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歐姆定律適用條件范文1
關鍵詞:物理定律;教學方法;多種多樣
關鍵詞:是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意:首先要明確、掌握有關物理概念,再通過實驗歸納出結論,或在實驗的基礎上進行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關的物理定律之間的關系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法,回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識;培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態,不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學的出發點,不能把它當作第二定律的特例;慣性質量不是狀態量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時,應使學生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運動狀態,所以……”。教師還應該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈敽玫膽T性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達:物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意:公式F=Kma中,比例系數K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系,以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學時應注意:①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗,海王星、冥王星的發現等物理學史料,對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發現了它的局限性。
(4)機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結出來,因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理,在外力和非保守內力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化,就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態變化的復雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統內部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
(5)動量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來,主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相,就目前中學的實驗條件來說,多數難以做到。即使做得到,要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出,再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律,也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤,應該使他們明確,在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實際問題時,如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用,系統中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
歐姆定律適用條件范文2
一、教材分析
《歐姆定律》一課,學生在初中階段已經學過,高中必修本(下冊)安排這節課的目的,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律);學習分析實驗數據,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。這就決定了本節課的教學目的和教學要求。這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容,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現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
本節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。本節課分析實驗數據的兩種基本方法,也將在后續課程中多次應用。因此也可以說,本節課是后續課程的知識準備階段。
通過本節課的學習,要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍;理解電阻的概念及定義方法;學會分析實驗數據的兩種基本方法;掌握歐姆定律并靈活運用.
本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析。這是本節課的核心,是本節課成敗的關鍵,是實現教學目標的基礎。
本節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
根據本節課有演示實驗的特點,本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法。教師邊演示、邊提問,讓學生邊觀察、邊思考,最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏,給學生充分的時間進行思考和討論,教師可給予恰當的思維點撥,必要時可進行大面積課堂提問,讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點,也有利于充分發揮學生的主體作用,使課堂氣氛更加活躍。
通過本節課的學習,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,怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律。同時要讓學生知道,物理規律必須經過實驗的檢驗,不能任意外推,從而養成嚴謹的科學態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,充分發揮學生的主體作用,最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性,對一些主要教學環節,有以下構想:1.在引入新課提出課題后,啟發學生思考: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學生思考回答。這樣使他們既鞏固了實驗知識,也調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助,同時讓其余同學注意觀察,也可調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據進行分析后,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律,還可以用什么方法對實驗數據進行分析?目的是更加突出方法教育,使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次,通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲。5.在得出電阻概念時,要引導學生從分析實驗數據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,啟發學生積極思考,并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢,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揮,使課堂氣氛掀起第二次,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。隨即強調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、分度和讀數規則進行介紹。
