時間:2023-06-16 16:05:14
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇初中物理電路動態分析,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
《物理課程標準》指出:“應當重視將信息技術應用到物理教學中。”在物理教學中,教師通過運用信息技術手段和方法把容易混淆或是難以理解的物理概念加以展示,使靜態的知識生動化,促使學生動手、動腦,不斷揭示概念所反映的客觀世界的多種矛盾,分清主次、搞清楚各種矛盾的相互依存關系及發展方向,讓學生既獲得了知識、又掌握了方法,培養能力,從而真正實現物理概念教學的目的。
一、呈現物理情景,引入概念
建構主義認為:“學生的知識不是通過教師傳授獲得的,而是學生在一定的情境中,借助教師和同學的幫助,利用必要的學習資源,通過一定建構的方式獲得的。”因此,在物理概念引入教學中,運用信息技術呈現物理情景,能使學生在視覺、聽覺等多種感官上全方位地受到刺激,從而有效激發學生的好奇心,點燃學生的思維火花。
如,“動能”教學時,我把龍卷風、海嘯、水庫放水等動態視頻組合在一起加以呈現,學生看到大樹拔起、車輛掀翻、堤壩沖毀、房屋倒塌的畫面后非常震感,也提了許多問題:“龍卷風怎么形成的?力量怎么樣厲害?” “水狂瀉下怎么會如此厲害?這是什么能量?”……這樣以信息技術呈現物理現象,無論是視覺效果還是聽覺效果,都能給學生深刻的印象,讓學生對自然界物體具有的某種“能力”獲得一種強烈的感受和直觀的認識,從而為建立“動能”的概念打下基礎。
因此,在物理概念教學中初中物理,創設與形成物理概念有關的生動的、新穎的情境,使學生感知大量的感性材料,對物理現象有一個明晰的印象,有利于學生形成正確的物理概念,加深理解物理規律。
二、揭示本質屬性,理解概念
物理概念的建立過程是在物理環境中學生通過觀察、實驗獲取必要的感性知識,并與自己認知結構中原有的概念相聯系的基礎上,通過同化或順應不斷加深認識和理解概念的。因此,在教學中運用信息技術為學生提供充分的感性認識的基礎上,引導學生進行分析、綜合、抽象,摒棄現象和過程中那些表面的、偶然的、次要的等非本質的東西,以揭示現象和過程的本質屬性。
如,“重力”教學時,我先播放鉛球和跳高比賽的視頻錄像,然后提出問題:奮力投出的鉛球和躍過橫桿的運動員最終會處于怎樣的狀態?這樣的競技項目挑戰的是人類的什么極限?問題的提出,激起了學生濃厚的興趣。待學生回答之后,再播放神舟七號航天飛船成功升上太空和宇航員在飛船艙內的生活和工作情景的視頻,再一次提出問題讓學生思考:在遠離地球的太空中,宇航員可以用任意的姿勢“漂浮”在船艙中,這又是什么原因呢?
