歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇1
關(guān)鍵詞:初中;物理;歐姆定律;教學(xué)問題
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1008-3561(2015)09-0056-01
一、在實(shí)驗(yàn)探究中讓學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆定律
歐姆定律是電學(xué)重要內(nèi)容之一,也是中考重點(diǎn)考查內(nèi)容,所以能否教好歐姆定律關(guān)系到之后對(duì)中考的重點(diǎn)知識(shí)復(fù)習(xí),更有可能影響學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的熱情。在實(shí)驗(yàn)探究的過程之中以學(xué)生為主,教師起引導(dǎo)作用,讓學(xué)生通過觀察電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的微量變化發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,他們對(duì)于自己發(fā)現(xiàn)的問題會(huì)比老師直接教導(dǎo)的印象深刻,從而達(dá)到了教學(xué)目的。
二、在歐姆定律的學(xué)習(xí)中最經(jīng)常遇到的問題
在實(shí)際的教學(xué)之中,教師要把電路的認(rèn)識(shí)與畫電路圖、連接電路作為主要的教學(xué)任務(wù),開闊學(xué)生的思維,加強(qiáng)對(duì)電路的認(rèn)識(shí)。物理是一門比較枯燥的課程,只有激發(fā)學(xué)生的熱情,才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用,是最基礎(chǔ)的概念。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流,這部分則比較重要,需要重點(diǎn)講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測量儀器,明確這些儀器的使用與操作,是非常重要的,關(guān)系到后期實(shí)驗(yàn)的正確性與對(duì)知識(shí)的理解。以上基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的基礎(chǔ)。
三、歐姆定律的主要內(nèi)容是電流、電壓、電阻的關(guān)系
這部分知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。教師在實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化,對(duì)于多個(gè)變量問題的研究是采用固定一個(gè)量不變,研究其余兩個(gè)量的變化的處理方法,從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理學(xué)中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律,是電學(xué)中的基本定律,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)分析和進(jìn)行電路計(jì)算的基礎(chǔ),是初中電學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)。
歐姆定律是初中物理學(xué)電學(xué)的重點(diǎn)、也是難點(diǎn),想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關(guān)系,并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出歐姆定律,做好演示實(shí)驗(yàn),歸納、分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果,使學(xué)生正確理解歐姆定律的基礎(chǔ)。所以,使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器是這部分知識(shí)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。
電流、電壓、電阻的概念是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),由于初中學(xué)生水平有限,對(duì)電流、電壓的概念要求較低,并沒有下準(zhǔn)確的定義。因此,電阻的概念就成了學(xué)生理解的難點(diǎn)。教師要多舉例子幫助學(xué)生理解電阻是導(dǎo)體本身的屬性,決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面和溫度,它用兩端的電壓和通過的電流的比值來表示是為了測量的方便,與外加電壓、電流無關(guān)。同時(shí),教師一定要糾正一些學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯(cuò)誤概念,也就是對(duì)歐姆定律的錯(cuò)誤理解。歐姆定律在學(xué)生頭腦的建立過程是十分重要的,認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn),用實(shí)驗(yàn)來探索一個(gè)量隨兩個(gè)量變化的定量關(guān)系是第一次。首先要向?qū)W生交代清楚實(shí)驗(yàn)的研究方法,本實(shí)驗(yàn)彩用控制變量法來研究,即“固定電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系;固定電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系”。在連接如圖(圖略)所示的實(shí)驗(yàn)電路時(shí),要將具體接法演示給學(xué)生看??梢韵葟碾娫凑龢O開始,按電流方向依次為電池、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯(lián)起來組成一個(gè)閉合回路,最后將電壓表并聯(lián)在定值電阻R兩端。同時(shí)提醒學(xué)生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進(jìn)電表,負(fù)接線柱流出電表及量程選擇,電流表與R串聯(lián),其示數(shù)等于通過R的電流。電壓表與R并聯(lián)其數(shù)等于R兩端的電壓。
運(yùn)用歐姆定律可以推導(dǎo)串聯(lián)電路中的總電阻跟各串聯(lián)電阻之間的關(guān)系及電壓分配跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系,具體推導(dǎo)如下:
在串聯(lián)電路中:I=I1=I2;U=U1+U2;由歐姆定律公式I=U/R,可得U=IR;U1=I1R1;U2=I2R2將這些式子代入上式得:IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2;也就是說串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。
在串聯(lián)電路中:I=I1=I2;由歐姆定律公式I=U/R,可得:I1=U1/R1;I2=U2/R2;將這些式子代入上式得:U1/R2=U2/R2 變換一下形式得:U1/U2=R1/R2;即串聯(lián)電路中,電壓分配跟導(dǎo)體電阻成正比。
四、結(jié)束語
通過對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的分析、思維方法、能力訓(xùn)練的具體研究,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法,更好地駕駛物理教材,提高物理教學(xué)質(zhì)量,把重點(diǎn)真正落實(shí)在教學(xué)過程中,幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力,讓學(xué)生學(xué)會(huì)控制變量法研究多個(gè)變量的問題,學(xué)會(huì)用等效法分析復(fù)雜電路。因此,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,從而有效培養(yǎng)學(xué)生的物理素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1]張艷紅.關(guān)于初中物理歐姆定律及其應(yīng)用的思考[J].新課程,2013(12).
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇2
《閉合電路歐姆定律》是高中物理電學(xué)部分中各種電路的基礎(chǔ)內(nèi)容,同時(shí)也是高中物理電路部分的重點(diǎn)內(nèi)容,深刻理解并掌握本節(jié)內(nèi)容對(duì)今后電路學(xué)習(xí)具有極大的幫助。在高中物理課堂教學(xué)活動(dòng)開展中,為了有效提高《閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)的有效性,下面本文首先簡單分析了《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標(biāo),并在此基礎(chǔ)上提出創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計(jì)為方法的課堂教學(xué)實(shí)踐,以供參考。
高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個(gè)問題展開的。教材在設(shè)計(jì)中意在從能量守恒的觀點(diǎn)推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律,從理論上推出路端電壓隨外電阻變化規(guī)律及斷路短路現(xiàn)象,將實(shí)驗(yàn)放在學(xué)生思考與討論之中。為了有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,我們特提出在《閉合電路歐姆定律》教學(xué)中創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計(jì)。
1.《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)分析
《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面:一是,經(jīng)進(jìn)閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程,體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生推理能力;二是,了解路端電壓與電流的U-I圖像,培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力;三是,通過路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法;四是,利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實(shí)際問題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個(gè)問題展開的,其中涉及到了“電動(dòng)勢和內(nèi)阻”、“用電勢推導(dǎo)電壓關(guān)系”、“焦耳定律”以及“歐姆定律”等諸多內(nèi)容,這些內(nèi)容之間具有一定的聯(lián)系, 只要能夠?yàn)槠錁?gòu)建一個(gè)完善的體系,將這些知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來,就能夠得出閉合電路的歐姆定律。以建構(gòu)主義教學(xué)思想為基礎(chǔ),采用創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)于提高課堂教學(xué)有效性具有積極意義。