2.注意正確規范地進行演示操作,數據不能虛假拼湊。
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。
歐姆定律適用條件范文3
銜接
〔中圖分類號〕 G633.7
〔文獻標識碼〕 A
〔文章編號〕 1004—0463(2012)
10—0035—01
初、高中物理教學既是相對獨立的兩個階段,又是一個統一的整體,在初中階段進行概念和規律教學時,既不能脫離學生實際一味追求嚴謹,使學生難以接受,也不能忽視概念教學的相對嚴密性和物理規律的適用條件,以免誤導學生形成片面的甚至錯誤的理解,為高中階段的學習埋下隱患。所以,初中物理教學要把握教學分寸,注意與高中教學的銜接。
一、寬嚴合適,引導學生掌握當前知識,為高中教學奠定基礎
教學過程是在一定條件下的特殊認識過程,要適應學生的年齡特征、知識基礎和智力水平,如果脫離學生實際,在教學中一味追求概念和規律的嚴密性,學生就會難以接受和理解,不僅不能學有所得,反而挫傷了他們的積極性,使他們感到物理枯燥乏味且難學,甚至產生厭學情緒,這無疑會影響到高中的繼續學習。因此,初中物理教學要從學生的認知水平出發,立足基礎知識,善于運用合理的“不嚴密”,抓住問題的主要矛盾,突出主要方面,幫助學生理解,讓他們把主要的基礎知識學扎實,為后面的學習打下基礎。
例如,功的概念比較抽象,在初中教學中可以從具體事例出發,幫助學生認識做功的物理含義,由此總結出做功必備的兩個條件——力和在力的方向上通過的距離。限于初中學生的知識基礎和接受能力,不要引入位移的概念,也不必討論正功和負功問題以及變力做功的情況。這樣不僅學生容易接受,還能培養學習興趣。
二、重視教學中的相對嚴密性,為高中階段的學習掃除障礙
初、高中教材內容有著內在的聯系,初中教學需要瞻前顧后,既要引導學生掌握當前知識,又要防止學生片面地甚至錯誤地理解某些概念,這就要重視知識傳授的相對嚴密性,為進一步學習掃清障礙,鋪平道路。
例如,在講壓力這一概念時,不能只從水平面上物體受壓的實例中引出壓力的概念,還應該從學生熟悉的事例中分析垂直面和斜面上的受壓情況,讓學生明白產生壓力的情況是多種多樣的,還要啟發學生分析各種情況下壓力是什么物體通過哪種形式施加的。關于壓力和重力的關系,要通過具體事例分析,當放在水平面上靜止或運動的物體只受重力和支持力作用時,物體對支撐面的壓力才等于物體重力。此外,應舉一些壓力和重力大小不相等甚至無關的事例,以加深學生對壓力和重力的理解。如果教學中只求簡化,認為初中物理應主要在水平面上分析與壓力有關的問題,在教學中既不討論產生壓力的多種情況,也不區分壓力和重力,甚至要求學生記住“壓力和重力大小相等”的結論,必然會導致學生對壓力概念的片面理解。這會給學生高中階段的物理學習造成很大的障礙。
三、把握教學分寸,講清物理規律的適用條件和范圍
初中物理的練習題比較簡單,學生靠套公式就能解答。久而久之,學生形成了死記硬背、亂套公式的壞習慣。為了有效地糾正這一錯誤,我認為,在初中物理教學中要恰當地把握教學分寸,讓學生弄清公式中的每個物理量和符號的物理意義以及整個公式所反映的客觀規律,尤其要弄清它的適用條件和應用范圍。
歐姆定律適用條件范文4
一、物理規律教學的重要性
物理規律是物理學知識體系的核心構件,物理規律教學也是中學物理教學成功的關鍵環節。
1.物理規律是物理學知識體系的核心
物理學的知識體系是以一系列的物理規律凝聚而成的。在物理學發展史上,人們正是以一系列的物理規律為中心而建立了物理學的各個分支體系。例如光的反射定律和折射定律是光學知識的中心,歐姆定律、串并聯電路的規律和焦耳定律是電學知識的中心等等。
2.使學生掌握物理規律是物理知識教學的中心任務
學習和研究自然科學,中心任務是掌握自然規律并用來為人類服務。物理學是自然科學中的一門重要學科,學習物理知識的中心任務應該是掌握物理規律并應用于實際。
