歐姆定律重難點篇1
關鍵詞:全電路;歐姆定律;實驗教學;感性教學
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一,技工院校現(xiàn)在使用的《電工基礎》教材(中國勞動社會保障出版社出版,第四版)中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律,由于中學物理課本已作詳細介紹,學生容易接受,但對于全電路歐姆定律,由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜,再加上教材未附相應的實驗,學生缺乏感性認識。因此,學生很難理解和接受,也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產(chǎn)生的困惑和疑問,借助實驗來幫助學生理解,收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續(xù)章節(jié)中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程,作為教師,要組織好全電路歐姆定律教學,必須先明確教學目標,做到心中有數(shù),才能更好地開展教學。
知識目標:(1)理解電動勢、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓、端電壓、內(nèi)壓降等物理量的物理意義;(2)掌握全電路歐姆定律的表達形式,明確在閉合電路中電動勢等于內(nèi)、外電壓之和;(3)掌握端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律;(4)掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標:(1)通過實驗教學,培養(yǎng)學生的觀察和分析能力,使學生學會運用實驗探索科學規(guī)律的方法;(2)通過對端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律的討論,培養(yǎng)學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多,且各物理量之間的關系復雜。因此,首先,應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路,如圖1所示。其中,R代表負載(即用電器,為簡化電路,只畫一個),r代表電源的內(nèi)電阻(存在于電源內(nèi)部),E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內(nèi)、外兩部分,電源外部的叫外電路(圖1中方框以外的部分),電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路。外電路上的電阻叫外電阻,內(nèi)電路上的電阻叫內(nèi)電阻。當開關S閉合時,電路中就會有電流產(chǎn)生,I=,該式表明:在一個閉合電路中,電流強度與電源的電動勢成正比,與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比,這個規(guī)律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律,要先理解以下幾個物理量的物理意義:第一個是電動勢,它是指在電源內(nèi)部,電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象,涉及知識面較廣,要使學生全面、深刻地理解它是有困難的??紤]到學生的接受能力和滿足后續(xù)知識的需要,需向?qū)W生講清兩個問題:一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓;二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領,是由電源本身的性質(zhì)決定的。第二個是電源的端電壓(簡稱端電壓),它是指電源兩端的電位差(在圖1中指A、B兩點之間的電壓,也等于負載R兩端的電壓)。需要注意的是,端電壓與電動勢是兩個不同的概念,它們在數(shù)值上不一定相等。第三個是內(nèi)壓降,它是指當電流流過電源內(nèi)部時,在內(nèi)電阻上產(chǎn)生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為:“在閉合電路中,電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規(guī)律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規(guī)律,也是學生容易產(chǎn)生疑惑的地方??梢岳醚菔緦嶒瀬眚炞C各物理量之間的變化規(guī)律,以增加學生的感性認識,提高學生的邏輯推理能力。
第一,驗證電源內(nèi)電阻的存在并計算其大小。對于電源的內(nèi)電阻,由于存在于電源的內(nèi)部,既看不見,也摸不著,學生對此存在質(zhì)疑。為此,可用圖2進行實驗,不但可以證明內(nèi)電阻的存在,還可測出內(nèi)電阻的大小。在圖2中,用1節(jié)1號干電池作電源,電阻R為已知值(可根據(jù)實際情況選定)。開關閉合前,記下電壓表的讀數(shù)U1(此值即為干電池的電動勢),開關閉合后,記下電壓表的讀數(shù)U2,發(fā)現(xiàn)U2比U1?。ㄒ姳?),就是因為電源內(nèi)部存在內(nèi)電阻的緣故。
根據(jù)公式r=R可算出該電池的內(nèi)電阻。再用不同型號的干電池(如5號干電池、7號干電池)進行重復實驗,發(fā)現(xiàn)它們的電動勢雖然相等(為了后面實驗的需要,盡量選用電動勢相等的電池,并保留這些電池),但內(nèi)電阻不一定相同。
第二,端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示,用1節(jié)1號干電池作為電源,移動滑動變阻器的滑動片,觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化,并將它們的讀數(shù)記錄到表2中。通過觀察發(fā)現(xiàn):當滑動片從左向右移動時(為保證實驗設備安全,滑動片不要移到最右端),電流表的讀數(shù)慢慢變大,電壓表的讀數(shù)慢慢變??;當滑動片從右向左移動時,電流表的讀數(shù)慢慢變小,電壓表的讀數(shù)慢慢變大。由此得出結論:端電壓隨外電阻上升而上升,隨外電阻下降而下降。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可繪成曲線(如圖4所示),即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出:電源端電壓隨著電流的大小而變化,當電路接小電阻時,電流增大,端電壓就下降;當電路接大電阻時電流減少,端電壓就上升。
思考:如果滑動片移到最右端,電壓表、電流表的讀數(shù)將為多少?
第三,端電壓與內(nèi)電阻r的關系。
根據(jù)公式U=E-Ir分析可知:當電流I 不變時,內(nèi)阻下降,端電壓就上升;內(nèi)阻上升,端電壓就下降。實驗電路同圖3,只需將電路中的電源用前面已測過內(nèi)阻值的不同型號的電池代替即可,觀察電流表、電壓表的讀數(shù),上述結論即可得到驗證。
應用規(guī)律,解決實際問題
首先向?qū)W生提出問題:你是否注意到,電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些?這個現(xiàn)象的原因何在?在回答這個問題之前,可先通過實驗驗證這一現(xiàn)象的存在,如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同,先將開關全合上,使燈泡發(fā)光,再逐個斷開開關,發(fā)現(xiàn)燈泡逐漸變亮,原因分析:隨著開關的斷開,外電阻增大,導致干路電流減小,使得內(nèi)壓降下降,從而端電壓增大,即燈泡兩端的實際電壓增大,故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中,如果盡可能地增加一些實驗,通過生活中的實驗記錄其數(shù)據(jù)并指導學生得出規(guī)律,提高感性認識,不但可以提高學生的學習興趣,也會提高教學效果。
參考文獻:
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作者簡介:
歐姆定律重難點篇2
一、歐姆表測電阻的本質(zhì)
電池使用一段時間后,由于電動勢減小,內(nèi)阻變大,但仍然能調(diào)零,則重新調(diào)零后滿足Ig=E′R內(nèi)′,可見歐姆表的內(nèi)阻減?。桓鶕?jù)公式R內(nèi)=(R0+r+Rg)和內(nèi)阻r增大可知內(nèi)部的可變電阻R0的有效阻值增大.由于表盤上所標注的電阻阻值滿足關系式: R=(n-1)R內(nèi),所以當電動勢減小導致歐姆表內(nèi)阻減小后將導致各個刻度值對應的電阻阻值減小,由于電動勢變化后我們并不會在表盤上重新進行標注,所以我們?nèi)匀话凑赵瓉順俗⒌臄?shù)值讀數(shù),讀出的數(shù)值比實際值偏大.
