欧姆定律的性质范文

时间:2023-08-07 09:25:04

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欧姆定律的性质

篇1

在电学的定律当中,欧姆定律是非常关键的一项,它贯穿于整个电学的始终。深入、系统和全面地理解欧姆定律是有效解决牵涉电学问题的基础和前提条件,针对欧姆定律的教学,教师需要做好如下的两个方面:

一、引导学生注重三个物理量之间的关系

“导体当中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比”,这就是欧姆定律。在此,教师应当引导学生注重三个物理量之间的关系。(1)欧姆定律强调电压与电阻决定了导体当中的电流,而不是由电源提供的电压,这跟电阻和电流是毫无关系的,电阻属于导体自身的性质,这跟电压和电流也是毫无关系的,因此是电压与电阻一起决定了电流。(2)注重计算关系。在公式:I= 当中,只要确定了任意的两个物理量,就可以对另外的一个物理量进行计算,这就需要引导学生熟练地掌握公式的变化。(3)注重这三个物理量一定要根据同一段的导体,比如,将R1与R2进行串联,接在30 V的电源上面,R1是10欧姆,经过R1的电流是0.2安,问R2的电阻与R2两端的电压是多少。教师在指导学生练习或者是讲解的时候,需要将电路图画出来,注明相应的物理量,突出需要注意的问题,以实现理想的教学效果。

二、拓展和应用欧姆定律

教师在讲解欧姆定律的时候,需要引导学生注重知识的应用和拓展。通过并、串联电路的电压和电流规律,对电阻规律进行推导,可以概括并联电路的规律是:(1)电流I=I1+I2;(2)电压U=U1=U2;(3)电阻 。可以概括串联电路的规律是:(1)电流I=I1=I2;(2)电压U=U1+U2;(3)电阻R=R1+R2,再应用电阻规律对一些实际问题进行解决。比如,教师在教学的过程中,可以提问学生下面的一些问题:为什么调节台灯的亮度按钮,灯泡能够变亮或者是变暗?为什么手电筒当中的电池使用时间长了之后,灯泡会变暗?这两个问题的原理是一样的吗?这样,学生就能够积极主动地探讨,纷纷发表自己的看法,课堂氛围顿时活跃起来。学生通过应用欧姆定律,对实际生活当中一些不好理解的问题进行了解释,从而调动了学生的学习兴趣。

总之,在初中物理教学当中,欧姆定律是非常重要的。教师一定要引起高度的重视,实施有效的教学策略,教授学生关于欧姆定律的知识。

篇2

重点考查:

1.探究实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;

2.欧姆定律的意义及应用:对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。

考查热点:

1.实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;

2.理解:对欧姆定律的理解;

3.应用:应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。

考点1: 电流与电压、电阻的关系

例1:小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω,电阻R1为l0Ω。实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻R1两端电压为4V,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是 Ω和 Ω。

解析:要探究电流与电阻的关系时,必须要控制电阻R1两端的电压一定,即R1两端电压U1=4V不变。要能保证实验成功,滑动变阻器两端电压控制为6V-4V=2V,R2中也就是电路中的最小电流为2V/20Ω=0.1A,此时定值电阻最大为U1/I=4V/0.1A=40Ω,故只能选择l5Ω、30Ω的电阻。

答案:15,30。

点拨: 探究电流与电阻的关系,要改变电阻大小,而必须控制其两端电压一定。

考点2: 欧姆定律表达式及其物理意义

例2:关于欧姆定律公式I= ■,下列说法正确的是( )。

A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比

B.导体两端的电压越大,其电阻越大

C.据欧姆定律公式变形可得R= ■,可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关

D. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值

解析:I、U、R三者不能随意用正比、反比关系说明,R=U/I,它是电阻的计算式,而不是决定式,导体的电阻是导体本身的性质,与电流电压无关,只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,但可用电压与电流的比值求电阻。

答案:D。

点拨:理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。

考点3:动态电路分析

例3:如下图所示,电源电压不变.闭合S1后,再闭合S2,电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”。)

解析:当闭合S1后,再闭合S2,此时R2被短路,电压表接到电源两端,因此电压表示数变大,此时电路中的总电阻减小,电流表示数也变大。

答案:变大,变大。

点拨:分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。

考点4:欧姆定律计算

例4:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15V 1.0A”字样,乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )。

A.25V B.35V C.15V D.12.5V

解析:甲灯的电阻是R甲=■=■=15Ω。乙灯的电阻R乙=■=■=20Ω,两灯串起来后,总电阻是15Ω+20Ω=30Ω,允许通过的最大电流是0.5A,所以最高电压是30Ω×0.5A=15V。

答案:C。

点拨:不能把两额定电压的值相加作为最高电压;串联应取小电流。

考点5:电阻的测量

例5:现有一个电池组,一个电流表,一个开关,一个已知电阻R0,导线若干,用上述器材测定待测电阻Rx的阻值,要求:①画出实验电路图;②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量;③根据所测物理量写出待测阻值Rx的表达式。

篇3

新课程下的中考的另一个特点,就是重视对实验探究能力的考查,促使同学们用新视角重新思考实验的过程,得到新的发现或收获,设计有关“过程与方法”的试题,考查同学们提出问题、做出猜想和假设、设计研究计划、分析处理数据、得出结论、学会评价的能力。

二、试题讲析

例1 如图l所示,电阻R1为12Ω,将它与R2串联后接到8V的电源上,已知R2两端的电压是2V,请求出电路的总电阻。

讲析 这是一道应用欧姆定律的基础题,解题的方法有两种:一种是从欧姆定律出发的分析法;一种是从电路的基本性质出发的综合法。即:求总电阻可以将R2的值求出来再求R1和R2的和;也可以用总电压除以总电流得总电阻;或根据电路的性质建立相应的关系式求解。

解法一:因为R1、R2串联,U1=U-U2=8V-2V=6V,I1=U1/R1=6V/12Ω=0.5A,I2=I1=0.5A,R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω,R总=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω.

解法二:因为R1、R2串联,I=I1=I2,则U/R1+R2=U-U2/R1,8V/R=8V-2V/12Ω,R总=16Ω.

解法三:因为R1、R2串联I1=I2,则U1/R1=U2/R2变形得R1/R2=U1/U2,R/R1+R2=U-U2/U1+U2,U/R1+R2=U-U2/R1,R总=16Ω.

例2 如图2所示,电源电压不变,当开关S闭合时,电表示数的变化情况是( ).

A.电流表、电压表示数均变大

B.电流表、电压表示数均变小

C.电压表示数变大,电流表示数变小

D.电压表示数变小,电流表示数变大

讲析 这是一道欧姆定律应用题,要判断电表的示数如何变化,关键是要知道电路中的电表示数变化的实质,当开关s闭合后,电路的状态由两个电阻的串联变为只有一个电阻R2的电路;原来电流表测的是R1和R2串联时的电流,现在R1和电流表被短路,电流表的示数为0,示数变小;电压表原来测的是R2上的电压,它是电源的一部分电压,而现在的电路中只有R2,则U2=U源,示数变大,本题选C.

本题的问题是有些同学看不懂电路状态变化的实质,死抠欧姆定律,电流或电压的变化是与电路的变化有关,但知道了现在的电路的变化特征就简单多了,识别电路是我们解电学题的前提,如果电路的状态不清,则应用的电路性质也就会出错,这种能力要加强。

例3 在如图3所示的电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,电阻R1=4Ω,变阻器R2的最大阻值为15Ω,电流袁的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表,变阻器接入电路的阻值范围不能超出( ).

A.3.5Ω~8Ω

B.2Ω~3.5Ω

C.0~8Ω D.0~3.5Ω

讲析 本题是欧姆定律的又一种应用形式,是状态电路中的变阻器的取值范围问题,解这类题目的关键是从电路的状态出发,找出符合电路要求的电学关系式,题目中的两个电表同时要满足不超过量程的要求,即:串联电路中的电流不大于0.6A,电阻R2两端的电压不少于3V,所以我们可以用欧姆定律,写出符合电路要求的数学不等式组然后求解。

依题意,由欧姆定律可得

由①②两式解得3.5Ω≤R2≤8Ω,所以应选A.