2.創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計(jì)具體實(shí)踐
首先,通過問題的提出激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如:將一個(gè)小燈泡接在已充電的電容器兩極,另一個(gè)小燈泡在干電池兩端,會(huì)觀察到什么現(xiàn)象?并展示生活中的一些電源,演示手搖發(fā)電機(jī)使小燈泡發(fā)光和利用紐扣電池發(fā)聲的音樂卡片實(shí)驗(yàn),使學(xué)生進(jìn)行思考這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。通過觀察學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的過程,停止搖動(dòng)就沒有電能,燈泡就不會(huì)亮,而干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,其化學(xué)能能夠?yàn)楦呻姵靥峁┏掷m(xù)供電的功能,因此小燈泡能夠持續(xù)發(fā)光。然后教師再在這個(gè)基礎(chǔ)上提出問題:什么是電源的電動(dòng)勢?之后指出電源電動(dòng)勢的概念,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)電源的正負(fù)極,并畫出等效的電路圖,利用學(xué)生已知的知識(shí),如電勢相當(dāng)于高度,電勢差則相當(dāng)于高度差,這樣學(xué)生就能夠很好的對(duì)電勢差以及電源電動(dòng)勢的內(nèi)電壓和外電壓等概念進(jìn)行理解了。
其次,在教學(xué)中可采用類比、啟發(fā)、多媒體等多種方法進(jìn)行教學(xué)。教師在課堂教學(xué)匯總可借助于多媒體播放flash課件, 借助于升降機(jī)舉起的高度差或者兒童滑梯兩端的高度差,幫助學(xué)生更好的理解電源電動(dòng)勢。另外還可以從能量的角度引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行理解,例如小花去買衣服,共有100元,其中10元用于打車,90元用于買衣服,在這里,100元就相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢,車費(fèi)相當(dāng)于內(nèi)電壓(必要的無用功),買衣服的費(fèi)用就相當(dāng)于外電壓(有用功),從而使學(xué)生掌握內(nèi)外電壓的本質(zhì)屬性。
最后,要通過實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),觀察和實(shí)驗(yàn)是提出問題的基礎(chǔ),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生觀察要細(xì)致人微,要善于從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題,直觀、形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能激發(fā)學(xué)生思考。可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來探究路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系,再從理論上進(jìn)行分析。然后演示電動(dòng)勢分別為3V和9V(舊)的電源向一個(gè)燈泡供電實(shí)驗(yàn),引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)習(xí)進(jìn)行討論,解釋現(xiàn)象原因。通過這種方式能夠讓學(xué)生很容易就明白流過燈泡的實(shí)際電流不僅與電源的電動(dòng)勢有關(guān),還與電路中的總電阻有關(guān),從而順理成章的得出閉合電路歐姆定律,完成課堂教學(xué)任務(wù)。
3.總結(jié)語
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),閉合電路歐姆定律是恒定電流一章的核心內(nèi)容,具有承前啟后的作用。本節(jié)課在教學(xué)過程中,以演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),來創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,引發(fā)認(rèn)知上的沖突,讓學(xué)生分享成功的快樂,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力。另外,還要充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢,變抽象為具體,化難為易,并突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn),從而大大提高課堂教學(xué)的有效性,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展。
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇3
一、實(shí)驗(yàn)探究中錯(cuò)誤資源的類型
1.技能性錯(cuò)誤
技能性錯(cuò)誤指學(xué)生因缺乏操作技能和儀表讀數(shù)技能而產(chǎn)生的錯(cuò)誤?!疤骄客ㄟ^導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)包括電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等眾多電學(xué)器材,實(shí)驗(yàn)操作具有綜合性,主要表現(xiàn)在:(1)兩表怎樣接入、如何選擇量程、如何讀數(shù)?(2)滑動(dòng)變阻器涉及四個(gè)接線柱,怎樣接入可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康???)電池盒電源的選擇。(4)連接電路應(yīng)注意斷開開關(guān),滑片移到電阻最大的地方。(5)探究活動(dòng)暫停時(shí),及時(shí)斷開開關(guān)。由于學(xué)生對(duì)每種器材掌握程度可能不一樣,一旦這些器材整合在一起后,在操作或讀數(shù)上就容易犯錯(cuò),成為實(shí)驗(yàn)探究的障礙。
2.客觀性錯(cuò)誤
客觀性錯(cuò)誤指并非由于學(xué)生知識(shí)、能力等主觀因素造成,而是由于客觀因素的影響而造成的錯(cuò)誤。主要表現(xiàn)為:(1)器材自身原因。其一,器材使用時(shí)間過長,致使局部損壞,影響測量準(zhǔn)確性;其二,器材質(zhì)量有問題,如,劣質(zhì)電表在使用中指針來回晃動(dòng),影響學(xué)生收集數(shù)據(jù),導(dǎo)致得不到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論;其三,器材設(shè)計(jì)復(fù)雜,如圖1,電池盒接線柱太多,電池的組裝和接線變成了難點(diǎn),而這并不是實(shí)驗(yàn)重點(diǎn),人為地制造困難。(2)實(shí)驗(yàn)綜合性強(qiáng),只要一種儀器的使用存在短板,就會(huì)造成結(jié)論錯(cuò)誤。(3)缺乏適度的引導(dǎo),或沒有提供充裕的探究時(shí)間。第一種情況,探究盲目,導(dǎo)致學(xué)生“盲”中出錯(cuò);第二種情況,時(shí)間緊迫,導(dǎo)致學(xué)生“忙”中出錯(cuò)。
3.生成性錯(cuò)誤
生成性錯(cuò)誤指在實(shí)驗(yàn)探究中產(chǎn)生的、在教師預(yù)設(shè)之外的錯(cuò)誤。怎樣利用這類錯(cuò)誤資源,對(duì)教師的教學(xué)智慧是一種挑戰(zhàn)。在探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電壓的關(guān)系時(shí),基于學(xué)生實(shí)際,預(yù)設(shè)的電路設(shè)計(jì)為圖2,預(yù)設(shè)的教學(xué)過程是:引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)該電路只能收集一組數(shù)據(jù),不能發(fā)現(xiàn)規(guī)律,再啟發(fā)學(xué)生如何獲得多組數(shù)據(jù),學(xué)生想到改變電池個(gè)數(shù)來改變電壓和電流,最后從操作方便程度和采集數(shù)據(jù)連續(xù)性方面,說明該電路存在缺陷,從而引導(dǎo)出串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器。在筆者按部就班教學(xué)時(shí),有學(xué)生提出用電阻箱代替定值電阻R,通過改變電阻箱電阻來收集多組數(shù)據(jù),該方案得到一些學(xué)生的認(rèn)可,但該方案的最大錯(cuò)誤是沒有控制R不變。
4.素養(yǎng)性錯(cuò)誤
素養(yǎng)性錯(cuò)誤指學(xué)生因缺乏科學(xué)素養(yǎng)所表現(xiàn)出的錯(cuò)誤行為、習(xí)慣和意識(shí)?!读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》指出,物理課程應(yīng)“以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨”,使學(xué)生“養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度”,“具有保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)”?;厥渍n堂,實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生篡改數(shù)據(jù)、拼湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,而且學(xué)生節(jié)能意識(shí)淡薄,如,探究活動(dòng)暫停,開關(guān)還一直閉合,沒有及時(shí)斷開開關(guān)。
5.觀念性錯(cuò)誤
觀念性錯(cuò)誤指學(xué)生將課堂探究與真正的科學(xué)探究等同起來,意識(shí)不到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛與曲折,形成“物理發(fā)現(xiàn)不過如此”的錯(cuò)誤觀念。學(xué)生探究的問題和模式都是由教材或教師給出的,而且教材中的各種提示為學(xué)生指明了探究方向。因此,學(xué)生感到概念規(guī)律的得出十分容易,順理成章,甚至感嘆自己生不逢時(shí)。但真正的科學(xué)探究都是在黑暗中摸索,沒有人可以引路,經(jīng)過許多年、很多次的不斷猜測和實(shí)驗(yàn),仍有可能以失敗告終。這些情況,學(xué)生是沒有遇到也體會(huì)不到的。當(dāng)介紹歐姆定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了約十年時(shí)間,付出了艱辛的努力時(shí),學(xué)生在內(nèi)心深處并不認(rèn)同,他們認(rèn)為一堂課的功夫就探究出歐姆定律,哪里來的“艱辛與曲折”?
