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导语:在欧姆定律含义的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
第1节 对欧姆定律的理解和应用
重点考点
欧姆定律是通过“探究导体的电流跟哪些因素有关”的实验得出的实验结论.应注意以下考点:(1)公式()说明导体中的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关,其中I、U、R必须对应于同一电路和同一时刻.(2)变形式()说明电阻R的大小可以由()计算得出,但与U、I无关.因为电阻是导体本身的一种性质,由自身的材料、长度和横截面积决定.由此提醒我们,物理公式中各量都有自身的物理含义,不能单独从数学角度理解.(3)串联电路具有分压作用,并联电路具有分流作用.
中考常见题型
中考一般会从两方面考查欧姆定律的应用,一是对欧姆定律及变形公式的理解和简单计算,一般不加生活背景,以纯知识性的题目出现在填空题或选择题中:二是应用欧姆定律进行简单的串并联的相关计算.
例1 (2014.南京)如图1所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3 A;若再闭合开关S1,发现电流表示数变化了0.2 A.则电源电压为____V,R2的阻值为____ Ω.
思路分析:闭合s,断开S1时,电路为只有R1的简单电路,可知电源电压U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再闭合S1时,两电阻并联,则U2=U=6 V,因为R1支路两端的电压没有变化,所以通过该支路的电流仍为0.3 A,电流表示数的变化量即为通过R2支路的电流,则I2=().
答案:6 30
小结:本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用,关键是能判断出闭合开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流.每年的中招都有一个2分的这样的纯计算题目,以考查同学们对基础知识的理解和掌握程度.
例2(2013.鄂州)如图2甲所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图、2乙所示.根据图象的信息可知____.(填“α”或“b”)足电压表V2示数变化的图象,电源电压为____V,电阻R1____的阻值为____ Ω.
思路分析:国先分析电路的连接情况和电表的作用:电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测的是R1两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器(左侧)两端的电压.因为R1是定值电阻,通过它的电流与电压成正比,所以它对应的图象应是α,那么图象b应是电压表V2的变化图象,观察图象可知:当电流都是0.3 A(找出任一个电流相等的点,两图线对应的电压之和就是电源电压)时,U1=U2=3 V,根据串联电路中电压的关系可知,电源电压为6V,由于R1是定值电阻,所以在图象α上任找一点,代入欧姆定律可知()
答案:b 6 10
小结:欧姆定律提示了电流、电压、电阻三者之间的数量关系和比例关系,三个比例关系分别为:(1)电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,即()(2)电流一定时,导体两端的电压和它的电阻成正比,即().该规律又可描述为:串联分压,电压的分配和电阻成正比,即电阻大的分压多.(3)电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比,即(),该规律又可描述为:并联分流,电流的分配和电阻成反比,即电阻大的分流小.图象可以很直观地呈现这种关系,学会从图象中找出特殊点足解决欧姆定律问题的一大技巧,
第2节 动态电路中物理量的变化
重点考点
由于滑动变阻器滑片的移动或开关所处状态的不同,使电路中电流和电压发生改变,这样的电路称之为动态电路.这类题目涉及电路的分析、电表位置的确定、欧姆定律的计算、串并联电路中电流和电压分配的规律等众多知识,因此同学们在分析过程中容易顾此失彼,下面我们通过例题梳理一下解决这类问题的一般思路,
中考常见题型
题日常联系生活实际,以尾气监控、超重监控、温度监控、风速监控、身高测量等为背景,考查该部分知识的掌握情况,存中考题中常以选择题的方式呈现,注意:如果题目中没有特别说明,可认为电源电压和定值电阻的阻值是不变的.
例3(2014.济宁)小梦为济宁市2014年5月份的体育测试设计了一个电子身高测量仪.图3所示的四个电路中,Ro是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随身高上下平移.能够实现身高越高,电压表或电流表示数越大的电路是().
思路分析:图A中两个电阻R。和R串联,电流表测量的是整个电路中的电流,当身高越高时,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,电路中的电流越小,电流表的示数越小,图B中身高越高时,滑动变阻器连人电路中的阻值越大,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压的规律知道,R越大电压表的示数越大,符合题意.图B与图C中滑动变阻器的接法不同,图C中身高越高,滑动变阻器连入电路中的阻值越小,同理知道电压表的示数越小.图D是并联电路,电流表测的是支路电流,根据并联电路各支路互不影响的特点知道,不论人的身高如何变化,电流表的示数都不会发生变化,选B.
小结:分析这类问题依据的物理知识是:(1)无论串并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大,而电源电压不变,总电流与总电阻成反比.(2)分配关系:串联分压(电阻大的分压多),并联分流(电阻大的分流少).(3)在并联电路中,各支路上的用电器互不影响,滑动变阻器只影响所在支路电流的变化,从而引起干路电流的变化.解决这类问题的一般思维程序是:(1)识别电路的连接方式并确定电表位置.(2)判断部分电阻的变化.(3)判断总电阻及总电流的变化.(4)根据串并联电路的分压或分流特点进行局部判断.
例4如图4所示电路,电源电压不变,开关S处于闭合状态.当开关S.由闭合到断开时,电流表示数将____.电压表示数将 ________ .(均填“变大”“不变”或“变小”)
思路分析:当开关S.闭合时,电灯L被短路,电路如图5所示,电压表测的是电阻R两端的电压(同时也是电源电压),电流表测的是通过电阻R的电流.当开关S1断开时,电灯L和电阻R串联,电路如图6所示,此时电压表测电阻R两端的电压,它是总电压的一部分,所以电压表的示数变小;电流表测的是总电流,但跟S,闭合相比,这个电路的总电阻变大,总电压不变,故电流表的示数变小.
答案:变小 变小
小结:本题引起电表示数变化的原因是开关处于不同状态,解决本题的突破口是弄清楚当开关处于不同状态时,电路的连接情况和电表的位置.
第3节 欧姆定律的探究及电阻的测量
重点考点
电学实验探究题的考查比较常规,有以下几方面:(1)选取器材及连接电路:根据题目要求,分析或计算出电表的量程和滑动变阻器的规格,连接电路时开关应断开,滑动变阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.电表的量程和正负接线柱要正确.(2)滑动变阻器的作用:保护电路,改变电路中的电流或用电器两端的电压,实现多次测量.(3)分析实验数据得出结论.怎样分析数据才能得出结论是近年来考试的侧重点,要注意结论成立的条件和物理量的顺序.(4)多次测量的目的有两个,如定值电阻的阻值不变,多次测量是为了求平均值减小误差:灯丝电阻是变化的,多次测量是为了观察在不同电压下,电阻随温度变化的规律.难点是单表测电阻和创新型实验的探究与设计.
