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歐姆定律的作用范文1
關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)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(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)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(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)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(jì)算質(zhì)點(diǎn)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(jī)械能守恒定律這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)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(fù)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(nèi)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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項(xiàng)是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時,如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
歐姆定律的作用范文2
關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)難點(diǎn);問題
閉合電路歐姆定律是電路中的一條重要規(guī)律,對于思維能力尚不是很完善的高中生來說,還是具有一定的難度。“知識不是被動接受的,而是認(rèn)知主體積極建構(gòu)的”,因此在教學(xué)過程中教師應(yīng)積極的換位思考,針對學(xué)生的能力水平來嘗試多種教學(xué)方式方法,
使學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識。此知識點(diǎn)之所以成為難點(diǎn)的重要原因和問題主要為:概念抽象,理解困難;傳統(tǒng)教學(xué)方法單一;知識點(diǎn)容易混淆;應(yīng)試教育,不能活學(xué)活用。所以,對以上問題提出一些突破教學(xué)難點(diǎn)的思路和方法,以供參考。
一、激發(fā)興趣,打破抽象
在本章的教學(xué)內(nèi)容中,對這一定律的概念和相關(guān)知識較為抽象,偏重理論的數(shù)學(xué)分析和推理,并且缺少直觀的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生學(xué)習(xí)和理解起來存在著很大的難度。只是一貫地依靠教師的講解難以達(dá)到良好的效果,反而有可能會適得其反,使學(xué)生感到枯燥乏味。因此,教師首先應(yīng)該通過巧妙有效地向?qū)W生導(dǎo)入學(xué)習(xí)內(nèi)容,最大限度地提高學(xué)生對新知識的好奇心和學(xué)習(xí)動機(jī),俗話說得好:“興趣是最好的老師”,營造一個可以使學(xué)生提出問題的學(xué)習(xí)情景。
通過簡單實(shí)驗(yàn)和提出問題,來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣,
為下面對此難點(diǎn)的講解分析做了良好的開頭。使學(xué)生能主動地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,在探索中產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,了解物理研究方法,增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力。
二、分組實(shí)驗(yàn),總結(jié)結(jié)論
在傳統(tǒng)的教學(xué)中,常規(guī)的是先在之前所學(xué)知識的基礎(chǔ)上推理出閉合電路歐姆定律的公式,再以此對其進(jìn)行分析,得出變化規(guī)律。在此,應(yīng)大膽地打破這種常規(guī),這種方法只是簡單的數(shù)學(xué)演繹推理,無法讓學(xué)生感知認(rèn)識到物理的規(guī)律變化。所以,接下來就要以更為具體、多樣的實(shí)驗(yàn),探索其中的規(guī)律。讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),每組進(jìn)行多種不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比,然后組員之間進(jìn)行自由討論,
再通過組員代表進(jìn)行發(fā)言,最后通過教師的總結(jié)得出結(jié)論。在這樣的通過分組實(shí)驗(yàn)、自主探索、合作交流、總結(jié)規(guī)律和解決問題的方法中,不但可以使學(xué)生深刻理解閉合電路歐姆定律的知識規(guī)
