发布时间:2023-09-22 10:35:40
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇欧姆定律问题,期待它们能激发您的灵感。
一、两表的变化
例1 如图1中电源电压保持不变,R2为定值电阻。开关S闭合后,以下说法正确的是( )。
A. 滑片P向右移动,表A示数变小,表V示数变小
B. 滑片P向右移动,表A示数变大,表V示数变大
C. 滑片P向左移动,表A示数变小,表V示数变大
D. 滑片P向左移动,表A示数变大,表V示数变小
解析:滑片P向右移动时,滑动变阻器R1的阻值变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,根据公式I=■可知,电路中的电流变小,R2的阻值不变,由U2=I2R2可知这时R2两端的电压变小。则电流表、电压表的示数均变小。同理,若滑片P向左移动,电流表、电压表的示数均变大。故正确选项为A。
答案:A
点拨:本题考查了同学们对电路电阻发生变化时,相应电表示数变化对应关系的掌握程度,并能熟练运用欧姆定律解决问题。这一考点是中考考查频率最高的考点之一。电路中电表的示数变化问题主要有两种类型:一类是由于开关的断开或闭合,引起电路中各物理量的变化;另一类是由于变阻器滑片的移动,引起电路中各物理量的变化。这类问题的解题思路应先认清电路的连接形式,然后分清电流表和电压表在测谁的电流和电压,再根据电路总电阻的变化,运用欧姆定律和串、并联电路的特点,来分析电流表和电压表示数的变化。
二、开关与电路变化
例2 如图2 所示电路,电源电压恒定不变,R1、R2为两个定值电阻,其阻值不随温度变化。当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,电流表的示数为3A;当闭合开关S1和S2,断开开关S3时,电流表的示数为5A;当闭合开关S3,断开S1、S2时,电路的总电阻为R3,则R1与R3之比为( ?摇)。
A. 5∶2?摇 B. 2∶5
C. 5∶3 D. 3∶5
解析:当闭合开关S1,断开开关S2、S3时,只有电阻R1接在电源的两端,电流为3A,则R1=■;闭合开关S1和S2,断开开关S3时,R1与R3并联,故通过R2的电流I2=I-I1=5A-3A=2A,R2=■=■。当闭合开关S3,断开S1、S2时,R1与R2串联,R3=R1+R2=■+■=■。所以R1 ∶ R3=■ ∶ ■=2 ∶ 5。
答案:B
点拨:开关在电路中的作用,除使整个电路接通或断开外,还可以改变电路结构和使部分电路形成短路。本题的三个开关处在不同状态时,形成了三个不同的电路:①只有R1接在电路中;②R1与R2并联接在电路中;③R1与R2串联接在电路中。只有根据题意,认清电路结构,才能运用串、并联电路的规律和欧姆定律解题。
三、实验探究
例3 要测出一个未知电阻Rx的阻值。现有量程适当的电压表、电流表各一只,已知阻值为R0的电阻一只,以及电源、若干开关和导线。请根据以下要求设计两种测量Rx阻值的方法。要求:
(1)电流表、电压表、已知阻值的电阻R0三个器材,每次只能选用两个;
(2)测量器材在一种方法中可以使用两次(即可以测出电路中两个不同部分的值);
(3)将实验电路图、测量的物理量及RX的表达式分别填入下表。
解析:要测出Rx的阻值,由公式Rx=■知,必须设法直接或间接测出Ux、Ix。
方法一:电路如图3所示,闭合开关S,测出Rx两端电压Ux和通过Ix的电流Ix,则Rx=■。
方法二:电路如图4所示,闭合开关S,用电压表分别测出RX两端电压Ux和R0两端电压U0,则Rx=■R0。
点拨:这是一道测未知电阻的电路设计题,此题解法较多,要求同学们根据欧姆定律及串、并联电路的特点,进行电路设计。这类考题考查的知识面大,层次也深,不但实验的基本项目要考查,而且还要考虑器材的规格和性能以及在实验中起的主要作用,有实验电路图或实物图的连接、电路故障的判断等,实验中往往同时使用电学的三大仪器——电流表、电压表和滑动变阻器。因此是近几年各地中考的热点,考查的重中之重,出题形式也灵活多样。
四、综合应用
例4 小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”,如图5所示是原理示意图,其中的托盘用来放置被测物体,OBA是可绕O点转动的杠杆,R1是压力传感器(其电阻值会随所受压力大小而变化,变化关系如下表),R0为定值电阻,为显示重力大小的仪表(实质是一个量程为0~3 V的电压表)。已知OB ∶ OA=1 ∶ 2,R0=100 Ω,电源电压恒为3 V(忽略托盘、杠杆及压杆的重力)。
(1)托盘上没放物体时,压力传感器R1的电阻值是?摇?摇 ?摇?摇Ω。
(2)当托盘上放被测物体时,电压表的示数如图6所示,则此时压力传感器R1上的电压是多少?
(3)第(2)题中被测物体的重力是多少?
解析:(1)由表中压力与电阻的关系可知,当托盘上没放物体,即压力为0时,R1的电阻值是300 Ω。
(2)由图可知,R0和R1串联,电压表显示加在R0两端的电压U0,根据串联电路的电压关系知,加在R1两端的电压为:U1=U-U0=3 V-2 V=1 V。
(3)根据串联电路的电流规律及欧姆定律,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
由杠杆平衡条件可知GlOB=FlOA
G=■=■=500 N
【关键词】物理;欧姆定律;问题;解题思路
欧姆定律是高中物理电学部分的核心内容,也是高考的重难点内容,同时欧姆定律掌握的好坏会直接影响我们的考试成绩,因此要多用时间将这块知识进行巩固,以取得更高的分数。
1在欧姆定律的学习中常遇到的问题
1.1欧姆定律的使用范围问题
在电路的实验过程中,我会出现忽略导线,电子元件与电源自身的电阻,将整个电路视为纯电阻电路的问题。而欧姆定律通常只适用于导电金属和导电液体,对于气体、半导体、超导体等特殊电路元器件不适用,但我们知道,白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的,也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件,但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件,因此这里的表述就不正确,本人为了弄清这里的问题,向老师进行了请教并查阅了相关资料,许多资料上说欧姆定律的应用有“同时性”与“欧姆定律不适用于非线性元件,但对于各状态下是适合的”。但我自身总觉得这样的解释难以接受,有牵强之意,即个人理解为既然各个状态下都是适合的,那就是适合整个过程。
1.2线性元件的存在问题
通过物理学习我们会发现材料的电阻率ρ会随其它因素的变化而变化(如温度),从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的,也就是说理想的线性元件并不存在。而在实际问题中,当通电导体的电阻随工作条件变化很小时,可以近似看作线性元件,但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立,例如常用的炭膜定值电阻,其额定电流一般较小,功率变化范围较小。
1.3电流,电压与电阻使用的问题
电流、电压、电阻的概念及单位,电流表、电压表、滑动变阻器的使用,是最基础的概念,也是我最容易混淆的内容。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流,而电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器,另外,欧姆定律只是用来研究电路内部系统,不包括电源内部的电阻、电流等,在学习欧姆定律的过程中,电流表、电压表、导线等电子元器件的影响常常是不考虑在内的,而对于欧姆定律的公式I=UR,I、U、R这三个物理量,则要求必须是在同一电路系统中,且是同一时刻的数值。
2欧姆定律学习中需要掌握的内容
本人在基于电学的基础之上,通过对欧姆定律的解题方式进行分析,个人认为我们需掌握以下内容:了解产生电流的条件;理解电流的概念和定义式I=q/t,并能进行相关的计算;熟练掌握欧姆定律的表达式I=U/R,明确欧姆定律的适用条件范围,并能用欧姆定律解决相关的电路问题;知道什么是导体的伏安特性,什么是线性元件与非线性元件;知道电阻的定义和定义式R=U/I;能综合运用欧姆定律分析、计算实际问题;需要进行实验、设计实验,能根据实验分析、计算、统计物理规律,并能运用公式法和图像法相结合的方法解决问题。
3欧姆定律的解题思路及技巧
3.1加深对欧姆定律内容的理解
