歐姆定律的應用知識點范文
時間:2023-07-13 17:30:32
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篇1
關鍵詞: 物理 歐姆定律 復習
在物理復習的整個知識體系中,電學知識板塊兒尤為重要。一是:它占整個三式合一理化試題物理部分的40%左右,即70分中的近30分屬于物理電學試題。二是:電學知識在生產實踐中的重要作用已凸顯出來。而要學生全面掌握、領會初中階段電學知識,對于相當一部分初中生來說具有較大的難度。從教以來我聽過一些初中電學復習課:有的先把所要用到的電學公式板書在黑板上,再講典型例題,接著練習;有的則通過學生作題中所反饋的問題對知識進行補充強調,再練習;有的直接強調萬變不離其宗,讓學生多看教材,然后講例題等。復習中講例題沒錯,但選擇的例題過多,又無代表性,既延長了復習時間,又不能使學生的知識得到升華。久而久之,學生疲勞,老師厭煩。要使復習課在短時間內生動、奏效,應選擇恰當的例題,在講例題的基礎上,對知識進行歸納和升華。
復習課,一要體現“從生活走向物理,從物理走向社會”,教學方式多樣化等新課程理念;二要體現“知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度和價值觀”三維目標的培養(yǎng);三要優(yōu)化學生的認知結構,讓學生在教師的引導、幫助下,把學到的知識歸納起來,從而便于提練和記憶。所以對電學的復習要從學生喜聞樂見的小電器起步,從典型例題入手進行歸納總結。
例1:如圖-1是一個玩具汽車上的控制電路。小明對其進行測量和研究發(fā)現:電動機的線圈電阻為1Ω,保護電阻R為4Ω。當閉合S后,兩電壓表的示數分別為6V和2V,則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A,電動機的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。(這是陜西師范大學出版社出版,經陜西省中小學教材審定委員會2008年審定通過的《物理課堂練習冊》中的一道題)
學生通常按下列方法計算電路中的電流:
R中的電流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
電動機中的電流:I=U/R=4V/1Ω=4A,
由此得第一空電路中的電流就有兩個值0.5A和4A。
于是第二空的對應值為:P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個問題:
1.根據歐姆定律計算出兩個串聯元件中的電流不相等,與串聯電路中電流的特點相矛盾。
2.由串聯分壓原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:
①當U=2V時,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;
②當UM′=4V時,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,這與串聯電路中的電壓關系相矛盾。
對此,應找出題中所涉及的知識點,分析這些知識點間的聯系,那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先,應對歐姆定律有深入的理解。
例2:如圖2所示電路(R≠R≠R)。引導學生分析如下:
1.對電路狀態(tài)的分析。
(1)當S、S、S都閉合時,R與R并聯,并聯后作為一個整體再與R串聯。A測R中的電流,V測R或R兩端電壓。
(2)當S、S閉合S斷開時,則由圖-2演變?yōu)閳D-2(a)到(b)。
R與R串聯,R處于斷開狀態(tài),A測整個電路中的電流。
(3)當S、S閉合S斷開時,則由圖2演變?yōu)閳D-2(c)到(d)。
R與R串聯,R處于斷開狀態(tài),V測R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個量間的關系。
(1)歐姆定律中的I、U、R三個量是針對同一個用電器或者同一部分電路而言的,即必須滿足“同一性”。
當圖-2中的S、S、S都閉合時,A測R中的電流為I,V測R兩端電壓為U。此時能否用U與I的比值來計算R或R阻值呢?(即R=U/I)。
如果R=R時,由于R與R并聯,所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U,即U=U=U。根據R=U/I得R=U/I,R=U/I。這樣計算出的R2的值雖然是正確的,但屬于不正確的方法得出了正確的結果,實屬偶然巧合。
若R≠R時,那么R=U/I,若再按R=U/I來計算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因為電壓相等是并聯電路電壓的特點,R、R中的電流是不相等的。上述中錯誤地認為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓,而電流是R中的電流,電壓與電流是兩個不同電阻(或用電器,或電路)的對應量,也就違背了“同一性”。
這就告訴我們,在應用歐姆定律解題時,一定要遵循“同一性”原則,切忌“張冠李戴”,電學中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
(2)歐姆定律中的I、U、R三個量必須是同一狀態(tài)、同一時刻存在的三個物理量,即必須滿足“同時性”。
在圖-2中,當S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小是否相等?
在圖-2中,當S、S閉合S斷開時,不難看出,R與R串聯:I=I=I則I=U源/(R+R);當S、S閉合S斷開時,R與R串聯:I=I=I,則I=U/(R+R)。因為R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即兩次電流不相等。S、S閉合時,R中的電流大小與S、S閉合時R中的電流大小不相等,這是因為S、S閉合時與S、S閉合時電路狀態(tài)不同,R是在不同的狀態(tài)下工作,不是同一時間內電流的大小,電流不相等。
在利用公式計算的過程中,不能用第一狀態(tài)下的量值與第二狀態(tài)下的量值代入關系式計算。如:要計算R的電阻值,就不能用第一狀態(tài)下R兩端的電壓值與第二狀態(tài)下R中的電流的比值來計算R的電阻值。在計算電流、電壓時,也不能這樣處理。
因此在利用公式計算時,帶值入式的物理量必須是同一狀態(tài)下的物理量,必須滿足“同時性”。
(3)歐姆定律中的I、U、R三個量的單位必須同一到國際單位制,即I―A、U―V、R―Ω。即應滿足“統(tǒng)一性”。
除各物理量的主單位外,還應記住常用單位及其單位換算關系,將常用單位換算為國際單位制單位,在利用其它電學公式計算時也要統(tǒng)一單位。
如:電功的公式W=UIt中,各物理量的對應單位:U-V、I-A、t-S;這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中:U-V、I-A,這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對一段不含電源的導體成立,即只適用于純電阻電路。因此,歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉換的知識,電動機工作時實質上也是一個發(fā)電機。電動機工作時,其閉合線圈切割磁感線會產生感應電流,所產生的感應電流對流過電動機線圈中的電流有一定影響。
實際上圖1相當于一個“RL”串聯電路,總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數和,即U≠U+U。但得到的電流有效值的關系I=U/Z與直流(或部分)電路的歐姆定律相似,各元件上的分電壓與該元件的阻抗(Z)成正比。
