時間:2023-05-29 17:40:03
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電流的強(qiáng)弱,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,直觀易懂的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是學(xué)習(xí)物理知識、研究物理問題的重要方法和手段。對書本上的一些演示實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn),能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生善于觀察的能力和勤于思考的意識,使學(xué)生變模糊為清晰,從而能夠提高學(xué)習(xí)物理的積極性。現(xiàn)對初中物理課本中三個電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)作如下改進(jìn)。
一、奧斯特實(shí)驗(yàn)
1820年4月的一天丹麥的物理學(xué)家奧斯特在給學(xué)生做演示實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)“通電導(dǎo)線周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)揭示了電可以轉(zhuǎn)化為磁”的現(xiàn)象。這個實(shí)驗(yàn)如今在人民教育出版社出版的新教材八年級下冊課本第68頁(圖9.3-2)中是這樣演示的:讓一節(jié)干電池短路,造成很大放電電流,使導(dǎo)線周圍的小磁針在電磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn),而磁場的基本性質(zhì)是能對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用,證明電能生磁。該演示實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)是只能將干電池以快速接觸的方式短接(避免燒壞電源),而在極短時間內(nèi)學(xué)生來不及觀察現(xiàn)象,就算能觀察最多也只能看到小磁針動了一下,不能觀察到它的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向有關(guān),更不能觀察到它的偏轉(zhuǎn)角度與電流強(qiáng)弱的關(guān)系了。針對以上不足,可以將這個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下改進(jìn):將開關(guān)、螺線管、滑動變阻器串聯(lián)接入4-6V學(xué)生電源,將小磁針放到螺線管周圍,閉合開關(guān),滑動變阻器滑片,能觀察到小磁針的偏轉(zhuǎn),并且能讓學(xué)生知道通電導(dǎo)線周圍的磁場強(qiáng)弱與通電電流的大小有關(guān),改變電流的方向,讓學(xué)生觀察到磁場的方向與電流的方向有關(guān),改變小磁針放置位置,還能觀察到通電螺線管周圍磁場的方向,將螺線管換成一根細(xì)銅絲,除了能讓學(xué)生觀察到以上現(xiàn)象,還能比較通電直導(dǎo)線和通電螺線管周圍磁場方向的不同。這樣操作,既具有科學(xué)性,又讓學(xué)生明白了電能生磁的道理,還能成功引入安培定則的教學(xué),讓學(xué)生們感受電和磁之間聯(lián)系的真切,明白磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。
二、磁場對通電導(dǎo)線的作用的實(shí)驗(yàn)
該演示實(shí)驗(yàn)在人民教育出版社出版的新教材八年級下冊第79頁(圖9.6-1)。它是將導(dǎo)體放在水平金屬支架上做的。由于金屬支架有摩擦對導(dǎo)體有阻礙作用,還有導(dǎo)體與金屬支架接觸不良等因素的影響,加上金屬架底座難以調(diào)平,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,有時甚至做不成功。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的辦法是:將細(xì)焊錫條(電阻小、質(zhì)量小)焊接在兩根細(xì)長而柔軟的銅絲上,用焊錫條取代切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)線,兩根細(xì)銅絲既是導(dǎo)線又是懸掛焊錫條的“擺線”,將細(xì)銅絲懸掛在鐵架臺上,焊錫絲置于蹄形磁鐵內(nèi),并將銅絲與開關(guān)、滑動變阻器串聯(lián)接入4-6V學(xué)生電源,將滑動變阻器滑片滑到合適位置,閉合開關(guān),學(xué)生能明顯觀察到導(dǎo)線偏離了平衡位置,說明了磁場對電流有力的作用;滑動滑動變阻器滑片,改變電流的大小,偏角不同,說明磁場對導(dǎo)線力的大小與電流大小有關(guān);改變電流的方向,導(dǎo)線偏離平衡位置的方向不同,說明磁場對電流的作用力的方向與電流方向有關(guān);改變磁場的方向,導(dǎo)線偏離平衡位置的方向不同,說明磁場對電流的作用力的方向還與磁場方向有關(guān);再并放一個蹄形磁鐵,觀察到相同的電流由于磁場強(qiáng)弱的改變導(dǎo)線所受作用力也不一樣,說明磁場對電流作用力的大小還與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)(對于學(xué)習(xí)較好班級學(xué)生還可將導(dǎo)線傾斜懸掛,演示作用力的大小與導(dǎo)線放入磁場中長度的關(guān)系)。通過這一改進(jìn),既能保證實(shí)驗(yàn)的成功演示,提高教學(xué)效果,還能讓學(xué)生觀察到磁場對電流的作用力的大小與電流的強(qiáng)弱、磁場的強(qiáng)弱、放入磁場中導(dǎo)線的長度有關(guān),磁場對電流的作用力的方向與電流方向、磁場方向有關(guān),為高中安培力(F=BIL)、安培定則(電流方向、磁場方向、安培力方向“兩兩垂直”)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
三、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)
該演示實(shí)驗(yàn)在人民教育出版社出版的新教材八年級下冊課本第84頁(圖9.7-1)。它是用一根導(dǎo)線與電流計連接,讓導(dǎo)線在磁場中切割磁感線運(yùn)動,觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而說明當(dāng)導(dǎo)線(閉合電路的一部分)在磁場中切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生了電流。在演示實(shí)驗(yàn)中,與導(dǎo)線連結(jié)的電流計指針偏轉(zhuǎn)不明顯,原因是只用一根導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動。改進(jìn)辦法是:用多砸線圈取代單根導(dǎo)線,并用一節(jié)干電池用試觸的方法讓學(xué)生先觀察流入電流計電流方向不同,電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同(通常情況是電流從哪個接線柱流進(jìn),指針就向相應(yīng)接線柱方向偏轉(zhuǎn)),演示時先演示相同切割方向,切割速度不同,指針偏轉(zhuǎn)角度不同,說明閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運(yùn)動會在導(dǎo)體中引起感應(yīng)電流,并且電流的大小與切割運(yùn)動速度有關(guān);再改變切割方向,讓學(xué)生觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明感應(yīng)電流的方向與與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的方向有關(guān);在蹄形磁鐵中部接近勻強(qiáng)磁場的地方上下移動導(dǎo)線,觀察不到指針的偏轉(zhuǎn),說明要有感應(yīng)電流的產(chǎn)生不是只要運(yùn)動就行了,而是要“切割”。通過這一改進(jìn),對使他們在電磁關(guān)系的理解及認(rèn)知方面都有積極的促進(jìn)作用,不僅增強(qiáng)了演示效果,還為高中學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定理打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
三個演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn),乍看比較簡單,然而實(shí)驗(yàn)效果很好,在教學(xué)實(shí)踐中具有一定的實(shí)際意義:一是使學(xué)生對電生磁(奧斯特實(shí)驗(yàn))、通電導(dǎo)體在磁場中受力作用、磁能生電(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)有真實(shí)、直觀、形象和生動理解,起到積極的推動作用;二是變廢為寶,課本上實(shí)驗(yàn)有的學(xué)校沒有現(xiàn)成儀器,或者不匹配,所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯、甚至不能做實(shí)驗(yàn)的情況很多,然而只要多動手、多動腦、因地制宜、充分利用廢舊物品自制教具輔助教學(xué),精心設(shè)計實(shí)驗(yàn),留心觀察,總會制作或改進(jìn)一些實(shí)驗(yàn)以幫助學(xué)生對物理現(xiàn)象進(jìn)行理解;三是在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的同時,會對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的作用,培養(yǎng)和鑄就他們尊重科學(xué),尊重規(guī)律的觀念,并樹立探究科學(xué)規(guī)律的勇氣和精神。
【摘要】可憐的孩子自己給自己貼了一個“我笨、我學(xué)不會”的標(biāo)簽。針對一些學(xué)生學(xué)習(xí)物理困難的現(xiàn)狀,我嘗試改變課堂教學(xué)模式,營造輕松、快樂的氛圍,使學(xué)生輕輕松松、快快樂樂的學(xué)會知識。我一定鼓勵三班的孩子重振學(xué)習(xí)的自信和熱情,改變孩子對自己的錯誤定位,讓孩子享受學(xué)習(xí)物理的快樂,進(jìn)而提高物理學(xué)科的成績。
【關(guān)鍵詞】享受;課堂;物理學(xué)習(xí)