律,而且能提高學(xué)生的主動性,培養(yǎng)學(xué)生敢于探索、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,達(dá)到事半功倍的效果。
三、深入解析,避免混淆
通過以上的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),學(xué)生基本掌握了閉合電路歐姆定律的基本知識,由于在學(xué)習(xí)閉合回路歐姆定律之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過歐姆定律,這使得學(xué)生很容易產(chǎn)生概念混淆。所以,接下來教師應(yīng)該對此知識點(diǎn)進(jìn)行深入的分析,為學(xué)生講解電動勢、外電壓、內(nèi)電壓、外電阻等概念,且其核心內(nèi)容是了解閉合電路與部分電路的不同,教師可以通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生實(shí)際的理解閉合電路以及分電路、
內(nèi)電路、外電路等等相關(guān)知識。這些內(nèi)容較為復(fù)雜,學(xué)生容易混淆,在有了前面一系列實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行這些知識的講解,學(xué)生可以更好地理解,避免了知識點(diǎn)的混淆。
四、領(lǐng)悟思想,學(xué)以致用
通過實(shí)驗(yàn)提出問題進(jìn)行導(dǎo)入,進(jìn)而通過學(xué)生主動積極實(shí)驗(yàn)、觀察、交流和討論分析,加以教師的歸納總結(jié),對于閉合電路歐姆定律的知識學(xué)生基本已經(jīng)掌握,對課程的難點(diǎn)、重點(diǎn)也得到了直觀的分析和解答。在此之后教師應(yīng)該及時地對學(xué)生進(jìn)行知識的擴(kuò)展,結(jié)合到生活中,在課后作業(yè)中盡可能聯(lián)系到實(shí)際生活環(huán)境,家庭中常見電路現(xiàn)象,使學(xué)生更深入地理解并掌握相關(guān)知識,領(lǐng)悟物理的思想方法和認(rèn)識規(guī)律的本質(zhì),將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活之中,達(dá)到活學(xué)活用、學(xué)以致用的效果。不僅及時鞏固知識、查漏補(bǔ)缺,同時引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí),從而保證了學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和學(xué)習(xí)質(zhì)量。
隨著科技的發(fā)展,教學(xué)方式也在隨其變化。物理教學(xué)過程中不能只是一味地“灌輸式”的應(yīng)試教育,應(yīng)該讓學(xué)生主動起來,把課堂歸還給學(xué)生,在學(xué)習(xí)活動中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識,在學(xué)生遇到問題時教師應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥、啟發(fā)和激勵,這樣自然而然的突破教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn),找到解決問題有效的方法。盡管教學(xué)有一定的方法,但“教無定法”,怎么教學(xué),怎么上課,也視學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)生情況而定,更在于教師本人的長處和短處。所以,在教師教學(xué)過程中應(yīng)該因地制宜,因材施教,通過不斷地優(yōu)化教學(xué)方法,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用及教師的主導(dǎo)作用。
參考文獻(xiàn):
歐姆定律的作用范文3
關(guān)鍵詞:歐姆定律;電流;電壓;電阻
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0086
實(shí)驗(yàn)是從感性到理性認(rèn)識的過程,是從具體到抽象、從簡單到復(fù)雜的思維形成過程,符合學(xué)生的身心特點(diǎn)和認(rèn)識過程。因此,實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)物理的重要基礎(chǔ),又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。利用實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,通過對實(shí)驗(yàn)原理的理解、觀看或親自動手進(jìn)行操作、信息(現(xiàn)象或數(shù)據(jù))的獲取、分析綜合等過程,可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學(xué)的重要定律之一,它把電流、電壓和電阻三者融為一體,它在電學(xué)中起到橋梁和紐帶的作用,同時歐姆定律的探究能力培養(yǎng)、考查學(xué)生的綜合能力,所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點(diǎn)。