這樣,借助信息技術展示現實生活中的重力現象,豐富了學生的感知,激發了學生積極思維,在鮮明對比的情境中,抽象概括出重力概念的本質屬性,使學生深刻認識到:重力是由于地球的吸引而產生的。
三、突破教學難點,深化概念
將物理學科教學與信息技術整合,利用信息技術輔助教學無疑為課程目標的實現提供了近乎完美的渠道。信息技術獨有的“模擬”作用,不僅能真實生動地再現各種難以理解的、抽象的物理知識,激勵學生參與教學過程,而且可以有效突破物理教學中的重點和難點問題,深化概念規律的理解。
如,“電流”一節,難點是學生無法觀察到電流的形成與方向,因此,電流的概念理解起來比較困難。在教學時,我利用Flash軟件進行仿真“模擬”,把電池組、小燈泡、開關、導線連成實物電路。然后閉合開關,電流(用紅色線條表示)從電源正極(用“+”表示)流出,通過小燈泡時,燈泡發光,最后回到負極(用 “一”表示),形象、直觀一目了然。師生通過對這一直觀模擬實驗的觀察、分析、歸納和總結,很快就能夠理解電流的形成、方向這一重點、難點,對“電流”的概念也就有了更深層次的理解。
因此,在物理教學中,教師應充分利用信息技術教學手段,根據教學內容精心設計,把抽象的、枯燥的物理知識原理轉化為生動的、具體的圖像,幫助學生在頭腦中建立正確模型中國。從而有效突破教學難點,加深對物理概念的理解。
四、動態分析過程,活化概念
物理概念與規律的教學是物理教學的核心。物理現象、物理過程的相互聯系及其發展趨勢是靠物理規律建立的。在物理規律教學中拓展概念教學,運用信息技術的動態變化功能,進一步揭示和理解相關概念之間的相互關系,形象直觀地“頓悟”概念的內涵。這有利于概念知識沿網狀同化,從而達到活化概念的目的。
初中物理如,有關滑動變阻器的滑片移動時初中物理,電流表、電壓表示數變化情況的判斷以及變化范圍的計算問題,一直是歷年中考物理試題和各種物理競賽中的熱點。而學生普遍感到此類題難度大,得分率也較低。
如右圖所示的電路中,滑動變阻器R2的滑片P向右移動。請分析電流表和電壓表的變化情況。教師在引導學生分析時,可充分利用信息技術的動態變化功能,制成課件進行以下動態分析:把電壓表和電流表等效替換,電壓表等效于開路,電流表等效于一條導線。由此不難看出,電路中的電流只有一條道路,即串聯電路,電壓表測量的事滑動變阻器的電壓。
這樣,運用信息技術對電路進行動態分析,既讓學生充分理解了電路的規律,也加深學生對電學部分相關概念的具體認識,深化和活化了物理概念,收到良好的教學效果。
五、加強練習反饋,鞏固概念
一、口訣在物理教學中的積極意義
1. 減輕學生的記憶負擔
編口訣可以減輕學生記憶陳述性知識的負擔,使學生的學習變得相對輕松。例如作用力與反作用力的關系可以概括成“等值反向共線,同性質共存亡,作用在兩物體”;光的反射定律可以歸納為“三線共面、兩線分居、兩角相等”;對于慣性的概念可編口訣“物體有慣性,不論動與靜。慣性是屬性,大小質量定”。在學習機械振動時,判斷波動圖像中質點的振動方向與波的傳播方向的關系是一個難點,采用口訣“沿著波的傳播方向看,上坡的向下,下坡的向上”后,只要遇到此類題,學生都能用口訣快速、準確地判斷出質點的振動方向和傳播方向之間的關系,起到事半功倍的效果。而楞次定律的口訣“原增感反,原減感同”比教材的表述:“感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”要直觀和具體。
2. 指導學生實驗操作的步驟
