前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的歐姆定律本質(zhì)主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)推理;科學(xué)探究;問(wèn)題情境;科學(xué)方法;理論聯(lián)系實(shí)際
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2017)1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節(jié)《閉合電路的歐姆定律》是電學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容,其中包含了許多科學(xué)思想方法,是學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)科學(xué)思想方法的好素材。作為一節(jié)典型的規(guī)律探究課,本節(jié)內(nèi)容較抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí),對(duì)電源內(nèi)電路認(rèn)識(shí)模糊,難以理解電源有內(nèi)阻;對(duì)內(nèi)外電路的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系及路端電壓與負(fù)載關(guān)系感到疑惑,對(duì)其中蘊(yùn)含的科學(xué)方法未能深刻領(lǐng)會(huì)?!叭绾斡行黄七@些教學(xué)難點(diǎn)?”“如何設(shè)計(jì)好閉合電路歐姆定律的探究過(guò)程,有效實(shí)施三維目標(biāo)教學(xué)?”一直是廣大物理教師研究的重要課題,本文試圖通過(guò)對(duì)本節(jié)課的教材、教法的分析,探究形成學(xué)生認(rèn)知困難的主要原因以及在本節(jié)課中如何有效實(shí)施探究教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎(chǔ)⒌綞勢(shì)、歐姆定律、串并聯(lián)電路、焦耳定律和導(dǎo)體的電阻之后來(lái)學(xué)習(xí)的。很顯然,這種安排的意圖是在承接“從做功角度認(rèn)識(shí)電動(dòng)勢(shì)”的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生從功能關(guān)系角度來(lái)建立閉合電路的歐姆定律,體現(xiàn)了循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。順應(yīng)這種構(gòu)想,教材對(duì)本節(jié)內(nèi)容以如下方式呈現(xiàn):先直接給出閉合電路的概念,然后從功能關(guān)系出發(fā), 根據(jù)能量守恒,理論推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律和U+U=E,再根據(jù)閉合電路的歐姆定律,理論分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。這種呈現(xiàn)方式的好處是:既充分體現(xiàn)了功和能的概念在物理學(xué)中的重要性,又有利于學(xué)生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來(lái)看這種呈現(xiàn)方式具有一定的合理性和科學(xué)性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學(xué),領(lǐng)略了執(zhí)教老師們的各種處理方法,比較有代表性的是以下兩種教法:
第一種教法是沿用原教材的思路,采用比較傳統(tǒng)的方式,注重理論探究,先從理論上推導(dǎo)得出閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,再應(yīng)用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規(guī)律,最后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用規(guī)律解題,把立足點(diǎn)放在訓(xùn)練學(xué)生的解題能力上。
第二種教法注重突出實(shí)驗(yàn)的地位,發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在探究教學(xué)中的作用。利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸念,引入課題,設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)歸納出內(nèi)外電壓之間的關(guān)系,再利用教材中的圖2.7-3實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
根據(jù)課后反饋發(fā)現(xiàn),沿用原教材思路設(shè)計(jì)的教學(xué),效果并沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)者想象的結(jié)果,究其原因,主要有以下幾個(gè)方面:
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的,注重于數(shù)學(xué)推理,比較抽象,缺乏令人信服的探究實(shí)驗(yàn),學(xué)生無(wú)直接經(jīng)驗(yàn)感知和相應(yīng)的認(rèn)知過(guò)程,難以形成深刻的理解。
2.教材對(duì)閉合電路,特別是內(nèi)電路的建構(gòu)過(guò)于直接,無(wú)感知過(guò)程,學(xué)生對(duì)教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢(shì)高低變化的模型圖難以理解,加之學(xué)生對(duì)部分電路的歐姆定律印象深刻,對(duì)電源內(nèi)部的電路無(wú)直觀印象,對(duì)電源也有內(nèi)阻心存疑慮,難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢(shì)。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關(guān)系推導(dǎo)得到IR+Ir=E和U+U=E,這種處理方式,會(huì)讓學(xué)生對(duì)U+U=E的普適性產(chǎn)生懷疑:非純電阻電路還適用嗎?
4.作為一節(jié)規(guī)律探究課,本節(jié)課包含了許多科學(xué)思想方法,教材過(guò)于注重理論推導(dǎo),忽視了實(shí)驗(yàn)探究,淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學(xué)思想方法教育,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和體驗(yàn)研究物理問(wèn)題的方法是不利的,也不利于提高課堂教學(xué)的有效性。
第二種“通過(guò)設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”的處理方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,學(xué)生能獲得更直觀的認(rèn)識(shí),有效地突破一些教學(xué)難點(diǎn),但由于本節(jié)知識(shí)點(diǎn)多,思維量大,設(shè)計(jì)過(guò)多的實(shí)驗(yàn)(特別是設(shè)計(jì)繁雜的分組實(shí)驗(yàn))勢(shì)必會(huì)分散學(xué)生的注意力,干擾學(xué)生的正常思考,擠壓學(xué)生思考和實(shí)踐應(yīng)用的時(shí)間,影響了學(xué)生主體作用的發(fā)揮,效果同樣不盡如人意。
2 教學(xué)建議
2.1 尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,科學(xué)設(shè)計(jì)探究過(guò)程
從物理學(xué)史來(lái)看,歐姆定律是基于實(shí)驗(yàn)而發(fā)現(xiàn)的,并非演繹推理的結(jié)果,教材通過(guò)功能關(guān)系分析來(lái)建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來(lái)的負(fù)面影響是學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí),沒(méi)有參與知識(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的情感體驗(yàn),難以形成深刻的理解,課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高。規(guī)避這種負(fù)面影響的方法就是在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律,科學(xué)地設(shè)計(jì)探究過(guò)程,讓學(xué)生在親身探究中理解定律,體驗(yàn)方法。基于這種指導(dǎo)思想,筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),先用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電,產(chǎn)生了與學(xué)生日常生活經(jīng)驗(yàn)相矛盾的現(xiàn)象來(lái)設(shè)置“懸念”――引入新課。然后,引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)“引入實(shí)驗(yàn)”中的現(xiàn)象展開(kāi)探究,讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中分析、思考、歸納,得出電源內(nèi)電壓和外電壓之間的關(guān)系。接著再引導(dǎo)學(xué)生利用功能關(guān)系,從理論角度來(lái)推導(dǎo)、探究,讓實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論在理論上獲得支撐。最后,引а生利用所學(xué)規(guī)律解決引入實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生活中的問(wèn)題。這種在引入實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的“實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)相互結(jié)合的探究過(guò)程”的設(shè)計(jì),既避免了設(shè)計(jì)過(guò)多的實(shí)驗(yàn),又讓學(xué)生親身體驗(yàn)了探究的過(guò)程,加深了對(duì)知識(shí)的理解,深刻領(lǐng)會(huì)到物理學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性和流暢性,感受到物理的探究之美和應(yīng)用之美。同時(shí),又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使物理課堂教學(xué)產(chǎn)生無(wú)窮的樂(lè)趣,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的物理課堂教學(xué)。