本题与物理上其他题目一样,关键是理清电路的特征,能写出符合电路特点和要求的数学关系式,然后通过数学的手段解出结果,所以仅有基本知识是不够的,更要练就解相关问题的技能。

例4 小明利用如图4所示的装置探究电流产生的热量与哪些因素有关?在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,通电一段时间后,甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,该现象能够说明电流产生的热量与下列哪个因素有关( )。

A.电荷量 B.电流 C.电阻 D.通电时间

讲析 题目的表象是:甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高,这与哪些因素有关?煤油是因为受热膨胀,液面上升的;相同条件下,甲中的液面升得高,说明甲瓶中的电阻产生的热量多R甲和R乙是串联在电路中的,则电流、通电时间以及电荷量(电流和通电时间的乘积)相等,A、B、D选项都不是影响因素;根据焦耳定律甲的电阻大,甲放出的热量多,则电流产生的热量与电阻的大小有关,应选C.

本题实际上探究的是焦耳定律的影响因素,使同学们能进一步了解其内容、理解它的应用同时本题中也渗透了“控制变量法”的探究思想。

例5 一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220V,额定功率模糊不清,热效率为90%,正常工作情况下烧开满壶水需要5min,水吸收的热量为118800J,此时热水壶消耗的电能为_______J,其额定功率为_______W,电阻是_________Ω.若实际电压为198V,通过电热水壶的电流是_________A,1min内

电热水壶产生的热量是________J.(假设电阻不随温度改变)

讲析水所吸收的热量已知,电热的利用率知道,则消耗电能可以由热量的利用率求出;用电时间已知,消耗的电能已求,则由电功率的定义求电功率,电水壶的电阻由R2=U2额/P额求出,在实际电压下的电流I=U/R,实际电压下的电热水壶所产生的热量Q=IRt.

答案:132000 440 110 1.8 21384

本题是欧姆定律和焦耳定律应用的基础题,也是通过练习使同学们掌握基本知识的重要途径,简单的是这样的填空题,复杂的可以演变成综合应用题;这些题目也是中考中同学们易失分的地方。

例6 CFXB型“220V 1100W”电饭煲的原理图如图5所示,它有高温烧煮和焖饭、保温两挡,通过单刀双掷开关S进行调节,R0为电热丝,当开关S接高温烧煮挡时,电路的功率为1100W,当开关S接焖饭、保温挡时,电路的总功率为22W。

(1)电饭煲在高温烧煮档时,开关S应与哪个触点连接?

(2)电热丝R0的阻值多大?

(3)当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大?焖饭、保温10rain,电热丝R0产生的热量为多少?

讲析 电饭煲在高温烧煮挡时,电路中的功率是最大,在电压一定时,要得到最大功率电路中的电阻应最小,由图5可知,当R被短路时,电路中的电阻最小,电路中只有R0工作,则S应合到2位置,高温挡时的功率已知,电压为额定电压,R0由R=U2/P等求得,当电饭煲在正常焖饭、保温时,电饭煲的热功率最小,电路中的电阻最大,则R0和R串联,可求出此时的电流,再由Q=I2Rt求出R0产生的热量,

答:(1)与触点2连接。

(2)P=U2/R0,R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω.

(3)P=IU,I=P/U=22W/22V=O.1A,Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J.

本题是欧姆定律和焦耳定律应用的综合题,同学们要能综合考虑影响电路发热的因素,也就是理解焦耳定律定义公式(Q=I2Rt)和各种变形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的应用,其中也涉及到欧姆定律的灵活应用。

三、巩固练习

1.如图6所示电路中,R1=10Ω.当开关S闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V.求:(1)电源电压;(2)R2的阻值。

2.如图7所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中(

)。

A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小

B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大

c.电压表V1的示数不变,电路消耗的总功率变大

D.电压表V2的示数变小,电路消耗的总功率变小

3.一只电炉的电阻为48.4Ω,接在电压为220V的电路中工作,它的功率是w,电炉丝工作时热得发红,而连接电炉丝的导线却不怎么发热,其原因是

4.在一次科技小组的活动中,同学们按照如图8所示的电路在AB之间接入一根细铜丝,闭合开关S后,调节滑动变阻器,使电流表的读数保持3A不变,过了一会儿,细铜丝熔断,在AB之间换接一根同长度的较粗的铜丝,再调节滑动变阻器到某一固定值,经较长时间粗铜丝没有熔断,在此过程中,电流表的读数保持3A不变小明同学针对所观察到的现象提出了一个问题:造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(设电源电压保持不变)

(1)你认为造成细铜丝熔断而粗铜丝没有熔断的原因是什么?(请简述理由)

(2)若粗铜丝电阻为0.01Ω,求:在5s内粗铜丝共产生的热量。

(3)如果你家准备安装一台“220V 1500W”的电热水器,你应用选用(较粗/较细)的铜导线用作连接线比较安全。

5.如图9所示电路,电源两端电压保持不变,当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,灯L的电功率为PL,电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,灯L的电功率为R1',电流表的示数为,I2,已知PL:P'L=9:25.

(1)求电流表的示数I1与I2的比值;

(2)当开关S1、S2又都断开,滑动变阻器的滑片P在c点时,变阻器接入电路的电阻为Rc电压表V1的示数为u1,电压表V2的示数为U2,已知U1:U2=3:2,Rc的电功率为10W,这时灯L正常发光,通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片P,会形成不同的电路,在这些不同的电路中,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:1.求灯L的额定功率。

6.小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图10所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。

“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50Ω)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;

“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=50Ω)、导线等组成,问:

(1)工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?

(2)若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?

篇4

欧姆定律是实验定律.要正确理解欧姆定律,应了解如何通过试验来揭示电流、电压、电阻三个物理量之间的关系.因为是三个物理量,所以我们在研究实验时要采用控制变量法,探究过程中分两步.

1.保持电阻不变,研究电流跟电压的关系

研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变,那么,设计实验电路时就要考虑以下几个方面:①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I?②怎样保持导体的电阻R不变?③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U?设计实验电路图(如图1):

按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,使它成整数倍的增加,并记录所对应的电流值,填入表一中.

表一:R=10Ω

通过上表可得:电阻一定时,电流与电压成正比.

2.保持电压不变,研究电流跟电阻的关系

同学们一定要明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”的思想.实验探究时应考虑:①怎样改变导体电阻R的大小?②怎样保持导体两端的电压U不变?这是这个探究实验的难点,当电阻的大小发生变化时,可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变.

不断更换定值电阻,利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值,填入表二中.

表二:U=3V

通过上表可得:电压一定时,电流与电阻成反比.

综上所述:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.

同学们在具体的探究活动中可能会遇到这样的问题:在电阻R阻值改变时,电阻R两端的电压也发生变化,如何移动滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值.这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面.

例1小刚同学用如图2电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的惟一操作是().

A.保持变阻器滑片不动

B.将变阻器滑片适当向左移动

C.将变阻器滑片适当向右移动

D.将电池个数增加

解析当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,而A、B两点间的电压增大,所以滑动变阻器的电阻应当增大才能使A、B两点间的电压保持不变.这道题让大家真正了解到应如何灵活应用控制变量法.

二、正确理解欧姆定律

在欧姆定律中,三个物理量是指同一导体或同一段电路在同一时刻的I、U、R,同时三个物理量的单位必须要用国际单位制.

对于欧姆定律I=U/R和欧姆定律的变形式R=U/I,这两个公式是大家最容易混淆的.

特别是R=U/I只是用来计算导体电阻的,决不能认为R与U成正比,R与I成反比;对同一导体而言,即使导体上不加电压,导体电阻仍然存在.切记导体电阻与电压电流无关,它是导体本身的一种性质.

为了更形象深刻地理解欧姆定律,我们可以借助图像来描述.

根据I=U/R,当R一定时,I与U成正比,相当于数学中的正比例函数的图像.如图3甲所示.而在U一定时,I与R成反比,相当于数学中的反比例函数的图像.如图3乙所示.

应用这种图像可以来比较电阻的大小.

例如图4所示为接入闭合电路中阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I-U图像,从图中可知().

A.R1R2

B.R1R2串联后,总电阻I-U图线在区域Ⅱ内

C.R1R2并联后,总电阻I-U图线在区域Ⅲ内

D.R1R2并联后,总电阻I-U图线在区域Ⅰ内

解析 首先大家要对串并联电路的总电阻非常清楚,串联的总电阻大于任何一个分电阻,并联的总电阻小于任何一个分电阻.从图上可以选择电压一定时,比较电流的大小关系,I1I2,所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ,所以正确答案为D.