雖然電動機工作時產生的阻抗目前初中階段無法計算出來,但無論電動機工作時產生的阻抗為多少,電路中的電流都等于電阻R中的電流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動機兩端的實加電壓等于總電壓(電源電壓)減去電阻R兩端的電壓,即U=U-U=6V-2V=4V。則電動機的功率為:P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說明,電阻R所在的這部分電路與電動機所在的這部分電路有著本質的不同。從能量轉化的角度看:電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉化為熱能;而電動機所在的這部分電路電能只有少部分轉化為熱能,大部分轉化為機械能。前者屬于純電阻電路,后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路,即用電器工作的時候電能全部轉化為內能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動機、電風扇,等等,除了發(fā)熱外,還對外做功,所以這些是非純電阻電路,歐姆定律不再適用。由歐姆定律導出的公式也只適用于純電阻電路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)
2.歐姆定律適用于金屬導體和通常狀態(tài)下的電解質溶液;但是對于氣態(tài)導體(如日光燈管中的汞蒸氣)和其它一些導電元器件,歐姆定律不成立。歐姆定律對某一導體是否適用,關鍵是看該導體的電阻是否為常數。當導體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數時,其電阻叫線性電阻或歐姆電阻,歐姆定律對它成立;當導體的電阻隨電壓、電流變化時,其電阻叫非線性電阻,如:電子管、晶體管、熱敏電阻等,歐姆定律對它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下,即導體溫度保持恒定時才能成立。當導體溫度變化時,歐姆定律對該導體不成立,因為電阻是溫度的函數。
在講解歐姆定律的應用時,常舉白熾燈的例子,實際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時電阻具有非線性,隨著電流的增大,鎢絲的溫度升高很多,其電阻也隨著變化。對非線性電阻,歐姆定律不成立,但是作為電阻定義的關系式R=U/I仍然成立,只不過對非線性電阻,R不再是常量。
綜上所述,例1中第一空電路中的電流有兩個值0.5A和4A,一個是在純電阻電路(電阻R)中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個是用歐姆定律計算在非純電阻電路(含電動機的電路)中的電流為4A,顯然不對。
通過對例1的全面、透徹的分析,我們對電學知識得到了進一步升華:(1)判斷電路的連接方式;(2)判斷電表的作用;(3)利用歐姆定律解決實際問題時必須注意“三性”;(4)復習了電功率、焦耳定律等相關電學公式;(5)歐姆定律的適用范圍。
學生能夠領悟到,復習不是為了解題,而是要掌握知識的前后聯系,優(yōu)化知識結構;仔細觀察,認真分析;發(fā)散思維,以點帶面;舉一反三,融會貫通。這樣,從而體現出知識與技能、過程與方法,以及情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。
參考文獻:
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篇2
關鍵詞:數學推理;科學探究;問題情境;科學方法;理論聯系實際
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節(jié)《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內容,其中包含了許多科學思想方法,是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節(jié)典型的規(guī)律探究課,本節(jié)內容較抽象,學生在學習時,對電源內電路認識模糊,難以理解電源有內阻;對內外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑,對其中蘊含的科學方法未能深刻領會?!叭绾斡行黄七@些教學難點?”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程,有效實施三維目標教學?”一直是廣大物理教師研究的重要課題,本文試圖通過對本節(jié)課的教材、教法的分析,探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節(jié)課中如何有效實施探究教學,培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然,這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上,引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律,體現了循序漸進的教學原則。順應這種構想,教材對本節(jié)內容以如下方式呈現:先直接給出閉合電路的概念,然后從功能關系出發(fā), 根據能量守恒,理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E,再根據閉合電路的歐姆定律,理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現方式的好處是:既充分體現了功和能的概念在物理學中的重要性,又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學,領略了執(zhí)教老師們的各種處理方法,比較有代表性的是以下兩種教法:
第一種教法是沿用原教材的思路,采用比較傳統(tǒng)的方式,注重理論探究,先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數學表達式,再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規(guī)律,最后引導學生運用規(guī)律解題,把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位,發(fā)揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創(chuàng)設懸念,引入課題,設計探究實驗,讓學生在實驗中總結歸納出內外電壓之間的關系,再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。
根據課后反饋發(fā)現,沿用原教材思路設計的教學,效果并沒有達到設計者想象的結果,究其原因,主要有以下幾個方面:
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的,注重于數學推理,比較抽象,缺乏令人信服的探究實驗,學生無直接經驗感知和相應的認知過程,難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路,特別是內電路的建構過于直接,無感知過程,學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解,加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻,對電源內部的電路無直觀印象,對電源也有內阻心存疑慮,難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E,這種處理方式,會讓學生對U+U=E的普適性產生懷疑:非純電阻電路還適用嗎?