中考常见题型 中考常以“探究电流与电压或电阻的关系”“测小灯泡的电阻”和“测定值电阻的阻值”这三类题型,以实验探究的方式考查同学们的动手能力和解决实际问题的能力,在常规的考查基础上,近几年又融人器材的选取、电路故障的处理、单表测电阻及如何分析数据才能得出结论等探究内容的考查.
例5用“伏安法”测电阻,小华实验时的电路如图7所示.
(1)正确连接电路后,闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端.
(2)测量时,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图7乙所示,则,_____A,根据实验数据可得R2=____Ω.小华在电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外,还有____.
(3)如果身边只有一只电流表或电压表,利用一已知阻值为Ro的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx请仿照表1中示例,设计出测量Rx阻值的其他方法.
思路分析:闭合开关前,滑动变阻器的阻值应调到最大.由于测量的是定值电阻的阻值,所以,应该多次测量求平均值减小误差,这正是使用滑动变阻器的另一个目的.测电阻的原理是R=(),即用电压表测出未知电阻两端的电压,用电流表测出通过未知电阻的电流,就能计算出未知电阻的阻值.当只有电流表时,我们应设法“借到”电压,怎样让未知电阻两端的电压和已知电阻两端的电压相等呢?只有组成并联电路,示例也证实了这一点.同样道理,当只有电压表时,我们可以组成串联电路,这样可以借助通过已知电阻的电流来计算未知电阻,
(朱召友,2015-04-30上午)
对两节课的点评
各位领导、老师:大家上午好!
首先,请允许我代表大家感谢市教研室领导——时老师,邹平教研室领导——杜老师,以及美丽的礼参中学的领导,给我们大家提供了一次绝佳的学习与交流的机会,使我们受益颇多!
昨天下午,我怀着学习与鉴赏的心态观摩了四节好课。现只对其中的第1节和第3节课发表一下个人不成熟的看法。
由于两节课的执教者都是市级优质课的获得者,所以他们的教学设计和基本素质都很高,学生的表现也很好。本人只是一名普通的乡镇中学物理老师,由于水平有限,不敢过多地进行评判,点评只从个人角度出发,不当之处,敬请各位专家、同行和授课者批评!
先说一下这两节课的内容,第1节宋老师执教的是一节新授课,引导学生学习了功的概念和计算等内容;第3节徐老师执教的是一节复习课,引导学生梳理了欧姆定律一章的重点知识。
下面,我从教师素质、教学理念、教学目标、教学设计与实施四个方面分别评一个这两节课。
第1节 功
一、教师素质
宋老师的教学基本功扎实,语言规范,普通话好,教态自然,有较强的课堂驾驭能力。板书简洁,能熟练运用多媒体技术辅助教学。能将物理教学与生活实际相联系并且效果良好。
二、教学理念
综观整节课,可以看出宋老师在授课过程中基本能够面向全体学生,以学生为主体,体现了"从生活走向物理,从物理走向社会"的课标基本理念。如教学伊始,宋老师引导学生利用身边的物品,如书本、文具盒等感受做功,使学生在体验中思考、交流,领会什么是力学中的功。这些器材易得,效果良好。
宋老师授课过程中,突出了学生的主体地位,尽可能地发挥学生了的聪明才智。教学中主要使用了"问题引导学生活动问题引导学生活动"这样的模式组织教学,使学生的思维不停步,逐步将学习引向深入,实现了高效教学。为大家提供了一个概念课的高效教学样板。
三、教学目标
课程标准是确定教学目标的依据,根据学生特点和本地教学实际将教学目标细化是教学设计的第一步。
课程标准中对"功"这一知识的要求:
3.1.3结合实例,认识功的概念。
3.2.2知道机械功。用生活中的实例说明机械功的含义。
针对本节教学内容,宋老师制定的教学目标是:
1.知道力学中做功的含义。能说出做功包含的两个必要因素,并能判断出力是否对物体做功。
2.明确计算功的大小的表达式,以及表达式中每个物理量的物理意义和单位。
3.能应用公式W=Fs进行简单的计算。
目标的制定基本上是科学的,虽然没有点明"结合实例,认识功的概念。"但在教学中确实是结合实例进行的。
对教学重点、难点的确立也非常合理。
四、教学设计与实施
本节课的教学中,宋教师以故事引入,激趣引新,然后利用问题引导学生自主合作,探究交流。设计了前后连贯的五个活动:感受功、描述功、分析功、计算功、深化功,利用学案和问题引导学生逐步走进功的世界。这些活动突出体现了概念的形成过程,学生的活动比较充分,符合概念课的设计理念。最后盘点收获,进行总结。
整节课的教学结构合理,教学思路清晰,各环节的设计符合以学生为主体教师为主导的教学理念。每个教学环节的设计均以实现本节课的某个小的教学目标为基础,基本实现了教学目标。
疑惑1:引课的故事是否合理?这个故事越听越像个故事,不论是将30斤大米运回家,还是将一大桶水提回家,从物理学角度来分析,"大米"和"大桶水"的位置改变都是因为受到了力的作用,这个改变物置的力肯定做了功。所以说,"从力学的角度来看,基本上没有做功"这一说法是不严谨的,甚至可以说是错误的。
疑惑2:物理符号和语言是否范?物理量应该是斜体,而单位应该是正体,课件中忽而正体忽而斜体。教学中的语言"W2做的功多?"应该是"力F做的功".
疑惑3:焦耳简介是否过简,展示文字介绍后没等我读完一行,教师即可始问:你从焦耳身上学到了什么?
