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高中電學實驗基本知識范文1
【關鍵詞】：機械專業《電工學》教學，教學方法，學習興趣，教學探討
《電工學》是一門專業技術基礎理論課程。機械專業開設本課程目的有兩個：一是使機械專業的學生掌握必要的電工理論基礎知識和安全用電常識；二是了解常用電器元件的性能，熟悉常見機械設備中電拖系統的結構，并能簡單維護。這些對于實現中職機械類學生的培養目標——中級技術水平的機械工人來說是十分必要的。如何培養學生的學習興趣，提高教學質量，保證教學效果，是實際和緊迫的問題，下面就這個問題談談自己的初淺認識。
一、 目前機械專業《電工學》教學中存在的主要問題：
1、 教學方面的問題
其一、課堂教學以講授為主，“填鴨式”滿堂灌，單調而抽象。這種傳統的教法對于文化基礎差、電學知識貧乏的學生來說難度很大，正如學生所講的聽天書一般，玄虛而難懂。
其二、由于安排的課時比較少，幾乎沒有練習和鞏固的時間。
其三、親自動手，結合生產試驗和應用的訓練幾乎沒有。
2、 學生認識誤區
學生對學習《電工學》的厭學心理，主要基于兩方面原因：一是這部分學生對學習《電工學》有思想偏見，認為只要學好機械類專業課就行了，《電工學》對我們來說用處不大；二是目前的教材和教學方法不適應他們的特點。
學習《電工學》用處不大這顯然是十分錯誤的。對于一個合格的機械設備操作者來說，不僅能正確地操作機床加工出合格的產品，而且還必須了解掌握機床的構造和原理，并能及時準確的予測和發現設備故障，這些知識的構成與《電工學》有著直接的關系。同時要做到安全生產，保障勞動者的人身安全，同樣需要《電工學》方面的知識。
隨著現代科技的飛速發展，實際工作和公共生活提出許多電學方面的問題，《電工學》是了解現代科技知識的認識基礎，是各專業各工種都需要的基礎課。教學實踐證明，目前機械類學生的電學知識相當貧乏。如，有的學生常把電功率和電功混為一談，將發電能力用多少億度來衡量，實際應該是多少千瓦。曾經有人問我某水電站年發電多少度？這個提法是錯誤的，若問這個水電站一年能發多少千瓦電才是正確的提問。又有一些學生在生產中由于缺少電學知識，造成設備和人身事故等等，這些都足以說明缺乏或不懂電學知識，是很難適應現代生產、生活和安全的需要。由此可見，機械類學生學習《電工學》十分必要。
3、教學方法單調而呆板
教師習慣于傳統教式授課形式，基本都是用老師講、學生聽；老師做學生看的老模式。由于內容多而深，課時又少，課堂教學老師從頭講到尾，學生沒有思考和訓練的時間，違背了精講多練的原則，造成學生難以接受。日積月累，消化不良，挫傷了學的學習積極性，抑制了學生的學習興趣。就目前狀況而言，應在教材改革的基礎上，不斷改進教學方法?！峨姽W》是一門理論性強、概念比較抽象的學科，同時也是一門實踐性較強的課程，對于教師來講，在授課中除了知識性外，要注意運用形象化和趣味性，同時著重注意結合生產實踐，力爭深入淺出，提高學生的學習效果培養他們的學習興趣。
二、教學方法的探討：
1、 盡量采用肢體語言講述或采用投影儀教學、多媒體教學、實物教具等教學手段來豐富課堂教學。
2、 圖表類比法
相近的事物可以對照比較記憶，有利于區別各事物的特征，也可以把學過的知識用圖象和表格表示出來形成知識的脈絡網。一些概念單一拿出來較難理解，但把其相同特征抽出來，加以列表比較就化難為易了，采用這樣的方法就可以幫助學生理解和加深記憶。比如電場和磁場；在單相交流電路中的純電阻電路、純電感電路和純電容電路的特征；電阻的串聯和并聯特點等都可以用此方法。
3、 數字羅列法
把許多語言敘述的道理用數字形式羅列起來，既便于牢固掌握知識又容易記憶，比如異步電動機的工作原理是既抽象又復雜的過程，但可以簡單歸納成“3、3、2”這樣的數字羅列。其含義是：三個形成過程：即旋轉磁場的形成過程，感生電流的形成過程，電磁轉矩的形成過程；三個手的定則：
即右手法拉第電磁感應定則判定感生電流方向，右手安培定則判定旋轉磁場的方向，左手電磁力方向判定定則確定電磁轉矩的方向。兩個關鍵方向：即旋轉磁場的方向和轉子轉動的方向，形成了三個過程，三只手、兩個方向的周期表，即好記憶又有趣味性。