4.作為一節(jié)規(guī)律探究課,本節(jié)課包含了許多科學思想方法,教材過于注重理論推導,忽視了實驗探究,淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育,這對培養(yǎng)學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的,也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法,調動學生學習的主動性和積極性,學生能獲得更直觀的認識,有效地突破一些教學難點,但由于本節(jié)知識點多,思維量大,設計過多的實驗(特別是設計繁雜的分組實驗)勢必會分散學生的注意力,干擾學生的正常思考,擠壓學生思考和實踐應用的時間,影響了學生主體作用的發(fā)揮,效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規(guī)律,科學設計探究過程
從物理學史來看,歐姆定律是基于實驗而發(fā)現的,并非演繹推理的結果,教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識,沒有參與知識發(fā)現過程中的情感體驗,難以形成深刻的理解,課堂上學生學習的積極性也不高。規(guī)避這種負面影響的方法就是在教學設計時,應當尊重學生的心理特點和認知規(guī)律,科學地設計探究過程,讓學生在親身探究中理解定律,體驗方法?;谶@種指導思想,筆者在教學設計時,先用兩節(jié)新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電,產生了與學生日常生活經驗相矛盾的現象來設置“懸念”――引入新課。然后,引導學生針對“引入實驗”中的現象展開探究,讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納,得出電源內電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系,從理論角度來推導、探究,讓實驗得出結論在理論上獲得支撐。最后,引а生利用所學規(guī)律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結合的探究過程”的設計,既避免了設計過多的實驗,又讓學生親身體驗了探究的過程,加深了對知識的理解,深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性,感受到物理的探究之美和應用之美。同時,又能激發(fā)學生的學習熱情,使物理課堂教學產生無窮的樂趣,進而實現高效的物理課堂教學。
2.2 合理創(chuàng)設問題情境,引導學生質疑探究
作為一節(jié)規(guī)律探究課,本節(jié)課的重點是如何落實探究教學,讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律,感知科學探究的過程和方法。在探究教學中,問題是探究的起點,沒有問題就不可能有探究,正是在問題的驅動下,學生才能積極思考,從而產生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規(guī)律形成過程的基礎上,精心創(chuàng)設問題情境,以問誘思,引導學生融入到探究學習的情境中去。例如:在構建“閉合電路”概念時,用兩節(jié)新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后,可設置如下問題情境:“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時,亮度反而暗了?難道電池壞了?”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小?減小的電壓哪兒去了?”“電池有內阻?可能嗎?”“我們來看看電池(觸摸電池),電池變熱了,什么原因導致工作的電池會變熱?”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗,由此認識到“電源內部也有電阻和電流”“電源內部電流的通路,稱為內電路”。這種以問題啟發(fā)學生思考,以實驗引導學生體驗來構建閉合電路的方法,既彌補了教材對內電路建構的非直觀性,也讓學生經歷了在質疑中分析、探究的過程,學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成,遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結果時,設置如下問題情境:“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規(guī)律,這個結論可靠嗎?”“如果我們能從理論上找到依據,是不是更可靠?如何從理論上來分析呢?”“從能量角度行嗎?”“內、外電路在時間 t 內消耗多少電能? ”“這些能量從何而來?”學生在上述問題的引導下,發(fā)現也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關系時,設置以下問題情境:“實驗表明,燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故,你們能說說路端電壓與什么有關嗎?”“它們之間具體的關系是什么?”“如何設計實驗來研究呢?”“從實驗數據中能得出什么結論?”“能從理論上分析為什么會發(fā)生這樣的變化嗎?”“如果外電阻斷開,路端電壓為多少?外電阻短路,路端電壓又為多少?”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么?”在這一個個問題的引領下,學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系,不僅體驗了科學探究過程,提高了理論分析和實驗探究的能力,也養(yǎng)成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育,加深對規(guī)律本質的認識
作為一根主線,科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中,教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規(guī)律,強化科學探究法的顯性教育:以引入實驗為線索,引導學生經歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程,領會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解,突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題,但這種模型對學生來說還是比較抽象,難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比,來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法,既簡單又源于學生的生活經驗,學生容易接受,教學中應注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到,教學中要注意借助問題情境,把規(guī)律的探究以一個個問題的形式呈現出來,讓學生在問題的引領下經歷演繹、推理過程,構建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解,體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外,本節(jié)課中,要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上,通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現實意義,體會極限法在物理學習中的作用和意義,有效地訓練學生突破思維定勢,培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。
2.4 注重理論聯系實際,物理與生活的聯系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯系實際,將理論和實際、物理與生活聯系起來,可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產、生活聯系密切,教學設計時,應注意還原知識的產生背景,注重將知識應用于實際生活。例如:新課引入可以從生活現象來提出問題,引發(fā)學生思考探究;在得出路端電壓與外電阻R的關系后,引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析,來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”;在學完了本節(jié)知識后,可引導學生用本節(jié)課所學知識分析解決新課引入及生產、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程,培養(yǎng)學生利用物理知識分析解決實際問題的能力,建構對知識(尤其是難點知識)的正確理解,從而真切地感受所學物理知識的實用性,充分理解物理學科對時展的深遠意義。
參考文獻:
篇3
1.內容臺階———初中重記憶高中重理解
初、高中物理教材在編寫方式及內容要求上存在著較大的差異.初中物理注重學生的感性認識,重記憶、重靜態(tài)的描述,內容淺顯直觀,以定性分析為主,并且圖文并茂.為了開闊眼界、激發(fā)學生的學習興趣,在閱讀材料中提供軼聞趣事,為初中物理教學提供了積極的作用.但是,由于先入為主,給學生造成了一定的思維定勢,這為以后的高中教學帶來了一些障礙.高中物理注重學生的理性認識,重理解、重動態(tài)的描述,并以定量計算為主,物理概念相對抽象、嚴密,在數學工具的應用上要求也有很大幅度的提高,并且對邏輯思維能力要求較高,這樣一來就形成了強烈的反差.這對于剛升入高中的學生來說會產生臺階.
2.銜接臺階———初中高調高中嚇唬
正因為初中物理重基礎,重記憶,初中教師會在第一節(jié)課上高調宣稱“物理不難,會背就行;丟了難題,還有70(總分為80分)”,而且這一論調能在后面的多次考試中得到反復驗證,扎根于學生腦海.對比地,高中物理教師一般會通過比較高、初中物理的差異等來引起學生的注意.本意無可厚非,但事實卻表明,這對學生而言無異于當頭棒喝,讓學生覺得高中物理難學.如果為再引起學生重視而將首次考試難度提高,那學生的物理學習熱情就會被徹底催毀.
二、解決———高、初教師齊努力
1.初中教師要啟下
把握好初中物理與高中物理知識的銜接,讓知識如行云流水般地平穩(wěn)過渡.現行教材的知識體系是根據學生的認知水平呈螺旋狀上升的,無論初中、高中(甚至大學)都有力、熱、光、電等幾大板塊,只是要求、難度各異.初中教師應明確初中的許多物理概念是不嚴密的,應該告訴學生這些知識點的局限性.例如,在初中物理教材中,速度的定義為物體在單位時間內通過的路程.這時,教師應講清楚這個定義是對于物體作勻速直線運動而言的,由于物體在各個時刻運動的快慢和方向是相同的,因此任意時刻的速度都等于整段時間內的平均速度.在變速運動中,各個時刻的運動快慢和方向都不同,這樣定義出來的速度只能是平均速度.為高中學習瞬時速度、平均速度打下良好的基礎.重視物理規(guī)律的內涵和外延,將新知識與原有的知識有機銜接起來.例如,歐姆定律的內涵是導體中的電流與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比,即部分電路歐姆定律.歐姆定律的外延是電路中的電流與電源電動勢成正比,與整個電路的總電阻成反比,即全電路歐姆定律.重視培養(yǎng)學生思維能力的銜接.由于初中生在思維上主要以具體形象思維為主,所以初中物理教材在編排上注重聯系實際、貼近生活、并且圖文并茂,加強了形象思維能力的培養(yǎng),但教材中也不乏有抽象思維能力的訓練.要在實驗的基礎上,經過分析、概括等過程,實現由具體形象思維到抽象邏輯思維的過渡,實現從“實物”到“質點”的跨越.教師要把科學方法的教學放到比知識的教學更為重要的位置,“授人以魚不如授人以漁”.這就要求初中物理教師在教學過程中,應積極采用探究式教學法,把科學家從事科學研究的一些基本做法反映到教學中來,讓學生體驗科學的結論都有其科學的產生過程,即“問題假設求證結論”的探究路徑.教師要注重對結論的產生過程的教學,促成學生抽象邏輯思維的形成.
