歐姆定律的表述篇1
表2填0.15安和15歐。根據(jù):在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實驗結(jié)果綜合起來得出結(jié)論,即歐姆定律。
板書:〈第二節(jié)歐姆定律
1.內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
歐姆定律是德國物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初期(1827年)經(jīng)過大量實驗得出的一條關(guān)于電路的重要定律。
歐姆定律的公式:如果用U表示加在導(dǎo)體兩端的電壓,R表示這段導(dǎo)體的電阻,I表示這段導(dǎo)體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義:當(dāng)導(dǎo)體的電阻R一定時,導(dǎo)體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導(dǎo)體的電流就增加幾倍。這反映導(dǎo)體的電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系(I∝U)。當(dāng)電壓一定時,導(dǎo)體的電阻增加到原來的幾倍,則導(dǎo)體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比例的關(guān)系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內(nèi)容。
板書:<2.公式:I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關(guān)歐姆定律的幾點說明:
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導(dǎo)體而言的。
②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。
(2)應(yīng)用歐姆定律計算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1:課本中的例題1。(使用投影片)
學(xué)生讀題,根據(jù)題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導(dǎo)體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據(jù)公式,然后代入數(shù)值,要有單位,最后得出結(jié)果。
板書:〈例題1:
已知:R=807歐,U=220伏。
求:I。
解:根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答:通過這盞電燈的電流約為0.27安?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:課本中例題2。(使用投影片)
板書:〈例題2〉
要求學(xué)生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學(xué)到黑板上進行板演。
學(xué)生板演完畢,組織全體學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①電路圖及解題過程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發(fā)光,在它兩端應(yīng)加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義:導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關(guān)系也不符合物理事實。
例題3:課本中的例題3。(使用投影片)
板書:〈例題3〉
解題方法同例題2。學(xué)生板演完畢,組織學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導(dǎo)體來說,由于導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導(dǎo)體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導(dǎo)體電阻的大小。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關(guān)。不能認為R=U/I表示導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比。由于電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),所以某導(dǎo)體兩端的電壓是零時,導(dǎo)體中的電流也等于零,而這個導(dǎo)體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書:(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
3.小結(jié)
(1)簡述歐姆定律的內(nèi)容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻?原理是什么?
(2)討論:通過課本中本節(jié)的"想想議議",使學(xué)生知道:
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習(xí)1、4。
(四)說明:通過例題,要領(lǐng)會培養(yǎng)學(xué)生在審題基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.通過實驗和推導(dǎo)使學(xué)生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計算公式。
2.復(fù)習(xí)鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯(lián)電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學(xué)生實驗:每組配備干電池三節(jié),電流表、電壓表、滑動變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問號中提出的問題,由此引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問:什么叫串聯(lián)電路?畫出兩個定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學(xué)回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問:串聯(lián)電路電流的特點是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出I1、I2和I。
板書:〈1.串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(4)問:串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關(guān)系是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié),在板演電路圖上標(biāo)出U1、U2和U。
板書:〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個已知阻值的電阻串聯(lián)后,總電阻和各電阻之間有什么關(guān)系?這是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
2.進行新課
(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問:實驗的方法和原理是什么?
答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯(lián)電阻的電流,就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學(xué)生設(shè)計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗:
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián),測出串聯(lián)后的總電阻R′。將實驗結(jié)果填在課文中的結(jié)論處。
討論實驗數(shù)據(jù),得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻計算公式。
上述實驗結(jié)論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點,從理論上推導(dǎo)得出。
結(jié)合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書:〈設(shè):串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2,串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯(lián)電路中各處電流相等,I=I1=I2
所以R=R1+R2?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
請學(xué)生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問號中提出的問題。
指出:把幾個導(dǎo)體串聯(lián)起來,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度,所以總電阻比任何一個導(dǎo)體的電阻都大,總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書:〈3.串聯(lián)電路的總電阻,等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習(xí):
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來,串聯(lián)后的總電阻R是多大?(答:35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)
(3)練習(xí)
例題1:
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學(xué)生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標(biāo)出已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。請一名學(xué)生板演,教師講評。
討論解題思路,鼓勵學(xué)生積極回答。
小結(jié):注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求解。本題R1、R2串聯(lián),所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書:〈例題1:
已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。
求:I。
解:R1和R2串聯(lián),
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答:這個串聯(lián)電路中的電流是0.3安?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
例題2:
出示課本中例題2的投影片,學(xué)生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路,鼓勵學(xué)生積極參與。
①問:此題中要使小燈泡正常發(fā)光,串聯(lián)一個適當(dāng)電阻的意義是什么?
答:小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個適當(dāng)電阻R2,由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2,其阻值如何計算?
教師引導(dǎo),學(xué)生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解:
板書:〈R1和R2串聯(lián),由于:I1=I2,
所以根據(jù)歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結(jié)
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習(xí):1、2、3。
(四)說明
1.本節(jié)測串聯(lián)電路總電阻的實驗,由于學(xué)生已學(xué)習(xí)了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關(guān)要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導(dǎo)。
2.從實驗測出串聯(lián)電阻的總電阻和運用歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)果一致。在此應(yīng)強調(diào)實踐和理論的統(tǒng)一。在推導(dǎo)串聯(lián)電阻總電阻公式時,應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯(lián)電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習(xí)慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.使學(xué)生知道幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復(fù)習(xí)鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯(lián)電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié),電壓表、電流表、滑動變阻器和開關(guān)各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導(dǎo)線若干條。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
問:請你說出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問:請解答課本本章習(xí)題中的第1題。
答:從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大;根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知,通過銅導(dǎo)線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據(jù)歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導(dǎo)線兩端的電壓大于銅導(dǎo)線兩端的電壓。
問:請解本章習(xí)題中的第6題。(請一名學(xué)生板演,其他學(xué)生自做,然后教師講評。在講評中要引導(dǎo)學(xué)生在審題的基礎(chǔ)上畫好電路圖,按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學(xué)生閱讀本節(jié)課文前問號中所提出的問題,由此提出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書:〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問:并聯(lián)電路中電流的特點是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(4)問:并聯(lián)電路電壓的特點是什么?舉例說明。
學(xué)生回答,教師小結(jié)。
板書:〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
(5)幾個已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個電阻之間有什么關(guān)系呢?這就是本節(jié)將學(xué)習(xí)的知識。
3.進行新課
(1)實驗:
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學(xué)生實驗,教師指導(dǎo)。實驗完畢,整理好儀器。
報告實驗結(jié)果,討論實驗結(jié)論:實驗表明,幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書:〈3.幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
問:10歐和1歐的兩個電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)
(2)推導(dǎo)并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關(guān)系。(以下內(nèi)容教師邊講邊板書)
板書:〈設(shè):支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于:I=I1+I2,
因此:U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,
可得:1/R=1/R1+1/R2。
表明:并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù),等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。〉
練習(xí):計算本節(jié)實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學(xué)生演練,一名學(xué)生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結(jié)果一致。
幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小,這是因為把導(dǎo)體并聯(lián)起來,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體橫截面積。
(3)練習(xí)
例題1:請學(xué)生回答本節(jié)課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介:當(dāng)n個相同阻值的電阻并聯(lián)時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學(xué)生讀題,討論此題解法,教師板書:
認請此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標(biāo)明已知量的符號和數(shù)值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
(過程略)
問:串聯(lián)電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路,全國公務(wù)員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關(guān)系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?
答:(略)
板書:〈在并聯(lián)電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
4.小結(jié)
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯(lián)起來,總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習(xí)1、2;本章末習(xí)題9、10。
參看課本本章的"學(xué)到了什么?,根據(jù)知識結(jié)構(gòu)圖寫出方框內(nèi)的知識內(nèi)容。
(四)說明
1.關(guān)于并聯(lián)電路總電阻的計算,教學(xué)大綱,全國公務(wù)員共同天地上未做要求,建議對基礎(chǔ)較差的班級不增加這部分教學(xué)內(nèi)容。
歐姆定律的表述篇2
1實驗準(zhǔn)備
教師預(yù)先將全班學(xué)生5人1組,分成若干組,每組實驗桌面上放置的儀器有:電源(6 V)、滑動變阻器(0~20 Ω)、電阻箱、定值電阻R0(20 Ω)、阻值約10 Ω的定值待測電阻Rx各1個,電流表、電壓表各1只,開關(guān)、導(dǎo)線若干等。
首先,引導(dǎo)學(xué)生回顧電阻的相關(guān)知識,如:電阻的定義、符號、單位,影響電阻大小的因素;滑動變阻器改變電路電阻的原理、連接方法、元件符號;電阻箱的符號及其連接和讀數(shù)方法。
其次,引導(dǎo)學(xué)生回顧一個實驗,即伏安法測電阻,復(fù)習(xí)伏安法測電阻的原理,電路圖如圖1所示。學(xué)生依據(jù)電路圖連接實物,著重指出實驗注意事項,認真討論滑動變阻器在電路中的作用。
2合作探究
在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生動手操作、實驗測量,并依據(jù)歐姆定律,實際計算出Rx的阻值。
教師接著問:“如果現(xiàn)實中缺少電流表,該如何測量未知電阻Rx呢?”