說明由于內(nèi)阻的增大可以通過適當減小R0來進行補償,所以并不會對讀數(shù)造成影響,讀數(shù)造成的影響全部來自于電動勢的變化.
3.利用規(guī)律解決擋位比較問題
解析在使用歐姆表時,如果指針指到某一位置對于不同的擋位,讀出的數(shù)值不同,根據(jù)關系式R=(n-1)R內(nèi)可知不同擋位對應的歐姆表的內(nèi)阻不同,根據(jù)Ig=ER內(nèi)可知,要改變歐姆表的內(nèi)阻就必須改變歐姆表內(nèi)置電源的電動勢(或等效電動勢)或者是改變歐姆表的最大電流.
從高擋位調(diào)到低擋位時,歐姆表內(nèi)阻減小,我們有兩種途徑可以實現(xiàn)歐姆表內(nèi)阻的減小.第一種:減小電動勢,可以通過切換電路更換連入電路的電源;或者是通過改變電路來減小其有效輸出電動勢,比如給電源并聯(lián)一個和它內(nèi)阻相當?shù)碾娮?,這樣就可以達到減小電動勢的目的.第二種:增大歐姆表的電流,可以增大和表頭串聯(lián)的電阻阻值,也可以減小和表頭并聯(lián)的電阻阻值,從而增大分流電路所能分得的電流,增大歐姆表的總電流.
在圖3和圖4中,將單刀雙擲開關在不同的觸點之間進行切換時,電源提供的電動勢都不會發(fā)生變化,那么不同擋位之間只能靠改變電流來實現(xiàn)內(nèi)阻的改變.圖4中將單刀雙擲開關在不同的觸點之間進行切換時,電流不變,所以歐姆表的量程不變.圖3中將單刀雙擲開關從b擲到a時,歐姆表內(nèi)的總電流增大,歐姆表內(nèi)阻減小,倍率變小,所以開關和b相接觸時,表示選用了高擋位.
反思
1.歐姆表的常規(guī)改裝和使用方法是將待測電阻和表頭串聯(lián)形成回路,簡單地說歐姆表的常規(guī)使用方法是串聯(lián)使用.本題中歐姆表的改裝和使用方法是將待測電阻和表頭并聯(lián)形成回路,簡單地說本題中歐姆表是并聯(lián)使用的.首先要認真審題發(fā)現(xiàn)這一區(qū)別,然后還要求熟悉歐姆表的常規(guī)測量原理,才有可能正確解題.
2.認識兩種改裝、使用方式下的歐姆表在測量原理上的異同.
用R0表示可變電阻的有效阻值、r表示內(nèi)置電源的內(nèi)電阻、Rg表示表頭的阻值.
(1)待測電阻和表頭為串聯(lián)關系的歐姆表
歐姆表使用的第一步就是歐姆調(diào)零,調(diào)零后滿足Ig=ER0+r+Rg,把(R0+r+Rg)稱為選擇該擋位時的歐姆表內(nèi)阻,即R內(nèi)=(R0+r+Rg).當將歐姆表與一個電阻R串聯(lián)時,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得1nIg=ER內(nèi)+R,n表示滿偏電流和實際電流之間的比值,也就是滿偏時的偏轉(zhuǎn)角和實際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將Ig=ER0+r+Rg,R內(nèi)=(R0+r+Rg)和1nIg=ER內(nèi)+R聯(lián)立得R=(n-1)R內(nèi),表盤上所標注的數(shù)值是依據(jù)這一關系來確定的,也就是表盤上所標注的數(shù)值必須滿足這一規(guī)律.我們讀出的數(shù)據(jù)總是內(nèi)阻的一個倍數(shù),這就是歐姆表測量電阻的一個基本規(guī)律.
(2)待測電阻和表頭為并聯(lián)關系的歐姆表
這種連接方式下的歐姆表不能進行歐姆調(diào)零,如果將兩個表筆短接,表頭將會被短路,沒有電流經(jīng)過,該連接方式下的歐姆表只能進行“歐姆調(diào)無窮”,其方法就是將兩個表筆斷開,調(diào)節(jié)可變電阻使指針指到電流的最大值,此時為電阻的無窮大而不是電阻的零.