在物理教學中,要使學生建立概念和掌握規律之間存在著不可分割的、辯證的聯系。一方面,形成清晰、準確的概念是掌握規律的基礎,如果概念模糊不清,就談不上準確地掌握規律;另一方面,掌握了物理規律又可以深刻而全面地理解概念。例如,只有理解力的三要素概念(大小、方向、作用點),才能理解同一直線上或互成角度的二力合成的規律(如圖1)和二力平衡條件(如2)等;反之,通過掌握力的合成規律和二力平衡條件,又能更深刻地理解力的三要素概念。所以,物理規律的應用比物理概念的應用更為廣泛,理解和掌握物理規律才能更有效地利用物理知識去解決實際問題。由此可見,使學生掌握好物理規律是物理知識教學的中心任務。
二、物理規律的特點及其分類
1.物理規律的特點
物理規律反映了在一定條件下某些物理量之間內在的必然聯系,它是客觀存在的,不以人的主觀意志而轉移。它具有以下特點:
(1)物理規律只能發現,不能創生。
任何客觀規律都只是被發現,而不能被“創生”,但不同學科的規律被認識與發現的途徑又是不盡相同的。物理學規律揭示的是物質的結構和物質運動所遵循的規律,因此必然與人們認識物理世界的途徑有關,即都與觀察、實驗、抽象、思維、數學推理等有著密不可分的聯系。
(2)物理規律反映了有關物理概念之間的必然聯系。
任何一個物理規律,都是由一些概念組成的,這些概念常常表現為物理量,可以用一些數字和測量聯系起來,物理規律則把概念之間的一定關系用語言邏輯或數學邏輯表達出來。
例如,歐姆定律是由導體、電流(I)、電壓(U)、電阻(R)等概念組成的,研究對象是導體,電流(I)、電壓(U)、電阻(R)是3個可測量的物理量。它表明了通過研究對象(導體)的電流與研究對象(導體)的電阻(R是反映研究對象本身的量)和加在研究對象(導體)兩端的電壓(U)之間的定量關系。
2.物理規律的分類
在大千世界里,物理現象千姿百態,物理運動各有不同的形式,有宏觀的、微觀的,有機械運動現象、熱現象、光現象、電磁現象等,所以物理規律就有多種多樣,物理規律也就有不同的表述形式。中學物理規律主要包括以下類型:
(1)物理定律
一般是直接從觀察實驗的結果中概括總結出來的物理規律,如牛頓運動定律、能量轉化與守恒定律、歐姆定律、光的反射定律、焦耳定律等。
(2)定理、原理
定律和原理一般是從已知的物理規律或理論出發,對某特定事物或現象進行演繹、推理,從而得出在一定范圍內有關物理量之間的函數關系或新的論斷,并經得起實踐檢驗的物理規律。
如阿基米德原理(F浮=G排=ρ液gV)、功的原理等。
(3)方程、公式
這是利用數學式子來描述物理量之間關系的物理規律。
如串聯和并聯電阻的計算公式:R=R1+R2+…+Rn;
1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn。
(4)法則、定則
即利用特定方法表示的物理規律,如矢量合成的平行四邊形法則、右手定則和左手定則等。
(5)其他
如力(包括二力、共點力)的平衡條件、串聯電路的分壓規律、并聯電路的分流規律、平面鏡和透鏡成像規律、晶體融化和凝固規律、液體壓強規律等。
三、物理規律教學的一般過程
人類在研究和探索物理規律的過程中逐步形成了物理學研究的基本方法。學生認識物理規律的過程也相當于一個探索與研究的過程,因此,物理規律的教學方法與物理學的研究方法大體上是一致的。
1.提出問題,創設便于發現規律的物理環境
作為新授課的物理規律的教學,首先要按照導入新課的方法,以提出問題的形式導入學習物理規律的課題。教師要有意識地提供一個便于探索規律、發現規律的物理環境。創設物理環境常用的方法有實驗法和舉例法。
(1)實驗法
教師借助于演示實驗或學生實驗,使物理現象或過程展示出來,讓學生觀察。例如講授牛頓第一定律時所做的小車分別通過毛巾、棉布、木板表面所滑動距離大小的實驗(圖3)。
(2)舉例法
即列舉出學生在日常生活中熟悉的、能引導發現規律的物理現象。例如,講授影響蒸發快慢的因素時,舉出以下例子:“同樣濕的衣服,晾在樹蔭下干得慢”;“同樣多的水,倒在碟子里干得快,裝在瓶子里干得慢”。
2.探索物理事實的內在聯系,形成規律
這一教學過程主要是把第一步驟所擺出來的物理事實進行抽象思維,探討物理規律現象的內在聯系,提供建立規律的科學依據。根據不同的物理規律,可以采用下列具體方法:
(1)實驗歸納法
例如,用一般水做實驗得到“浮力等于物體所排開的水重”,再改用煤油或酒精做實驗也得到了同樣的結果,而且把物體全部浸入水中或部分浸入水中做實驗都得到了同樣的結論,最后歸納得到了阿基米德原理。
(2)單因子實驗法