2.高中教師須承上
篇4
關鍵詞:高中;電磁感應;常規(guī)題型;歸類解析
物理知識與文學類知識存在本質區(qū)別,在解決物理問題時需要學生具備一定的抽象思維能力與分析能力。電磁感應是物理學科的難點,也是歷年高考的重點,那么要想在高考中輕松應對這些題目,要了解電磁感應的常規(guī)題型及該題所要考查電磁感應的知識點,以此找出問題的突破點。
一、高中電磁感應的常規(guī)題型概述
電磁感應內容可以是每年高考物理學科必考的重點內容,就這幾年的物理命題而言,從命題方向上來看,重點對學生感應電流方向判定、法拉第電磁感應定律、導體切割磁感線時電動勢的相關計算、楞次定律等物理知識進行考查,從高考命題形式上來看,既有單獨對一項物理知識點的考查,同時也有物理綜合知識考查的計算題,并且一般都是物理綜合命題的分值比較高,具有一定的難度。高考物理例題中常見的綜合物理題型有電磁感應與力學綜合規(guī)律的綜合、電磁感應與電路規(guī)律的綜合、電磁感應與能量守恒的綜合等等。
二、高中電磁感應常規(guī)題型的歸類解析
1.電磁感應與力學規(guī)律的綜合題型解析
電磁感應與力學規(guī)律綜合應用是歷年來高考物理學科重點考查的知識點,那么解決這類問題的重點在于對物體運動的狀態(tài)進行分析,在分析過紅才呢過中尋找其臨界狀態(tài),比如說速度變化、加速度變化、感應動勢變化、導體受力運動變化、安培力變化及電動勢變化等等,這些因素的變化有著密不可分的關系,相互影響。以下是筆者通過一道高考例題對電磁感應與力學規(guī)律的綜合應用解析。
例如:AB與CD是兩根固定的、足夠長的平行金屬導軌,兩金屬導軌之間距離為L,水平面與金屬導軌平面的夾角用θ表示。整個金屬導軌平面內部都有與金屬導軌平面斜上方垂直的均強磁場,該磁場的磁感應強度為B,在金屬導軌的AC端點連接一個電阻,電阻值為R,同時還要連接一個垂直于金屬導軌放置的、質量為m的金屬棒ab,從靜止狀態(tài)開始沿著金屬導軌進行下滑,求解在該運動過程中金屬棒ab的最大速度(金屬導軌之間的動摩擦因數用μ表示,金屬導軌與金屬棒之間的電阻大小可以忽略不計)。
解析:金屬棒ab在沿金屬導軌下滑時會受到四個作用力、分別是摩擦力Ff、支持力FN、重力mg與安培力F安,若金屬棒ab由靜止狀態(tài)開始進行下滑后,那么這個過程屬于變加速過程,當金屬棒ab下滑期間其加速度降低到a=0時,其本身的速度就會增大到v=vm。此時金屬棒ab與金屬導軌處于平衡狀態(tài),以后金屬棒ab再下滑將按照vm勻速下滑。按照E=BLv、I=E/R、F安=BIL等公式的計算要求對金屬棒ab所受的力進行正交分解,FN=mgcosθ,Ff=μmgcosθ,根據E=BLv、I=E/R、F安=BIL可得,將金屬棒ab作為研究對象,再依照牛頓第二定律應為:mgsinθ-μmgcosθ=ma,金屬棒ab在做加速運動時,此時減小的是變加速運動,那么當a=0時金屬棒ab的運行速度處于最大值,金屬棒ab達到vm時有mgsinθ-μmgcosθ=0,根據此式計算出金屬棒ab在運動時的最大速度。
在求解這類題型時應在金屬棒受力分析基礎之上,根據牛頓定律,并結合電磁感應定律、安培力公式及歐姆定律等相關知識點,從而建立起金屬棒的運動狀況及受力狀況,理清金屬棒的運動變化與電磁感應規(guī)律之間的關系,這樣會使整個解題思路更加清晰,找到求解這類題型的突破口。
2.電磁感應與電路規(guī)律的綜合題型解析
電源內部電流一般都是由負極流向正極,而電源外部則是由高電勢向低電勢的方向流動,因此在求解電磁感應與電路規(guī)律綜合物理題時要明確等效電路相關內容,清楚的指出電源、內電路及外電路,在求解電磁感應電動勢過程中需要對 等相關內容,那么要解決此類物理問題,對于電源外路應根據其結構對其內部各元件的連接狀況進行分析,并畫好等效電路圖,這主要是利用閉合電路歐姆定律對其進行求解,當然在電磁感應與電路規(guī)律綜合物理題型求解中,還需要結合題目全面考慮該題材所要考查的知識點,綜合考慮電功率及電功等能量關系式,并對閉合電路的實際運行狀況進行分析。電磁感應與電路規(guī)律綜合考查是高考物理題型的重要形式,在求解過程中首先要清楚感應電動勢大小,其次要明確內外電路,畫出等效電路圖能夠明確解題思路,快速解出試題。
3.電磁感應與能量守恒的綜合題型解析
電磁感應與能量守恒綜合題型也是歷年高考物理科目考查的重點,一般高考例題主要是對能量轉化問題進行考查,利用導體切割運動及磁通量的變化等形式所產生的能量轉化為電能;電流在流動過程中在利用電場力做功也可將電能轉化為物體學中其他形式的能量,這就是電磁感應與能量守恒綜合題型考查,它詮釋了電磁感應與能量守恒之間的關系及相互轉換過程。比如在能量轉換去向分析中,可以通過導體棒切割磁感線運動對其進行分析,按照其做功及能量變化狀況作為依據點,將整個運動過程與理論結合在一起進行詳細的分析求解。
三、總結
電磁感應知識內容牽涉面較為廣泛,與力學規(guī)律、電路規(guī)律及能量守恒等知識也緊密相連,當然高考中的電磁感應相關知識點還有很多,但是其在求解中存在一定的共性。一般情況下,在電磁感應相關問題求解中,需要明確掌握兩個定律,抓住電磁感應相關運動中研究對象的受力及能量轉化狀況,從而對電磁感應相關問題進行靈活求解。
參考文獻:
[1]肖斌.高中物理電磁惑應常規(guī)題型酌解析[J].新課程,2010,9(28):19-20.