在實驗操作中,由于學生對實驗步驟不熟悉,或者有些關鍵的實驗步驟學生容易記反,采用口訣后,一方面減輕了學生的記憶負擔,另一方面可以指導學生在實驗中按照正確的實驗步驟進行操作,使得學生操作有序,出錯的概率大大降低。例如滑動變阻器接入電路時,告訴學生其用法為:“一上一下接電路,阻值大小觀下柱,滑片遠離阻止大,滑片靠近阻值小”;使用打點計時器時,按照“先通(電源)后釋放(紙帶)”的順序操作;用刻度尺測量的教學口訣有:“一觀、二放、三對零、四估、五記、六單位”;游標卡尺的口訣:“看明游尺幾分度,主尺讀至整毫米數,找準主游對齊處,數出條數乘精度,統一毫米主加游,算出尾零不可丟,看清單位再出手”。在電學實驗中,伏安法測電阻是一個重要的內容,在這里常常需要對內接法和外接法做出選擇,歸納教學口訣為:“內大大,外小小”,“內大大”中第一個“大”意為內接法測量大電阻(被測電阻的阻值要比電流表的阻值大得多),后一個“大”意為測量值比真實值大,“外小小”中前一個“小”為外接法測量小電阻(被測電阻比電壓表的阻值小得多),后一個“小”為測量值比真實值偏小。
3. 避免繁瑣的推導過程
要解決一個物理問題,需要經歷很多復雜的推導過程,有時口訣可以避免這種復雜繁瑣的推理過程。甚至,學生不會推理,不理解題目所要考查的知識,但只要記住口訣,照葫蘆畫瓢也可以答對試題。例如,在電路動態分析中,使用口訣“串反并同”可以很快得出結果,省時省力。
例1:電動勢為E、內阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖1所示的電路,當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,下列說法正確的是( )
A. 電壓表和電流表讀數都增大
B. 電壓表和電流表讀數都減小
C. 電壓表讀數增大,電流表讀數減小
D. 電壓表讀數減小,電流表讀數增大
解析:程序分析法:基本思路是“部分整體部分”。即從阻值變化的部分入手,由串并聯規律判知R總的變化情況,再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況,最后由部分電路歐姆定律及串聯分壓、并聯分流等規律判知各部分的變化情況。當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時,接入電路有效電阻增大,因此,整個電路的總電阻增大,總電流減小,電源內電壓減小,路端電壓增大,即電壓表讀數增大;又總電流減小,R1兩端電壓減小,并聯部分電壓增大,通過電流表的電流增大,故選項A正確。
口訣法:R()R與電流表并聯“并同” 電壓表讀數增大;R()R與電壓表間接并聯“并同” 電壓表讀數增大。
對電路結構不變,外電路中只有一個電阻的阻值發生單調變化時,引起的電路中電流、電壓及功率變化的定性分析,運用電阻變化的“串反并同”定則顯得簡捷、準確,只需弄清電路的結構及其與變化電阻的構成關系,而無需嚴密的邏輯推理。
二、口訣在物理教學中存在的問題
口訣雖然在物理教學中有其積極的意義,但是也存在一些不利的影響。
1. 記混記反口訣,起負面作用
口訣一旦記反,其對物理教學的破壞性是巨大的,一是學生利用錯誤的口訣在解決物理問題時得到錯誤的結論,其次是學生一旦記住錯誤的口訣,往往很難糾正過來。比如前面提到的“內大大,外小小”,有學生會記為“外小小,內大大”,而“串反并同”也會被記反為“串同并反”。
2. 口訣表述模糊,產生歧義
有些物理口訣,過于追求簡化,表述模糊,學生使用口訣時,容易產生歧義,結果往往是差之毫厘,謬以千里。例如在學習地球同步衛星時,很多教輔資料和不少教師歸納為:五同——同軌、同高、同速、同周期、同加速度。2011年廣州一模考查了一個關于地球同步衛星的試題,試題比較簡單,所有的教師都覺得自己的學生肯定可以拿下這個題,但是最終考試的結果,令不少教師大跌眼鏡。
例2:(2011廣州一模13題)某一時刻,所有的地球同步衛星( )
A. 向心力相同
B. 線速度相同
C. 向心加速度相同
D. 離地心的距離相同
本題中,很多學生記住了“五同”,也正是這“五同”害了學生,口訣中的“速”指線速度,“同速”意指線速度大小相同,加速度也僅是大小相同,然而,口訣教學忽視了加速度、線速度的矢量性,學生的出錯是必然的。