例:某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時,用到如下器材:電源為2節(jié)干電池,電流表、電壓表各1只,定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑動變阻器1只(標(biāo)有“10Ω,2A)字樣,開關(guān)1個,導(dǎo)線若干(如圖1所示);設(shè)計(jì)的電路如圖2所示,
(1)在這個實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)選用的量程為 ,電流表應(yīng)選用的量程為 。
(2)這個實(shí)驗(yàn)的探究方法是 ,其中被控制的變量是 ,下面是他們獲取的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(3)實(shí)驗(yàn)中他們選用的定值電阻為 Ω。
(4)請?jiān)趫D3的坐標(biāo)系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
(5)請根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中的元件連成電路.要求:滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數(shù)變大。
(6)分析表中的數(shù)據(jù)或圖象,可得到的初步結(jié)論是:
解析:(1)根據(jù)題目中給定的條件可知:電路中的電源為2節(jié)干電池,所以最大電壓為3V,因此電壓應(yīng)選量程為0~3V(或3V);當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時,電路中的電阻最小,由歐姆定律得電路中的最大電流:I最大=■=■=0.6A,所以電流表應(yīng)選量程為0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于電路中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也和這段導(dǎo)體的電阻有關(guān),所以要探究電流與電壓、電阻三者關(guān)系時應(yīng)采用的探究方法是控制變量法。這個實(shí)驗(yàn)是探究電流與電壓的關(guān)系,所以應(yīng)控制的變量是電阻。
(3)在這個實(shí)驗(yàn)中所給的定值電阻有三個,那究竟用的那個電阻呢?這就要根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過計(jì)算來確定。I=■,R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應(yīng)該為5Ω。
(4)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系上將對應(yīng)的電流值、電壓值進(jìn)行描點(diǎn),再用筆畫線將這些點(diǎn)連接起來,便畫出了電流隨電壓變化的圖象,如圖答案⑷所示。
特別注意:在I-U圖象中,當(dāng)電壓為0時,電流也為0,所以坐標(biāo)原點(diǎn)為0。但根據(jù)電流、電壓值所描繪的線表示電阻,而電阻是導(dǎo)體的一種屬性,它的大小由導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度決定,而與電流、電壓無關(guān),所以這條線不能以過坐標(biāo)原點(diǎn),如果經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn),那就會得出電壓為0,電流為0時,電阻也為0的這種錯誤結(jié)論。
(5)電流表要串聯(lián)在電路中,電壓表要并聯(lián)在被測電阻兩端,又因?yàn)榛瑒幼冏杵鞯幕蜃笠苿訒r,電流表的示數(shù)變大,即說明當(dāng)滑片向左移動時,電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應(yīng)接左端那個(無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個),金屬桿上的兩個接線柱可任意接,如圖答案⑸所示。
(6)不論是從表中的數(shù)據(jù)還是從圖象分析都可以得出結(jié)論:在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
答案:(1)0~3V(或3V),0~0.6A(或0.6A)。(2)控制變量法,電阻。(3)5Ω。(4)如圖答案(4)所示。(5)如圖答案⑸、⑹在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
點(diǎn)評:本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、數(shù)據(jù)的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題,難度較大,綜合性也很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題目,考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,很好地體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念。
歐姆定律的作用范文4
難點(diǎn);關(guān)鍵點(diǎn);關(guān)系
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2013)
06—0039—02
