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欧姆定律比例问题8篇

时间:2023-07-18 09:35:10

绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇欧姆定律比例问题,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

欧姆定律比例问题

篇1

关键词:物理定律;教学方法;多种多样

关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。

(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

(5)动量守恒定律历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量,使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。

篇2

一、牛顿第一定律。采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的含义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当做第二定律的特例;惯性不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以......”教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

二、牛顿第二定律。在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应注意公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

三、万有引力定律。教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力常量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

四、机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

五、动量守恒定律。历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。

六、欧姆定律。中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I=U/R或U=IR。教学时应注意:①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言;“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的三个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念,并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I=ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式,要明确它们的物理意义。⑤教师应明确,普通物理学中的欧姆定律公式多数是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否,R=U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义式。中学物理课本不把 R=U/R列入欧姆定律公式,是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。

篇3

(1)牛顿第一定律。采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当做第二定律的特例;惯性不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

(2)牛顿第二定律。在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

(3)万有引力定律。教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

(4)机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

(5)动量守恒定律。历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。

(6)欧姆定律。中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I=U/R或U=IR。教学时应注意:①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言;“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的3个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念,并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I=ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式,要明确它们的物理意义。⑤教师应明确,普通物理学中的欧姆定律公式多数是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否,R=U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义。中学物理课本不把 R=U/R列入欧姆定律公式,是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。

篇4

例1如图1所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片在某两点间滑动时,电压表的示数在7.2V~10V范围内变化,电流表的示数在0.2A~0.48A范围内变化,求电源电压U和定值电阻R1的值。

分析电路在两种状态下,电流表、电压表示数的对应关系不能搞错。当电流小时,R1两端电压小,R2两端电压大,此时R2阻值也大。因此,当电压表示数是10V时,电流表示数是0.2A。

一、解题方法比较

大多数同学习惯从整体上用欧姆定律公式解题,即将三个基本量合用于一个式子。

(一)列方程组法

在此题目中,无法找到“同一状态”下,与所求量U或R1在同一段电路中对应的另两个量的具本数值,由此想到用列方程组的方法解之。

建立方程组就是利用一定的关系,在不同状态下将所求量与对应的已知量组织在一起。下面是几种列方程组的方法。

1.表示电路中不变的量。

不管滑片如何滑动,引起怎样的变化,在电路中总存在着不变的量(往往就是所求的量),可用变化的量表示这些不变的量。

(1)电阻器R1的阻值不变

(2)电源电压U不变

②U=0.2R1+10U=0.48R1+7.2

2.利用电路中不变的关系。

不变的关系就是电路三个基本物理量间的关系,根据电路的特点和方程中应包括所求量的要求,建立方程组有以下三种方法。

(1)电阻关系。

在串联电路中电阻的关系是:R=R1+R2,为了简化方程组,可先计算出变阻器在两种状态下的阻值(用电压表和电流表对应的示数计算,分别是50Ω和15Ω)。

(2)电流关系。

在串联电路中电流处相等,即I=I1=I2。但在本题中只需用与所求量有关的部分,即I=I1。R2的阻值可先求出。

(3)电压关系。

在串联电路中电压的关系是:U=U1+U2,建立的方程组与方程组②相同。

3.表示已知量。

用所求量表示已知量的数值,可将它们组织在一起,从而建立方程组。

(1)表示电流

(2)表示电压

⑥7.2=U-0.48R110=U-0.2R1

由上可知,列方程组的方法很多,列出的方程组形式各异,但每个方程组都可通过数学变形而相通。但解方程组②和⑥要简单一些,因其与另外几个方程组相比,可省去去分母的麻烦。

(二)比例法。

克服思维定势的影响,若将欧姆定律分而用之,即分别利用其中的两个比例关系,反而能更好地体现定律的实质,使解题过程更简洁。

1.电压相同时,电流与电阻成反比。

利用这一反比例关系,一定要注意其前提条件是“电压相同”。分析题意知,电路中只有电源电压(即总电压)不变,因而电流应与总电阻成反比。可先用对应电压、电流值求出R2的阻值。

2.电阻相同时,电流与电压成正比。

同样,利用这一正比例关系,也要注意其前提条件:电阻相同。由题意知,电路中只有定值电阻R1的阻值不变,因而可用“R1中电流与R1两端电压成正比”例方程。

(三)比差法。

在比例法的基础上,能不能再次“由分到合”是很多同学思考的问题。能否由欧姆定律整体使用而求解呢?

