是一個綜合了電場力、電勢能的力學問題,研究方法與質點動力學一樣,同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、功能關系等力學規律,高考中既有選擇題,也有綜合性較強的計算題。
思維模板(1)處理帶電粒子在電場中的運動問題應從兩種思路著手
①動力學思路:重視帶電粒子的受力分析和運動過程分析,然后運用牛頓第二定律并結合運動學規律求出位移、速度等物理量。
②功能思路:根據電場力及其他作用力對帶電粒子做功引起的能量變化或根據全過程的功能關系,確定粒子的運動情況(使用中優先選擇)。
(2)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意是否考慮粒子的重力
①質子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不計重力;
②液滴、塵埃、小球等宏觀帶電粒子一般考慮重力;
③特殊情況要視具體情況,根據題中的隱含條件判斷。
(3)處理帶電粒子在電場中的運動問題應注意畫好粒子運動軌跡示意圖,在畫圖的基礎上運用幾何知識尋找關系往往是解題的突破口。
12.帶電粒子在磁場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在磁場中的運動問題在歷年高考試題中考查較多,命題形式有較簡單的選擇題,也有綜合性較強的計算題且難度較大,常見的命題形式有三種:
(1)突出對在洛倫茲力作用下帶電粒子做圓周運動的運動學量(半徑、速度、時間、周期等)的考查;
(2)突出對概念的深層次理解及與力學問題綜合方法的考查,以對思維能力和綜合能力的考查為主;
(3)突出本部分知識在實際生活中的應用的考查,以對思維能力和理論聯系實際能力的考查為主.
思維模板
在處理此類運動問題時,著重把握“一找圓心,二找半徑(R=mv/Bq),三找周期(T=2πm/Bq)或時間”的分析方法。
(1)圓心的確定:因為洛倫茲力f指向圓心,根據fv,畫出粒子運動軌跡中任意兩點(一般是射入和射出磁場的兩點)的f的方向,沿兩個洛倫茲力f作出其延長線的交點即為圓心.另外,圓心位置必定在圓中任一根弦的中垂線上(如圖所示)。
(2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關系,求出該圓的半徑(或運動圓弧對應的圓心角),并注意利用一個重要的幾何特點,即粒子速度的偏向角(φ)等于圓心角(α),并等于弦AB與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即?φ=α=2θ
(3)運動時間的確定:t=φT/2π或t=s/v,其中φ為偏向角,T為周期,s為軌跡的弧長,v為線速度。
13.帶電粒子在復合場中的運動問題
題型概述:帶電粒子在復合場中的運動是高考的熱點和重點之一,主要有下面所述的三種情況:
(1)帶電粒子在組合場中的運動:在勻強電場中,若初速度與電場線平行,做勻變速直線運動;若初速度與電場線垂直,則做類平拋運動;帶電粒子垂直進入勻強磁場中,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動。
(2)帶電粒子在疊加場中的運動:在疊加場中所受合力為0時做勻速直線運動或靜止;當合外力與運動方向在一直線上時做變速直線運動;當合外力充當向心力時做勻速圓周運動。
(3)帶電粒子在變化電場或磁場中的運動:變化的電場或磁場往往具有周期性,同時受力也有其特殊性,常常其中兩個力平衡,如電場力與重力平衡,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動。
思維模板
分析帶電粒子在復合場中的運動,應仔細分析物體的運動過程、受力情況,注意電場力、重力與洛倫茲力間大小和方向的關系及它們的特點(重力、電場力做功與路徑無關,洛倫茲力永遠不做功),然后運用規律求解,主要有兩條思路:
(1)力和運動的關系:根據帶電粒子的受力情況,運用牛頓第二定律并結合運動學規律求解。
(2)功能關系:根據場力及其他外力對帶電粒子做功的能量變化或全過程中的功能關系解決問題。
14.以電路為核心的綜合應用問題
題型概述:該題型是高考的重點和熱點,高考對本題型的考查主要體現在閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、電學實驗等方面.主要涉及電路動態問題、電源功率問題、用電器的伏安特性曲線或電源的U-I圖像、電源電動勢和內阻的測量、電表的讀數、滑動變阻器的分壓和限流接法選擇、電流表的內外接法選擇等。
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(1)電路的動態分析是根據閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律及串并聯電路的性質,分析電路中某一電阻變化而引起整個電路中各部分電流、電壓和功率的變化情況,即有R分R總I總U端I分、U分
