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關(guān)鍵詞:初中物理;歐姆定律;應(yīng)用
在電學(xué)的定律當(dāng)中,歐姆定律是非常關(guān)鍵的一項,它貫穿于整個電學(xué)的始終。深入、系統(tǒng)和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學(xué)問題的基礎(chǔ)和前提條件,針對歐姆定律的教學(xué),教師需要做好如下的兩個方面:
一、引導(dǎo)學(xué)生注重三個物理量之間的關(guān)系
“導(dǎo)體當(dāng)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”,這就是歐姆定律。在此,教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生注重三個物理量之間的關(guān)系。(1)歐姆定律強(qiáng)調(diào)電壓與電阻決定了導(dǎo)體當(dāng)中的電流,而不是由電源提供的電壓,這跟電阻和電流是毫無關(guān)系的,電阻屬于導(dǎo)體自身的性質(zhì),這跟電壓和電流也是毫無關(guān)系的,因此是電壓與電阻一起決定了電流。(2)注重計算關(guān)系。在公式:I= 當(dāng)中,只要確定了任意的兩個物理量,就可以對另外的一個物理量進(jìn)行計算,這就需要引導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握公式的變化。(3)注重這三個物理量一定要根據(jù)同一段的導(dǎo)體,比如,將R1與R2進(jìn)行串聯(lián),接在30 V的電源上面,R1是10歐姆,經(jīng)過R1的電流是0.2安,問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)或者是講解的時候,需要將電路圖畫出來,注明相應(yīng)的物理量,突出需要注意的問題,以實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)效果。
二、拓展和應(yīng)用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候,需要引導(dǎo)學(xué)生注重知識的應(yīng)用和拓展。通過并、串聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律,對電阻規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo),可以概括并聯(lián)電路的規(guī)律是:(1)電流I=I1+I2;(2)電壓U=U1=U2;(3)電阻 。可以概括串聯(lián)電路的規(guī)律是:(1)電流I=I1=I2;(2)電壓U=U1+U2;(3)電阻R=R1+R2,再應(yīng)用電阻規(guī)律對一些實(shí)際問題進(jìn)行解決。比如,教師在教學(xué)的過程中,可以提問學(xué)生下面的一些問題:為什么調(diào)節(jié)臺燈的亮度按鈕,燈泡能夠變亮或者是變暗?為什么手電筒當(dāng)中的電池使用時間長了之后,燈泡會變暗?這兩個問題的原理是一樣的嗎?這樣,學(xué)生就能夠積極主動地探討,紛紛發(fā)表自己的看法,課堂氛圍頓時活躍起來。學(xué)生通過應(yīng)用歐姆定律,對實(shí)際生活當(dāng)中一些不好理解的問題進(jìn)行了解釋,從而調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
總之,在初中物理教學(xué)當(dāng)中,歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視,實(shí)施有效的教學(xué)策略,教授學(xué)生關(guān)于歐姆定律的知識。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
歐姆定律是初中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容,也是中考中考點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容、難點(diǎn)內(nèi)容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學(xué)生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實(shí),才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內(nèi)容
1、實(shí)驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實(shí)驗思想基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的:即在控制電阻不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;控制導(dǎo)體兩端的電壓不變,得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。
2、歐姆定律的表達(dá)式
由實(shí)驗總結(jié)和歸納出歐姆定律:通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
表達(dá)式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導(dǎo)出式:U=IRR=U/I
注意表達(dá)式中的三個物理量之間的關(guān)系式是一一對應(yīng)的關(guān)系,即具有同一時間,同一段導(dǎo)體的關(guān)系。
3、歐姆定律的應(yīng)用條件
(1).歐姆定律只適用于純電阻電路;
(2).歐姆定律只適用于金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電,而對于氣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電一般不適用;
(3).歐姆定律表達(dá)式I=U/R表示的是研究不包含電源在內(nèi)的“部分電路”;
(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導(dǎo)體”的電阻R都是同一個導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量,不同導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關(guān)系。
4.區(qū)別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導(dǎo)體中的電流的大小取決于這段導(dǎo)體兩端的電壓和這段導(dǎo)體的電阻。當(dāng)導(dǎo)體中的U或R變化時,導(dǎo)體中的I將發(fā)生相應(yīng)的變化。可見,I、U、R都是變量。另外,I=U/R還反映了導(dǎo)體兩端保持一定的電壓,是導(dǎo)體形成持續(xù)電流的條件。若R不為零,U為零,則I也為零;若導(dǎo)體是絕緣體R可為無窮大,即使它的兩端有電壓,I也為零。因此,在歐姆定律I=U/R中,當(dāng)R一定時I與U成正比;當(dāng)U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導(dǎo)得出的,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,而不是它的決定式。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),因此,在導(dǎo)出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導(dǎo)體,比值U/I是個定值;而對于不同的導(dǎo)體,這個比值是不同的。不能認(rèn)為導(dǎo)體的電阻跟電壓和電流有關(guān)。