二、基于錯(cuò)誤資源的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略
1.變“講授”為“探索”,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的構(gòu)建
實(shí)驗(yàn)儀器的操作都有一定的規(guī)范,正確操作實(shí)驗(yàn)儀器是一項(xiàng)基本技能。在剛接觸新儀器時(shí)就要嚴(yán)格要求、熟練掌握,為今后的綜合探究夯實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的教學(xué),有人提倡采用講授式,以師講生聽為主,而教學(xué)實(shí)踐證明,這種方法不易引起學(xué)生興趣,扼殺學(xué)生使用新儀器的欲望。科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展,現(xiàn)在沒有的東西,可能明天就會(huì)出現(xiàn),學(xué)生在未來的生活、工作中肯定會(huì)遇到許多新的科技產(chǎn)品,這些產(chǎn)品怎么使用,需要學(xué)生自己摸索。因此,物理課堂上,教師的一個(gè)重要職責(zé)就是培養(yǎng)學(xué)生探索新器材的能力,這是一種適應(yīng)現(xiàn)代化生活的能力。
基于這些考慮,可以采用探索式教法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)新鮮事物的好奇心和探究欲。比如,教學(xué)“電流表的使用”,可以將教材內(nèi)容編輯成儀器使用說明書的形式,在前面部分列出幾個(gè)注意事項(xiàng),學(xué)生閱讀說明書后,試著去測電路中的電流。探索中,學(xué)生必然要經(jīng)歷犯錯(cuò)、反思、糾錯(cuò)的過程,而這正是學(xué)生自我建構(gòu)操作技能的過程,印象自然根深蒂固,同時(shí),培養(yǎng)了學(xué)生使用新儀器的能力。又如,對(duì)電流表的讀數(shù),教師先投影一組學(xué)生的表盤,但故意不顯示接線柱,如圖3,請(qǐng)學(xué)生讀數(shù),有些學(xué)生馬上就報(bào)出讀數(shù),但出現(xiàn)不同結(jié)果,還有學(xué)生猶豫不決,教師啟發(fā)學(xué)生為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象?學(xué)生反映,不知道接線柱。此時(shí),學(xué)生就會(huì)明白,讀數(shù)先要明確接線柱或量程。接著,告訴學(xué)生是小量程,再請(qǐng)學(xué)生讀數(shù),又出現(xiàn)了兩個(gè)答案:0.24A和0.28A。教師追問,到底哪個(gè)正確,為什么?引導(dǎo)學(xué)生要看清分度值,并回答不同量程下的分度值分別是多少?兩種量程、相同的偏轉(zhuǎn)角度,示數(shù)有何關(guān)系?經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題、分析原因”的探索過程,學(xué)生自主完成讀數(shù)技能的構(gòu)建,最后總結(jié)讀數(shù)步驟:先看量程,再看分度值。這種探索式教法同樣適合電壓表的使用與讀數(shù),為探究歐姆定律作好技能鋪墊。
2.變“異?!睘椤罢!?,營造良好的探究環(huán)境
每堂探究課都有預(yù)期目標(biāo)和探究重點(diǎn),而時(shí)間有限,所以,要為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,避免一些客觀的、非重點(diǎn)因素的干擾,為探究重點(diǎn)贏得更多時(shí)間。實(shí)驗(yàn)器材使用時(shí)間過長或質(zhì)量不過關(guān),不能正常工作,學(xué)生在操作過程中就會(huì)麻煩不斷,影響探究情緒。尤其是測量類器材,比如電流表和電壓表,如果器材質(zhì)量有問題,學(xué)生的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確嗎?又談何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的物理規(guī)律?因此,學(xué)校采購器材時(shí)應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對(duì)有問題的器材要及時(shí)更換,同時(shí),檢修器材也非常重要,特別是使用頻繁高、易損耗的器材。建議教研組抽出專門的時(shí)間和精力,集中檢修,一來減輕實(shí)驗(yàn)員的工作壓力,二來掌握一些檢修技能。當(dāng)提供的都是能正常使用的器材后,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)就不會(huì)受其他因素影響,從而保障探究正常進(jìn)行。
3.變“錯(cuò)誤”為“正確”,彰顯錯(cuò)誤資源的價(jià)值
學(xué)生對(duì)教師問題的即時(shí)性反映,折射出學(xué)生的原始思維和創(chuàng)造性火花,這些想法有的是正確的,有的雖然錯(cuò)誤,但能給教學(xué)啟發(fā),其價(jià)值不亞于正確的創(chuàng)意。學(xué)生錯(cuò)誤的想法里可能蘊(yùn)藏著創(chuàng)新思維,我們要善于發(fā)現(xiàn)并加以利用。
例如,圖2中,用電阻箱代替定值電阻R的方案是錯(cuò)誤的,但這種想法在研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時(shí),卻可以派上用場。如圖4,用電阻箱代替定值電阻R,有以下優(yōu)點(diǎn):其一,電阻箱是一種可讀出阻值的變阻器。初中階段學(xué)生對(duì)不能讀出示數(shù)的滑動(dòng)變阻器使用頻率高,使用較熟練,但對(duì)電阻箱,教材只局限于讀出電阻大小,沒有機(jī)會(huì)讓學(xué)生體驗(yàn)電阻箱的優(yōu)勢,而在這里,電阻箱的接線和讀數(shù)得到運(yùn)用,體現(xiàn)了其教學(xué)價(jià)值,彌補(bǔ)教材的不足。其二,簡化實(shí)驗(yàn)操作過程。本電路的連接在研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)已經(jīng)得到強(qiáng)化,因此,連接電路不是本探究內(nèi)容的重點(diǎn)。當(dāng)定值電阻R不斷改變時(shí),該電路局部要不斷拆裝、重組,這在技能上只是簡單重復(fù),缺乏教育意義。而換為電阻箱后,只要旋轉(zhuǎn)旋鈕就能快速改變電阻,不需要拆裝電路,為數(shù)據(jù)的采集與分析等重點(diǎn)內(nèi)容爭取更多時(shí)間。其三,實(shí)驗(yàn)探究提倡開放性,不應(yīng)是封閉的,數(shù)據(jù)的采集要常態(tài)化。如果選教師提供的三個(gè)定值電阻,學(xué)生會(huì)想,為什么要選這幾個(gè)電阻?隨機(jī)一點(diǎn)不可以嗎?是不是也能得出反比結(jié)論?而這一系列問題均由電阻箱的使用得到較好突破,供選擇的電阻值范圍更廣、更靈活,為學(xué)生采集數(shù)據(jù)拓展空間,增加實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度。
4.變“說教”為“身教”,給學(xué)生潛移默化的影響
在實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)上,教師苦口婆心,諄諄教導(dǎo),而學(xué)生一意孤行,當(dāng)耳邊風(fēng),教學(xué)效果一直欠佳。什么原因呢?要學(xué)生低碳環(huán)保,教師自己在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一言一行、一舉一動(dòng)反饋給學(xué)生的卻是鋪張浪費(fèi);要學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí),不得篡改數(shù)據(jù),教師卻圖方便省事,不做實(shí)驗(yàn),空降實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);要學(xué)生表達(dá)準(zhǔn)確,教師的教學(xué)語言卻欠科學(xué)性,甚至“腳踩西瓜皮,滑到哪是哪”。這樣矛盾的教學(xué)言行,怎能讓學(xué)生養(yǎng)成低碳環(huán)保的意識(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?要提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),除平常注意要求外,更重要的是教師要加強(qiáng)自身修養(yǎng),以身垂范,給學(xué)生樹立良好的榜樣。
5.變“單一”為“飽滿”,落實(shí)三維教學(xué)目標(biāo)
探究教學(xué)不能僅局限于學(xué)生掌握物理概念和規(guī)律,還應(yīng)將歷史上物理學(xué)家進(jìn)行探究、獲得發(fā)現(xiàn)的歷史資料引入教學(xué),通過歷史情境再現(xiàn),展現(xiàn)科學(xué)研究方法,體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛,實(shí)現(xiàn)教育價(jià)值最大化。
歷史上歐姆定律的建立過程與課堂上的科學(xué)探究有很大差異,將歐姆的探究過程和對(duì)他成功的分析補(bǔ)充到課堂中,可以使學(xué)生在知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度上獲益。
在歐姆所處的時(shí)代,他遇到的最大困難與挑戰(zhàn)有以下幾點(diǎn)[1]:(1)當(dāng)時(shí)的直流電源只有伏打電堆,最初用它進(jìn)行實(shí)驗(yàn),電流不穩(wěn)定,未能獲得理想結(jié)果。后來,接受其他科學(xué)家的建議,將伏打電堆改為溫差電源,提高了電流的穩(wěn)定性,使測量結(jié)果更準(zhǔn)確。這與他善于學(xué)習(xí)、關(guān)心科技發(fā)展、重視科學(xué)交流是分不開的。(2)在歐姆進(jìn)行研究時(shí),沒有現(xiàn)成的電壓表和電流表,也不知道如何測電阻,也就是說,I、U、R均無法測量,這些問題都得一一解決。歐姆巧妙地設(shè)計(jì)出電流扭秤,用磁針的扭角實(shí)現(xiàn)了電流大小的測量;用相同粗細(xì)、不同長度的銅導(dǎo)線來得到不同電阻;用溫差電池兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差得到不同電勢差,這在當(dāng)時(shí)是想象不到的,都是開創(chuàng)性研究。而且,歐姆憑直覺假定電流大小與扭秤的扭角成正比,電阻與導(dǎo)線長度成正比,而電壓與溫差電池的溫度差成正比。這種直覺思維,是科學(xué)創(chuàng)造力的重要表現(xiàn)。(3)歐姆定律發(fā)表后,遇到權(quán)威人士的反對(duì)甚至詆毀,認(rèn)為他的理論是空洞的臆造,許多年后他的成果才得到科學(xué)界的普遍認(rèn)同。為了科學(xué)研究,歐姆在孤獨(dú)與困難的環(huán)境中,自己動(dòng)手制作儀器,堅(jiān)持進(jìn)行科學(xué)探索,把全部生命都奉獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè),這種獻(xiàn)身精神是值得欽佩和學(xué)習(xí)的。
通過物理學(xué)史的引入,“歐姆”在學(xué)生思想里不再只是一個(gè)物理量的單位,“歐姆定律”也不再只是一個(gè)物理公式,它們匯成了一部有血有肉、富有立體感的科學(xué)勵(lì)志故事,深深地感染和激勵(lì)著學(xué)生。
參考文獻(xiàn)