在欧姆定律例题分析中,我们比较常见的问题是多个变量的问题,以我自身为例,由于物理理解水平有限,且电压、电流、电阻的概念比较抽象,所以学习难度较大,但我通过相关教学短片的学习,将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障,电阻越大路越不好走,电阻越小通过速度则快”的方式,明白了电阻是导体自身的特有属性,其大小是受温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的,与其两端的电压跟电流的大小无关,并且明白了电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变。同时我们每一个人都知道对于不同的习题,解决步骤都是不相同的,虽同一问题会有不同的解题方法,但总是离不开欧姆定律这个框架。因此对于一些与电学有关的知识,我一般会利用欧姆定律解决电生磁现象与电功率计算问题。例如:某人做验时把两盏电灯串联起来,灯丝电阻分别为R1=30Ω,R2=24Ω,电流表的读数为0.2A,那么加在R1和R2两端的电压各是多少?我可以根据两灯串联这一关建条件,与U=IR得出:U1=IR1=0.2A×30Ω=6V,U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V,故R1和R2两端电压分别为6V、4.8V的结论。
3.2利用电路图进行进行计算
在解有关欧姆定律的题时,以前直接把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算,并把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻都代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算,因此经常混淆,不便于分析问题。通过后期老师给予我的建议,在解题前我都会先根据题意画出电路图,并在图上标明已知量、数值和未知量的符号,明确需分析的是哪一部分电路,这部分电路的连接方式是串联还是并联,以抓住电流、电压、电阻在串联、并联电路中的特征进行解题。同时,我还会注意开关通断引起电路结构的变化情况,并且回给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标,其中需注意单位的统一与电流表、电压表在电路中的连接情况,以及滑动变阻器滑片移动时电流、电压、电阻的变化情况。
3.3利用电阻进行知识拓展
本着从易到难的原则,我们可从一个电阻的问题进行计算,再扩展到两个电阻、三个电阻,逐渐拓宽我们的思路,让自己找到学习的目标以及方法。比如遇到当定值电阻接在电源两端后电压由U1变为U2,电路中的电流由I1增大到I2,这个定值电阻是多少的问题时,我们可利用欧姆定律的概念ΔU=ΔI・R得到电阻的值,而当难度增加由一个电阻变为两个电阻时,定值电阻与滑动变阻器串联在电压恒定的电源两端,电压表V1的变化量为ΔU1,电压表V2的变化量为ΔU2,电流表的示数为ΔI,在这样的问题上可将变化的问题转化为固定的关系之间的数值,就可简化许多变量问题的计算。当变量变为三个电阻时难度会进一步的增大,我起初认为这是一项不可能完成的任务,所以放弃了这类题,而在经过询问成绩优秀的同学时,才知道可将三个电阻尽量化为两个电阻,通过电压表与电流表的位置将电阻进行合并,以此简化题目。
4总结
简言之,欧姆定律是物理教材中最为重要的电学定律之一,是电学内容的重要知识,也是我们学习电磁学最基础的知识。当然,对于欧姆定律的学习与解题方法,自然不止以上所述方法,因而在具体的学习中,我们要立足于自身实际学习情况来进行方法的选取,突破重难点知识,以找到更好的解题思路。
参考文献:
[1]高飞.欧姆定律在串并联电路中的应用技巧[J].才智,2009(27)
关键词:欧姆定律;理解概念;实际问题
欧姆定律是初中物理教材中一条很重要的电学定律,是电学内容的重要知识,也是学生今后学习电磁学最基础的知识。欧姆定律无论在理论上还是在实际生活中运用都非常广泛,可是对于初中生来说,学习起来有很大的难度,因此,作为一名物理教师,有责任教会学生怎样学好欧姆定律。下面是我在教学实践中的几点尝试,仅供大家参考:
一、引导学生理解概念内涵
学习欧姆定律的关键是从理解概念入手,因为多年的教学经验告诉我:很多学生能够准确地背诵欧姆定律公式,但不会对公式进行巧妙的运用,更说不上对公式进行深入理解了。这种现象往往导致学生在考试时经常出错,纵观我们的中考试题,很多题目涉及概念题,所以说理解概念是非常重要的。因此,在学习欧姆定律时,我这样引导学生理解欧姆定律:1.导体中的电流与导体两端电压是成正比的,与导体电阻是成反比的。2.在实际的电路中有几个导体,即使是同一个导体,在不同的时刻I、U、R值也是不同的,因此在运用欧姆定律时应看清是不是同一导体、同一时刻的I、U、R值。3.要明白是电阻大小的一个计算公式,不是决定式,如果某段导体两端的电压变化几倍,它的电流也随之变化几倍,因此,比值R是一个定值。
二、引导学生解决实际问题
在物理教学中,教师不只是让学生掌握教材知识,更重要的是引导他们运用物理知识来解决生活问题,学生只有把书本中的知识运用到生活当中,才能适应社会发展的需要。例如在学习欧姆定律时,我给同学们出示了这样一个问题:在开汽车时,听听音乐可以减轻司机驾车疲劳,使乘车人身心愉快,某汽车上的收音机基本结构如图所示,
初中物理中的欧姆定律对学生来说是一个难点,教师只有运用恰当的教学方法,学生才能有所收获。在今后的教学中,我将继续研究新颖的教学方法,进一步提高物理课堂教学效率。
参考文献:
[1]蒋国成.中考对欧姆定律的考查分析与复习指要[J].中学教学参考,2009(23).
关键词:欧姆定律;教学思考;教学研究
一、在欧姆定律教学过程当中,学生经常会遇到的问题
物理学科作为一门科学类学科,其教学内容通常比较枯燥,部分学生表示学习比较费劲,如何能让学生彻底明白和消化欧姆定律,是教师需要考虑的问题。教师可制订相关学习计划,针对不同层次的学生制订适合的学习计划。教学中的重点:电流、电压、电阻等相关知识点,一定要重点讲解以便学生掌握,将理论知识与动手实践结合起来,让学生在实践中加强对实验中的仪器和知识点的把握。
二、让学生明白欧姆定律的主要内容即电流、电压、电阻三者之间的关系
欧姆定律作为初中物理电学的基础,在初中教学之中只涉及部分电路,只有充分掌握了欧姆定律才能进一步学习电学部分的相关理论分析和计算。欧姆定律即阐述电流、电压、电阻三者之间相互关联的关系,教师在实验当中引导学生自己推算出电压、电阻、电流三者之间的关系,从而引出欧姆定律,让学生的记忆更加清楚。演示实验完成后要让学生自己动手,加深理解。
掌握基础定律知识后,教师则应当引导学生分析三者之间变化的问题,即电流是随着电阻与电压的变化而改变。在欧姆定律例题分析中比较常见的问题是多个变量的问题分析,教师要引导学生分析,运用一不变二变的方法来进行问题分析。由于初中学生的理解水平有限,且电压、电流、电阻的概念比较抽象,教师可借助多媒体教学工具,利用相关教学短片帮助学生理解。将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障,电阻越大路越不好走,电阻越小通过速度则快”,并且引导学生明白电阻是导体自身的特有属性,电阻的大小是受到温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的,与其两端的电压跟电流的大小无关,电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变,只是运用电压和通过的电流比例数值表达起来比较方便。
很多学生在学习欧姆定律之后,错误地以为电阻是受电流与电压影响的。相关教师一定要及时纠正学生的错误理解,教师在做演示实验时,需要让学生明白研究方法。运用控制变量法来研究,如电阻不变,研究电流与电压之间的数量关系;电压不变,来分析电阻与电流之间的量变关系,并且要直接将实验方法演示给学生看,从而加深学生的理解。
三、让学生一带一,提高学生掌握程度
不同的学生对欧姆定律的掌握程度不尽相同,教师可将成绩优秀的学生与成绩较差的学生进行分组,形成学习氛围较好的学习小组。采取团体合作的方式来帮助学生学习,有些学生面对老师和面对同学学习效果也不同。学生相互之间的沟通比较方便,理解能力也大体相同,进步速度也相对较快,教师从一旁进行指导。让学生在掌握了基础的相关知识以后,教师再进行分析,让学生充分掌握后再进行巩固提高,能提高举一反三采取多方面思维的能力。学生之间相互讨论,也能形成良性的竞争式学习,另外树立学习的榜样,也能从心理上鼓励学生主动学习,帮助学生产生学习兴趣和学习积极性。并且让学生不定期进行交换学习,以促进学生的整体学习水平。这样既能促进学生相互之间学习进步,又能培养学生团结合作的精神。
总之,欧姆定律作为电学的基础,学生必须真正掌握该定律,教师在实际教学过程当中,应该对物理教学内容进行细化和具体化,让不同层次的学生群体都能充分掌握。此外,还要引导学生在思维方面和动手实践方面进行改进,并且从中归纳出一些行之有效的教学方法,从而让学生更好地掌握欧姆定律的基础理论,为以后的学习做好铺垫,提高相关教学任务的质量,在实际教学过程当中,注重培养学生的动手实践能力、案例分析和其他方面解决问题的能力,让学生能够掌握控制变量法。同时要培养学生积极探索事物本质的科学精神,切实提高学生的物理综合素质。
参考文献:
[1]宣小东.对现行教材中欧姆定律教学设计的一些思考[J].物理教学探讨,2005(3).