仔细推敲欧姆定律内容:当电阻不变时,电流与电压成正比。当电压发生变化时,电流发生相同比例的变化。即电压的差值与电流差值的比值(导体的电阻)是不变的,以下面推导佐证之。

因此,可以用比差法――电压差值和电流差值的比,求出定值电阻,继而求出其他相关量。实际的电路问题,基本上是通过改变开关的状态,或滑动变阻器滑片的位置来改变电阻,从而改变某部分电路的电压和电流,故此方法适用性较强。

本题中电路仅分成两部分,一部分电压增大值就是另一部分电压的减少值,即ΔU1=ΔU2。

纵观三类方法的解题过程,一般来说,比差法较为简洁,为首选方法,其次是比例法,再次是列方程组法。

但它们的理解难度则依次降低,运用比差法则还需经过简单的推导。但我们应不惜“多费一些功夫”,努力理解和使用简单方法,因为我们都懂得“磨刀不误砍柴功”的道理。

二、巧用条件,善用“比”的形式解题

运用“比”的方法解题,可省去很多解方程组的繁琐步骤,提高解题速度。只要巧妙利用问题中的条件,大多数这类问题中构造“比”式是比较容易的。

例2如图2所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P滑至a端时,电流表的示数是0.6A,当滑片P滑至b端时,电压表的示数是6V,R2的最大阻值是30Ω,求电源电压U和定值电阻R1的值。

分析只要着意从“比”式入手,便可知晓题中条件的应用方法。

1.比例法。

需先计算出滑片P滑至b端时的电流值:

以下可用两种比例关系解题:

2.比差法。

需计算出通过定值电阻R1的电流变化值及两端电压变化值。

ΔI=I-I′=0.6A-0.2A=0.4A。

ΔU=U-(U-U2)=U2=6V。

善于用“比”的形式解题,但不是说每一个问题都一定要用这个方法,因为我们需要通过一定的过程来构造“比”式。若能根据一定关系,直接利用已知条件,列出简单的方程组(如例1中②和⑥方程组),也不失为好方法。

篇5

关键词:初中物理;电流表电压表;实验观察

对于刚刚升入九年级的学生来说,九年级电学知识在近几年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相应比例少点,八年级物理明显的不同点是:八年级物理各章相对独立些,特别是沪科版上册是声学、光学、物质的形态及其变化、物质的质量与密度,下册是力学知识:力与机械、运动与力、压强与浮力。所以某部分没学好,其他章节还能迎头赶上。我个人认为这是怕学生在学习的过程中枯燥乏味。而到九年级,开篇就是电学,大部分时间都在接触电学,电学的学习就像爬山一样,一开始如果就很累的话,那么越学到后面越吃力,到后来就根本爬不动,不可收拾,有的同学要补课还不知从何补起。所以,可以说,学好了电学就是学好了九年级物理。

一、注重学习效率,上课时专心听讲,是学好电学的主要途径。

课堂中的例题分析,考后试卷错题的讲解,只有真正听懂、理解了、消化了,课后是不需要死记硬背的。对于教师而言,学生实验自己做了,结论自己得出了,规律也会找了,但后面紧跟着的是大量的练习,来巩固对理论的理解。所以必须要有多种形式的教学手段来吸引学生上课认真听讲。有时连续几节课都是讲、练习题,必然会有些枯燥,这时教师除了运用多媒体手段教学,还可以进行学生编题比赛、学生纠错等多种教学手段,有时教师还可以故意设下陷进,让学生去犯错,然后让他们自己去“钻”出来,学生必定有一种释然的感觉。种种方式或手段目的都是为了调动同学们的积极性,让枯燥的习题课上得生动有趣。