三、欧姆定律的应用

根据欧姆定律:①知道导体两端的电压和导体的电阻就可以求出导体中的电流;②知道通过导体的电流和导体的电阻就可以求出导体两端的电压;③知道通过导体的电流和导体两端的电压就可以求出导体的电阻值,即I=U/R,U=IR,R=U/I.

例2一个定值电阻两端加上6V电压时,通过它的电流是0.4A.如果给它加上3V的电压时,则流过它的电流是多少?为什么?

解析一

要求当电压是3V时,电流是多少,还需知道电阻,根据前面的两个条件可以求出电阻是15Ω,因为电阻是不变的,所以I=U/R=3V/15Ω

=0.2A.

解析二

根据欧姆定律,R一定时,I与U成正比,即得I=0.2A.

例3如图5所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中().

A.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数变小

C.电流表示数变大,电压表示数变大

D.电流表示数变大,电压表示数变小

解析当滑动变阻器滑片P向右滑动时,电路的总电阻变大.电压一定时,电阻变大,电流变小,所以电流表示数变小;通过定值电阻的电流减小,所以定值电阻分担的电压减小,电压表的示数变大.故选A.

例4如图6所示是“伏安法测电阻”的实验电路图.

(1)在图6中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;

(2)某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A.请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内.

(3)根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx≈_______Ω.

(4)分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:_______________________________.

解析(1)填入电流表和电压表,如图7所示.

(2)实验数据表格设计如下表:

篇5

〔中图分类号〕 G633.7

〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463(2013)

06—0039—02

“三个焦点”是指在课堂教学中的三个主要因素,即重点、难点、关键点。下面笔者就以初中物理课堂教学为例来谈谈这“三个焦点”及相互关系和处理方法。

一、课堂教学中的“三个焦点”

1.重点。教学重点即课堂教学中的知识重点,是最基本、最重要也是学生应该掌握的教学内容,是一节课中要解决的主要矛盾。抓住了教学重点,就抓住了课堂教学中的关键。

2.难点。教学难点指学生在学习知识过程中难以理解和掌握的内容,是在完成“重点”教学任务或对教学内容进行提升和发展、延伸与拓展,以及理解、分析和解决问题时难以逾越的思维障碍。

3.关键点。教学关键点指解决好重点、难点的关键措施,它往往是学生的易错点、易混点、易忽略点。

例如,《密度》一节教学的重点是:(1)通过实验探究,学会用比值的方法定义密度的概念。(2)理解密度的概念、公式。(3)用密度知识解决简单的实际问题。难点是:在实验探究的基础上利用“比值”定义密度的概念。关键点是:做好实验探究,用“比值”建立密度的概念。

二、“三个焦点”之间的关系

教学重点、难点和关键点之间既相互独立又相互关联。任何学科的教学内容都有一定的知识结构,是一张相互联系的网。重点是这张网上的“纲”,难点是这张网上的“结”,关键点是理“纲”解“结”的方法措施。三者关系有全部重叠、部分重叠、非重叠三种。全部重叠时只要抓住关键点,重点、难点也就解决了;部分重叠时,抓住关键点就意味着突出重点或排除难点;非重叠时要精心设计和安排关键点去解决重点和难点。难点解决不好会影响整个课堂的教学效果,如果只注重教学难点,而未能较好地抓住教学重点和关键点,不但难点难以突破,而且教学任务也难以完成。关键点是突破重点、攻克难点的突破口,抓住关键点,才能更好地掌握重点和突破难点。

三、教学过程中如何处理好“三个焦点”

1.备好课。备好课是上好课的前提和保证,在备课过程中应注意以下几点:

(1)找准重点。备课时必须依据教学大纲的要求,认真研究教材或参阅有关资料,正确分析教材的重点,考虑好在教学中如何突出重点。例如,欧姆定律是反映电学中三个重要的物理量,是电流、电压、电阻关系的一个重要定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,因此通过实验探究得出欧姆定律,掌握和理解欧姆定律的内容和公式,并用欧姆定律进行分析和解决简单的电路问题是教学的重点。

(2)找到难点。要找到难点,就要联系学生的实际情况,根据他们的知识基础和思维能力,分析和找到学生难于理解的地方,即内容比较抽象、深奥、复杂或学生接受起来比较困难的知识和技能,并且为在课堂上解决这个难点,可以提供适当的措施和方法。例如,欧姆定律教学的难点是设计实验过程和对欧姆定律的理解,其中学生对实验方法的掌握是重点也是难点。

(3)找出关键点。教学关键点突出反映了学生在新知识学习过程中认识上的矛盾性,体现了已学知识与新知识的联系,展示了教学过程中由感知教材向理解教材的合理过渡。因此,确定与处理教学关键点,对于顺利学习新知识起决定性的作用。 要确定与处理好关键点,就要深入钻研教材,弄清教材内容的内在联系。要对教材的内容作深入剖析,理出知识的层次,找出已学知识和后续知识与这些内容的联系,找出解决重点及难点的关键所在。例如,欧姆定律教学的关键点是:通过对实验数据的分析,概括出电流与电压、电流与电阻的关系。

2.上好课。上好课是提高教学质量的关键和保证,因此要做到以下几点:

(1)突出重点。教授重点是一节课的中心任务,课堂中的所有教学活动都必须紧紧围绕教学重点进行,在教学结束时应及时归纳总结,以突出重点。例如,牛顿第一定律中“一切物体在没有受到外力作用时总保持静止状态或匀速直线运动状态”是教学的重点,教学时应着重讲解。

篇6

1、知道电动势的定义.

2、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题.

3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.

4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.

5、理解闭合电路的功率表达式.

6、理解闭合电路中能量转化的情况.

(二)能力目标

1、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律

2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.

3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力.

(三)情感目标

1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点

2、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系

3、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想

4、知道用能量的观点说明电动势的意义

教学建议

1、电源电动势的概念在高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据教材,采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论.

需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力,它与外电路无关,是由电源本生的特性决定的.

电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,如果学生程度较好,可以向学生说明,做为电源,由正负极之分,在电源内部,电流从负极流向正极,为了说明问题方便,也给电动势一个方向,人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向,即从负极指向正极.

2、路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点.希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线,可以直观地表示出路端电压与电流的关系,务必使学生熟悉这个图线.

学生应该知道,断路时的路端电压等于电源的电动势.因此,用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时,希望通过第五节的“思考与讨论”,让学生自己解决这个问题.

3、最后讲述闭合电路中的功率,得出公式,.要从能量转化的观点说明,公式左方的表示单位时间内电源提供的电能.理解了这一点,就容易理解上式的意义:电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出到外电路中.

教学设计方案

闭合电路的欧姆定律

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求:

(1)巩固产生恒定电流的条件;

(2)知道电动势是表征电源特性的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.

(3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.

(4)掌握闭合电路的欧姆定律,理解各物理量及公式的物理意义

(5)掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.

2、在物理方法上的要求:

(1)通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学,使学生学会运用实验探索物理规律的方法.

(2)从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义.

(3)通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力.

(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析

二、重点、难点分析

1、重点:

(1)电动势是表示电源特性的物理量

(2)闭合电路欧姆定律的内容;

(3)应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.

2、难点:

(1)闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和.

(2)短路、断路特征

(3)应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系

三、教学过程设计

引入新课:

教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流.那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差.)

演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?

分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.

教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加.

板书:1、电源:电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置.它并不创造能量,也不创造电荷.例如:干电池是把化学能转化为电能,发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置.

教师:电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能,并且能够提供恒定的电压,那么不同的电源,两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号),请几个同学观察电池上面写的规格,发现尽管电池的型号不同,但是都标有“1.5V”字样.我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量,发现结果确实是1.5V.讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池,它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答:不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生:用电压表直接测量)·

结论:电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)决定,同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的,不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的.为了表示电源本身的这种特性,物理学中引入了电动势的概念.

板书:2、电源电动势

教师:从上面的演示和分析可知,电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压.

板书:电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压.

例如,各种型号的干电池的电动势都是1.5V.那么把一节1号电池接入电路中,它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示

,电路如图所示,结论:开关闭合前,电压表示数是1.5V,开关闭合后,电压表示数变为1.4V.实验表明,电路中有了电流后,电源两极间的电压减少了.