對于多因子的物理過程,可運用單因子實驗,先分別固定幾個物理量而研究其中兩個量之間的關系,最后綜合為一個完整的物理規律。例如,研究電流與電壓、電阻之間的關系,可以先保持電阻不變而改變電壓,觀察分析電流隨電壓的改變情況,得到電流與電壓之間的關系;再保持電壓不變而改變電阻,觀察分析電流隨電阻的改變情況,得到電流與電阻之間的關系。最后綜合成為一條物理規律,即歐姆定律。
(3)先定性后定量推演法
限于中學實驗條件,精確測定數據有困難,有些定量的實驗不易成功,因此,可以在觀察定性實驗現象的基礎上進行定量推演或分析介紹,最后形成規律。例如焦耳定律,實驗時觀察通電后煤油溫度的高低來定性說明電流產生熱量的多少。實驗表明,電阻越大,電流強度越大,通電時間越長,電流產生的熱量越多。然后介紹科學家焦耳的研究成果,進而得出定量描述,形成焦耳定律:電流通過導體產生的熱量跟電流強度的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比,Q=I2Rt。
3.下定論并對規律進行討論,加深理解規律
經過第二步的探討和思維加工,初步形成規律后,要整理成文,用科學而又簡明的語言文字或數學工具來表述物理規律。
(1)規律的物理意義
解釋規律的內容,說明它表示什么樣的物理含義,必要時還要與相近規律進行比較。用數學公式或圖像表述規律的,在教學中要引導學生討論如何根據規律的內容得出公式或圖像;反之,又如何從公式或圖像來理解其物理意義。例如焦耳定律,其內容是電流通過導體時產生的熱量與電流強度的平方、導體的電阻、通電時間有關,這個關系是正比關系,由此得到焦耳定律的數學表達式為Q=I2Rt。
(2)規律表述中的關鍵詞語和公式中各字母的意義
例如,阿基米德原理的公式F浮=G排=ρ液gV,公式中字母F浮代表物體所受的浮力,G排表示排開液體的重力,ρ液是液體的密度,g是重力加速度,V表示排開液體的體積。這個公式中各字母代表的物理意義,學生必須十分清楚,運用過程中才不至于出現差錯。
(3)公式中各物理量的單位
中學階段,物理單位的教學也不容忽視。
例如公式Q=I2Rt,式中I、R、t的單位分別是安培、歐姆、秒,Q的單位必須是焦耳。
物理規律的公式中各物理量的單位都是確定的,不能隨便亂用。
(4)規律的成立條件和適用范圍
物理規律本身是反映在一定條件下物理事物內在的必然聯系,并且物理規律是在一定條件下和一定范圍內總結出來的,因此,也只能在這個條件下、這個范圍內才成立。學生學習物理規律時,往往只知道死背條文而忽視了成立條件和適用范圍,在實際應用中亂套,在遇到情況變化時就難以下手,所以,在教學中要重視講清規律的成立條件和適用范圍。
在一般物理規律的表述中,前語是成立條件或適用范圍,后語是結果,即因果關系基本連結成一個完整的句子。通過分析規律的語句結構,從字里行間就可以知道規律的成立條件和適用范圍。例如牛頓第一定律,它的適用范圍是“一切物體”,條件是“沒有受到外力作用”(原因),結果是“保持靜止或勻速直線運動狀態”。
有些規律在敘述中只提出成立條件,必要時可以補充說明適用范圍。例如阿基米德原理,要指出也適用于氣體。有些規律限于學生的基礎和認識水平,只強調成立條件,而暫不提適用范圍。例如,歐姆定律、焦耳定律,不提及只適用于純電阻電路。
四、學生學習物理規律中的常見問題
為了有效地引導學生學好物理規律,我們還必須研究和認清學生學習物理規律中的常見問題和心理障礙。在中學階段,主要存在以下幾個方面的問題:
1.感性知識不足
中學物理規律的教學,許多是從事實出發經過分析歸納總結出來的。中學生抽象思維能力不強,他們理解物理規律特別需要有充分的感性材料作基礎。如果沒有足夠的、能夠把有關的現象與現象之間的聯系鮮明地展示出來的實驗或學生日常生活中所熟悉的曾親身感受過的事例作基礎,勢必造成學生學習上的困難。
例如,研究電磁感應和自感的有關規律,如果沒有足夠的、能夠逐步揭示現象間本質聯系的實驗作基礎,學生對這些規律就很難理解。
2.學生在日常生活中形成的錯誤觀念的干擾
學生在日常生活中積累了一定的生活經驗,對一些問題形成了某些觀念。這些觀念中,有的比較正確,但往往有一定的表面性和片面性,甚至是錯誤的觀念。這些先入為主的錯誤觀念對學生正確理解物理規律往往起著嚴重的干擾作用。如:學生在運動和力的關系上往往有“物體受力才能運動,不受外力,物體根本不會運動”的觀念,這就給學生正確理解運動和力的關系帶來了很大的困難。
3.抽象邏輯思維能力不強