[2]许忠林.初中物理欧姆定律教学中常见的问题及对策研究[J].成才之路,2015(9).
[3]符东生.关于初中“欧姆定律”教学的思考[J].物理教学,2014(8).
[4]王存香.《欧姆定律》教学思考[J].数理化解题研究,2014(5).
知识目标
1.理解欧姆定律及其表达式.
2.能初步运用欧姆定律计算有关问题.
能力目标
培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力.
情感目标
介绍欧姆的故事,对学生进行热爱科学、献身科学的品格教育.
教学建议
教材分析
本节教学的课型属于习题课,以计算为主.习题训练是欧姆定律的延续和具体化.它有助于学生进一步理解欧姆定律的物理意义,并使学生初步明确理论和实际相结合的重要性.
教法建议
教学过程中要引导学生明确题设条件,正确地选择物理公式,按照要求规范地解题,注意突破从算术法向公式法的过渡这个教学中的难点.特别需强调欧姆定律公式中各物理量的同一性,即同一导体,同一时刻的I、U、R之间的数量关系.得出欧姆定律的公式后,要变形出另外两个变换式,学生应该是运用自如的,需要注意的是,对另外两个公式的物理含义要特别注意向学生解释清楚,尤其是欧姆定律公式.
教学设计方案
引入新课
1.找学生回答第一节实验得到的两个结论.在导体电阻一定的情况下,导体中的电流
跟加在这段导体两端的电压成正比;在加在导体两端电压保持不变的情况下,导体中的电
流跟导体的电阻成反比.
2.有一个电阻,在它两端加上4V电压时,通过电阻的电流为2A,如果将电压变为10V,通过电阻的电流变为多少?为什么?
要求学生答出,通过电阻的电流为5A,因为电阻一定时通过电阻的电流与加在电阻两
端的电压成正比.
3.在一个10的电阻两端加上某一电压U时,通过它的电流为2A,如果把这个电压加在20的电阻两端,电流应为多大?为什么?
要求学生答出,通过20电阻的电流为1A,因为在电压一定时,通过电阻的电流与
电阻大小成反比,我们已经知道了导体中电流跟这段导体两端的电压关系,导体中电流跟这段导体电阻的关系,这两个关系能否用一句话来概括呢?
启发学生讨论回答,教师复述,指出这个结论就叫欧姆定律.
(-)欧姆定律导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
1.此定律正是第一节两个实验结果的综合,电流、电压、电阻的这种关系首先由德国
物理学家欧姆得出,所以叫做欧姆定,全国公务员共同天地律,它是电学中的一个基本定律.
2.介绍《欧姆坚持不懈的精神》一文.
3.欧姆定律中的电流是通过导体的电流,电压是指加在这段导体两端的电压,电
阻是指这段导体所具有的电阻值.
如果用字母U表示导体两端的电压,用字母R表示导体的电阻,字母I表示导体中的电流,那么欧姆定律能否用一个式子表示呢?
(二)欧姆定律公式
教师强调
(l)公式中的I、U、R必须针对同一段电路.
(2)单位要统一I的单位是安(A)U的单位是伏(V)R的单位是欧()
教师明确本节教学目标
1.理解欧姆定律内容及其表达式
2.能初步运用欧姆定律计算有关电学问题.
3.培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力.
4.学习欧姆为科学献身的精神
(三)运用欧姆定律计算有关问题
【例1】一盏白炽电灯,其电阻为807,接在220V的电源上,求通过这盏电灯的电流.
教师启发指导
(1)要求学生读题.
(2)让学生根据题意画出简明电路图,并在图上标明已知量的符号及数值和未知量的
符号.
(3)找学生在黑板上板书电路图.
(4)大家讨论补充,最后的简明电路图如下图
(5)找学生回答根据的公式.
已知V,求I
解根据得
(板书)
巩固练习
练习1有一种指示灯,其电阻为6.3,通过的电流为0.45A时才能正常发光,要使这种指示灯正常发光,应加多大的电压?
练习2用电压表测导体两端的电压是7.2V,用电流表测通过导体的电流为0.4A,求这段导体的电阻,
通过练习2引导学生总结出测电阻的方法.由于用电流表测电流,用电压表测电压,
利用欧姆定律就可以求出电阻大小.所以欧姆定律为我们提供了一种则定电阻的方法这种
方法,叫伏安法.
【例2】并联在电源上的红、绿两盏电灯,它们两端的电压都是220V,电阻分别为
1210、484.
求通过各灯的电流.
教师启发引导
(1)学生读题后根据题意画出电路图.
(2)I、U、R必须对应同一段电路,电路中有两个电阻时,要给“同一段电路”的I、U、R加上“同一脚标”,如本题中的红灯用来表示,绿灯用来表示.
(3)找一位学生在黑板上画出简明电路图.
(4)大家讨论补充,最后的简明电路图如下
学生答出根据的公式引导学生答出
通过红灯的电流为
通过绿灯的电流为
解题步骤
已知求.
解根据得
通过红灯的电流为
通过绿灯的电流为
答通过红灯和绿灯的电流分别为0.18A和0.45A.
板书设计
2.欧姆定律
一、欧姆定律
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
二、欧姆定律表达式
三、欧姆定律计算
1.已知V,求I
解根据得
答通过这盏电灯的电流是0.27A
2.已知求.
解根据得
通过的电流为
通过的电流为
答通过红灯的电流是0.18A,通过绿灯的电流是0.45A
探究活动
【课题】欧姆定律的发现过程
【组织形式】个人和学习小组
【活动方式】
1.制定子课题.