學(xué)生馬上想到“串聯(lián)電路電流處處相等”,于是就會想到如圖2所示的設(shè)計方案。
學(xué)生代表解釋說:“如圖2所示,先用電壓表測出R0兩端的電壓U0;再測出Rx兩端電壓Ux。先依據(jù)I=U0/R0,計算出通過R0的電流I,由于R0與Rx串聯(lián),故通過R0的電流也就是通過Rx的電流,利用歐姆定律:
Rx=Ux/Ix=Ux/(U0/R0)=UxR0/U0。
待闡述完畢,各組根據(jù)該同學(xué)的講述,選擇桌面上的儀器,實際操作。教師適時點撥,利用滑動變阻器,再測量兩組數(shù)據(jù),實現(xiàn)多次測量求平均值從而減少誤差的目的,并與已測得的Rx比較,驗證該辦法的正確性。
教師又問:“若缺少電壓表呢?”
學(xué)生馬上想到利用“并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等”來完成實驗。
各組學(xué)生積極投入到設(shè)計實驗中。不一會兒,有學(xué)生發(fā)言:如圖3所示,先用電流表測出通過R0的電流I0,再用電流表測出通過Rx的電流Ix,由于R0與Rx并聯(lián),根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點,推算出:Rx=Ux/Ix=U0/Ix=I0R0/Ix。
接著,教師見學(xué)生探究的積極性高,乘勝追問道:“上述方法我們都進行了兩次測量,并利用了串、并聯(lián)電路特點,利用歐姆定律測出了Rx的值。下面大家開動腦筋,能否僅連接一次測量出Rx的值呢?”
學(xué)生都積極投入探索之中,教師適時巡視點撥,一會兒功夫,探究成果便出來了。
學(xué)生1:如圖4所示,開關(guān)S閉合時,Rx短路,電路中僅有R0工作,故電流表此時的示數(shù)是通過R0的電流即I合。根據(jù)歐姆定律,電源電壓為:U=I合R0;當(dāng)S斷開時,電流表的示數(shù)是通過Rx和R0的電流,即I斷,故此時電源電壓為:
U=I斷(R0+Rx)
由于前后電源電壓不變,有:
I合R0=I斷(R0+Rx),
所以Rx=R0(I合-I斷)/I斷。
學(xué)生2:如圖5所示,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電路中僅Rx工作,電壓表的示數(shù)為Rx兩端電壓U合;當(dāng)S斷開時,R0與Rx串聯(lián),電壓表的示數(shù)為Rx,此時分得的電壓為U斷,根據(jù)串聯(lián)電路特點,此時R0分得的電壓為U0=U合-U斷,故通過R0的電流為:I0=(U合-U斷)/R0。
即此時通過Rx的電流,故Rx的值為:
Rx=U斷R0/(U合-U斷)
學(xué)生3:如圖6所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)是通過R0的電流I斷;當(dāng)S閉合時,R0與Rx并聯(lián),電流表的示數(shù)是Rx與R0的總電流I合;由于電源電壓不變,根據(jù)并聯(lián)電路特點與歐姆定律得:
Rx=U/(I合-I斷)=R0I斷/(I合-I斷)
學(xué)生4:如圖7所示,由于R0為滑動變阻器,且阻值為0~20 Ω,所以,當(dāng)滑片P在a端時,電流表的示數(shù)是通過Rx的電流Ia;當(dāng)滑片P滑到b端時,電流表的示數(shù)是通過Rx與R0的電流Ib;由于電源電壓不變,故有:IaRx=Ib(Rx+R0最大)。
所以Rx=IbR0最大/(Ia-Ib)。
學(xué)生5:如圖8所示,開關(guān)S閉合后,滑片P在a端時,電壓表的示數(shù)為Rx兩端電壓,即電源電壓為Ua;當(dāng)滑片P滑至b端時,由于Rx與R0串聯(lián),此時電壓表的示數(shù)僅為Rx分得的電壓Ub,根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律得:Rx=UbR0最大/(Ua-Ub)。
教師分析、表揚后,接著問:“你們能否利用電阻箱測出未知電阻Rx?”學(xué)生很快討論、設(shè)計出實驗方案,并積極發(fā)言。
學(xué)生6:如圖9所示,把開關(guān)S接a點時,讀出此時電流表的示數(shù)為I;再把開關(guān)S接b點,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)仍為I,讀出此時電阻箱的示數(shù)R0。因為(R0+Rx)I=(R0+R)I,所以Rx=R0。
教師總結(jié)說:“電路計算題關(guān)鍵是根據(jù)電路中開關(guān)的斷開和閉合,正確判斷電流的流向,從而得出用電器的串、并聯(lián)情況,然后根據(jù)串、并聯(lián)電路特點和歐姆定律靈活解決電學(xué)有關(guān)計算問題。同學(xué)們只要掌握方法,牢記規(guī)律,一定沒有解決不了的問題?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
3結(jié)束語
一節(jié)合作探究實驗課,緊緊圍繞“電阻”的相關(guān)知識,讓學(xué)生分組探究,有效地復(fù)習(xí)了歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點,并實際操作,反復(fù)驗證,對本章節(jié)的“一定律”、“兩規(guī)律”、“一實驗”作了詳盡回顧,既培養(yǎng)了學(xué)生自主探究、分組協(xié)作的能力,又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識,并體驗了成功的快樂。
歐姆定律的表述篇3
一、教材分析
《歐姆定律》一課,學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)過,高中必修本(下冊)安排這節(jié)課的目的,主要是讓學(xué)生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學(xué)的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規(guī)律);學(xué)習(xí)分析實驗數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法;再次領(lǐng)會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了本節(jié)課的教學(xué)目的和教學(xué)要求。這節(jié)課不全是為了讓學(xué)生知道實驗結(jié)論及定律的內(nèi)容,重點在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的;在得出結(jié)論時用了什么樣的科學(xué)方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學(xué)家的思維方法。
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識的作用,另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法,也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用。因此也可以說,本節(jié)課是后續(xù)課程的知識準(zhǔn)備階段。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學(xué)會分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用.
本節(jié)課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行分析。這是本節(jié)課的核心,是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵,是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。
本節(jié)課的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經(jīng)接觸過,但學(xué)生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏。從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量,還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式,從數(shù)學(xué)角度看只不過略有變形,但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學(xué)生常將兩種表達式相混,對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清,要注意提醒和糾正。
二、關(guān)于教法和學(xué)法
根據(jù)本節(jié)課有演示實驗的特點,本節(jié)課采用以演示實驗為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法。教師邊演示、邊提問,讓學(xué)生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動。在教材難點處適當(dāng)放慢節(jié)奏,給學(xué)生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學(xué)生充分發(fā)表意見。這樣既有利于化解難點,也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),要使學(xué)生領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法,領(lǐng)會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設(shè)計,怎樣合理選用實驗器材,怎樣進行實際操作,怎樣對實驗數(shù)據(jù)進行分析及通過分析得出實驗結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律。同時要讓學(xué)生知道,物理規(guī)律必須經(jīng)過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣。
三、對教學(xué)過程的構(gòu)想
為了達成上述教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性,對一些主要教學(xué)環(huán)節(jié),有以下構(gòu)想:1.在引入新課提出課題后,啟發(fā)學(xué)生思考:物理學(xué)的基本研究方法是什么(不一定讓學(xué)生回答)?這樣既對學(xué)生進行了方法論教育,也為過渡到演示實驗起承上啟下作用。2.對演示實驗所需器材及電路的設(shè)計可先啟發(fā)學(xué)生思考回答。這樣使他們既鞏固了實驗知識,也調(diào)動他們盡早投入積極參與。3.在進行演示實驗時可請兩位同學(xué)上臺協(xié)助,同時讓其余同學(xué)注意觀察,也可調(diào)動全體學(xué)生都來參與,積極進行觀察和思考。4.在用列表對比法對實驗數(shù)據(jù)進行分析后,提出下面的問題讓學(xué)生思考回答:為了更直觀地顯示物理規(guī)律,還可以用什么方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析?目的是更加突出方法教育,使學(xué)生對分析實驗數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應(yīng)該達到本節(jié)課的第一次高潮,通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲。5.在得出電阻概念時,要引導(dǎo)學(xué)生從分析實驗數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學(xué)生結(jié)論,而應(yīng)給予充分的時間,啟發(fā)學(xué)生積極思考,并給予適當(dāng)?shù)乃季S點撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢,可提請學(xué)生回答或展開討論,讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮,使課堂氣氛掀起第二次高潮,也使學(xué)生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6.在得出實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上,進一步總結(jié)出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結(jié)論的普遍性,在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié),以鍛煉學(xué)生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫。隨即強調(diào)歐姆定律是實驗定律,必有一定的適用范圍,不能任意外推。7.為檢驗教學(xué)目標(biāo)是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習(xí),達到鞏固之目的。然后結(jié)合課本練習(xí)題,熟悉歐姆定律的應(yīng)用,但占時不宜過長,以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點注意事項
1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進行介紹。
2.注意正確規(guī)范地進行演示操作,數(shù)據(jù)不能虛假拼湊。
3.注意演示實驗的可視度.可預(yù)先制作電路板,演示時注意位置要加高.有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上,使全體學(xué)生都能清晰地看見。
4.定義電阻及總結(jié)歐姆定律時,要注意層次清楚,避免節(jié)奏混亂.可把電阻的概念及定義在歸納實驗結(jié)論時提出,而歐姆定律在歸納完實驗結(jié)論后總結(jié).這樣學(xué)生就不易將二者混淆。
5.所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點放在概念辨析和方法訓(xùn)練上,不能把套公式計算作為重點.