背景材料:我本屆接的是八年級一班二班三班的物理教學(xué)工作,而三班的總成績和其他科目的成績都是全年級六個班里最差的一個班級,我剛接班的時候都聽到三班班主任和任課老師對三班孩子失望的評價,心里很為三班的孩子叫屈;進(jìn)班又看到三班大部分學(xué)生不自信的表情心里難受極了??蓱z的孩子自己給自己貼了一個“我笨、我學(xué)不會”的標(biāo)簽。我暗暗的下決心,八年級物理是個起始學(xué)科,我一定鼓勵三班的孩子重振學(xué)習(xí)的自信和熱情,改變孩子對自己的錯誤定位,讓孩子享受學(xué)習(xí)物理的快樂,進(jìn)而提高物理學(xué)科的成績。
今天是三班的課,講的內(nèi)容是《電流的強(qiáng)弱》,每到給三班的學(xué)生上課,我都會比在其他班更用心調(diào)動孩子的積極性,力爭讓物理課堂充滿樂趣快樂。電流的強(qiáng)弱這節(jié)課的內(nèi)容有兩大塊,一是認(rèn)識電流有強(qiáng)弱不同,為了描述電流的強(qiáng)弱而引入電流這個物理量,知道電流的物理量符號及單位和單位換算;二是會用電流表測電路中的電流。我?guī)е鴥x器進(jìn)班候課,因?yàn)榻裉焓?2月的30號,臨近元旦學(xué)生多少有些浮躁,我都站講臺上幾分鐘了,班里還在熙熙攘攘的鬧、笑,鈴聲響了以后我就組織課堂安靜下來,說:“要不是新年到了,我都要發(fā)脾氣了哈!”接著我又看見有一個學(xué)生李方北坐到了講臺前面,我猜想肯定是他們老班給掂到前面了,因?yàn)樾±钔瑢W(xué)經(jīng)常不寫作業(yè),他在班里成績是倒數(shù),但我很喜歡他的活潑可愛,他也很喜歡物理課堂。我就問他你怎么又坐這了呀?你知道他怎么說:老師我這座位是VIP!呵呵!他好幽默?。∫?yàn)槲锢碚n誰坐的靠前看實(shí)驗(yàn)更方便,都是令大家羨慕不已的事情。我們就輕松的進(jìn)入課堂了。首先給大家演示實(shí)驗(yàn):觀察三節(jié)干電池給兩盞燈供電和一節(jié)干電池給兩盞燈供電時電燈的發(fā)光情況而引入新課:《電流的強(qiáng)弱》。首先進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),你看吧!一說看實(shí)驗(yàn)學(xué)生的那個勁:后邊的說前邊的擋住了,讓低低頭,再看李方北吧!一下可把頭伸到了我面前,他活潑的有些過分,我打趣道:你這VIP成員怎么這么不夠紳士??!說得他伸伸舌頭坐下來。第一個環(huán)節(jié):認(rèn)真度的比賽:讓學(xué)生看書預(yù)習(xí)課文第一部分,時間3分鐘,其間強(qiáng)調(diào)認(rèn)真閱讀第一段話關(guān)于對電流強(qiáng)弱的描述以及單位換算,閱讀完畢點(diǎn)號提問(我們物理課學(xué)生是分小組,每組六個成員)為組里掙分,比比看哪個組看書認(rèn)真,這樣學(xué)生對電流的概念的理解,對電流物理量名稱代號I單位簡寫符號A的區(qū)分要比老師重復(fù)敘述記得更牢,這個知識塊給2號4號比較合適。第二個環(huán)節(jié):記憶力的挑戰(zhàn):學(xué)生識讀記憶“小資料”里介紹的一些生活中的電流值,時間1分鐘,點(diǎn)號提問對這些電流值的記憶情況以及涉及到的單位換算,這個地方難度小容易讓學(xué)生掙到分,所以把這個任務(wù)分給5號、6號比較合適。你看吧雖然有的孩子其他課不是很好,而此時是多么認(rèn)真積極,多少學(xué)生建議我點(diǎn)他所屬的號,我就根據(jù)學(xué)情喊出一個號,哇塞你看吧,號一喊出,每組的這個號像個彈簧一樣砰的一聲從座位上彈起,我必須認(rèn)真觀察才好辨認(rèn)哪幾個組的先站起來贏得回答問題的機(jī)會。接下來是本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容,認(rèn)識電流表并學(xué)會使用電流表測電流,先讓學(xué)生閱讀課文認(rèn)識電流表使用時的注意事項(xiàng),因?yàn)殡娏鞅淼氖褂靡约白x數(shù)是電學(xué)重點(diǎn)并且學(xué)生對該儀表的使用能力直接影響后面電壓表的的使用甚至整個電學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作,所以我細(xì)致講解電流表的表盤以及讀數(shù)方法,還有邊畫圖邊講解電流表連入電路的方法及注意事項(xiàng)。然后通過小組賽訓(xùn)練強(qiáng)化,首先3號搶答課后練習(xí)讀電流表的讀數(shù),這個過程學(xué)生會出現(xiàn)沒認(rèn)清量程和分度值而出錯,搶到第一個答的不一定會得分,在他們的遺憾聲中大家會吸取教訓(xùn)牢記正確的讀數(shù)方法。然后再抽一組上臺進(jìn)行實(shí)物圖的連接,被抽住的組就有機(jī)會上臺,就有機(jī)會為組里掙分,因?yàn)槲覀儗W(xué)校改建實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)致分組實(shí)驗(yàn)沒法做。所以我加大了課堂小組參與實(shí)際操作的時間安排,本節(jié)課重點(diǎn)放在這個環(huán)節(jié),這個環(huán)節(jié)一次上臺兩個組同時進(jìn)行PK,先完成并無誤的組為組里掙兩分,后完成的組為組里掙一分。你看每組學(xué)生摩拳擦掌的樣子,那個躊躇滿志為組掙分的勁頭,學(xué)生的積極、興奮、雀躍使課堂略顯混亂,但我明白他們在干什么,我覺得學(xué)生只要開心的參與了、弄懂了,在我掌控的范圍內(nèi)是沒關(guān)系的,我看哪組有困難我也會觀戰(zhàn)加油甚至參與出謀劃策,如果他們沒問題我就給沒上臺的同學(xué)布置書面連接實(shí)物圖的練習(xí)并進(jìn)行巡查輔導(dǎo),不時發(fā)出“很好、非常好!”的肯定性評價,上邊開心下邊快樂,學(xué)生積極參與,不亦樂乎。測量了串聯(lián)電路不同三處的電流以后測并聯(lián),因?yàn)椴⒙?lián)更難連接所以所設(shè)分值也有所提高,學(xué)生那個開心、那個期待參與的熱情真讓人高興。不知不覺下課了,學(xué)生意猶未盡的神情,想上臺沒上的學(xué)生戀戀不舍,想上臺有幸上過的學(xué)生沾沾自喜。最后一個環(huán)節(jié):布置作業(yè):我說下節(jié)課我們繼續(xù)測量串并聯(lián)的電流并研究它們電流的特點(diǎn),你們做好準(zhǔn)備??!想好好表現(xiàn)并為組掙分的,請認(rèn)真完成本節(jié)課對應(yīng)練習(xí)并預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容啊!
走出教室,我看著物理課給學(xué)生帶來興奮的表情,開心的笑容,我也很開心。突然下一個班的幾個學(xué)生過來喊我:老師,下節(jié)是物理課?我微笑著說:是的!孩子異口同聲的喊:耶!耶!我由衷的想:當(dāng)老師真好!真享受這個職業(yè)!更享受物理教育專業(yè)!
關(guān)鍵詞:磁感應(yīng)強(qiáng)度;教學(xué)設(shè)計;概念課
中圖分類號:G633,7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2012)2(S)-0004-3
1教材分析
磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一,是本章的重點(diǎn)。磁場對磁體和電流的作用力遠(yuǎn)比電場對電荷的作用力復(fù)雜,因此尋找描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量也是本章教學(xué)的一個難點(diǎn)。
2學(xué)情分析
通過前面的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道了以下知識點(diǎn):一是磁場對磁體和通電導(dǎo)體會有力的作用;二是在磁場中的不同位置,磁場往往具有不同的方向和大小。本節(jié)的內(nèi)容就是循著第一個知識點(diǎn)去具體研究第二個知識點(diǎn)即能夠表征磁場本身性質(zhì)的物理量。
3設(shè)計思想
新課程要求物理教學(xué)要從生活走向物理,再從物理走向社會。進(jìn)行物理概念教學(xué)時,要為學(xué)生提供生活實(shí)際中的感性材料,將枯燥的概念形象化,把知識獲取的過程轉(zhuǎn)變成一次有趣的探索活動。課堂教學(xué)過程其實(shí)就是學(xué)生在教師引導(dǎo)之下的探索活動,活動質(zhì)量取決于教師的課堂教學(xué)預(yù)設(shè),取決于教師細(xì)心研究教材、分析教材、精心設(shè)計的各項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。教師幫助學(xué)生自主建構(gòu)概念、規(guī)律,增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理科學(xué)的興趣,享受學(xué)習(xí)物理科學(xué)的快樂。進(jìn)而構(gòu)造出形象生動的物理課堂。
4過程設(shè)計中的亮點(diǎn)設(shè)置
亮點(diǎn)一:形象引入概念
磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場的強(qiáng)弱,那么新課的引入應(yīng)該從磁場強(qiáng)弱人手。
實(shí)驗(yàn)如圖1,展示三個磁鐵:條形磁鐵、蹄形磁鐵、手搖手電筒中的小磁鐵(三個當(dāng)中體形最小)
【師】請同學(xué)選擇一個磁鐵,把講臺上重約3kg的凳子吸起來(凳子上有鐵質(zhì)支架)。
【學(xué)生】很多同學(xué)會選擇體形較大的蹄形磁鐵。
【學(xué)生演示結(jié)果】體形較大的蹄形磁鐵未能將凳子吸起來。體形最小的小磁鐵容易的將凳子吸起。
【效果】該演示表明了磁場有強(qiáng)弱之分,從而引起學(xué)生研究磁場的興趣。
【圖片展示】如圖2,巨大的電磁鐵吊起成噸的鋼材,圖片更加突出磁場有強(qiáng)弱之分,從生活走向物理。
【小結(jié)】至此,成功引人概念,本節(jié)課的目的是要尋找描述磁場強(qiáng)弱的物理量――磁感應(yīng)強(qiáng)度。
亮點(diǎn)二:了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),做好初高中銜接工作
在這節(jié)課中,需研究磁場對電流的作用力。
初中教材對這部分的要求是:通電導(dǎo)線在磁場中要受到力的作用,力的方向跟電流的方向、磁感線的方向都有關(guān)系,當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時,通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反。進(jìn)一步的要求是知道如果電流的方向和磁感線的方向都變得相反,通電導(dǎo)線受力的方向不變。
高中教材中,本節(jié)的演示實(shí)驗(yàn),就直接要求將一根導(dǎo)線水平懸掛在磁鐵的兩極間使導(dǎo)線的方向與磁場的方向垂直。這樣做很可能會引起學(xué)生的疑惑,為什么不能平行放置或斜向放置呢?