4、 在教學過程中注意發揮學生的主觀能動性發揮學生的主觀能動性——對于發展學生智力，激發他們的學習興趣都是十分重要的。例如在講解單相交流電路一節中，當分析完純電感電路中電流和電壓相位和數量關系以及功率問題時，在給定純電容電路中，電容量一定，初相位為零的先決條件后，讓學生在教師的指導下分析該電路的電流和電壓的相位和數量關系以及功率問題，采用這樣的教學方法，即學生發揮了主觀能動性，又培養了他們的推理能力。
5、 精選和補充習題和例題
以每節課的重點和難點為前導，結合習題精選課堂習題和例題。在選擇習題和例題時，應側重習題和例題的啟發和引導作用，重點選擇基本知識應用題和基本概念容易混淆的題目，堅持少講多練，達到“勤能補拙”的目的，這樣可以彌補機械類學生在學習《電工學》的過程中理解慢、遺忘快的缺陷。因而對于機械類的學生來說，例題的引導作用和習題的慎重選擇以及反復多練尤為重要，同時多練可以創造更多的機會發現“可疑點”，消滅“空白點”，彌補對基本概念認識和理解的片面性。
6、 高度重視《電工學》的實踐教學
高中電學實驗基本知識范文2
關鍵詞：觀察與理解；操作與運用；分析與表述
中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）01-194-01
一、提升觀察與理解的能力
高中物理教學中，最能培養和提升學生觀察能力的教學是演示實驗，演示實驗可以激發學生的興趣，提高課堂教學的效果；通過演示，引導學生觀察，啟發學生思考，對觀察結果的分析推理、歸納總結，還可以培養學生科學思維能力。
例如：在學習自感現象時，引導學生觀察通電自感和斷電自感現象，引導學生發現其中的不同，引發其思考，再對自感現象產生的原理進行分析，理解兩種現象之所以不同的原因，從而使學生能對自感現象產生深刻的記憶。
所以，在高中物理的教學過程中，教師一定要盡可能的將教材所安排的演示實驗做給學生看，甚至可以結合教學內容做一些教材上沒有的演示實驗，有意識地培養和提升學生的觀察和識記能力。
二、提升操作與運用的能力
1、在實驗中使學生學會正確選擇、使用儀器和實驗方法
正確選擇和使用儀器，是學生應該掌握的最基本的實驗技能，這一能力的培養，應是在平時的實驗教學中潛移默化地完成的，學生學習完相關儀器的知識后，已經對儀器的基本知識有所了解，但在實際應用過程中，大多數還是憑記憶來對儀器進行選擇和使用，針對這一問題，我們在教學過程中，可以指導學生選擇不同的儀器或用不同的方法使用同一儀器，對所取得的實驗結果進行分析比較，從而使學生真正掌握儀器的選擇和正確的使用方法，提升學生的能力。
2、在實驗操作中讓學生辨識實驗中的錯誤并予以改正
指出和改正實驗操作中的錯誤，是高考中經常會出現的問題，學生這一方面的能力，需要進行強化和訓練，我們可以給學生多一些訓練的題目，或有意識的在操作過程中安排一些不正確操作，讓學生發現和指正，提升學生的實驗能力。
例如有這樣一題：一位學生用單擺做測重力加速度的實驗，他將單擺掛起后進行了如下操作：
A. 測擺長L：用米尺量出擺線的長度。
B. 測周期T：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次擺到最低點時，按下秒表開始計時，同時將此次通過最低點作為第一次，接著一直數到擺球第60次通過最低點時，按秒表停止計時，讀出這段時間t，算出單擺的周期T=t/60。
C. 將所測得的L和T代入單擺的周期公式，算出g，將它作為實驗的最后結果寫入實驗報告中去。
通過這樣的問題，不僅可以讓學生進一步掌握實驗的操作，還可以培養和提升學生的實驗操作能力。
3、讓學生掌握常用儀器的主要用途，解決一些實際問題
這是建立在學生實驗能力較強的基礎上的，在此基礎上，有意識地引導學生進行實際問題的解決。
比如在電學實驗中，經常會遇到實驗電路連接正確，但電路中電表不能正常工作的情況，此時，需要對電路中的實驗儀器及連接導線進行檢測，尋找故障，此時讓學生自己利用萬用表正確地對電路進行檢測，不僅可以激發學生的興趣，更可以使學生在實際操作中，進一步掌握萬用表的使用方法。
三、提升分析與表述的能力
分析與表述能力的培養和提升，需要在學生掌握了一定的物理知識，有一定的綜合能力的情況下進行，即最主要是在高三對實驗進行系統復習的時候開展。
1、運用實驗原理、方法對實驗現象及結果進行分析、判斷，發現規律并得出正確的結論
這一點，在學生處理黑箱問題時最能得到體現，比如有這樣一個問題：