3. 不注意口訣的條件,亂用口訣
在物理教學中使用口訣時,師生往往都不注意使用的條件,遇到類似的物理問題就亂套口訣。例如在楞次定律中,當相對運動導致磁通量變化產生感應電流時,判斷兩物體之間的相對運動時,為了免去應用楞次定律的繁瑣步驟和復雜過程,教會學生根據口訣“來拒去留”作出判斷不失為上策,但遺憾的是很多教師在教學中并沒有強調“來拒去留”的條件:“來時磁通量增加,去時磁通量減少。”所以,當學生遇到如例3時,就會得出錯誤的結論。
例3:如圖2所示,在水平面上放置的條形磁鐵的S極附近,一個閉合線圈向下運動并始終保持水平。在位置B,S極附近的磁感線正好與線圈平面平行。試判斷線圈在位置A、B、C位置時感應電流的方向,并判斷在B位置磁鐵對現況是吸引還是排斥。
分析在B位置磁鐵對現況是吸引還是排斥時,本題中線框從A到B是靠近磁極,學生根據“來拒去留”可知應該是排斥。這樣的分析實際上學生沒有注意到“來拒去留”的條件:來時磁通量增加,去時磁通量減少。而從本題的圖中可以發現A到B過程磁通量減少,B到C過程磁通量是增加。
三、對在物理教學中使用口訣的看法
關鍵詞:素質教育形象思維抽象思維知識結構
新的物理課程標準明確指出,物理學習的目標是:學習物理知識和技能,參與科學探究的過程,培養優良的科學態度和科學精神,全面提高科學素質。也就是說,學生學物理不僅學知識,更要學方法,不但要得到一條魚,還要學會釣魚的方法。通過學習物理煥發的科學精神和掌握的科學方法,可以遷移到社會生活的方方面面,包括自然科學以外的其他領域,使他們終生受益。怎么才能學好物理呢?物理學家怎樣研究物理,我們就讓學生怎樣學習物理。
一、課前預習
預習不是簡單的了解內容,而是要帶著問題去預習。看看課本或資料上設置的練習,把課本內容閱讀一邊,通過閱讀、分析、思考,看看這些問題能回答多少。然后再縱觀新課的內容,找出各知識點間的聯系,掌握知識的脈絡。對已經忘記的知識,可以通過預習及時補上。把預習中不能回答的問題留下來在教師的講課中尋求答案。
二、抓住三個“基本”
基本概念要清楚,基本規律要熟悉,基本方法要熟練。
關于基本概念。例如速度,它是表示物體在單位時間里通過的路程:即v=s/t。
關于基本規律。比如說平均速度的計算公式也是v=s/t。它適用于任何情況,例如一個百米運動員在通過一半路程時的速度是10m/s,到達終點時的速度是8m/s,跑完整個100m花的時間是125s,問該運動員在百米賽跑過程中的平均速度是多少?按平均速度的規律平均速度等于:v[X—]=100m/125s=8m/s。
關于基本方法,研究初中物理問題有時也要注意選取“對象”。例如:在用歐姆定律解題時,就要明確歐姆定律用到整個電路即整體上,還是用到某個電阻即單獨的某一個電阻上。
三、學會獨立做題
要獨立地(指不依賴他人),保質保量地做一些題。題目要有一定的數量,不能太少,更要有一定的質量,就是說要有一定的難度。任何人學習數理化不經過這一關是學不好的。獨立解題,可能有時慢一些,有時要走彎路,有時甚至解不出來,但這些都是正常的,是任何一個初學者走向成功的必由之路。
四、緊扣物理過程
要對物理過程一清二楚,物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖,有的畫草圖就可以了,有的要畫精確圖,要動用圓規、三角板、量角器等,以顯示幾何關系。畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能做狀態分析和動態分析,狀態分析是固定的、死的、間斷的,而動態分析是活的、連續的,特別是在解關于電路方面的題目,不畫電路圖是較難弄清電阻是串聯還是并聯的。
五、高效率聽課