所以在這里有必要通過實(shí)驗(yàn)將這個疑惑解決。如圖3所示的裝置,蹄形磁體提供磁場,電鍵閉合導(dǎo)體棒中就會有電流流過。實(shí)驗(yàn)主要觀察兩種情況:①如圖所示,導(dǎo)體棒的方向與磁場方向垂直時,閉合電鍵,導(dǎo)體棒開始運(yùn)動;②調(diào)換蹄形磁體的方位,使導(dǎo)體棒的方向與磁場方向平行,閉合電鍵,導(dǎo)體棒不動。
實(shí)驗(yàn)做完后,教師引導(dǎo)學(xué)生給出總結(jié):電流方向與磁場方向平行時,電流不受磁場的作用力;電流方向與磁場方向垂直時,電流受磁場的作用力且最大;電流方向與磁場方向斜交時,電流受磁場的作用力。其大小介于零和最大值之間。所以研究磁場對電流的作用力時采用的是效果最明顯的情況。即電流方向與磁場方向垂直。
【小結(jié)】這樣做的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)的知識更加具有連貫性,落實(shí)好初高中銜接工作,也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
亮點(diǎn)三:分組實(shí)驗(yàn),突破難,最
本節(jié)課的重點(diǎn)是通過研究電流在磁場中的受力去尋找描述磁場強(qiáng)弱的物理量,那么電流在磁場中的受力與哪些因素有關(guān),且是什么樣的關(guān)系,教材中采用的是教師演示實(shí)驗(yàn),其實(shí)完全可以由學(xué)生動手去探究。
【分組實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)器材:金屬桿(一般為銅質(zhì),約30era)、金屬絲(或漆包線,其兩端的絕緣漆要用小刀刮掉)、蹄形磁鐵(一般磁性的約3~4個,磁性較強(qiáng)或是新的蹄形磁鐵2個)、學(xué)生電源(或蓄電池)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干、電鍵、鐵架臺。
實(shí)驗(yàn)裝置:按如圖4所示連接電路(學(xué)生電源應(yīng)選擇直流電壓檔約IOV或是IOV的蓄電池,干電池效果不佳)。
實(shí)驗(yàn)過程:電流受到的磁場力F分別與電流L、導(dǎo)線長度L、電流與磁場的夾角以及磁場本身強(qiáng)弱有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)中我們研究的是夾角為90。即電流與磁場方向垂直的情況。通過懸線擺動的角度可以比較磁場力的大小。采用控制變量法分別研究F與l、F與L的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:,越大F越大,L越大F越大。精確的實(shí)驗(yàn)表明FocIL,引人比例系數(shù)B,將比例式寫成等式F=BIL,即B=lL(hf)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明:在磁場中同一位置,不管I,L如何改變,B總是不變的;l、L不變,但在的磁場中不同位置,B是不同的。
最終結(jié)論:曰能夠反映磁場本身的強(qiáng)弱,與l、L無關(guān)。
【小結(jié)】學(xué)生通過動手實(shí)驗(yàn),對所學(xué)內(nèi)容印象更加深刻。對概念的理解更加透徹。亮點(diǎn)四:課外知識,點(diǎn)綴課堂
學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念之后,也就知道了它的單位:1T=I(hn)(mam)。指導(dǎo)學(xué)生閱讀書上的表格(一些磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度),對特斯拉這個單位有感性的了解,如地磁場在地面附近的平均值為5x10T,實(shí)驗(yàn)室使用的最強(qiáng)磁場瞬時值可達(dá)10St。
除此之外。還可以補(bǔ)充一些課外知識,點(diǎn)綴課堂,增加學(xué)生的興趣。
【圖片展示一】如圖5,2011年8月,洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家成功創(chuàng)造了最強(qiáng)磁場的世界記錄97.4特斯拉。
【小結(jié)】通過認(rèn)識兩種不同磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,使學(xué)生接觸到不同于書本的知識。從圖5中了解當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展,通過圖6使物理走近生活,讓學(xué)生所學(xué)的概念更加具體化。亮點(diǎn)五:挖掘科學(xué)家的故事,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣
為了紀(jì)念美國電氣工程師特斯拉,就以他的名字作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位。對于這一點(diǎn)細(xì)心的同學(xué)會奇怪,有此殊榮的一般都是物理學(xué)家或者是化學(xué)家等等,為什么作為工程師的特斯拉也具有這樣的資格呢?那么教師就應(yīng)該向?qū)W生講一下特斯拉的故事。
特斯拉是電氣化領(lǐng)域的先驅(qū),他創(chuàng)造出了第一臺無線電遙控的機(jī)器,提出機(jī)器人工程學(xué)原理,發(fā)明了太陽能驅(qū)動的發(fā)動機(jī)、X光設(shè)備、電能儀表、汽車速度儀表、冷光燈、電子鐘、電子治療儀……他在科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域取得了大約1千項(xiàng)發(fā)明。在使用電的現(xiàn)代世界上到處都可以看見特斯拉的遺產(chǎn)。特斯拉率先提出的概念有電子顯微鏡、激光、電視、移動電話、互聯(lián)網(wǎng)和許多其他與我們?nèi)粘I罹o密相關(guān)的事物。特斯拉對人類有著重大的貢獻(xiàn),他放棄了交流電的專利權(quán)收費(fèi),供世人免費(fèi)使用。
【小結(jié)】聽了這個故事就知道特斯拉絕對有資格享有這個殊榮,他數(shù)以千計的發(fā)明、高尚的品格、遠(yuǎn)大的理想令人驚嘆,從而激起學(xué)生愛好科學(xué)、學(xué)好物理的強(qiáng)烈愿望。
聲音的強(qiáng)弱與振動的振幅有關(guān)。物體振動是發(fā)出聲音的動作要素,那么振動幅度越大聲音就越大,這個振動可以通俗的理解為振幅,也就是說,振幅越大,聲音越大,強(qiáng)弱也就更為明顯。
振幅是指振動的物理量可能達(dá)到的最大值,通常以A表示。它是表示振動的范圍和強(qiáng)度的物理量。
在機(jī)械振動中,振幅是物體振動時離開平衡位置最大位移的絕對值,振幅在數(shù)值上等于最大位移的大小。振幅是標(biāo)量,單位用米或厘米表示。振幅描述了物體振動幅度的大小和振動的強(qiáng)弱。
在交流電路中,電流振幅或電壓振幅是指電流或電壓變化的最大值,也叫電壓或電流的峰值。
在聲振動中,振幅是聲壓與靜止壓強(qiáng)之差的最大值。聲波的振幅以分貝為單位。聲波振幅的大小能夠決定音強(qiáng)。
簡諧振動的振幅是不變的,它是由諧振動的初始條件(初位移和初速度)決定的常數(shù)。諧振動的能量與振幅平方成正比。因此,振幅的平方可作為諧振動強(qiáng)度的標(biāo)志。強(qiáng)迫振動的穩(wěn)定階段振幅也是一個常數(shù),阻尼振動的振幅是逐漸減小的。
(來源:文章屋網(wǎng) )
【關(guān)鍵詞】磁場 磁感線 講解
The teaching research on the Magnetic Field and Magnetic Induction Line
Xie Jianhua
【Abstract】The writer has made an expatiated on the Magnetic Field and Magnetic Induction Line from the introduction of the magnetic, the problem that should be paid attention to and observed and judging the different direction of the magnetic induction line.
【Keywords】Magnetic field Magnetic induction line Explanation
從這一節(jié)內(nèi)容來說,磁場和磁感線的概念比較抽象,學(xué)生不易理解,所以掌握好這一節(jié)內(nèi)容,首先要認(rèn)識和理解磁場和磁感線的物理意義,然后要知道在認(rèn)識過程中應(yīng)注意哪幾點(diǎn),最后會觀察不同方位的磁場磁感線分布的多種畫法。我認(rèn)為應(yīng)歸納以下幾個步驟來進(jìn)行講解,效果會更好一些。
1.介紹磁場。
1.1 磁場的來源。
①磁體周圍存在磁場;
②電流周圍存在磁場;
③磁極和磁極之間,磁極和電流之間,電流和電流之間的相互作用就是通過磁場發(fā)生的。
1.2 磁場的方向(用磁場中小磁針來判斷磁場方向)在磁場中的任一點(diǎn),小磁針北極受力的方向,亦即小磁針靜止時北極所指的方向,就是那一點(diǎn)的磁場的方向。
1.3 磁感線。
①在磁場中畫出的一些有方向的曲線,在這些曲線上,每一點(diǎn)的切線方向都在該點(diǎn)的磁場方向上。
②磁感線是為了形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向人為畫出的曲線,并不是客觀存在的曲線。
1.4 幾種磁場的磁感線分布。
1.4.1 永磁體磁場的磁感線分布:
1.4.2 電流磁場的磁感線分布:
①通電直導(dǎo)線的磁感線分布;
②環(huán)形電流磁感線分布;
③通電螺旋管磁感線分布。
1.5 安培定則來判斷磁感線的方向。
1.5.1 通電直導(dǎo)線的磁場,用右手握住導(dǎo)線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向,參看2-①。
1.5.2 環(huán)形電流的磁場:讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上的磁感線的方向,參看圖2-②。
1.5.3 通電螺旋管的磁場:用右手握住螺旋管,讓彎曲的四指所指的方向跟電流方向一致,大拇指所指的方向就是螺旋管內(nèi)部磁感線的方向,因通電螺旋管產(chǎn)生的磁場類似于條形磁鐵,所以大拇指所指的方向也可以說或?yàn)橥娐菪艿谋睒O(N極)參看圖2-③。
2.學(xué)習(xí)這一節(jié)要注意的幾點(diǎn)。
2.1 對于磁感線的認(rèn)識,注意以下六個方面:
2.1.1 磁感線是為了形象地研究磁場而人為假設(shè)的曲線,并不是客觀存在于磁場中的真實(shí)曲線,實(shí)驗(yàn)時利用被磁化的鐵屑來顯示磁感線的分布情況,只是研究磁感線的一種方法,使看不見摸不著的磁場變得具體形象,給研究帶來方便,但是決不能認(rèn)為磁感線是由鐵屑排列而成的。另外,被磁化的鐵屑所顯示的磁感線分布僅是一個平面上的磁感線分布情況,而磁鐵周圍的磁感線應(yīng)該分布在長、寬、高組成的三維空間。
2.1.2 磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱,磁感線較密的地方磁場較強(qiáng),磁感線較疏的地方磁場較弱。
2.1.3 磁場對小磁針N極的作用力的方向叫做磁場的方向,由于磁感線上任何一點(diǎn)的方向都跟放在該點(diǎn)的小磁針靜止時N極所指方向一致,所以磁感線的方向、磁場方向和小磁針靜止時N極所指的方向,三者是一致的,小磁針靜止時S極所指的方向與上述方向相反。
2.1.4 磁感線不能相交,也不能相切。
2.1.5 沒有畫磁感線的地方,并不表示那里就沒有磁場存在,通過磁場中的任一點(diǎn)總能而且只能畫出一條磁感線。
2.1.6 磁場中的任何一條磁感線都是閉合曲線,例如條形磁鐵和通電螺旋管的磁感線,在外部是從N極出來進(jìn)入S極,在內(nèi)部則由S極回到N極形成閉合曲線。
3.會觀察和判斷不同方位的磁感線方向。由于觀察的方位不同,同一個磁場的磁感線分布可能有多種畫法。例如在圖3中,圖①是通電直線導(dǎo)體周圍磁感線分布的立體圖,圖中帶箭頭的實(shí)線表示通電直線導(dǎo)體,實(shí)線上的箭頭表示電流的方向豎直向上,帶箭頭的虛線圓表示磁感線;圖②是圖①的俯視圖,圖中的“”表示通電直線導(dǎo)體中的電流方向垂直于紙面向外,帶箭頭的虛線圓表示磁感線;圖③是圖①的平視圖,圖中帶箭頭的實(shí)線表示通電直線導(dǎo)體,實(shí)線上的箭頭表示電流的方向豎直向上,“×”表示通電直線導(dǎo)體右側(cè)的磁感線垂直于紙面向里;對于通電直線導(dǎo)體,左右對稱的一對“•”和“×”表示一條圓形磁感線。又如在圖4中,圖①是通電螺旋管的立體圖,圖中的長方框表示絕緣筒,帶箭頭的虛線表示磁感線;圖②是圖①的截面圖,圖中的長方框表示絕緣筒,方框上方的“”表示螺旋管中的電流是從上面流出,方框下的“ ”表示螺旋管中的電流是從下面流入,帶箭頭的虛線表示磁感線;圖③是空心螺旋管,圖中帶箭頭的實(shí)線表示螺旋管的外半圓,實(shí)線上的箭頭表示電流的方向,虛線表示螺旋管的內(nèi)半圓,帶箭頭的虛線表示磁感線。
初中物理涉及到的研究方法有很多,以下試舉數(shù)例加以說明。
一、控制變量法