如圖，黑盒子內有電池、導線和電阻R1、R2組成的電路，1、2、3、4是這個電路對外的4個接線柱。若已知R2=3R1，電池的電動勢為E，內阻不計，并測得U12=E，U24=0，U13=U34/3。
這個問題，學生必須從實驗的原理出發，對實驗中的數據進行分析、判斷，尋找規律，合理安排題設給出的電路組件，得出正確的結果（如圖）。
2、正確分析、處理實驗數據及誤差
這是學生分析及數據處理的能力，在每個實驗中都會遇到，應該說在每一個實驗中都能得到培養和提升。
四、提升設計與評價的能力
高中電學實驗基本知識范文3
1 物理綜合題“綜合”的特征及其解題策略
解物理綜合題要善于分析其“綜合”的特征，任何綜合題都是由最簡單的物理過程、最簡單的物理知識疊加而成的。
1.1 “過程”型綜合題
按物理事件發生的時間順序構成的“過程”綜合題。與物理規律相關的物理過程變化多端，由于過程的多變性，必然使問題趨于復雜性，但復雜多變的物理過程又常常具有階段性與時間性。物理過程的各個階段，即各個子過程，相對總過程來說，問題通常都要簡單得多。因此，把構成過程整體的若干子過程劃分出來研究，就可以把全過程看來是十分復雜的問題加以簡化，簡化成若干個簡單的幾個子過程，使問題逐步得到解決。此類綜合題只要對物理過程按時間順序進行分析，一步一步，一個程序一個程序地列出相關的式子，就可以把問題解決。同時要注意前后兩個物理過程中各種物理量的鏈接，如在運動過程中前一過程的末速度也是后一過程的初速度等等。這類綜合題相對來說比較簡單。比如2003年理綜壓軸題第34題，小貨箱運動的第一個子過程是在傳送帶上從靜止作勻加速運動，第二個子過程是當小貨箱速度與傳送帶速度相同時小貨箱作勻速運動，第三個子過程是小貨箱在斜面上勻速上升。又如2006年理綜壓軸題第24題，傳送帶從靜止開始作勻加速運動之后作勻速直線運動；而煤塊一直作勻加速度直線運動直到與皮帶具有共同的速度，這是兩個最簡單的子過程相連接的綜合題。今年高考理綜物理第25題，帶電粒子一直在兩極板間往返地從靜止開始做勻加速運動。
例1 (06高考理綜第24題)一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數為μ。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F讓傳送帶以恒定的加速度α0開始運動，當其速度達到v0后，便以此速度做勻速運動。經過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。
分析與求解 根據“傳送帶上有黑色痕跡”中知，煤塊與傳送帶之間發生了相對滑動，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。就物理過程而言，傳送帶先由靜止開始作勻加速運動，到達速度v0后作勻速度直線運動。而煤塊在速度達到v0之前一直在作勻加速運動，當速度達到v0之后就與皮帶保持相對靜止一起作勻速直線運動，是兩個最簡單的子過程相鏈接的綜合題。這是一道非常經典的牛頓運動定律與運動學知識相結合的題目。具體解答如下：
根據題意可知，煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0。
由牛頓定律可得煤塊的加速度為a=μg。
設經歷時間t，傳送帶的速度等于v0，煤塊的速度為v，有：v0 = a0t，v = at。
由于a< a0，故v< v0，煤塊繼續受到滑動摩擦力的作用。再經過時間t′，煤塊的速度由v增加到v0，即：v0=v+at′。
此后，煤塊與傳送帶運動速度相同，相對于傳送帶不再滑動，不再產生新的痕跡。
設在煤塊的速度從0增加到v0的整個過程中，傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s，有
s0=12a0t2+v0t′，s=v202a。
傳送帶上留下的黑色痕跡的長度：
l= s0- s。
由以上各式解得：l=v20(a0-μg）/2μa0g。
例2 (06高考理綜第25題)有個演示實驗，在上下面都是金屬板的玻璃盒內，放入了許多用錫箔紙揉成的小球，當上下板間加上電壓后，小球就上下不停地跳動?，F取以下簡化模型進行定量研究。