本节内容前承电路、电压、电阻及电流表、电压表的使用,是前面电学知识的聚焦;后启电功、电功率,并为高中阶段学习闭合电路的欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容做了铺垫。甚至于对学生将来参加生产劳动也有指导作用,即使在电工技术电子专业等学习中,欧姆定律同样是必不可少的基础知识,其研究方法──控制变量法是学习关于电阻大小影响因素的研究方法的延续,是物理问题研究思想的再次体现。
二、学习任务分析
本节重点是欧姆定律的内容和公式。通过实验探究,归纳总结出欧姆定律,让学生领悟科学探究的方法,体验科学探究的乐趣,形成尊重事实、探究真理的科学态度,培养学生分析解决问题的能力;理解欧姆定律中电流I、电压U、电阻R的同一性是本节难点,在探究过程中通过适时引导、恰当点拨,利用实物电路使学生达到理解欧姆定律的目的。
三、学习者分析
学习了电路基础知识,学生产生了浓厚的兴趣,多数学生能正确连接电路元件,正确使用电流表、电压表和滑动变阻器,对于控制变量的研究方法也有所了解。学生有较强的好奇心和求知欲,他们渴望自己动手进行科学探究,体验成功的乐趣,但对于U、I、R三者关系知之甚少,规律性知识的概括往往以偏概全。他们的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡,教学中让学生自主设计研究问题的方案,是发展学生思维的有效途径。
四、教学目标
⑴知识与技能
会用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系;
理解欧姆定律的内容、公式;
培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。
⑵过程与方法
通过实验探究学习研究物理问题常用的方法──控制变量法。
⑶情感、态度与价值观
通过探究过程,激发学生的学习兴趣。培养学生实事求是的科学态度;认真谨慎的学习习惯。
重点:欧姆定律的内容和公式;
通过实验使学生知道导体中电流与电压、电阻的关系。
难点:理解欧姆定律的内容;
弄清变形公式的含义。
五、教法设计
依据本节课的知识特点、教学目标和学生实际,确定本节主要采用实验探究法。把学生视为学习的主人,教师当好学习的组织者和引导者。探究式学习可以激活学生已有的知识,在探究新问题时使知识活化、重组,形成知识结构并向能力转化;让学生体会科学发现的全过程,从中感悟科学思想和科学方法。
六、教学准备
《闭合电路欧姆定律》是高中物理电学部分中各种电路的基础内容,同时也是高中物理电路部分的重点内容,深刻理解并掌握本节内容对今后电路学习具有极大的帮助。在高中物理课堂教学活动开展中,为了有效提高《闭合电路欧姆定律》教学设计的有效性,下面本文首先简单分析了《闭合电路欧姆定律》教学目标,并在此基础上提出创设“问题情境”的教学设计为方法的课堂教学实践,以供参考。
高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律,从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象,将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果,我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。
1.《闭合电路欧姆定律》教学目标分析
《闭合电路欧姆定律》教学目标主要有以下几个方面:一是,经进闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力;二是,了解路端电压与电流的U-I图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力;三是,通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法;四是,利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的,其中涉及到了“电动势和内阻”、“用电势推导电压关系”、“焦耳定律”以及“欧姆定律”等诸多内容,这些内容之间具有一定的联系, 只要能够为其构建一个完善的体系,将这些知识有机的结合起来,就能够得出闭合电路的欧姆定律。以建构主义教学思想为基础,采用创设“问题情境”的教学设计,对于提高课堂教学有效性具有积极意义。
2.创设“问题情境”的教学设计具体实践
首先,通过问题的提出激发学生的求知欲。例如:将一个小灯泡接在已充电的电容器两极,另一个小灯泡在干电池两端,会观察到什么现象?并展示生活中的一些电源,演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验,使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程,停止摇动就没有电能,灯泡就不会亮,而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能,其化学能能够为干电池提供持续供电的功能,因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题:什么是电源的电动势?之后指出电源电动势的概念,帮助学生认识电源的正负极,并画出等效的电路图,利用学生已知的知识,如电势相当于高度,电势差则相当于高度差,这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。
其次,在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件, 借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差,帮助学生更好的理解电源电动势。另外还可以从能量的角度引导学生对其进行理解,例如小花去买衣服,共有100元,其中10元用于打车,90元用于买衣服,在这里,100元就相当于电源的电动势,车费相当于内电压(必要的无用功),买衣服的费用就相当于外电压(有用功),从而使学生掌握内外电压的本质属性。
最后,要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验是提出问题的基础,在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微,要善于从实验中发现问题,直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻(电流)的关系,得出路端电压与外电阻(电流)的关系,再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V(旧)的电源向一个灯泡供电实验,引发学生学习的兴趣,让学习进行讨论,解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关,还与电路中的总电阻有关,从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律,完成课堂教学任务。
3.总结语
关键词:欧姆定律 高中物理教学方法
一、教材分析
《欧姆定律》的内容,在初中阶段已经学过,高中阶段《物理》安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法――列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法――比值法。这就决定了《欧姆定律》教学的教学目的和教学要求。教学不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
《欧姆定律》的内容在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定了基础。《欧姆定律》实验中分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用。因此也可以说,《欧姆定律》是后续课程的知识准备阶段。
通过《欧姆定律》的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用。《欧姆定律》内容的重点是进行演示实验和对实验数据进行分析。这是教学的核心,是教学成败的关键,是实现教学目标的基础。《欧姆定律》教学的难点是电阻的定义及其物理意义。尽管用比值法定义物理量在电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏。从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度。对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义。有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正。
二、关于教法和学法
《欧姆定律》教学采用以演示实验为主的启发式综合教学法。教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见。这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃。
通过《欧姆定律》的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和物理规律。同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯。
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:
1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起了承上启下作用。
2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答。这样既巩固了他们的实验知识,也调动他们尽早投入积极参与。
3.在进行演示实验时可请两位学生上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考。
4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识。到此应该达到本节课的第一次,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨。
5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义。此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨。此处节奏应放慢,可提问请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象。
6.在得出实验结论的基础上,进一步提出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华。要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行,以锻炼学生的语言表达能力。教师重申时语气要加重,不能轻描淡写。要随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推。
7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的。然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题。
四、授课过程中几点注意事项
1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍。
2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑。
3.注意演示实验的可视度。可预先制作电路板,演示时注意位置要加高。有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上,使全体学生都能清晰地看见。
4.定义电阻及欧姆定律时,要注意层次清楚,避免节奏混乱。可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出,而欧姆定律在归纳完实验结论后。这样学生就不易将二者混淆。
5.所编反馈练习题应重点放在概念辨析和方法训练上,不能把套公式计算作为重点。
6.注意调控课堂节奏,避免单调枯燥。
参考文献:
关键词:物理定律;教学方法;多种多样
关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。
(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。
(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。
(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。
(5)动量守恒定律历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量,使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。
关键词: 课堂引入; 欧姆定律; 兴趣; 物理学史;
良好的开端是成功的一半,引入作为一堂课的开始,是课堂教学环节中必不可少且至关重要的部分.这一环节设计的优劣直接影响到一节课的深入程度、学生进入学习的状态、学生对本节课授课知识的兴趣多少等.对于初中学生,注意力本就不容易集中,那么一个好的引入就是引起学生的学习兴趣和带领学生积极思考并真正进入课堂的关键.欧姆定律的教学一直以来都是一个难点,若仅仅是公式,学生在刚学的时候很容易记住,但是对于欧姆定律的来源以及探究的过程总是模糊的,就算教师在课堂上有过演示实验,在部分学生看来都只是因为教材是这样安排的.但其实不然,这个探究实验正是欧姆定律得出的关键.可是学生理解不到位,可能是教学哪一步不够确切.比如其中一个设计点就是引入这个探究实验,在引入时创设情境,让学生能够回到当时欧姆在探究时的过程以及条件中,结合当时的条件可能做到的以及达到的情况,这样的引入或许会让学生感同身受,从而产生更加强烈的探究欲望,达到较好的教学效果.
1、 初中物理课堂引入
课堂引入是教学过程中最重要的环节之一,教学引入恰当,可以起到事半功倍的效果;作为课堂教学的第一步,是紧扣学生心弦,激发学生兴趣最关键的一步.一方面,课堂引入具有先行组织者的作用,美国着名心理学家奥苏贝尔从学习心理学的角度分析,“当人们在接触一个完全不熟悉的知识领域时,从已知的包摄性较广的整体知识中掌握分化的部分,比从已知的分化部分中掌握整体知识难度要低些.”比如在讲解“静摩擦力”这一节课时,由于前面学生已经掌握了摩擦力的相关知识,就可以将摩擦力作为先行组织者,将其作为上位概念,再将静摩擦力直接提出,并联系其与摩擦力之间的关系,学生很容易就理解了静摩擦力的概念.另一方面,课堂引入容易吸引学生的兴趣,集中学生的注意力,初中学生的注意力本就不容易集中,在刚上课的几分钟,学生可能还处在下课所经历事情的愉悦之中,这个时候就需要教师找到一种吸引他们注意力的方法.注意力是保证学生上课的首要条件,而兴趣又是影响学生注意力的关键,爱因斯坦也曾经说过,“兴趣是最好的老师,它可以激发人的创造性、好奇心、求知欲.”所以,教师在教学引入环节中能否调动学生的学习兴趣更为关键.