教师:上面的实验中,开关闭合后,电源两极间的电压降为1.4V,那么减少的电压哪去了呢?用投影仪展示实验电路,介绍闭合电路可分为内、外电路两部分,电源内部的叫内电路,电源外部的叫外电路.接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压.在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压.我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系.

板书:3、内电压和外电压

教师:向学生介绍实验装置及电路连接方法,重点说明内电压的测量.实验中接通电键,移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小,由两个电压表读出若干组内、外电压和的值.再断开电键,由电压表测出电动势.分析实验结果可以发现什么规律呢?

学生:在误差许可的范围内,内、外电压之和等于电源电动势.

板书:在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电压之和,即.

下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系.

教师:我们来做一个实验,电路图如图所示

观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度.

结论:把开关拨到2后,发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些.怎么解释这个实验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容——闭合电路的欧姆定律.

板书:闭合电路的欧姆定律

教师:在图1所示电路图中,设电流为,根据欧姆定律,,,那么,电流强度,这就是闭合电路的欧姆定律.

板书:4、闭合电路的欧姆定律的内容:闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比,和电路的内外电阻之和成反比.表达式为.

同学们从这个表达式可以看出,在电源恒定时,电路中的电流强度随电路的外电阻变化而变化;当外电路中的电阻是定值电阻时,电路中的电流强度和电源有关.

教师:同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释上一个实验现象呢?

学生:9V的电源如果内电阻很大,由闭合电路的欧姆定律可知,用它做电源,电路中的电流I可能较小;而电动势3V的电源内阻如果很小,电路中的电流可能比大,用这两个电源分别给相同的小灯泡供电,灯泡的亮度取决于,那么就出现了刚才的实验现象了.

教师:很好.一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的.那么外电阻的变化,就会引起电路中电流的变化,继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的变化.

几个重要推论

(1)路端电压随外电阻变化的规律

板书:5几个重要推论

(l)路端电压随外电阻变化的规律演示实验,图3所示电路,

4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源(因为通常电源内阻很小,的变化也很小,现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的示数是如何随变化?

教师:从实验出发,随着电阻的增大,电流逐渐减小,路端电压逐渐增大.大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗?

学生:因为变大,闭合电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律,,电路中的总电流减小,又因为,则路端电压增大.

教师:正确.我们得出结论,路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小.一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的,初中我们认为电路两端电压是不变的,应该是有条件的,当无穷大时,0,外电路可视为断路,0,根据,则,即当外电路断开时,用电压表直接测量电源两极电压,数值等于电源的电动势;当减小为0时,电路可视为短路,为短路电流,路端电压.

板书5:路端电压随外电阻增大而增大,随外电阻减小而减小.断路时,∞,0,;短路时,,.

电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下

(2)电源的输出功率随外电阻变化的规律.

教师:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设、r是定值)向变化的外电阻供电时,输出的功率,

又因为,

所以,

当时,电源有最大的输出功率.我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线,如图所示.

板书6:在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(即、是定值)向变化的外电阻供电时,输出的功率有最大值.

教师:当输出功率最大时,电源的效率是否也最大呢?

板书7:电源的效率随外电阻变化的规律

教师:在电路中电源的总功率为,输出的功率为,内电路损耗的功率为,则电源的效率为,当变大,也变大.而当时,即输出功率最大时,电源的效率=50%.

板书8:电源的效率随外电阻的增大而增大.

四、讲解例题

五、总结

探究活动

1、调查各种不同电源的性能特点。

(包括电动势、内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电)

2、考察目前对废旧电池的回收情况。

(1)化学电池的工作原理;

(2)废旧电池对环境的污染主要表现在哪些方面;

(3)当前社会对废旧电池的重视程度;

篇7

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

在欧姆定律一章的教学过程中常常会遇到有些资料或者一线教学的教师,对线性、非线性元件及纯电阻、非纯电阻元件和欧姆定律的适用关系出现一些概念上的混乱。所以在此我们就这个问题做一些专门的讨论。

人们对通过导体的电流与电压关系的实验研究中,发现温度变化不大时,常见的金属导体中所通过的电流与其两端所加的电压是成正比的,即电压与电流的比值是确定的;而对不同的金属导体这个比值是不同的。看来电压与电流的比值可以反映导体本身的一种性质,于是物理学中将其比值定义为导体的电阻。但是在后来的研究中发现也有一些导体所通过的电流与加在其两端的电压并不成正比,于是人们把电压与电流成正比的导体材料叫做线性元件(伏安特性曲线是直线),而把不成正比的导体材料叫做非线性元件。实验表明常见的线性元件除金属外还有电解质溶液。而常见的气态导体、半导体材料都是非线性元件。

我们知道物理学中的欧姆定律是实验定律,其内容表述是:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,而跟导体的电阻成反比。这是由于欧姆当初实验是用常见的金属导体来做实验所得出的该结论。由此看来欧姆定律是只对线性元件而言的,或者说欧姆定律的适用范围只是线性元件。需要注意的是I=U/R这个公式对非线性元件仍然是成立的,对非线性元件I=U/R是在某一个工作状态下所对应的数学关系。

人们对用电器工作中能量转化问题的研究中,注意到有一类用电器所消耗的电能是全部转化为内能的,即电流做功用来全部产生焦耳热。所以电流所做的功W=UIt和焦耳实验定律中得到的电热Q=IR2t二者是相等的,即UIt=IR2t。化简得到U/I=R,可以理解为这种用电器对电流的阻碍作用全部来自于电阻,所以这种用电器被称之为纯电阻元件。相反,有些用电器所消耗的电能并没有全部转化为内能,即电流所做的功是大于所产生的焦耳热的,由UIt>IR2t可化简得到U/I>R,可以理解为这种用电器对电流的阻碍作用不纯粹来自于电阻而是还有其它的阻碍作用(将来可由反电动势、感抗、容抗等概念予以解释),所以这种用电器被称之为非纯电阻元件。

所以对纯电阻元件,其电压、电流、电阻之间还是具有等量关系的,U/I=R I=U/R U=IR都是成立的。而对非纯电阻元件因为U/I>R,所以I,U,R之间也就不再具有等量关系了。

总之,线性、非线性元件与纯电阻、非纯电阻元件的概念是分别从两个不同的角度对电学元器件所进行的分类,他们之间无直接的联系。纯电阻元件可能是线性的也可能是非线性的,而对非纯电阻元件则通常都是非线性的,当然从概念上讲也不排除将来会发现或人为合成出线性的非纯电阻元件。非线性元件不适用于欧姆定律是由于电流与电压不成正比;非纯电阻元件不适用于欧姆定律则是对电流的阻碍作用不仅有电阻还有感抗或容抗等作用,所以U/I>R。

下面我们来看两个涉及线性、非线性元件与纯电阻、非纯电阻元件的电学问题;

例题1. 要描绘某电学元件(最大电流不超过6 mA,最大电压不超过7 V)的伏安特性曲线,设计电路如图1-1所示。图中定值电阻R为1 kΩ,用于限流;电流表量程为10 mA,内阻约为5 Ω;电压表(未画出)量程为10 V,内阻约为10 kΩ;电源电动势E为12V,内阻不计。

(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:

a.阻值0~200 Ω,额定电流0.3 A

b.阻值0~20 Ω,额定电流0.5 A

本实验应选用的滑动变阻器是(填“a”或“b”)。

(2)正确接线后,测得数据如下表:

a. 根据以上数据,电压表是并联在M与(填“O”或“P”)之间的。 b.根据以上数据,在图1-2中画出该元件的伏安特性曲线。

(3)画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图(无需数值)。

【答案】(1)a (2)a. P b.见解析中图1-4

(3)见解析中图1-5

【解析】(1)由于电源内阻不计,所以若使用变阻器b时,流过其电阻丝的电流(触头右侧部分)I>12/20 A=0.6 A>0.5 A,会烧毁变阻器,故只能用变阻器a。 (2)a. 由题表格数据知,被测元件的电阻R=U/I在不同电压下都在1 kΩ以上,与电压表内阻很接近,故为减小实验误差,电流表应采用内接法,即电压表应接在M与P两点之间。b. 以纵轴表示电流,以横轴表示电压建立坐标系,在纵轴上以5小格(1大格)表示1 mA,在横轴上以5小格(1大格)表示1 V,将表格中各组数据对应的点描绘在坐标系中,然后用平滑的曲线将描出的各点连接起来,即得伏安特性曲线。 (3)UMO随MN间电压UMN的变化如图1-5所示。

例题2 抽油烟机是现代厨卫不可缺少的用具,下表是“惠康牌”家用抽油烟机说明书中的主要技术参数表.用多用表测量得两只电动机的线圈电阻均为R=90 Ω.若保险丝的熔断电流是保险丝允许通过的电流的1.5倍,启动时电动机当作纯电阻处理,则

(1)这种抽油烟机保险丝的熔断电流不得低于多少?