歐姆定律重難點篇3
論文關鍵詞:多用電表,歐姆檔,多倍率,電路圖
多用電表是中學物理教材電學內(nèi)容的一個基本點,也是重點。因為多用電表的原理包含了串、并聯(lián)電路的規(guī)律和閉合電路歐姆定律,而這些規(guī)律是電流計改裝成電流表、電壓表和歐姆表的理論基礎,更是歷年高考電學實驗考察的重點。新課程改革中,人教版教材在本節(jié)的編寫上充分體了現(xiàn)新課程理念,擺脫了舊教材中單純理論的推導和儀表結構、原理、使用方法的講解,而是先以例題的形式引入,讓學生結合教材中的電路圖(圖1),通過“體驗式探究”的方式,來理解歐姆表的工作原理。然后過度到圖2探究如何把三個單獨的電壓表、電流表、歐姆表合為一個單量程多用電表,通過共用表頭讓學生體會實現(xiàn)“多用功能”的巧妙之處。最后的難點是讓學生掌握如何實現(xiàn)多量程多用功能的,結合圖3領悟轉(zhuǎn)換開關在實現(xiàn)“多量程”功能上的作用。
筆者教學中就是把這些難點進行梯度化處理的,以探究的方式來完成本節(jié)“歐姆表”、“多用電表”兩模塊內(nèi)容的。但在師生探究多用電表原理時,學生通過討論發(fā)現(xiàn)書中的電路圖與實際的電表內(nèi)部結構不同,并向教師提出疑問:教材的電路圖(圖3)雖然能實現(xiàn)多功能測量,即能測電流、電壓、電阻,而且能實現(xiàn)測電流和電壓的多量程功能,但卻不能實現(xiàn)測電阻的多量程功能,即不能實現(xiàn)電阻檔的倍率轉(zhuǎn)換功能。
學生的提出的兩個主要問題如下:
1、電路圖中多路電源與實際表內(nèi)只有一路電源相矛盾
keyimg22、如果實際電路有多路電源按著教材中的原理圖去設計時,確實能實現(xiàn)多倍率功能,但有一個基本要求:即每路電源的電動勢關系應滿足E=nE1。(E1是×1檔的那條支路電源電動勢)。由此可推知若E1=1.5V,則×10、×100檔的電源分別為15V、150V,而×1K檔的電源電動勢就應高達1500V!顯然這不可能,也很荒謬!任何電表內(nèi)都不可能裝有這么高的電源,還是直流電源!
提出第1個問題,是因為學生打開多用電表后發(fā)現(xiàn)確實表內(nèi)只有一個含源電路,且通常只裝有一節(jié)或兩節(jié)干電池,即電動勢只有1.5V或3V,這與教材電路圖中的多個含源支路相矛盾。
提出第2個問題,是通過分析教材電路圖圖3必然會得出的結論。由于虛線框內(nèi)的電路相當于一個安培表,選擇開關置于3或者4,等于制作了兩個歐姆表(類似圖1),很顯然這兩個歐姆表是同一個安培表改裝的。那么實際測電阻時,只要指針偏角相同,流過兩個表頭的電流就應相等(因為表頭G一樣),且流過電源的總電流——即安培表的電流也應相同(因為安培表內(nèi)部結構一定,流入表頭的電流占總電流的比例也就確定)。不防設3為×1檔,4為×10檔,顯然多用電表要求用這兩檔測電阻時,若指針均指在I0(假設為半偏)的地方,3檔對應的阻值若為R0,則4檔對應的阻值應為10R0。現(xiàn)在就用3檔來測某個實際的電阻(阻值就為R0),首先要進行歐姆調(diào)零操作,即短接兩表筆,調(diào)節(jié)電源支路的可調(diào)電阻,使指針滿偏,操作的結果是歐姆表現(xiàn)在的總內(nèi)阻
R內(nèi)=E/Ig,(由閉合電路歐姆定律Ix=E/(RX+R內(nèi))決定的);然后測電阻R0時,指針剛好半偏,則必有R內(nèi)= R0。同理用4檔來測另一個電阻R`X(其阻值為10R0)時,也要進行以上操作,且必有R`內(nèi)=E`/ Ig ,R`內(nèi)=10R0,綜上可知R`內(nèi)=10R內(nèi),即有E`/Ig= 10E/Ig,顯然要求E`=10E。同理可推:若多用電表還有其它倍率檔,辟如×n(n可以為1、10、100、1K)檔,則必須要增加類似3、4那樣的含源支路,且電動勢大小應是E`=nE(E為×1檔支路電源的電動勢)??梢姲凑战滩脑韴D實現(xiàn)歐姆檔多倍率功能就必須要滿足E`=nE這一條件。試想一上,若×1檔支路是一節(jié)干電池, E1=1.5V,那么×10檔的支路電池就必須為15V,而×1K檔的電池就會高達1500V!這顯然是不可能的!
實際的學生電表內(nèi)部是沒有那么多含源電路的,更不可能有那么高的電動勢,但學生電表又確實具有歐姆檔多倍率功能的。矛盾產(chǎn)生的原因在哪里呢?通過查找各種廠家多用電表的資料,發(fā)現(xiàn)實際電路遠非教材中的示意圖那么簡單,矛盾的焦點在于實際的電表歐姆檔的多倍率功能,并不是靠增加含源支路和提高電源電動勢來實現(xiàn),而是靠改變安培表的量程來實現(xiàn)的!筆者研究后設計了一個簡單的電路圖(圖4),用它向?qū)W生說明歐姆檔多量程原理,就很容易,也與實際的電表內(nèi)部結構吻合。本圖相當于把三個量程IA不同的電流表用相同的電源和可調(diào)電阻改裝成了三個歐姆表。根據(jù)R內(nèi)=E/IA可知,由于IA不同(IA是安培表的滿偏電流,流過總電路而不是流過電流計的滿偏電流Ig),所以三個檔所對應的歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)是不同的,由閉合電路歐姆定律Ix=E/(RX+R內(nèi))可知,當指針指在相同的電流值Ix上,由于R內(nèi)不同,所以RX不同,舉例來說:假設現(xiàn)在來測一個未知電阻RX,剛好使指針半偏。因為歐姆刻度線上正中間的刻度值對應的電流為IA/2,所以所測電阻RX =R內(nèi),如果測量前選擇的開關置3且歐姆調(diào)零后R內(nèi)=15Ω,則說明所測的RX =15Ω;若開關置的是2且R內(nèi)=150Ω,則所測的RX =150Ω;如果開關置1且R內(nèi)=1500Ω,則RX =1500Ω??梢?,盡管原來的電流刻度盤一樣,但改裝時相同電流刻度值I(注:不是電源的總電流,而是流過電流計的電流)所對應的電阻值RX是不同的,因此原來的一條電流刻度線就可以表示三個歐姆刻度盤,因而實現(xiàn)了多倍率功能。
教材中電路圖和本圖的最大區(qū)別在于,是否體現(xiàn)出換檔后電流表的電路變化。對于前者(見圖3)不論接3檔還是4檔,當表頭指針偏轉(zhuǎn)角度相同,電路的總電流也會相同,由Ix=E/(RX+R內(nèi))知,歐姆調(diào)零時由于指針都要滿偏,所以電路總電流Ix相等,此時Ix=E/R內(nèi),所以要想R內(nèi)不同只有改變E才行,這也是前面學生發(fā)現(xiàn)的矛盾E=nE1原因所在。對于后者(圖4)即使表頭指針偏轉(zhuǎn)相同角度,由于換檔導致其他支路與表頭支路的電阻比例關系已經(jīng)變化,總電流仍然是不同的??梢姡緢D設計一方面保證了換檔后即使指針偏轉(zhuǎn)角度相同,但流經(jīng)電源的總電流也是不同的;同時也重點保證了換檔后歐姆調(diào)零時表的總內(nèi)阻會不同,這就確保了歐姆檔多倍率功能的實現(xiàn)。
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歐姆定律重難點篇4
一、教材分析《歐姆定律》一課,學生在初中階段已經(jīng)學過,高中必修本(下冊)安排這節(jié)課的目的,主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識;體會物理學的基本研究方法(即通過實驗來探索物理規(guī)律);學習分析實驗數(shù)據(jù),得出實驗結論的兩種常用方法——列表對比法和圖象法;再次領會定義物理量的一種常用方法——比值法.這就決定了本節(jié)課的教學目的和教學要求.這節(jié)課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內(nèi)容,重點在于要讓學生知道結論是如何得出的;在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段;在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的,從而讓學生沿著科學家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法.