(2)電路故障分析是指對短路和斷路故障的分析,短路的特點是有電流通過,但電壓為零,而斷路的特點是電壓不為零,但電流為零,常根據短路及斷路特點用儀器進行檢測,也可將整個電路分成若干部分,逐一假設某部分電路發生某種故障,運用閉合電路或部分電路歐姆定律進行推理。
(3)導體的伏安特性曲線反映的是導體的電壓U與電流I的變化規律,若電阻不變,電流與電壓成線性關系,若電阻隨溫度發生變化,電流與電壓成非線性關系,此時曲線某點的切線斜率與該點對應的電阻值一般不相等。
電源的外特性曲線(由閉合電路歐姆定律得U=E-Ir,畫出的路端電壓U與干路電流I的關系圖線)的縱截距表示電源的電動勢,斜率的絕對值表示電源的內阻。
15.以電磁感應為核心的綜合應用問題
題型概述:此題型主要涉及四種綜合問題
(1)動力學問題:力和運動的關系問題,其聯系橋梁是磁場對感應電流的安培力。
(2)電路問題:電磁感應中切割磁感線的導體或磁通量發生變化的回路將產生感應電動勢,該導體或回路就相當于電源,這樣,電磁感應的電路問題就涉及電路的分析與計算。
(3)圖像問題:一般可分為兩類:
一是由給定的電磁感應過程選出或畫出相應的物理量的函數圖像;
二是由給定的有關物理圖像分析電磁感應過程,確定相關物理量。
(4)能量問題:電磁感應的過程是能量的轉化與守恒的過程,產生感應電流的過程是外力做功,把機械能或其他形式的能轉化為電能的過程;感應電流在電路中受到安培力作用或通過電阻發熱把電能轉化為機械能或電阻的內能等。
思維模板
解決這四種問題的基本思路如下:
(1)動力學問題:根據法拉第電磁感應定律求出感應電動勢,然后由閉合電路歐姆定律求出感應電流,根據楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向,進而求出安培力的大小和方向,再分析研究導體的受力情況,最后根據牛頓第二定律或運動學公式列出動力學方程或平衡方程求解。
(2)電路問題:明確電磁感應中的等效電路,根據法拉第電磁感應定律和楞次定律求出感應電動勢的大小和方向,最后運用閉合電路歐姆定律、部分電路歐姆定律、串并聯電路的規律求解路端電壓、電功率等。
(3)圖像問題:綜合運用法拉第電磁感應定律、楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則等規律來分析相關物理量間的函數關系,確定其大小和方向及在坐標系中的范圍,同時注意斜率的物理意義。
(4)能量問題:應抓住能量守恒這一基本規律,分析清楚有哪些力做功,明確有哪些形式的能量參與了相互轉化,然后借助于動能定理、能量守恒定律等規律求解。
16.電學實驗中電阻的測量問題
題型概述:該題型是高考實驗的重中之重,每年必有命題,可以說高考每年所考的電學實驗都會涉及電阻的測量.針對此部分的高考命題可以是測量某一定值電阻,也可以是測量電流表或電壓表的內阻,還可以是測量電源的內阻等。
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測量的原理是部分電路歐姆定律、閉合電路歐姆定律;常用方法有歐姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。
高三物理必背知識點整理1.動量和沖量
(1)動量:運動物體的質量和速度的乘積叫做動量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個動量相同必須是大小相等,方向一致.
(2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.
2.動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化.表達式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向.
(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力.
(3)動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統.對物體系統,只需分析系統受的外力,不必考慮系統內力.系統內力的作用不改變整個系統的總動量.
(4)動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時間變化的力.對于變力,動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內的平均值.
3.動量守恒定律:一個系統不受外力或者所受外力之和為零,這個系統的總動量保持不變.
表達式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動量守恒定律成立的條件
①系統不受外力或系統所受外力的合力為零.
②系統所受的外力的合力雖不為零,但系統外力比內力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內力來小得多,可以忽略不計.
③系統所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統的總動量的分量保持不變.