歐姆定律的表述篇4
第一種,學(xué)生觀看視頻
這種教學(xué)法是教師將歐姆定律的探究過程在課前以邊講邊操作的方式制作成錄像,然后在上課時直接播放給學(xué)生看.教師在上課時不需要做任何講解,一直等到實驗數(shù)據(jù)分析、歸納得出歐姆定律以后再進行課堂訓(xùn)練,以幫助學(xué)生理解歐姆定律的意義,學(xué)會用歐姆定律進行簡單的計算.
第二種,學(xué)生瀏覽課件
這種方法是教師將教學(xué)內(nèi)容制作成幻燈片,如實驗題目、實驗方法、實驗電路圖、電路連接注意點、用實物連接電路、通過滑動變阻器的調(diào)節(jié)對電壓與電阻進行控制、實驗數(shù)據(jù)表格及數(shù)據(jù)閱讀分析、歐姆定律的文字描述、公式、單位等等.在課堂上,教師邊講解邊放幻燈片,學(xué)生則合著老師的講解進行觀察、思考、分析、歸納與記憶.在歐姆定律得出以后,同樣進行課堂訓(xùn)練,以鞏固知識,加深理解.
第三種,學(xué)生實驗探究
這種方法是教師上課時先通過演示實驗啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想與假設(shè),然后再引導(dǎo)學(xué)生思考實驗研究方法,幫助學(xué)生討論、設(shè)計與制訂實驗計劃、分組進行實驗探究,記錄、分析、歸納實驗結(jié)論,再在此基礎(chǔ)上對實驗誤差進行評估與交流等等.具體過程如下:
第一步,教師在演示電路板上用導(dǎo)線將干電池組、開關(guān)、小燈泡連接成一簡單的電路,閉合開關(guān)小燈泡發(fā)光后,啟發(fā)學(xué)生思考討論,要想改變小燈泡的亮度可怎么做?有幾種方法?當(dāng)學(xué)生討論回答出改變電池節(jié)數(shù)和用滑動變阻器串聯(lián)移動滑片兩種方法時,再引導(dǎo)學(xué)生明確燈泡亮度的變化是由于燈泡電壓的變化使得通過燈泡的電流發(fā)生了變化,從而啟發(fā)學(xué)生提出通過燈泡的電流與電壓有關(guān)的猜想與假設(shè).
第二步,移去變阻器,在上述簡單電路中并聯(lián)接入另一只不同規(guī)格的燈泡,閉合開關(guān),引導(dǎo)學(xué)生觀察兩燈泡亮度的不同,思考討論燈泡并聯(lián)電壓相同,兩燈泡電阻的不同使得通過燈泡的電流不同,從而引起燈泡亮度不同,在此基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生提出通過燈泡的電流與電阻有關(guān)的猜想與假設(shè).
第三步,當(dāng)學(xué)生得出電流與電壓和電阻有關(guān)的猜想后,教師引導(dǎo)學(xué)生討論實驗探究方法、規(guī)劃實驗方案、設(shè)計實驗電路圖、畫出實驗記錄表格.
第四步,分組進行探究與實驗、記錄實驗數(shù)據(jù)、分析討論與歸納實驗結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生在坐標(biāo)紙上將研究電流與電壓關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)用描點的方法作圖,驗證電流與電壓的正比關(guān)系.
第五步,在實驗結(jié)論得出后,介紹歐姆定律及其公式表達形式,討論各物理量單位的使用,對各小組實驗進行評估,分析誤差和錯誤產(chǎn)生的原因.
第六步,討論歐姆定律變換公式及其物理意義,利用歐姆定律及變換公式進行簡單的計算.
以上三種教學(xué)方案中,第一種方案是老師在課前要進行實驗操作錄像并作配音講解;第二種方案是老師只要從網(wǎng)上下載課件并稍作修改即可;第三種方案是老師在課前要準(zhǔn)備演示及分組實驗器材.第一種和第二種教學(xué)方案中,學(xué)生在課堂上主要是在老師放錄像和課件時認真地聽講、觀察、思考和記憶,這是一種接受式學(xué)習(xí)方式.而第三種教學(xué)方案中,學(xué)生在老師的引導(dǎo)下自主發(fā)現(xiàn)并提出問題、進行猜想與假設(shè),自行制訂實驗規(guī)劃、設(shè)計實驗電路圖,小組合作實驗探究,師生共同討論、歸納建構(gòu)物理知識,這是一種以生為本的體驗式的學(xué)習(xí)方式.前兩種與后一種在落實課程目標(biāo)和促進學(xué)生發(fā)展等方面有著明顯的差別.我們可以從《歐姆定律》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)進行分析:
教育部2011年新版義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)將歐姆定律的實驗探究由原來的教師演示實驗改成了學(xué)生必做的實驗.根據(jù)新課標(biāo),《歐姆定律》一課的教學(xué)目標(biāo)大致有以下幾個方面:
1.知識與技能目標(biāo):
(1)理解歐姆定律及其變換公式的物理意義,能初步運用歐姆定律計算有關(guān)問題.
(2)學(xué)會同時使用電流表和電壓表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流.
(3) 進一步體會用圖像法研究物理問題的優(yōu)越性.
2.過程與方法目標(biāo)
(1)通過實驗探究電流、電壓、電阻的關(guān)系,會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓.
(2) 提高學(xué)生依據(jù)實驗事實,分析、探索、歸納問題的能力,知道通過實驗總結(jié)物理規(guī)律的研究方法.
3. 情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
介紹歐姆的故事,增進學(xué)生熱愛科學(xué)、追求科學(xué)、獻身科學(xué)的學(xué)習(xí)熱情.重視學(xué)生對物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認識,注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成.
教師如果采用前兩種多媒體教學(xué)方案替代第三種學(xué)生實驗探究教學(xué)方案,就會改變多媒體教學(xué)輔地位,違背教學(xué)規(guī)律,弱化教學(xué)效果.
首先,不恰當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w教學(xué)手段,會抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,難以調(diào)動學(xué)生主體的積極性,從而影響教學(xué)效果.
夸美紐斯說過:“興趣是創(chuàng)造一個樂觀與光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一.”興趣作為誘發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機的重要因素,在物理教學(xué)中主要是靠教師引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象、動手做各種實驗來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的.雖然第一、第二種教學(xué)方案中的光、聲、像等信息作用于學(xué)生感官,以直覺形象也能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,但由于是人為的錄制、合成的,學(xué)生沒有身臨其境、親自動手,就很難體會到電壓、電阻對電流的影響.即使通過多媒體教學(xué)展示了實驗過程,一部分學(xué)生會認為這是由老師設(shè)計制作好的,缺乏可信性.因此,當(dāng)老師向?qū)W生介紹歐姆的故事時,學(xué)生就難以體會到科學(xué)家探索知識的艱苦與辛勞、成功與快樂,學(xué)生的科學(xué)世界觀就難以形成.
我們都有這樣的體會:電腦電視上歌舞銀屏再精彩,也還抵不住到劇院看現(xiàn)場演出,哪怕是一般的演出也會讓人感到很興奮.這是什么原因?這就是人們普遍具有的一種強烈的“參與”意識.卡拉OK的流行不就是人們這種參與意識的外在體現(xiàn)嗎?因此用錄像投影來代替做實驗,往往會抑制學(xué)生具有的人類天性――“參與”意識,甚至?xí)寣W(xué)生對科學(xué)知識的形成產(chǎn)生懷疑,學(xué)習(xí)興趣就此會大打折扣,主體的積極性很難被調(diào)動起來,從而影響教學(xué)效果.
其次,不恰當(dāng)?shù)剡\用多媒體教學(xué)手段取代相關(guān)的實驗,會違背學(xué)生的認知規(guī)律.