第2节 欧姆定律复习
一、教师素质
徐老师的教学基本功扎实,语言规范,普通话好,教态自然,具有较强的亲合力,擅于使用肢体语言,有较强的课堂驾驭能力,特别是对学生活动的组织和引导能力。徐老师特别注重对学生的鼓励和尊重,注重启发引导,注重利用学生已有知识开展教学。能熟练运用实验和多媒体技术辅助教学。
二、教学理念
徐老师这节课,以学生为中心,突出了学生的主体地位,能够做到有效引导,对于学生活动敢放擅收,培养了学生的学习兴趣和能力,展现了较好的课堂调控能力。
本节课,以电学中的两大实验为中心进行展开,体现了物理课以实验为基础的特点,注重了培养学生的思维能力和合作交流意识。
三、教学目标
课程标准中对"欧姆定律"这一知识的要求:
3.4.2通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。
针对本节教学内容,徐老师制定的教学目标是:
1.知道电流和电压、电流和电阻的关系。
2.理解欧姆定律。
3.会利用伏安法测小灯泡的电阻。
目标的制定基本上是科学的,虽然没有说明"通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。"但本节课是复习课,徐老师在教学中对两大实验的细致分析已体现了这一要求。
通过本节课的复习,虽然不能实现"理解欧姆定律"这一目标,但本节课已解决了一部分,后面跟上的习题课就会继续解决这一问题。
四、教学设计与实施
本节课,徐老师以实验引入新课,激发了学生的学习兴趣,集中了学生的注意力。然后利用精心设计的问题引导学生复习了欧姆定律(问题1)、探究电流、电压和电阻的关系(问题2)、伏安法测电阻(问题3)。
从目前教学来看,很多学生对电学实验复习的认识是浅层次的,不经教师引导,很难深入达标。
目前中考对电学实验的考查要求,不仅让学生知道实验目的、实验原理、实验器材、实验电路图、实验步骤和实验结论,还要求学生能明确实验目的,能理解实验原理和方法,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题,包括简单的设计性试验;能发现问题、提出问题,制定解决方案,并对方案进行评价。
徐老师这节课,通过精心设计的问题,一步一步,一步二步,引导学生深入思考两大实验,加深对实验的理解,使学生能够达到课标和中考对这两大实验的考查要求。
现在初中的复习课很难上,一是因为时间短,内容多;二是没有一个好的模式供借鉴。徐老师利用这节课,为大家提供了一节复习课的样板课,纯干货!这样的知识复习课,后面再加上一节习题课,效果肯定棒!
疑惑1:欧姆定律的内容和公式复习时,是否应该对适用条件"同一导体或同一段电路"进行强调?这可是学生在解题过程中容易出错的关键部位!
疑惑2:对画电路图的规范性是否应该加强?比如用直尺画。对学生画错的电流与电阻关系的图象的处理能否更加深入?U=IR.
一、辨析概念,夯实基础
任何知识的学习掌握都离不开基础知识。电学部分的基础知识多、散、要辨析清楚、固记脑中。
(一)、关于电路
1、串联、并联
初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式:串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型,可以根据定义:“逐个顺次连接”为串联,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间,(“首”为电流流入用电器的哪一端,“尾”指电流流出用电器的那一端)此电路为并联电路。
2、通路、开路、短路
电路中出现的这三种状态,其中通路为处处相通的电路,开路为电路中有处断开的电路,这两种状态易于接受,便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心,不知道何处短路,为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点,捷径是指这条路径中电阻很小,小到可以忽略不计、即为空导线,当一根空导线,或开关、或电流表(电阻小到可以认为没有)与某个用电器并联时,电流只走空导线,开关或电流表而不走用电器,使该用电器被短路,从而不能工作。
(二)三个重要的物理量—电流、电压、电阻
1、概念辨析
电荷的定向移动形成电流,这是电流的形成定义,简单便于理解;电压是形成电流的原因,没有电压就没有电流;电阻是指导体对电流的阻碍作用,即阻碍作用越大,电流越小。
2、表示符号
电流、电压、电阻三物理量分别用i、u、r表示,而单位表示字母分别为a(安培)、v(伏特)、ω(欧姆)。
3、工具的使用
电流表是测量电流的工具;电压表是测量电路两端电压的工具;调节电路中的电流和用电器两端的电压,可以使用滑动变阻器。
(三)电功(w)、电功率(p)
物理学中电功没有确切的定义,只是描述性的,当电能转为其它形式能时,就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能,如果知道了电功的多少,就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少,也取决于所用的时间的长短。
二、理解规律,把握关键
(一)三个物理量在串、并联电路中的特点
在串联电路中:电流处处相等;电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和;总电阻等于各导体的电阻之和。在并联电路中:干路中电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等;并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
(二)欧姆定律
一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要,一定要加强理解,熟记其使用的条件及注意事项。
(三)电功定律
某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压u,电路中的电流i,通过的时间t,三者的乘积来计算电功。
(四)焦耳定律
导体中有电流通过时,导体就要发热,此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究,做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
三、疏通关系,构建框架
在掌握了上述理论知识的基础上,还要想法疏通各个物理量之间的关系,熟悉各物理量的单位及换算关系,能够快速选择相应的计算公式,列式解答。
(一)重要的计算公式
1、三个物理量的关系公式
串联时:i=i1=i2;u=u1+u2;r=r1+r2(若有几个等阻值为r0的电阻串联则r=nr0)
并联时:i=i1+i2;u=u1=u2;1/r=1/r1+1/r2(若有几个阻值为r0的电阻并联则总电阻r=ro/n)
2、欧姆定律:i=u/r
此公式中只有电流、电压、电阻三个物理量,但它的作用非常重要。在使用公式时要注意:①三个物理量都要针对同一段导体,或同一个电路而言;②三个物理量的单位都要使用国际单位,即分别为a、v、ω;③已知其中的任意两个量都可以求出第三个量。
3、电功公式:w=uit;电功率公式:p=ui
电功、电功率这两个物理量的计算由于欧姆定律及其变形公式的影响,使计算电功率公式特别多,在选择使用时很难选择,所以要注意选取的技巧和方法,要求的问题所在电路为串联时:电功选用公式:w=i2 rt,电功率选用p=i2 r;而当要求所在的电路为并联时,则分别选用w=u2/r.t,p=u2/r,这样的选择都利用了所在电路的特点(电流相等或电压相等)加快解题。
4、焦耳定律:q=i2 rt
焦耳定律的公式与电功公式的形式基本一样,使用时同样要注意公式的选择问题,当所求问题的电路为纯电阻(除了电能转化为内能外,别无其他形式的能产生)电路时,几个公式可以任意选取;若不是纯电阻电路只可使用公式q=i2 rt不然的话计算有误。
(二)单位的换算
单位换算的前提条件有两个:一是记住每个物理量的单位及表示符号;二是要牢记各单位之间的换算进率。其中电流、电压、电阻这三个物理量的单位较多,注意每个物理量的任何两个相邻的单位间的换算进率都为1000。还要注意一点,由于欧姆定律及其变形公式的影响,电功、电功率,焦耳定律的公式较多,产生的单位同样很多,使用时各物理量均使用国际单位。
四、善于总结,归纳要领
下面的这些要领非常重要。
(一)串、并联电路的识别
上面已经提到区别它们的方法,在做题中要选取适当的方法,迅速作出判断。
(二)短路的辨别
把握短路现象的真正含义——电流不经过用电器回到电源的负极。注意电流的特性——电流走捷径。当在电路中发现有空导线,开关或电流表等元件与用电器并联时,相应的用电器被短路不工作。
(三)串、并联电路中的三个物理量的关系
两种电路中的三个物理量的大小关系,前面已说得较为详细,但这一点要特别重视,牢记串联时电流相等,并联时电压相等,这一点解题时作用特别大。
一、 简约、准确的源头分析是解决电学综合题的基础
初中电学知识面广、知识点杂、题型变化多、计算公式多.这是造成我们学习困难的主要因素.但如果能够对知识点源头进行有效的分析、整合,就能为我们指引出一条捷径,大大减轻同学们的学习负担.初中电学知识可以归纳为以下几点:
1. 一个定律:欧姆定律.欧姆定律是电学中的基本规律,是所有电学知识联系的纽带,是电学题考查的重点.欧姆定律是实验定律,在学习中同学们要掌握其科学探究的方法.