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到復習初中知識的作用,另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎.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)課程中多次應用.因此也可以說,本節(jié)課是后續(xù)課程的知識準備階段.
通過本節(jié)課的學習,要讓學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)課成敗的關鍵,是實現(xiàn)教學目標的基礎.
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,但學生由于缺乏較多的感性認識,對此還是比較生疏.從數(shù)學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、關于教法和學法根據(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)式綜合教學法.教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調(diào)動學生積極參與教學活動.在教材難點處適當放慢節(jié)奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當?shù)乃季S點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發(fā)表意見.這樣既有利于化解難點,也有利于充分發(fā)揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍.
通過本節(jié)課的學習,要使學生領會物理學的研究方法,領會怎樣提出研究課題,怎樣進行實驗設計,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論和總結出物理規(guī)律.同時要讓學生知道,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態(tài)度和良好的思維習慣.
三、對教學過程的構想為了達成上述教學目標,充分發(fā)揮學生的主體作用,最大限度地激發(fā)學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環(huán)節(jié),有以下構想:1.在引入新課提出課題后,啟發(fā)學生思考:物理學的基本研究方法是什么(不一定讓學生回答)?這樣既對學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計可先啟發(fā)學生思考回答.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上臺協(xié)助,同時讓其余同學注意觀察,也可調(diào)動全體學生都來參與,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.到此應該達到本節(jié)課的第一次高潮,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉(zhuǎn)向高漲.5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數(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生結論,而應給予充分的時間,啟發(fā)學生積極思考,并給予適當?shù)乃季S點撥.此處節(jié)奏應放慢,可提請學生回答或展開討論,讓學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.在得出實驗結論的基礎上,進一步總結出歐姆定律,這實際上是認識上的又一次升華.要注意闡述實驗結論的普遍性,在此基礎上可讓學生先行總結,以鍛煉學生的語言表達能力.教師重申時語氣要加重,不能輕描淡寫.要隨即強調(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.為檢驗教學目標是否達成,可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習,達到鞏固之目的.然后結合課本練習題,熟悉歐姆定律的應用,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,使全體學生都能清晰地看見.
4.定義電阻及總結歐姆定律時,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論時提出,而歐姆定律在歸納完實驗結論后總結.這樣學生就不易將二者混淆.
5.所編反饋練習題應重點放在概念辨析和方法訓練上,不能把套公式計算作為重點.
歐姆定律重難點篇5
知識目標
1.理解歐姆定律及其表達式.
2.能初步運用歐姆定律計算有關問題.
能力目標
培養(yǎng)學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
情感目標
介紹歐姆的故事,對學生進行熱愛科學、獻身科學的品格教育.
教學建議
教材分析
本節(jié)教學的課型屬于習題課,以計算為主.習題訓練是歐姆定律的延續(xù)和具體化.它有助于學生進一步理解歐姆定律的物理意義,并使學生初步明確理論和實際相結合的重要性.
教法建議
教學過程中要引導學生明確題設條件,正確地選擇物理公式,按照要求規(guī)范地解題,注意突破從算術法向公式法的過渡這個教學中的難點.特別需強調(diào)歐姆定律公式中各物理量的同一性,即同一導體,同一時刻的I、U、R之間的數(shù)量關系.得出歐姆定律的公式后,要變形出另外兩個變換式,學生應該是運用自如的,需要注意的是,對另外兩個公式的物理含義要特別注意向?qū)W生解釋清楚,尤其是歐姆定律公式.
教學設計方案
引入新課
1.找學生回答第一節(jié)實驗得到的兩個結論.在導體電阻一定的情況下,導體中的電流
跟加在這段導體兩端的電壓成正比;在加在導體兩端電壓保持不變的情況下,導體中的電
流跟導體的電阻成反比.
2.有一個電阻,在它兩端加上4V電壓時,通過電阻的電流為2A,如果將電壓變?yōu)?0V,通過電阻的電流變?yōu)槎嗌??為什么?span style="display:none">ssI萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
要求學生答出,通過電阻的電流為5A,因為電阻一定時通過電阻的電流與加在電阻兩
端的電壓成正比.
3.在一個10的電阻兩端加上某一電壓U時,通過它的電流為2A,如果把這個電壓加在20的電阻兩端,電流應為多大?為什么?
要求學生答出,通過20電阻的電流為1A,因為在電壓一定時,通過電阻的電流與
電阻大小成反比,我們已經(jīng)知道了導體中電流跟這段導體兩端的電壓關系,導體中電流跟這段導體電阻的關系,這兩個關系能否用一句話來概括呢?
啟發(fā)學生討論回答,教師復述,指出這個結論就叫歐姆定律.