在初中物理课堂中教师常用的几种引入方法:
(1)实验引入法,物理作为一门实验科学,实验在教学中起着举足轻重的作用,在引入时采用实验的方式是中学物理教师常用的,运用一些有趣的小实验,可以快速把学生吸引到课堂中来,教师既可以采用演示实验的方法,也可以让学生参与实验过程.
(2)直观导入法,直观导入可以是视频、图片、实物等,某些物理现象不一定是发生在学生周围,那就可以通过图片或录像的方式为学生展现物理现象或物理情境,这样就显得更加直观,易激发学生的求知欲.
(3)讨论引入法,一般就是选取日常生活中的某一事例,对学生进行提问或者大家一起来辩论,在这个过程中不仅导入了本堂课所要学习的知识材料,同时也让学生积极地参与了这个过程,关键是借助生活中鲜明的例子学生更容易理解,更容易将注意力集中到课堂教学中来.
(4)问题激疑法,设置疑问是教师的一种有目的、有方向的思维导向.古人云:“不愤不启,不悱不发”,教师在教学过程中要善于提出问题,有意激疑启思,活跃思维,引导学生思考,在解决问题的过程中锻炼学生各方面的能力,激发学生的求知欲,促进学生积极地学习.
(5)复习引入法,这是最便捷的引入方法,往往是在与新课联系较为密切的时候使用,起着承上启下的作用,不仅有利于学生对前面知识的巩固,更能为新知识的学习做好铺垫.例如在做液体压强的复习题时,引出浮力的知识,浮力其实就是物体在液体中受到上下的压力差而产生的,学生联系前面知识能够快速地理解浮力产生的原因而不会感觉到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理学家们的故事,用榜样的力量去感染学生,唤起他们的探索热情,通过了解前辈们的物理思想、实验方法和探索精神,能够激发学生的兴趣,提高课堂教学的效果,提升学生素养[2].比如在讲解牛顿第一定律时,先给学生介绍牛顿这个人的一生,学生会由于对牛顿这个人的崇拜而愿意对其所提出的相关知识进行了解.
(7)游戏引入法,在正式上课前让学生动手做一些简单的小游戏,从而引入新课,利用游戏结果激发学生的学习兴趣.比如在讲解摩擦力这一内容的时候,可以让学生进行拔河比赛,绳子是经过教师处理过的,所以一定会产生输赢,学生心有不甘,因此就可能产生对答案的探索欲望,激发他们的学习兴趣.
2 、欧姆定律教学引入文献分析
欧姆定律是整个初中电学的重难点之一,教师在设计的时候往往需要考虑接收者的认知情况以及他们的阶段性特点等等,首当其冲考虑的便是引入部分.以下是大部分教师在欧姆定律教学设计中常用的几种引入方式.
(1)复习引入
学生在接触欧姆定律之前已经掌握了电流、电压、电阻3个物理概念,有的教师则是充分的利用学生已经有的旧知识,引导学生探讨电流、电压、电阻之间存在的关系,自然而然的导入本节课的课题.
(2)实际问题引入
在物理教学中,教师不只是让学生掌握教材知识,更重要的是引导他们运用物理知识来解决实际问题,学生只有把书本中的知识运用到生活中,才能适应社会发展的需要.有的教师会由生活当中电流受电压、电阻变化的电路来进行提问(比如收音机的音量大小是由什么来进行控制的),然后引发学生进行思考.
(3)创设情境,导入新课
初中的学生最希望得到教师的认可,对于教师提出的问题一定会争先抢答,有的教师就会抓住学生的这一特点,设置与本节课相关的问题让学生来抢答.设置如下两个问题:实验中当电压一定的时候,电流随电阻的变化情况;当电阻一定的时候,电流随电压的变化情况.根据学生的回答情况,教师进一步提出,电流、电压、电阻之间是否存在某一数值关系,教师逐步引导学生进行猜想,进而探究三者的关系得出欧姆定律.
(4)通过实验引入主题
实验的创设是根据电流在电路中会受到哪些因素的影响而发生变化,有的教师会根据学生已经掌握的知识事先设计电路图,然后改变其中的电阻看电路中电流的变化情况,实验现象与学生前面所了解的不一致,通过继续进行实验对比解释才知道电流在电路中同时还会受到电压的影响,接下来就顺理成章地引入对电流与电压、电流与电阻关系的判断.
(5)由物理学史引入
新课标中三维目标中的情感态度与价值观明确规定,要求学生掌握物理学史,学习前人的科学态度与精神.有的教师会通过介绍欧姆这个人,让学生对其有一定的了解,再提出欧姆的杰出贡献---欧姆定律.
3、 总结
通过对欧姆定律教学设计的相关文献进行分析发现,在大部分文献中采用的都是惯用的物理引入法,而其中占比最大的就是实验引入法,由于在前面学生已经学习过电流、电阻、电压等,教师在这里就可以鼓励学生进行三者之间关系的探究实验.电压和电阻的影响因素,前面的定义已经说得比较清楚了,因此,现在最为疑惑的就是电流的影响因素,然后运用控制变量法分别探究电流与电压以及电流与电阻之间的关系,从而得出欧姆定律的表达式.这种方式学生比较容易接受,同时也会感兴趣.通过这个过程学生不仅能够学到物理知识,还能在这个过程中经历实验探究的步骤,从而加强实验探究的意识,与初中物理课程所倡导的培养学生的科学探究能力是符合的,因此,实验探究法引入欧姆定律总是作为欧姆定律教学引入的首选.
初中物理课程标准中明确指出要注重对学生情感态度与价值观的培养,但是情感态度与价值观的培养不是通过一节课就能够体现出来的,需要教师不断地进行潜移默化的影响,而在物理学里面最好的方式在笔者看来就是物理学史的渗入.物理学史具有问题情境性、目标指向性、运用灵活性等特点,物理学家们的物理思想、实验方法和探索精神等不仅能激发学生的学习兴趣、启发学生,还能够提高课堂的教学效果并且提升学生的素养[1].但是通过对文献的分析笔者发现在已有的教学设计当中,很多教师就是对欧姆的一生进行简要的介绍之后就直接提出本堂课我们要做的就是对欧姆的实验进行验证,学生或许会深刻地记住欧姆这个人,这样的引入也对学生的情感态度与价值观有所渗透,但是,学生的主动性就没有那么的明显,笔者曾经也用过这样的方式进行引入,得到的结果没有显着的不同,因此,笔者又设计了另外一种方式的物理学史引入.
由于学生前面已经学习了电流的知识,教师可以提问学生:(1)电流产生的原因是什么?(2)前面已经学习了电流,对于电流是否存在和其大小我们可以用什么来进行测量?电压是形成电流的原因,初二上学期就已经学过热量之间的传递,有温度差的两个热源之间是可以直接进行热量的传递,欧姆认为电流也应该具有和热传递相似的性质,既然热是受到温度差的驱动,那电流也应该受到某种驱动力而且应该是正比的关系,现在我们知道这个驱动力其实就是电压;对于电流的测量学生知道用电流表,接下来教师就可以对欧姆定律的发现历程进行介绍.当电流被发现后的很长一段时间电流表才出现,在电流表出现之前,能够检测电流的是一种叫检流计(原理就是电流的磁效应)的仪器,现在又一个问题了,只有检流计也没有办法去得知电流的大小.欧姆这个人最明显的特征就是善于思考,“既然检流计可以测量电流是否存在,在此基础上继续研究是否可以得到电流大小.”前人已经发明了静电计可用来测静电力(这是我们后面即将学到的)——库仑定律(静电力与距离的平方成反比),他就根据检流计的原理以及测静电力的扭秤相结合,制成了电流扭力秤,结构很简单,就是一个小磁针和一根直导线,当直导线通上电流之后,电流产生的磁场就会影响小磁针转过一定的夹角,并且发现扭转角度与电流强度成正比,通过角度还可以得出电流的大小.那么如果现在学生就有这样一个电流扭力秤,除了用它可以得出电流的大小,那还可以对其充分利用,进行实验的改造,在我们已有知识的基础上.有的学生肯定会想到电阻的大小与金属材料的关系,改变金属材料看所得电流的变化,这样又解决了电流与电阻之间的关系[3].这是在解决问题的过程中发现了电流、电压、电阻之间的关系,爱因斯坦曾经说过“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要,提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看待问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步.”欧姆就是在不断发现问题的过程中得出了欧姆定律,这整个教学过程看上去没有物理知识,很多教师可能会觉得浪费时间再加上还有的是学生还没有学过的知识,其实不然,学生的接受能力远远比我们想象的要多,这样的介绍让学生明白欧姆定律其实就是一个电流的探究过程,其实是在这个过程中不断地创新思考,不断地提出新的问题,最后得出三者之间的关系I=UR.为了加强学生的理解,笔者建议这个引入过程可以将PPT、教师的描述、板书结合起来使用,效果可能会更好.