在物理規律的研究和運用中,有時要進行嚴格的邏輯推理和科學的想象等抽象思維活動;在運用物理規律解決某些問題時,要想取得正確而全面的解答,學生要具有較高水平的思維品質。然而,中學生在心理發展上正處在思維發展過渡期,對于不同年級的學生和不同的學生個體,這個發展在遲早快慢上有差異,有些學生由于沒有形成邏輯思維的習慣,抽象思維能力不強,這就使他們在學習和運用物理規律時遇到了較大的困難。
4.不會運用物理規律說明、解釋現象和分析解決實際問題
中學階段,學生在理解物理規律上,經過努力并不會感到很困難,但是運用起來常常會束手無策。形成的原因,除了知識上的欠缺和思維習慣、思維定勢的干擾等因素外,最主要的是學生還未掌握運用物理知識去分析、處理、解決問題的思路和方法,因此,學生在完成認識的第二個“飛躍”上困難較大。
物理規律的教學要有階段性,要有一個逐步深化、提高的過程。對于同一物理規律,初中、高中有不同層次的要求,因此,我們應遵循學生的認知規律,由淺入深,一步步地通過一系列的教學活動,來提高物理規律的教學水平。
參考文獻
[1]閻金鋒 田世昆 中學物理教學概論[M]。
[2]閻金鋒 田世昆 中學物理教學概論(第二版)[M]。
歐姆定律適用條件范文5
論文關鍵詞:電動勢,能量轉換,電路閉合
電動勢是一個抽象的概念。在電工學里引入這個物理量,是為了描述電路中通電流時有多少電能和其它形式的能相互轉換。因此,我們只有認真地分析電路中的能量轉換,才能深刻理解電動勢的物理意義。下面我從四個方面來分析:
一、焦耳定律
任何一段有電阻的電路通電流時都要生熱。所生的熱量Q總是正比于電流強度I的平方,電阻R和通電時間t用公式表示為Q=IRt
這就是焦耳定律。定律中所講的‘總是’二字,是指不論產生電流的原因是什么,不論這段電路中是否同時有電能和其他形式的能發生互相轉換,所生熱量都等于IRt.我們《電工技術》教材中把電場力做的功
W=IUt和部分電路歐姆定律U=IR
結合起來、推導焦耳定律為Q=W=IUt=IRt
這樣的推導法,只有在產生電流的原因是電場力作用,而且電路是純電阻的情況下才有意義。對于非靜電力作用產生電流的電路和同時有電能轉換成熱能之外的其它形式能的電路,上面的推導都不適用,但所生的熱量仍等于IRt。所以,這樣推導出的結果雖然是焦耳定律的表達式,但并沒有全面地揭示定律的內容。
二、閉合電路中能量的轉換
一個閉合電路中通電流的條件是它里面含有電源。電源里有一種作用力,這種力做功的結果,是把其它形式的能轉換成電能。這種力不是電場力。設閉合電路的總電阻為ΣR,通電流為I,通電時間為t.在這段時間內,通電量q=It在電源里非電場力做功W時在電阻上消耗電能W產生熱Q=W=IΣRt同時、在一部分電路中還可能消耗一些電能,而產生除熱能之外的其它形式的能。設電場力做的這一部分工功為W2、根據能量轉換和守恒定律W=W+W或W=IΣRt+W,上式表示電路中通過電量時,轉換的能量。可以證明,對于任意一個電路W、W、W都正比于電量q。為計算單位電量通過時轉換的能量,將上式除以q得W/q=IΣRt/q+W/q
因為q=It所以W/q=IΣR+W/q我們定義W/q即電源內非電場力所做的功和通過的電量之比為電源的電動勢,用E表示;定義W/q即電場力所做的功和通過的電量之比為這部分外電路的反電動勢,用E表示,這樣上面的公式可寫成E=IΣR+E每一個電源都有電動勢。它的大小由電源本身的條件決定,與外電路無關。它反映電源的一種性質,表示電源把其他形式的能轉換成電能本領的大小。例如:電熱器(電爐、白熾燈等)之外的電器(如電解池、電動機等)有反電動勢。它的大小也由本身的條件決定它反映出這個電器把電能轉換其他形式能(熱能除外)本領的大小,從上面公式可以解出電路中的電流I=E—E/ΣR這就是外電路的歐姆定律。如果外電路是純電阻,也就是電路中消耗的電能全部生熱,這時E=0,則I=E/ΣR設電源內導體的電阻為r(內電阻),電源外的電阻為R則ΣR=R+r,I=E/R+r教材里把公式變為E=IR+Ir用外電壓和內電壓之和來度量電動勢,這就是《電工技術》中介紹的全電路歐姆定律。
三、閉合電路中各段電路兩端的電壓
下面就電池給蓄電池充電的例子討論閉合電路中各段電路兩端的電壓。
例如下圖中有三個不同的電池,E=2V、E=V、r=2、r=2、r=3、
比較A、B、C三點的電位,并求出U、U、U
E+E+E=I(r+r+r)
I=
歐姆定律適用條件范文6
關鍵詞:高中物理 電磁學 基本知識點
電磁學是高中物理極為重要的一部分,主要包括電場、磁場、電磁感應、恒定電流、交變電流、電磁波等等,內容龐雜,很多概念非常抽象,對學生的抽象思維能力要求較高,學生普遍反映難度很大。那么教師應該怎樣引導學生學好電磁學呢?在多年的教學過程中,筆者深刻感受到重視基本知識點的教學是關鍵,重點應抓好以下三個方面。