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇4
關(guān)鍵詞:《閉合電路歐姆定律》;教學(xué)設(shè)計(jì);高中物理
一、教學(xué)設(shè)計(jì)
1.課題
閉合電路的歐姆定律(人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3-1)
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點(diǎn),是歐姆定律的延伸,教材從能量入手,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律,教學(xué)過程簡單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問題,使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出,將理論應(yīng)用于實(shí)際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動(dòng)勢等于沒接入電路時(shí)兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法:①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨(dú)立思考、自主探究物理問題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀:①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點(diǎn):①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案,學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí),重點(diǎn)思考并回答以下問題:
(1)什么是電源?
(2)電源電動(dòng)勢的概念和物理意義是什么?
(3)什么是內(nèi)電路?什么是外電路?在回路中的電流方向如何?
(4)在內(nèi)、外電路中電勢是如何變化的?
(5)怎樣計(jì)算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能?
(6)如何計(jì)算電池內(nèi)部非靜電力所做的功?
(7)內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系?
(8)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的?
【設(shè)計(jì)意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到了課外,保證了學(xué)生思考的空間,增加了有效學(xué)習(xí)的時(shí)間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識(shí),需要學(xué)習(xí)哪些知識(shí),才能有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料,避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象,學(xué)生帶著問題積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí),滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識(shí)發(fā)展的需要,有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容,師傅補(bǔ)充完善不足之處,在合作中解決疑難問題,突破重難點(diǎn)。教師巡視了解每對(duì)師徒的學(xué)習(xí)情況,對(duì)學(xué)習(xí)過程中存在疑問的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),對(duì)學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點(diǎn)撥。如,有些師友根據(jù)理論知識(shí)推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受,此時(shí)教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證;在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前,教師應(yīng)提出問題:能否用實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,并引導(dǎo)師友合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn)步驟,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成U-I圖像,進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計(jì)意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,并在教師的點(diǎn)撥下激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性,從而通過學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位,而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時(shí),學(xué)生之間通過交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長補(bǔ)短、互利共贏,更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展,這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力,又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵(lì)學(xué)生積極上臺(tái)講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識(shí),板演相關(guān)例題,其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補(bǔ)充,也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點(diǎn)進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語,規(guī)范學(xué)生的解題步驟,引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計(jì)意圖】全國教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對(duì)知識(shí)的記住率只有5%,而極少數(shù)教師鼓勵(lì)的學(xué)生教別人的方法,使學(xué)生本人對(duì)知識(shí)的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中,教師把課堂真正讓位給學(xué)生,讓學(xué)生做主講,不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力,同時(shí)在學(xué)生教會(huì)其他同學(xué)時(shí)自己也會(huì)收獲新的體會(huì),而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作,真正實(shí)現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)予以講解;明確學(xué)生易混、易錯(cuò)、易漏的問題,對(duì)解題規(guī)律、注意事項(xiàng)、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié),歸納出知識(shí)體系,以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運(yùn)用。例如,教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動(dòng)勢與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系,他們的本質(zhì)是不同的,電動(dòng)勢反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小,而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小,因而用電壓表直接接在電源兩級(jí)上,其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢,但很接近電源電動(dòng)勢:U=IRV=?RV=,當(dāng)RV>r時(shí),U≈E。
【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)課的問題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的,規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗(yàn)證出來的,甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的,可以說全程都是由學(xué)生自己完成的,因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識(shí)體系,真正做到將學(xué)來的知識(shí)變?yōu)樽约核鶕碛械闹R(shí),實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題,學(xué)生在規(guī)定時(shí)間完成后師友當(dāng)堂交換批改,之后交流做題心得與體會(huì)。教師檢查學(xué)生的掌握情況,布置課后作業(yè)。
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意在幫助學(xué)生檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果,深化學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知,培養(yǎng)他們自行解決物理問題的信心和決心,端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時(shí),教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況,及時(shí)反饋、適時(shí)調(diào)整并通過課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到課下,為下節(jié)課埋下伏筆,使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)建議