参考文献
[1] 丁江铃,谢元栋,纪熙.爱迪生与特斯拉之争引入中学物理教学的意义[J].物理通报,2019(2):116
班级:
姓名:
【学习目标】
1、掌握欧姆定律,能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。
2、培养学生解答电学问题的良好习惯。
【学习重、难点】
欧姆定律的内容、数学表达式及其应用。
【自主预习】
1、欧姆定律的内容:
2、公式:
【课堂导学】
上一节课的实验得出的实验结论是什么?把上一节课的实验结果综合起来,即为欧姆定律:
1、欧姆定律的内容:
2、公式:
公式中符号的意义及单位:
U—
—
R—
—
I—
——
说明:
欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
3、应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
(1)、利用欧姆定律求电流:应用公式:
例1:一条电阻丝的电阻是97Ω,接在220V的电压上,通过它的电流是多少?
(2)、利用欧姆定律求电路的电压:由公式
变形得
例2、一个电熨斗的电阻是0.1KΩ,使用时流过的电流是2.1A,则加在电熨斗两端的电压是多少?
(3)、利用欧姆定律求导体的电阻:由公式
变形得
例3、在一个电阻的两端加的电压是20V,用电流表测得流过它的电流是1A,,则这个电阻的阻值是多少?
4、通过以上的简单电学题目的计算,提出以下要求:
(1)、要画好电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
(2)、要有必要的文字说明,物理公式再数值计算,答题叙述要完整。
我的收获:
课后反思:
课堂练习
1、对欧姆定律公式I=U/R的理解,下面哪一句话是错误的:(
)
A.对某一段导体来说,导体中的电流跟它两端的电压成正比;
B.在相同电压的条件下,不同导体中的电流跟电阻成反比;
C.导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关;
D.因为电阻是导体本身的属性,所以导体中的电流只与导体两端电压有关,与电阻无关。
2、如果某人的身体电阻约在3000Ω到4000Ω之间,为了安全,要求通过人体的电流不能大于
5mA,那么此人身体接触的电压不能大于:(
)
A.5V
B.15V
C.30V
D.36V
3、甲、乙两导体通过相同的电流,甲所需的电压比乙所需的电压大,则它们的阻值大小关系是:(
)
A.R甲>R乙;
B.R甲=R乙;
C.R甲
D.无法比较
4、有一电阻两端加上
6
V电压时,通过的电流为
0.5A,可知它的电阻为
Ω,若给它加上
18
V电压,导线中电流为
A,此时导线电阻为
Ω,若导线两端电压为零,导线中电流为
A,导线电阻为
Ω。
5、要想使1000Ω的定值电阻通过8mA的电流,那么应给它加________V的电压;如果该定值电阻所允许通过的最大电流是25
mA,那么它两端所能加的最大电压是_________V。
6、一个定值电阻接在某段电路中,当电压为1.5V时,通过的电流为0.15A,当电压增大为原来的2倍时,则下列说法正确的是(
)
A.电流为原来的2倍
B.电阻为原来的2倍
C.电流为原来的1/2
D.电阻为原来的1/2
7、将2Ω和4Ω的电阻串联后接人电路,已知2Ω电阻通过的电流是0.5A,则4Ω电阻上的电压和电流分别为:(
)
A.1
V、0.5
A;
B.2
V、0.5
A;
C.2
V、1
A;
D.0.5
V、1
A。
8.一个20Ω的电阻,接在由4节干电池串联的电源上,要测这个电阻中的电流和两端的电压,电流表,电压表选的量程应为
(
)
A.0~0.6A,0~3V
B.0~0.6A,0~15V
C.0~3A,0~3V
D.0~3A,0~15V
9.如图所示电路,当图中的开关S闭合时,电流表的示数为1.2A,电阻R的阻值
是2.6Ω,电压表有“+”、“3V”、“15V”三个接线柱,问电压表应使用的是哪两
个接线柱?
10、如图所示的电路中,A、B两端的电压是6V,灯L1的电阻是8Ω,通过
的电流是0.2
A,求:
(1)
通过灯L2的电流;
关键词:欧姆定律;学习能力;培养
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)12-0057
《欧姆定律》作为重要的物理规律,不仅是电流、电阻、电压等电学知识的延伸,还揭示了电流、电压、电阻这三个重要的电学量之间的必然联系,是电学中最基本的物理规律,是分析解决电路问题的金钥匙。在利用欧姆定律进行计算时,强调电流、电压、电阻这三个物理量的同时性和同一性;加强学生对于这些问题的理解,对于后续课程测量电阻、电功、电功率的学习,起到良好的促进作用。因此,对于电学中的第一个规律的学习,教师应该注重学生学习能力的培养。
一、在教学中发现学生容易存在的问题分析
1. 进行电学实验探究时,往往要求学生设计电路图,很多学生在设计时不能一次将电路图设计完整。
2. 从学生做题情况来看,学生不容易弄清楚控制变量法的作用。在历年中考题中,常有这样的题目:在探究电流与电阻的关系时,如将电路中的定值电阻从5欧姆换成10欧姆,将怎样保证电压不变?如何移动滑动变阻器?此类题目的得分率不高。
3. 在运用欧姆定律进行计算时,对于复杂一点的电路,如电路中的用电器不止一个时,学生往往容易将公式写出,数据生搬硬套,乱算一通。这样的习惯对于后续课程――电功、电功率的计算也产生了不良的影响。
针对学生的以上问题,笔者认为原因主要出在以下几个地方:(1)对问题的分析缺乏全面的考虑。(2)对于控制变量法的应用不够熟练,但电路分析有待加强。(3)对于各个物理量之间的因果关系没有弄清楚。没有理解到电阻或电压的变化引起了电流的变化。(4)没有理解欧姆定律的同时性和同一性。
二、结合教科版教材,如何在教学中培养学生的学习能力
笔者认为,结合教材情况以及学生的学习情况,我们可以在以下几个地方做好细节处理,让学生养成良好的学习习惯,培养学生学习能力的目的。
1. 实验设计:分步探究,尝试错误,完善设计,培养学生养成缜密的思维能力
在第一课时的教学中,教学重点在于如何通过实验探究得出电流与电压、电阻之间的关系。教师在提出电流大小与什么因素有关的问题时,学生根据以往的学习经验,猜想出电压、电阻会影响电流的大小。教师应引导学生用控制变量法探究它们之间具体有什么关系。从而将所探究的问题分为两个小课题来进行,即电流与电压的关系和电流与电阻的关系。在进行第一个小课题:探究电流与电压的关系时,学生在设计电路图的时候,容易根据自己的经验将电流表、电压表接入电路,而没有接入滑动变阻器。
教师不必及时指出不足,可以进行展示以后,再提问怎样改变电路中定值电阻两端的电压?这时学生可能会想到要用改变电源电压的方法,但是这样做不够方便。如果用滑动变阻器来调节是最方便的。这时才设计出准确的电路图。学生根据之前所学的串联分压的知识,很容易理解当滑动变阻器的阻值发生变化的时候,电路中定值电阻两端的电压会发生变化,而电流也会随之发生改变。同样,设计好的电路图也可以用于第二个课题的探究。这种不断地让学生对问题作出反应,不断调整自己的设计方案,最后走向完善,这样做符合学生的认知规律。
2. 重视实验探究的过程,培养学生的动手能力以及发现问题后寻找解决方法的能力
对于两个课题的实验,必须由学生自己在教师的引导下完成。绝不能因为赶教学进度而由教师代劳,让学生只是简单记下数据,分析数据得出规律。学生只有在实验过程中才会发现问题。如课题二:在电压不变时,探究电流与电阻的关系中,学生就会发现没有移动滑动变阻器,而将定值电阻改变时,电压表的示数也会随之发生改变。那如何保证电压表的示数不变呢?学生才会自己去想办法通过移动滑动变阻器来完成。那滑动变阻器的移动是否有规律可循?学生通过自己的实验,才会发现其中的规律。有了这样的经验以后,进行理论分析问题也就变得容易了。而具备了动手能力及解决问题的能力后,在后续课程测电阻、测电功率的学习中,也就较为轻松了。
3. 对于实验结论的得出,要把握其中的因果关系,培养了学生的逻辑思维能力