(2)两电动机每分钟消耗的电能为多少?

(3)两电动机每分钟所做的有用功是多少?

(4)这种油烟机的机械效率是多少?

思维引导 电动机启动过程和工作过程有何不同?启动过程中电功的作用是什么?工作过程中电功分为几部分?电动机的有用功部分是做什么工作?效率的计算方法是什么?

解析 (1)电动机启动时通过的电流大于正常工作时的电流,所以保险丝的熔断电流应以启动时通过的电流来确定.I=UR×2+P灯U=5.1 A.所以保险丝的熔断电流至少:I′=1.5I=7.7 A.

(2)两电动机每分钟消耗的电能E=2Pt=22 200 J

(3)电动机所做的有用功是用于排风的,故两电动机每分钟所做的有用功为:

W=PΔV=300×15 J=4 500 J

篇8

为了把课程改革引向深入,探索更为科学有效的教学方法,笔者所在的长阳县,广大物理教师在实施市教科院教学模式的过程中,在县研训中心刘开双老师的带领下,结合我县的实际,经过创新发展,总结探索出“三环六步导学”教学模式.并坚持在课堂教学中推行教学模式.经教学实践证明,该模式简洁易行,能有效促进学生学会学习,有利于提高教学效率.

2教学模式的解读

“三环六步导学”教学模式的基本构想是,一节课由不同类型和形式的学习活动单元及过程组成,让学生在目标和学习方法的引导下,自主合作学习,探究、体验、领悟学习内容,展示、交流学习结果,教师通过讲授、指导、评价等方式引导学生学习.

2.1“三环六步”教学模式的框架

[TP1CW36.TIF,BP#]

该模式体现创设情境、目标(或问题)引导、任务驱动、学生自学、活动探究、交流讨论、自主评价、师生互动、应用反馈等多种学习方式综合运用的一种教学模式(图1).

2.2“三环”的涵义

“三环”是指 “目标导引、活动探究、评价应用 ” 三个环节.教学过程运用三个环节交替递进,有效解决教学过程中目标不明、方法不清、评价滞后的问题.这三个环节的构想在笔者所在区域得以广泛实践.

2.2.1目标导引

我们到超市购物,如果没有明确的目标,就会漫无目的地闲逛,如果有目标,购物效率会大大提高.学习活动也是如此,若是学生对学习目标是模糊的,学习效果就会打折扣.所以学习目标不单是教学设计的一个要素,不仅是教师要明白,也应该让学生明白,让学习活动有的放矢.一个好的学习目标的要[LL]素应该是:学习内容+学习方法+预期达到的学习水平和要求.这样的学习目标不仅让学生明确了学什么,而且让学生明确怎么学,知道可以通过哪种学习方式达到目标,就能引导学生自主开展学习活动,也能引导学生自主开展评价活动.

2.2.2活动探究

活动探究是在学习目标的导引下进行的一系列学习活动和方法的总称.通过问题引导、学法指导,一步i引导学生按具体的学习方式进行自主学习,进而达成学习目标,提高学习效率,同时培养学生的学习能力,促进学生学会学习.对于每一个学习活动,教学内容、方式是具体的,需要到达的水平和要求是明确的,这样学生就可以在目标和学习方法的引导下,自主合作学习,探究、体验、领悟学习内容.

2.2.3评价应用

在教学过程中,每个学习活动结束时,都安排相应的学生自主评价,及时检查评价学习效果.在一节新课结束后,也要安排课堂小结、当堂演练、拓展延伸,对学生进行形成性评价,检验学生对所学知识应用情况.通过及时评价、形成性评价使自主评价紧随教学活动的展开而展开,贯穿于教学活动的始终,通过评价促进学生的发展.

2.3“六步”的涵义

“六步”是指对于某一课时或某个学习活动采取的六个基本步骤,即“情景问题探究评价应用反馈”.“六i”是基于“以学定教”提出的一种范式,对于某个教学内容,并非要面面俱到,可以是全部,也可以侧重其中的部分步骤.

2.3.1情境

新课程强调学习情境的创设.情境创设的途径很多,如利用实验创设,联系社会生活现象和素材创设,利用新旧知识的联系创设,通过实践体验创设,利用现代信息技术创设等.情境创设的作用是巨大的,能引发认知冲突,激发兴趣,唤起主动学习的欲望,矫正前概念的偏差,做好思维铺垫,活跃课堂氛围.情境可以在引入课题时创设,也可以在每个学习活动单元过程中进行创设.

2.3.2问题

探究始于问题,没有问题就没有探究.针对学习目标而设计的一个个学习活动单元,是围绕问题展开的,为解决这些问题,根据问题的特征而预设了多样化的学习方法,让学生在解决问题的过程中学习.对有的问题,可采取自主学习解决;有的问题,可采取小组合作学习解决;有的问题,可采用实验法;还有的问题,需要进一步猜想与假设,设计实验,进行实验探究;

对教学过程中生成的问题,还要突破预设的束缚,灵活加以处理.总之,问题的设计是关键,问题设计得合理,解决问题的方法科学,就会有效驱动学生的整个学习过程,取得良好的学习效果.

2.3.3探究

新课程提倡探究式教学.广义地讲,学生或通过自己的活动,或在老师的引导下,通过各种方式的主动学习,从未知到已知的过程,都是探究过程.所以,如上所述,针对具体问题而采取的自学指导、合作探究、理论推理、实验探究,以及精讲点拨、师生对话、演示操作、小组讨论、体验、展示等学习活动,都是为了让学生建构形成自己理解的知识和方法而采取的探究活动,这是教学过程的重头戏.

2.3.4评价

新课倡导“立足过程,促进发展”的学生学习评价,促进学生全面富有个性的发展,促进教师反思和改进教学.这里的评价可以是对学生学习过程的及时评价,对自学效果的检查,也可以是对整堂课的学习情况的检测,还包括老师对学生的课堂表现进行的口头点评、学生互评和学生对课堂收获的自我总结.通过评价帮助学生认识自我,发展自我.同时,通过学生之间开展自主评价活动,从而使学生学会评价.

2.3.5应用

在学习过程中,应用指在一定情境下展示和表达学生所理解的知识,这个步骤贯穿于课堂提问、课堂练习、课外实践和测验考试之中,所以在上述“三环”的基础上,还应注重当堂演练、拓展延伸等环节,既加强对知识的理解,也可初步检验学习目标的达成情况.

2.3.6反馈

反馈指教师利用课堂观察、自主评价、当堂演练、拓展训练和形成评价等环节,与学习目标中的水平和要求对照,提供反馈信息,发现学生理解概念和规律 上的差异,采取措施,修正教学素材或过程,修正偏差,进而进行释疑解难、变式训练,使尽可能多的学生达成学习目标.

综上所述,“三环六步学导”教学模式以学习活动为中心,通过学生的自主、探究、合作学习,实现“以学定教、以教导学”的目的,不仅学会知识、技能和方法,而且学会学习,充分体现了“双主”――教师的主导性和学生的主体性,使主导性和主体性和谐统一,发挥最大效益.能将课堂真正还给学生,使学生学会学习,学会评价,从而提高学生的学习能力和评价能力.

3“三环六步导学”教学模式课例

本文以人教版第十七章第二节《欧姆定律》为例,依据“三环六步导学”教学模式,具体地介绍.

3.1目标导引

(1)通过看书、讨论,理解欧姆定律的内容、公式、单位及适用的条件.

(2)通过阅读例题、老师讲授、同步练习,学会运用欧姆定律进行简单的计算及一般方法.

3.2活动探究

情景上节课,学生已经学习了电流跟电压和电阻的关系,请同学们回顾一下并表述出来.

活动1:阅读课本78页,然后回答下面的问题.

活动2:讨论电流、电压、电阻之间的因果关系.

活动3:阅读课本78、79页的例题1和例题2,思考用公式进行计算的一般步骤和规范要求.