帶著預習的問題聽課,可以提高聽課的效率,能使聽課的重點更加突出。課堂上,當老師講到自己預習時的不懂之處時,就非常主動、格外注意聽,力求當堂弄懂。同時可以對比老師的講解以檢查自己對教材理解的深度和廣度,學習教師對疑難問題的分析過程和思維方法,也可以作進一步的質疑、析疑、提出自己的見解。這樣聽完課,不僅能掌握知識的重點,突破難點,抓住關鍵,而且能更好地掌握老師分析問題、解決問題的思路和方法,進一步提高自己的學習能力。
六、要記好筆記,經常整理筆記
上課以聽講為主,還要有一個筆記本,有些東西要記下來。知識結構,好的解題方法,好的例題,聽不太懂的地方等等都要記下來。課后還要整理筆記,一方面是為了“消化好”,另一方面還要對筆記作好補充。筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業中發現的好題、好的解法也要記在筆記本上,就是同學們常說的“好題本”。辛辛苦苦建立起來的筆記本要進行編號,以后要經常看,要能做到愛不釋手,“形影不離”。
七、學習資料要齊全
學習資料的分類包括練習題、試卷、實驗報告等等。學習資料要保存好,做好分類工作,還要做好記號。如何做記號呢,比方說對練習題吧,一般題不做記號,好題、有價值的題、易錯的題,分別做不同的記號,以備今后閱讀,做記號可以節省不少時間。
八、理順知識結構
要重視知識結構,要系統地掌握好知識結構,這樣才能把零散的知識系統起來。大到整個物理的知識結構,小到力學的知識結構,甚至具體到章節。
九、認真學好數學
物理的計算要依靠數學,對物理來說數學太重要了。沒有數學這個計算工具物理學是寸步難行的。在大學里,物理系的數學課與物理課是并重的。要學好數學,利用好數學這個強有力的工具。
十、重視理論聯系實際
在中考復習中,電學部分是一個相對獨立且比較完整的體系,若在復習中用心引導學生對眾多電學習題加以分析,便會發現很多試題都以圖1為載體而展開,一圖多變幾乎串聯了初中電學的所有重要知識,千變萬化中引導同學們發散思維,異中求同,便能達到百川歸一,吃透一圖,“走遍天下”之效.
一、 探究電流電壓、電阻的關系―歐姆定律
例1在“研究電流跟電壓、電阻的關系”時,同學們設計了如圖甲電路圖,其中R為定值電阻,R′為滑動變阻器,實驗后,數據記錄在表1和表2中.
(1) 根據表中實驗數據,可得出如下結論:
由表1可得:______;
由表2可得:______.
系時,先用5Ω的定值電阻進行實驗,再換用10Ω的定值電阻時,某同學沒有改變滑動變阻器滑片的位置,那么,合上開關后,電壓表的示數將6V(填“大于”、“小于”或“等于”),此時,應向(填“右”或“左”)調節變阻器的滑片,使電壓表的示數為6V.
解析(1) 導體電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端電壓一定,導體中的電流與導體電阻成反比(2) 大于,右
透視探究電流與電壓、電阻的關系的實驗電路是圖1的首要拓展電路,該探究電路是在圖1基礎上加接電表元素,既是初中電學核心實驗之一,也是歷年考查之重點.
二、 電路動態分析與電表示數變化問題
例2在圖所示的電路中,電源電壓保持不變.閉合電鍵S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,請你判斷電流表A,電壓表V、V1、V2的示數如何變化.
解析P右移R2R總IA表.
R1不變IR1U1V1表.
U不變,V表示數不變,則 U2=U不變-U1V2表
透視此例是關于滑動變阻器的滑片P的位置變化而引起電路中電學量的變化問題,該圖仍以圖1為基本構架增加電表元素,分析時首先要搞清電路的連接關系,遵循先電阻后電流,先不變量后變量的原則,便可較快得到結論.另外,通過分析可知在此電路中各表變化步調并非相同,其中A表與V1表示數變化步調一致,而與V2表示數變化步調相反,這一特點在以后的電路分析中應用非常廣泛,必須引導同學們理解吃透.