虽然在之前的学习中,学生已经认识到了电压是形成电流的原因。同时也认识到了导体对电流有阻碍作用,也即是导体存在电阻这样的观念。但是放到欧姆定律的学习中,尤其是对公式R=U/I的理解上,学生容易认为电阻与电压成正比,电阻与电流成反比,也就是认为电压和电流的大小会改变电阻的大小。学生会单纯从数学的角度来理解物理公式,而不能把握三者之间的因果关系。也就是电流变化引起了电阻变化还是电阻变化引起了电流变化?这也是我们之前做实验的过程中,让学生分析的根本目的。教师应该要进行提问,由学生来思考变形公式的意义,可以培养学生的逻辑思维能力。对于物理规律的理解,要引导学生理解规律所反映的逻辑关系。
4. 对于欧姆定律内容的学习要注意抓住关键字词,培养学生阅读能力
笔者认为,对于欧姆定律的内涵的讲解,教材上介B是不够的,还需要做补充。我们可以教会学生,从规律或者基础概念中抓住关键字词进行分析。从而到得欧姆定律的适用范围以及应用条件的同时性和同一性原则。
一、将定值电阻改用电阻箱进行实验
绝大部分老师在进行苏科版欧姆定律实验教学时常常有这样的一个困惑,定值电阻标有10欧姆,在进行实验时定值电阻的阻值却不准确,给欧姆定律实验带来了一些不必要的麻烦。我认为定值电阻不准确的原因是:定值电阻出厂时是很精确的,但是由于学校购置后存放在实验室的条件不好,另一方面定值电阻存放时间过长,现在实验室中的定值电阻还是八十年代的产品。所以有些定值电阻的接线柱上面已氧化,电阻线也发生了化学变化,常见的10欧姆的电阻只有8欧姆左右。学校的实验经费有限,不可能每年都购买新的定值电阻。另外在研究电流与电阻的关系时,要多次改变定值电阻的阻值,多次改变所连的电路,浪费了许多实验时间。为此我尝试用电阻箱来代替定值电阻进行实验,效果显著。一方面电阻箱电阻线在箱内,不易氧化。另一方面电阻箱内电阻的精确度高,一般实验室用的J2362-1电阻箱的误差为0.1欧姆,大大高于定值电阻的精确度。另外在进行研究电流与电阻的关系时,要多次改变定值电阻的阻值,利用电阻箱进行实验就不必重复拆线连线,节省了许多实验时间,大大提高了课堂效率,让学生在课堂上有更多的时间来提高自己的知识技能。
二、电源由干电池组改为学生电源
这个探究欧姆定律的实验在书本上用干电池组进行学生实验,但是使用时由于干电池使用时间较长,干电池内部会发生化学变化,干电池的电阻会发生变化,对实验的操作会产生影响。即使用了三节干电池,定值电阻两端的电压不一定达到3伏。另外从环保的角度分析,一学期电学内容的学习,学生至少要进行三次电学学生实验。如果大量使用干电池作为电源进行实验,一个中等规模的初级中学会产生一千多个废旧电池,一方面大量浪费了学校有限的办公经费,另一方面学校对废旧电池处理不当,对周围环境会产生严重影响。综合上述考虑,我认为用学生电源来替代干电池,学生电源干净污染少,还可以避免干电池内阻对实验的影响。当然学生电源并不是没有缺点,学生电源如果使用不当对人身安全有危险。我认为今后物理老师进行电学物理实验时,尽可能使用学生电源,只要安全措施恰当,学生电源是进行欧姆定律和其他电学实验最好的电源选择。
三、导线由接线端带叉口的导线改为两端是鳄鱼夹的导线
学生在进行欧姆定律实验时连七根线,学生在连接电路时,经常不能捏紧螺母,造成接触不良,实验效果较差,为了提高学生做欧姆定律实验的效率,我校在进行欧姆定律实验时,用鳄鱼夹来代替带叉口的导线。可节省连接导线的时间,我做过调查,学生用鳄鱼夹代替带叉口的导线连接电路后,连接欧姆定律实验电路图的时间大大的提高了。另一方面连接电路的成功率由原来的50%提高到80%左右,减少了一些不必要的检修时间。节省了实验操作时间,增加了学生进行探究的时间。另外为了提高实验的精确度鳄鱼夹最好用铜制,导线改用较粗的铜导线,在导线与鳄鱼夹连接处应用锡焊或银焊,这样导线与鳄鱼夹不易脱落。焊接处应加一根橡胶管加以保护,这样同学们在使用时不易折断,尽可能提高实验的成功率和精确度。有些老师认为实验存在误差可以证明实验的真实性,其实这种观点是不科学的,在以前实验环境较差、实验器材精确度不高,在这种情况下误差较大也是正常的。但是现在无锡地区经济基础较好,各校都在进行现代化实验改造或已经完成现代化实验改造。如果此时实验误差较大,这与物理老师的严谨,对科学的一丝不苟的精神是不相符的。
四、数据处理时采用整数
表2填0.15安和15欧。根据:在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
2.进行新课
(1)欧姆定律
由实验我们已知道了在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。
板书:〈第二节欧姆定律
1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。〉
欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
欧姆定律的公式:如果用U表示加在导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示这段导体中的电流,那么,欧姆定律可以写成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
公式的物理意义:当导体的电阻R一定时,导体两端的电压增加几倍,通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时,导体的电阻增加到原来的几倍,则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。
板书:<2.公式:I=U/R
I-电流(安)U-电压(伏)R-电阻(欧)>
有关欧姆定律的几点说明:
①欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
②对于一段电路,只要知道I、U和R三个物理量中的两个,就可以应用欧姆定律求出另一个。
③使用公式进行计算时,各物理量要用所要求的单位。
(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
例题1:课本中的例题1。(使用投影片)
学生读题,根据题意教师板演,画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式,然后代入数值,要有单位,最后得出结果。
板书:〈例题1:
已知:R=807欧,U=220伏。
求:I。
解:根据欧姆定律
I=U/R=220伏/807欧=0.27安。
答:通过这盏电灯的电流约为0.27安。〉
例题2:课本中例题2。(使用投影片)
板书:〈例题2〉
要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。
学生板演完毕,组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。
①电路图及解题过程是否符合规范要求。
②答题叙述要完整。本题答:要使小灯泡正常发光,在它两端应加2.8伏的电压。
③解释U=IR的意义:导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比,跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。
例题3:课本中的例题3。(使用投影片)
板书:〈例题3〉
解题方法同例题2。学生板演完毕,组织学生讨论、分析正误。教师小结。
①解释R=U/I的物理意义:对同一段导体来说,由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,所以i的比值是一定的。对于不同的导体,其比值一般不同。U和I的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于材料、长度和横截面积,还跟温度有关。不能认为R=U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质,所以某导体两端的电压是零时,导体中的电流也等于零,而这个导体的电阻值是不变的。
②通过例题3的解答,介绍用伏安法测电阻的原理和方法。
板书:(书写于例题3解后)
〈用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。〉
3.小结
(1)简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。
什么叫伏安法测电阻?原理是什么?