2.2 合理創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑探究
作為一節(jié)規(guī)律探究課,本節(jié)課的重點(diǎn)是如何落實(shí)探究教學(xué),讓學(xué)生在探究中理解閉合電路的歐姆定律,感知科學(xué)探究的過(guò)程和方法。在探究教學(xué)中,問(wèn)題是探究的起點(diǎn),沒(méi)有問(wèn)題就不可能有探究,正是在問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下,學(xué)生才能積極思考,從而產(chǎn)生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規(guī)律形成過(guò)程的基礎(chǔ)上,精心創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,以問(wèn)誘思,引導(dǎo)學(xué)生融入到探究學(xué)習(xí)的情境中去。例如:在構(gòu)建“閉合電路”概念時(shí),用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后,可設(shè)置如下問(wèn)題情境:“為什么燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為9 V的電池時(shí),亮度反而暗了?難道電池壞了?”“為什么電池與燈泡接通時(shí)兩端的電壓變?。繙p小的電壓哪兒去了?”“電池有內(nèi)阻?可能嗎?”“我們來(lái)看看電池(觸摸電池),電池變熱了,什么原因?qū)е鹿ぷ鞯碾姵貢?huì)變熱?”學(xué)生在問(wèn)題的引領(lǐng)下觀察、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn),由此認(rèn)識(shí)到“電源內(nèi)部也有電阻和電流”“電源內(nèi)部電流的通路,稱為內(nèi)電路”。這種以問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考,以實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)來(lái)構(gòu)建閉合電路的方法,既彌補(bǔ)了教材對(duì)內(nèi)電路建構(gòu)的非直觀性,也讓學(xué)生經(jīng)歷了在質(zhì)疑中分析、探究的過(guò)程,學(xué)生對(duì)閉合電路的認(rèn)識(shí)潛移默化、水到渠成,遠(yuǎn)比直接灌輸效果好。
在引導(dǎo)學(xué)生從能量角度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果時(shí),設(shè)置如下問(wèn)題情境:“剛才我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了閉合電路中的電流規(guī)律,這個(gè)結(jié)論可靠嗎?”“如果我們能從理論上找到依據(jù),是不是更可靠?如何從理論上來(lái)分析呢?”“從能量角度行嗎?”“內(nèi)、外電路在時(shí)間 t 內(nèi)消耗多少電能? ”“這些能量從何而來(lái)?”學(xué)生在上述問(wèn)題的引導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)也可以從能量角度來(lái)推導(dǎo)得出與實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果。
在引導(dǎo)學(xué)生探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系時(shí),設(shè)置以下問(wèn)題情境:“實(shí)驗(yàn)表明,燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故,你們能說(shuō)說(shuō)路端電壓與什么有關(guān)嗎?”“它們之間具體的關(guān)系是什么?”“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究呢?”“從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中能得出什么結(jié)論?”“能從理論上分析為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化嗎?”“如果外電阻斷開(kāi),路端電壓為多少?外電阻短路,路端電壓又為多少?”“誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么?”在這一個(gè)個(gè)問(wèn)題的引領(lǐng)下,學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究到理論分析兩個(gè)方面找到了路端電壓與外電阻的關(guān)系,不僅體驗(yàn)了科學(xué)探究過(guò)程,提高了理論分析和實(shí)驗(yàn)探究的能力,也養(yǎng)成了樂(lè)于探索、勤于動(dòng)手的好習(xí)慣。
2.3 注重滲透科學(xué)方法教育,加深對(duì)規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識(shí)
作為一根主線,科學(xué)探究法貫穿在整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程中,教學(xué)中要注意尊重學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律,強(qiáng)化科學(xué)探究法的顯性教育:以引入實(shí)驗(yàn)為線索,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“觀察實(shí)驗(yàn)、提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析論證”等過(guò)程,領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究的方法。
“閉合回路中的電勢(shì)變化”抽象而難以理解,突破這一難點(diǎn)的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來(lái)形象地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,但這種模型對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)還是比較抽象,難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比,來(lái)說(shuō)明閉合電路中的電勢(shì)高低變化情況。這樣的方法,既簡(jiǎn)單又源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生容易接受,教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)”和“路端電壓與負(fù)載的關(guān)系推導(dǎo)”中兩次用到,教學(xué)中要注意借助問(wèn)題情境,把規(guī)律的探究以一個(gè)個(gè)問(wèn)題的形式呈現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生在問(wèn)題的引領(lǐng)下經(jīng)歷演繹、推理過(guò)程,構(gòu)建對(duì)“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負(fù)載關(guān)系”的正確理解,體驗(yàn)演繹推理過(guò)程中獲得成功的愉悅。
另外,本節(jié)課中,要特別注意引導(dǎo)學(xué)生在了解路端電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系的基礎(chǔ)上,通過(guò)極限法分析和理解電路斷路時(shí)的路端電壓和短路電流的現(xiàn)實(shí)意義,體會(huì)極限法在物理學(xué)習(xí)中的作用和意義,有效地訓(xùn)練學(xué)生突破思維定勢(shì),培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。
2.4 注重理論聯(lián)系實(shí)際,物理與生活的聯(lián)系
研究和學(xué)習(xí)物理最重要的方法就是理論聯(lián)系實(shí)際,將理論和實(shí)際、物理與生活聯(lián)系起來(lái),可以幫助學(xué)生更透徹地理解所學(xué)的物理知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切,教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意還原知識(shí)的產(chǎn)生背景,注重將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活。例如:新課引入可以從生活現(xiàn)象來(lái)提出問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生思考探究;在得出路端電壓與外電阻R的關(guān)系后,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)將R推向兩個(gè)極端情況的分析,來(lái)理解實(shí)際中“為什么電源開(kāi)路時(shí)路端電壓就等于電源的電動(dòng)勢(shì)”及“為什么電源不能用導(dǎo)線直接相連”;在學(xué)完了本節(jié)知識(shí)后,可引導(dǎo)學(xué)生用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)分析解決新課引入及生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問(wèn)題。讓學(xué)生充分地感知從生活走進(jìn)物理、從物理回到生活的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力,建構(gòu)對(duì)知識(shí)(尤其是難點(diǎn)知識(shí))的正確理解,從而真切地感受所學(xué)物理知識(shí)的實(shí)用性,充分理解物理學(xué)科對(duì)時(shí)展的深遠(yuǎn)意義。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:物理課堂 提出問(wèn)題 學(xué)生 培養(yǎng)