篇5
關鍵詞:CAI KCL定律 教學設計
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)08(a)-0139-01
1 教學設計方案
(1)設計理念:KCL定律(基爾霍夫第一定律)是電路的基本定律,反映的是電路中各支路電流之間的約束關系,既適用于直流電路,也適用于交流電路,可以說它是分析計算后續(xù)復雜電路的重要依據。在教學過程中教師只是憑借教科書直接講授知識點及相關的例題,學生很難理解,我對學生感到難學難懂的內容進行了探討和分析,發(fā)現只要學生理解了支路、節(jié)點、回路、網孔這幾個術語的含義,就容易理解基爾霍夫定律的內容,理解了定律的內容,就可以做到熟練掌握和運用有關理論來解決實際電路問題。根據上述分析,針對KCL定律這種包含抽象概念的專業(yè)理論知識,筆者制定了CAI教學模式。CAI(Computer Aided Instruction計算機輔助教學)是在計算機輔助下進行的各種教學活動,以對話方式與學生討論教學內容、安排教學進程、進行教學訓練的方法與技術。CAI為學生提供一個良好的個人化學習環(huán)境。綜合應用多媒體、超文本、人工智能和知識庫等計算機技術,克服了傳統(tǒng)教學方式上單一、片面的缺點。它的使用能有效地縮短學習時間、提高教學質量和教學效率,實現最優(yōu)化的教學目標。
(2)設計思路:CAI模式進行教學設計,構建理論實踐一體化教學模式,如圖1所示。
本課內容的地位和作用:本課的內容選自《煤礦電工學》第一章第四節(jié)“復雜直流電路分析”,學生在前面學習了運用電阻串、并聯化簡和歐姆定律來解決簡單直流電路的基礎上,進一步學習KCL定律分析復雜電路,既符合認知規(guī)律,有遵循技能習得過程的知識結構網,筆者結合CAI教學模式設計這節(jié)課,旨在培養(yǎng)學生透過現象歸納事物本質,將感性認識提升為理論知識,進而把知識轉化為技能。
教學目標的確定:根據教學大綱要求,結合教材內容和學生當前的心理特點及認知水平,筆者擬了如下三個教學目標:(1)專業(yè)知識目標:掌握支路、節(jié)點、回路、網孔等基本概念;理解KCL定律的內容。(2)能力技能目標:培養(yǎng)學生能夠掌握應用KCL定律列節(jié)點電流方程的方法,提高學生分析和解決電路問題的能力。(3)情感素質目標:通過類比圖形的引入,激發(fā)學生的學習興趣,調動學生的思維,從而促進學生積極思考,主動學習;培養(yǎng)學生透過現象歸納事物本質,鍛煉學生的查閱能力、自學能力、表達能力和評價能力,將感性認識提升為理論知識的能力;提高學生的參與競爭和團隊協(xié)作精神,養(yǎng)成良好的職業(yè)道德。
確定教學重難點:(1)教學重點:支路、節(jié)點、回路及網孔的理解與區(qū)分;運用基爾霍夫第一定律列節(jié)點電流方程。(2)教學難點:電流參考方向與實際方向的判斷。
教法和學法的運用CAI課件輔助教學模式,直觀教學類比引入,引導學生積極思考;采用設問情境,啟發(fā)學生大膽回答;采用比喻法,使學生容易理解;采用歸納、總結的方法,講練結合,使學生加深認識。處理問題由淺入深,并結合具體例題對問題進行總結,充分體現教師的主導作用和學生的主體地位。
2 教學實施過程
2.1 導入新課
回顧串、并聯電路。給出兩個電路,請同學分析兩電路的不同之處,有且僅有一條有源支路,可用電阻的串并聯進行化簡,是簡單電路;分析簡單電路的方法是歐姆定律。有兩條及兩條以上的有源支路,不能用電阻的串并聯進行化簡,是復雜電路;解答復雜電路的方法是什么?導入新課――KCL定律。
2.2 新課講解
講解幾個基本術語支路:由一個或幾個元件首尾相接組成的無分支電路。節(jié)點:三條或三條以上支路所聯接的點。回路:電路中任何一個閉合路徑叫做回路。網孔:內部不包含其他支路的回路,即中間無支路穿過的回路。電路實例分析(提示:回路和網孔之間存在什么關系?有什么區(qū)別?)動動腦筋:給出的電路有幾條支路、幾個節(jié)點、幾個回路、幾個網孔?
講解KCL定律。
(1)內容:流入任一節(jié)點的電流之和等于流出該節(jié)點的電流之和,即∑I入=∑I出,定律討論的對象:節(jié)點電流(故又稱節(jié)點電流定律)。
(2)習題:通過習題導出基爾霍夫第一定律的另一種表述。用KCL定律列出圖2的節(jié)點電流方程:I1+I2=I3+I4+I5可得:I1+I2-I3I4-I5=0。若規(guī)定流入節(jié)點的電流為正,流出節(jié)點的電流為負,可得基爾霍夫第一定律的另一種表述:電路中任一節(jié)點上電流的代數和恒等于零,即∑I=0。
(3)KCL定律的應用(任務進階)。
電流I為負值引出參考方向的概念,參考方向:任意假定的方向。若計算結果為正值,表明電流的實際方向與參考方向相同;計算結果為負值,表明電流的實際方向與參考方向相反。
(4)基爾霍夫第一定律的推廣:①對于電路中任意假設的封閉面來說,節(jié)點電流定律仍然成立(三極管引腳電流關系);②對于電路之間的電流關系,仍然可由節(jié)點電流定律判定(安全用電)。
2.3 歸納總結
2.4 練習作業(yè)、板書
筆者在探討、總結前面教學經驗的基礎上,采用CAI模式進行教學設計,突破了傳統(tǒng)的教學設計方法,這樣的教、學情境讓學生通過一系列的思維加工過程發(fā)展自己的創(chuàng)新思維和自主探究能力,以解決自己面對的問題。學生不僅能夠迅速理解、掌握知識和技能,更能將知識、技能靈活應用與實踐中,充分體現了學生作為學習的主體,在教師的引導下進行實踐教學活動,實現了最優(yōu)化的教學方案設計,對今后教學的改善和提高具有一定的實際意義。
參考文獻
[1] 全國煤炭技工教材編審委員會.煤礦電工學[M].煤炭工業(yè)出版社,2002:9.