2. 二种连接方式:串联与并联.串联与并联是最基础的电学题考查内容,也是很多电学题分析、思考中必不可少的知识点.
3. 三个物理量:电流、电压、电阻.从某种意义上讲,电学题的计算就是这三个物理量之间的运算.因此,正确理解这三个物理量是学习的关键,明确每一物理量的含义及单位是学习的重点.
4. 四种仪表:电流表、电压表、电能表、滑动变阻器.对于电流表、电压表和电能表主要是掌握其连接方式、量程的选择、读数,这是实验题中经常出现的内容.滑动变阻器在生活实践中、电学实验中都起着重要作用,并且对电学题的变化也是起着媒介的作用.
5. 五个重要实验:探究串、并联电路电流的规律; 探究串、并联电路电压的规律;探究电流与两端电压、电阻的关系;伏安法测电阻;测量小灯泡功率.这五个实验都是历年来中考的热点.
下面以2011年泰州市中考试卷第三大题26小题为例进行具体分析.
图1是一台常用的电热饮水机,下表是它的铭牌数据,图2是它的电路原理图,其中S是温控开关,R是定值电阻,R是加热电阻.当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态.
(1) 在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2) 饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃,需用时14min[水的比热容为4.2×10J/(kg•℃)].求此加热过程中: ①水吸收的热量;?摇 ②饮水机的加热效率.
(3) 求电阻R的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率).
从知识点分析,这是一道电学与热学综合的计算题,是现在中考的常见题型.很多同学看到这样的综合题感觉束手无策,但如果我们静下心来,细心分析,就会找到解题的正确方法.
本题第一小题主要应用到电功率公式,第二小题应用到热量计算公式和效率问题,第三题较难一点,要求对串联电路和电功率公式能够熟练运用.
理清了题目问题的源头,下面就是解题策略的正确运用了.
二、 清晰、简便的解题策略是电学题有效学习的关键
1. 细读题目,正确审题
审题是解题的前提,对电学综合题的审题主要是明确题中的已知条件、学会通过题中的“关键词”找出隐含条件如:“正常发光”、“不超过”、“串联”、“并联”、“电压恒定不变”、“最大”、“最小”等等,而这些关键词往往是解题的切入点.另外还要分析待求物理量与已知量的关系等.
本题应主要关注加热功率和保温功率的区别,水桶容量和热水箱容量的区别,在计算时千万不要相互混淆.例外,本题中电阻R和R实际上都是定值电阻,不管是加热状态还是保温状态阻值都是不变的.只有对题目中的这些关键词有了正确的理解,才能够在解题中不走弯路.
2. 去繁就简,优化电路
在一些综合性较强的电学题中,当电路中的开关断开和闭合状态发生改变时,元件的连接形式往往发生了改变,画出等效电路图可简化复杂电路.特别在刚刚接触电学计算题时,要让学生养成多画等效电路图的习惯,多次练习之后,就会习惯成自然,即使不在纸上画出,在心里也会有一个简化之后的等效电路图.
本题电路图虽然简单,但同样能够进行电路的优化.本题中电热水机在加热状态和保温状态时,电路图可优化为以下两种:
① 在加热状态时,开关S闭合,电阻R被短路,电路可简化为图3.
② 在保温状态时,开关S断开,电阻和串联,电路可简化为图4.当这样的两个电路图呈现在同学们面前时,我相信同学们就能顺利解决问题了.
3. 有的放矢,选择公式
电学题中公式多,我们要能够根据题目中要求解的物理量选择合适的公式,在这个过程中,要注意与题目中的已知条件进行验证,以确定公式的适用性.
本题中第一小题要求解在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大.对于电流,与之相关的公式主要有欧姆定律和电功、电功率计算公式.但显然本题中的已知条件是电功率,所以我们主要运用P=UI这一公式进行求解.
第二小题计算公式比较明朗,Q=cm(t-t0),需要注意的是水的质量要由热水箱中水的体积求得.对于饮水机的加热效率问题,我们只要对比机械效率的求解就不难理解,即热水箱中的水吸收的热量与14min内饮水机消耗电能的比值.
第三问中公式的运用较复杂,但总体来说都是P=U/R这一电功率推导公式的运用,但在公式运用中,特别要注意各个公式运用时研究对象的同一性.
解题过程如下:
解:(1) I===2A?摇?摇 (要注意功率的选择)
(2) ① m=ρV=1.0×10kg/m ×1×10m=1kg?摇
Q=cmt=4.2×10J/(kg•°C)×1kg×(90°C-20°C)=2.94×10J
② W= Pt = 440W×14×60s =3.696×10J
η===79.5%
(3) R===110Ω?摇?摇?摇(注意公式运用的同一性)
R===1210Ω
R=R-R=1210Ω-110Ω=1100Ω
4. 善于总结,归纳要领
解决电学题不仅要“知其然”还要“知其所以然”,在学习过程中,不断的总结错误的原因,归纳解题的规律,注意举一反三,融会贯通,及时查漏补缺,自然会变难为易.据统计今年中考这道电学综合题失分较多,其主要原因就在于审题不清,公式运用不熟练.
中考题型每年都会有一定范围的变化,要能够在以后的中考中立于不败之地,不仅要熟悉各种典型题型,还要能够把握电学综合题变化的趋势.
三、 热门、实用的拓展分析是电学题有效学习的趋势
随着新课改的实施,以及与国际教育的接轨,中考物理题型已发生了很大的改变,由原来的纯理论试题向现在以实际应用题为主的转变.我们学生在学习时也要及早认识,及时转变学习方法,以适应电学题的发展.从近几年的中考题型来看,电学题综合题的拓展变化主要从以下几个方面入手.
1. 向科技前沿靠拢
物理学是一门应用型科学,物理学的学习和研究就是为了推动科技的进步,让物理学习回归本质才是符合教育发展的规律.
2. 与基础生产、生活相接轨
物理来源于生活须服务于生活,电学与我们的生活息息相关,电学题更应该回归生活.上题就是这类拓展的具体应用.