(-)歐姆定律導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
1.此定律正是第一節(jié)兩個實驗結果的綜合,電流、電壓、電阻的這種關系首先由德國
物理學家歐姆得出,所以叫做歐姆定,全國公務員共同天地律,它是電學中的一個基本定律.
2.介紹《歐姆堅持不懈的精神》一文.
3.歐姆定律中的電流是通過導體的電流,電壓是指加在這段導體兩端的電壓,電
阻是指這段導體所具有的電阻值.
如果用字母U表示導體兩端的電壓,用字母R表示導體的電阻,字母I表示導體中的電流,那么歐姆定律能否用一個式子表示呢?
(二)歐姆定律公式
教師強調(diào)
(l)公式中的I、U、R必須針對同一段電路.
(2)單位要統(tǒng)一I的單位是安(A)U的單位是伏(V)R的單位是歐()
教師明確本節(jié)教學目標
1.理解歐姆定律內(nèi)容及其表達式
2.能初步運用歐姆定律計算有關電學問題.
3.培養(yǎng)學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
4.學習歐姆為科學獻身的精神
(三)運用歐姆定律計算有關問題
【例1】一盞白熾電燈,其電阻為807,接在220V的電源上,求通過這盞電燈的電流.
教師啟發(fā)指導
(1)要求學生讀題.
(2)讓學生根據(jù)題意畫出簡明電路圖,并在圖上標明已知量的符號及數(shù)值和未知量的
符號.
(3)找學生在黑板上板書電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下圖
(5)找學生回答根據(jù)的公式.
已知V,求I
解根據(jù)得
(板書)
鞏固練習
練習1有一種指示燈,其電阻為6.3,通過的電流為0.45A時才能正常發(fā)光,要使這種指示燈正常發(fā)光,應加多大的電壓?
練習2用電壓表測導體兩端的電壓是7.2V,用電流表測通過導體的電流為0.4A,求這段導體的電阻,
通過練習2引導學生總結出測電阻的方法.由于用電流表測電流,用電壓表測電壓,
利用歐姆定律就可以求出電阻大?。詺W姆定律為我們提供了一種則定電阻的方法這種
方法,叫伏安法.
【例2】并聯(lián)在電源上的紅、綠兩盞電燈,它們兩端的電壓都是220V,電阻分別為
1210、484.
求通過各燈的電流.
教師啟發(fā)引導
(1)學生讀題后根據(jù)題意畫出電路圖.
(2)I、U、R必須對應同一段電路,電路中有兩個電阻時,要給“同一段電路”的I、U、R加上“同一腳標”,如本題中的紅燈用來表示,綠燈用來表示.
(3)找一位學生在黑板上畫出簡明電路圖.
(4)大家討論補充,最后的簡明電路圖如下
學生答出根據(jù)的公式引導學生答出
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
解題步驟
已知求.
解根據(jù)得
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
答通過紅燈和綠燈的電流分別為0.18A和0.45A.
板書設計
2.歐姆定律
一、歐姆定律
導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比.
二、歐姆定律表達式
三、歐姆定律計算
1.已知V,求I
解根據(jù)得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2.已知求.
解根據(jù)得
通過的電流為
通過的電流為
答通過紅燈的電流是0.18A,通過綠燈的電流是0.45A
探究活動
【課題】歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程
【組織形式】個人和學習小組
【活動方式】
1.制定子課題.
2.圖書館、互聯(lián)網(wǎng),全國公務員共同天地查找資料
歐姆定律重難點篇6
【學習目標】
1.進一步熟練掌握歐姆定律,
2.能熟練地運用歐姆定律計算有關電壓、電流和電阻的簡單問題。
【學習重、難點】
歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用
【知識回顧】
1、復習歐姆定律的內(nèi)容:
。
2、公式:
;兩個變形式
和
。
3、串聯(lián)電路中電流的規(guī)律:
串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律:
并聯(lián)電路中電流的規(guī)律:
并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律:
【課堂檢測】
1、如圖所示,電源電壓為6V,R2的電阻為10Ω,電壓表的示數(shù)為2V。對于R1和R2可求那些物理量?
2、如圖所示,燈泡L1的電阻
為20Ω,燈泡L2電阻為10Ω,通過燈泡L2的電流表為0.6A。
L1
L2
對于燈泡L1和L2可求那些物理量?
3、如圖所示,開關閉合后小燈泡L1兩端的電壓是3
V,
L2的電阻是12Ω,電源電壓是9V特,
則L1的電阻是多少?
4、在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為20Ω。閉合開關S,電流表A1的示數(shù)為0.3A,電流表A2的示數(shù)為0.2A。求:
(1)電源電壓U;
(2)電阻R2的阻值。
5、如圖10所示,電源電壓為6V。閉合開關S,電壓表V1示數(shù)為4V,電流表示數(shù)為0.4A.求:(1)電壓表V2的示數(shù);(2
)R1、R2的阻值.