“三個焦點(diǎn)”是指在課堂教學(xué)中的三個主要因素,即重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)。下面筆者就以初中物理課堂教學(xué)為例來談?wù)勥@“三個焦點(diǎn)”及相互關(guān)系和處理方法。
一、課堂教學(xué)中的“三個焦點(diǎn)”
1.重點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)即課堂教學(xué)中的知識重點(diǎn),是最基本、最重要也是學(xué)生應(yīng)該掌握的教學(xué)內(nèi)容,是一節(jié)課中要解決的主要矛盾。抓住了教學(xué)重點(diǎn),就抓住了課堂教學(xué)中的關(guān)鍵。
2.難點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)指學(xué)生在學(xué)習(xí)知識過程中難以理解和掌握的內(nèi)容,是在完成“重點(diǎn)”教學(xué)任務(wù)或?qū)虒W(xué)內(nèi)容進(jìn)行提升和發(fā)展、延伸與拓展,以及理解、分析和解決問題時難以逾越的思維障礙。
3.關(guān)鍵點(diǎn)。教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)指解決好重點(diǎn)、難點(diǎn)的關(guān)鍵措施,它往往是學(xué)生的易錯點(diǎn)、易混點(diǎn)、易忽略點(diǎn)。
例如,《密度》一節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是:(1)通過實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會用比值的方法定義密度的概念。(2)理解密度的概念、公式。(3)用密度知識解決簡單的實(shí)際問題。難點(diǎn)是:在實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)上利用“比值”定義密度的概念。關(guān)鍵點(diǎn)是:做好實(shí)驗(yàn)探究,用“比值”建立密度的概念。
二、“三個焦點(diǎn)”之間的關(guān)系
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)之間既相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)。任何學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容都有一定的知識結(jié)構(gòu),是一張相互聯(lián)系的網(wǎng)。重點(diǎn)是這張網(wǎng)上的“綱”,難點(diǎn)是這張網(wǎng)上的“結(jié)”,關(guān)鍵點(diǎn)是理“綱”解“結(jié)”的方法措施。三者關(guān)系有全部重疊、部分重疊、非重疊三種。全部重疊時只要抓住關(guān)鍵點(diǎn),重點(diǎn)、難點(diǎn)也就解決了;部分重疊時,抓住關(guān)鍵點(diǎn)就意味著突出重點(diǎn)或排除難點(diǎn);非重疊時要精心設(shè)計(jì)和安排關(guān)鍵點(diǎn)去解決重點(diǎn)和難點(diǎn)。難點(diǎn)解決不好會影響整個課堂的教學(xué)效果,如果只注重教學(xué)難點(diǎn),而未能較好地抓住教學(xué)重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),不但難點(diǎn)難以突破,而且教學(xué)任務(wù)也難以完成。關(guān)鍵點(diǎn)是突破重點(diǎn)、攻克難點(diǎn)的突破口,抓住關(guān)鍵點(diǎn),才能更好地掌握重點(diǎn)和突破難點(diǎn)。
三、教學(xué)過程中如何處理好“三個焦點(diǎn)”
1.備好課。備好課是上好課的前提和保證,在備課過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)找準(zhǔn)重點(diǎn)。備課時必須依據(jù)教學(xué)大綱的要求,認(rèn)真研究教材或參閱有關(guān)資料,正確分析教材的重點(diǎn),考慮好在教學(xué)中如何突出重點(diǎn)。例如,歐姆定律是反映電學(xué)中三個重要的物理量,是電流、電壓、電阻關(guān)系的一個重要定律,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ),因此通過實(shí)驗(yàn)探究得出歐姆定律,掌握和理解歐姆定律的內(nèi)容和公式,并用歐姆定律進(jìn)行分析和解決簡單的電路問題是教學(xué)的重點(diǎn)。
(2)找到難點(diǎn)。要找到難點(diǎn),就要聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際情況,根據(jù)他們的知識基礎(chǔ)和思維能力,分析和找到學(xué)生難于理解的地方,即內(nèi)容比較抽象、深奧、復(fù)雜或?qū)W生接受起來比較困難的知識和技能,并且為在課堂上解決這個難點(diǎn),可以提供適當(dāng)?shù)拇胧┖头椒ā@纾瑲W姆定律教學(xué)的難點(diǎn)是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程和對歐姆定律的理解,其中學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方法的掌握是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。