三、 伏安法測電阻
例3如圖在伏安法測電阻的實驗中:
(1) 實驗原理是______.
(2) 實驗中所需的器材有電池組、待測電阻、電流表、電壓表、開關、______、導線若干.
(3) 畫出實驗電路圖.
(4) 按照你畫的電路圖,把圖中的實物連接起來,要求當滑片P向左移動時,電壓表的示數變小.
(5) 在連接電路時,開關應______,閉合開關時,滑動變阻器的滑片應調到端.
(6)如下圖3a是小明同學在實驗中連接的線路,請指出錯誤:
錯誤之處:①______;②______;
③______.
(7) 小東按正確的電路圖連接電路后,閉合開關,發現電壓表和電流表都有較小的示數,他調節滑動變阻器的滑片,結果發現電壓表和電流表的示數都不變,產生這種現象的原因是.
(8)劉諾同學按正確的電路圖連接電路后,閉合開關,發現電壓表的指針偏轉到了左側沒有刻度的地方,這是因為______;電流表的指針偏轉到了右側沒有刻度的地方,這是因為______.
解析(1) R=U/I; (2) 滑動變阻器; (3) 如下圖3b;(4)如圖3c;(5) 斷開,阻值最大的左端; (6) ① 電壓表的量程大了;② 電流表的正負接線柱接反了;③ 滑動變阻器沒有起到變阻作用(接入電路的電阻為零);(7) 將滑動變阻器接成了定值電阻(最大阻值),不能起到變阻作用;(8) 電壓表的正負接線柱接反了;電流表的量程選小了.
透視“伏安法”測電阻實驗的實驗電路與探究歐姆定律的電路相同,是初中階段最重要的實驗之一,它考查內容和角度不斷變化,具有一定的探索性和綜合性,教學中要不斷挖掘各實驗的內涵與外延.
四、 測定小燈泡的電功率與電路設計
例4在進行“測量小燈泡的電功率”實驗時,實驗室所提供的器材有:電壓恒為6V的電源1個,額定電壓是3.8V、燈絲電阻約為10Ω的小燈泡1個,電流表(0~0.6A、0~3A)、電壓表(0~3V、0~15V)、滑動變阻器、開關各1個,導線若干.
(1) 如圖所示,是小明在實驗時連接的實驗電路,此電路中存在的錯誤之處是,如果此時閉合開關,看到的現象是 .
(2)小明改正了電路連接中的錯誤之處后,在閉合開關前,還應該將滑動變阻器的滑片移動到最
端(選填“左”或“右”),目的是為了 .
(3) 請在虛線框中畫出該實驗正確的電路圖.
(4) 若要測量小燈泡的額定功率,應先調節滑動變阻器,使小燈泡兩端電壓為V,測出電路中的電流如圖所示,為A,則小燈泡的額定功率約為W.
(5) 小明同學在實驗時根據測量的數據繪制成如圖所示的I-U圖像,發現伏安法測電阻時,所畫的U-I圖像是一條直線,為什么這里的電流與電壓關系是一條曲線呢?.
解析(1) 電壓表(或電流表)位置接錯電流表沒有示數(或電壓表示數與電源電壓接近或燈不亮) (2) 右,保護電路(3) 如下圖(4) 3.8,0.4, 1.52(5) 小燈泡的燈絲電阻隨溫度的變化而變化
拓展若小明同學在做上述實驗的過程中發現實驗所用電壓表的0~15V量程檔壞了,而0~3V量程檔及其他器材都完好.在不更換實驗器材的條件下,請幫他畫出實驗電路圖并簡要說明實驗的操作步驟及判斷小燈泡是否正常發光的方法.
解析電路設計如圖.閉合開關,調節變阻器使電壓表的示數為2.2V,則燈泡兩端電壓即為3.8V,此時燈泡正常發光,讀出電流表的示數,即可算出燈泡的額定功率.