物理學(xué)家牛頓認為:“科學(xué)研究離不開實驗,應(yīng)在實驗的基礎(chǔ)上,運用歸納的方法總結(jié)規(guī)律,進而建立起理論.”這也是哲學(xué)中由實踐到理論、由感性認識到理性認識過渡的普遍規(guī)律.現(xiàn)行中學(xué)物理教材也正是遵循這一規(guī)律而編寫的.然而在教學(xué)中,如果違背學(xué)生的認知規(guī)律,不恰當(dāng)?shù)赜枚嗝襟w教學(xué)手段去取代實驗,必然會導(dǎo)致事與愿違的結(jié)果.實踐證明:實驗是學(xué)生認識過程的起點,通過實驗有助于學(xué)生將感性認識上升到理性認識的高度,同時還可以使學(xué)生在反復(fù)的實踐中加深對所學(xué)知識的理解.第一、第二種教學(xué)方案雖然通過多媒體教學(xué)方式也能反映實驗過程,但這個過程不是學(xué)生自己動手做的,缺乏實踐體驗,因此就沒有感性認識,電流與電壓、電阻之間關(guān)系的結(jié)論就不能由學(xué)生自主建構(gòu).
再次,以多媒體教學(xué)手段取代物理實驗,會影響學(xué)生實驗技能和各種能力的發(fā)展,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)情感、態(tài)度、價值觀的培養(yǎng).
物理課堂教學(xué)既要重視學(xué)生的物理知識技能目標(biāo)的教學(xué),又要重視學(xué)生的過程與方法目標(biāo)的教學(xué),還要重視學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀目標(biāo)教學(xué).讓學(xué)生在掌握物理概念規(guī)律的同時,感悟?qū)嶒炘?,遷移實驗方法,獲得實驗技能,發(fā)展實驗?zāi)芰?,培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)情感,形成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度,體味知識的價值.在操作上,教師應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并提出問題,進行猜想,鼓勵學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,按照正確的方法進行操作研究,正確歸納和分析實驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)象,交流和討論實驗結(jié)論,科學(xué)評價實驗過程.鼓勵學(xué)生把學(xué)到的知識應(yīng)用于生產(chǎn)生活實際,從而在解決問題的同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實際操作能力.而多媒體教學(xué)手段把實驗過程以現(xiàn)成的方式呈現(xiàn)給學(xué)生,雖然教給了學(xué)生知識,卻忽視了學(xué)生的主體能動作用,忽視了學(xué)生的親身體驗和探究過程,使物理教學(xué)的過程、方法目標(biāo)及情感、態(tài)度、價值觀教學(xué)目標(biāo)得不到有效落實,不利于學(xué)生的全面發(fā)展.上述第一、第二種教學(xué)法雖然通過多媒體教學(xué)方式也能對教師給出的電流、電壓、電阻實驗數(shù)據(jù)進行分析歸納得到結(jié)論,但學(xué)生沒有親自動手操作,缺乏動作思維過程,不能獲得直接的感性認識,其結(jié)論缺乏可信度,學(xué)生仍然是被動的知識接受者,由此對歐姆定律的理解也不透徹.而第三種教學(xué)法中教師指導(dǎo)學(xué)生分組實驗探究,讓學(xué)生親手連接電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電壓、電阻大小,觀察記錄電流、電壓、電阻數(shù)據(jù)變化,師生分析歸納電流與電壓、電阻之間的關(guān)系,共同建構(gòu)歐姆定律,共同交流實驗錯誤、誤差的產(chǎn)生原因,這樣做學(xué)生不僅獲得電路連接、電流和電壓表以及滑動變阻器的使用技能,又獲得了物理實驗探究的快樂與體驗,同時還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣、情感,培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力.這樣的實驗效果就會更好,就會有利于教學(xué)目標(biāo)的全面落實.
歐姆定律的表述篇5
物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,不論是理科綜合能力測試還是單學(xué)科的高考,都十分重視實驗?zāi)芰Φ目疾椤=陙砀呖嘉锢碇械膶嶒烆}已從側(cè)重于考查實驗的原理、器材選擇、步驟、數(shù)據(jù)處理、得出結(jié)論、誤差的定性原因等即考查實驗儀器的使用、基本操作等最基礎(chǔ)的實驗?zāi)芰Γ蛑鼈?cè)重于考查對實驗原理的理解、實驗方法的靈活運用等更高層次的能力要求轉(zhuǎn)變,從常見的學(xué)生分組實驗、演示實驗及課后小實驗的考查向更高層次的設(shè)計性實驗考查過渡。高考實驗題的設(shè)計性實驗常見于電學(xué)實驗中,而電阻測量的設(shè)計性實驗更是其重點、熱點,對學(xué)生而言當(dāng)然也是難點。本文擬就如何突破這一難點做些討論. 一、千變?nèi)f變,原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測量設(shè)計性實驗題目,立意新穎、靈活多變。為了應(yīng)對這種實驗,總結(jié)了不少方法,如“伏伏法”、“安安法”,名目繁多,不一而足。其實不論題目多么新穎,不論怎么變化,須知萬變不離其宗,這個“宗”就是實驗原理。原理是實驗的總綱、靈魂,設(shè)計性實驗也概莫能外。高考理科綜合能力測試《考試大綱》對設(shè)計性實驗題目的考查有具體明確的要求:“能靈活地運用已學(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。設(shè)計性實驗考題都是根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)大綱和考試大綱,立足于課本,在已學(xué)實驗(包括學(xué)生分組實驗、演示實驗及課后小實驗)的基礎(chǔ)上演變而來的,是建立在對所學(xué)實驗原理的深入理解的基礎(chǔ)上的。具體到電阻的測量,其實驗原理最主要的應(yīng)是兩個,一是部分電路歐姆定律(即所謂伏安法),二是閉合電路歐姆定律,茲分述于后:
⑴伏安法。設(shè)待測電阻阻值為Rx.若測得Rx兩端的電壓為U,通過Rx的電流為I,則由其定義可得Rx=U/I。此處應(yīng)注意“測”的含義,例如,電壓U既可用電壓表直接測得,也可由其他方式算出即間接測得。電流亦然。
⑵閉合電路歐姆定律。將待測電阻Rx做為某一電源的外電路或外電路的一部分,利用閉合電路歐姆定律測量,這當(dāng)然也是間接測得的。
二、方案選擇,應(yīng)看條件
電阻測量設(shè)計性實驗之所以難,對很多學(xué)生來說,不是不知道有哪些實驗原理,而是不清楚對一個具體的實驗應(yīng)該用哪個原理。實際上,在一道具體的實驗題目中實驗原理的選擇受實驗器材、實驗精度的要求等多種因素的制約。如考慮用伏安法測電阻時,一般而言應(yīng)有電壓表、電流表。若只有兩個電流表,沒有電壓表,并不意味著無法用伏安法。只要滿足一定條件,實驗仍然能夠完成。前面說過,只要能算出待測電阻兩端的電壓即可。在什么情況下可以“算出”?這就需要注意電壓表、電流表的一些指標(biāo)。一般來說,電壓(流)表應(yīng)看三個指標(biāo)即滿偏電壓、滿偏電流和內(nèi)阻,由于電表此時滿足部分電路歐姆定律,故三個指標(biāo)中只有兩個是獨立的,利用任意兩個指標(biāo)可由歐姆定律求出第三個指標(biāo)。這也說明電表可扮演三種角色,例如一個電壓表,既是一個電壓表(測內(nèi)阻RV兩端的電壓),又是一個定值電阻(阻值為內(nèi)阻RV),同時還能反串電流表(“測”通過RV的電流).能否“測出”通過RV的電流,就取決于其內(nèi)阻是否已知。故若題目明確說明其電表的內(nèi)阻是多少,則可考慮讓此電表反串另一種電表的角色(當(dāng)然,可能還須考慮其偏轉(zhuǎn)角度是否滿足精確的要求或是否會超出其量程)。但若題目只是說此電表的內(nèi)阻約為多少,則不能反串。題目給出這個條件通常是用來考慮用外接法還是內(nèi)接法的,此時應(yīng)另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測電阻時,則應(yīng)注意電源的兩個指標(biāo)即電源的電動勢E和內(nèi)阻r。如果電動勢E和內(nèi)阻r未知,則應(yīng)做待測量加以考慮。
歐姆定律的表述篇6
一切的根源:歐盟的《汽車空調(diào)系統(tǒng)指令》
隨著人們對于環(huán)保理念的重視日漸加深,汽車行業(yè)作為一個全球性的大產(chǎn)業(yè)自然需要以身作則、將環(huán)保的思想注入產(chǎn)品的方方面面,并與時俱進地更新相關(guān)零部件,以滿足越來越嚴苛的環(huán)保規(guī)定。