3. 在实际操作细节中分析问题
[关键词]物理模型 物理情景 数学模型 数学方法
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2015)06-0196-01
数学方法在解决物理问题中的有效运用主要体现在以下几方面:
一、用数学方法表述物理概念、物理规律
物理是一门自然科学,遵循自然规律。要学好物理,学生必须准确理解物理概念和物理规律,掌握物理概念的内涵和外延。解决物理问题,首先教会学生建立合理化的物理模型是前提,恰当运用数学方法是解题的必备手段,数学知识是学习物理道路上必备的阶梯。但是也要注意到数学和物理两门学科既有联系,又有区别。
(一)常常用各种数学工具表述物理概念、物理规律
如方程式、代数式、函数式、函数图像、几何图形、矢量运算等等。但是运用的同时也要注意物理和数学是有不同要求和含义的。数学上可以把任意未知量用X或Y代表,但是物理上不可以,每一个物理量都有其特定字母表述,可以在特定字母上加上下角标,但是不能随意改变字母所代表的物理含义。如物理中P代表压强,F代表接触面上受到的压力,S代表受力面积。我们用数学的方法表述了压力、压强、受力面积三者之间的关系,但是这些字母不能随意更改,并且在数字代入公式进行计算以前必须统一计算单位为国际单位,否则得到的结果一定不正确,因为在物理解题过程中单位参与运算。
(二)用数学方法记录、理解物理规律,一定要学生谨记适用条件和适用范围
如欧姆定律中:电阻一定时,通过导体的电流与通电导体两端电压成正比;导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体本身的电阻成反比。但是在个物理量的取值上要注意:电流、电压、电阻只能是正值,不可能取负值,而且在运用此公式进行计算时必须注意统一性、同时性,这也正是很多学习电学知识的同学认为电学难,欧姆定律是学习的瓶颈的原因。因为他们没有把握住知识要点,没有理解“统一性、同时性”在解题中的重要性。欧姆定律变化公式求电阻,从数学角度看符合导体本身的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反的规律,但是在物理学上却是不对的,因为导体的电阻与电压、电流无关,只与导体本身材料、长度、粗细、温度有关,电阻是导体本身的一种性质。
二、用方程表达物理关系、解决物理问题
学生往往在数学中会列方程解方程,但不会求解物理关系式。该如何解决呢?教师应教会学生将物理关系式与数学方程概念有机地结合起来,让学生理解物理关系式实际上是将方程概念赋予了具体实际的内容。在建立物理情境的基础上,利用数学方法求解物理问题。可以看出物理中力的平衡式实际上就是数学中的方程式,教师再引导学生利用数学方程思想来求解物理问题。通过例题分析、训练,学生逐步增强数理结合的意识,能将物理问题自觉地灵活地转化为受物理规律制约及显示物理规律、物理情境的数学问题。
三、物理动态模型与几何图形的转换
在解决杠杆的动态变化问题时,当做出力臂之后,我们可以发现力臂之比本质上是相似三角形的对应边之比。从物理学角度看这是杠杆模型的动态变化问题,在解决问题过程中,我们只是提取初始和最终的两个特殊静止状态,这两个状态的力臂恰好转化为一对相似三角形,将多个物理状态简化为一套几何图形,使问题答案直接明朗。
四、利用函数图像理解物理意义
物理规律、物理量之间的关系可以用图像表达出来。但是有的学生不能将函数图像与物理知识联系起来,造成解决物理题的困难。想要解决这个问题,首先要让学生明确,横纵坐标表示什么物理量,再分析这个图像表示的物理意义。
(一)函数图像的“点”对应物理的某个状态
物理情景可以分解数个连续不断的具体状态,以这些状态中的物理量为坐标,便可以形成表示整个情景的函数图像。函数图像可以形象、直观地反映物理问题。一方面从图像的折点处很快找到解决问题的方向,运用函数解析式的方法求解;另一方面可以找出图像与坐标中的交点对应物理的某个图线状态求解;还有图像的“线与线的交点”对应物理的某个临界状态。
(二)数学函数图像的“线’对应物理的某个过程
数学函数图像的“斜率”对应两个物理量之间的比例关系。如:路程和时间图线,斜率越大,代表物体运动的速度越快。
(三)数学函数图像中线与坐标轴围成的“面积”体现累积效应
1教学流程
在“课题探究”教学模式下,一节完整高效的课堂模式应围绕下面的环节来设计:
确定
教学课题学生
自主探究教师指导
组织探究小组学习
尝试实践总结反思
体会成功
确定课题该环节是教师对教学内容进行处理,使之成为具有探究价值的课题.
自主探究课前教师将探究的课题告诉学生,学生利用已有的知识,小组合作进行初步探究.
组织探究在初步探究的基础上,学生之间,师生之间展开深层次的探究.
尝试实践根据教学内容,该环节可以在课堂进行,也可以留在课后,其目的是让学生在探究出基本规律之后,用来尝试解决实际问题,直到完全掌握规律.
总结与反思在学生完成了对课题的探究之后,小组之间、师生之间进行总结反思,包括探究过程中用到的思想方法,探究中不成熟的地方等等,为以后的探究学习积累成功的经验.
2操作方法
2.1确定课题
从教学内容看,物理教学中一个有利的因素就是可以把一节内容作为一个课题来探究学习,在这之前,教师对教材内容进行科学处理,对探究的方向与层次进行科学设计.以北师大版九年级物理第十二章第三节《串、并联电路中的电阻关系》为例,探究目标如下:
(1)教材中用一个与R1、R2效果相同的电阻R替代了上述两个电阻,用到了什么研究思想?
(2)串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律你能得出两个电阻两端的电压吗?
(3)得到电压之后,利用串联电路中总电压等于各部分电压之和,你能得到什么关系式.得出关系式后进行化简,讨论串联电路中,等效电阻与各串联电阻有何关系?
(4)根据欧姆定律得出,U1=IR1,U2=IR2,等式左右两边相除后,发现串联电路中电压与电阻有什么关系?
(5)根据以上的探究思路,并联电路中电流与电阻有什么关系?
(6)串联电路的等效电阻与每一个电阻的大小关系如何,并联电路呢?
(7)在串联电路中,一个电阻变化,等效电阻怎么变化,并联电路中呢?
在上述内容中,(4)、(6)、(7)在教材中并没有体现,但是要把它作为一个探究内容来设计,因为这三点很好地体现了物理与数学的结合,有利于培养学生的分析能力.在传统的教学设计中,(4)、(6)、(7)三点是通过教师的板演讲解把结论强加给学生,而在新的教学模式下完全是学生自己动手、动脑、合作探究得出的,体现了新课标强调的知识的获取过程与方法目标.