自然界中發(fā)生的各種物理現(xiàn)象往往是錯綜復(fù)雜的,因此影響物理學(xué)研究對象的因素在許多情況下并不是單一的,而是多種因素相互交錯、共同起作用的。要想精確地把握研究對象的各種特性,弄清事物變化的原因和規(guī)律,單個自然條件下整體觀察研究對象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還必須對研究對象施加人為的影響,造成特定的便于觀察的條件,這就是“控制變量”的方法。
在初中物理實(shí)驗(yàn)過程中,控制變量法是一種最常用、非常有效的探索客觀物理規(guī)律的科學(xué)方法,其在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.研究蒸發(fā)的快慢與哪些因素的有關(guān);
2.研究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān);
3.研究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān);
4.研究浮力大小與哪些因素有關(guān);
5.研究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān);
6.研究滑輪組的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān);
7.研究動能、重力勢能大小與哪些因素有關(guān);
8.研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān);
9.研究電阻一定、電流與電壓的關(guān)系;
10.研究電壓一定、電流和電阻的關(guān)系;
11.研究電流做功的多少與哪些因素有關(guān)系;
12.研究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān);
13.研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)系;
14.研究物體吸收放熱的多少與哪些因素有關(guān);
15.研究電功大小與哪些因素有關(guān);
16.研究通電螺線管的極性與哪些因素有關(guān);
17.研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān);
18.研究感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān);
19.研究通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與哪些因素有關(guān)。
二、等效替代法
等效替代法是指在研究某一個物理現(xiàn)象和規(guī)律中,因?qū)嶒?yàn)本身的特殊限制或因?qū)嶒?yàn)器材等限制,不可以或很難直接揭示物理本質(zhì),而采取與之相似或有共同特征的等效現(xiàn)象來替代的方法。這種方法若運(yùn)用恰當(dāng),學(xué)生不僅能順利得出結(jié)論,而且容易接受和理解。
在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.研究串、并聯(lián)電路時,引入總電阻的概念;
2.等效替代法測電阻;
3.滑動摩擦力的測量;
4.“曹沖稱象”;
5.通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象(如小燈泡發(fā)光)來確定是否有電流通過;
6.研究大氣壓的值時,用水銀柱高所產(chǎn)生的壓強(qiáng)來研究大氣壓;
7.在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中用兩個完全相同的蠟燭,驗(yàn)證物與像的大小相同。
三、推理法
有一些物理現(xiàn)象,由于受實(shí)驗(yàn)條件所限,無法直接驗(yàn)證,需要我們先進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再進(jìn)行合理推理得出正確結(jié)論。
在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.研究聲音不能在真空中傳播;
2.研究牛頓第一定律。
四、類比與歸納法
類比法是指由一類事物所具有的屬性,可以推出與其類似的事物也具有這種屬性的思考和處理問題的方法。從一般性較小的前提出發(fā),推出一般性較大的結(jié)論的推理方法叫歸納法。在科學(xué)研究中,歸納法發(fā)揮著重要的作用,許多物理概念、定律及規(guī)律的獲得都是借助了歸納法的力量,由實(shí)驗(yàn)(演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn))歸納獲得的。
在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.研究電流和電壓時,用水流和水壓類比;
2.用水波類比聲波;
3.類比磁極間和電荷間的相互作用。
大多數(shù)定理和規(guī)律的提出都應(yīng)用了歸納法,比如銅能導(dǎo)電、銀能導(dǎo)電、鋅能導(dǎo)電,則歸納出金屬能導(dǎo)電。在實(shí)驗(yàn)中為了驗(yàn)證一個物理規(guī)律或定理,我們要反復(fù)地通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它的正確性;然后歸納、分析整理得出正確的結(jié)論。在阿基米德原理中,為了驗(yàn)證F浮=G排,我們分別利用石塊和木塊做了兩次實(shí)驗(yàn),歸納、整理均得出F浮=G排,于是我們驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性,使用的正是這種方法。
五、圖像法
圖像是一個數(shù)學(xué)概念,用來表示一個量隨另一個量的變化關(guān)系,很直觀。由于物理學(xué)中經(jīng)常要研究一個物理量隨另一個物理量的變化情況,因此圖像在物理中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中,運(yùn)用圖像來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究內(nèi)在的物理規(guī)律,具有獨(dú)特之處。
在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.固體的熔化和液體的凝固圖像;
2.研究歐姆定律的電壓與電流圖像;
3.研究物體勻速直線運(yùn)動的路程與時間圖像;
4.液體的沸騰實(shí)驗(yàn)圖像;
5.探究物質(zhì)的密度的圖像。
六、轉(zhuǎn)換法
對于一些看不見、摸不著的物質(zhì)或物理問題我們往往要拋開事物本身,通過觀察和研究它們在自然界中表現(xiàn)出來的外顯特性、現(xiàn)象或產(chǎn)生的效應(yīng)等去認(rèn)識事物的方法。
在初中物理教材中的應(yīng)用有:
1.用細(xì)線測量地圖上鐵路線的長度,直尺和三角板測硬幣的直徑;
2.用小磁針研究磁場方向;
3.用電磁鐵吸引大頭針的多少來比較磁性的強(qiáng)弱;
4.根據(jù)電燈的亮暗程度比較電流的功率;
5.通過比較電流的大小來比較電阻的大小;
6.通過觀察木塊被運(yùn)動物體撞擊后移動的距離大小來比較物體動能的大小;
7.通過觀察木樁被打入沙中的深淺來比較重物的重力勢能的大小;
8.通過墨水滴入水中的擴(kuò)散現(xiàn)象來說明分子的運(yùn)動特點(diǎn);
9.通過物體形變量的大小來說明物體受力的大小。
研究方法多種多樣,每一種方法都有自己的特點(diǎn)。在指導(dǎo)學(xué)生研究物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律時,教師應(yīng)潛移默化地滲透科學(xué)研究方法,正確地認(rèn)識各種教學(xué)方法的功能和效果,在具體教學(xué)過程中,根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的教學(xué)方法。
另外,研究某些物理知識或物理規(guī)律,并不是僅僅用到一種方法,往往要同時用到幾種研究方法。如在研究電阻的大小與哪些因素有關(guān)時,我們同時用到了觀察法(觀察電流表的示數(shù))、轉(zhuǎn)換法(把電阻的大小轉(zhuǎn)換成電流的大小、通過研究電流的大小來得到電阻的大小)、歸納法(將分別得出的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)的信息歸納在一起)和控制變量法(在研究電阻與長度有關(guān)時控制了材料、橫截面積)等方法??梢?物理的科學(xué)方法題無法細(xì)致分類,我們在教學(xué)過程中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
參考文獻(xiàn):
考點(diǎn)一 磁體與磁場
通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識磁場,知道地磁場.常見題型有:選擇、作圖、填空.
例1 (2012·宜昌)關(guān)于磁體、磁場和磁感線,以下說法中正確的是( )
A. 鐵和鋁都能夠被磁體吸引
B. 磁感線是磁場中真實(shí)存在的曲線
C. 磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的
D. 磁感線從磁體的S極出來,回到磁體的N極
解析 A磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì),不能吸引鋁,故A錯;B根據(jù)課本中的相關(guān)基礎(chǔ)知識可知,為了描述看不見但又客觀存在的磁場,人們建立模型的方法引入了磁感線,故B錯;C磁體周圍存在磁場,磁場是客觀存在的物質(zhì),磁體對處于其磁場內(nèi)的磁性物質(zhì)有磁力的作用,故C正確;D在磁體的外部,磁感線從磁體的N極出發(fā),回到S極,故D錯.
答案 C
點(diǎn)評 此題考查了磁體、磁性、磁感線、磁場等有關(guān)磁知識.學(xué)生誤認(rèn)為磁場不存在而磁感線存在,這類概念辨析題可以用排除法篩選.
例2 (2012·揚(yáng)州)如圖,磁體旁小磁針靜止時所指的方向如圖所示(小磁針黑端為N極),請畫出圖中任一條磁感線的方向,并標(biāo)出磁體的N、S極.
解析 由于磁體周圍的磁感線從N極出發(fā)回到S極,磁感線上的任何一點(diǎn)的切線方向跟小磁針放在該點(diǎn)靜止時北極指向一致,故可標(biāo)出磁感線的方向.根據(jù)磁體外部的磁感線總是從N極出發(fā)回到S極即可確定磁鐵的N、S.
答案 如圖
點(diǎn)評 本題考查了磁感線的特點(diǎn),小磁針N極在磁場中的受力方向與磁感線方向一致.
例3 (2012·東營)我國上海市龍陽路至浦東機(jī)場的磁懸浮列車最高速度達(dá)431km/h.磁懸浮列車是利用 (填“同名”或“異名”)磁極的相互排斥來實(shí)現(xiàn)列車懸浮的.懸浮的目的是 .
解析 磁懸浮列車的車體和軌道是同名磁極,“同名磁極互相排斥”,使列車實(shí)現(xiàn)懸浮,從而減小列車所受的摩擦力,提高速度.
答案 同名減小車輪與軌道間的摩擦力
點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生對磁懸浮列車的工作原理和特點(diǎn)的了解是一道基礎(chǔ)題.
考點(diǎn)二 電流的磁場
通過實(shí)驗(yàn),了解電流周圍存在磁場,探究并了解通電螺線管外部的磁場方向,并會設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)以及電磁繼電器在生活中的應(yīng)用.考查的方式常以選擇、實(shí)驗(yàn)、作圖的形式出現(xiàn).
例4 (2011·賀州)某同學(xué)利用如圖所示裝置研究磁與電的關(guān)系,請仔細(xì)觀察圖中的裝置、操作和現(xiàn)象,然后歸納得出初步結(jié)論.
比較AB兩圖可知: ;
比較BC兩圖可知: .
解析 比較(a),(b)可知,(a)中導(dǎo)線中沒電流、小磁針沒有動,而(b)中導(dǎo)線中有電流、小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場.比較(b),(c)可知,兩個電流反向后,小磁針的偏轉(zhuǎn)也發(fā)生了變化,說明兩次產(chǎn)生的磁場方向不同,故能說明電流周圍的磁場方向與電流方向有關(guān).
答案 (1) 通電導(dǎo)體周圍存在磁場;(2) 電流周圍的磁場方向跟電流的方向有關(guān).
點(diǎn)評: 在觀察本題中的三幅圖時,應(yīng)將觀察的重點(diǎn)放在三個方面:一是看導(dǎo)線中是否有電流;二是看小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn);三是觀察電流方向與小磁針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系.
例5 (2012·南通)螺線管通電后,小磁針靜止時指向如圖所示,請在圖中標(biāo)出通電螺線管的N、S極,并標(biāo)出電源的正、負(fù)極.
解析 小磁針靜止時N極向左,則由“同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引”可知螺線管左側(cè)為S極,右側(cè)為N極;由安培定則可知電流由左側(cè)流入螺線管,即電源左側(cè)為正極,右側(cè)為負(fù)極.