在設(shè)計(jì)學(xué)案時(shí)應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生,做到環(huán)環(huán)相扣,循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué);在學(xué)生進(jìn)行交流探究時(shí),教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān),探究要有深度不能屈于表面;在互助提高階段,教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言,提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)高中學(xué)生個(gè)性心理發(fā)展特點(diǎn),通過課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端,以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:孫雨,1989年出生,女,吉林四平人,碩士研究生。
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇5
【關(guān)鍵詞】歐姆定律 應(yīng)用 初中科學(xué) 教學(xué)策略 探索
“歐姆定律及其應(yīng)用”的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生理解歐姆定律,并應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡單計(jì)算;能根據(jù)歐姆定律及其電路的特點(diǎn),更深刻理解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn);通過計(jì)算,學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力,觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约胺治鰡栴}、概括問題、解決問題的能力,并養(yǎng)成學(xué)生解答電學(xué)問題的良好習(xí)慣。通過實(shí)驗(yàn)探究等學(xué)習(xí)方法,激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度以及認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
近幾年,中考對(duì)“歐姆定律及其應(yīng)用”的考查非常多,歸納一下,主要是從這么幾方面進(jìn)行考查的。
1、以歐姆定律為基礎(chǔ),結(jié)合串、并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻特點(diǎn),解決一些簡單的計(jì)算。
例1、如圖3所示, ,A的示數(shù)為2.5A,V的示數(shù)為6V;若R1,R2串聯(lián)在同一電源上,通過R1的電流為0.6A,求R1和R2的電阻值。
圖3
解析:此題考查了學(xué)生對(duì)并聯(lián)電路特點(diǎn)的掌握和對(duì)歐姆定律公式的理解。在解物理題中,數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用很重要。本題可先根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn),找出R1、R2和總電阻的關(guān)系。
2、結(jié)合伏安法測電阻的相關(guān)知識(shí),更深刻的理解歐姆定律的生成,強(qiáng)化電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的考查。
例2、給出下列器材:電流表(0~0.6A,0~3A)一只,電壓表(0~3V,0~15V)一只,滑動(dòng)變阻器(0~10 )一只,電源(4V)一個(gè),待測電阻的小燈泡(額定電壓2.5V,電阻約10 )一個(gè),開關(guān)一只,導(dǎo)線若干,要求用伏安法測定正常發(fā)光時(shí)小燈泡燈絲的電阻,測量時(shí),兩表的指針要求偏過表面刻度的中線。
(1)畫出電路圖;
(2)電流表的量程選 ,電壓表的量程選 ;
(3)下列必要的實(shí)驗(yàn)步驟中,合理順序是 。
A. 閉合開關(guān) B. 將測出的數(shù)據(jù)填入表格中
C. 計(jì)算被測小燈泡的燈絲電阻 D. 讀出電壓表,電流表的數(shù)值
E. 斷開開關(guān) F. 將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大
G. 對(duì)照電路圖連好電路 H. 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表的示數(shù)為2.5V
解析:歐姆定律的得出是根據(jù)伏安法測電阻的電路圖來進(jìn)行探究的,而伏安法測電阻同時(shí)也是歐姆定律的一個(gè)應(yīng)用。所以伏安法測電阻與歐姆定律的應(yīng)用其實(shí)是相輔相成的。對(duì)伏安法測電阻的相關(guān)知識(shí)的考查,其實(shí)更能幫助學(xué)生理解歐姆定律的生成。并且通過自己畫電路圖的過程,考查了學(xué)生對(duì)電路連接的作圖能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
3、應(yīng)用“歐姆定律”判斷電路中各電表的示數(shù)變化
例3、如圖1所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P由左端向右移到中點(diǎn)的過程中,下列判斷正確的是( )
A. 電壓表和電壓表A1,A2和示數(shù)變大
B. 電流表A1示數(shù)變大,電流表A2和電壓表示數(shù)不變
C. 電流表A2示數(shù)變大,電流表A1,電壓表示數(shù)不變
D. 條件不足,無法判斷
解析:本題考查了利用歐姆定中電壓、電流、電阻的關(guān)系來判斷電流表、電壓表示數(shù)變化的同時(shí),也考查了學(xué)生對(duì)復(fù)雜電路的判斷能力,電表測哪個(gè)用電器的電壓,測通過哪個(gè)用電器的電流等。R1和R2是并聯(lián)關(guān)系, 測電源電壓; 測干路電流, 測R2的電流。
答案: B
4、通過解方程的方法結(jié)合歐姆定律,解決由于電阻變化而引起電壓、電流變化的題。
例4、 如圖2所示,變阻器R0的滑片P在移動(dòng)過程中電壓表的示數(shù)變化范圍是0~4V,電流表的示數(shù)變化范圍是1A~0.5A,求電阻器R的阻值、變阻器R0的最大阻值和電源電壓U。
圖2
解析:在電路中由于電阻發(fā)生變化引起的電流、電壓變化的題,如不能直接用歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點(diǎn)直接求解,可考慮用方程解題。在設(shè)未知數(shù)時(shí),盡量設(shè)電源電壓、定值電阻等電路中不會(huì)變化的量。首先分析一下電路圖,弄清電流表測量對(duì)象,同時(shí)可看出電壓表示數(shù)為0V時(shí),電流表示數(shù)最大為1A,電壓表示數(shù)為4V時(shí),電流表示數(shù)最小為0.5A。但根據(jù)已知,用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)能直接求出的量只有R0的最大電阻值,別的再無法直接求出,因此這里必須要列方程來解。
5、“歐姆定律”和生活實(shí)際的結(jié)合,提高學(xué)生觀察生活的能力和解決實(shí)際問題的能力。
例5、下圖是新型節(jié)能應(yīng)急臺(tái)燈電路示意圖,臺(tái)燈充好電后,使用時(shí)可通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R改變燈泡的亮度,假定電源電壓、燈泡電阻不變,則燈泡兩端電壓U隨R變化的圖象是( )
解析:燈L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電源電壓U、燈泡電阻 不變。當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻變大,即電路中的總電阻變大,由 知,電路中的電流I會(huì)變小,則燈泡兩端電壓 也會(huì)變小。
答案:選C。
結(jié)論:授之以魚不如授之以漁,以上總結(jié)的題目類型可能并不完全,但只要學(xué)生能掌握并真正理解歐姆定律的內(nèi)涵,就能很好的應(yīng)用它來解決生活實(shí)際中真正出現(xiàn)的問題,把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐才是學(xué)習(xí)的真正目的。
參考文獻(xiàn)
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歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇6
《導(dǎo)體的電阻》是新課標(biāo)物理選修3-1的第二章《恒定電流》第六節(jié)的內(nèi)容,它是電學(xué)的基本規(guī)律之一,本節(jié)內(nèi)容安排在部分電路歐姆定律知識(shí)之后,起到了承上啟下的作用,部分電路的歐姆定律是研究導(dǎo)體兩端電壓、流過的電流等外界條件與導(dǎo)體電阻的數(shù)量關(guān)系而非決定關(guān)系;電阻定律是研究導(dǎo)體材料、長度、橫截面積等自身?xiàng)l件與電阻的決定關(guān)系。學(xué)生在初中已經(jīng)定性研究了導(dǎo)體材料、長度、橫截面積等自身?xiàng)l件與電阻的決定關(guān)系,本節(jié)在此基礎(chǔ)上通過實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行定量描述的研究,同時(shí)突出了“電阻率”這一物理概念,這部分知識(shí)與現(xiàn)代科技、生活、生產(chǎn)等有著密切聯(lián)系。本節(jié)課以問題為主線,通過同手實(shí)驗(yàn)、觀察分析,輔助以多媒體進(jìn)行教學(xué)。
2.教學(xué)目標(biāo)
2.1知識(shí)目標(biāo)
(1)通過探究“導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”這個(gè)實(shí)驗(yàn),探究導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系,體會(huì)控制變量法在科學(xué)研究中的重要作用。
(2)通過邏輯推理,探究導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積的定量關(guān)系。
(3)通過運(yùn)算,知道電阻率的的物理意義及電阻定律的內(nèi)容和表達(dá)式。
(4)通過“加熱日光燈絲,觀察歐姆表示數(shù)變化”這個(gè)實(shí)驗(yàn),了解電阻率與溫度的關(guān)系。
2.2能力目標(biāo)
(1)經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究或邏輯推理探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的過程,使學(xué)生進(jìn)一步掌握控制變量的科學(xué)方法。
(2)通過探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的能力和合作交流的能力。
2.3情感目標(biāo)
(1)通過對(duì)各種材料電阻率的介紹,加強(qiáng)學(xué)生安全用電的意識(shí)。
(2)培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。
(3)讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中體會(huì)成功的喜悅,激發(fā)求知欲望,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣.