另一方面,由于学生学得好坏有差异,学生的成绩也就有差别,所以整堂课的例题选择要顾及到绝大多数学生。

二、电学的学习,要注重学习方法的转变。

第一,重视电学实验的探究,不再是依赖老师的演示实验,而是同学们依靠自己与同伴的协作,连接电路图、测出实验数据、发现实验规律、得出实验结论。实验探究的学习方法,电学中有几个重要的定律,贯穿在整个电学中。同学们在认真完成课内规定实验的基础上,还可以自己设计实验,来判断自己设计的实验方案在实践中是否可行,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。例如,设计楼道口开关电路、医院为病号设计电路,或设计在缺少电流表或缺少电压表的条件下测量未知电阻的实验。这些都需要学生自己独立思考、探索,不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力,使自己对电学知识的理解更深刻,分析、解决问题更全面。

第二,电学要重视画图和识图的思维方法,刚学电学探究电路和探究欧姆定律离不开图形,复杂电路设计,都是主要依靠“图形语言”来表述的。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路;特别是班班通电子白板的应用,另外还必须根据现成的图形学会识图,要学会在复杂的图形中看出基本图形。例如,在计算有关电路的习题时,已给出的电路图往往很难分析出来是串联或是并联,如果能熟练地将所给出的电路图画成等效电路图,就会很容易地看出电路的连接特点,使有关问题迎刃而解。

三、学习电学要善于总结与归类。

在学习完欧姆定律后,有大量的习题,很多题目都有重复性,但很多同学就是不停地犯错。因为不善于总结、思考,所以成绩一直不理想。总结中不难发现,在整个电学知识体系中,欧姆定律是精髓,电流、电压、电阻、电功、电热以及电功率的计算,都要在对欧姆定律深刻的理解基础上才能解答得熟练而准确。所以,对一阶段的学习及时做一下总结,既是承上做一个复习又是启下的一个预习。

对于归类而言,其实把问题分一下类,就不难发现后面计算题的电路图与刚开始电路分析的电路图相差无几,只是多了条件,多了要求。而计算的熟练与否是来自于前面扎实的电路分析。比如开关类型的题目可以归为一类,刚开始学习时,主要是分析开关断开或闭合时,有哪些用电器工作并属于什么连接方式,或者要求用电器串联或并联,开关应如何动作,在分析电路时,短路现象的分析是难点;在学习了欧姆定律后,就出现了大量的计算题。有了前面会分析电路的基础,结合公式I=U/R以及两个变形公式,解题时注意短路现象和欧姆定律针对的是同一部分电路,经过一定量的练习,那么考试时计算题基本是得分题。故障分析的可以归为一类。只要做个有心人,把后面与前面所学的知识点互相联系起来,则整个电学就会逐渐在头脑中构成一个完整的知识网,任何题目隐藏的就是这张网中的一个或多个知识点的结合。

篇6

一、电学计算题教学

【例1】 把电源(电压一定)、开关、两个未知阻值的定值电阻R1和R2、滑动变阻器R、一个电流表和两个电压表、导线连成了如图1所示的电路。闭合开关后,调节滑动变阻器R的滑片P,发现V1、V2、A表的示数都在改变,把电流表A的示数和对应的电压表V1、V2的示数记在下表中。(设电阻不随温度变化而改变)

(1)根据表格中的数据求出定值电阻R2的阻值。

(2)求出电源电压U和定值电阻R1的阻值。

(3)求整个电路消耗的最大电功率。

解:(1)从表格数据可知I=0.2A时,R2两端的电压U2=0.8V,由I=UR 得R2=U2I=0.8V0.2A=4Ω 。(2)设电源电压为U,由表中数据知,当电路电流I=0.2A时,R2和滑动变阻器R两端总电压U2=2.8V。根据串联电路的电压规律和欧姆定律有:U=0.2R1+2.8;

当电路电流I2=0.3A时,R2和滑动变阻器R两端总电压为U3=2.7V,根据上面推导有:U=0.3R1+2.7,联解得U=3V,R1=1Ω。

(3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路消耗的功率最大则有:I最大=UR1+R2=3V1Ω+4Ω=0.6A ,