物理課堂提問(wèn)是優(yōu)化課堂教學(xué)的必要手段之一,也是教師教學(xué)藝術(shù)的重要組成部分。恰如其分的提問(wèn)不但可以活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,了解學(xué)生掌握知識(shí)情況,而且可以開(kāi)啟學(xué)生心靈,誘發(fā)學(xué)生思考,開(kāi)發(fā)學(xué)生智能,調(diào)節(jié)學(xué)生思維節(jié)奏,與學(xué)生作情感的雙向交流。通過(guò)提問(wèn),可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行回憶、對(duì)比、分析、綜合和概括,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。以下幾種方法廣泛運(yùn)用于教學(xué)活動(dòng)之中,在物理教學(xué)實(shí)踐中證明有比較明顯的教學(xué)效果。
一、承上啟下型提問(wèn)
它能檢查、鞏固已學(xué)的知識(shí)。學(xué)過(guò)的東西該記的是否記住了,理解是否正確、完整,通過(guò)提問(wèn)進(jìn)行反饋,從而找出教學(xué)中存在的問(wèn)題。為了便于學(xué)生接受新知識(shí),通過(guò)提問(wèn)喚起舊知識(shí)也是很重要的,教學(xué)的成敗和師生的思維活動(dòng)是否協(xié)調(diào)一致關(guān)系極大。每堂課的重點(diǎn)、難點(diǎn),一般說(shuō)教師是心中有數(shù)的,但在學(xué)生來(lái)說(shuō)卻不一定。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣很重要,在引入新課時(shí)通過(guò)設(shè)疑提問(wèn)激發(fā)興趣很有必要??鬃诱f(shuō)過(guò):“學(xué)起于思,思源于疑?!庇幸刹拍苡兴?,無(wú)思則不能釋疑。設(shè)疑、釋疑是人生追求。由于中學(xué)生缺乏思維的靈活性和敏捷性,教師若能在其似懂非懂、似通非通處及時(shí)提出問(wèn)題,然后與學(xué)生共同釋疑,勢(shì)必收到事半功倍的效果。如“阿基米德原理”一節(jié)的教學(xué),一開(kāi)始教師就提出:“木塊放在水里為什么總是浮在上面,鐵塊放在水里為什么總是下沉?”學(xué)生回答:“因?yàn)殍F重而木塊輕?!苯處熃又鴨?wèn):“把重10牛的鐵塊和重10牛的木塊都放進(jìn)水里,為什么木塊浮上來(lái),鐵塊卻沉下去呢?”這一問(wèn),學(xué)生對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)“因鐵重而下沉”產(chǎn)生了懷疑,激起了學(xué)生思維的積極性。
二、探究性提問(wèn)
這種提問(wèn)能啟發(fā)學(xué)生思維的靈活性,也有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性。例如,對(duì)于物理概念,不直接讓學(xué)生回答,而是讓學(xué)生應(yīng)用概念分析解決一些實(shí)際問(wèn)題,并圍繞重要的物理過(guò)程、理論與實(shí)際的關(guān)系,深究細(xì)追。向?qū)W生發(fā)問(wèn)、追究的問(wèn)題要經(jīng)過(guò)周密、科學(xué)的設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的提問(wèn),就會(huì)把學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步引向深化,并有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性。
三、鞏固發(fā)散型提問(wèn)
講授完新課,學(xué)生消化了該課內(nèi)容后,對(duì)本課內(nèi)容提出一個(gè)或幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行概括總結(jié),以達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。鞏固不是單純的復(fù)述,應(yīng)通過(guò)發(fā)散型提問(wèn),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。發(fā)散思維是一種創(chuàng)造性思維,教師若能在授課時(shí)提出激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生從正面和反面多途徑去思考,縱橫聯(lián)想所學(xué)知識(shí),將提高學(xué)生思維能力和探索能力大有好處。這種提問(wèn)難度較大,必須考慮學(xué)生知識(shí)的熟練程度。例如,在講完一個(gè)例題后,啟發(fā)學(xué)生一題多解地提問(wèn),或題目引伸性提問(wèn),或逆著題意進(jìn)行分析。這樣的提問(wèn)很自然地把學(xué)生帶入積極思考、討論、探究等生機(jī)盎然的學(xué)習(xí)境界之中,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探索能力無(wú)疑是有益的。
四、比較對(duì)照型提問(wèn)
在學(xué)生所學(xué)的知識(shí)中,概念相似的俯拾即是,學(xué)生往往難以區(qū)分,張冠李戴。在我們的教學(xué)中,教師如能夠有意識(shí)地抓住同類概念的本質(zhì)屬性、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)照鑒別異同,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維能力有極大的幫助。例如為了區(qū)別慣性定律,我們可以設(shè)計(jì)提問(wèn):
1.慣性是什么?什么是慣性定律?
2.慣性和慣性定律相同嗎?有什么區(qū)別?
五、分類歸納型提問(wèn)
此類問(wèn)題要求學(xué)生對(duì)具體化的知識(shí)進(jìn)行本質(zhì)性的概括,以拓展歸納能力。例如在進(jìn)行物理“歐姆定律”這一節(jié)的總結(jié)時(shí),可以設(shè)計(jì)提問(wèn):
1.歐姆定律的內(nèi)容是什么?
2.怎樣用分式表示歐姆定律?
3.歐姆定律反映了怎樣的物理意義?
六、論證評(píng)價(jià)式提問(wèn)
1 知識(shí)目標(biāo)
1.1 知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意義,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.3 知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓,電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標(biāo)
2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力,會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
2.3 通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力。
3 情感目標(biāo)
3.1 通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化,樹(shù)立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)。
3.2 通過(guò)分析外電壓變化原因,了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義。
教學(xué)建議
1 電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn),是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ),在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí),可以根據(jù)教材,采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極,克服電場(chǎng)力做功,非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小,反映了電源做功的本領(lǐng),由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書(shū)采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法,給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯),幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論。
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力,它與外電路無(wú)關(guān),是由電源本生的特性決定的。 電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量,沒(méi)有方向,這要給學(xué)生說(shuō)明,如果學(xué)生程度較好,可以向?qū)W生說(shuō)明,做為電源,由正負(fù)極之分,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,為了說(shuō)明問(wèn)題方便,也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向,人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向,即從負(fù)極指向正極。