3.教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):電阻定律;
難點(diǎn):電阻率。
4.器材準(zhǔn)備
電壓表,電流表,直流電源,滑動(dòng)變阻器,電阻絲示教板,酒精燈,電阻絲(一根),多用電表。
5.教學(xué)流程
環(huán)節(jié)一 舊知鏈接,多媒體展示問題。
(1)電阻的定義式:,電阻是反映的物理量。
(2)n個(gè)阻值同為R的電阻串聯(lián),電路的總電阻為,n個(gè)阻值同為R的電阻并聯(lián),總電阻為。
設(shè)計(jì)意圖:復(fù)習(xí)舊知,為學(xué)習(xí)新知識(shí)熱身。
環(huán)節(jié)二提出問題,引入新課。
(師)問題1、為了改變電路中的電流,應(yīng)該如何操作?
根據(jù)歐姆定律可知,只要增加導(dǎo)體兩端的電壓或降低倒導(dǎo)體的電阻即可。
(師)問題2、給定一個(gè)導(dǎo)體,如何測量它的電阻?(學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路)
從上述問題可以看出,導(dǎo)體的電阻與兩端的電壓以及通過導(dǎo)體的電流無關(guān),那么導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的哪些因素有關(guān)呢?
設(shè)計(jì)意圖:通過問題引導(dǎo)學(xué)生思考導(dǎo)體的電阻究竟跟什么因素有關(guān),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
環(huán)節(jié)三 新課教學(xué),分組實(shí)驗(yàn)、探索定律。
(1)影響電阻的因素可能有哪些呢:(材料、長度、橫截面積、溫度……)
(2)解決辦法——控制變量法 引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)表格。
(3)實(shí)驗(yàn)探究:
A、引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖(教師投影打出)。
B、出示電阻定律示教板、說明板上的幾種金屬材料。
C、引導(dǎo)學(xué)生連接電路,并說明注意事項(xiàng)。
D、依次對(duì)四種金屬材料的電阻進(jìn)行測量。
E、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析:
定性觀察——R與長度、橫接面積有關(guān)。
設(shè)計(jì)意圖:通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),小組合作動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),測量數(shù)據(jù),通過比較電阻與長度、橫截面積的關(guān)系,初步得出電阻與長度、橫截面積的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛿?shù)據(jù)分析能力。
(4)邏輯推理探究:
分組活動(dòng):A、理論探討電阻R與長度L的關(guān)系 n個(gè)電阻串聯(lián)。
B、理論探討電阻與橫截面積的關(guān)系n個(gè)電阻并聯(lián)。
投影展示電路圖
設(shè)計(jì)意圖:通過理論探討得出分析導(dǎo)體的電阻與和它的長度的關(guān)系、與它的橫截面積的關(guān)系
(5)實(shí)驗(yàn):探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系(投影展示):
A、根據(jù)以上分析,我們可以等式的形式寫出用導(dǎo)體長度l、導(dǎo)體橫截面積S表示電阻R的關(guān)系式,比例系數(shù)用一常量表示,此等式為_____________。
B、已知上述試驗(yàn)中,導(dǎo)體長度l=50cm,直徑d=0.50mm,橫截面積S=1/4πd2=1.96×10-7m2,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分別計(jì)算上面四個(gè)導(dǎo)體的比例系數(shù),并填入填入表格。
C、分析上述比例系數(shù)的物理意義:
設(shè)計(jì)意圖:通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,得出比例系數(shù)即是電阻率,并使學(xué)生清楚的知道不同物體的電阻率不同,從而得出電阻定律的表達(dá)式。
環(huán)節(jié)四 總結(jié)規(guī)律,深化理解。
由學(xué)生總結(jié)電阻定律:
(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電組與構(gòu)成它的材料有關(guān)。這就是電阻定律。
(2)公式:R=ρ
教師指出:式中ρ是比例常數(shù),它與導(dǎo)體的材料有關(guān),是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量,稱為材料的電阻率。
電阻率ρ:
(1)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量。
(2)單位:歐·米(Ω·m)
[投影]幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)的電阻率
學(xué)生思考:
(1)金屬與合金哪種材料的電阻率大?
(2)制造輸電電纜和線繞電阻時(shí),怎樣選擇材料的電阻率?
設(shè)計(jì)意圖:通過對(duì)電阻率的學(xué)習(xí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電阻率在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
環(huán)節(jié)五、電阻率與溫度的關(guān)系。
演示實(shí)驗(yàn):將日光燈燈絲(額定功率為8W)與演示用歐姆表調(diào)零后連接成下圖電路,觀察用酒精燈加熱燈絲前后,歐姆表示數(shù)的變化情況。
學(xué)生總結(jié):當(dāng)溫度升高時(shí),歐姆表的示數(shù)變大,表明金屬燈絲的電阻增大,從而可以得出:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大。
教師:介紹電阻溫度計(jì)的主要構(gòu)造、工作原理。如圖2.6-5所示。
圖2.6-5 金屬電阻溫度計(jì)
學(xué)生思考:錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小,怎樣利用它們的這種性質(zhì)?
設(shè)計(jì)意圖:鞏固知識(shí),強(qiáng)化訓(xùn)練。
環(huán)節(jié)六:自主完善,意義構(gòu)建。
讓學(xué)生自己總結(jié)這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法,找出學(xué)習(xí)過程中,理解不透徹,容易混淆的地方進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生自我總結(jié)、自我完善、總結(jié)梳理的自學(xué)能力,即使鞏固學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法。
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇7
有效的教學(xué)應(yīng)該是有序的,何為有序?對(duì)于具體的一節(jié)課而言,“起、承、轉(zhuǎn)、合”幾個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,相得益彰,那么概念圖用于探究式教學(xué)的策略如何呢?
1教師精心準(zhǔn)備
備課是上好一節(jié)課的前提,運(yùn)用概念圖組織探究式教學(xué),首先就要求我們教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容需要的資源進(jìn)行二次開發(fā),尤其注重收集生活中的現(xiàn)象,借助于多媒體將這些資源呈現(xiàn)出來,既引出了探究課題,也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,多個(gè)有聯(lián)系的資源同時(shí)呈現(xiàn),這體現(xiàn)了構(gòu)建概念圖的意識(shí)和思想.同時(shí),教學(xué)目標(biāo)也可以借助于概念圖完整地呈現(xiàn).例如,探究歐姆定律,可以設(shè)置教學(xué)目標(biāo)如圖2所示.
2學(xué)生預(yù)習(xí),初建概念圖
課前預(yù)習(xí)對(duì)于一節(jié)課的學(xué)習(xí)效果而言,是至關(guān)重要的,學(xué)生通過自主預(yù)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有一個(gè)大致的了解,那么這些內(nèi)容之間及內(nèi)容與原有知識(shí)之間存在怎樣的聯(lián)系呢?可以自己嘗試著畫概念圖,將自己能夠同化的概念課前消化一部分,同時(shí)將疑問暴露出來。例如,探究歐姆定律這節(jié)課,圍繞中心概念“電流”,學(xué)生自主預(yù)習(xí)后可以構(gòu)成如圖3所示的概念圖.
3新課引入,資源可視化
物理概念都理性化,為了便于學(xué)生內(nèi)化和掌握知識(shí),筆者認(rèn)為我們課堂上給學(xué)生的學(xué)習(xí)資源一定要可視化,引入新課,可以用圖片、錄像、動(dòng)畫等媒體手段引入,也可以將自己收集到的資源以概念圖的形式引入,展現(xiàn)給學(xué)生,幫助學(xué)生將新舊知識(shí)聯(lián)系到一起.
4講授新課,進(jìn)行科學(xué)探究
探究式物理課學(xué)生的探究活動(dòng)是主要內(nèi)容,這個(gè)過程也是可以實(shí)現(xiàn)可視化的,可視化的思維過程讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方法有效地遷移到規(guī)律探究中來,當(dāng)然這個(gè)過程要讓學(xué)生自己來完成,切忌由教師越俎代庖,給學(xué)生留足思維的時(shí)間和空間,在學(xué)生思維出現(xiàn)困難時(shí),給予必要的幫助或提示,將方法遷移過來,促使學(xué)生能夠完成探究.例如,探究歐姆定律這節(jié)課,探究時(shí)涉及到控制變量法,那么如何探究呢?能夠和前期哪些規(guī)律探究構(gòu)成聯(lián)系呢?引導(dǎo)學(xué)生邊思考邊構(gòu)建概念圖(圖4).