[2] 楊劍鋒.軸承部件單元教學設計及反思[J].職業(yè)教育研究,2013(2):101-102.
篇6
【關鍵詞】物理;習題課;高效課堂
作為教師,我們每教學生一堂課的知識,就必然要用相應的練習去提升學生對知識的應用能力,那么,習題課就是必不可缺的。同樣,作為中學理科中的重點,初中物理的習題課更顯得尤為重要。學生通過做一定的習題來鞏固和加深對基本知識的理解是必不可少的。因此,在初中物理教學中,如何有效、高效地進行習題課的教學就顯得舉足輕重。
物理習題課的主要任務是鞏固和運用所學知識,培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力或創(chuàng)新能力。如教材中的“速度的計算”、“密度的應用”“歐姆定律的應用”、“功的計算”、“電功率的計算”等等都屬于這一課型。
我們知道,習題課不同于新授課,學生已經對基本知識、基本概念有了初步學習。學生的主要學習任務就是回顧復習已學知識點并運用知識解決有關的問題,以達到活學活用,并且能夠對知識有一定的拓展和延伸。而傳統(tǒng)的習題課教學主要包括“講——練——評”三大環(huán)節(jié)。老師先講清基本公式的用法及注意問題并篩選一兩道典型例題進行詳細講解;然后再給學生出若干道練習題讓學生去訓練;訓練結束后老師再講評練習題。學生在這種傳統(tǒng)的習題課課堂上往往覺得比較枯燥、乏味,很難真正領悟透物理公式運用的方法和技巧,故這種教學模式學生的學習效果并不好。因此在當前新課程改革的背景下,如何打造高效的習題課教學模式就顯得十分迫切。
當前,我校正在進行以小組合作學習為主的課堂教學改革,主要目標是以學生主動的學為主的“高效課堂”。并且教室內學生的座位布局也發(fā)生的相應的改變,變原來的全體學生面向黑板的座位方式為現在的以6人為小組的圓桌式。這樣的最大好處就是強化了小組的作用并方便了小組成員之間的內部合作與交流。我校還斥巨資,在每個教師的墻面上安裝上新的黑板,供學生展示。為高效課堂的創(chuàng)建提供物質保證。我校老師在備課上也做了大膽的嘗試與改革,老師備課的主要任務是編寫導學案,上課主要以導學案為主線,以學生主動的合作學習為主導,老師適時的點評為補充?;谶@種學校課堂改革的背景,我在物理習題課的教學中也做了大量的嘗試,已基本形成了的物理習題課的高效課堂教學模式。
我認為初中物理習題課的教學模式主要分為以下幾個環(huán)節(jié):
1.出示學習目標
教學大綱中要求,每節(jié)課教師都要明確三維教學目標,使學生明了本節(jié)課將練習運用什么知識來解決什么問題,重點是什么,難點是什么,要學會哪些方法等。本環(huán)節(jié)學習目標的設計要簡明扼要,是以學生的角度闡述本節(jié)課通過學習最終達到的目標。如在人教版八年級下第七章中《歐姆定律應用習題課》的學習目標我是這樣設計的:
1.1 知道定律的內容以及其表達式、變換式的意義。
1.2 會用歐姆定律計算電流、電壓、電阻。
學習目標的出示形式可以采用多種方式:學習目標也可以讓學生羅列,這節(jié)課我想學會些什么,我想用什么方法學習,能夠達到什么水平等。也可以讓學生齊讀學習目標,以達到加深印象的效果。
2.復習與本節(jié)課有關的概念、規(guī)律或方法(最好能簡化成易于掌握的條文)
在物理學中,對概念的理解和應用尤為重要,在復習時,概念性的知識一定要讓學生熟記于心。我們可列成圖表,也可寫成文字或公式,便于學生記憶。這樣一來我們可以改變教師滿堂灌的授課方式、改變學生被動學習的學習方式,真正體現學生學習的主體性,做到以學生為中心、以學為中心。這就要充分發(fā)揮小組的作用,可以以小組為一個小的單位來參與到課堂上來,讓學生成為課堂的主人,讓原來枯燥、乏味的課堂變成活躍、有趣的課堂。具體實施時可采用讓學生先按照導學案上的提示交流合作完成復習任務,并抽其中一兩個小組派代表將自己的結果在黑板上展示給大家,并給予適當的鼓勵,以調動小組的積極性,活躍課堂氣氛。然后老師給于適當的補充和點撥,并給學生幾分鐘時間強化記憶。
3.指導自學:要求學生自學例題的解析過程,重點看解題
在習題課上,遇到題目的時候,先給學生思考的時間,并且充分發(fā)揮小組合作的精神,自己先解決,自己解決不了的問題,拿到課堂上,讓老師和同學們一塊幫忙討論解決。為完成同類型練習題打好基礎。本環(huán)節(jié)要改變以往老師主講為主的方式,讓學生充分發(fā)揮小組的作用,讓小組成員之間相互配合好,會的學生教不會的學生。老師在整個環(huán)節(jié)中僅僅是一個指導者、引領者,切記越俎代庖。
4.學生展示
小組討論完之后,抽一個小組板演并講解例題。這個環(huán)節(jié)是整個教學過程的核心,課堂展示有利于提高學生綜合素質和培養(yǎng)學生自主學習的積極性、主動性。因此要引入一些激勵機制,調動學生參與展示的積極性。
5.點評
在學生展示結束后,先請學生就展示的內容做評價,若板演出現錯誤,不要打擊學生的積極性,可讓學生直接對照板演內容進行互評,要求說出錯在哪兒和產生錯誤的原因,應該怎樣訂正。最后再由老師做總結性點評,對于學生沒講透或者是需要升華的地方需要精講,給學生提煉出來解題的一般步驟和方法。
6.當堂訓練
主要訓練學生運用物理概念和公式進行解題的
能力,同時兼顧解題規(guī)范化訓練。這個環(huán)節(jié)是最后的加強鞏固階段。旨在通過一定量的習題訓練,使學生掌握住本節(jié)學習的解題步驟和方法,同時能就不同類型的問題做到舉一反三,以期能達到熟練掌握知識、提升自己能力的效果。
7.反饋提升
篇7
【關鍵詞】電磁知識;新課程;調查研究;教學銜接
1. 調查背景 根據教育部的規(guī)劃,自2004年秋季開始,全國各省、直轄市、自治區(qū)已在高中陸續(xù)實施了新課程的改革。河北省是2009年秋季開始實施的。這對于工作在教育一線上的教師而言,即是一個實現自己教育理想的機會,又是一次適應新教育理念的考驗。為了能更好的完成高中物理新課程的教學工作和任務,將初中物理新課程知識與高中物理新課程知識進行有效的銜接,是非常有必要的。
由于在實施了新課程標準之后,中學物理知識中的電磁學板塊,無論是在知識的內容方面,還是在知識的結構方面,都有了一定的變化。本次調研的目的之一就在于要清晰的、準確的找出電磁學部分在課改后的接洽點。