2 路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí),然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系,務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線。
學(xué)生應(yīng)該知道,斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此,用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí),希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”,讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題。
3 最后講述閉合電路中的功率,得出公式 , .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明,公式左方的 表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn),就容易理解上式的意義:電源提供的電能,一部分消耗在內(nèi)阻上,其余部分輸出到外電路中。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標(biāo)
1.1 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)
1.1.1 初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
1.1.2 了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。
1.1.4 理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式,理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓(xùn)練點(diǎn)
通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問(wèn)題的能力。
1.3 德育滲透點(diǎn)[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過(guò)外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析,樹(shù)立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點(diǎn)。
1.3.2 通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。
2 重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法
2.1 重點(diǎn)
①正確理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
②對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點(diǎn)
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點(diǎn)
路端電壓變化的原因(內(nèi)因、外因)。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件,采用類比分析、動(dòng)態(tài)畫(huà)面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí),逐步了解電動(dòng)勢(shì)的含義,推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式,分析各項(xiàng)的意義,使學(xué)生有初步整體感知,精選運(yùn)用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題,結(jié)合圖像分析突破難點(diǎn)。
3 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課:
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差)
演示:將小燈泡接在充滿電的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流,但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零,所以電流減小為零,因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師:為了形成持續(xù)的電源,必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力,能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差,從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流,能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí),電源中的非靜電力將不斷做功,從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加。
4 課時(shí)安排[來(lái)源:高考資源網(wǎng)][來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
1課時(shí)
5 教具學(xué)具準(zhǔn)備
不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡(3.8V)、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表(0~2.5V)兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器(0~50Ω)一只、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
6 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
學(xué)生觀察、動(dòng)手測(cè)電源電動(dòng)勢(shì),并邊觀察邊思考,逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義,引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問(wèn)題。
7 教學(xué)過(guò)程
教師:同學(xué)們都知道,電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么,導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答:導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。)
演示:將小燈泡接在充電后的電容器兩端,會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅。)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析:當(dāng)電容器充完電后,其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷,如圖1所示,兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后,電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流,但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少,兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零,所以電流減小為零,因此要得到持續(xù)的電流,就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。
教師:能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)差的裝置就是電源。那么,如何描述電源的特性?電源接入電路,組成閉合電路,閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢?這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。
8 板書(shū)設(shè)計(jì)
8.1 電源電動(dòng)勢(shì):等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
關(guān)鍵詞:歐姆定律;回路元件四要素;科學(xué)思路
中圖分類號(hào):TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):16723198(2012)20019702
1 概述
所有的開(kāi)關(guān)的電氣回路都是以“歐姆定律”作為理論依據(jù)的。我們從初中就開(kāi)始學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的電氣回路——即電路,如圖1:
電路圖然而隨著我們理論的加深,我們卻不會(huì)用最基本的電路知識(shí)去解讀我們工作中、生活中常遇到的電路故障,更別說(shuō)借助檢測(cè)工具去判斷回路的故障原因,也許有人會(huì)說(shuō),歐姆定律,誰(shuí)不知道,那么簡(jiǎn)單。是簡(jiǎn)單,作為考試內(nèi)容特別簡(jiǎn)單,然而這么簡(jiǎn)單的知識(shí),經(jīng)過(guò)五年、十年,我們不僅沒(méi)有升華它,反而把它遺忘,學(xué)習(xí)沒(méi)有科學(xué)思路,就不能做到學(xué)以致用,甚至是學(xué)以不用;工作沒(méi)有科學(xué)的思路,就是用而不學(xué),最后就是所謂的想當(dāng)然的思路。德國(guó)教育家第斯多惠在《德國(guó)教師教育指南》中說(shuō)過(guò):“科學(xué)知識(shí)是不應(yīng)該傳授給學(xué)生的,而應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)它們,獨(dú)立地掌握它們”。
2 引用歐姆定律建立處理回路故障的思路