答案 如圖
點(diǎn)評: 本題也可根據(jù)小磁針N極指向得出磁感線的方向,再由磁感線的特點(diǎn)可得出螺線管的磁極.
例6 (2011·內(nèi)江)如圖所示是一個水位自動報警器的原理圖.水位沒有到達(dá)金屬塊A時,綠燈亮;水位到達(dá)金屬塊A時,紅燈亮.下列關(guān)于它的工作原理的討論中,正確的是( )
A. 紅燈亮?xí)r電磁鐵無磁性
B. 水位的高低決定電磁鐵有無磁性
C. 綠燈亮?xí)r電磁鐵有磁性
D. 電磁鐵的鐵芯是永磁體
解析 當(dāng)水位沒有達(dá)到A時,電磁鐵沒有磁性,只有綠燈亮;同時當(dāng)水位到達(dá)A時電路接通,電磁鐵有磁性,銜鐵就會在電磁鐵的吸引下與紅燈接通,紅燈亮;故A、C錯誤;若電磁鐵的鐵芯是一個永磁體,則該電磁鐵始終有磁性,故此時不管水位的高低,紅燈始終亮,故不能起到報警的作用,故D錯誤;據(jù)上面的分析不難看出,水位高低決定電磁鐵有無磁性,進(jìn)而才能決定是哪一個燈泡發(fā)光.
答案 B
點(diǎn)評: 本題考查了電磁鐵在電磁繼電器中的應(yīng)用,電磁繼電器實(shí)質(zhì)上是一個由電磁鐵來控制的自動開關(guān);在解答此類題目時,要從電磁鐵通電有磁性,斷電無磁性的原理進(jìn)行分析.
考點(diǎn)三 磁場對電流的作用
通過實(shí)驗(yàn),了解通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用,知道其受力的方向和哪些因素有關(guān),以及生活中的應(yīng)用—電動機(jī).考查的形式常以選擇題出現(xiàn).
例7 (2012·南京)如圖所示的四個實(shí)驗(yàn)中,能說明電動機(jī)工作原理的是( )
解析 A是奧斯特實(shí)驗(yàn),小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)體周圍有磁場,不符合題意;B電路中有電流,通電導(dǎo)體或線圈受到磁場力的作用發(fā)生運(yùn)動,符合題意;C是研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的影響因素,不符合題意;D在外力作用下使導(dǎo)體左右移動,切割磁感應(yīng)線,則電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明此時有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是發(fā)電機(jī)的工作原理,不符合題意.
答案 B
點(diǎn)評: 本題涉及的內(nèi)容有電流的磁效應(yīng)、電動機(jī)的原理和發(fā)電機(jī)的原理.注意電磁感應(yīng)和通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動的裝置是不同的,前者外部沒有電源,后者外部有電源.
例8 (2012·廣東茂名)如圖所示是直流電動機(jī)的模型,閉合開關(guān)后線圈順時針轉(zhuǎn)動.現(xiàn)要線圈逆時針轉(zhuǎn)動,下列方法中可( )
A. 只改變電流方向
B. 只改變電流大小
C. 換用磁性更強(qiáng)的磁鐵
D. 對換磁極同時改變電流方向
解析 電動機(jī)的原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動,其轉(zhuǎn)動速度與電流大小和磁場強(qiáng)弱有關(guān);電動機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動方向與磁場方向和電流方向有關(guān).若使通入直流電動機(jī)的電流方向改變或磁場的方向改變,它的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒏淖?但是如果同時改變電流的方向和磁場的方向,線圈的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒉蛔?
答案 A
點(diǎn)評: 知道電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向與電流方向、磁場方向的關(guān)系以及影響電動機(jī)轉(zhuǎn)動速度的因素是本題的解題關(guān)鍵.
考點(diǎn)四 電磁感應(yīng)
通過實(shí)驗(yàn),探究并了解導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.考察形式常以選擇和填空出現(xiàn).
例9 (2012·河南)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”.
(1) 實(shí)驗(yàn)中,通過觀察 來判斷電路中是否有感應(yīng)電流.
(2) 閉合開關(guān),若導(dǎo)體ab不動,左右移動磁鐵,電路中 (選填“有”或“無”)感應(yīng)電流.
(3) 在儀器和電路連接都完好的情況下,某小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不太明顯.
請?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)措施: .
(4) 該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場中做 磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
解析 (1)電路中有電流時,電流表的指針轉(zhuǎn)動,因此可以通過觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來確定是否產(chǎn)生了感應(yīng)電流.(2)將實(shí)驗(yàn)操作與感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件對比就可以得到答案.如圖,電路是閉合的,導(dǎo)體不動,磁體運(yùn)動,利用運(yùn)動和靜止的相對性可以確定,導(dǎo)體也做切割磁感線運(yùn)動.具備了感應(yīng)電流產(chǎn)生的兩個條件,所以電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生;(3)增大感應(yīng)電流的方法:①將導(dǎo)體ab換成多匝線圈;②使用磁性更強(qiáng)的磁鐵;③增大導(dǎo)體ab切割磁感線的運(yùn)動速度;(4)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:閉合電路的一部分導(dǎo)體,在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
教學(xué)模式是教學(xué)思想、理論轉(zhuǎn)化為具體教學(xué)行為的中介,是在一定教學(xué)思想、理論指導(dǎo)下,為完成特定的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)而建立起來的較為穩(wěn)定的教學(xué)程序和方法策略.有了教學(xué)模式,我們就清楚在課堂教學(xué)中先做什么、后做什么(程序、環(huán)節(jié)、步驟),具體怎樣做(方法策略).因此,教學(xué)模式是課堂教學(xué)的行動指南,是我們科學(xué)地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的重要工具.自2007年以來,青島市市南區(qū)初中物理學(xué)科在整個青島市形成的“整―分―合―補(bǔ)―測五環(huán)節(jié)教學(xué)模式”基礎(chǔ)上對“類比――遷移”教學(xué)模式進(jìn)行了較為深入的研究,對青島市市南區(qū)的物理課堂教學(xué)起到了十分積極、有效的作用.
1.1類比遷移的概念
當(dāng)人們遇到一個新問題(靶問題)時,人們往往想起一個過去已經(jīng)解決的相似的問題(源問題),并運(yùn)用源問題的解決方法和程序去解決靶問題,這一問題解決策略被稱之為類比遷移.在一些情況下,類比遷移發(fā)生在具有相同的結(jié)構(gòu)特征的兩種不同的概念領(lǐng)域,這種類比遷移稱為不同領(lǐng)域間的類比遷移; 在另外一些情況下,類比遷移發(fā)生在相同或非常接近的概念領(lǐng)域,這種類比遷移稱為相同領(lǐng)域間的類比遷移.
1.2青島市市南區(qū)初中物理學(xué)科“類比―遷移教學(xué)模式”
(1)程式:提出問題――找到類比點(diǎn)――逐個小問題類比――解決問題.
(2)說明:①提出問題:根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容,找到要研究的問題;②找到類比點(diǎn):找到之前學(xué)過的與本節(jié)要研究的問題類似的知識點(diǎn).類似點(diǎn)可以是研究方法,也可以是研究過程等,這是非常重要的一個環(huán)節(jié);③逐個小問題類比:將要研究的問題劃分為幾個問題,逐次分別采用類比的方法進(jìn)行;④解決問題:將幾個解決的問題合起來形成完整的本節(jié)內(nèi)容,并提煉出方法.
2青島市市南區(qū)初中物理學(xué)科“類比-遷移教學(xué)模式”應(yīng)用案例
下面列舉該模式在新授課、試卷講評課教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用案例.
2.1新授課案例――《電流的強(qiáng)弱》
第一步:通過實(shí)驗(yàn)引入本課要研究的問題――電流的強(qiáng)弱.
第二步:找到之前學(xué)過的與本節(jié)要研究的問題類似的知識點(diǎn)――溫度.
第三步:根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將要研究的問題劃分為兩個大問題,逐次分別采用類比的方法進(jìn)行探究:電流的概念、電流的測量.
(1)用“資料-歸納模式”探究“電流的概念”
對“電流的概念、符號、單位及其換算關(guān)系”給出閱讀思考問題,通過學(xué)生的閱讀交流掌握電流的基本概念.用“小循環(huán)多反饋模式”進(jìn)行反饋練習(xí)一.
(2)用“實(shí)驗(yàn)-歸納模式”探究“電流的測量”
先由測量溫度的工具――溫度計,類比得到測量電流的工具――電流計(電流表).
再通過回顧使用溫度計的“五步法――選、看、用、讀、記”,一步一步類比著進(jìn)行電流表的使用方法(選:選擇合適的測量工具;看:觀察所選工具的量程、分度值等;用:所選測量工具的正確使用方法;讀:正確讀出測量數(shù)值的方法;記:包含數(shù)值與單位的正確記錄結(jié)果).
用“小循環(huán)多反饋模式”進(jìn)行反饋練.
第四步:用“小結(jié)-方法模式”,將兩個解決的問題合起來形成完整的本節(jié)內(nèi)容,并提煉出方法.
最后,用“獨(dú)立-矯正模式”進(jìn)行本節(jié)的課堂檢測.
在初中物理教學(xué)中,上述這種帶有測量工具類的課堂有很多,如:長度及其測量,質(zhì)量及其測量,電壓及其測量,力及其測量等都可以借用上述相同的模式進(jìn)行.
在新授課中,可以采用“類比-遷移”教學(xué)模式的課還有很多類型,如:組合測量型(象用天平和量筒測量固體和液體的密度、伏安法測電阻、伏安法測量小燈泡的電功率等),規(guī)律探究型(光的反射定律、光的折射規(guī)律,電阻的大小決定因素、焦耳定律;串并聯(lián)電路的電流規(guī)律、串并聯(lián)電路的電壓規(guī)律,等等),概念建構(gòu)型(如密度、比熱容,速度、功率等)……
2.2試卷講評課案例――《電學(xué)板塊測試》試卷講評課
第一步:直接進(jìn)入本課要研究的問題――電學(xué)板塊測試試卷講評.
第二步:說明采用之前其它板塊的試卷講評課模式――平行矯正――反饋提高.
第三步:根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將本節(jié)內(nèi)容劃分為三個大問題,逐次分別采用類比的方法進(jìn)行:
首先對班級同學(xué)的測試成績進(jìn)行分析:如班級平均分、各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)、班級前三名同學(xué)及進(jìn)步明顯同學(xué)名單等.
再用“網(wǎng)絡(luò)―濃縮模式”找到“試卷”中涉及到的各分支知識點(diǎn)的聯(lián)系,形成“結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)”,對“試卷”中問題集中的選擇題、實(shí)驗(yàn)探究題、計算題三種題型逐次進(jìn)行講評、矯正、反饋.