5歸納總結(jié),完善概念圖
教師結(jié)合課堂教學(xué)和學(xué)生通過共同討論,增強(qiáng)學(xué)生的合作交流的能力.通過交流、討論,讓學(xué)生自主總結(jié)得到規(guī)律,完善概念圖,通過概念圖深刻認(rèn)識(shí)概念間的聯(lián)系.例如,探究歐姆定律這節(jié)課,在學(xué)生探究、交流后能夠得到如圖5所示的結(jié)論.總之,教師在探究課上引入概念圖策略后,可更系統(tǒng)地把握整個(gè)科學(xué)探究過程,做到有的放矢,同時(shí),學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的內(nèi)容也更加豐富,有利于增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力.另外,從繪制的概念圖外形來看,就似一座山脈,學(xué)生的科學(xué)探究過程,恰似挖掘山底寶藏,是一個(gè)逐歩深入的過程,且伴隨著一定的情感體驗(yàn).
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究篇8
1 一道試題
1。1 試題呈現(xiàn)
2015年蘇錫常鎮(zhèn)二模卷第10題:將兩個(gè)金屬電極鋅片和銅片插入一個(gè)水果中就可以做成一個(gè)水果電池,某興趣小組欲測量水果電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。
(1)甲同學(xué)用多用表的直流電壓(0~1 V)檔估測某水果電池的電動(dòng)勢,穩(wěn)定時(shí)指針如圖[TP12GW39。TIF,Y#]1中A所示,則讀數(shù)為[CD#3]V;用多用表的歐姆×100檔估測水果電池的內(nèi)阻,穩(wěn)定時(shí)指針如圖1中B所示,則讀數(shù)為[CD#3]Ω。上述測量中存在一重大錯(cuò)誤,是[CD#3]。
(2)乙同學(xué)采用如圖2所示電路進(jìn)行測量,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出了[SX(]1[]I[SX)]-R圖象,則根據(jù)圖3,該水果電池的電動(dòng)勢為[CD#3]V,內(nèi)阻為[CD#3]Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
[TP12GW40。TIF,BP#]
答案如下:(1)0。84;3。2×103;不能用多用電表電阻檔直接測電源內(nèi)阻;(2)0。96±0。02 (1。6±0。1)×103
1。2 試題分析
本題圍繞一個(gè)重要的電學(xué)實(shí)驗(yàn)――“測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”展開考查,具體涉及多用電表的讀數(shù)及操作、實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、圖象法處理數(shù)據(jù)等內(nèi)容。如表1所示。
[JZ][HT6]表1
[BG(!][BHDFG2,WK3,K10,K17W]
序號(hào)[]考查內(nèi)容[] 易錯(cuò)點(diǎn)解析 [HJ*3]
[BHDG4*2,WK3,K10ZQ*3,K17ZQ*3W]1[]會(huì)正確進(jìn)行多用電表的讀數(shù)[]讀電壓時(shí)應(yīng)注意量程(“0~1 V”),讀電阻時(shí)要注意多用電表歐姆檔刻度不均勻,還有讀數(shù)應(yīng)乘以所選的倍率
[BH]2[]會(huì)正確使用多用電表歐姆檔[]用多用電表歐姆檔測電阻時(shí)必須把電阻從回路中取出,因此不能直接測電源的內(nèi)阻
[BHG4*2]3[]“安阻法”測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的原理[]由閉合電路歐姆定律得到1/I-R圖象是線性的,且圖線的斜率大小等于1/E,圖線的縱截距大小等于r/E
[BHDG2]4[]圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[]單位要換算成國際單位(A和Ω) [HJ2mm]
[BG)F][HJ]
1。3 試題評(píng)價(jià)
本題用水果電池代替常見的干電池、鉛蓄電池、手機(jī)鋰電池作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,給人一種獨(dú)辟蹊徑、眼前一亮的感覺。水果電池取材方便、貼近生活、變化豐富,既適合學(xué)生進(jìn)行探究,也體現(xiàn)了“從生活走向物理”的教育理念。
2 兩處不同
2。1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象
本題的實(shí)驗(yàn)對(duì)象變成了水果電池。在平時(shí)的教學(xué)中,許多教師都會(huì)習(xí)慣性地選擇干電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這是因?yàn)楦呻姵乇容^穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)操作也較簡單方便。實(shí)際上,學(xué)生在初中就已經(jīng)接觸過水果電池,在化學(xué)課“原電池”部分也學(xué)習(xí)過相關(guān)內(nèi)容,所以對(duì)水果電池并不陌生。筆者在講評(píng)課上與學(xué)生進(jìn)行了交流。
師:水果電池的工作原理是什么?
生1:水果中含有豐富的水果酸,是一種很好的電解質(zhì),將不同的金屬材料做成電極插入水果中,用導(dǎo)線將電極與用電器相連,回路中就會(huì)有電流通過。
師:如何判斷水果電池的正、負(fù)極?
生2:根據(jù)原電池的工作原理,水果電池兩電極必須存在金屬活動(dòng)性上的差異。本題中鋅更活潑,所以鋅片失去電子,其反應(yīng)方程為Zn-2e-[FY=]Zn2+。電子經(jīng)外電路流向銅片,由于物理學(xué)中規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颍酝怆娐分须娏鲝你~片流向鋅片,由此判斷銅片是水果電池的正極。
師:水果電池的電動(dòng)勢、內(nèi)阻與哪些因素有關(guān)?[HJ1。5mm]
生3:正負(fù)電極的活動(dòng)性差異越大,水果電池的電動(dòng)勢越大。由電阻定律R=ρ[SX(]l[]S[SX)]可知,增加兩電極間的距離,相當(dāng)于增加導(dǎo)體長度,水果電池的內(nèi)阻增大;增加電極插入的深度,相當(dāng)于增大導(dǎo)體橫截面積,水果電池的內(nèi)阻減小。
2。2 實(shí)驗(yàn)器材和電路
由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)生了變化,實(shí)驗(yàn)器材和電路也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí),通常選擇學(xué)生電表(電壓表0~3 V、電流表0~0。6 A)和滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于水果電池的內(nèi)阻很大(一般上千歐姆),為了便于讀數(shù)和操作,選擇電阻箱和微安表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)器材 水果,電極:銅片、鋅片,MF47多用電表,微安表:量程0~500 μA,電阻箱(0~9999 Ω),帶鱷魚夾的導(dǎo)線若干、開關(guān)、砂紙、小刀等。
實(shí)驗(yàn)電路及測量原理 實(shí)驗(yàn)電路如圖4,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(r+R),整理得
[SX(]1[]I[SX)]=[SX(]1[]E[SX)](r+R)。
作出[SX(]1[]I[SX)]-R圖線,若圖線的斜率為k,[TP12GW41。TIF,Y#]縱軸截距為b,則電源的電動(dòng)勢E=[SX(]1[]k[SX)],內(nèi)阻r=[SX(]b[]k[SX)]。
3 三個(gè)追問
3。1 追問1(實(shí)驗(yàn)誤差分析)[HJ]
本題中微安表也有內(nèi)阻,因此會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差。用此電路測電池電動(dòng)勢與內(nèi)阻,測量值與真實(shí)值的關(guān)系是:E測[CD#3]E真、r測[CD#3]r真。(填“”或“=”)。
分析 若考慮微安表的內(nèi)阻,不妨設(shè)其為rg,則根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(r+rg+R),整理得[SX(]1[]I[SX)]=[SX(]1[]E[SX)](r+rg+R)。作出[SX(]1[]I[SX)]-R圖線,若圖線的斜率為k,縱軸截距為b,則電源的電動(dòng)勢E=[SX(]1[]k[SX)],內(nèi)阻r=[SX(]b[]k[SX)]-rg。與上面推導(dǎo)的結(jié)果相比可得:E測=E真、r測>r真。
3。2 追問2(實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng))
為能較為準(zhǔn)確地完成該實(shí)驗(yàn),在儀表、導(dǎo)線都正常工作的前提下,請(qǐng)依據(jù)水果電池的工作原理,提出一些實(shí)驗(yàn)操作過程中需要注意的事項(xiàng)。(只需填寫一項(xiàng)即可)[CD#3]。