五、 電路故障分析
例5(連云港)某班同學到實驗室做“測定小燈泡額定功率”的實驗.被測小燈泡的額定電壓為3.8V,電阻約為10Ω.實驗室有如下器材:電源(電壓為6V)、電流表(0~0.6A0~3A)、電壓表(0~3V0~15V)、開關各一只,導線若干,滑動變阻器三只:R1(5Ω0.5A)、R2(10Ω0.5A)、R3(500Ω1A).同學們設計的電路如圖所示:
(1) 電壓表應選用擋,滑動變阻器應選用(選填“R1”、“R2”、“R3”);
(2) 實驗電路接好后,合上開關時,部分同學發現電路出現故障,主要有下表所列的兩種情況,請根據現象和檢測結果指出故障的可能原因:
解析(1) 0~15V,R2(2) 滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱,燈泡斷路
透視器材選擇與電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點,這類題目對學生能力要求較高.本題是一個典型的含表電路故障分析題.
六、 電路安全問題
例6下圖中電源電壓為12V,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,電阻R1的阻值是18Ω,滑動變阻器的阻值為0~20Ω.求為使電流表和電壓表都能正常工作,滑動變阻器的取值范圍.
解析電路中的最大電流不能超過0.6A,;電壓表的最大值不超過3V,而它測的是R2的電壓.故使電流表和電壓表都能正常工作,滑動變阻器的取值范圍2Ω≤R2≤6Ω.
七、 電路變形與實際應用問題
例7(四川綿陽)現代生物醫學研究使用的細菌培養箱內的溫度需要精確測控,測控的方法之一是用熱敏電阻來探測溫度.如圖甲所示的電路,將熱敏電阻R0置于細菌培養箱內,其余都置于箱外.這樣既可以通過電流表的示數來表示箱內溫度,又可以通過電壓表的示數來表示箱內溫度.已知該電路中電源電壓是l2V,定值電阻R的阻值是200Ω.熱敏電阻R0的阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示.求:
(1) 當培養箱內的溫度降低時,電流表的示數如何變化?
(2) 當培養箱內的溫度為40℃時,電壓表的示數是多大?
(3) 已知電流表的量程是0~30mA,電壓表的量程是0~8V,則此電路能夠測量的最高溫度是多大?此時熱敏電阻R0消耗的電功率是多大?
解析(1) 由圖乙可知,當培養箱內的溫度降低時,熱敏電阻R0會變大,再由圖甲分析電流表示數會變小.
(2) 由圖乙可知,當培養箱內的溫度為40℃時,電阻R0的阻值為400Ω,此時電壓表示數U1=4V.
(3) 電路中最大電流為30mA時,R0電阻最小為200Ω,對應測量最高溫度為60℃,此時R0消耗的電功率為P=UI=0.18W.
透視此例為在圖1的基礎上聯系實際加以變形的實際應用題,在實際生產生活中應用非常廣泛,需引導同學們透徹理解并掌握.
1建立民主和諧的師生關系
教師在教與研過程中由過去的“教書匠”轉變成為專家學術型的教師,改變過去以教師為中心的教學模式,建立起平等、民主、和諧、合作的師生關系,相互尊重、相互理解,平等對話、討論,教師之間也要加強合作與研究,通過團隊協作,取得相互理解和支持,通過師生合作、生生合作、師師合作的教學模式,使教師由過去教學的孤立者轉變成為學生學習的合作者.同時,由于現在處于信息化時代,知識迅速增長和更新以及終身學習已成為新的生存理念,一個人一生必須不斷進行繼續學習,教師也要適應時展的需要,必須轉變為一個學習型教師,新課程實施和新課改的深入開展,校本課程開發等,都要求廣大教師只有不斷學習,才能從教育理念、知識結構、專業成長、文化素養和道德素養等方面跟上時展的步伐,同時教師不斷學習也成為學生學習的楷模,成為學生學習的示范者.