新入職儀表工工作中常遇到這樣的問(wèn)題:(1)電機(jī)不轉(zhuǎn)了,查不到原因;(2)閥門(mén)不動(dòng)了,查不出原因;(3)反饋狀態(tài)消失了,查不出原因;(4)電磁閥應(yīng)聯(lián)動(dòng)了,但不動(dòng),也查不出原因等等。每一個(gè)新入職員工都會(huì)遇到這樣那樣的問(wèn)題,而問(wèn)題也會(huì)由老師傅帶著他們這樣那樣的解決了。
大部分人只記住了或?qū)W到了一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題的處理方法,而沒(méi)有細(xì)細(xì)的總結(jié)、歸類,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì);大部分人沒(méi)有看電氣圖紙的習(xí)慣,甚至是對(duì)照控制柜看圖紙的習(xí)慣,說(shuō)是看不懂,怕麻煩,記著別人怎么處理就行了。其實(shí)這樣,這些人只能是“只緣生在此山中”,沒(méi)辦法分析清楚柜子上密密麻麻線的來(lái)龍去脈。他們也許會(huì)想起大學(xué)專業(yè)學(xué)的電氣回路,看著圖紙,也能說(shuō)出一、二、三、四,但拿上圖紙去處理一個(gè)回路故障點(diǎn)時(shí),就陷入困惑中,不知道該從哪下手。其實(shí)他們沒(méi)有真正看懂圖紙,如果真正的看懂圖紙,就能把有關(guān)這個(gè)故障點(diǎn)的回路單獨(dú)拿出來(lái)。舉個(gè)例子:現(xiàn)場(chǎng)一個(gè)電磁閥在輸出指令后不動(dòng),那怎么查?前提是我們首先看圖紙,找到電磁閥這個(gè)點(diǎn),再看這個(gè)點(diǎn)從哪個(gè)端子輸出來(lái),然后結(jié)合我們初中學(xué)的簡(jiǎn)單的電路知識(shí),找到由這個(gè)點(diǎn)構(gòu)成回路的其他關(guān)鍵元件:電源、開(kāi)關(guān),當(dāng)然導(dǎo)線就不用說(shuō)了,然后可描出一幅簡(jiǎn)單回路,如圖2:
電氣回路圖圖2所標(biāo)接點(diǎn)號(hào)(x2-1,x2-2等)都是可以從圖紙上找到的,當(dāng)然不同的圖紙有不同的標(biāo)法,這副圖就從密密麻麻的圖紙?zhí)岢鰜?lái)了,看起來(lái)更直觀。我們最容易找到的就是故障點(diǎn)(電磁閥),但只有它,構(gòu)不成一個(gè)完整的電路,我們只能以它順藤摸瓜,找到電源、開(kāi)關(guān),并通過(guò)導(dǎo)線連接,形成一個(gè)完整的電路,這樣才是科學(xué)思路。有人又會(huì)問(wèn)我,畫(huà)出它又有什么用?現(xiàn)在該提出歐姆定律了,定律大家想必都熟悉,那現(xiàn)在我們就依據(jù)這個(gè)定律,再對(duì)照著這個(gè)簡(jiǎn)單電路,在控制柜內(nèi)找到相應(yīng)端子號(hào),進(jìn)行檢測(cè)上述故障,一般我習(xí)慣測(cè)量回路開(kāi)關(guān)(通常開(kāi)關(guān)為未閉合狀態(tài))兩端電壓,如果能測(cè)到電源電壓,說(shuō)明電磁閥有問(wèn)題(可說(shuō)明回路電源正常),如果測(cè)不到,最可能是線路問(wèn)題、其次是電源保險(xiǎn)或開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)問(wèn)題,也有可能是電磁閥線包斷線(平時(shí)很少見(jiàn)),我們可依據(jù)我們剛才畫(huà)的那個(gè)簡(jiǎn)單回路所標(biāo)的端子接點(diǎn)號(hào),逐步排查。檢測(cè)時(shí),選用萬(wàn)用表檔位要慎重,怎么選用檔位又和歐姆定律有關(guān)系,導(dǎo)線電阻接近為0,檢測(cè)時(shí)可用通斷檔測(cè)量每段導(dǎo)線的好壞;判斷開(kāi)關(guān)開(kāi)合(在柜子未斷電的情況下)千萬(wàn)不能用通斷檔或電阻檔,大家細(xì)分析一下我們剛才的那個(gè)簡(jiǎn)單電路,如果用兩支表筆直接插在開(kāi)關(guān)兩端上,回路會(huì)因?yàn)槿f(wàn)用表處在通斷檔,而接通電路,這樣的后果,可能是燒壞萬(wàn)用表,甚至?xí)`動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,發(fā)生不可預(yù)知的事故。準(zhǔn)確的測(cè)量方法是:用萬(wàn)用表電壓檔,測(cè)量開(kāi)關(guān)兩端電壓,如開(kāi)關(guān)在按下?tīng)顟B(tài),測(cè)不到電源電壓,而松開(kāi)能測(cè)到電源電壓,可初步說(shuō)明回路開(kāi)關(guān)、電源和導(dǎo)線都沒(méi)問(wèn)題,應(yīng)該是負(fù)載問(wèn)題,上述所得檢測(cè)結(jié)論是依據(jù)歐姆定律得來(lái)的,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合,開(kāi)關(guān)兩端電壓,即為開(kāi)關(guān)短接片兩端電壓,短接片(可等效為導(dǎo)線)電阻非常小,在串聯(lián)回路里,分不到多少電源電壓,當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,開(kāi)關(guān)兩端電壓,即為斷開(kāi)的兩個(gè)觸頭的電壓,斷路電阻無(wú)窮大,在串聯(lián)回路里,把整個(gè)電源電壓都分過(guò)來(lái)了。這個(gè)定律就是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一個(gè)規(guī)律,老師在應(yīng)試教育的環(huán)境下,教給我們了,我們記下了只能為了考試,而不是真正由老師引導(dǎo),我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)它并獨(dú)立的掌握它。工作中,我們常提檢修標(biāo)準(zhǔn),但沒(méi)有人更多的去琢磨它,其實(shí)它是由更多的科學(xué)原理得來(lái)的,我認(rèn)為建立科學(xué)的檢修思路更為重要,沒(méi)有科學(xué)思路就不要盲目干活,這才是良好的習(xí)慣。
3 每一個(gè)控制電器回路都是由四要素(開(kāi)關(guān)、負(fù)載、電源、導(dǎo)線)構(gòu)成
控制回路柜是由若干個(gè)簡(jiǎn)單電路組成的,區(qū)別只在于它們各自實(shí)現(xiàn)的功能不一樣,但回路的構(gòu)造都離不開(kāi)四個(gè)要素:開(kāi)關(guān)、電源、導(dǎo)線、負(fù)載(或用電器),包括DCS的DI、DO回路,PLC的I\O回路都是通過(guò)四個(gè)要素構(gòu)成的。雖然有些元件不太直觀,但可以等效描述,如圖3:
控制回路柜的四要素一塊DI卡件有多少DI通道,就有多少個(gè)如圖3的回路,所有回路共用一個(gè)48V DC電源,每個(gè)回路都由從現(xiàn)場(chǎng)傳送上來(lái)的開(kāi)關(guān)、能檢測(cè)DI信號(hào)的卡件等效負(fù)載、若干導(dǎo)線,再加上公共的查詢電源(48V DC)構(gòu)成一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立的DI回路。DCS DO回路也是如此,如圖4:
PLCI\\O卡件構(gòu)成的回路圖5PLC I0.0通道的回路是由現(xiàn)場(chǎng)來(lái)的開(kāi)關(guān),公用24V DC電源,還有等效DI負(fù)載、若干導(dǎo)線構(gòu)成的DI回路;Q0.1通道的回路是由等效的開(kāi)關(guān)信號(hào)(PLC輸出DO信號(hào))、公用24V DC電源、若干導(dǎo)線、繼電器線圈(負(fù)載)構(gòu)成的DO回路。
綜上所述,所有的回路都是由“四要素”(導(dǎo)線、電源、開(kāi)關(guān)、負(fù)載)構(gòu)成,當(dāng)我們?nèi)ヌ幚砟骋粋€(gè)回路點(diǎn)故障時(shí)(有時(shí)可以按照故障現(xiàn)象,在圖紙上找到相對(duì)應(yīng)的功能回路并假定此回路為故障回路),先從圖紙上把這個(gè)回路單獨(dú)“提煉”出來(lái),再?gòu)木偷乜刂乒裾页鰜?lái)(找的線索:參照“提煉”圖里標(biāo)的接點(diǎn)號(hào),找到端子排相對(duì)應(yīng)的端子號(hào)或是有關(guān)的線標(biāo)號(hào))這些關(guān)鍵要素,依據(jù)歐姆定律,用萬(wàn)用表判斷這些要素的好壞。當(dāng)熟能生巧的時(shí)候,我們遇到一個(gè)故障回路時(shí),可從這個(gè)回路的開(kāi)關(guān)入手,并斷合開(kāi)關(guān),通過(guò)回路導(dǎo)線的連接,我們測(cè)量開(kāi)關(guān)兩端的電壓,可迅速地判斷出開(kāi)關(guān)、電源和導(dǎo)線的好壞,這樣做的前提是我們先假定或排除線路沒(méi)有故障。如若初步排除開(kāi)關(guān)、電源和導(dǎo)線的問(wèn)題,就可集中精力查負(fù)載的問(wèn)題。
4 對(duì)新入職儀表工進(jìn)行培訓(xùn),采用有效方法,多引導(dǎo),教思路
現(xiàn)在的開(kāi)關(guān)控制回路電氣柜,是工廠自動(dòng)化實(shí)施的關(guān)鍵樞紐,通過(guò)(DCS、PLC)的集成,控制回路搭建的七回八折,但萬(wàn)變不離其中,每個(gè)開(kāi)關(guān)回路的構(gòu)成都是四個(gè)要素:開(kāi)關(guān)、電源、負(fù)載、導(dǎo)線,但能做到化繁為簡(jiǎn)的這一步,還需要一些正確的基本功訓(xùn)練:
(1)樹(shù)立有科學(xué)思路再檢修的觀念。
(2)養(yǎng)成看電氣回路圖解決問(wèn)題的習(xí)慣,久而久之,我們可以熟到不需要圖紙,光憑線號(hào)就可以處理回路故障的境界,其實(shí)電路結(jié)構(gòu)已爛熟于心。這也說(shuō)明一個(gè)事實(shí),只要思路正確,我們就可以總結(jié)出巧妙的方法。
(3)工廠里的技術(shù)員、專工要加強(qiáng)對(duì)新員工的實(shí)操培訓(xùn),盡量少教方法,多提思路,善加引導(dǎo),尤其遇到工廠新上項(xiàng)目時(shí)(這時(shí)實(shí)操培訓(xùn)的黃金期),結(jié)合自己帶人的經(jīng)驗(yàn),我會(huì)利用這段項(xiàng)目調(diào)試期,給每一個(gè)新進(jìn)員工出一個(gè)回路故障課題,讓他們緊緊抓住回路“四要素”的思路原則,去處理回路故障。這樣培訓(xùn)下來(lái),他們有時(shí)會(huì)恍然大悟,甚至驚嘆原來(lái)這么簡(jiǎn)單。