2006年5月,為了防止全球氣候變暖、達到京都協(xié)議中承諾的目標(biāo),統(tǒng)一歐洲內(nèi)部市場,歐洲議會和歐盟理事會制定了關(guān)于汽車空調(diào)系統(tǒng)排放物的指令,要求各成員國以這個指令為指導(dǎo),結(jié)合自己國內(nèi)的情況,在2008年1月4日之前將其轉(zhuǎn)變?yōu)楸緡姆煞ㄒ?guī)和政府規(guī)定,并開始實施。指令規(guī)定對于客車和輕型商用車將從2007年1月1日起逐步禁止汽車空調(diào)系統(tǒng)溫室效應(yīng)氣體(俗稱氟化氣體)的排放,2016年結(jié)束。禁止的過程中將會分兩個階段:1. 2007年1月1日起,不能再允許汽車空調(diào)系統(tǒng)使用的氟化的溫室氣體的全球變暖指數(shù)超過150的歐共體標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn),除非空調(diào)系統(tǒng)的單個蒸發(fā)器系統(tǒng)泄漏率不超過每年40克氟化溫室氣體,或兩個蒸發(fā)器的泄漏率不超過每年60克氟化的溫室氣體。2. 從2011年1月1日起所有新批準(zhǔn)型號汽車將禁止使用含有全球變暖潛值(GWP)超過150氟化氣體的空調(diào)系統(tǒng),從2017年1月1日起所有新出廠的車輛將禁止使用含有全球變暖潛值(GWP)超過150氟化氣體制冷劑的空調(diào)系統(tǒng),違反規(guī)定的新車將不予注冊、銷售或使用。由于這一指令的強制性要求,原有的車載空調(diào)系統(tǒng)制冷劑R134a從2011年起禁止被新車使用,而到目前為止,根據(jù)歐盟所制定的新規(guī),符合要求的制冷劑只有霍尼韋爾與杜邦生產(chǎn)的R1234yf制冷劑。一旦該制冷劑能全面取代原有的R134a,這兩家公司將會壟斷全球的汽車空調(diào)制冷劑市場。
起因:戴姆勒指出新型制冷劑易燃
2012年12月,路透社發(fā)表文章稱,奔馳測試員模仿實際情況在奔馳B級旅行車的空調(diào)管路上制造了一點泄漏,制冷劑以及空調(diào)壓縮機的機油混合物發(fā)生泄漏并噴灑至該車的渦輪增壓發(fā)動機中,接觸到發(fā)動機發(fā)熱的表面后,液體立刻起火,并瞬間釋放出刺激性的有毒氣體。致命的氟化氫氣體在擋風(fēng)玻璃表面凝結(jié),并在其表面上覆蓋上一層乳白色的薄膜。該項測試最終確定這些被釋放的R1234yf制冷劑在特定情況下將有可能被點燃,產(chǎn)生的火焰則可能擴散并引燃其余的可燃物。負責(zé)此次測試的戴姆勒高級工程師Stefan Geyer說:“這一發(fā)現(xiàn)難以置信,實驗室最精細的儀器都沒有測試出這樣的危險,而我們的一次無意之舉竟然發(fā)現(xiàn)該制冷劑可以導(dǎo)致汽車起火?!被裟犴f爾公司和杜邦公司的工程師對此均表示震驚。在過去兩年中,他們花費了幾百萬美金對新產(chǎn)品做過測試,沒有發(fā)現(xiàn)起火現(xiàn)象。根據(jù)奔馳調(diào)查結(jié)果顯示,包括大眾等13家主要汽車制造商也做過同樣測試,并發(fā)現(xiàn)R1234yf在2/3的車輛正面撞擊中十分易燃。基于這項測試結(jié)果,戴姆勒明確表示拒絕使用該制冷劑并宣布召回已經(jīng)加注此制冷劑的車輛。
交鋒:多個勢力“大亂斗”
盡管對這些制造商的測試結(jié)果感到震驚,該制冷劑的生產(chǎn)廠商霍尼韋爾和杜邦依舊表示,戴姆勒的測試夸大了新型制冷劑的危險性。他們認為,汽車引擎蓋下方有著很多其它易燃材料,戴姆勒拒絕使用新型環(huán)保制冷劑只是為了節(jié)約成本。然而在當(dāng)時,至少有2家德國和奧地利試驗單位已經(jīng)就R1234yf的安全性提出了警告。
由于制冷劑爭端在業(yè)界產(chǎn)生了不小的影響,今年年初,曾對新型制冷劑R1234yf進行過研究的美國汽車工程師協(xié)會(SAE)再次成立項目研究小組,旨在對該制冷劑在汽車中的使用進行再次研究。而他們在今年6月表示,戴姆勒所做的模擬碰撞測試是“不切實際的”。 他們在報告中指出,戴姆勒在測試中模擬了一種極易起火的極端條件,卻忽略了在現(xiàn)實碰撞中會降低火災(zāi)發(fā)生概率的因素。因此,汽車因該制冷劑泄露而起火的概率微乎其微,屬于可以被接受的范疇。SAE的報告甚至尖銳地指出,“人們因遇到飛機失事而致死的機率比由R1234yf泄露起火而致死的機率高兩萬倍”。
作為《汽車空調(diào)系統(tǒng)指令》的制定方,歐盟曾表示,R1234yf的使用將被強制執(zhí)行,但并未提到對違反該條例的汽車制造商會有什么處罰。然而由于戴姆勒對制冷劑新規(guī)的不配合,歐盟也采取了相應(yīng)的措施。據(jù)歐洲媒體今年3月的消息,歐盟文件表示,所有不符合歐盟法律的奔馳車型將被禁止在歐盟地區(qū)銷售。與此同時,歐盟工業(yè)和企業(yè)委員會專員安東尼奧?塔亞尼(Antonio Tajani)公開宣稱,如果歐盟成員國不遵守規(guī)定,他將對其進行侵權(quán)訴訟。
爭端升級:歐洲國家紛紛禁售奔馳汽車
自從爭端爆發(fā),戴姆勒對歐盟的警告一直采取不配合的態(tài)度,令歐盟委員會及多個成員國十分不滿。而在這種風(fēng)口浪尖之際,德國環(huán)境署于今年2月份向歐盟提交議案,希望允許德國汽車制造商于2015年年底之前完成歐盟法律規(guī)定的汽車空調(diào)用制冷劑采用環(huán)保制冷劑的強制要求。而原本今年是歐盟《汽車空調(diào)系統(tǒng)指令》要求的開始淘汰R134a作為空調(diào)制冷劑在整車中使用的最后期限。德國環(huán)境署這一提案一旦被批準(zhǔn),意味著德國汽車制造商制冷劑替代的期限將被延長。很明顯,雖然并未表明,但德國政府已經(jīng)做出了支持本國汽車制造商的姿態(tài),這更使得制冷劑爭端愈演愈烈,直到7月份,這一爭端終于達到了高潮。
今年的7月對于戴姆勒公司來說可謂“四面楚歌”。剛剛進入7月,歐盟就有消息稱,由于制冷劑存在爭議,法國已經(jīng)采取行動,拒絕注冊在6月12日以后生產(chǎn)的奔馳A系列、B系列和CLA車型。若法國政府這一行動得到法律許可,戴姆勒每年可能損失2.9萬輛的銷量,相當(dāng)于全球銷量的2%。歐盟工業(yè)事務(wù)主管安東尼奧?塔亞尼隨后發(fā)表聲明支持法國政府這一舉動,并稱目前歐洲市場上戴姆勒所生產(chǎn)的汽車并不符合標(biāo)準(zhǔn)。他向德國政府施壓,要求其針對未能強制戴姆勒遵守歐盟規(guī)定而作出解釋。歐盟的這一聲明一時間造成了一邊倒的態(tài)勢,歐盟28個成員國代表在與歐盟汽車技術(shù)委員會的會談中一致同意所有在歐盟銷售的汽車必須采用新型制冷劑,奔馳新車遭到禁售的范圍似乎將進一步擴大,戴姆勒一時間陷入了“四面楚歌”的境地。
然而戴姆勒也并非任人擺布的羔羊,該公司一名發(fā)言人表示,其所生產(chǎn)的汽車得到了德國機動車輛管理局(KBA)的批準(zhǔn),在整個歐洲地區(qū)是合法的,因此任何人都不應(yīng)阻止這些車輛進行注冊。法國國內(nèi)也有一家法庭認為法國政府沒有準(zhǔn)確地遵循歐盟安全法規(guī),并要求法國政府盡快解除針對奔馳新車的禁令。但法國政府仍未妥協(xié),法國生態(tài)與交通部在26日了一項聲明,聲稱根據(jù)歐盟相關(guān)法規(guī),將繼續(xù)禁止奔馳A級、B級和CLA級新車在法國進行銷售,直到戴姆勒遵循歐盟法規(guī),采用新型制冷劑。戴姆勒隨即宣布將法國政府,并強硬表示,“(法國政府禁售奔馳新車)這種做法匪夷所思,并不能適用于這種情況,因為在歐洲的公路上幾乎所有的新車和二手車都使用了安全的R134a制冷劑,而且會持續(xù)到2016年底”。
峰回路轉(zhuǎn):德國政府支持戴姆勒
正在戴姆勒四面楚歌深陷泥潭之時,事情又出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。今年以來一直在為本國汽車制造商爭取利益的德國政府在8月19日了官方聲明,并向安東尼奧?塔亞尼遞交了一份長達9頁的意見說明,對戴姆勒表達了支持。德國交通部一名發(fā)言人表示:“德國政府認為戴姆勒的行為符合法律規(guī)定。”
隨后不久,戴姆勒一方又獲得了新的支持力量――豐田汽車于8月26日宣布,鑒于安全性方面的原因,該公司已經(jīng)在歐洲地區(qū)棄用了新式R1234yf空調(diào)制冷劑,并重新啟用了舊式的R134a制冷劑。而在此之前,戴姆勒是唯一一家拒絕逐步棄用舊式的R134a式制冷劑的車企。就此,豐田發(fā)言人表示,由于新式制冷劑在德國引發(fā)爭端,考慮到顧客的安全性問題,該公司已經(jīng)在三款車型中采用了舊式制冷劑,這三款車型分別為普銳斯Plus、GT86以及雷克薩斯GS。豐田稱其對于新型制冷劑的安全性“很有信心”,但該公司不希望被拖入因制冷劑所引發(fā)的爭端中。
最終,戴姆勒訴諸法律的行動得到了回報。8月底,法國最高行政法院做出判決,廢除了法國政府針對多款梅賽德斯-奔馳新車的禁令,并下令相關(guān)機構(gòu)恢復(fù)對上述奔馳車型進行注冊。但值得注意的是,法國最高行政法院作出的判決只是臨時性的,該法院還需針對該案進行審查,在未來數(shù)月中才會做出最終判決。據(jù)了解,盡管之前歐盟多個成員國均同意歐盟提出的所有在歐盟銷售的汽車必須采用新型制冷劑的要求,但到目前為止法國是歐盟地區(qū)唯一一個對采用舊式制冷劑的新車禁令的國家。
戴姆勒針對上述判決聲明稱:“我們希望法國監(jiān)管機構(gòu)能夠在48小時內(nèi)重新開始對我們的車型進行注冊,從而使歐洲所有汽車制造商之間的平衡得以恢復(fù)?!?span style="display:none">mui萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
評論:如此大動干戈的實質(zhì)是什么?