6、為防止酒駕事故的出現(xiàn),酒精測試儀被廣泛應用。有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀,當接觸到的酒精氣體濃度增加時,其電阻值降低,如圖21甲所示。當酒精氣體的濃度為0時,R1的電阻為60
Ω。在圖21乙所示的工作電路中,電源電壓恒為8V,定值電阻R2=20Ω。求:
(1)
當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時,電壓的示數(shù)是多少;
(2)現(xiàn)在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml
歐姆定律重難點篇7
一、實驗探究中錯誤資源的類型
1.技能性錯誤
技能性錯誤指學生因缺乏操作技能和儀表讀數(shù)技能而產(chǎn)生的錯誤?!疤骄客ㄟ^導體的電流與電壓、電阻的關系”實驗包括電流表、電壓表、滑動變阻器等眾多電學器材,實驗操作具有綜合性,主要表現(xiàn)在:(1)兩表怎樣接入、如何選擇量程、如何讀數(shù)?(2)滑動變阻器涉及四個接線柱,怎樣接入可以達到實驗目的?(3)電池盒電源的選擇。(4)連接電路應注意斷開開關,滑片移到電阻最大的地方。(5)探究活動暫停時,及時斷開開關。由于學生對每種器材掌握程度可能不一樣,一旦這些器材整合在一起后,在操作或讀數(shù)上就容易犯錯,成為實驗探究的障礙。
2.客觀性錯誤
客觀性錯誤指并非由于學生知識、能力等主觀因素造成,而是由于客觀因素的影響而造成的錯誤。主要表現(xiàn)為:(1)器材自身原因。其一,器材使用時間過長,致使局部損壞,影響測量準確性;其二,器材質(zhì)量有問題,如,劣質(zhì)電表在使用中指針來回晃動,影響學生收集數(shù)據(jù),導致得不到正確的實驗結論;其三,器材設計復雜,如圖1,電池盒接線柱太多,電池的組裝和接線變成了難點,而這并不是實驗重點,人為地制造困難。(2)實驗綜合性強,只要一種儀器的使用存在短板,就會造成結論錯誤。(3)缺乏適度的引導,或沒有提供充裕的探究時間。第一種情況,探究盲目,導致學生“盲”中出錯;第二種情況,時間緊迫,導致學生“忙”中出錯。
3.生成性錯誤
生成性錯誤指在實驗探究中產(chǎn)生的、在教師預設之外的錯誤。怎樣利用這類錯誤資源,對教師的教學智慧是一種挑戰(zhàn)。在探究通過導體的電流與導體電壓的關系時,基于學生實際,預設的電路設計為圖2,預設的教學過程是:引導學生發(fā)現(xiàn)該電路只能收集一組數(shù)據(jù),不能發(fā)現(xiàn)規(guī)律,再啟發(fā)學生如何獲得多組數(shù)據(jù),學生想到改變電池個數(shù)來改變電壓和電流,最后從操作方便程度和采集數(shù)據(jù)連續(xù)性方面,說明該電路存在缺陷,從而引導出串聯(lián)一個滑動變阻器。在筆者按部就班教學時,有學生提出用電阻箱代替定值電阻R,通過改變電阻箱電阻來收集多組數(shù)據(jù),該方案得到一些學生的認可,但該方案的最大錯誤是沒有控制R不變。
4.素養(yǎng)性錯誤
素養(yǎng)性錯誤指學生因缺乏科學素養(yǎng)所表現(xiàn)出的錯誤行為、習慣和意識?!读x務教育物理課程標準(2011版)》指出,物理課程應“以提高學生科學素養(yǎng)為宗旨”,使學生“養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度”,“具有保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的意識”。回首課堂,實驗過程中學生篡改數(shù)據(jù)、拼湊數(shù)據(jù)的現(xiàn)象時有發(fā)生,而且學生節(jié)能意識淡薄,如,探究活動暫停,開關還一直閉合,沒有及時斷開開關。
5.觀念性錯誤
觀念性錯誤指學生將課堂探究與真正的科學探究等同起來,意識不到科學發(fā)現(xiàn)的艱辛與曲折,形成“物理發(fā)現(xiàn)不過如此”的錯誤觀念。學生探究的問題和模式都是由教材或教師給出的,而且教材中的各種提示為學生指明了探究方向。因此,學生感到概念規(guī)律的得出十分容易,順理成章,甚至感嘆自己生不逢時。但真正的科學探究都是在黑暗中摸索,沒有人可以引路,經(jīng)過許多年、很多次的不斷猜測和實驗,仍有可能以失敗告終。這些情況,學生是沒有遇到也體會不到的。當介紹歐姆定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了約十年時間,付出了艱辛的努力時,學生在內(nèi)心深處并不認同,他們認為一堂課的功夫就探究出歐姆定律,哪里來的“艱辛與曲折”?
二、基于錯誤資源的實驗教學策略
1.變“講授”為“探索”,促進實驗技能的構建
實驗儀器的操作都有一定的規(guī)范,正確操作實驗儀器是一項基本技能。在剛接觸新儀器時就要嚴格要求、熟練掌握,為今后的綜合探究夯實基礎。對實驗儀器的教學,有人提倡采用講授式,以師講生聽為主,而教學實踐證明,這種方法不易引起學生興趣,扼殺學生使用新儀器的欲望??茖W技術在不斷發(fā)展,現(xiàn)在沒有的東西,可能明天就會出現(xiàn),學生在未來的生活、工作中肯定會遇到許多新的科技產(chǎn)品,這些產(chǎn)品怎么使用,需要學生自己摸索。因此,物理課堂上,教師的一個重要職責就是培養(yǎng)學生探索新器材的能力,這是一種適應現(xiàn)代化生活的能力。