(4)平時(shí)多利用空閑時(shí)間,搞一些“每日畫(huà)一幅回路”的活動(dòng),讓新進(jìn)員工拿上圖紙,對(duì)照控制柜,畫(huà)某一個(gè)回路,比如:鍋爐系統(tǒng)點(diǎn)火控制柜的油槍進(jìn)控制回路,給煤機(jī)系統(tǒng)的斷煤報(bào)警回路等,這樣可以養(yǎng)成他們看圖的習(xí)慣,并加深他們對(duì)各個(gè)控制系統(tǒng)的具體認(rèn)識(shí)。
5 結(jié)語(yǔ)
我們常說(shuō)“事半功倍”,其實(shí)關(guān)鍵是思路,科學(xué)的思路;思路對(duì)了,方法才能靈便;方法對(duì)了,做事才能收到成倍的功效。
參考文獻(xiàn)
一、初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)中的問(wèn)題原因
在日常生活中,不斷有家長(zhǎng)反映:自己的孩子在小學(xué)成績(jī)一直都很不錯(cuò),可到了初中,特別是到了初二開(kāi)始學(xué)習(xí)物理后,成績(jī)一下子就滑了下來(lái),總覺(jué)得物理難以學(xué)懂。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn),有一些學(xué)生吃力地學(xué)習(xí)了一段時(shí)間后,仍不見(jiàn)顯著進(jìn)步,就干脆放棄了學(xué)習(xí)物理。更讓我們感到擔(dān)憂的是,在中考沖刺時(shí),有些學(xué)生會(huì)因?yàn)樵谖锢碚n程上喪失信心,影響到了其他課程的學(xué)習(xí),甚至就放棄了學(xué)習(xí)備考。也就是說(shuō),因?yàn)槲锢韺W(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,不僅僅是只影響到學(xué)生的物理學(xué)習(xí),甚至影響到了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到了困難沒(méi)有得到有效的解決,使得學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題日積月累,一點(diǎn)一點(diǎn)被放大,學(xué)生僅有的一點(diǎn)學(xué)習(xí)熱情被一點(diǎn)一點(diǎn)消磨,使得學(xué)生把對(duì)學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)移到其他上面,甚至完全放棄了學(xué)習(xí)。這樣也就不難理解學(xué)生們?cè)谥锌紩r(shí),連最基礎(chǔ)最簡(jiǎn)單的題目也不會(huì)做了。作為教育工作者,這樣的現(xiàn)象不僅讓我反思:初中物理真的有那么難學(xué)嗎?為什么到了初二因?yàn)槲锢韺W(xué)習(xí)的問(wèn)題會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生這么大的影響呢?怎樣才能學(xué)好初中物理呢?筆者影響學(xué)生物理學(xué)習(xí)的原因是很多的,可以從學(xué)生的生理和心理的角度、物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度、教師的教學(xué)過(guò)程的角度、學(xué)生的學(xué)習(xí)教程的角度等多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析。本文主要是從學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的角度來(lái)分析學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題。
二、從實(shí)際生活中獲得的感性材料不足
初中的物理規(guī)律多數(shù)是從事實(shí)中分析、歸納總結(jié)出來(lái)的。初中學(xué)生抽象思維能力不強(qiáng),感性不足。如果沒(méi)有足夠的能夠把有關(guān)現(xiàn)象與現(xiàn)象之間的聯(lián)系鮮明的展示出來(lái)的實(shí)驗(yàn)或?qū)W生日常生活中所熟悉的、曾親身感受過(guò)的事例作基礎(chǔ),勢(shì)必造成學(xué)生學(xué)習(xí)上的困難。例如,在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí),學(xué)生能夠從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)分析、歸納總結(jié)出來(lái),可以說(shuō)是一個(gè)質(zhì)的飛躍。但許多學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的文字表述比較陌生,常不能很好的理解定律的含義,這是由于抽象思維不強(qiáng)、感性材料不足而造成的。
三、相關(guān)的準(zhǔn)備知識(shí)欠缺
物理作為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科,它肯定有著嚴(yán)密的邏輯體系。掌握物理規(guī)律,往往需將以前學(xué)的知識(shí)作為基礎(chǔ),方能取得良好的學(xué)習(xí)效果。否則將會(huì)給物理規(guī)律的學(xué)習(xí)帶來(lái)困難。例如,在學(xué)“歐姆定律”時(shí),就要聯(lián)系和綜合運(yùn)用前面的知識(shí)作為基礎(chǔ)。如電路、電流、電壓、電阻等,如果學(xué)生在其中某一環(huán)節(jié)上準(zhǔn)備不足,沒(méi)有很好的理解和掌握,將會(huì)使這一規(guī)律的學(xué)習(xí)遇到困難。
四、抽象邏輯思維能力不強(qiáng)
在物理規(guī)律的研究和運(yùn)用中,有時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯推理和運(yùn)用科學(xué)的想象等抽象思維活動(dòng)。初中學(xué)生還缺乏邏輯思維能力、沒(méi)有形成邏輯思維的習(xí)慣。其原因是它們心理發(fā)展正處于思維發(fā)展的轉(zhuǎn)折期,開(kāi)始由經(jīng)驗(yàn)型的形象思維向理論型的抽象思維轉(zhuǎn)化,而這個(gè)轉(zhuǎn)化在初中階段一般來(lái)說(shuō)還不能完成。在學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)不能順利的度過(guò)而感到困難。往往是因?yàn)閺慕?jīng)驗(yàn)出發(fā),想當(dāng)然的看待問(wèn)題,用事物的現(xiàn)象代替本質(zhì),用外部聯(lián)系代替內(nèi)在聯(lián)系,在解釋物理現(xiàn)象時(shí)“就事論事”,不習(xí)慣于運(yùn)用物理概念和規(guī)律進(jìn)行分析、說(shuō)理和表述。
五、生活中的錯(cuò)誤觀念的干擾
學(xué)生在日常生活中積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn),對(duì)一些問(wèn)題形成了某些觀念,在這些觀念中,有的雖比較正確,但往往有一定的表面性和片面性。這些“先入為主”的錯(cuò)誤觀念對(duì)學(xué)生正確地理解物理規(guī)律往往起著嚴(yán)重的干擾作用。例如,學(xué)生有“運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性”,“物體運(yùn)動(dòng)得快,慣性越大”等這類錯(cuò)誤觀念,這就給學(xué)生在學(xué)習(xí)慣性時(shí)帶來(lái)了很大的困難。
六、思維定勢(shì)帶來(lái)的負(fù)遷移
遷移原理是教學(xué)中的一條重要原理,正向遷移有利于學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上掌握新知識(shí)。但思維定勢(shì)所起的負(fù)遷移卻干擾著學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的理解的掌握,給物理的教學(xué)帶來(lái)困難。負(fù)遷移是指已有知識(shí)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生的消極影響。例如,有的學(xué)生總是認(rèn)為浸在液體中的物體所受的浮力隨著深度的增大而增大,理由是由于液體內(nèi)部的壓強(qiáng)是隨著深度的增加而增大。產(chǎn)生這一錯(cuò)誤的原因是把以前學(xué)過(guò)的液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式P=ρgh與浮力公式F=ρgv混淆在一起,沒(méi)有弄清兩個(gè)公式的區(qū)別,這是負(fù)遷移造成的這種結(jié)果。
在中學(xué)物理知識(shí)的結(jié)構(gòu)中有一些占主干地位的基本規(guī)律,這些重點(diǎn)規(guī)律教學(xué)的成敗,對(duì)于學(xué)生能否學(xué)好物理知識(shí)、能否運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,具有關(guān)鍵作用。只要我們能認(rèn)清學(xué)生在學(xué)習(xí)物理規(guī)律中常見(jiàn)的問(wèn)題,對(duì)癥下藥,引導(dǎo)學(xué)生掌握物理規(guī)律也不會(huì)成為一件難事。
七、解決問(wèn)題的對(duì)策
1.創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索規(guī)律的物理情境。教師要帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律,首先在教學(xué)開(kāi)始階段,要?jiǎng)?chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的物理環(huán)境。初中階段,主要是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,也可以從分析學(xué)生生活中熟知的典型事例中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,有時(shí)也可以從對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的展開(kāi)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。創(chuàng)設(shè)的物理情境要有利于引導(dǎo)學(xué)生探索規(guī)律。創(chuàng)設(shè)的物理情境還應(yīng)有助于激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。例如,在探究滑動(dòng)摩擦力與哪些因素有關(guān)后我教學(xué)生討論拔河比賽中要取勝應(yīng)注意那些問(wèn)題。學(xué)生們踴躍發(fā)言,討論得出用力握緊繩子是增大壓力來(lái)增大摩擦,穿有釘?shù)男邮窃龃蠼佑|面的粗糙程度來(lái)增大摩擦等。從而更好地掌握了這條規(guī)律。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué);重視;思想;方法