今年以來,德國車企在德國政府的支持下不斷挑戰(zhàn)歐盟標(biāo)準(zhǔn)。從年初的2020年歐洲汽車二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)草案到近期剛剛告一段落的制冷劑糾紛,無不見到德國車企與德國政府的活躍身影。他們與歐盟在這些問題上不惜大動干戈,難道真的是從環(huán)保和安全的方面考量嗎?他們真的為了環(huán)保和安全,不惜禁售所造成的經(jīng)濟損失?答案或許并非如此。
今年上半年,默克爾成功阻止了歐盟對歐產(chǎn)車實施新的排放限制,并堅稱嚴格的排放限制會嚴重危害德國的汽車工業(yè)、影響德國汽車行業(yè)的就業(yè)穩(wěn)定。
當(dāng)時德國所為就曾經(jīng)被行業(yè)內(nèi)斥為自私和無擔(dān)當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)。而在此之前,德國作為世界汽車強國之一,也曾經(jīng)數(shù)度對歐盟尾氣標(biāo)準(zhǔn)持強硬反對態(tài)度。德國每每在歐盟規(guī)定可能影響到本國豪車企業(yè)利益的時候百般尋求拖延之法,究其原因,自然是為了借拖延實施期限來保護本國車企,并為他們的相關(guān)新技術(shù)開發(fā)制造更多的緩沖時間。另外,近年來受歐債危機的沖擊,德國本土的平均車齡已經(jīng)達到8.7年新高,較經(jīng)濟危機之前多出整整一年。盡管德國車企紛紛使出渾身解數(shù)大規(guī)模開展海外業(yè)務(wù)以填補歐洲市場的下滑,但它們在本土汽車銷售量遲遲未能提振,這必然令整個產(chǎn)業(yè)鏈承受了巨大的壓力。因此,由于標(biāo)準(zhǔn)變嚴而導(dǎo)致的成本上升在這種背景下可謂是雪上加霜,自然會被在世界汽車行業(yè)擁有龐大勢力的德國車企聯(lián)合抵制。
而這一次制冷劑事件,德國需要打破的還有國外公司對制冷劑行業(yè)的壟斷。事實上,制冷劑一事背后牽扯的是數(shù)十億美元的制冷劑市場的商業(yè)版圖。一旦新型制冷劑被歐盟成功強制執(zhí)行,其制造廠商――美國霍尼韋爾和杜邦將壟斷價值數(shù)十億美金的制冷劑市場,德系車企對該制冷劑的抗拒和德國政府要求推遲新型制冷劑執(zhí)行時間的做法正與德系車企在研發(fā)基于二氧化碳的空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。目前二氧化碳系統(tǒng)還未開發(fā)成功,德國方面自然不甘心制冷劑這塊大蛋糕讓美國公司獨吞,便借奔馳的一次安全測試出現(xiàn)的安全隱患發(fā)難,以便為自己的二氧化碳空調(diào)系統(tǒng)的研發(fā)提供緩沖時間。
而法國政府在糾紛中“身先士卒”地對奔馳的新車禁令,其本質(zhì)很可能是為了保護本國車企。眾所周知,以標(biāo)致雪鐵龍為代表的法國車企近年來經(jīng)濟壓力巨大,甚至瀕臨破產(chǎn)。法國政府則盡其所能積極對其進行援助,甚至提出為標(biāo)致雪鐵龍尋找投資銀行。而德國車企此次對歐盟制冷劑規(guī)定的不配合態(tài)度對法國來說是正中下懷,一旦在法國成功禁售德系車,勢必會給法國車企留出更多的市場份額,助其恢復(fù)元氣。據(jù)了解,法國政府的這種保護主義也曾有先例:2012年,由于韓系車在法國本土市場銷量猛增,法國政府就不顧貿(mào)易自由的基本準(zhǔn)則,公開主張對現(xiàn)代汽車進行不公正行為調(diào)查,要求歐盟采取緊急措施、加大進口限制力度。
由此可見,制冷劑風(fēng)波如此大動干戈,表面上看是出于環(huán)保、安全等方面的考量,而實際上各方勢力均是為了自己的利益而戰(zhàn)。德方是為了打破壟斷和降低成本,法方則是為了保護本國車企。在這時,包括新型制冷劑在內(nèi)的一系列新技術(shù)是否真的有安全隱患,對于他們來說已經(jīng)無關(guān)緊要了。
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其它汽車廠商態(tài)度:
通用:堅持使用新型制冷劑
盡管已經(jīng)知曉霍尼韋爾和杜邦兩家供應(yīng)商提供的R1234yf制冷劑在測試中發(fā)生起火,通用汽車堅持使用這款制冷劑。通用制冷劑工程師Curt Vincent表示:“我們對新型制冷劑進行了碰撞測試、計算機仿真以及熱分析實驗,并未觀察到任何危險跡象?!盫incent與霍尼韋爾副總裁Terrence Hahn均指出,R1234yf制冷劑不存在安全性問題。
歐寶:新型制冷劑安全可靠
通用汽車旗下歐寶于今年4月表示,他們與德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(TüV Rheinland)進行合作,對一輛采用R1234yf制冷劑的Mokka車型進行了一項碰撞測試,該車的空調(diào)系統(tǒng)在碰撞中遭到損毀,并在發(fā)動機歧管附近發(fā)生泄漏,但并沒有導(dǎo)致起火。據(jù)此,歐寶認為R1234yf制冷劑安全可靠,并表示近期內(nèi)不會出現(xiàn)其它可以代替它的制冷劑。
大眾:棄用霍尼韋爾制冷劑
據(jù)路透社報道,今年3月,大眾決定仿效戴姆勒,拒絕使用由美國霍尼韋爾及杜邦公司開發(fā)的R1234yf新型空調(diào)制冷劑,并計劃推出基于二氧化碳的新型空調(diào)系統(tǒng)。大眾集團發(fā)言人拒絕透露該公司將于何時開始使用基于二氧化碳的空調(diào)系統(tǒng),指出這一進度與競爭對手有關(guān),并確定該公司今年不會推出基于二氧化碳的空調(diào)系統(tǒng)。
豐田:在歐洲市場重新啟用舊式制冷劑
歐姆定律的表述篇7
關(guān)鍵詞:電動勢;電壓;電流;電阻;功率
中圖分類號:G633.7 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)12-0060-3
1 P于閉合電路歐姆定律
1.定律內(nèi)容:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流的大小跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比。
2.定律的得出:仔細分析人教版和教科版教材,他們給出定律的過程是相同的。在電源外部,電流由電源正極流向負極,在外電路上有電勢降落,習(xí)慣上稱為路端電壓或外電壓U,在內(nèi)電路上也有電勢降落,稱為內(nèi)電壓U';在電源內(nèi)部,由負極到正極電勢升高,升高的數(shù)值等于電源的電動勢。理論和實踐證明電源內(nèi)部電勢升高的數(shù)值等于電路中電勢降低的數(shù)值,即電源電動勢E等于外電壓U和內(nèi)電壓U'之和,即E=U+ U'=U+Ir。若外電路為純電阻,則U=IR,所以E=IR+Ir,I=
從教學(xué)實際看,上述給出定律的方法很多同學(xué)并不能理解,只能生硬的接受,這給學(xué)生對定律的理解和運用帶來困難。在教學(xué)中筆者嘗試從能量角度推導(dǎo)定律,效果較好,過程如下:從能量轉(zhuǎn)化觀點看,閉合電路中同時進行著兩種形式的能量轉(zhuǎn)化:一種是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,另一種是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
設(shè)一個正電荷q,從正極出發(fā),經(jīng)外電路和內(nèi)電路回轉(zhuǎn)一周,其能量的轉(zhuǎn)化情況如下:
在外電路中,設(shè)外電路的路端電壓為U,那么正電荷由正極經(jīng)外電路移送到負極的過程中,電場力推動電荷所做的功W=qU,于是必有qU的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量(如化學(xué)能、機械能等)。在內(nèi)電路中,設(shè)內(nèi)電壓為U',那么正電荷由負極移送到正極的過程中,電場力所做的功W=qU',于是必有qU'的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若電源電動勢為E,在電源內(nèi)部依靠非靜電力把電量為q的正電荷從負極移送到正極的過程中,非靜電力做的功W=qE,于是有qE的其他形式的能(化學(xué)能、機械能等)轉(zhuǎn)化為電能。
因此,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,在閉合電路中,由于電場力移送電荷做功,使電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(qU+qU'),應(yīng)等于在內(nèi)電路上由于非靜電力移送電荷做功,使其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能(qE),因而qE=qU+qU',即E=U+U'。若外電路為純電阻R,內(nèi)電路的電阻為r,閉合電路中的電流強度為I,則U=IR,U'=Ir,代入上式即得I=
E/(R+r)。
3.定律的理解:不論外電路是否為純電阻,E=U+ U'=U+Ir總是成立的,只有當(dāng)外電路為純電阻時,才能成立。閉合電路歐姆定律的適用條件跟部分電路歐姆定律一樣,都是只適用于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電。
2 不同的物理量間的圖像關(guān)系以及對圖像的理解(以外電路為純電阻為例)
圖像1 電路中的總電流與外電阻的關(guān)系即I-R圖像
圖像2 外電壓與外電阻的關(guān)系即U-R圖像
由閉合電路歐姆定律可得:
分析可得:R增大,U增大;R減小,U減小,但不成線性關(guān)系。R0,U0; R∞,UE。故U-R圖像如圖2所示。當(dāng)外電路短路(R=0),外電壓為0;當(dāng)外電路開路R∞,外電壓等于電動勢E,即若題目中告訴某一電源的開路電壓,則間接告訴了電動勢E的值。
圖像3 外電壓與總電流的關(guān)系即U-I圖像
由閉合電路歐姆定律可得:U=E-U'=E-Ir。
分析可得:由于E、r為定值,故U與I成線性關(guān)系,斜率為負,故圖像應(yīng)如圖3所示。當(dāng)I=0,U=E,即圖像的縱截距表示電動勢;當(dāng) 此時外電路短路,此電流即為短路電流,即橫截距表示短路電流。斜率k=-r,即斜率的絕對值表示內(nèi)電阻。
由上述分析可知,若給出了U-I圖像,則由圖像就可以知道電源電動勢E和內(nèi)阻r這兩個重要的參量。若將不同電源的U-I圖像畫在同一個圖中,如圖4所示,則可以比較不同電源的電動勢和內(nèi)阻的大小。由圖4可知E1=E2、r1
圖像4 電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系,即P-R圖像
圖像5 電路中的功率與總電流的關(guān)系,即P-I圖像
與閉合電路相關(guān)的功率有3個:電源的總功率、電源內(nèi)部的熱功率、電源的輸出功率。
由P=IE可知P與I成正比,圖像應(yīng)為過原點的一條傾斜的直線。
由P=I2r可知圖像應(yīng)為頂點過原點的關(guān)于縱軸對稱的開口向上的拋物線的一半。
由P=P-P=IE-I2r可知圖像應(yīng)為過原點的開口向下的拋物線的一部分。
若將3個功率與電流的關(guān)系圖像畫在同一圖像中,則分別對應(yīng)著圖6中的圖線1、2、3。
利用圖線1可求電動勢E,利用圖線2可求內(nèi)阻r,需要特別注意的是:此圖像中3條圖線不能隨意畫?!?”“2”交點說明此時P=P,即P=0,外電路短路,電流最大,此狀態(tài)下圖線“3”與橫軸交點值一定是“1”“2”交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)值,否則就是錯誤的?!?”“3”交點的含義為P=P,此狀態(tài)下R=r,則“2”“3”交點對應(yīng)的橫坐標(biāo)一定為 ,若不是則錯誤。還必須注意的是“2”“3”的交點一定是“3”的最高點,因為R=r時,P最大,若不是這樣則此圖畫錯了。
案例 在圖7(a)所示電路中,R0是阻值為5 Ω的定值電阻,R1是一滑動變阻器,在其滑片從最右端滑至最左端的過程中,測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖7(b)所示,其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器的兩個不同端點時分別得到的,討論以下問題:
問題1 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電流表示數(shù)如何變化?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過程中,由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小,由I-R圖像可知電流表示數(shù)變大。
問題2 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電壓表示數(shù)如何變化?
分析:滑片淖鈑葉嘶至最左端的過程中,由電路結(jié)構(gòu)可知外電阻R變小,電壓表測量的是外電壓,由U-R圖像可知電壓表示數(shù)變小。
問題3 電源電動勢和內(nèi)阻各為多大?
分析:圖7(b)給出的是外電壓與電流的關(guān)系,由圖可求得斜率絕對值為20,將圖線延長與縱軸相交,可得縱截距為20,由U-I圖像的物理含義可知電源電動勢E=20 V,內(nèi)阻r=20 Ω。
問題4 滑片從最右端滑至最左端的過程中,電源的輸出功率如何變化?最大輸出功率為多少?
分析:由題目所給條件可求得R1的最大阻值為75 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過程中,外電阻的變化范圍為80 Ω~5 Ω,由P-R圖像可知P先變大再變小。調(diào)節(jié)過程中可以滿足R=r,則當(dāng)R1的有效阻值為15 Ω時,電源輸出功率達最大 ,即為5 W。
問題5 若在上述條件下,僅將R0的阻值改為30 Ω,滑片從最右端滑至最左端的過程中,電源的輸出功率如何變化?電源的最大輸出功率為多少?
分析:滑片從最右端滑至最左端的過程中,外電阻的變化范圍為105 Ω~30 Ω,由P-R圖像可知P一直變小。由于無法滿足R=r,則電源輸出功率不可能為,則當(dāng)R與r最最接近即R1=0 Ω時電源輸出功率最大,計算可得為4.8 W。
與閉合電路歐姆定律應(yīng)用相關(guān)的題目較多,題型多種多樣,解決這類題目的關(guān)鍵是要搞清電路結(jié)構(gòu),搞清電表的測量對象,分清已知量與未知量,再運用相應(yīng)規(guī)律求解則可。當(dāng)然,這也不是一蹴而就的,只有多做、多練、多思考才能達到較好的效果。在解答閉合電路問題時,部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律經(jīng)常交替使用,這就要求我們認清研究對象是全電路還是某一段電路,是這一段電路還是另一段電路,以便選用對應(yīng)的歐姆定律,并且要注意每一組物理量(I、U或I、E、R、r)的對應(yīng)關(guān)系是對同一研究對象的,不可“張冠李戴”。
參考文獻:
[1]徐琪,李飛躍.“閉合電路歐姆定律”教學(xué)設(shè)計[J].物理教學(xué)探討,2015,33(9):4―8.