(3)找出關(guān)鍵點(diǎn)。教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)突出反映了學(xué)生在新知識學(xué)習(xí)過程中認(rèn)識上的矛盾性,體現(xiàn)了已學(xué)知識與新知識的聯(lián)系,展示了教學(xué)過程中由感知教材向理解教材的合理過渡。因此,確定與處理教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn),對于順利學(xué)習(xí)新知識起決定性的作用。 要確定與處理好關(guān)鍵點(diǎn),就要深入鉆研教材,弄清教材內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。要對教材的內(nèi)容作深入剖析,理出知識的層次,找出已學(xué)知識和后續(xù)知識與這些內(nèi)容的聯(lián)系,找出解決重點(diǎn)及難點(diǎn)的關(guān)鍵所在。例如,歐姆定律教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)是:通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,概括出電流與電壓、電流與電阻的關(guān)系。
2.上好課。上好課是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵和保證,因此要做到以下幾點(diǎn):
(1)突出重點(diǎn)。教授重點(diǎn)是一節(jié)課的中心任務(wù),課堂中的所有教學(xué)活動都必須緊緊圍繞教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行,在教學(xué)結(jié)束時應(yīng)及時歸納總結(jié),以突出重點(diǎn)。例如,牛頓第一定律中“一切物體在沒有受到外力作用時總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)”是教學(xué)的重點(diǎn),教學(xué)時應(yīng)著重講解。
(2)突破難點(diǎn)。難點(diǎn)是課堂教學(xué)中應(yīng)集中解決的問題。對于難點(diǎn),可采用“溫故知新法”、 “循序漸進(jìn)法”、 “類比法”、 “難點(diǎn)分散法”、“情境引導(dǎo)法”、“討論交流法”等各種方法和措施,使難點(diǎn)得到解決。此外,還要了解學(xué)生對難點(diǎn)的掌握情況,并及時采取有效的解決措施。例如,牛頓第一定律的難點(diǎn)是對定律的理解,“一切”是指范圍,即該定律對所有物體都普遍適用;“沒有力的作用”是指定律成立的條件,它包含兩層意思,一是理想情況,即物體確實(shí)沒有受到外力作用,二是物體所受合力為零;“或”即兩種狀態(tài)居其一,不能同時存在。定律表明:物體不受力時,原來靜止的物體將永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài);原來運(yùn)動的物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動。并根據(jù)“牛頓第一定律”理解慣性(物體保持運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì))以及運(yùn)動和力的關(guān)系(力不是維持物體運(yùn)動的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因)。
歐姆定律的作用范文5
【關(guān)鍵詞】線性元件;非線性元件;純電阻;非純電阻元件;歐姆定律
About linear, nonlinear element and pure resistance, impure resistor’s discussion
Zhang Feng
【Abstract】Linear, the mis alignment and the pure resistance, the impure resistor’s concept is separately from two different angles the classification which carries on to the electricity component, between them not direct relation.
【Key words】Linear element; Nonlinear element; Pure resistance; Impure resistor; Ohm’s law
在歐姆定律一章的教學(xué)過程中常常會遇到有些資料或者一線教學(xué)的教師,對線性、非線性元件及純電阻、非純電阻元件和歐姆定律的適用關(guān)系出現(xiàn)一些概念上的混亂。所以在此我們就這個問題做一些專門的討論。
人們對通過導(dǎo)體的電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究中,發(fā)現(xiàn)溫度變化不大時,常見的金屬導(dǎo)體中所通過的電流與其兩端所加的電壓是成正比的,即電壓與電流的比值是確定的;而對不同的金屬導(dǎo)體這個比值是不同的。看來電壓與電流的比值可以反映導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),于是物理學(xué)中將其比值定義為導(dǎo)體的電阻。但是在后來的研究中發(fā)現(xiàn)也有一些導(dǎo)體所通過的電流與加在其兩端的電壓并不成正比,于是人們把電壓與電流成正比的導(dǎo)體材料叫做線性元件(伏安特性曲線是直線),而把不成正比的導(dǎo)體材料叫做非線性元件。實(shí)驗(yàn)表明常見的線性元件除金屬外還有電解質(zhì)溶液。而常見的氣態(tài)導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料都是非線性元件。