基于這些考慮,可以采用探索式教法,充分調(diào)動學生對新鮮事物的好奇心和探究欲。比如,教學“電流表的使用”,可以將教材內(nèi)容編輯成儀器使用說明書的形式,在前面部分列出幾個注意事項,學生閱讀說明書后,試著去測電路中的電流。探索中,學生必然要經(jīng)歷犯錯、反思、糾錯的過程,而這正是學生自我建構操作技能的過程,印象自然根深蒂固,同時,培養(yǎng)了學生使用新儀器的能力。又如,對電流表的讀數(shù),教師先投影一組學生的表盤,但故意不顯示接線柱,如圖3,請學生讀數(shù),有些學生馬上就報出讀數(shù),但出現(xiàn)不同結果,還有學生猶豫不決,教師啟發(fā)學生為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象?學生反映,不知道接線柱。此時,學生就會明白,讀數(shù)先要明確接線柱或量程。接著,告訴學生是小量程,再請學生讀數(shù),又出現(xiàn)了兩個答案:0.24A和0.28A。教師追問,到底哪個正確,為什么?引導學生要看清分度值,并回答不同量程下的分度值分別是多少?兩種量程、相同的偏轉(zhuǎn)角度,示數(shù)有何關系?經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問題、分析原因”的探索過程,學生自主完成讀數(shù)技能的構建,最后總結讀數(shù)步驟:先看量程,再看分度值。這種探索式教法同樣適合電壓表的使用與讀數(shù),為探究歐姆定律作好技能鋪墊。
2.變“異?!睘椤罢!?,營造良好的探究環(huán)境
每堂探究課都有預期目標和探究重點,而時間有限,所以,要為學生創(chuàng)造一個好的實驗環(huán)境,避免一些客觀的、非重點因素的干擾,為探究重點贏得更多時間。實驗器材使用時間過長或質(zhì)量不過關,不能正常工作,學生在操作過程中就會麻煩不斷,影響探究情緒。尤其是測量類器材,比如電流表和電壓表,如果器材質(zhì)量有問題,學生的數(shù)據(jù)能準確嗎?又談何發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中蘊藏的物理規(guī)律?因此,學校采購器材時應嚴把質(zhì)量關,對有問題的器材要及時更換,同時,檢修器材也非常重要,特別是使用頻繁高、易損耗的器材。建議教研組抽出專門的時間和精力,集中檢修,一來減輕實驗員的工作壓力,二來掌握一些檢修技能。當提供的都是能正常使用的器材后,學生的實驗就不會受其他因素影響,從而保障探究正常進行。
3.變“錯誤”為“正確”,彰顯錯誤資源的價值
學生對教師問題的即時性反映,折射出學生的原始思維和創(chuàng)造性火花,這些想法有的是正確的,有的雖然錯誤,但能給教學啟發(fā),其價值不亞于正確的創(chuàng)意。學生錯誤的想法里可能蘊藏著創(chuàng)新思維,我們要善于發(fā)現(xiàn)并加以利用。
例如,圖2中,用電阻箱代替定值電阻R的方案是錯誤的,但這種想法在研究通過導體的電流與導體電阻的關系時,卻可以派上用場。如圖4,用電阻箱代替定值電阻R,有以下優(yōu)點:其一,電阻箱是一種可讀出阻值的變阻器。初中階段學生對不能讀出示數(shù)的滑動變阻器使用頻率高,使用較熟練,但對電阻箱,教材只局限于讀出電阻大小,沒有機會讓學生體驗電阻箱的優(yōu)勢,而在這里,電阻箱的接線和讀數(shù)得到運用,體現(xiàn)了其教學價值,彌補教材的不足。其二,簡化實驗操作過程。本電路的連接在研究電流與電壓的關系時已經(jīng)得到強化,因此,連接電路不是本探究內(nèi)容的重點。當定值電阻R不斷改變時,該電路局部要不斷拆裝、重組,這在技能上只是簡單重復,缺乏教育意義。而換為電阻箱后,只要旋轉(zhuǎn)旋鈕就能快速改變電阻,不需要拆裝電路,為數(shù)據(jù)的采集與分析等重點內(nèi)容爭取更多時間。其三,實驗探究提倡開放性,不應是封閉的,數(shù)據(jù)的采集要常態(tài)化。如果選教師提供的三個定值電阻,學生會想,為什么要選這幾個電阻?隨機一點不可以嗎?是不是也能得出反比結論?而這一系列問題均由電阻箱的使用得到較好突破,供選擇的電阻值范圍更廣、更靈活,為學生采集數(shù)據(jù)拓展空間,增加實驗結論的可信度。
4.變“說教”為“身教”,給學生潛移默化的影響
在實驗細節(jié)上,教師苦口婆心,諄諄教導,而學生一意孤行,當耳邊風,教學效果一直欠佳。什么原因呢?要學生低碳環(huán)保,教師自己在實驗教學中的一言一行、一舉一動反饋給學生的卻是鋪張浪費;要學生尊重實驗事實,不得篡改數(shù)據(jù),教師卻圖方便省事,不做實驗,空降實驗數(shù)據(jù);要學生表達準確,教師的教學語言卻欠科學性,甚至“腳踩西瓜皮,滑到哪是哪”。這樣矛盾的教學言行,怎能讓學生養(yǎng)成低碳環(huán)保的意識和實事求是的科學態(tài)度?要提升學生的科學素養(yǎng),除平常注意要求外,更重要的是教師要加強自身修養(yǎng),以身垂范,給學生樹立良好的榜樣。
5.變“單一”為“飽滿”,落實三維教學目標
探究教學不能僅局限于學生掌握物理概念和規(guī)律,還應將歷史上物理學家進行探究、獲得發(fā)現(xiàn)的歷史資料引入教學,通過歷史情境再現(xiàn),展現(xiàn)科學研究方法,體驗科學發(fā)現(xiàn)的艱辛,實現(xiàn)教育價值最大化。
歷史上歐姆定律的建立過程與課堂上的科學探究有很大差異,將歐姆的探究過程和對他成功的分析補充到課堂中,可以使學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度上獲益。
在歐姆所處的時代,他遇到的最大困難與挑戰(zhàn)有以下幾點[1]:(1)當時的直流電源只有伏打電堆,最初用它進行實驗,電流不穩(wěn)定,未能獲得理想結果。后來,接受其他科學家的建議,將伏打電堆改為溫差電源,提高了電流的穩(wěn)定性,使測量結果更準確。這與他善于學習、關心科技發(fā)展、重視科學交流是分不開的。(2)在歐姆進行研究時,沒有現(xiàn)成的電壓表和電流表,也不知道如何測電阻,也就是說,I、U、R均無法測量,這些問題都得一一解決。歐姆巧妙地設計出電流扭秤,用磁針的扭角實現(xiàn)了電流大小的測量;用相同粗細、不同長度的銅導線來得到不同電阻;用溫差電池兩個接點的溫度差得到不同電勢差,這在當時是想象不到的,都是開創(chuàng)性研究。而且,歐姆憑直覺假定電流大小與扭秤的扭角成正比,電阻與導線長度成正比,而電壓與溫差電池的溫度差成正比。這種直覺思維,是科學創(chuàng)造力的重要表現(xiàn)。(3)歐姆定律發(fā)表后,遇到權威人士的反對甚至詆毀,認為他的理論是空洞的臆造,許多年后他的成果才得到科學界的普遍認同。為了科學研究,歐姆在孤獨與困難的環(huán)境中,自己動手制作儀器,堅持進行科學探索,把全部生命都奉獻給了科學事業(yè),這種獻身精神是值得欽佩和學習的。