(1)用“自我矯正―討論交流模式”進(jìn)行選擇題的講評
出示測試卷選擇題的正確答案,標(biāo)注每個小題考查的類型、出錯比較多的小題.同學(xué)矯正自己試卷中的錯誤,對于不明白的題目通過小組內(nèi)討論交流的方式解決,如果小組討論解決不了再集體由學(xué)生或教師解答.最后用“小循環(huán)多反饋模式”對于出錯比較集中的知識點(diǎn)進(jìn)行平行矯正反饋練習(xí)一.
(2)用“自我矯正―正反范例模式”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究題的講評
分別出示測試卷中每個專題的實(shí)驗(yàn)探究題的正確答案,同學(xué)矯正自己試卷中的錯誤.對于典型題目出示學(xué)生正確和錯誤的答卷圖片,讓學(xué)生小組內(nèi)討論,全班交流找出其中的錯誤及其原因,教師借機(jī)總結(jié)答題思路、注意事項(xiàng)等.最后用“小循環(huán)多反饋模式”對于出錯比較集中的知識點(diǎn)進(jìn)行平行矯正反饋練.
(3)用“分解―組合模式”進(jìn)行計算題的講評
對于電學(xué)計算這一難點(diǎn),出示例題(先將復(fù)雜的計算題分解成多個簡單的計算題,由最簡單的計算題開始逐步增加或變化有關(guān)條件疊加成復(fù)雜的計算題),強(qiáng)化有關(guān)條件、提煉方法.最后用“小循環(huán)多反饋模式”出示同類計算題進(jìn)行平行矯正反饋練習(xí)三.
第四步:用“小結(jié)―方法模式”總結(jié)答題技巧和方法.
最后用“獨(dú)立―矯正模式”進(jìn)行本節(jié)的課堂檢測.
3應(yīng)用類比―遷移教學(xué)模式的注意問題
在新授課、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課、試卷講評課等各種課型中,都可以采用“類比-遷移”教學(xué)模式.但是在應(yīng)用的過程中,要注意把握好以下幾個問題:
(1)在各種課型中“起始課”是最為關(guān)鍵的,這是后續(xù)“類比―遷移”的基礎(chǔ),所以教師在進(jìn)行起始課的教學(xué)設(shè)計時,一定要進(jìn)行精心準(zhǔn)備出可以沿用思路和模式.
(2)在后續(xù)的各種課中,一定要選準(zhǔn)、選對“類比”的點(diǎn),這樣“遷移”才可行.
(3)將課堂中要研究的問題劃分成幾個小問題要科學(xué)合理,不要太大,也不要太細(xì),否則不利于學(xué)生的思維.
(4)在采用“類比―遷移教學(xué)模式”的課堂中教師一定要大膽地放手給學(xué)生,充分調(diào)動學(xué)生的積極性,發(fā)揮學(xué)生的潛能.
控制變量法是科學(xué)研究方法中的利器,能行之有效地解決諸多物理探究課題.物理特級教師張善賢老師早在1985年就提出,他在《課程· 教材教法》1985(4)期刊登的“改革初中物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)芻見”一文中有一段論述就談到控制變量法在研究問題中的應(yīng)用.現(xiàn)摘錄于下.
要教會學(xué)生逐步研究問題的方法
教會學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題確定研究的方法和實(shí)驗(yàn)步驟,并在操作過程中給與方法的指導(dǎo),從根本上提高學(xué)生的探索能力.例如,研究滑動摩擦力的實(shí)驗(yàn),可以先引導(dǎo)學(xué)生思考滑動摩擦力可能跟哪些因素有關(guān).讓學(xué)生自己分析,不要加框框,不要一下子就報書本上的分析和盤托出.對于學(xué)生分析過程中出現(xiàn)的差錯要因勢利導(dǎo).當(dāng)眾多因素分析出來以后,教師可傳授學(xué)生常用的研究方法:只讓其中一個因素改變,而保持其他因素不變,觀察摩擦力跟這個被改變的因素的關(guān)系.至于哪一個因素改變,可以讓學(xué)生自行確定.然后,再引導(dǎo)學(xué)生對照課本上所寫的步驟實(shí)驗(yàn).經(jīng)過這樣改革后,使學(xué)生了解到書本上的步驟原來有一般規(guī)律可循,同時也可以使學(xué)生初步嘗試到,即使課本上不寫明,自己也有能力確定步驟.
該段論述中的研究方法就是控制變量法,不過沒有給其命名.
綜觀本世紀(jì)之前的各種版本初中物理教材,跟研究滑動摩擦力相類似的實(shí)驗(yàn),都有編者按照控制變量法思路預(yù)先編好了實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生只要按照既定步驟操作就達(dá)到了當(dāng)時物理學(xué)科教學(xué)大綱的目標(biāo),不需要學(xué)生了解這些步驟的由來,更不需要學(xué)生自己來設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟.顯然,當(dāng)時初中物理教學(xué)的重點(diǎn)是放在由實(shí)驗(yàn)得出的知識結(jié)論,至于得出結(jié)論的實(shí)驗(yàn)所蘊(yùn)含的哲理和內(nèi)涵那是綱外之物,未作重點(diǎn)要求.
久旱遇甘霖,長夜見曙光.直到本世紀(jì)初出版的初中物理教材,控制變量法等多種科學(xué)方法在教材中正式亮相,并作為學(xué)生能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)要求.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有眾多實(shí)驗(yàn)探究采用控制變量法,但直到在探究影響電阻大小的因素活動中,才出現(xiàn)控制變量法五個字的初步定義.教材簡介了該科學(xué)方法的定義、作用,并要求回顧曾探究哪些實(shí)驗(yàn)活動用到此科學(xué)方法.
2 初中物理控制變量法重點(diǎn)應(yīng)用薈萃及典例剖析
初中物理教材中主要有13個重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究活動,運(yùn)用了控制變量法研究.其應(yīng)用之廣,影響之深,作用之大是各種科學(xué)研究方法所望塵.現(xiàn)羅列如下:(1)探究滑動摩擦力大小的因素;(2)探究壓力作用效果與那些因素有關(guān);(3)探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素;4.探究影響浮力大小的因素;(5)探究動能的大小與哪些因素有關(guān);(6)探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān);(7)探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素;(8)探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系(即歐姆定律);(9)探究影響電流做功多少的因素;(10)探究影響電流熱效應(yīng)的因素;(11)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與那些因素有關(guān);(12)探究磁場對電流的作用;(13)怎樣改變感應(yīng)電流的方向.
怎樣才能做到有的、有序、有機(jī)、有效地運(yùn)用控制變量法呢?
第一,要明確研究對象的物理量.從數(shù)學(xué)視覺看,這個物理量就是應(yīng)變量.例如,壓力的作用效果就是壓強(qiáng)的大??;電流的熱效應(yīng)就是電熱的多少.
第二,要排出影響應(yīng)變量大小的其它物理量.從數(shù)學(xué)視覺看,這些物理量就是自變量.特別應(yīng)注意,對運(yùn)用控制變量法的自變量至少兩個.例如,影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素主要相關(guān)電流大小和線圈匝數(shù),就有兩個因素;影響電流做功的因素有電壓、電流、通電時間三個因素.
第三,要在前兩步的基礎(chǔ)上,采用“一對一”原則研究應(yīng)變量和各個自變量的關(guān)系.所謂“一對一”原則,即確定應(yīng)變量和某一自變量是否有關(guān)系,有怎樣的關(guān)系時,必須控制該自變量以外的變量保持不變,只改變這個被研究的自變量.例如,在探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系(即歐姆定律)時,應(yīng)變量就是電流I,自變量就是電壓U和電阻R,探究活動就可以分兩步進(jìn)行.一步是保持導(dǎo)體電阻不變,改變導(dǎo)體兩端電壓,觀察導(dǎo)體中的電流隨電壓的變化而變化;另一步驟是保持導(dǎo)體兩端電壓不變,改變接入導(dǎo)體的電阻,觀察電流隨電阻的變化而變化.
第四,逐一研究后進(jìn)行歸納 ,找出應(yīng)變量跟有關(guān)自變量的關(guān)系.上述實(shí)驗(yàn)中,只有第8個實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律的定量關(guān)系.其余探究活動得出都是定性結(jié)論.不過,第9個電功W和第10個電熱Q實(shí)驗(yàn)得出定性關(guān)系后,教材用“進(jìn)一步研究證明”“大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)”將定性結(jié)論上升到定量關(guān)系.
上述四步中,難度最大的是第二步.如果在猜想和假設(shè)中排出了很多看是相關(guān)的自變量,解釋不好,就有可能降低教學(xué)效果,甚至出現(xiàn)該課堂教學(xué)失控,致使第三步“一對一”分步驟實(shí)驗(yàn)大費(fèi)周折,這要引以為戒.教師課前備課時,要作充分估計,預(yù)先想好應(yīng)變解釋措施.猜想和假設(shè)時,要有的放矢引導(dǎo)是關(guān)鍵.還有一類猜想的自變量是相互關(guān)聯(lián)的物理量,它們和應(yīng)變量都有關(guān)系,但不需要都介入作為自變量處理,收拾哪個作為自變量,很有講究,教者或許難以駕馭,本文第三部分將專門討論這個問題.
下面舉幾個實(shí)驗(yàn)案例,簡要說明一下控制變量法的應(yīng)用.
案例1 探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系(即歐姆定律)
首先這個實(shí)驗(yàn)的應(yīng)變量和自變量涇渭分明,省略了猜想這一程序.第二,在定量探究前,就有了定性關(guān)系的基礎(chǔ),在電阻內(nèi)容中曾安排過“嘗試改變電路中電流大小的活動”,得到了電流隨電壓的增大而增大,隨電阻的增大而減小的結(jié)論.第三,電流、電壓的大小都可以用電表測量,電阻大小也能查核.因此,它們的數(shù)量關(guān)系就一目了然.第四,因?yàn)橹挥袃蓚€自變量,探究僅分兩段,即使每段為防止實(shí)驗(yàn)的偶然性,要多測幾次,總得測量次數(shù)也不多.還有,電流跟電壓、電阻的關(guān)系能借助于圖像分析.