二、歐姆定律的應(yīng)用
在運(yùn)用歐姆定律,分析、解決實(shí)際問題,進(jìn)行有關(guān)計算時應(yīng)注意以下幾方面的問題:
1.要分析清楚電路圖,搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯(lián),還是并聯(lián),這是解題的關(guān)鍵。
2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計算,也不能把同一導(dǎo)體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據(jù)題意畫出電路圖,在圖上標(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo);不能亂套公式,并注意單位的統(tǒng)一。
3.要搞清楚改變和控制電路結(jié)構(gòu)的兩個基本因素:一是開關(guān)的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發(fā)生變化時對電路的影響情況。因此,電路變化問題主要有兩種類型:一類是由于變阻器滑片的移動,引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關(guān)的斷開或閉合,引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為:先看電阻變化,再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎(chǔ)。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中,R=12Ω,Rt的最大阻值為18Ω,當(dāng)開關(guān)閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為16V,那么當(dāng)滑片P位于最右端時電壓表的示數(shù)是多少?
解析:分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯(lián)的電路,電壓表是測R兩端電壓的。當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為6V,說明電路中的總電壓(電源的電壓)是6V,而當(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最右端時,電壓表僅測R兩端的電壓,而此時電壓表的示數(shù)小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數(shù)為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示,滑動變阻器的滑片P向B滑動時,電流表的示數(shù)將;電壓表的示數(shù)將。(填“變大”、“變小”或“不變”)如此時電壓表的示數(shù)為2.5V,要使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V,滑片P應(yīng)向端滑動。
圖1
分析:根據(jù)歐姆定律I=UR,電源電壓不變時,電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段,動滑片P向B滑動時,AP段變長,電阻變大,所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓,根據(jù)Ux=IRx可知,Rx不變,I變小,電壓表示數(shù)變小。反之,要使電壓表示數(shù)變大,滑片P應(yīng)向A端滑動。
答案:變小;變小;A。
參考文獻(xiàn):
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動變阻器之后的內(nèi)容,這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律,又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。通過學(xué)習(xí)“歐姆定律”,主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個基本物理量之間的關(guān)系,初步掌握運(yùn)用歐姆定律解決簡單電學(xué)問題的思路和方法,同時也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識與電路分析和計算打下基礎(chǔ),起到了承上啟下的作用。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識與技能
通過實(shí)驗探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
(2)過程與方法
運(yùn)用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態(tài)度與價值觀
通過對歐姆定律的認(rèn)識,體會物理規(guī)律的客觀性和普遍性,增強(qiáng)對科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。
3.教學(xué)的重難點(diǎn)
重點(diǎn):理解歐姆定律,能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
難點(diǎn):對歐姆定律的理解和應(yīng)用。
二、說教法
這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法,提高課堂效率,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的原則。
三、說學(xué)法
在物理教學(xué)中,應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo),應(yīng)重視學(xué)情,突出自主學(xué)習(xí),鍛煉實(shí)驗操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中,通過閱讀例題,讓學(xué)生在閱讀過程中進(jìn)行分析、推理,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。
四、說教學(xué)設(shè)計
在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗的基礎(chǔ)上的,先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo),學(xué)生通過自主解決實(shí)際問題獲得感性認(rèn)識。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學(xué)生去完成,即便會有一些問題,也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題的源頭出在哪里,讓學(xué)生對問題進(jìn)行分析和討論,這樣既加深學(xué)生對歐姆定律的理