2.2合作交流,自学探究
(1)给学生充足的探究时间
完成课题探究,达到教师预设的探究层次,一节课根本是不可能的,因此在探究课题确定以后,教师在课前将它提供给学生,以争取尽可能多的探究交流时间.
(2)确定明确的探究目标和任务
课题探究是一种开放的教学模式,而自主探究环节又是学生之间的交流与合作,确定明确的探究目标和任务就显得十分重要.探究目标和任务要体现层次性、激励性、可操作性、启发性.以北师大版九年级物理第十二章第四节《欧姆定律的应用》为例,探究目标和任务如下:
①用欧姆定律测电阻的实验中,如果电流表坏了只有电压表,还能测出导体的电阻吗?
②如图1所示,R2的阻值是5 Ω,电压表V1的读数是3 V,V2的读数是6 V,电阻R1的阻值是多少?
③没有电流表,如何知道通过电阻的电流,能直接得到吗?(提示学生:转换研究对象)
.④本题中,流过R2的电流与流过R1的电流有什么关系,此时电压表与定值电阻R2并联相当于什么仪器?
⑤知道了待测电阻的电流,还需要什么量就可以测出其电阻,这个量依靠什么测得?
⑥为保护电路和调节电压,还应该加一个什么仪器?
(3)指导学生认真阅读课本,做好自学探究的最基本环节;
(4)开放实验室与阅览室,为探究学习提供条件.
2.3组织课题探究
该环节是指在自学探究的基础上,在课堂中展开生生之间、师生之间的相互交流与探讨,过程如下:
(1)小组代表发言
针对自学探究提纲,课堂上选取个别小组汇报研究成果并说明研究的过程与方法.这样做的目的有三个:一是培养学生的概括能力和表达能力;二是了解学生自学探究的程度,获取反馈信息;三是通过激励探究效果,在探究过程中形成比、帮、超的浓厚学风.
(2)小组交流
学生之间继续就自学探究中的目标提纲展开讨论,这样做有两个目的,一是希望通过讨论在学生之间产生相互启发、相互促进的作用;二是对探究成果不佳的组员,帮助他们相互启发进一步探究,直到取得最佳成果.
(3)师生之间的专题讨论
讨论结束后,大部分问题已经解决,对于重要的概念和规律的建立过程和研究问题的方法以及如何将问题再拓展,在师生之间展开专题讨论,这是一种研究方法的示范,又是对所学知识的整理与再认识.专题讨论可以围绕以下几个主体进行:
①对概念规律的建立过程展开讨论
让学生经历知识探求的过程,无论是从掌握知识的角度还是研究方法的角度,都是一种科学的选择.比如密度、速度、磁场等概念,都需要通过探求概念的建立过程来掌握.
②对规律的应用拓展展开讨论
物理教学中的许多内容都是基本规律的应用,如密度公式变形,浮力、压强、电路串并联知识等,这些知识的重点是如何应用它们来解决实际问题,我们可以以基本的原理为依托,在应用时深化与拓展.
③对物理思想和研究方法展开讨论
在解决物理问题的过程中,包涵着丰富的物理思想和物理方法,如控制变量法,转换法等,但思想和方法有时是隐性的,这就需要教师适时地加以引导和挖掘.
如在北师大版九年级物理《欧姆定律的应用》中,就是利用了等效替代法.在讨论中将思想与方法挖掘出来,让学生体验与领会,无论对科学思想的理解还是对形成问题的策略都是十分有益的.
(4)尝试实践
本环节实际就是对知识的应用过程,可以放在课内,也可放在课外,主要从以下三方面入手:①有针对性的习题训练:题目的编写侧重于一题多问、逐渐递进,对学生思维过程进行考察;②能力提升的思考训练:这是一种对知识的整理和再认识的过程,让学生将所学的知识转化为自身的知识结构;③动手实验的应用性训练:通过学生动手实验来解决问题,运用“实践-理论-实践”的认知规律,也符合新课标的要求.
(5)总结与反思
在以上环节完成之后,让学生对所学的知识以及研究方法进行一次回顾和总结,总结成功经验,反思不足之处.主要从以下几方面进行:①从知识学习的角度出发,回顾知识是如何产生与发展的,将知识的来龙去脉搞清楚,与所学知识相对应的典型物理事实有哪些;②从所学知识最本质的要义出发,掌握知识的精髓,能用画龙点睛的语言描述知识的本质;③从研究方法的角度出发,领悟探究的总体思路,产生登高望远,一览众山小的效果;④从探究过程蕴涵的物理思想出发,体会物理学中的归纳演绎、控制变量、等效替换等思想,培养学生科学探究的精神.
3“课题探究”教学模式的实施反思
新课改环境下教学模式的创新探究仍处于起步价段,不少教师在认识上还有误区,甚至有抵触情绪,不能处理好新模式与传统模式之间的关系;有些教师在探究目标和提纲设计上存在能力上的问题.因此在“课题探究”教学模式下的课堂教学中要注意以下四点.
3.1新教学模式并不排斥传统的教学模式
时下,有些教师正在走向一种误区,逢上课必言创新,而不考虑其必要性和可行性.撇开课堂教学中教师的主导作用、授课艺术以及课堂效果,一味追求表面的奢华,结果不是分散了学生的注意力,就是使教师在课堂上顾此失彼,反而降低了课堂效果.实际上,有些教学内容,用传统的教学方法也可以很好地解决问题.因此,必须破除“创新迷信”,在授课前充分论证教学创新的必要性和可行性.
3.2新教学模式的实施可借助于教学媒体,以突出教学重点,突破教学难点
在新的教学模式里应用教学媒体辅助课堂教学,就是利用其交互优势和试听优势,将抽象的,难以用语言来表达的概念和理论以形象的、易于接受的形式呈现给学生.比如在《磁场》这一节,先让学生在脑海中构建磁感线的分布,学生的兴趣非常高.教师再用媒体技术模拟各种磁场的磁感线分布,将学生难以理解、教师难以表达的磁场分布呈现在学生面前,使原本枯燥的教学活动充满魅力.可见,在遵循学生的心理特点、感知规律和认知水平的基础上,恰当利用教学媒体既能调动学生的积极性,增强知识的记忆效果,又能加深概念的理解,顺利突破难点.
3.3新教学模式要灵活处理好教师、学生、教材之间的关系
新的教学模式中教师、学生、教材三要素彼此联系,相互作用而形成一个有机整体.在课题实施中,必须正确地处理好三要素之间的关系.新的教学模式仍然要充分体现教师的主导作用和学生的主体作用.有些教师要么把课堂变成个人独秀的舞台,教学内容强加硬灌,要么干脆利用媒体辅助完全代替教师,课堂声光流动,华而不实.