另外,經常見到一些初中電磁學知識掌握的較好的學生,學過一段時間的高中電磁知識后,成績下降頗多。學生大呼電磁學太難,初中時學電磁知識的輕松勁消失的無影無蹤,在心理上產生了畏懼感,降低了學生學好電磁知識的信心。究其原因,除了教與學方法的差異外,初高中電磁學知識的過渡“臺階”太大,是一個極其重要的因素。使學生盡快適應高中電磁知識的教與學的特點,渡過學習的難關,就成為我們開展本次調研活動的另一個動機。
2. 調查方法 在調查過程中,主要采取了聽課、交流會和發(fā)放問卷等方式。
首先,我們聯系鄰近的初級中學,深入初中物理課堂聽課,了解初中電磁知識教學現狀。例如,在滄縣馬連坦中學,聽王斌老師的《歐姆定律和安全用電》。課后,與該中學的張連旭、畢元海等老師交流了關于電學知識方面初高中銜接的地方。在滄州市第八中學聽候蘭蘭老師的《磁場》,課后,與該中學的候蘭蘭等六名老師探討關于電磁知識的初高中銜接。類似的活動還在滄縣杜生鎮(zhèn)中學、滄州市朝陽中學等學校開展。
其次,向學生發(fā)放問卷。我們共發(fā)放問卷1000份,回收983份。其中,面向初中生發(fā)放600份,回收592份,回收率約為98.67%,面向高中生發(fā)放400份,回收391份,回收率約為97.43%。調查問卷涉及滄縣第三中學、滄縣馬連坦中學、滄縣杜生鎮(zhèn)中學、滄縣中學、滄州市第八中學、滄州市朝陽中學等九所學校的初三(九年級)學生和高一學生。數據全面,詳實可靠。
3. 調查時間 2012年3月10日——2012年5月15日
4. 調查問卷狀況及分析
4.1 電場。根據學生問卷結果,關于原子的結構和自然界中電荷的種類,在學生群體中有較高的認知程度,分別達到90.9%和87.3%,但是,像“電中性”和“電荷的中和”的認知程度卻只有20.0%和23.6%。對電荷間作用力的認識不是非常到位。不了解電場及特點。
分析:鑒于上述情況,再結合教師交流會的記錄以及新課程標準的內容可知,大部分學生對常識性知識和簡單模型能較好的掌握,但對較深刻一點的問題則表現不佳。 電荷間的作用力明確了力的方向,但未提及力的大小和決定因素,更沒給出定量表達式。 初中并未明確提出電荷守恒定律和電場的概念及特點,而調查卻顯示學生對此有所了解。 估計,他們的電荷守恒的想法應該來自于化學的方程式配平原則,但這并不是我們物理上的電荷守恒定律的準確認知。高中教學時,應該對此有所借鑒和區(qū)分?!半妶觥币苍S是混同了“磁場”的概念,因此,在講“電場”時,我們應該在類比的同時也要注意區(qū)分,避免混淆。
4.2 恒定電流。由數據可知,對電路中的電流、電源等概念的了解基本可以,但仍存在百分之二十多的學生掌握的不到位。 對電源內部的情況了解不多。 串、并聯電路的特點和規(guī)律大概有50%——80%的學生能基本掌握。 歐姆定律的內容及應用有78.2%的學生認為已經學會,但并不十分清楚該定律的使用范圍。 對電表的認識只限于理想電表的應用。 關于“伏安法測電阻”已經有所使用,但沒有深入探究學習,大概少于20%的學生能夠知道“內接法”和“外接法”的特點。沒有明確滑動變阻器的常用接法。有60%——80%的學生知道電功和電功率。
分析:這一部分是初中電學知識的重點和難點,也是初高中電磁知識的重要銜接位置。了解恒定電流在初中階段物理教學中的寬度和深度,對高中階段教學是很有幫助的。對于基本概念的掌握,學生們并非全部到位,應適當的在教學時給予提及。重點放在串、并聯電路的特點和規(guī)律以及歐姆定律上,這與高中時分析電路和電表的改裝等諸多地方聯系緊密。若此處學生不能準確、熟練、到位的掌握,則會在學習中遇到很大的困難。因此,在高中教學過程中,在此處要重點復習,強化理解。關于電功、電熱、電功率部分,學生們雖然已經有所了解,但初中階段并不介紹這些表達式的來歷,也不涉及非純電阻電路的應用問題。因此,在高中教學時,要側重于引導學生分析推理出其中的因果關系,糾正不合理的認識。
4.3 磁場。對磁場的基本認識,例如,磁體、磁極、磁場的基本性質、方向、磁感線等知識點,學生們掌握的較好,只有16%——21%的學生未能達到要求。學生們能清楚的知道磁體外部磁感線的分布,而不知磁體內部的情況;對地磁場的了解不清晰。大部分學生知道安培定則,接近80%。但對于通電直導線在磁場中的受力掌握不理想。
分析:就調查數據來看,磁場的基本知識初中已經研究的比較到位,在這一點上高中階段可以只需稍作復習即可。而磁感線的特點和安培定則需要向深刻處挖掘。通電直導線在磁場中垂直于磁場放置時所受磁場力情況,在初中階段,只知道有力且該力方向與磁場和電流方向有關,但并未得出該磁場力的定量表達式F=BIL和用于判斷該力方向的左手定則。
4.4 電磁感應。調查顯示,“由磁生電”的方法初中只介紹了導體棒切割磁感線一種形式。感應電流的方向并不是很清楚。有80%——90%的學生知道頻率和日常生活用電的類型。了解電磁波的一些特點,但有超過60%的學生對電磁波的傳播過程不太清楚。
分析:初中已經介紹了一種電磁感應的方法,但這是從直觀現象上認識的,并未涉及本質。初中已經實驗總結了產生感應電流的條件,這一點在高中教學過程中可以借鑒使用。另外,感應電流的方向規(guī)律,在初中教學中并未提及。因此,高中教學時要細致的對待這一點。電磁波在初中教材里雖涉及的面很廣,但要求都不高,多為了解性知識,現象居多,未涉及原理和本質性知識。在高中教學的過程中,應利用他們已有的現象認識,逐步向原理性知識方向引導和過渡。
4.5 學習態(tài)度。從調查問卷的數據來看,學生自評的初中電磁知識的掌握狀況,9%的好評,遠小于23.6%的差評和67.4%的中評。但學生們對電磁知識的興趣卻比較濃厚,對自己將來學習高中電磁知識有58.2%的學生是比較自信的。
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高中物理的新特點
1.知識深度,理解加深
高中物理,要加深對重要物理知識的理解,有些將由定性討論進入定量計算,如力和運動的關系、動能概念、電磁感應、核能等。
2.知識廣度,范圍擴大
高中物理,要擴大物理知識的范圍,學習很多初中未學過的新內容,如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動量定理、動量守恒定律、光的本性等。
3.知識應用,能力提高
高中不僅要學習物理知識,更重要的是提高學習物理知識和應用物理知識的能力,高中階段主要是自學能力和物理解題能力,并學會一些常用的物理研究的方法。
總之,高中物理與初中物理相比,是螺旋式上升的。
學好物理的方法
1.上好每節(jié)課,作好每次業(yè)
課前預習,發(fā)現問題,記下疑難,培養(yǎng)自學能力。