通過物理學史的引入,“歐姆”在學生思想里不再只是一個物理量的單位,“歐姆定律”也不再只是一個物理公式,它們匯成了一部有血有肉、富有立體感的科學勵志故事,深深地感染和激勵著學生。
參考文獻
歐姆定律重難點篇8
一、初中物理電路計算題的類型分析
在初中物理的教學內(nèi)容當中,我們可以看出初中物理電學在整體物理內(nèi)容中所占比重極大,這也導致了其計算種類和題型的復雜多變。而且再加上學生第一次接觸物理電學,令學生很難對其特點完全了解,從而導致學生在解題時無法做到活學活用。而且在解題中,由于學生對歐姆定律的了解不透徹,常常忽略其重要的“同一性”和“同時性”,最終導致解題失敗。
因此針對這一情況,我們可以對復雜的電學問題根據(jù)其電路特點進行分類,從而對其進行有針對性的解答。由于每個電路的特點不同,我們可以根據(jù)其串聯(lián)或并聯(lián)的特性,將其分為“最簡單的只有一個用電器的電路”、“由兩個用電器串聯(lián)得到的串聯(lián)電路”、“由兩個用電器并聯(lián)得到的并聯(lián)電路”、“由滑動變阻器組成的可變電路”、“由開關來進行電路變化控制的電路”這五種類型的電路計算問題。
二、初中物理電路計算題例題解析
(一)兩個用電器的串聯(lián)電路計算解析
例:將一直電阻R1與R2串聯(lián)在電壓U=12V的電源上,R1=20Ω,R2=40Ω。求:①電路總電阻R總;②電路電流I;③R1兩端的電壓;④R2的電功率。
解析:先根據(jù)已知條件求出電路總電阻,再利用總電阻和總電壓,根據(jù)歐姆定律 求出電路電流I,再然后通過歐姆定律和串聯(lián)電阻“分壓不分流”的定律,求出R1兩端電壓,最后根據(jù)電功率公式P=I2R,求出電功率。
針對這類問題,首先我們要進行細致的審題,通過題目的第一句話,我們可以根據(jù)電阻串聯(lián)的信息想到“串聯(lián)電路分壓不分流”這一定律,從而列出“I總=I1=I2”、“R總=R1+R2”的相關電路信息。然后針對第一個問題,直接將R1、R2的數(shù)值帶入公式求出R總,即:R總=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω。
然后針對第二個問題,我們可以根據(jù)歐姆定律“I=U/R”帶入數(shù)值,求出電路的總電流I總,即:I=U/R總=12V/60Ω=0.2A。
而根據(jù)審題時對已知串聯(lián)電路的特點分析,我們知道“I總=I1=I2”,所以我們可以得出I1=0.2A,然后我們再根據(jù)歐姆定律“U=IR”求出R1兩端的電壓,即U1=I1*R1=0.2A*20Ω=4V。
最后進行第四個問題的解答,我們首先需要列出電功率的計算公式“P=I2R”,根據(jù)串聯(lián)電路的特點“I總=I1=I2”,我們可以得到I2=0.2A,而R2已知,帶入數(shù)值便可以求出R2的電功率,即P2=I2R2=0.22A*40Ω=1.6W。
(二)兩個用電器的并聯(lián)電路計算解析
例:如圖所示,將R1、R2并聯(lián)在電路中,R1=10Ω,R2=20Ω,閉合開關后,電流表顯示I1=2.4A,求電路的總電流。
解析:想要解決此題,必須利用“并聯(lián)電路分流不分壓”的特點,先求出R1兩端的電壓,然后再根絕U1=U2求出R2的電流,從而求出此電路的總電流。
針對本體進行審題,首先從第一句話中,我們可以根據(jù)并聯(lián)電路的關系“并聯(lián)電路分流不分壓”得出電路電壓關系“U總=U1=U2”以及電流關系“I總=I1+I2”。然后再對問題進行分析,發(fā)現(xiàn)我們所要求的最終答案為I總。
而想要求出I總,我們就必須求出I2。根據(jù)歐姆定律“I=U/R”,我們可以發(fā)現(xiàn)R2的電壓U2仍然是未知條件。然后我們對電壓進行分析,可以從已知的條件中,發(fā)現(xiàn)R1與I1是已知的,這樣我們就能得出U1。這時,我們審題時分析的電壓關系“U總=U1=U2”就起到了關鍵的作用。
答:U2=U1=I1*R1=2.4A*10Ω=24V,I2=U2/R2=24V/20Ω=1.2A,I總=I1+I2=2.4A+1.2A=3.6A。
(三)滑動變阻器的可變電路計算解析
例:如圖所示,電源電壓恒定不變,R1為定值電阻,阻值為10Ω,R2為滑動變阻器。閉合開關后,將P移動至b點時,電流表顯示為1A,當P移動至中點時,電流表顯示為1.5A。求:①電源電壓;②R2的最大阻值。
解析:根據(jù)已知的兩次電流表顯示數(shù)值,以及定值電阻和滑動變阻器當時相對應的阻值,可以確定求出電源的總電壓15V,然后根據(jù)電源的總電壓及電路總電流,求出最后的滑動變阻器最大阻值為20Ω。
(四)由開關控制的可變電路計算解析
在初中物理的電學習題中,還會經(jīng)常遇到這樣一類問題:某個開關閉合或斷開引起阻值變化,然后判斷電路的電流、各電阻兩端的電壓以及電功率發(fā)生變化。例如:當開關S由閉合到斷開時,電流表示數(shù)有什么變化?電壓表示數(shù)有什么變化?電壓表和電流表的示數(shù)的比值有什么變化?
解決方法:首先弄清電路的串并聯(lián)關系,然后根據(jù)電壓、電阻、電流間的變化關系,在尋找變量的同時,要注意哪些是不變的物理量,便可以順利解決問題。局部電阻的變化整個電路的電阻的變化總電流的變化其他量的變化。當把開關S閉合時,燈泡L被短路,只有R工作,電壓表測量電阻兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;開關斷開時,燈泡L與電阻R串聯(lián),電壓表測量電阻R兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知開關S由閉合到斷開時電路總電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化,再根據(jù)歐姆定律判斷電壓表與電流表示數(shù)比值的變化.
三、初中物理電路計算題解決方法經(jīng)驗總結
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