我們知道物理學(xué)中的歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律,其內(nèi)容表述是:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,而跟導(dǎo)體的電阻成反比。這是由于歐姆當(dāng)初實(shí)驗(yàn)是用常見的金屬導(dǎo)體來做實(shí)驗(yàn)所得出的該結(jié)論。由此看來歐姆定律是只對線性元件而言的,或者說歐姆定律的適用范圍只是線性元件。需要注意的是I=U/R這個公式對非線性元件仍然是成立的,對非線性元件I=U/R是在某一個工作狀態(tài)下所對應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。
人們對用電器工作中能量轉(zhuǎn)化問題的研究中,注意到有一類用電器所消耗的電能是全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的,即電流做功用來全部產(chǎn)生焦耳熱。所以電流所做的功W=UIt和焦耳實(shí)驗(yàn)定律中得到的電熱Q=IR2t二者是相等的,即UIt=IR2t。化簡得到U/I=R,可以理解為這種用電器對電流的阻礙作用全部來自于電阻,所以這種用電器被稱之為純電阻元件。相反,有些用電器所消耗的電能并沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即電流所做的功是大于所產(chǎn)生的焦耳熱的,由UIt>IR2t可化簡得到U/I>R,可以理解為這種用電器對電流的阻礙作用不純粹來自于電阻而是還有其它的阻礙作用(將來可由反電動勢、感抗、容抗等概念予以解釋),所以這種用電器被稱之為非純電阻元件。
所以對純電阻元件,其電壓、電流、電阻之間還是具有等量關(guān)系的,U/I=R I=U/R U=IR都是成立的。而對非純電阻元件因?yàn)閁/I>R,所以I,U,R之間也就不再具有等量關(guān)系了。
總之,線性、非線性元件與純電阻、非純電阻元件的概念是分別從兩個不同的角度對電學(xué)元器件所進(jìn)行的分類,他們之間無直接的聯(lián)系。純電阻元件可能是線性的也可能是非線性的,而對非純電阻元件則通常都是非線性的,當(dāng)然從概念上講也不排除將來會發(fā)現(xiàn)或人為合成出線性的非純電阻元件。非線性元件不適用于歐姆定律是由于電流與電壓不成正比;非純電阻元件不適用于歐姆定律則是對電流的阻礙作用不僅有電阻還有感抗或容抗等作用,所以U/I>R。
下面我們來看兩個涉及線性、非線性元件與純電阻、非純電阻元件的電學(xué)問題;
例題1. 要描繪某電學(xué)元件(最大電流不超過6 mA,最大電壓不超過7 V)的伏安特性曲線,設(shè)計(jì)電路如圖1-1所示。圖中定值電阻R為1 kΩ,用于限流;電流表量程為10 mA,內(nèi)阻約為5 Ω;電壓表(未畫出)量程為10 V,內(nèi)阻約為10 kΩ;電源電動勢E為12V,內(nèi)阻不計(jì)。
(1)實(shí)驗(yàn)時有兩個滑動變阻器可供選擇:
a.阻值0~200 Ω,額定電流0.3 A
b.阻值0~20 Ω,額定電流0.5 A
本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用的滑動變阻器是(填“a”或“b”)。
(2)正確接線后,測得數(shù)據(jù)如下表:
a. 根據(jù)以上數(shù)據(jù),電壓表是并聯(lián)在M與(填“O”或“P”)之間的。 b.根據(jù)以上數(shù)據(jù),在圖1-2中畫出該元件的伏安特性曲線。
(3)畫出待測元件兩端電壓UMO隨MN間電壓UMN變化的示意圖(無需數(shù)值)。
【答案】(1)a (2)a. P b.見解析中圖1-4
(3)見解析中圖1-5
【解析】(1)由于電源內(nèi)阻不計(jì),所以若使用變阻器b時,流過其電阻絲的電流(觸頭右側(cè)部分)I>12/20 A=0.6 A>0.5 A,會燒毀變阻器,故只能用變阻器a。 (2)a. 由題表格數(shù)據(jù)知,被測元件的電阻R=U/I在不同電壓下都在1 kΩ以上,與電壓表內(nèi)阻很接近,故為減小實(shí)驗(yàn)誤差,電流表應(yīng)采用內(nèi)接法,即電壓表應(yīng)接在M與P兩點(diǎn)之間。b. 以縱軸表示電流,以橫軸表示電壓建立坐標(biāo)系,在縱軸上以5小格(1大格)表示1 mA,在橫軸上以5小格(1大格)表示1 V,將表格中各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)描繪在坐標(biāo)系中,然后用平滑的曲線將描出的各點(diǎn)連接起來,即得伏安特性曲線。 (3)UMO隨MN間電壓UMN的變化如圖1-5所示。
例題2 抽油煙機(jī)是現(xiàn)代廚衛(wèi)不可缺少的用具,下表是“惠康牌”家用抽油煙機(jī)說明書中的主要技術(shù)參數(shù)表.用多用表測量得兩只電動機(jī)的線圈電阻均為R=90 Ω.若保險(xiǎn)絲的熔斷電流是保險(xiǎn)絲允許通過的電流的1.5倍,啟動時電動機(jī)當(dāng)作純電阻處理,則
(1)這種抽油煙機(jī)保險(xiǎn)絲的熔斷電流不得低于多少?