(2)讨论:通过课本中本节的"想想议议",使学生知道:
①电流表的电阻很小(有的只有零点几欧),因此实验中绝对不允许直接把电流表按到电源的两极上。否则,通过电流表的电流过大,有烧毁电流表的危险。
②电压表的电阻很大(约几千欧),把电压表直接连在电源的两极上测电压时,由于通过电压表的电流很小,一般不会烧毁电压表。
4.布置作业
课本本节后的练习1、4。
(四)说明:通过例题,要领会培养学生在审题基础上画好电路图,按规范化要求解题。
第四节电阻的串联
(一)教学目的
1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。
2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。
3.会利用串联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
学生实验:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个,导线若干。
(三)教学过程
1.引入新课
(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题,由此引出本节学习的内容。
板书:〈第四节电阻的串联〉
(2)问:什么叫串联电路?画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略,板演电路图参见课本图8-7)
(3)问:串联电路电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出I1、I2和I。
板书:〈1.串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉
(4)问:串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么?举例说明。
学生回答,教师小结,在板演电路图上标出U1、U2和U。
板书:〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉
(5)几个已知阻值的电阻串联后,总电阻和各电阻之间有什么关系?这是本节课学习的主要内容。
2.进行新课
(1)实验:测R1和R2(R3)串联的总电阻。
问:实验的方法和原理是什么?
答:用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压放用电流表测出通过串联电阻的电流,就可以根据欧姆定律逄出R1和R2串联后的总电阻。
要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8-5所示。
进行实验:
①按伏安法测电阻的要求进行实验。
②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。
③将R1和R3串联,测出串联后的总电阻R′。将实验结果填在课文中的结论处。
讨论实验数据,得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。实验表明:串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。
(2)理论推导串联电路总电阻计算公式。
上述实验结论也可以利用欧姆定律和串联电路的特点,从理论上推导得出。
结合R1、R2的串联电路图(课本图8-6)讲解。
板书:〈设:串联电阻的阻值为R1、R2,串联后的总电阻为R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因为串联电路中各处电流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
请学生叙述R=R1+R2的物理意义。
解答本节课文前问号中提出的问题。
指出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻。
板书:〈3.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉
口头练习:
①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来,串联后的总电阻R是多大?(答:35欧)
②两只电阻串联后的总电阻是1千欧,已知其中一只电阻阻值是700欧,另一只电阻是多少欧?(答:300欧。)
(3)练习
例题1:
出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8-7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演,教师讲评。
讨论解题思路,鼓励学生积极回答。
小结:注意审题,弄清已知和所求。明确电路特点,利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道,总电阻R可由R1+R2求出,根据欧姆定律I=U/R可求出电流I。
板书:〈例题1:
已知:U=6伏,R1=5欧,R2=15欧。
求:I。
解:R1和R2串联,
R=R1+R2=5欧+15欧=20欧。
电路中电流:I=U/R=6伏/20欧≈0.3安。
答:这个串联电路中的电流是0.3安。〉
例题2:
出示课本中例题2的投影片,学生读题,画电路图(要求同例题1)。
讨论解题思路,鼓励学生积极参与。
①问:此题中要使小灯泡正常发光,串联一个适当电阻的意义是什么?
答:小灯泡正常发光的电压是2.5伏,如果将其直接连到6伏的电源上,小灯泡中电流过大,灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2,由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,即U=U1+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适,就可使小灯泡两端的电压为2.5伏,正常发光。
②串联的电阻R2,其阻值如何计算?
教师引导,学生叙述,分步板书(参见课本例题2的解)。
本题另解:
板书:〈R1和R2串联,由于:I1=I2,
所以根据欧姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理为U1/U2=R1/R2。〉
3.小结
串联电路中电流、电压和电阻的特点。
4.布置作业
本节后的练习:1、2、3。
(四)说明
1.本节测串联电路总电阻的实验,由于学生已学习了伏安法测电阻的知识,一般掌握较好,故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡回指导。
2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时,应注意培养学生的分析、推理能力。
3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。
第五节电阻的并联
(一)教学目的
1.使学生知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小。
2.复习巩固并联电路电流、电压的特点。
3.会利用并联电路的特点,解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
每组配备干电池二节,电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻2只(5欧和10欧各一只),导线若干条。
(三)教学过程
1.复习
问:请你说出串联电路电流、电压和电阻的特点。(答略)
问:请解答课本本章习题中的第1题。
答:从课本第七章第一节末所列的数据表可以知道,在长短、粗细相等条件下,镍铬合金线的电阻比铜导线的电阻大;根据串联电路的特点可知,通过铜导线和镍铬合金中的电流一样大;根据欧姆定律得U=IR,可得出镍铬合金导线两端的电压大于铜导线两端的电压。
问:请解本章习题中的第6题。(请一名学生板演,其他学生自做,然后教师讲评。在讲评中要引导学生在审题的基础上画好电路图,按规范化要求求解。)
2.引入新课
(1)请学生阅读本节课文前问号中所提出的问题,由此提出本节学习的内容。
板书:〈第五节电阻的并联〉
(2)问:并联电路中电流的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结。
板书:〈1.并联电路的总电流等于各支路中电流之和。即:I=I1+I2。〉
(4)问:并联电路电压的特点是什么?举例说明。
学生回答,教师小结。
板书:〈2.并联电路中各支路两端的电压相等。〉
(5)几个已知阻值的电阻并联后的总电阻跟各个电阻之间有什么关系呢?这就是本节将学习的知识。
3.进行新课
(1)实验:
明确如何测R1=5欧和R2=10欧并联后的总电阻,然后用伏安法测出R1、R2并联后的总电阻R,并将这个阻值与R1、R2进行比较。
学生实验,教师指导。实验完毕,整理好仪器。
报告实验结果,讨论实验结论:实验表明,几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。
板书:〈3.几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。〉
问:10欧和1欧的两个电阻并联的电阻小于多少欧?(答:小于1欧。)
(2)推导并联电路总电阻跟各并联电阻的定量关系。(以下内容教师边讲边板书)
板书:〈设:支路电阻分别是R1、R2;R1、R2并联的总电阻是R。
根据欧姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因为并联电路各支路两端的电压相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和。〉
练习:计算本节实验中的两个电阻(R1=5欧,R2=10欧)并联后的总电阻。
学生演练,一名学生板演,教师讲评,指出理论计算与实验结果一致。
几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小,这是因为把导体并联起来,相当于增加了导体横截面积。
(3)练习
例题1:请学生回答本节课文前问号中提出的问题。(回答略)
简介:当n个相同阻值的电阻并联时总电阻的计算式:R=R''''/n。例题1中:R′=10千欧,n=2,所以:R=10千欧/2=5千欧。
例题2.在图8-1所示电路中,电源的电压是36伏,灯泡L1的电阻是20欧,L2的电阻是60欧,求两个灯泡同时工作时,电路的总电阻和干路里的电流。(出示投影幻灯片或小黑板)
学生读题,讨论此题解法,教师板书:
认请此题中灯泡L1和L2是并联的。(解答电路问题,首先要认清电路的连接情况)。在电路图中标明已知量的符号和数值以及未知量的符号。解题要写出已知、求、解和答。
(过程略)
问:串联电路有分压作用,且U1/U2=R1/R2。在并联电路,全国公务员共同天地中,干路中电流在分流点分成两部分,电流的分配跟电阻的关系是什么?此题中,L1、L2中电流之比是多少?
答:(略)
板书:〈在并联电路中,电流的分配跟电阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉
4.小结
并联电跟中电流、电压、电阻的特点。
几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小。
5.布置作业
课本本节末练习1、2;本章末习题9、10。
参看课本本章的"学到了什么?,根据知识结构图写出方框内的知识内容。
(四)说明