一、深度挖掘電磁學基本知識點
很多重要的基本知識點,只有深度挖掘,做到深入透徹的理解,而非一知半解,才能避免在遇到實際問題時盲目地套用公式,出現錯誤。
比如庫侖定律就是在電磁學部分遇到的第一個重要知識點,書本中是這樣描述庫侖定律的:真空中兩個靜止的點電荷之間的作用力與這兩個電荷的電荷量的乘積成正比,與這兩個電荷的距離的平方成反比,作用力的方向沿著這兩個電荷的連線。很多學生就只注意到庫侖定律中關于力的大小特點的描述,而往往忽略了這句話中隱含的重要信息,即三個適用條件:(1)“真空”,即兩個電荷要處于真空中或者空氣中;(2)“靜止”,即兩個電荷要處于靜止狀態;(3)“點電荷”,點電荷是一種典型的物理模型,兩個電荷間的距離遠大于電荷自身的大小時電荷才可以看成是點電荷,也就是說當兩個帶電體相距很近的時候庫侖定律是不適用的。
在電磁感應部分最重要的知識點就是楞次定律,書本中是這樣描述楞次定律的:感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。我們不妨把引起感應電流的磁通量稱為原磁通量,那么我們就可以把楞次定律簡單地表述為:感應電流總是阻礙原磁通量的變化??梢娎愦味芍凶顬殛P鍵的字眼就是“阻礙”,但是很多學生往往搞不清楚阻礙的是什么?怎么阻礙?阻礙的不是原磁通量,而是原磁通量的變化。所以我們首先要分析清楚原磁通量的方向及變化情況,然后根據阻礙關系就能分析出感應電流的磁場的方向,最后根據右手螺旋定則得出感應電流的方向。
二、注重知識點之間的聯系與區別
雖然電磁學部分知識點很多,給人的感覺會很亂,但是我們仔細分析就會發現很多知識點之間還是有著一定聯系的,把相關的類似的知識點放在一起分析比較,學生對知識點的印象就會更深刻,有利于學生更好地理解。
比如可以把電場和磁場的性質、電場線和磁感線的性質放在一起比較其聯系與區別。電場和磁場雖然我們看不見摸不著,但都是客觀存在的,電場對放入其中的電荷有力的作用,磁場對電流和運動電荷也會有力的作用,即電場和磁場都能提供力的作用。但電場線和磁感線都是為了方便描述電場和磁場而人為假想出來的,不是真實存在的,其指向都有著一定的特點,其切線均表示電場或者磁場的方向,其疏密均表示電場和磁場的強弱。區別之處在于電場線是不閉合的,磁感線是閉合的。還可以把點電荷和質點的性質放在一起比較,兩者都是理想化的物理模型,現實生活中并不存在點電荷和質點,只有當滿足了所需條件時,才能將現實生活中的電荷和實際物體看作是點電荷和質點。
再比如重力加速度g、電場強度E和磁感應強度B也有著很多相似之處。物體在重力場中會受到重力G=mg,在電場中會受到電場力F=Eq,在磁場中會受到磁場力(包括安培力F=BIL和洛倫茲力f=Bqv)。重力加速度g決定于物體所處的重力場、電場強度E決定于電荷所處的電場、磁感應強度B決定于電流或者電荷所處的磁場,所以我們就可以說g、E和B這三個量均只決定于場,與其他因素無關,所以我們分別用這三個量描述三種場的強弱和方向。
又如重力勢能和電勢能之間也有著很多相似之處。物體在重力場中具有重力勢能,當物體在重力場中移動時,重力可能做功也可能不做功,類似的電荷在電場中具有電勢能,當電荷在電場中移動時,電場力可能做功也可能不做功。當重力或電場力做功時就會引起重力勢能和電勢能的變化,力做正功勢能就減少,力做負功勢能就增加。故這兩種能的變化均決定于相應的力做功的情況。我們還可以進一步推廣到動能、機械能以及今后在熱學部分將會學到的分子勢能,我們會發現,所有的能的變化,都決定于相應的力做功的情況。
三、重視初中已學知識點的拓展延伸
有些知識點難度不大,但由于學生在初中時已經接觸過,學生在遇到這部分知識點時就會比較大意,以為自己已經掌握了,其實是一知半解,導致遇到實際問題時錯漏百出。
比如歐姆定律U=IR,初中時僅涉及純電阻電路,即能量全部被電阻用于產生熱量,即W=Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U=IR,故初中時在電路中歐姆定律均是適用的。但在高中物理中由于會遇到非純電阻電路,此時歐姆定律已經不再適用,因為在非純電阻電路中,能量不再全部被電阻用于產生熱量,即W>Q,W=UIt,Q=I2Rt,故有U>IR,所以遇到電路問題時一定要看清楚是否包含電動機、電風扇等非純電阻。