【關(guān)鍵詞】感應(yīng)式電度表;工作原理;電磁感應(yīng);感性負(fù)載;轉(zhuǎn)動平衡
感應(yīng)式電度表具有制造工藝成熟、生產(chǎn)加工簡便、性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。在日常生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛。電類專業(yè)人員需要掌握其工作原理,才能為其安裝、調(diào)試、檢查和維護(hù)等,打下良好基礎(chǔ)。所以,學(xué)習(xí)和掌握其工作原理非常重要。感應(yīng)式電度表原理中,包含較多物理上的現(xiàn)象和定理。這些物理知識的掌握,對于原理的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。下面我們就從感應(yīng)式電度表結(jié)構(gòu)入手,結(jié)合其物理現(xiàn)象和定理等,分析其工作原理。
一、感應(yīng)式電度表的結(jié)構(gòu)
感應(yīng)式電度表,其測量機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)主要有以下四個部分構(gòu)成:如圖1所示是感應(yīng)式電度表的結(jié)構(gòu)示意圖。
1.驅(qū)動元件:電流元件1和電壓元件2組成電度表的驅(qū)動元件。電流元件有導(dǎo)線截面較粗,匝數(shù)少,和負(fù)載串聯(lián)的電流線圈及硅鋼片疊合成的鐵芯構(gòu)成;電壓元件由導(dǎo)線截面較細(xì),匝數(shù)較多,和負(fù)載并聯(lián)的電壓線圈及鐵芯構(gòu)成。電流線圈和電壓線圈共同產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。
2.轉(zhuǎn)動元件:鋁盤3和固定鋁盤的轉(zhuǎn)軸4構(gòu)成電度表的轉(zhuǎn)動元件,轉(zhuǎn)軸上下安裝有軸承。電度表工作時,鋁盤上產(chǎn)生的渦流和交變磁通共同作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,驅(qū)動鋁盤轉(zhuǎn)動。
3.制動元件:永久磁鐵5構(gòu)成電度表的制動元件。它可在鋁盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生制動力矩,使鋁盤轉(zhuǎn)速與負(fù)載的功率成正比。這樣,鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)可反映電能的大小。
4.計度器:與轉(zhuǎn)軸裝成一體的蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)6和滾輪構(gòu)成電度表的計度器。鋁盤轉(zhuǎn)動時,通過蝸桿、蝸輪及齒輪等傳動機(jī)構(gòu)帶動滾輪組轉(zhuǎn)動。滾輪側(cè)面可有0~9的數(shù)碼,滾輪間按照十進(jìn)制數(shù)進(jìn)位。這樣,用通過滾輪上的數(shù)字來反映鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù),從而達(dá)到累計電能的目的,并可以從計度器窗口直接顯示所測電能的度數(shù)。
二、電度表工作原理與物理現(xiàn)象及定理
1.驅(qū)動元件中產(chǎn)生的磁通方向判定,要利用電流的磁效應(yīng)和安培定則:電流的磁效應(yīng)指出,當(dāng)通電導(dǎo)體通入電流時,在其周圍就會產(chǎn)生磁場,這就是電流的磁效應(yīng)。磁場方向,可以用安培定則判定。所以,在電度表通電后,其驅(qū)動元件的電流元件和電壓元件會產(chǎn)生磁場及磁通,其方向可用安培定則判定。這可以為后續(xù)移進(jìn)磁場講解,做好鋪墊。
2.驅(qū)動元件產(chǎn)生移進(jìn)磁場:驅(qū)動元件產(chǎn)生移進(jìn)磁場的分析,是電度表與案例分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要分析清楚產(chǎn)生的原理,這里需要幾個物理相關(guān)知識的配合,解決幾個問題。一是電流線圈和電壓線圈中電流的相位關(guān)系,電壓線圈由于其線徑細(xì)、匝數(shù)多,可近似為感性負(fù)載;電流線圈由于其線徑粗、匝數(shù)少可近似于導(dǎo)線,其負(fù)載性質(zhì)主要是受所接用電器影響,多數(shù)情況下我們可近似看成電阻性負(fù)載。由于兩者負(fù)載性質(zhì)的差異,其電流存在相位差,由感性負(fù)載的特點(diǎn)可判斷電流線圈中的電流超前電壓線圈中的電流。二是電流線圈和電壓線圈產(chǎn)生磁通隨時間變化情況,由于其他因素不變時,磁通和電流成正比,磁通和電流變化同步,得出兩者磁通變化和電流同步。根據(jù)瞬時磁通波形,畫出磁通強(qiáng)弱、位置、方向的變化。三是根據(jù)瞬時磁通的強(qiáng)弱、位置、方向的變化,得到一個交變并移動的磁場,得出產(chǎn)生移進(jìn)磁場的結(jié)論。
3.轉(zhuǎn)動鋁盤中電磁力矩的產(chǎn)生:由于存在的移進(jìn)磁場是一個交變磁場,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在整塊的鋁板上會產(chǎn)生感應(yīng)電流即渦流。渦流在磁場的作用下,會產(chǎn)生電磁力及電磁力矩。根據(jù)左手定則,可以判定電磁力矩的方向和磁場的移進(jìn)方向一致。并且,在電壓和電流線圈連接方式不變時,受力方向不變,即鋁盤的轉(zhuǎn)向不會該變。
4.鋁盤的勻速轉(zhuǎn)動及轉(zhuǎn)動周數(shù)和用電量的關(guān)系:根據(jù)物體轉(zhuǎn)動平衡原理,只有當(dāng)物體所受轉(zhuǎn)矩為零時,才會勻速轉(zhuǎn)動,制動原件(永久磁鐵)起到產(chǎn)生阻尼力矩的作用。其阻尼力矩的產(chǎn)生及方向,也符合電磁感應(yīng)原理,方向遵守左手定則。可以判定,阻尼力矩的方向和電磁力矩方向正好相反。當(dāng)鋁盤達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時,兩者大小相等,鋁盤就會勻速轉(zhuǎn)動,即負(fù)載的功率不變。由于電磁轉(zhuǎn)動力矩Mp=CP、C為常數(shù),Mp與負(fù)載功率P成正比,阻尼力矩Mz=Kn、K為常數(shù),Mz與鋁盤轉(zhuǎn)速成正比;當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時,Mp=Mz、得到n與P成正比;兩端同乘以t、得到CPt=Knt,推導(dǎo)得出A=Pt=Knt/C=NK/C,所用電量A與鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)N成正比,得出電表轉(zhuǎn)動周數(shù)越多,計量用戶的用電量越多的結(jié)論。
通過以上分析,我們知道感應(yīng)式電度表的工作原理,主要是用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來解釋和分析的,另外也包括安培定則、左手定則、感性負(fù)載、轉(zhuǎn)動平衡等一些方法和定理。掌握這些,對于原理的分析就會清晰且易于理解。所以,做好前期物理理論知識學(xué)習(xí)和準(zhǔn)備,是分析和掌握感應(yīng)式電度表原理的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]陳惠群.電工儀表與測量[M].中國勞動社會保障出版社,2007.
[2]劉國林.電工學(xué)[M].高等教育出版社,2007.
考試形式主要還是書面筆試,在復(fù)習(xí)中離不開做一定數(shù)量的練習(xí)。做練習(xí)(作業(yè)、試卷)本身就是學(xué)習(xí)活動中的一種實(shí)踐。那么你們知道關(guān)于九年級上冊物理復(fù)習(xí)資料內(nèi)容還有哪些呢?下面是小編為大家準(zhǔn)備關(guān)于九年級上冊物理復(fù)習(xí)資料,歡迎參閱。
九年級上冊物理復(fù)習(xí)資料章一
(一)電荷
1、用摩擦的方法使物體帶電,叫摩擦起電。
2、帶電體都具有能吸引輕小物體的性質(zhì)。
3、被絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷,叫正電荷;被毛皮摩擦過的橡膠棒上帶的電荷,叫負(fù)電荷。
4、同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
5、電荷量:是指電荷的多少,單位:庫侖,簡稱庫,符號C。
6、原子是由原子核和電子組成的,原子核帶正電、核外電子帶負(fù)電。
7、元電荷:最小的電荷叫元電荷,用符號e表示,e=1.6×C.
8、容易導(dǎo)電的物體,叫導(dǎo)體;不容易導(dǎo)電的物體,叫絕緣體;金屬導(dǎo)電靠的是自由電子。
9、常見的導(dǎo)體:金屬、大地、人體、石墨、酸堿鹽的水溶液。
10、常見的絕緣體;橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、油。
11、驗(yàn)電器是實(shí)驗(yàn)室用來檢驗(yàn)物體是否帶電的儀器,是根據(jù)同種電荷相互排斥的道理制成的。
(二)、電流和電路
1、電流是電荷的定向移動形成的。
2、把正電荷定向移動的方向規(guī)定為電流的方向;在實(shí)際電路中,電流的方向總是:電源的正極→用電器→電源負(fù)極。
3、電路的基本構(gòu)成:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、用電器。
4、電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的必要條件:(1)電路中必須有電源;(2)電路必須是通路。
5、電路的基本連接方式是串聯(lián)和并聯(lián);電路的三種狀態(tài)是通路、斷路和短路。
(三)、電流的強(qiáng)弱
1、電流的強(qiáng)弱:就是電流的大小,用電流表示,符號是I,單位是安培,單位符號是A。
2、電流表的使用規(guī)則:(1)將電流表串聯(lián)在被測電路中;(2)要求電流正進(jìn)負(fù)出;(3)被測電流不能超過電流表的測量值;(4)絕不允許將電流表直接接在電源的兩極上。
四、串、并聯(lián)電路
1、把電路元件逐個順次首尾相連組成的電路叫串聯(lián)電路。
2、串聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流只有一條路徑,無干路、支路之分;(2)通過一個用電器的電流,一定通過另一個用電器;(3)用電器之間的工作情況相互影響,通則都通,斷則都斷;(4)電路中只需一個開關(guān),即可控制整個電路。
3、串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在串聯(lián)電路中,各處的電流相等。公式:I==
4、把電路元件并列地首首相連、尾尾相連組成的電路叫并聯(lián)電路。
5、并聯(lián)電路的特點(diǎn):(1)電流有兩條或兩條以上路徑,有干路、支路之分;(2)每條支路都可與電源形成一個通路;(3)各支路中的用電器工作情況互不影響,一條支路斷開,其他支路仍可工作;(4)干路上的開關(guān)控制整個電路,支路上的開關(guān)只能控制它所在的該支路。
6、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律:在并聯(lián)電路中,干路中的電流等于各支路中的電流之和。公式:I=+。
九年級上冊物理復(fù)習(xí)資料章二
(一)電壓
1、電壓
(1)電路中提供電壓的裝置是電源。
(2)電壓的作用是使電路中的自由電荷發(fā)生定向移動形成電流。
(3)電壓用字母U表示。電壓的單位是伏特,簡稱伏,符號是V。
(4)一節(jié)干電池兩端的電壓是1.5V,一個鉛蓄電池的電壓是2V,家庭照明電路的電壓是220V,對人體的安全電壓是不高于36V。
2、電壓的測量
(1)電壓表是測量導(dǎo)體或電路兩端電壓儀表,電路中的符號。
(2)電壓表的使用規(guī)則:①使用前注意觀察:接線柱、量程、分度值、校“0”;
②電壓表應(yīng)該并聯(lián)在被測電路的兩端;(否則電流會很大,此時測的是電源電壓);
③電壓表正接線柱應(yīng)與靠近電源正極的一端相連,負(fù)接線柱應(yīng)與靠近電源負(fù)極的一端相連;(即電流從電壓表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出,否則指針會反偏);
④不允許被測電路兩端的電壓超過電壓表的測量值。(用較大量程試觸,否則指針可能打彎);
⑤讀數(shù)時看清接線柱(量程)、明確分度值、看清指針位置。