P最大=UI最大=3V×0.6A=1.8W。

这道物理计算题主要考查学生审读电路图的能力和运用串联电路的特点,欧姆定律等的知识,学生就要对串联电路及其特点、欧姆定律有确切的理解,因此在教学中教师就要引导学生从串联电路及特点、欧姆定律入手考虑。解答这道题首先要知道电路是串联电路,再根据串联电路的特点,当然也要求学生理解好欧姆定律,才能准确地解答出答案。若学生对这些知识没有掌握好,电路连接方式判断错误或者欧姆定律的运用错误,就会导致本题的大失分。

二、力学计算题教学

在初中物理的力学中,浮力计算既是重点又是难点,很多学生对这类题束手无策,其主要原因是学生不熟悉掌握浮力的求法及其受力分析能力差,教师在讲解浮力计算题时应加强解题方法的指导。

图2

【例2】 如图2甲所示,把边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时有2/5的体积露出水面,然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体,如图2乙所示,静止时方木块刚好能全部浸入水中。(g=10N/kg)求:

(1)甲图中木块受到的浮力。(2)木块的密度。

(3)小柱体放在木块上面时对木块上面的压强。

解:(1)甲图中木块漂浮在水中,木块受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3×35 =6N。

(2)甲图中木块漂浮在水中,F浮=G木,ρ水g×35 V木=ρ木gV木,ρ木=35 ×10×103kg/m3=0.6×103kg/m3。

(3)方法一:小柱体放在木块上面时,F浮1=G柱+G木,

G柱=F浮1-G木=ρ水gV木-G木=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3-6N=4N,

小柱体放在木块上面时对木块的压强为:

p=FS =G柱S =4N2.0×10-3m2 =2×103Pa。

方法二:小柱体放在木块上面时对木块的压力等于小柱体的重力,从图甲到图乙增加的浮力就等于小柱体的重力,即:

G木=F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3×25 =4N,

小柱体放在木块上面时对木块的压强为:

篇7

教学策略作为教学设计的中心环节,其设计科学与否直接关系到教学的效率,甚至教学的成败。建构主义理论针对教学策略设计这一环节强调指出:“我们不是仅仅为了选择教学策略,而是要创设学习者积极学习的现实环境。”为此,建构主义理论主张在教学设计中应注意扩展学生对自己学习的责任感,包括允许学生决定自己想学什么,让学生能管理自己的学习活动,让学生在学习时能得到互相帮助,创设非威胁性的学习气氛,帮助学生发展元认知意识,使得学习富有意义,包括最大程度地利用现有知识,在现实情境中使教学有固着点,提供学习内容的多种方式,促进积极的知识建构,包括利用活动促进高层次思维,鼓励审视不同的观点,鼓励创造性,灵活地解决实际问题,提供学生呈现学习过程与结果的机制。那么,如何在初中物理教学中进行新课程课堂教学策略设计呢?笔者结合案例进行分析:

一、物理教学策略设计案例

我们来分析针对《欧姆定律》一节课分别用归纳教学策略和探究教学策略设计的两则案例:

【案例1】 运用归纳教学策略设计的教案

1.导入:讲述欧姆为探索真理,十年呕心沥血,坚持不懈地研究,最终得出欧姆定律的感人经历,激励学生的学习欲望。

2.演示实验

步骤1:研究导体中的电流与导体两端电压的关系,记录有关数据。

步聚2:研究导体中的电流与导体电阻的关系,记录有关数据。

以上步骤由教师与学生共同活动完成。

3.对实验结果进行归纳推理:当导体的电阻不变时,增大导体两端的电压,电压越高,通过导体的电流越大,电压增大几倍,电流强度就随之增大几倍;当加在导体两端的电压不变时,随着电阻的增大,流过电阻的电流强度就减小,电阻增大到原来的几倍,电流强度就减小为原来的几分之一。通过以上推理得出:导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比例关系;电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比例关系。

4.验证推理:设计两组实验数据表,每一组中留有适量的空白,请学生根据推理的结果在空白处填上适当的数据,教师通过演示实验同学生一道验证所得结论的正确性。

5.归纳得出结论:导体中的电流强度与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,这个结论叫做欧姆定律。

【案例2】 运用探究策略设计的教案

1.提出问题:教师指出,我们曾通过实验发现,灯泡两端的电压越高,灯就越亮,流过灯的电流就越大。电流与电压、电阻之间究竟有什么关系呢?