[BP(]活动4:例题讲析

例3在如图所示的电路中,调节滑动变阻器 R′,使灯泡正常发光,用电流表测得通过它的电流值是0.6 A.已知该灯泡正常发光时的电阻是20 Ω,求灯泡两端的电压.[BP)]

活动4:例题讲析,点拨电阻与电压、电流无关,欧姆定律的[HJ1.45mm]另一个适用条件是同一时刻(同一状态).

例1加在某一电阻器两端的电压为5 V时,通过它的电流是0.5 A,则该电阻器的电阻应是多大?如果两端的电压增加[JP3]到20 V,此时这个电阻器的电阻值是多大?通过它的电流是多大?

3.3评价应用

3.3.1自主评价

评价1:请你口头表达欧姆定律的内容.

评价2:请你说出欧姆定律的数学表达式.

评价3:公式中各物理量的单位是什么?(提示区分物理量的符号和单位符号)

评价4:欧姆定律的适用条件是什么?

评价5:下列关于欧姆定律说法中正确的是

A.导体中的电流与导体两端的电压成正比

B.导体中的电流与导体的电阻成反比

C.电压一定时,导体的电阻与导体中的电流成反比

D.电阻是导体本身的一种性质,与电流、电压无关

评价6:归纳用欧姆定律公式进行计算的一般步骤.

3.3.2当堂演练

(1)关于电流跟电压和电阻的关系,下列说法正确的是

A.导体的电阻越大,通过导体的电流越小

B.导体的电阻越大,通过导体的电流越大

C.导体两端的电压越大,导体的电阻越大,通过导体的电流也越大

D.在导体两端的电压一定的情况下,导体的电阻越小,通过导体的电流越大

(2)一条镍铬合金线的两端加上4 V电压时,通过的电流是0.2 A,则它的电阻是[CD#3]Ω.若合金线的两端电压增至16 V时,它的电阻是[CD#3]Ω,这时若要用电流表测量它的电流,应选用量程为[CD#3]A的电流表.

(3)关于欧姆定律,下列叙述中不正确的是

A.在相同电压下,导体的电流和电阻成反比

B.对同一个导体,导体中的电流和电压成正比

C.因为电阻是导体本身的性质,所以电流只与导体两端的电压成正比

D.导体中的电流与导体两端的电压有关,也与导体的电阻有关

[TP1CW37.TIF,Y#]

(4)在探究电阻两端的电压跟通过电阻的电流的关系时,小东选用了甲、乙两个定值电阻R甲、R乙分别做实验,他根据实验数据画出了如图2所示的图像,请根据图像比较电阻R甲与R乙的大小,R甲[CD#3]R乙.(选填“大于”、“等于”或“小于”)

3.3.3拓展延伸

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电压

作用:电压是使电路形成电流的原因

常用单位以及换算:千伏,毫伏,微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv

电压的测量——电压表

1读数:看清量程,弄清每大格和每小格表示电压数

2接法:并联在被测电路两端,使标有﹣号的接线柱接电源的负极,标有﹢号的接线柱接电源的正极,被测电压不超过电压表的量程

串联,并联电路电压的规律

串联电路中总电压等于各部分电路

中分电压之和

并联电路中各支路两端电压都相等

电阻

电阻的意义:一切导体都具有阻碍电流作用的性质,不同的导体对电流阻碍作用不同

单位:欧姆ω,其他常用的单位:兆欧mω、千欧kω1mω=1000klω=1000000ω

影响电阻大小的因素:长度、材料、横截面积、温度

半导体、超导体的特点:半导体随慰藉条件的改变它的电阻也改变(压敏电阻、光敏电阻等)

变阻器

原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变电路中的电阻

构造:支架、电阻丝、瓷筒、金属棒等

使用方法:“一上一下”

第七章知识总结与能力整合

本章直接从研究电流与电压,电阻的关系切入,引导学生探究电流与电压,电阻之间的关系,得出重要的电学定律——欧姆定律,并进一步运用欧姆定律进行简单的电学定量计算,得出电阻串联,电阻并联的关系,以欧姆定律为理论基础,运用相应的实验器材设计实验测量小灯泡的电阻,运用欧姆定律分析了一些与安全用电有关的现象,认识断路和短路现象,加深对欧姆定律的理解,提高了学生运用知识解决实际问题的能力,激发学生学习物理的积极性

欧姆定律

电阻上的电流跟电压的关系:导体中通过的电流与这段导体两端的电压成正比

内容:导体中通过的电流跟这段导体两端的电压成正比,与电阻成反比

表达式:i=u/r

应用求电流,电压,电阻

测量小灯泡的电阻

原理:r=u/i

方法:伏安法测电阻

注意:小灯泡的电阻太小会随灯丝温度的升高而增大

安全用电

电压越高越危险

断路,短路的认识

注意防雷,正确使用避雷针

第八章知识总结与能力整合

本章是在学习欧姆定律长的基础上,吧对于电学的研究扩展到电能和电功率,是初中物理的重点章节之一,也是难点之一,本章学习的主要目标是让学生了解电能和电功率的概念,知道焦耳定律以及与电功率有关的安全用电方面的问题,整章教材的结构是围绕电能的概念展开的。

电功率

电能

电能的获得:电能是由自然界中各种其他形式的能转化而来的,是由电源(发电机、电池等)提供的

单位:焦耳j、千瓦时kw•h,千瓦时在日常生活中也叫度

1kw•h=1度=3.6*10^6j

电能表

作用:用来测量用电器在一段时间内消耗的电能

测量方法:电能表的计数器上前后两次读数之差

表盘上参数的含义:例如,2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的电能,电能表转盘转2500转

电功

实质:电流做功德过程实质上就是电能转化成其他形式能的过程,有多少电能转化成其他形式的能,电流就做了多少功。

单位:与电能的单位一样,都是焦耳j

计算:w=p•t

电功率

物理意义:表示消耗电能的快慢,符号用p表示

定义:一个用电器功率的大小等于它在1秒内所消耗的电能,用公式p=w/t表示

单位:瓦特w、千瓦kw,1kw=10^3w(1w=1j/1s=1j/s)

千瓦时的来世:1千瓦时是功率为1kw的用电器使用1h所消耗的电能,1kw•h=1kw*1h

额定电压及额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫用电器的额定功率。一般来说,在用电器铭牌上标明的电压和电功率就是这个用电器的额定电压和额定功率

测量:原理(p=ui),器材,电路图

电流的热效应

电流的热效应:电流通过道题是,电能要转化成热,这种现象叫电流的热效应,任何导体中有电流通过时,道题都要发热

焦耳定律的内容及表达式:q=i^2rt

电热的利用和防止

电功率和安全用电

电功率与电流的关系:根据公式p=ui得i=p/u可知,由于家庭电路中的电压时一定的,即为220v,所以用电器功率越大,电路中的电流i就越大,为了安全用电,应注意不要让干路中的电流超过家里供电线路和电能表所允许的最大电流值

保险丝

特点:保险丝是用铅锑合金制作的,电阻率大而熔点低

作用:电路中的电流超过允许值时,保险丝能自动熔断而自动切断电路,以保证电路的安全。家庭电路中千万不能用铜丝、铁丝代替保险丝

第九章知识总结与能力整合

本章从生活中常见的磁现象出发,介绍磁的一些基本知识,通过各种探究活动让学生感受到特殊物质“磁场”的存在,并探究“电生磁”和“磁生电”的辩证关系,了解电和磁的内在关系。通过探究活动了解物理学家研究问题的方法,获取先关信息并掌握相关知识。

电和磁

磁现象

磁性:吸引铁、钴、镍等物质的性质

磁体吸铁性指向性:指向南北方向

磁极

磁体上磁性最强的部分叫磁极

磁极:南极s、北极n,任何磁体都有两个磁极

作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引

磁场

存在于

磁体周围空间

电流周围空间

1电流的磁效应——奥斯特饰演

2通电螺线管(1)磁场与条形磁铁相似

(2)极性与电流方向有关

(3)应用:电磁铁(影响因素应用:电磁继电器、扬声器)

最基本性质

1对放入其中磁体有力的作用

2对放入其中电流有力的作用——电动机原理及能量转化

方向规定:物理学中,把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向

描述——磁感线

特点:闭合曲线,在此题的外部从n极到s极,内部从s极到n极,磁感线不想交

功能:磁感线能反映磁场的强弱,密的地方磁场强,疏的地方磁场弱

磁生电

电磁感应现象:只有当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会产生电流,这种现象叫做电磁感应现象,得到的电流叫感应电流