歐姆定律的表述篇8
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)推理;科學(xué)探究;問題情境;科學(xué)方法;理論聯(lián)系實際
中圖分類號:G633.7 文獻標(biāo)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(xué)知識的核心內(nèi)容,其中包含了許多科學(xué)思想方法,是學(xué)生學(xué)習(xí)和體會科學(xué)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(nèi)容較抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)時,對電源內(nèi)電路認識模糊,難以理解電源有內(nèi)阻;對內(nèi)外電路的電壓與電源電動勢的關(guān)系及路端電壓與負載關(guān)系感到疑惑,對其中蘊含的科學(xué)方法未能深刻領(lǐng)會?!叭绾斡行黄七@些教學(xué)難點?”“如何設(shè)計好閉合電路歐姆定律的探究過程,有效實施三維目標(biāo)教學(xué)?”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(xué)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(xué),培養(yǎng)學(xué)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(chǔ)⒌綞勢、歐姆定律、串并聯(lián)電路、焦耳定律和導(dǎo)體的電阻之后來學(xué)習(xí)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(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生從功能關(guān)系角度來建立閉合電路的歐姆定律,體現(xiàn)了循序漸進的教學(xué)原則。順應(yīng)這種構(gòu)想,教材對本節(jié)內(nèi)容以如下方式呈現(xiàn):先直接給出閉合電路的概念,然后從功能關(guān)系出發(fā), 根據(jù)能量守恒,理論推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律和U+U=E,再根據(jù)閉合電路的歐姆定律,理論分析路端電壓與負載的關(guān)系。這種呈現(xiàn)方式的好處是:既充分體現(xiàn)了功和能的概念在物理學(xué)中的重要性,又有利于學(xué)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(xiàn)方式具有一定的合理性和科學(xué)性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學(xué),領(lǐng)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(dǎo)得出閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達式,再應(yīng)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(dǎo)學(xué)生運用規(guī)律解題,把立足點放在訓(xùn)練學(xué)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(xué)中的作用。利用實驗創(chuàng)設(shè)懸念,引入課題,設(shè)計探究實驗,讓學(xué)生在實驗中總結(jié)歸納出內(nèi)外電壓之間的關(guān)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(guān)系。
根據(jù)課后反饋發(fā)現(xiàn),沿用原教材思路設(shè)計的教學(xué),效果并沒有達到設(shè)計者想象的結(jié)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(shù)學(xué)推理,比較抽象,缺乏令人信服的探究實驗,學(xué)生無直接經(jīng)驗感知和相應(yīng)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(nèi)電路的建構(gòu)過于直接,無感知過程,學(xué)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(xué)生對部分電路的歐姆定律印象深刻,對電源內(nèi)部的電路無直觀印象,對電源也有內(nèi)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(guān)系推導(dǎo)得到IR+Ir=E和U+U=E,這種處理方式,會讓學(xué)生對U+U=E的普適性產(chǎn)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(xué)思想方法,教材過于注重理論推導(dǎo),忽視了實驗探究,淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學(xué)思想方法教育,這對培養(yǎng)學(xué)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(xué)的有效性。
第二種“通過設(shè)計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,學(xué)生能獲得更直觀的認識,有效地突破一些教學(xué)難點,但由于本節(jié)知識點多,思維量大,設(shè)計過多的實驗(特別是設(shè)計繁雜的分組實驗)勢必會分散學(xué)生的注意力,干擾學(xué)生的正常思考,擠壓學(xué)生思考和實踐應(yīng)用的時間,影響了學(xué)生主體作用的發(fā)揮,效果同樣不盡如人意。
2 教學(xué)建議
2.1 尊重學(xué)生的認知規(guī)律,科學(xué)設(shè)計探究過程
從物理學(xué)史來看,歐姆定律是基于實驗而發(fā)現(xiàn)的,并非演繹推理的結(jié)果,教材通過功能關(guān)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(xué)生缺乏感性認識,沒有參與知識發(fā)現(xiàn)過程中的情感體驗,難以形成深刻的理解,課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高。規(guī)避這種負面影響的方法就是在教學(xué)設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的心理特點和認知規(guī)律,科學(xué)地設(shè)計探究過程,讓學(xué)生在親身探究中理解定律,體驗方法?;谶@種指導(dǎo)思想,筆者在教學(xué)設(shè)計時,先用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電,產(chǎn)生了與學(xué)生日常生活經(jīng)驗相矛盾的現(xiàn)象來設(shè)置“懸念”――引入新課。然后,引導(dǎo)學(xué)生針對“引入實驗”中的現(xiàn)象展開探究,讓學(xué)生在實驗探究中分析、思考、歸納,得出電源內(nèi)電壓和外電壓之間的關(guān)系。接著再引導(dǎo)學(xué)生利用功能關(guān)系,從理論角度來推導(dǎo)、探究,讓實驗得出結(jié)論在理論上獲得支撐。最后,引а生利用所學(xué)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(chǔ)的“實驗和理論推導(dǎo)相互結(jié)合的探究過程”的設(shè)計,既避免了設(shè)計過多的實驗,又讓學(xué)生親身體驗了探究的過程,加深了對知識的理解,深刻領(lǐng)會到物理學(xué)科的嚴謹性和流暢性,感受到物理的探究之美和應(yīng)用之美。同時,又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使物理課堂教學(xué)產(chǎn)生無窮的樂趣,進而實現(xiàn)高效的物理課堂教學(xué)。
2.2 合理創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)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(xué),讓學(xué)生在探究中理解閉合電路的歐姆定律,感知科學(xué)探究的過程和方法。在探究教學(xué)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(qū)動下,學(xué)生才能積極思考,從而產(chǎn)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(chǔ)上,精心創(chuàng)設(shè)問題情境,以問誘思,引導(dǎo)學(xué)生融入到探究學(xué)習(xí)的情境中去。例如:在構(gòu)建“閉合電路”概念時,用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后,可設(shè)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???減小的電壓哪兒去了?”“電池有內(nèi)阻?可能嗎?”“我們來看看電池(觸摸電池),電池變熱了,什么原因?qū)е鹿ぷ鞯碾姵貢儫??”學(xué)生在問題的引領(lǐng)下觀察、實驗、體驗,由此認識到“電源內(nèi)部也有電阻和電流”“電源內(nèi)部電流的通路,稱為內(nèi)電路”。這種以問題啟發(fā)學(xué)生思考,以實驗引導(dǎo)學(xué)生體驗來構(gòu)建閉合電路的方法,既彌補了教材對內(nèi)電路建構(gòu)的非直觀性,也讓學(xué)生經(jīng)歷了在質(zhì)疑中分析、探究的過程,學(xué)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(dǎo)學(xué)生從能量角度驗證實驗探究結(jié)果時,設(shè)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(jié)論可靠嗎?”“如果我們能從理論上找到依據(jù),是不是更可靠?如何從理論上來分析呢?”“從能量角度行嗎?”“內(nèi)、外電路在時間 t 內(nèi)消耗多少電能? ”“這些能量從何而來?”學(xué)生在上述問題的引導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)也可以從能量角度來推導(dǎo)得出與實驗相同的結(jié)果。
在引導(dǎo)學(xué)生探究路端電壓與負載的關(guān)系時,設(shè)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(guān)嗎?”“它們之間具體的關(guān)系是什么?”“如何設(shè)計實驗來研究呢?”“從實驗數(shù)據(jù)中能得出什么結(jié)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(lǐng)下,學(xué)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(guān)系,不僅體驗了科學(xué)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(xí)慣。
2.3 注重滲透科學(xué)方法教育,加深對規(guī)律本質(zhì)的認識
作為一根主線,科學(xué)探究法貫穿在整個課堂教學(xué)過程中,教學(xué)中要注意尊重學(xué)生的心理特點和認知規(guī)律,強化科學(xué)探究法的顯性教育:以引入實驗為線索,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、分析論證”等過程,領(lǐng)會科學(xué)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(xué)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(xué)生的生活經(jīng)驗,學(xué)生容易接受,教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)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(dǎo)”和“路端電壓與負載的關(guān)系推導(dǎo)”中兩次用到,教學(xué)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(xiàn)出來,讓學(xué)生在問題的引領(lǐng)下經(jīng)歷演繹、推理過程,構(gòu)建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關(guān)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(dǎo)學(xué)生在了解路端電壓與負載電阻的關(guān)系的基礎(chǔ)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(xiàn)實意義,體會極限法在物理學(xué)習(xí)中的作用和意義,有效地訓(xùn)練學(xué)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(lián)系實際,物理與生活的聯(lián)系
研究和學(xué)習(xí)物理最重要的方法就是理論聯(lián)系實際,將理論和實際、物理與生活聯(lián)系起來,可以幫助學(xué)生更透徹地理解所學(xué)的物理知識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切,教學(xué)設(shè)計時,應(yīng)注意還原知識的產(chǎn)生背景,注重將知識應(yīng)用于實際生活。例如:新課引入可以從生活現(xiàn)象來提出問題,引發(fā)學(xué)生思考探究;在得出路端電壓與外電阻R的關(guān)系后,引導(dǎo)學(xué)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(dǎo)線直接相連”;在學(xué)完了本節(jié)知識后,可引導(dǎo)學(xué)生用本節(jié)課所學(xué)知識分析解決新課引入及生產(chǎn)、生活中的實際問題。讓學(xué)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(xué)生利用物理知識分析解決實際問題的能力,建構(gòu)對知識(尤其是難點知識)的正確理解,從而真切地感受所學(xué)物理知識的實用性,充分理解物理學(xué)科對時展的深遠意義。
參考文獻:
[1]楊東升,臧國東.“閉合電路的歐姆定律”教學(xué)設(shè)計[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2015,41(10):42-43 .
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