2.形成假设:学生通过讨论认为有可能电流与电压成正比,与电阻成反比(学生通过学过的有关电压与电阻的知识能够比较顺利的提出假设)

3.制订方案:固定电阻、改变电压、研究电流与导体两端电压的关系,换用不同的电阻,保持电压不变,重复上述步骤,研究电流与电阻的关系,教师与学生共同研讨,确定最佳方案。

4.实施方案:学生分组进行实验,并将实验结果填入自己设计的表格中。

5.分析与论证:分析实验结果,验证与假设是否相符,得出结论。

6.评价:检验实验过程的操作是否规范,实验结果是否可靠。

7.交流:各小组形成实验报告,交流实验结果,形成最终结论(有关作业与反馈,保持与迁移等环节在两案例中略)。

二、物理教学策略设计案例分析

运用归纳策略设计的案例中,教师通过演示实验向学生展示了欧姆定律的形成过程,并经过归纳推理得出欧姆定律,通过师生双方的互动,学生不但对定律的来龙去脉有了清晰的了解,能够系统地理解和掌握知识,同时也得到了科学方法的训练,发展了他们的观察能力和逻辑思维的能力。相对于探究策略而言,归纳策略是比较省时的,而运用探究策略设计的案例中,则是学生通过自己的探究活动得出结论的,由于学生亲自参与了科学探究的全过程,因此,不但发展了他们发现问题,解决问题等多种能力,而且通过对探究乐趣的体验,激发他们的创新意识与欲望。同时,由于探究过程是以组为单位进行的,并且需要对结论进行交流与评价,因此,对培养学生的合作精神及反思和评价能力也是十分有利的。物理教学策略是在一定情况下达到特定目标的最有效的策略,只有当教师对于教学内容的类型、学生的现状、现有的条件等各方面因素,都能做到心中有数,才能考虑为达到某个特定目标的“最好”的教学策略。

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关键词:电阻;伏安法;欧姆定律

中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1674-9324(2012)06-0253-02

在电学实验中,测定电阻的实验占很大比例,掌握其基本方法有助于电学实验的突破。其实,电阻的测量方法大致可分为三类:伏安法、比较法、其他方法。设计电路时,首先要根据给定的器材,正确判定测量方法是三种中的哪一种。其次,对给出的多个同类器材,能够正确选用。再次,依据不同的方法和电路连接的实质,运用欧姆定律,正确得出测量结果或者结果的表达式。

一、伏安法测电阻

测量原理:测出被测电阻的电压、电流,计算求得RX。实验线路:分为供电线路和测量线路两部分;供电线路分为限流方式和分压方式;测量线路分为内接法和外接法。技巧1:给定多只表时,要根据电源、RX、量程、表内阻、定值电阻综合考虑,选择用哪些表合适,何种电路合适。技巧2:若只给出表的阻值“约值”,考查点为区分内外接法以减小误差。测量结果有误差,结果表达式中不含“表内阻”;若给出表的阻值“准确值”,考查点为改表(此时必定还有定值电阻)。测量结果无误差,结果表达式中一定含“表内阻”;

1.供电线路。技巧3:大多数情况用分压方式。限流、分压的选择依据:零起必分压(要求电压电流从0测起,如测小灯泡的伏安特性);滑小必分压(滑动变阻器的全阻值比RX小时用分压);烧表必分压(表接在干路中会超过量程,此时采用分压线路,用部分电压供电。干路电流大但无表,表接入分支时不会超过量程,不会出现烧表现象。切忌估算时一看到超过小表量程就去掉小表而选大表,结果出现大表偏转太小的错误。原理图的画法。技巧4:注意变阻器是否用全电阻或者供电线路是否留缺口。分压式:闭合回路,无缺口,全电阻,先画电源闭合回路(将电源、开关、变阻器全电阻串成闭合回路);分出部分电压(将滑动头和变阻器的一端引出两个分支头)。限流式:非闭合回路,留有缺口,将电源、开关、变阻器部分电阻串成一串(非闭合回路,留有缺口以便串入测量线路)。