分析 水果電池很不穩(wěn)定,容易極化,因此電池電動(dòng)勢會(huì)明顯下降,內(nèi)阻會(huì)明顯增大,因此實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)要快,每次讀完立即斷開開關(guān)。也可回答:用砂紙將金屬片表面的氧化層磨去以增加其導(dǎo)電性;將所選水果切開,用小刀在其上劃幾刀以增加其導(dǎo)電性等。
3。3 追問3(實(shí)驗(yàn)思想方法)
某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)水果電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻可能的影響因素進(jìn)行探究。成員們通過討論,得出了以下一些可能影響的因素:水果種類、水果溫度、電極種類、電極間距、電極插入深度等。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí),需要用到的物理思想方法是[CD#3]。
分析 本探究實(shí)驗(yàn)運(yùn)用“控制變量”的思想方法,分別對(duì)不同影響因素進(jìn)行探究。
4 四點(diǎn)策略
4。1 “會(huì)操作”打基礎(chǔ)
研究近幾年各地高考實(shí)驗(yàn)題不難發(fā)現(xiàn),命題者越來越重視對(duì)基本儀器操作的考查。如2014年江蘇高考物理試卷第10題的第1問,考查了用螺旋測微器測合金絲的直徑。“為防止讀數(shù)時(shí)測微旋桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),讀數(shù)前應(yīng)先旋緊哪個(gè)部件?”真正操作過的學(xué)生會(huì)比較熟悉,反之則不容易得分。
針對(duì)這一變化,教師在指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)特別關(guān)注基本儀器的使用?!犊荚囌f明》中所列的基本儀器主要有:刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、天平、秒表、電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、彈簧測力計(jì)、電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器和電阻箱等。要讓學(xué)生了解這些儀器的構(gòu)造、原理、用途,掌握儀器的量程、使用方法和使用規(guī)則,以達(dá)到熟練操作、正確讀數(shù)。
本題中所考查的多用電表使用,還包括諸如機(jī)械調(diào)零、歐姆調(diào)零、倍率的選擇等操作,假如在高考復(fù)習(xí)中讓學(xué)生操作一次多用電表,完成幾項(xiàng)測量任務(wù),將會(huì)起到事半功倍的復(fù)習(xí)效果。
4。2 “懂原理”是關(guān)鍵
高考實(shí)驗(yàn)題的命題往往是在幾個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因此掌握這些實(shí)驗(yàn)的原理是解題的關(guān)鍵所在。分析近五年江蘇高考物理試卷(如表2)可以發(fā)現(xiàn),電學(xué)中常考的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn):探究決定導(dǎo)線電阻的因素、描繪小燈泡的伏安特性曲線、測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,以及新增考點(diǎn)“練習(xí)使用多用電表”分別出現(xiàn)在各年的試卷上。
針對(duì)上述情況,教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的分析。同時(shí),也要關(guān)注基本實(shí)驗(yàn)的變式,提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的遷移應(yīng)用能力。
本題考查的測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻,可以用伏安法,也可以
[HT6][JZ]表2
[BG(!][BHDFG2,WK4,K18,K8W]
年份[]實(shí)驗(yàn)名稱[]實(shí)驗(yàn)原理(操作)
[BHD]2010年[]測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻[]“伏阻法”
[BH]2011年[]測量電阻的阻值[]“替代法”
[BH]2012年[]用多用電表探究黑箱中的電學(xué)元件[]多用電表的操作
[BH]2013年[]探究小燈泡的功率P與電壓U的關(guān)系[]“伏安法”
[BH]2014年[]測量合金絲的電阻率[]“伏安法”
[BG)F]
用安阻法、伏阻法,甚至可以用伏伏法或者安安法,但是實(shí)驗(yàn)原理均為閉合電路歐姆定律E=U+Ir,都是在用各種方法尋找方程解出E和r。因此,在復(fù)習(xí)備考時(shí)牢牢抓住幾個(gè)基本實(shí)驗(yàn),確保每一個(gè)的原理都了然于心,高考解題時(shí)就游刃有余了。
4。3 “能分析”促嚴(yán)謹(jǐn)
實(shí)驗(yàn)誤差的分析也是高考實(shí)驗(yàn)題考查的重要內(nèi)容。如2014年海南高考物理試卷第12題考查了用伏安法測量一電池的內(nèi)阻,其中第(4)問“在你設(shè)計(jì)的電路中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是[CD#3]”。熟悉的學(xué)生知道該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是由于電壓表不能看成理想表而引起的。
《考試說明》中明確指出:認(rèn)識(shí)誤差問題在實(shí)驗(yàn)中的重要性,了解誤差的概念,知道系統(tǒng)誤差和偶然誤差;知道多次測量求平均值的方法可以減小偶然誤差;能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來源。這就要求教師多關(guān)注誤差分析,多對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),而且筆者認(rèn)為,教師不但要教會(huì)學(xué)生如何“定性分析誤差的來源”,還要啟發(fā)學(xué)生“合理給出減小誤差的方法”,從而不斷提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
本題中由于微安表有內(nèi)阻,會(huì)引起系統(tǒng)誤差,由閉合電路歐姆定律分析可以得到E測=E真、r測>r真。其實(shí),通過前面的推導(dǎo)不難發(fā)現(xiàn),只要知道了微安表的內(nèi)阻值,該系統(tǒng)誤差就可以消除了。誤差分析能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度,很好地體現(xiàn)了物理學(xué)中“情感態(tài)度價(jià)值觀”的課程目標(biāo),所以在復(fù)習(xí)中應(yīng)引起足夠的重視。
4。4 “巧設(shè)計(jì)”提能力
高考實(shí)驗(yàn)題中的設(shè)計(jì)性問題是對(duì)學(xué)生理解能力、創(chuàng)新能力的綜合考查,這類試題要求高、難度大,對(duì)學(xué)生很具有挑戰(zhàn)性。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題一般要求學(xué)生根據(jù)題目提出的目的和要求,并結(jié)合已給出的器材或背景,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題開放性很強(qiáng),在平時(shí)的復(fù)習(xí)中很難遇到一模一樣的題目,所以教師更應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解,提升學(xué)生將課本中分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)的原理、方法遷移到新背景中的能力;同時(shí)重視基本物理語言的培養(yǎng),學(xué)會(huì)用簡潔明了的物理語言描述現(xiàn)象和闡述問題。
筆者對(duì)本題進(jìn)行的“追問3”就是一個(gè)設(shè)計(jì)性問題,主要考查了“控制變量”的思想方法。這一思想方法來源于實(shí)驗(yàn)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”,為探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系,需保證物體所受合外力一定;為探究加速度與物體受力的關(guān)系,需保證物體的質(zhì)量一定。通過復(fù)習(xí),學(xué)生有了一定的知識(shí)遷移能力,當(dāng)遇到所研究的物理量與多個(gè)影響因素有關(guān)時(shí),會(huì)選擇這一方法進(jìn)行探究。高考物理在考查知識(shí)的同時(shí),注重考查能力,并把對(duì)能力的考查放在首要位置,因此在備考中要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,不斷提升學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。
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