教学质量是教学效果的重要参数。良好的教学方法是提高教学质量的有力保障。在进行初中物理总复习过程中应注意以下有关问题。
一、以“本”为本
注意书上的原文、原图、原题在中考试题中的再现。所以必须要求学生全面、仔细地阅读、理解课本,特别是书上每节后的“想想,议议”及小制作、小实验和课后阅读、练习、习题,注意有关概念、公式、单位和某些物理含义的理解。
二、加强开放性试题训练
随着考试体制的改革,近几年来,开放性试题在试卷中所占的分值日益增加,所以我们在复习过程中必须加强这方面的训练。开放性试题在物理试卷中主要有以下几个方面。
1.电路设计
主要培养学生的动手能力,考查学生的实验能力和设计能力,体现学以致用的教学观点。
例1.现有一只“6V 3.6W”的灯泡,电压为9V的电源,开关一个,接线夹一个,导线若干,还有一电阻丝(0.5Ω/cm)。(1)设计可调光电路;(2)求连入的电阻丝的长度。
2.黑匣子问题
主要培养学生的空间想象能力,考查学生电路分析能力。
例2.如图所示,方框内有Rl=10Ω,R2=40Ω的两个电阻。要求:RAB=50Ω,RBC=40Ω,RAC=10Ω,画出电路图。
3.阅读理解
主要培养学生的发散思维。特点是从物理知识出发最终归结到物理知识中来。考查学生对物理知识、物理规律及物理现象的理解。
例3.《堂?吉诃德》一书中有这样一段故事:人们为了戏弄堂?吉诃德,让他骑在木马上,说只要闭上眼睛,木马就会腾空而起,带着他和他的侍从到他们想到的地方。他闭上眼睛骑上木马,只感到身边有一阵风吹过,跟骑在真马上一样,他自以为木马腾空而起,高兴地说:“我一生从来没骑过这么快、这么平稳的马。”其实,那些人是用几个大风箱朝堂?吉诃德吹风,木马待在原地,一动未动。这则故事是根据物理学中的什么原理描写的?
4.理化综合跨学科试题
主要培养学生全面发展能力,具有较强的综合性。
例4.如图所示,等臂杠杆已平衡。若再向两盘加入等质量的Zn,待反应完全后,其能否重新平衡?
这方面试题多与化学反应、浮力、杠杆、压强等知识联系在一起,须特别注意。
5.把握科技动态,关注新技术、新信息与物理知识的联系。
三、加强实验能力培养
近几年来,物理实验已打破以前中考中的传统方式,其主要原理来源于课本,但又不限于课本。主要联系生活应用,培养学生的创造性思维。
例5.给你一只1500R/kWh的电能表,白炽灯4只、电视机一台,“220V 400W”电熨斗一个,“220V 800W”电饭锅一个。请选用合适的用电器设计方案测线路中的实际电压。(1)写出实验步骤;(2)写出应测物理量;(3)写出计算实际电压公式。
四、加强电路故障分析训练
主要考查学生实验能力及解决实际问题能力,具有较强的实用性,需对欧姆定律有全面理解。
例6.如图所示,闭合S后灯不亮,经初步判断由于灯泡开路或短路引起。试用一只电压表在不许拆开电路情况下,对故障进行检测,请写出检测方法与过程。五、加强计算综合能力训练
计算题在中考试卷中分值最高,综合能力最强,主要有以下三大类型需加强训练。
1.热学计算
这类题已脱离了原有的单纯的热量,主要以热电利用的现实问题为主。主要考查热量公式和焦耳定律推导,即cmΔt=I2?R?t?η=(U2/R)?t?η=pt?η=U?I?t?η等。
例7. 标有“220V 1000W”的电热壶中,装有20℃、2kg的水在额定电压下,正常工作10分钟,产生热量的85%被水吸收,能否使水温升高到100℃?
2.力学计算
这类题主要以密度、浮力、压强为主,结合现实事例,起点高、落点低,主要考查学生理解能力。
3.电学计算
这类题主要以转换开关和滑动变阻器为主,利用欧姆定律和电功、电功率等知识联系方程求出结果。[TPWJ-4-28.TIF,Y]
例8.如图所示,电源电压为6V不变,L1标有“8V 8W”,滑动变阻器最大值为20Ω。(1)当P在b时,开关S1闭合,S2开,电流表示数为0.2A,求电压表示数和L2电阻;(2)当P在a时,S1、S2均闭合,求L1消耗的实际功率和电流表示数?
关键词 初中物理 教学语言 艺术
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2015)17-0047-02
物理学既是一门科学,更是一门艺术。教师的课堂教学语言是学生赖以获取知识、提高能力的桥梁,教师语言艺术往往直接影响着学生的学习效果。所谓语言艺术,就是要求教学语言的规范和艺术性的统一。不同的职业要有不同的特色语言,作为物理教师,其语言的特点既有教学语言的共性,还应有物理教学的个性。如何通过闪耀着智慧火花的教学语言,化深奥为浅显、化抽象为具体、化枯燥为生动,从而激发学生的学习兴趣,提高积极性,发展智力,培养学科思维品质呢?