(2)兩電動機(jī)每分鐘消耗的電能為多少?
(3)兩電動機(jī)每分鐘所做的有用功是多少?
(4)這種油煙機(jī)的機(jī)械效率是多少?
思維引導(dǎo) 電動機(jī)啟動過程和工作過程有何不同?啟動過程中電功的作用是什么?工作過程中電功分為幾部分?電動機(jī)的有用功部分是做什么工作?效率的計(jì)算方法是什么?
解析 (1)電動機(jī)啟動時通過的電流大于正常工作時的電流,所以保險(xiǎn)絲的熔斷電流應(yīng)以啟動時通過的電流來確定.I=UR×2+P燈U=5.1 A.所以保險(xiǎn)絲的熔斷電流至少:I′=1.5I=7.7 A.
(2)兩電動機(jī)每分鐘消耗的電能E=2Pt=22 200 J
(3)電動機(jī)所做的有用功是用于排風(fēng)的,故兩電動機(jī)每分鐘所做的有用功為:
W=PΔV=300×15 J=4 500 J
(4)該抽油煙機(jī)的效率η=WE×100%=20.3%
歐姆定律的作用范文6
一、兩表的變化
例1 如圖1中電源電壓保持不變,R2為定值電阻。開關(guān)S閉合后,以下說法正確的是( )。
A. 滑片P向右移動,表A示數(shù)變小,表V示數(shù)變小
B. 滑片P向右移動,表A示數(shù)變大,表V示數(shù)變大
C. 滑片P向左移動,表A示數(shù)變小,表V示數(shù)變大
D. 滑片P向左移動,表A示數(shù)變大,表V示數(shù)變小
解析:滑片P向右移動時,滑動變阻器R1的阻值變大,電路中的總電阻變大,電源電壓不變,根據(jù)公式I=■可知,電路中的電流變小,R2的阻值不變,由U2=I2R2可知這時R2兩端的電壓變小。則電流表、電壓表的示數(shù)均變小。同理,若滑片P向左移動,電流表、電壓表的示數(shù)均變大。故正確選項(xiàng)為A。
答案:A
點(diǎn)撥:本題考查了同學(xué)們對電路電阻發(fā)生變化時,相應(yīng)電表示數(shù)變化對應(yīng)關(guān)系的掌握程度,并能熟練運(yùn)用歐姆定律解決問題。這一考點(diǎn)是中考考查頻率最高的考點(diǎn)之一。電路中電表的示數(shù)變化問題主要有兩種類型:一類是由于開關(guān)的斷開或閉合,引起電路中各物理量的變化;另一類是由于變阻器滑片的移動,引起電路中各物理量的變化。這類問題的解題思路應(yīng)先認(rèn)清電路的連接形式,然后分清電流表和電壓表在測誰的電流和電壓,再根據(jù)電路總電阻的變化,運(yùn)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),來分析電流表和電壓表示數(shù)的變化。
二、開關(guān)與電路變化
例2 如圖2 所示電路,電源電壓恒定不變,R1、R2為兩個定值電阻,其阻值不隨溫度變化。當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時,電流表的示數(shù)為3A;當(dāng)閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3時,電流表的示數(shù)為5A;當(dāng)閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2時,電路的總電阻為R3,則R1與R3之比為( ?搖)。
A. 5∶2?搖 B. 2∶5
C. 5∶3 D. 3∶5
解析:當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時,只有電阻R1接在電源的兩端,電流為3A,則R1=■;閉合開關(guān)S1和S2,斷開開關(guān)S3時,R1與R3并聯(lián),故通過R2的電流I2=I-I1=5A-3A=2A,R2=■=■。當(dāng)閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2時,R1與R2串聯(lián),R3=R1+R2=■+■=■。所以R1 ∶ R3=■ ∶ ■=2 ∶ 5。