上課專心,積極主動,認真思考,適當筆記,培養(yǎng)思維能力。
課后復習,獨立按時完成作業(yè),培養(yǎng)解題能力。
2.注意觀察,做好實驗
學生實驗:實驗前,認真預習,弄清原理,明確步驟;實驗時,認真觀察,及時記錄;實驗后,處理分析,得出結論。
演示實驗:注意觀察,積極思考,共同分析,得出結論。
小實驗:課外盡自己的力量實際動手做一做。
此外,日常生活中,要留心觀察各種現象,用學過的物理知識進行分析解釋。
3.重視理解,掌握方法
理解物理概念(物理量)的定義、意義、決定因素等。如密度、壓強等。
理解物理規(guī)律的意義、條件。如歐姆定律等。
掌握研究物理問題的科學方法。如比值定義法、理想實驗法、控制變量法等。
4.加強小結,全面鞏固
學習物理時,要加強自我小結,可以寫單元小結或章節(jié)小結,形式可以多種多樣,如文字表述、方框圖、表格等,特別是在復習時,更要加強小結,使知識結構化系統(tǒng)化。當然,解題后,也要注意小結,體會解題的方法、思路,并力求一題多解或一題多變等。
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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(guī)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(guī)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(tǒng)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(yǎng)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(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)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(guī)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(guī)律物
理知識的規(guī)律體現為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)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(guī)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?。溥m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(guī)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(tǒng)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(guī)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(tǒng)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(guī)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(tài).
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(fā)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(tǒng)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(tǒng)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(qū)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(qū)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(yǎng)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(fā)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(yǎng)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(yǎng)統(tǒng)一在使學生真正掌握科學知識體系上.
篇10
在物理選修3-2第四章第6節(jié)《互感與自感》的教學過程中,斷電自感現象是個較難理解的知識點,不少同學在學習的過程中對有些問題比較困惑.下面就本人在教學過程中碰到的一個問題淺析如下.如圖1所示,設電源電動式為E,內阻不計,線圈的直流電阻為RL,自感系數為L,當電鍵S閉合,電路穩(wěn)定后,線圈中的電流為I=ERL.電鍵S斷開的瞬間,線圈中產生自感電動勢阻礙電流的減小.由楞次定律可知,自感電動勢只能阻礙而不能阻止電流的減小,所以線圈中的電流在I的基礎上逐漸減小.對此,有學生提出這樣的疑問:在斷開電鍵的瞬間,對于RL回路,由閉合電路的歐姆定律可知:I=ER+RL,據法拉第電磁感應定律知E自=-LΔIΔt,對于同一線圈,E自與ΔIΔt成正比,只要人為控制斷開開關的快慢不變,產生的自感電動勢就不變.那么電流I將隨電阻R的變化而變化,若R足夠小的話,電流I會不會大于ERL;若R比較大的話,電流I會不會小于ERL.
2問題的解決
2.1理論分析
可見,斷開電鍵時線圈中電流是最大值Im=IL;電動勢的最大值E自m=IL(R+RL).對于斷電自感現象,在RL電路中不管R的阻值如何變化電流都是在線圈中原電流大小的基礎上逐漸較少的;而產生的自感電動勢會隨R的不同而不同.
2.2實例分析
例1如圖2所示,實際教學中,教師對該難點的突破可利用 “千人振”實驗.為了提升效果,可以先讓一位同學抓住A、B兩處,然后再讓更多的同學手拉手一起參與實驗.根據上面的分析可知:串聯的人越多電阻就越大,斷電時自感電動勢也會相應的增大,人多與人少時同學被電擊的感覺是非常接近的.這既激發(fā)了學生的興趣,也讓學生通過親身感受來加深對物理規(guī)律的理解.