2教師要形成個性化教學風格
當今社會發展迅速,信息量巨大,科技發展日新月異,教師要能適應新時代的發展不僅要具備專業知識和專業技能外,還必須具有獨特的教學個性和教學風格.教師如果具有鮮明的、強烈的教學個性,教學才具有特色,才能吸引學生的注意,激發學生的學習熱情和主動學習意識,課堂教學也更為有效和高效,同時,強烈的教學個性意識能進一步激發教師教學的創新意識和創新精神,激發學生主動參與,積極思考,大膽質疑,主動學習.教師的教學個性和教學風格也會影響學生個性品質的養成和發展,也可成為促進學生健康成長的巨大力量源泉,才能培養出具有個性化的人才.當然,教師要形成自己獨特的教學個性和教學風格需要經歷較長的時間過程,因此,教師要通過不斷學習,不懈努力,認清角色,找準定位,熱愛學生,樂于奉獻,高尚品德,注重師表,淵博知識,通過不斷提高自身的素質,來形成自己的教學個性和教學風格.教師的教學個性和教學風格是在長期教學實踐活動中逐步積累、逐漸形成的,是教師富有成效的、獨特的教學觀點、技巧、作風的綜合表現.教師通過具有高效的教學設計、教學方法和技巧、獨具特色的教學語言,才能形成自己的教學個性和教學風格.
3注重物理學科思想的滲透
對于高中物理教學,要注重滲透物理學科獨特的思想,即要上出物理味.生活中的物理現象分析、實驗、物理學史等等都是凸顯物理味的重要元素,同時在知識教學過程中還要滲透物理思想方法,提升學生的物理思維能力.
例如,“化繁為簡”就是我們重要的物理思想,我們在教學中尤其是遇到新的、復雜的問題問題時,要引導學生進行化繁為簡,遷移到原有的認知上來.如,人教版必修2中的“曲線運動”一章就充分體現了這一點,運動的合成與分解就是化繁為簡,將平拋運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,一個軌跡為“拋物線”的復雜運動就變成可研究的了.
再如,“楞次定律”的教學,學生學習的難點在于“磁場變化和產生感應磁場的關系”,這時需要將抽象的物理問題可視化,從實驗現象入手,引導學生理清思路,逐步分析:(1)原磁場的方向;(2)磁通量是如何變化的(增加,還是減少);(3)電流表看出的感應電流的方向;(4)改變實驗條件多次進行探究,記錄實驗結果,引導學生從中發現幾個物理量之間的聯系.
物理課上出物理味,引導學生逐步探究,自主發現規律不僅有助于學生克服畏懼心理,學生在逐漸深入思考的過程中領悟分析問題的方法,形成科學的思維習慣.
4注重個性化活動設計
教師從本身教學素質出發根據教學內容、教學要求、教學條件等各方面的因素,運用各種不同的、具體的教學方法和教學技巧,從而形成具有個人特色的教學個性和教學風格,這種具有個人特色的、高層次的教學個性和教學風格的形成過程是一個創新性、創造性的過程,這種創新和創造需要教師自覺地、主動地對教學的各個環節進行深入地反思、歸納和總結,將各種教學要素融為有機的整體,將教學實踐上升到教學藝術,達到爐火純青的境界.
4.1注重思維可視化
例如,電源輸出功率隨外電阻變化的規律,如果采用理論推導的話,對于公式P=E2(R+r)2R,必須從再變形運用基本不等式才可以判斷,而且對于特定的電路,動態分析的過程中,外電阻無法取到與電源內阻的情況,學生則表現為無所適從,如果將公式與圖象(如圖1所示)結合起來引導學生去分析的話,學生能夠很直觀的從整體上把握規律,加深記憶痕跡.
4.2注重思維邏輯性