(2)動量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時性;③相對性;④普適性.
4.爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點是物體間的相互作用突然發生,作用時間很短,作用力很大,且遠大于系統受的外力,故可用動量守恒定律來處理.
(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉化為動能,系統的動能爆炸后會增加,在碰撞過程中,系統的總動能不可能增加,一般有所減少而轉化為內能.
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計,可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動.
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【關鍵詞】電氣工程技術;電氣學科;發展史
1 電氣工程技術的發展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.1 電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
(1)庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出:兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流,一年后伏特發明了世界上第一個電池,自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電,開辟了電學研究的新領域。
1.2 電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
(1)直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機――蒸汽動力永磁發電機;1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機;1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機;1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機,結構可靠,電流穩定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠,裝有6臺直流發電機,通過電纜輸送照明用電,不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業體系的雛形。
1.3 電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU;1826年歐姆發表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應定律;1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律:電流定律(任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零);電壓定律(任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零)。這兩個定律發展了歐姆定律,奠定了電路系統分析的基礎。
(2)電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理,建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法,并被廣泛應用。20世紀50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
2 電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分,電氣信息學科類屬工學門類(門類編號08),其下設五個一級學科:電氣工程(一級學科編號0808)、電子科學與技術(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學與工程(0811)和計算機科學與技術(0812)。這五個學科有著相同的學科基礎,都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合,電能的突出優點在于:它既是易于傳輸的工業動力,又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科,在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:
(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。
(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。
3 電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
3.1 可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:
(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。
(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。
3.2 輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。
(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。