应用:发电机

原理:电磁感应

能量转化:机械能转化为电能

补充发动机能量转化是电能转化为机械能

第十章知识总结与能力整合

本章主要讲述电磁波以及信息的传播。

信息传播

固定电话

结构及原理:用简单的电话是由话筒和听筒组成。其基本原理:利用电流把信息传到远方。过程是振动——变化的电流——振动

电话交换机:一般电话之间是通过交换机来转换的。可以提高线路利用率

模拟通信:信息电流的变化情况与声音的变化情况一样,这种信号叫模拟信号,使用模拟信号的通信方式叫模拟通信

数字通信:信号使用不同的符号的不同组合来表示,这种信号叫数字信号,使用数字信号的通信方式叫数字通信。数字信号形成简单,抗干扰力强,失真小。

电磁波

产生:迅速变化的电流产生电磁波

传播:电磁波可以在真空中传播,传播速度与光一样

电磁波的波速、伯成河频率

应用:广播、电视、移动电话、通信

越来越宽的信息之旅

微波通信:用微波来传递信息的通信方式就是微波通信。微薄的波长在10m到1mm之间,频率为30mhz到3*10^5mhz之间

卫星通信:是借助地球同步通信卫星来传递信息的,卫星通信可以克服微波不能沿着地球表面传播的不足(微波只能沿着直线传播)

光纤通信:通过光导纤维来传递信息叫光纤通信。光纤通信的特点是携带的信息量大

网络通信:是通过计算机来完成的,其主要形式是电子邮件

篇10

中图分类号:G642.0 文献标识码:A文章编号:1006-3315(2014)05-155-002

在科学技术快速发展的今天,实施以创新精神和实践能力为重点的素质教育,重要的着眼点是转变学生的学习习惯和学习方式。大多数民考民预科生模仿性学习心理是构成接受知识的主要因素。这种依赖性强,靠模仿去接受知识的习惯,是一种较为简单的学习心理,民考民预科生普遍认为物理难学。究其原因难在学生各方面能力与预科物理学习要求的差距大。预科阶段,乃至大学阶段,要求自主学习物理。不同于自学,它是指学生在教师的指导下,以学生自己的体验、参与和探究为主,从自身社会生活实践中获取物理知识,并创造性地解决生活中的问题的一种学习方法。怎样才能把课堂教学与探究性学习、发现性学习和自主性学习相结合?在大力倡导探究性实验教学的今天,迫切需要大量优秀的、具有创新性的探究实验来丰富我们的课堂教学。为此,我们立足民考民预科生学习特点,对探究式实验教学作一些有益的尝试,希望能够引领学生较为深入地学习物理的相关理论、方法、技能;提高学生的科学素养,激发学生实验探究的兴趣;增强学生的创新意识;培养学生实事求是,严谨认真的科学态度;养成交流与合作的良好习惯;发展学生的实践能力。本文就《闭合电路欧姆定律》一节做探究性实验教学设计。

一、教材和教学对象分析

闭合电路的欧姆定律主要分为电动势和闭合电路的欧姆定律两部分。电动势的概念是闭合电路欧姆定律的关键和基础。其基本内容有两个方面:电源电动势由电源本身性质决定的,它表征了电源将其他形式的能转化成电能本领的大小。电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路里电源电动势等于内外电压之和。本节难点是路端电压和外电阻之间的关系。学生通过多媒体的仿真实验记录数据,导出规律,使学生有感性的认识,课后让学生进入实验室,在做好仿真实验的前提下,进行实验,验证结论,减少盲目性。

二、教学目标

1.知识目标

理解电动势的定义。理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题。理解路端电压随电流(或外电阻)关系的公式表达和图象表达,并能用来分析、计算有关问题。知道闭合电路中能量的转化。

2.能力目标

通过路端电压与外电阻的关系实验探究,培养学生利用“实验研究,得出结论”的科学思路和方法。研究路端电压与电流的关系公式、图象及图象的物理意义,培养学生应用数学工具解决物理学问题的能力,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3.情感态度与价值观

通过多媒体仿真探究实验和课后的学生探究实验,激发学生求知欲和学习兴趣,享受成功的乐趣,体会物理学研究的科学性。通过分析路端电压与电流(外电阻)的关系,培养学生严谨的科学态度,感受物理之美。通过学生之间的讨论、交流与协作探究,培养团队合作精神。

三、教学重点

闭合电路欧姆定律。路端电压与电流(外电阻)关系的公式表示及图象表示。

四、教学难点

电动势的概念。路端电压与电流(外电阻)关系。

五、教学思路

《闭合电路欧姆定律》是学生感到较为难以理解的知识点,电动势的物理意义的理解是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础。首先让学生课前感受生活中的一些电源,初步明确电源是将其他形式的能转化成电能的装置,让学生自己用电压表测量不同类型的电源两极间的电压,为引入电动势的概念作铺垫。再让学生在电脑上进行仿真实验,学生通过连接不同的开关,改变外电阻阻值,内电阻阻值,记录电流、电压,分析数据,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。然后在课堂仿真实验的基础上进入实验室实验。避免了盲目性,引发学生学习的兴趣,再进行讨论,解释现象原因。讲授闭合电路中的功率,进一步从能量的转化角度说明电源是将其他形式的能转化成电能的装置。最后,利用两道例题来应用闭合电路欧姆定律,并适当地延伸拓展,通过课外思考题,使学生对电动势的概念有更深刻的理解。

六、教学方法:探究性实验教学法、多媒体仿真实验探究,实验室验证、实验分析、讨论等方法

(一)电源。展示不同型号、种类电池、手摇发电机,对小灯泡供电。电源不同,结构不同,但有相同的规律。演示:1用小灯泡点触干电池,点触蓄电池,小灯泡发光。2将小灯泡与手机电池相接,小灯泡发光。3手摇发电机,同样能够使小灯泡发光。学生得出结论:干电池、蓄电池是将化学能转化成电能;手摇发电机是将机械能转化成电能。

(二)电源的电动势:模拟实验,介绍电路图(如图1),介绍实验仪器。得出内、外电路,内、外电压的概念,指出电源内部有电阻。看电池内部(如图2),电荷定向移动形成电流,电荷电势能减小.从能量转化的角度初步理解电动势的物理意义。观察仿真实验:电场中两点间电势差在数值上等于什么?利用计算机课件进行模拟实验(如图3)【模拟实验一】:不闭合S2、S3,只闭合S1,观察V1的大小。问题思考:(1)闭合开关S1后,此时伏特表V1测得的电压?(2)此时外电阻多大?学生回答:电动势越大,电源把其他形式的能转化成电能的本领越强。学生模拟实验,分析得出(1)伏特表测电源电动势;(2)外电路电阻无穷大。E在数值上等于外电路断开时电源两端点压。

篇11

中图分类号:O413.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(a)-0143-02

量子力学于20世纪早期建立以来,经过飞速的发展,逐渐成为现代物理学科中不可分割的一部分。量子力学是现代量子理论的核心,它的发展不仅关乎人类的物质文明,还使人们对量子世界的认识有了革命性的进展[1]。

但是,量子力学并不是一个完备的理论,其体系中还存在许多问题,特别是微观与宏观,即经典理论与量子力学的联系。为解决这些迷惑,历史上相关科学家提出了很多实验与理论。该文旨在以量子力学发展史上提出的几个实验为例,对其进行简单分析,以展示经典理论与量子力学的联系。

1 问题的提出

1935年3月,爱因斯坦等人在EPR论文中提出了“量子纠缠态”的概念,所谓的“量子纠缠态”是以两个及以上粒子为对象的。在某种意义上,“量子纠缠态”可以理解为是把迭加态应用于两个及以上的粒子。若存在两个处于“量子纠缠态”的粒子,那这两个粒子一定是相互关联的,用量子力学的知识去理解,只要人们不去探测,那么每个粒子的状态都不能够确定。但是,假如同时使这两个粒子保持某一时刻的状态不变,也就是说,使两个粒子的迭加态在一瞬间坍缩,粒子1这时会保持一个状态不再发生变化,根据守恒定律,粒子2将会处于一个与粒子1状态相对应的状态。如果二者相距非常遥远,又不存在超距作用的话,是不可能在一瞬间实现两个粒子的相互通信的。但超距作用与当今很多理论是相悖的,于是,这里就形成了佯谬,即“EPR佯谬”。