2.测量线路。①先将RX与安培表串联,再将伏特表左端与其并联,再考虑将内外接的问题(伏特表右端并在安培表左方还是右方,也就是是否把安培表包在内还是在其外)。②内外接的判定(如果知道各电表的准确阻值,则不受此限制,按全电路欧姆定律求解)。判定前提:知道RX、RA、RV的大约阻值,判定依据:比较RX2与RA、RV的大小。判定结论:内大外小(平方RX2大,内大)。技巧5:先画RX与安培表的串联,再画伏特表“一端”与RX的并联,最后确定伏特表“另一端”是否将安培表圈起来。

3.改表的思考技巧。技巧6:选用两个同类表时,哪个表的阻值为准确值,就改哪个表;选用两个同类表时,量程大的通常在外面;小电阻,是并联改安培表用的,大电阻,是串联改伏特表用的。

4.实物图的连接。同原理图的连接顺序一样,但要注意极性问题,导线不能出线交叉。技巧7:最后并伏特表,可避免导线交叉;实物连线时,若表的正极在右方,则右方连线接电源正极,这样可避免导线交叉或绕线杂乱。

二、比较法测表的内阻,有半偏法和替换法两种

测量原理:给RX并上或串上相同的电阻R0,流过的RX电流减半——半偏法;用与RX相等的电阻R0替换RX后,回路电流电压不变——替换法。应用条件:有单刀双掷开关时,为替换法(两条支路只能用一条,要么接RX,要么接R0)。有一个或两个单开关时,为半偏法(干路一个开关,并相同的R0时用一个开关)。技巧8:不是单开关,就不是伏安法。

1.替换法。①实质:用与被测量表相同的电阻替换掉被测量表,两次电路是相同的。②电路:先将RX与电源、开关、变阻器组成串联回路;再给并上一个电阻箱,最后将开关改为单刀双掷开关。根据指示表的种类,注意电路的画法。先未知后已知——先接未知支路,再接已知支路——两次指示表示数相同。③结论:RX=R0(两电阻阻值相同,完全替换)。④误差:完全相等,无系统误差(指示表的内阻与测量无关,仅表明两次电路相同)。

2.半偏法。①实质:给被测量表并(或串)一个相同的电阻,电路的电阻加倍(或减半),导致流过被测量表的电流减半。②电路:分两种电路。串联电路法:应用前提,电源没有内阻——恒压半偏法。并联支路法:应用前提,串大并小——恒流半偏法(串联的大变阻器约为100RX,并联的小电阻箱至少比Rg大)。测量方法:先满偏后半偏(同理,也可偏转1/3,1/4,结果式子根据电路求得)。③结论:看电路,由欧姆定律得到结论。④误差:必然有系统误差(记忆方法,看电路是串联还是并联,串联偏大,并联偏小)。

三、其他方法测电阻

1.应用前提:既不是伏安法(通常给定两个同类表),也不是比较法(没有单刀双掷开关或者两个单开关),则只好采用其他方法测电阻了。技巧9:通常2个安培表接为并联电路,2个伏特表接为串联电路。

2.结果推导:根据全电路的欧姆定律,写出两次包含RX和测量值(I1、I2或者U1、U2)以及电阻箱、定值电阻(R1、R2)的方程组,求解得出结果表达式。情形举例:题目给定的两只表并非 、 各一只,而是两只 或是两只 ,以及未知电阻和一个定值电阻。思考方法:当给定两只电流表时,将Rx与R0并联,量程大的一只表测总电流,量程小的一只表测分电流。至于小电流表到底该串联在Rx支路还是R0支路,取决于要使两支路流过最大电流时,电压相当,与供给电压匹配。当给定两只电压表时,将Rx与R0串联,量程大的一只表测总电压,量程小的一只表测部分电压。至于小电压表该测Rx的分电压(小电压表并联在Rx两端),还是该测R0的分电压(小电压表并联在R0两端),取决于流过相同的最大电流时,两电压表的读数均接近满偏。画好电路后,求结果时最好按电路连接方式,运用欧姆定律求解,易于写出对应的方程,得到需要的结果。技巧10:非伏安法求结果,要据电路求结果。

参考文献:

[1]李维坦.高中物理解题题典[M].长春:东北师范大学,2011.

[2]唐茂春.高中物理概念地图[M].桂林:广西师范大学出版社,2010.