一、课堂语言要有准确性
物理学是在实验的基础上通过概括、归纳、推理、总结而建立起来的一门科学。物理教学语言的准确性,表现在教师准确地表述物理定律、定理、概念、定义、现象、过程等。否则,表述一字之差,意义相差甚远,甚至发生歧义。
比如学习物质密度,说成物体的密度;又如“速度”与“速率”,前者是矢量,既有大小,也有方向,后者是标量,仅仅指大小;“力臂”是指“转轴到力的作用线之间的(垂直)距离”,而不是指“转轴到力的作用点之间的距离”;理解欧姆定律的数学表达式“I=”,对I、U、R的物理意义,片面通俗说成是电流、电压、电阻,这样学生就容易产生歧义,因为学生在应用欧姆定律解题时,只要知道其中的两个物理量就去求第三个物理量,却忽略了这三个物理量是对同一段导体而言的,容易“张冠李戴”。
物理学基本概念是物理学理论的根基和精髓,是物理学大厦的砖石。如果没有准确、严密的物理概念,也就没有定量的物理学。如果学生没有建立起一系列清晰、准确的物理概念,不能理解特定的词语所代表的物理概念的含义,就失去了进一步学习的基础。可见,物理概念的准确掌握是物理学习成功的关键。
为做到物理教学语言规范、表述准确,在备课时还得认真查阅资料,反复推敲比较,透彻地理解教材中有关概念的实质和术语的涵义。如“物体由于惯性而保持原来的运动状态”,决不能说成“物体受到惯性而保持原来的运动状态”;讲磁场这一概念时,应说“磁体周围空间存在磁场”,不应说“磁体周围空间叫磁场”,对物理概念中涉及到“物质”与“物体”“属性”与“特性”等用词也应注意严格区分,切忌用语过于随意、口语化。
二、课堂语言要有逻辑性
语言有逻辑性是指语言要前后一贯,上下承接,顺理成章,合乎思维的逻辑结构、规则和规律。物理教学语言的逻辑性,表现在教师要敏锐把握问题的本质,表述条理清晰,层次分明,启承转合,分析由表及里,由特殊到一般。倘若教师能够深入挖掘教材内容间的内在联系,运用逻辑推理一步接一步、一环扣一环进行教学,就能层层深入。
比如,光的反射定律中“反射光线在入射光线和法线所决定的平面内;反射光线和入射光线在法线的两侧;反射角等于入射角。”不能将“所”漏掉,也无须在“平面”之前加什么修饰,不能把“反射光线”和“入射光线”位置互换,更不能说“入射角等于反射角”,这是物理语言的严谨性和逻辑性的要求。又如不能把“加速度跟质量成反比”说成是“质量与加速度成反比”等等。否则违背科学,不符合思维逻辑。
缘于学生思维的组织性、条理性差的原因,学生思考问题时往往靠直觉经验判断,被个别事物的表面现象所迷惑,“想当然”的推理。如“摩擦力就是阻碍物体运动的力”“物体浸入液体越深、所受浮力越大”“功率越大的灯泡,其电阻越大,灯丝越细”“重的物体下落快”,“真空具有吸力”“力是物体运动的原因”等观念的形成就是这种思维特点的反映。
为做到物理教学语言合乎思维的逻辑,教师应该对每课教材做深入分析,弄清要讲的知识的来龙去脉,掌握其确切的含义及其规律,精心组织教学语言解读,确定怎样开头,怎样过渡,怎样结束,科学阐明概念规律的物理意义。这样言之有序,思路才可能有条不紊,讲解才会条理清晰,使学生在重点、难点、疑点等关键问题上能够得到透彻的理解,才有利于学生物理思维能力、思想方法、思维品质的培养。
三、课堂语言要有简练性
语言简炼就是指教学语言要简要、精练。用符号表示一个物理量或单位或某一概念,用概念来概括某一物理现象、过程、规律的内涵和外延,用公式来描述几个物理量或物理概念之间的内在的必然的本质的联系,用示意图来形象直观阐述内容广泛的定律或过程复杂的物理现象,无不说明物理语言是最简单明了的。
[分析]对图像中直线在两轴上的截距的物理意义进行分析,便可获得解题突破。直线在纵轴上截距的物理意义解答该题的最主要的特征就是如果按平时习惯的思维,凭直觉和表象来理解物理图像,总是会过度的强调矢量性和动态的,过多地考虑图像的斜率的变化,解题难度自然就增大,而从图像的外延的含义去考虑得出重力加速度,只要正确理解这里的负值表示的是加速度的方向就可以了,在此基础上再来理解图像的斜率就简单多了,同时这里的图像的外延的含义也是与背景和实际相符,这样解题思路就开阔了很多。
通过对图线的外延的含义和与实际相联系的理解,经常进行一些合理外推,就更能激发学生的发散思维能力,活跃学生的解题思路。将这种合理外推运用到其他的一些实验问题上,既能开拓学生的思路,实现一题多解,又能培养学生创造性思维。
例1.在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1Ω和1kΩ,下面分别为实验原理图及所需的器件图。(图2,3)
(1)试在下图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路。
(2)一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图4中画出U―I图线。根据图线读出电池的电动热ε=?摇?摇 ?摇?摇V,根据图线求出电池内阻r=?摇?摇 ?摇Ω。
(1991年全国高考题)
[分析]电源电动势ε和内阻r是电源的两重要特征量。干电池内阻约零点几欧(比铅蓄电池内阻大),不能提供大电流(比铅蓄电池要小得多)。一般额定电流在零点几安。电动势约为1.5V,所以实验用电压表应选0~3V档。电流表应选0~0.6A档。因为电压表内阻大,Rv>>r,在电路中分流作用很小,而RA――电流表内阻――尽管很测量电路应采用电流表内接法。
从测量原理上看,由全电路规律U=ε―Ir,因电源电动势ε与内阻r对一给定电源通常认为是不变的,此式表明端电压U是电路电流I的一次函数.只要改变外电阻大小,就可获得各组U、I数据。作U―I图
由以上分析本题可解答如下:(1)电路实物连接图如5所示。
(2)根据测得的数据所作U―I图像如6所示。
从图像中得答案:ε=1.46V,r=0.72Ω。
在对该题的分析解答过程中,关于电源电动势及内阻的测量,实际上要求用数学图像法处理,这是高考对实验能力考查的一个重要方面。用图像法处理数据求测量值,可以简化复杂计算并起到取平均值减小随机误差的作用,同时该题用描点法得到图像以后再进行合理的外推,外推得到的与纵轴相交的截距为电源电动势,与横轴相交的截距为短路电流,虽然不也许短路和真正做到电流为零,正因为如此才需要对图像进行外推,但毕竟其外延的含义与背景和实际相符,所以还好理解。
被测电源的电动势和内阻?
[分析]本题可以用解析来解,即改变电阻箱R取两个不同阻值时对应的电流表的示数,根据闭合电路欧姆定律列方程组求解,但为了减小误差使结果更趋合理,本题可采用图像法处理实验数据,若用图像法则为了得到一条直线,可先建立线性方程,即由闭合电路欧姆定律:
电源的内阻r。
值得注意的是本题一方面建立图像的目的性很强,这本身就要求我们要有很强的思维能力,另一方面是对应纵轴截距为负值,而电阻值不可能是负值,电流的倒数为零即电流为无穷大也是不可能的,这就与背景和实际不相符,理解起来就更加困难。但正因为如此,就更能体现合理外推是一种重要的物理思维方法,它能得出物理图像的外延含义,虽然没有具体的物理意义,但它就象理想化模型一样,具有更大的思维空间,如果能够多进行这方面的思考,可以引发我们的发散思维能力,对有些难点问题就能够发挥自己的想象把问题弄清楚。
无限外推,朝r增大外推就能很好的理解理想气体的概念,朝r增大外推不能与分子间距不可能为零这一实际背景相符,但也能给我们一个充分的想象空间,对学生理解分子势能的正负、分子力和分子势能的变化规律有很大的帮助。