同年,薛定谔提出了一个实验,后人称之为“薛定谔的猫”。设想把一只猫关在盒子里,盒中有一个不受猫直接干扰的装置,这套装置是由其中的原子衰变进行触发,若原子衰变,装置会被触发,猫会立即死去。于是,量子力学中的原子核衰变间接决定了经典理论中猫的生死。由量子力学可知,原子核应该处于一种迭加态,这种迭加态是由“衰变”和“不衰变”两个状态形成的,那么猫应该也是处在一种迭加态,这种迭加态应该是由“死”与“生”两个状态形成的,猫的生死不再是一个客观存在,而是依赖于观察者的观测。显然,这与常理是相悖的[2]。

这两个佯谬的根源是相同的,都是经典理论与量子理论之间的关系。

2 近代研究进展

2.1 验证量子纠缠的存在

华裔物理学家Yanhua Shih[3]曾做过一个被称为“幽灵成像”的实验,其实验过程及现象大致可以描述为:假设存在一个纠缠光源,这个光源可以发出两种互为纠缠的光子,通过偏振器使两种光子相互分离,令第一束光子通过一个狭缝,第二束不处理,然后观察两束光的投影,结果发现第二束光的投影形状与第一束光通过的狭缝形状完全相同。

人们发现,如果仅仅使用经典理论,实验现象是无法解释的,必须应用量子理论,才能解释“幽灵成像”的现象。这个实验也恰好验证了“量子纠缠”现象的存在。

2.2 量子世界中的欧姆定律

欧姆定律是由德国物理学家Ohm于19世纪早期提出来的,它是一种基于观察材料的电学传输性质得到的经验定律,其内容是:在同一电路中,导体中的电流跟导体两端所加的电压成正比,跟导体自身电阻成反比,即 (U指导体两端电压;R指导体电阻;I指通过导体的电流)。

18世纪二、三十年代,人们认为经典方法在宏观领域是正确的,但是在微观领域将会被打破。Landauer公式给出了纳米线电阻的计算方法,即(h为普朗克常量;e为电子电量;N为横波模式数量);而在宏观中,(为材料的密度;l为样品的长度;s为样品的横截面积)。由此发现,在宏观领域,样品的电阻是随着样品的长度增加而增加的,而在微观领域,样品的电阻与样品的长度没有关系。

Weber[4]等人制备了原子尺度的纳米线并进行观察,实验发现,在微观领域,欧姆定律也是满足的。Ferry[5]认为样品的电阻是由多种机理所导致的,而他最后得到的结果正是由于多种机理的相互叠加。经过分析,他认为欧姆定律何时开始生效取决于纳米线中电子耗散的力度,力度越大说明开始生效时的尺度越小。但这也同时引发了另一个问题的思考:低温条件下,欧姆定律是仍然成立的,也就是说经典理论仍然成立,但往往是希望在低温下研究比较纯粹的量子效应。低温条件下欧姆定律的成立要求在进行实验研究时,必须花费更多的精力来使得经典理论与量子理论分离开。

2.3 生活中的量子力学――光合作用与量子力学

Scholes等[6]从两种不同的海藻中提取出了一种名为捕光色素复合体的化学物质,并在其正常的生活条件下,通过二维电子光谱术对其作用机理进行了分析研究。他们首先使用了飞秒激光脉冲模拟太阳光来激发这些蛋白,发现了会长时间存在的量子状态。也就是说,这些蛋白吸收的光能能够在同一时刻存在于不同地点,而这实际上是一种量子迭加态。由此可见,量子力学与光合作用是有很大联系的。

3 结语

从近几年来量子力学的基本问题和相关的实验研究可以看出,虽然经典理论与量子理论的联系仍然是一个悬而未决的问题,但是当代科学家已经能够通过各种精妙的实验逐步解决历史遗留的一个个谜团,使得微观领域的单个量子的测量与控制成为可能,并且积极研究宏观现象的微观本质,将生活与量子力学逐渐的联系起来。对于“经典理论与量子力学的联系”这一专题还需要进行不断研究,使量子力学得到进一步完善与发展。

参考文献

[1] 孙昌璞.量子力学若干基本问题研究的新进展[J].物理,2001,30(5):310-316.

[2] 孙昌璞.经典与量子边界上的“薛定谔猫”[J].科学,2001(3):2,7-11.

[3] Shih Y. The Physics of Ghost Imaging[J].2008.

篇12

我今天要说的类比教学法应属于讲授法中的一种常用方法,讲授法的特点就是通过教师的语言,适当辅以其他手段(利用实物、挂图、类比、演示实验等),使学生掌握知识,启发学生思维,发展学生能力。讲授法要求物理教师通过各种直观演示,或以生动形象的事例唤起学生已有的感性认识,系统地讲解物理知识,揭示事物的矛盾,讲解问题的关键、要害,教给学生处理问题的方法,引导学生积极思考,学会掌握物理知识的特点。类比的教学法就是把学生不容易理解的问题通过类比后变得容易理解,把学生容易混淆的知识点通过类比变得清晰,把学生难于记忆的知识通过类比后变得容易记忆,通过比较、分析、综合、概括、推理等思维过程和形式,把科学的客观性、逻辑性与一些艺术手法结合起来,使学生在学习知识的过程中,掌握发现问题、处理问题、解决问题的方法,从而发展学生分析问题和解决问题的能力。

在中学物理的教学中,能够应用类比方法教学的地方很多,如讲静电力学的问题时,我们就可以用类比的方法,通过学生已知的“重力势能”来类比“电势能”。在重力场中,物体因受重力作用而相对于某点(参考点)具有重力势能,而在电场中,电荷因受电场力作用而相对于某点(参考点)具有电势能;在重力场中,物体在重力作用下从高处向低处移动时,重力做功,对同一物体,高度差越大,重力做功越多。与此类似,电荷在电场中移动时,电场力做功,同一个电荷从一点移动到另一点时,电场力做功越多,就说这两点间的电势差越大,从而讲清楚“电势差”(即电压)的概念;另外,说“电势”和说“高度”一样,得选一个高度的起点,即电势零点和高度的起点是可类比的,选好高度的起点就可以测量物体的高度了,如选海平面为高度的起点,就可以测量各地的海拔高度,选人的脚底为高度的起点就可以测量人的身高等等,同理,选了电势零点即可用电势差(电压)测量电场中各点电势的高低了。

在学生刚接触“电压”这一概念时是比较抽象和难于理解的,电压即“电位差”,如果用“水位差”来类比不就可以把抽象的问题变得形象化了吗?,以U形管为例,当两端水位高度一致时,U形管中的水是不会流动的,只有当两端的水位高度不一致时,即有水位差时,U形管中的水才会流动,且水流方向是从高水位端流向低水位端。同理,在电路中,没有电位差就不会形成电流,在电阻电路中,电流方向也总是从高电位端流向低电位端;在特殊情况下,水流可以从低水位端流向高水位端,如抽水机抽水时,那是外力对水做了功。类似的,电流也可以从低电位端流向高电位端,如电源内部,那是非静电力做功的结果。相似吗?

在讲库仑定律时,我们常把万有引力定律拿来对比讲解,因为库仑定律的公式和万有引力的公式真是有着惊人的相似,库仑力和万有引力的大小都与两个物体之间距离的二次方成反比,与两个物体的质量或电荷量的乘积成正比,力的方向都在两个物体的连线上。利用这种相似性的类比,可以使学生更好地记住这两个公式,这种相似性也可以启发人们思考这样的问题:库仑力和万有引力之间有没有内在联系?从更深层次上看,会不会是同一种相互作用的不同的表现呢?从而激发学生的求知欲。

在讲到磁路欧姆定律时,我们往往用电路欧姆定律来类比,因为磁路和电路也有很多相似之处,如电路有电阻,磁路有磁阻;电路有电动势,磁路有磁动势;电路有电流,磁路有磁通;电路中的电流跟电动势成正比,而磁路中的磁通跟磁动势成正比;电路中电流跟电阻成反比,而磁路中磁通跟磁阻成反比;磁路欧姆定律的数学表达式为:磁通=磁动势?M磁阻。电路欧姆定律:电流=电动势?M电阻。可见他们非常相似,故教学时宜采用类比的方法进行教学。

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