一、控制變量法
在利用物理實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律時(shí),涉及因素比較多。為了研究這些因素之間相互變化規(guī)律,常用方法之一研究?jī)蓚€(gè)量之間的關(guān)系時(shí),控制其它量不變,這種研究方法就是控制變量法。
控制變量法常用于探索物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)教學(xué),例如歐姆定律的實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師可以組織學(xué)生討論怎樣研究I、U、R之間的關(guān)系;確定研究對(duì)象是電流以后,引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法,先控制一個(gè)物理量--電阻不變,研究電流與電壓這兩個(gè)物理量的關(guān)系,再控制另一個(gè)物理量--電壓不變,研究電流與電阻兩個(gè)物理之間的關(guān)系,最后將這些單一關(guān)系綜合、歸納找出它們之間的規(guī)律,得出歐姆定律。
高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用變量控制法進(jìn)行教學(xué)的內(nèi)容很多,例如“研究滑道動(dòng)摩擦力大小與哪些困素有?”“研究壓強(qiáng)大小與哪些因素有關(guān)”、“研究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)”。教師在進(jìn)行變量控制法的實(shí)驗(yàn)思想和實(shí)驗(yàn)方法教學(xué)時(shí),應(yīng)循序漸進(jìn),逐步滲透,使學(xué)生掌握并會(huì)應(yīng)用。
二、理想實(shí)驗(yàn)法
研究任何物理現(xiàn)象,都要分清主要因素和次要因素。當(dāng)涉及因素比較多時(shí),要突出事物的本質(zhì),忽略次要矛盾,采用理想化和純粹化的方法來(lái)反映事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系,這種研究方法叫理想實(shí)驗(yàn)法。
在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師首先引導(dǎo)學(xué)生討論;為什么使用的杠桿是一根粗細(xì)均勻的直桿,用線把之中心位置懸掛起來(lái)的目的又是什么?通過(guò)討論使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)用杠桿可以看作理想的輕質(zhì)杠桿,杠桿上只受到動(dòng)力和阻力作用,這樣研究杠桿的平衡條件問(wèn)題就簡(jiǎn)單化,很容易得出杠桿的平衡條件。高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,凡是要突出事物的本質(zhì),必然要忽略一些次要矛盾,實(shí)驗(yàn)探索時(shí),應(yīng)該有一些理想化條件加以限制。如“研究功的原理”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,必須不考慮杠桿、滑輪的自重和受到的摩擦;“研究機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒定律”時(shí),應(yīng)不考慮滾動(dòng)擺受到的空氣和摩擦阻力。
三、對(duì)比法
在研究事物的特征時(shí),由于涉及的因素比較多,怎樣才能突出事物的本質(zhì)呢?在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可以通過(guò)事物之間各種因素的比較,就能直觀地突出事物的本質(zhì)特征,這樣的研究方法就是對(duì)比法。
對(duì)比法一般用于探索事物的特征,如“研究物質(zhì)的密度”時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較,引出密度的概念。實(shí)驗(yàn)時(shí)將同一種物質(zhì)不同質(zhì)量,不同體積的兩塊鐵或兩杯水的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量與體積的比值是一個(gè)常數(shù),而對(duì)于不同物質(zhì),如鐵與水而言其質(zhì)量與體積的比值是不同的。通過(guò)比較從而發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的特性之一,也就是物質(zhì)的密度。又如“研究物質(zhì)的又一種特性--比熱”時(shí),同樣可以采用對(duì)比法。
用對(duì)比法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較直觀,學(xué)生容易理解,實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)使用得比較多,如“研究物體浮沉條件”時(shí),用同一支鉛牙膏殼,先做成盒狀放入水中,漂浮于水面,然把牙膏殼擠成一團(tuán)放入水中,結(jié)果沉底。通過(guò)對(duì)比得出物體浮沉的條件。
根據(jù)客觀世界的對(duì)稱性,用實(shí)驗(yàn)去探索物理規(guī)律時(shí),除了用常規(guī)的研究方法外,思維不能定勢(shì),還要用與常規(guī)思維方法相反的思維方法,也就是逆向思維法。
在“研究法拉第的發(fā)現(xiàn)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),電流可以生磁,那么磁能不能生電呢?教師可以引導(dǎo)學(xué)生分析電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象相同處,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電與磁是對(duì)立統(tǒng)一的整體,有著內(nèi)在聯(lián)系,磁在一定條件下可以生電。英國(guó)科學(xué)家法拉第由于這種逆向思維找到了把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的方法,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
再如“研究電話的原理”,聲音可以通過(guò)話筒使電流發(fā)生變化,相反變化的電流可以使聽(tīng)筒發(fā)出聲音;“研發(fā)電機(jī)工作原理”的教學(xué),教師可引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用逆向思維法討論能否利用電動(dòng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,成為發(fā)電機(jī)。
分析這是一道電路分析題,考查了電學(xué)知識(shí)的綜合能力,往往學(xué)生只記住結(jié)論,不能分析其本質(zhì)原因, 一知半解,只有學(xué)生弄清它的內(nèi)在原因,才能靈活運(yùn)用。
知識(shí)點(diǎn)①串聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點(diǎn)
②歐姆定律
③電功率
解析由于燈泡與滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)的,由R總=R燈+R滑,可知R燈一般情況下認(rèn)為不變,當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)R滑變,R總變大,由歐姆定律I總=U總/R總,可知U總不變,I總變小,又由于串聯(lián)電路中電流處處相等,I燈=I滑=I總,示數(shù)變小,通過(guò)燈泡的電流變小,又由于P=UI=I2R可知燈泡的實(shí)際功率變小,而燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的,燈泡變暗,由U=IR可知燈泡兩端的電壓變小,又由于U總=U燈+U滑,得U總不變,U燈變小,U滑變大,而V測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓,U變小。
引伸1
如上圖所示,電源電壓不變,開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),移動(dòng)滑片P使電壓表的示數(shù)從6V變化到12V,同時(shí)觀察到電流表的示數(shù)從0.5A變化到IA,求燈泡的電阻(不考慮溫度的影響)
分析這道題實(shí)際上是上一道題的拓展弄清上面的知識(shí)對(duì)這道題能迎刃而解,電路中電流增大而示數(shù)減小,當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí),電流表示數(shù)最小,當(dāng)電壓表示最小時(shí),電流表示數(shù)最大。
解析方法一當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí),電流表示數(shù)為0.5安,得U總=U燈+U滑=IR燈+U滑=0.5安R燈+6V,①
當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí),電流表示數(shù)為1安
得U電=U燈+U滑=IR燈+U滑=1安R燈+U滑=1安R燈+2V,②
解①②可得U電=10VR燈=8歐
方法二利用R燈不變,U燈=IR燈,U燈'=I'R燈
U燈'-U燈=I'R燈-IR燈U=IR燈
R燈=U/I=(6V-2V)/(1A-0.5A)=4V/0.5A=8歐
延伸2
如上圖所示,電源電壓保持9V不變,燈泡電阻為12歐且保持不變,A量程為0-0.6安,V量程為0-3V,滑動(dòng)變阻器的最大值為20歐,要使兩表不損壞,滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為多大?