3、串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)電池的電壓之和。
4、串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和;并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。
5、把電壓比作水壓→類比法。
6、電壓表與電流表使用方法的相同點(diǎn):電流表或電壓表的電流都要從“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;被測的電流或電壓都不要超過電流表或電壓表的測量值。
7、電壓表與電流表使用方法的不同點(diǎn):電流表與被測部分串聯(lián),電壓表與被測部分并聯(lián);電流表不允許直接接到電源的兩極上,而電壓表能直接接到電源的兩極上。
(二)電阻(R)
1、導(dǎo)體對電流礙作用叫電阻,任何導(dǎo)體都有電阻,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2、電阻用字母R表示,電阻的國際單位是歐姆,簡稱歐,符號Ω;常用單位:兆歐(MΩ)、千歐(KΩ);1MΩ=1×KΩ,1KΩ=1×Ω。
3、導(dǎo)體兩端的電壓相同時,通過導(dǎo)體的電流越小,導(dǎo)體的電阻大,或電壓相同時,燈泡越暗,電阻大。(轉(zhuǎn)換法)
4、決定導(dǎo)體電阻大小的因素有材料、長度、橫截面積、溫度。
5、長度和橫截面積相同的不同材料的導(dǎo)體電阻一般不同。
6、材料和橫截面積相同的導(dǎo)體,長度越長,電阻越大。
7、材料和長度相同的導(dǎo)體,橫截面積越小,電阻越大
8、大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大;大多數(shù)非金屬的電阻隨溫度的升高而減小。
9、導(dǎo)體的電阻很小,絕緣體的電阻很大;導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體叫做半導(dǎo)體,如:硅和鍺。
10、某些導(dǎo)體在溫度很低的情況下電阻就變成了零,這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
(三)、變阻器
1、滑動變阻器能改變電路中的電流、控制某電路兩端的電壓、分擔(dān)電壓保護(hù)電路。
2、滑動變阻器的原理是通過改變連入電路中電阻絲的長度來改變電阻。
3、滑動變阻器使用規(guī)則:?串聯(lián)在電路中;?不能使通過它的電流超過銘牌上所標(biāo)的電流;?連接時,所使用的接線柱要“一上一下”。④閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片要置于阻值處。
4、規(guī)格的物理意義:“50Ω,1.5A”表示滑動變阻器的阻值變化范圍為0——50Ω,允許通過的電流是1.5A。
5、使用口訣:一上一下接線柱,阻值變化觀下柱,滑片靠近阻值小,滑片遠(yuǎn)離阻值大。
6、電阻箱的優(yōu)點(diǎn):能顯示電阻箱連入電阻大小的變阻器;
7、電阻箱的原理:與滑動變阻器的原理相同;
8、電阻箱的讀數(shù)方法:每個旋盤所指示的數(shù)字乘以相應(yīng)的倍數(shù)的總和。
十七章、歐姆定律安全用電
(一)探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系
1、電阻一定時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。即R一定時,︰=︰。
2、電壓不變時,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。即電壓不變時︰=︰。
3、若電壓表、電流表的指針反偏,則是電壓表、電流表的正負(fù)接線柱反了;
4、若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)很小,則電壓表、電流表的量程選大了,若電壓表、電流表的指針偏轉(zhuǎn)到最右邊,則電壓表、電流表的量程選小了。
5、無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,電流都不變,若此時的電流較大,則是滑動變阻器的兩個接線柱都接在了金屬桿上,若此時的電流很小,則是歡動變阻器的兩個接線柱都接在了電阻絲上。
(二)歐姆定律
1、歐姆定律的內(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;數(shù)學(xué)表達(dá)示:I=U/R;
2、使用歐姆定律時應(yīng)注意同時性和同體性;
3、“同體性”指公式中的I、U、R必須是同一電路或同一電阻或是整個電路的三個物理量;
4、“同時性”是指公式中的I、U、R必須是同一時刻的值;
5、使用公式時I、U、R都必須用國際單位,即,I——安培,U——電壓,R——歐姆;
6、I=U/R,變形為U=IR,R=U/I;
7、R=U/I表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個導(dǎo)體的電阻,它是電阻的計算式,不是電阻的決定式。
8、電路計算時應(yīng)做到“兩步三查”。兩步是指畫圖標(biāo)量(書寫已知條件、求解的問題)和列式求解(①寫出計算公式,②帶數(shù)字和單位,③計算出結(jié)果)。三查是指查物理公式、查下標(biāo)、查單位。
9、電阻的串聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的長度,因此串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大;
10、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,公式是R=+;
11、n個阻值相同的電阻串聯(lián)后的總電阻=nR
12、串聯(lián)電路中,導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體電阻成正比,即::=︰
13、電阻的并聯(lián)實(shí)際上是增加了電阻的橫截面積,因此并聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
14、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。公式是1/R=1/+1/;
15、n個相同的電阻R并聯(lián),總電阻=1/n。
16、并聯(lián)電路中,電流與電阻成反比,即︰=︰。
17、串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻關(guān)系的口訣:串流并壓各相等,串壓并流總之和,串聯(lián)電阻總之和,并聯(lián)電阻合倒和。
(三)測量小燈泡的電阻
1、伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)原理:R=U/I;
2、操作時的注意事項(xiàng):①電流表、電壓表的量程要選擇適當(dāng);②連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);③閉合開關(guān)前,應(yīng)使滑動變阻器連入電路的電阻;
3、測量的物理量:用電壓表測出電壓,用電流表測出電流代入公式R=U/I計算出電阻值;
4、滑動變阻器的作用:改變連入電路的阻值,從而改變電流和電壓,以達(dá)到多測幾次的目的。
5、該實(shí)驗(yàn)中至少要測三組數(shù)據(jù),是為了求電阻的平均值,以減小誤差。
6、在該實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)時,燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有明顯的示數(shù),則出現(xiàn)的故障是燈泡斷路(即燈絲斷了、接燈泡的導(dǎo)線斷了或接線柱松動、接觸不良)。
7、在該實(shí)驗(yàn)中移動滑片時,電流表和電壓表的示數(shù)變化不一致,則是電壓表并聯(lián)在了滑動變阻器的兩端。
(四)歐姆定律和安全用電
1、人體的電阻一定,根據(jù)歐姆定律,電壓越高,通過的電流越大;
2、只有不高于36V的電壓才是安全的;
3、不能用濕手觸摸電器,或扳開關(guān);
4、斷路:由于導(dǎo)線斷了、用電器損壞、開關(guān)斷開或接觸不良造成電路中沒有電流的現(xiàn)象。
5、短路:電源的兩端或用電器兩端被導(dǎo)線直接連接起來的電路,發(fā)生短路時會燒壞電源或電流表,也有可能發(fā)生火災(zāi)。
6、雷電產(chǎn)生是帶正負(fù)電的云層靠近時產(chǎn)生劇烈的放電現(xiàn)象;
A.曲壓B電流C.電阻D.電功率
2.(,11廣東3分)如圖所示,要使燈泡Li和L2組成并聯(lián)電路,應(yīng)
A只閉合S
B只閉合S
C只閉合S1和S3
D只閉合S2和S3
3.(,11杭州3分)利用“光控開光”和“聲控開光”可以節(jié)約居民樓里樓遁燈的用
電。其中“光控開光”能在天黑時自動閉合,天亮?xí)r自動斷開;“聲控開關(guān)”能在
有聲音時自動閉合,無聲音時自動斷開。下列電路圖中合理的是
4.(,10湖北黃岡4分)如圖是新型節(jié)能應(yīng)急臺燈電路示意圖,臺燈充好電后,使用時可通過調(diào)節(jié)滑動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
5.('09河南4分)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,能夠用來研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件韻是
6.(’09廣西桂林4分)如圖甲所示,是小明常用的一個插線板。他在使用中發(fā)現(xiàn):插線板上的指示燈在開關(guān)閉合時會發(fā)光,插孑L正常通電;如果指示燈損壞,開關(guān)閉合時插孔也能正常通電。根據(jù)上述現(xiàn)象,在圖乙中畫出插線板中開關(guān)、指示燈和插孔的連接方式,并與電源線接誦.
7.(’09江蘇10分)某興趣小組在研究揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)時,發(fā)現(xiàn)揚(yáng)聲器中有一個環(huán)形磁體,他們不知道環(huán)形磁體的磁極分布情況,于是幾位同學(xué)提出了以下三種猜想:
猜想1:磁極呈橫向分布(例如圖甲,左側(cè)為N極,右側(cè)為S極)。
猜想2:磁極呈軸向分布(例如圖乙,上面為N極,下面為S極)。
猜想3:磁極呈上中下分布(例如圖丙,上下面為N極,中部為S極)。
(1)根據(jù)所學(xué)知識,他們經(jīng)過討論,斷定猜想3是錯誤的。你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是一。
(2)為了驗(yàn)證其他猜想,他們用細(xì)線將環(huán)形磁體水平懸掛起來(如圖丁所示),結(jié)果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止。這說明猜想一是錯誤的。
(3)請設(shè)計一個簡單實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證剩下的一個猜想是否正確,簡述你的實(shí)驗(yàn)方案。主要器材:;簡要做法:;如何判斷:
.8(’11沈陽9分)額定電壓為2.5V的小燈泡連入如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變,滑動變阻器Ro的電阻為10Ω。閉合開關(guān)S,滑片從6端向a端滑動,直到小燈泡正常發(fā)光,得到如圖乙所示的I-【,圖象。求:
(1)小燈泡的額定功率;
(2)滑片在6端時小燈泡的電阻;
(3)電源電壓。
1.C【解析】本題考查學(xué)生對物理量單位的熟記。電學(xué)中包括四個常用物理量,電壓、電流、電阻、電功率,它們分別表達(dá)不同的物理意義,也有不同{的單位,電壓的單位是伏特,電流的單位是安培,電阻的單位是歐姆,電功率的單位是瓦特,故正確答案為C,如果對物理量模糊不清,也有可能錯選,本題較易。
2.C【解析】本題考查串、并聯(lián)電路的判斷。兩個燈泡組成并聯(lián)電路,電流7的路徑應(yīng)有兩條,且兩個燈泡互不影f響,由圖可知,應(yīng)只閉合S,,S3,C正確。本題較易。
3.B,【解析】本題考查電路設(shè)計,主要是開關(guān)對電路的控制作用和串并聯(lián)電路特點(diǎn)的應(yīng)用。根據(jù)題意,樓道內(nèi)的燈在天黑和有聲音時才亮,需光控開關(guān)和聲控開關(guān)同時閉合,所以兩開關(guān)一定是串聯(lián)。B符合題意。