(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。
靈活交流輸電技術(FACTS)。用大功率電子器實現對電力系統電壓、參數、功率、相位角等的實時調節控制,以實現電力系統的安全穩定性和輸電過程中的能耗。
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1 高二階段的知識結構及說明
在高二階段我們學習的內容有:第九章《機械振動》,研究質點在平衡位置附近往復運動的特點及其規律,需綜合運用高一所學的力和運動、功和能的知識方法,也為下一章及后續電學的交流電打基礎;第十章《機械波》,研究對象則涉及到介質中的一系列質元,其中波的形成和傳播特點是重、難點;第十一 十三章為熱學部分,學習分子動理論,內能及熱力學定律,氣體的性質初步,從微觀、宏觀兩個角度研究物質的結構、能量轉化守恒及能量耗散,其中熱力學第二定律是難點;第十四章《電場》是電磁學的入門章,現象較多,概念抽象,思維能力要求較高;第十五章《恒定電流》,重點是閉合電路歐姆定律,串并聯電路的特點及應用,重難點是電學實驗,新課標高考物理實驗命題的切入點幾乎都是電路實驗,同學們應給予重視;第十六章《磁場》的重點是磁場對運動電荷的作用特點及其應用;第十八章《電磁感應》作為場和路交叉結合,綜合應用涉及的知識面廣、思維跨度大,能力要求高;第十七章《交變電流》,第十八章《電磁場 電磁波》可看成是電磁感應的繼續和具體應用。概略說明在前,望同學們學習時注意。
2 怎樣學好高二物理
2.1 要加強良好的學習習慣的培養
(1)切實養成先預習再聽課,先復習再做作業,及時歸納總結的習慣。即:預習-聽課-復習-作業-總結。
(2)注重獨立思考的習慣的培養
常言道,“物”中有“理”,“理”中有“物”。學習物理重在理解。只有獨立思考,理解了的知識,才能內化為自己的知識體系,為我所用。若只是接受課本上的結論,被動地聽老師的講解,而自己沒有獨立思考,就不可能很好地消化所學知識,不可能真正地領悟其中的道理并掌握它。在上述學習的各個環節中,思考應貫穿始終。學習中應盡量多地思考,養成獨立思考的習慣,這也將使我們終生受用。
(3)養成畫物理示意圖的習慣
物理的學習離不開解答一定量的習題。物理習題大多源自實際生活、生產和科技問題中,有相關的情景、模型。解題的過程就是分析物理情景、過程、狀態,還原和建立物理模型的過程。畫示意圖(力學中的受力圖,運動情景圖、v-t圖,電學中的電路圖、光學中的光路圖等)是解答物理習題的一大法寶。示意圖能直觀清晰地展示物理情景,可將復雜的物理問題變得形象具體。畫示意圖的過程本身就是一種把握題意的思維過程,很多同學問老師問題,當老師畫出了示意圖時,待求問題往往也就迎刃而解便是明證。所以同學們從審題開始就一邊讀題一邊作圖,養成習慣,這是學好物理的“秘笈”。
2.2 認真閱讀教材、深入理解物理概念和規律
不少同學錯誤地認為,學好物理只要記住物理定律、定理或公式,多做題就行。殊不知,未深入地理解基本概念、基本規律,建構起完整的知識體系,題做的越多,知識越是支離破碎,以至越學越沒信心。良好的物理學習方法之一就是要重視教材,認真閱讀教材。因為物理教材是專家們根據教學大綱,精心編寫出來的,教材是同學們學習物理的基本依據,是物理知識的“寶藏”之地,是獲取物理知識的重要資源之一。物理教材是專家們根據教學大綱,精心編寫出來的,教材是同學們學習物理的基本依據,是獲取物理知識的重要資源之一,物理教材中既有現象的描述,又有對現象進行的邏輯分析;既有定量的分析,又有實驗;既有作解釋說明的文字語言,又有數學語言――物理圖像、公式的推導證明;還有插圖框中的思考與討論,旁批等,文圖并茂,組成了一個有機的整體,是物理知識的“寶藏”之地。
讀教材時要重視物理概念、規律的建立過程,來龍去脈,弄清每一個概念、規律是怎樣引入或得出的,它們的內容,物理意義如何。對相互關聯的概念,要辨析其異同。對于物理規律,要掌握它的公式表達、適用條件,用來解決什么問題等,并邊看書邊思考,把讀、劃、批注相結合。所以讀教材時,不僅要記住知識結論,更要注重知識的形成過程,了解科學的研究方法,人類對于自然界的認識過程是怎樣一步一步深入的。
讀物理教材,切忌像看小說走馬觀花,一目十行。
2.3 獨立完成作業,學會“題后反思”
前已談到,學好物理的一個重要過程,就是做題。要認真獨立地做一些題,任何人不經過這一關都是學不好物理的,但不是題做得越多越好,陷入題海中。
(1)要學會審題。特別是求解計算題,在認真閱讀題目的基礎上,獲取有用信息,挖掘隱含條件,畫物理示意圖,幫助理解題意;在理解題意的基礎上,找出正確的解題思路。
(2)規范化解題。審題是解題的關鍵,而解題的落點是表述的完整性,書寫的規范性。它有助于培養同學們思維的條理性,提高推理能力和表達能力。物理解題要有必要的文字說明,不能只有幾個干巴巴的公式。
(3)學會“題后反思”。解完題后,不能只管答案的對錯。還應解后思考:題目涉及哪些知識點(模塊),解題的思路,關鍵所在,是否還有其它的解法?能否將題目變通一下等。經過這樣反復的思考和總結,同學們學習物理的能力就會不斷提高。
解題的過程,就是運用概念、規律解決實際問題的過程,就是培養建立和運用物理模型的能力的過程,實現知識的遷移,提高思維能力。所以,同學們通過解題感悟物理思想(建構模型法,等效替代法,實驗方法等)和思維方法(如整體法、隔離法、假設法、臨界法、極限法、微元法、對稱法、圖像法、估算法等),提升自身的科學素養。
做練習作業題,切忌有“應對”心理,抄寫作業。
2.4 重視物理實驗
物理是一門以實驗為基礎的自然科學,觀察現象,進行實驗,能對物理事實獲得具體,生動的認識,這是理解概念和規律必要的基礎。觀察和實驗對于培養學生的觀察和實驗能力,培養實事求是的科學態度和作風,激發學習興趣,發展學生的思維能力和創新意識,具有不可替代的作用。其中高二電學部分的電路實驗是高中階段實驗的重點,又是高考物理的命題熱點。進實驗室前,應做好預習。以實驗原理為核心,進行實驗方案設計、操作。在實驗中手腦并用,既要獨立操作,又要善于與他人合作。
做實驗時,切忌當旁觀者,“別人做,我看著”。
2.5 聯系實際,學以致用