解析方法一電流表不損壞,電流最大為0.6安,電阻最小為R最小=U總/I =9V/0.6A=15歐,R滑最小=R最小-R燈=15歐-12歐=3歐,電壓表不損壞,U滑最大=3V,U燈=U總-U滑最大=9V-3V=6V,I燈=U燈/R燈=6V/12歐=0.5A=I滑,R滑最大=U滑最大/I滑=3V/0.5A=6歐
兩表不損壞,滑動(dòng)變阻器阻值范圍為3歐-6歐。
方法二用不等式求解
兩表不損壞1≤0.6A,U滑≤3V,即U電/(R燈+R滑)≤0.6A, U電/(R燈+R滑)R滑≤3V,
即9V/(12歐+R滑)≤0.6A ①
9V/(12歐+R滑)≤3A ②
解①得R滑≥3歐
解②得R滑≤6歐
遠(yuǎn)近及周?chē)橘|(zhì)有關(guān)。這說(shuō)明對(duì)物理“定義式”的學(xué)習(xí)不能簡(jiǎn)單的只看形式,更應(yīng)從本質(zhì)上去理解。又如磁感應(yīng)強(qiáng)度概念,定義式為B=F/IL.從形式看,垂直放入磁場(chǎng)中某處的通電導(dǎo)線磁感應(yīng)強(qiáng)度大小似乎與導(dǎo)線受力、導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度、受力導(dǎo)線內(nèi)的電流強(qiáng)度有關(guān);而本質(zhì)上與這三方面的因素?zé)o關(guān)。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所處的位置、“原場(chǎng)源”導(dǎo)線的電流強(qiáng)度有關(guān)。因此,定義式的學(xué)習(xí)不僅要注重形式,更應(yīng)把握本質(zhì)。2.“基本規(guī)律”公式的學(xué)習(xí)“基本規(guī)律”在這里要區(qū)別于概念描述的規(guī)律,主要指一些基本定律等。如牛頓第二定律、第三定律,部分電路域閉合電路的歐姆定律,動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、萬(wàn)有引力定律等等。這些規(guī)律是人類千百年來(lái)智慧的結(jié)晶,在掌握了公式的形式的同時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際理解公式。如對(duì)萬(wàn)有引力規(guī)律公式的學(xué)習(xí),其公式為:F=GM1M2/R2。萬(wàn)有引力規(guī)律告訴了我們什么?它揭示宇宙天體什么運(yùn)行規(guī)律?原來(lái)在我們?nèi)祟愘囈陨娴淖匀唤缥锱c物之間存在相互作用的引力,無(wú)論是宏觀物體,還是微觀粒子,它們之間都存在或大或小這樣的作用力。微觀領(lǐng)域我們覺(jué)察不到這些粒子之間的相互作用力(可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定),覺(jué)察不到但不等于它不存在;在宏觀領(lǐng)域,我們可以感知宇宙的斗轉(zhuǎn)星移、四季輪回,潮漲潮落,這些都是萬(wàn)有引力在起作用;發(fā)射宇宙飛船,衛(wèi)星環(huán)繞地球飛行,人類成功登月……這無(wú)不是人類利用了萬(wàn)有引力規(guī)律的結(jié)果。在學(xué)習(xí)規(guī)律公式時(shí)還應(yīng)注意公式的適用條件。有些物理規(guī)律公式目前現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)條件下是適用的,而有些在使用時(shí)則有條件制約。如機(jī)械能守恒定律限定的適用條件為:系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功。在這種條件下,物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,而系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械能總量保持不變,
才適用公式EK1+EP1=EK2+EP2。又如公式I=U/R只適用于純電阻電路,相應(yīng)公式P=U2/R及P=I2R都只能適用于純電阻電路,余不贅述。3.“導(dǎo)出公式”的學(xué)習(xí)“導(dǎo)出公式”是指將“定義式”和“基本規(guī)律公式”進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)變形,或依據(jù)現(xiàn)有的規(guī)律公式與其它公式相結(jié)合推導(dǎo)得出來(lái)的物理規(guī)律公式。這些“導(dǎo)出公式”在物理學(xué)習(xí)中比較常見(jiàn)。如將定義式E=F/q可變形為F=Eq,公示形式變化的同時(shí)其物理意義也會(huì)發(fā)生變化。前者用來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度大小;后者用來(lái)計(jì)算電荷在電場(chǎng)中受力大小。如加速度公式的定義式為a=(Vt-V0)/t,經(jīng)變形后可得Vt=V0+at,該公式即為勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度―時(shí)間公式,由此可計(jì)算出作勻
變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在任意時(shí)刻的即時(shí)速度;又可變形為t=(Vt-V0)/a,即可用來(lái)計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間問(wèn)題;將該公式與平均速度公式V=(V0+Vt)/2、位移公式S=Vt相結(jié)合可導(dǎo)出
1 試題再現(xiàn)
2016年全國(guó)高考理科綜合試卷Ⅰ物理第24題,為必做題,原題如下:如圖1,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連.兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長(zhǎng)度均為L(zhǎng),質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過(guò)固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上,已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場(chǎng)中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g,已知金屬棒ab勻速下滑.求:
(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??;
(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小.
2 分析解答
2.1 常規(guī)解法――動(dòng)力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用
此解法再現(xiàn)了解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題的能量轉(zhuǎn)化與守恒思想的靈活運(yùn)用,彰顯了解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題中動(dòng)力學(xué)思想與能量思想,物理現(xiàn)象與物理學(xué)本質(zhì)的一致貫通性,突出了能力培養(yǎng).
3 試題點(diǎn)評(píng)
導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題是綜合性較強(qiáng)的問(wèn)題,它涉及的知識(shí)面很廣,有動(dòng)力學(xué)(運(yùn)動(dòng)學(xué)、物體平衡、牛頓定律)、能量的(能量守恒定律)、動(dòng)量(動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律)和電磁學(xué)的(安培力、閉合?路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、電流的定義、電功率等)內(nèi)容,并且要求學(xué)生具備很高的分析問(wèn)題的能力,既能考查學(xué)生所學(xué)過(guò)的知識(shí)掌握情況,又能考查學(xué)生的綜合素質(zhì).因此,一直是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,更是高中物理電磁感應(yīng)部分的常見(jiàn)題型.2016年全國(guó)高考理科綜合試卷Ⅰ物理第24題有如下亮點(diǎn):
3.1 試題背景新(兩個(gè)金屬棒分別放在兩個(gè)斜面上)
沒(méi)有照搬“發(fā)電機(jī)”問(wèn)題中的動(dòng)力源是某一恒力作用這一經(jīng)典模型,而是將經(jīng)典“發(fā)電機(jī)”模型進(jìn)行“揚(yáng)棄”,創(chuàng)新“發(fā)電機(jī)”動(dòng)力源為兩個(gè)物體(導(dǎo)體棒)組成的系統(tǒng)所受的合外力.
3.2 試題設(shè)計(jì)新穎
該試題不落俗套,這無(wú)疑增加了試題難度,但只要學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)、能量、電磁感應(yīng)等各部分基礎(chǔ)知識(shí)掌握的比較系統(tǒng)、扎實(shí),就能應(yīng)對(duì)此類電磁感應(yīng)問(wèn)題,在高考理科綜合應(yīng)試中,定能思路清晰,從容應(yīng)對(duì),考出好成績(jī).
3.3 試題難度適中
試題考察知識(shí)點(diǎn)較豐富,知識(shí)覆蓋面較廣,難度把握較合理.試題涉及動(dòng)力學(xué)、平衡條件、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、安培力、閉合電路歐姆定律、機(jī)械功率與電功率、能量守恒定律等均為高中物理的主干知識(shí)、重點(diǎn)知識(shí)、基礎(chǔ)知識(shí).
3.4 試題代表高考改革與課程改革大勢(shì)
第24題源自物理教科書(shū),但又不拘泥于物理教科書(shū),緊緊圍繞物理教科書(shū),密切關(guān)注高中物理主干知識(shí)、重點(diǎn)知識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí),強(qiáng)化物理基本知識(shí)和基本方法的考察力度,既考查了學(xué)生的知識(shí),又考查了學(xué)生的能力,體現(xiàn)了高考理綜物理試題在新課改環(huán)境下的創(chuàng)新,體現(xiàn)了高考改革與物理課程改革精神.
4 教學(xué)啟示
4.1 強(qiáng)化基本知識(shí)教學(xué)
教科書(shū)是知識(shí)的本源所在,它提供給學(xué)生以最科學(xué)、最準(zhǔn)確、最系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)知識(shí),教科書(shū)的編排最符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,因此,教科書(shū)是高考命題的主要參考,高考物理備考復(fù)習(xí)必須重視學(xué)生對(duì)教科書(shū)的認(rèn)真研讀.要注重對(duì)基本知識(shí)的理解,注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,并做到靈活運(yùn)用,讓學(xué)生將抽象問(wèn)題形象化,在高考中應(yīng)對(duì)各種干擾,解決各種迷惑性物理問(wèn)題.