答案:B
點(diǎn)撥:開關(guān)在電路中的作用,除使整個電路接通或斷開外,還可以改變電路結(jié)構(gòu)和使部分電路形成短路。本題的三個開關(guān)處在不同狀態(tài)時,形成了三個不同的電路:①只有R1接在電路中;②R1與R2并聯(lián)接在電路中;③R1與R2串聯(lián)接在電路中。只有根據(jù)題意,認(rèn)清電路結(jié)構(gòu),才能運(yùn)用串、并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律解題。
三、實(shí)驗(yàn)探究
例3 要測出一個未知電阻Rx的阻值。現(xiàn)有量程適當(dāng)?shù)碾妷罕怼㈦娏鞅砀饕恢唬阎柚禐镽0的電阻一只,以及電源、若干開關(guān)和導(dǎo)線。請根據(jù)以下要求設(shè)計(jì)兩種測量Rx阻值的方法。要求:
(1)電流表、電壓表、已知阻值的電阻R0三個器材,每次只能選用兩個;
(2)測量器材在一種方法中可以使用兩次(即可以測出電路中兩個不同部分的值);
(3)將實(shí)驗(yàn)電路圖、測量的物理量及RX的表達(dá)式分別填入下表。
解析:要測出Rx的阻值,由公式Rx=■知,必須設(shè)法直接或間接測出Ux、Ix。
方法一:電路如圖3所示,閉合開關(guān)S,測出Rx兩端電壓Ux和通過Ix的電流Ix,則Rx=■。
方法二:電路如圖4所示,閉合開關(guān)S,用電壓表分別測出RX兩端電壓Ux和R0兩端電壓U0,則Rx=■R0。
點(diǎn)撥:這是一道測未知電阻的電路設(shè)計(jì)題,此題解法較多,要求同學(xué)們根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。這類考題考查的知識面大,層次也深,不但實(shí)驗(yàn)的基本項(xiàng)目要考查,而且還要考慮器材的規(guī)格和性能以及在實(shí)驗(yàn)中起的主要作用,有實(shí)驗(yàn)電路圖或?qū)嵨飯D的連接、電路故障的判斷等,實(shí)驗(yàn)中往往同時使用電學(xué)的三大儀器——電流表、電壓表和滑動變阻器。因此是近幾年各地中考的熱點(diǎn),考查的重中之重,出題形式也靈活多樣。
四、綜合應(yīng)用
例4 小雯設(shè)計(jì)了一個測量物體重力的“托盤秤”,如圖5所示是原理示意圖,其中的托盤用來放置被測物體,OBA是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的杠桿,R1是壓力傳感器(其電阻值會隨所受壓力大小而變化,變化關(guān)系如下表),R0為定值電阻,為顯示重力大小的儀表(實(shí)質(zhì)是一個量程為0~3 V的電壓表)。已知OB ∶ OA=1 ∶ 2,R0=100 Ω,電源電壓恒為3 V(忽略托盤、杠桿及壓桿的重力)。
(1)托盤上沒放物體時,壓力傳感器R1的電阻值是?搖?搖 ?搖?搖Ω。
(2)當(dāng)托盤上放被測物體時,電壓表的示數(shù)如圖6所示,則此時壓力傳感器R1上的電壓是多少?
(3)第(2)題中被測物體的重力是多少?
解析:(1)由表中壓力與電阻的關(guān)系可知,當(dāng)托盤上沒放物體,即壓力為0時,R1的電阻值是300 Ω。
(2)由圖可知,R0和R1串聯(lián),電壓表顯示加在R0兩端的電壓U0,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系知,加在R1兩端的電壓為:U1=U-U0=3 V-2 V=1 V。
(3)根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律及歐姆定律,I1=I0=U0/R0=2 V/100 Ω=0?郾02 A,R1=U1/I1=1V/0?郾02 A=50 Ω
查表得:F=250 N
由杠桿平衡條件可知GlOB=FlOA
G=■=■=500 N