如圖1所示，電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置，相距為d，與電動勢為E、內阻可不計的電源相連。設兩板之間只有一個質量為m的導電小球，小球可視為質點。已知：若小球與極板發生碰撞，則碰撞后小球的速度立即變為零，帶電狀態也立即改變，改變后，小球所帶電荷符號與該極板相同，電量為極板電量的α倍（α1）。不計帶電小球對極板間勻強電場的影響。重力加速度為g。
（1）欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運動，電動勢E至少應大于多少？
（2）設上述條件已滿足，在較長的時間間隔T內小球做了很多次往返運動。求在T時間內小球往返運動的次數以及通過電源的總電量。
分析與求解 此題考生感覺物理情景比較新，有帶電小球運動的分析，也有電容電路的分析，有一定的難度。但經過審題分析，小球只受重力與電場力的作用，重力不變，而電場力的大小不變方向在改變（每碰撞一次改變一次）。受力分析簡單解題也就簡單，小球的運動過程也是簡單的勻加速運動過程。根據電荷守恒定律，小球在與極板碰撞時，通過電源的電量為q=αQ，小球往返一次碰撞二次通過電源的電量為2q。具體解答如下：
（1）用Q表示極板電荷量的大小，q表示碰后小球電荷量的大小。要使小球能不停地往返運動，小球所受的向上的電場力至少應大于重力，
有：qEd>mg。
其中q=αQ，Q=CE。
解得E>mgdαC。
（2）當小球帶正電時，小球所受電場力與重力方向相同，向下做加速運動。以a1表示其加速度，t1表示從A板到B板所用的時間，則有
qEd+mg=ma1，d=12a1t21。
當小球帶負電時，小球所受電場力與重力方向相反，向上做加速運動。以a2表示其加速度，t2表示從B板到A板所用的時間，則有
qEd-mg=ma2，d=12a2t22。
小球往返一次共用的時間為t1+t2，故小球在T時間內往返的次數：n=T/（t1+t2）。
由以上有關各式得：
n=T2md2αCE2+mgd+2md2αCE2-mgd。
小球往返一次通過電源的電量為2q，在T時間內通過電源的總電量：Q=2nq。
解得Q=2αCET2md2αCE2+mgd+2md2αCE2-mgd。
1.2 “知識”型綜合題
這類綜合題要在掌握各章節、模塊知識的基礎上，注意各種知識之間的友情鏈接，分析解題的突破口、鏈接口，就能把各種知識串接起來，使問題得到完整解決。這種物理綜合題主要表現在各章節知識的綜合，如力、電的綜合，光、電的綜合，力、電光的綜合。2004年高考理綜第24題，就是典型的感應電動勢與力學相聯系的綜合題。感應電動勢是高中物理最重要的知識之一，與之相鏈接的知識點多，綜合形式多，具有明顯的“綜合”特征。通過感應電動勢，能把場與路的問題及電學、力學問題盡情鏈接。挖掘了知識之間內在的聯系，活化了物理規律的教學。同時把高中物理中的幾個重要定律：左手定則、右手定則、安培定則、牛頓運動定律、運動學規律、能的轉化與定恒定律都鏈接在一起。
例3 如圖2中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內的金屬導軌，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌所在的平面向里。導軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為L1;c1d1段與c2d2段也豎直的，距離為L2。x1y1與x2y2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細桿，質量分別為m1、m2，它們都垂直于導軌并與導軌保持光滑接觸。兩桿與導軌構成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運動到圖示位置時，已勻速向上運動，求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。
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解析 該題是感應電動勢與力學知識相鏈接的知識綜合題。棒在此時作勻速直線運動，必然受到平衡力的作用?？忌仨毾葘ο到y進行受力分析，系統受到向上的拉力，兩個重力和兩個安培力，并且列出各力的關系，然后從力的關系推理出能量的對應關系。具體解答如下：
設桿向上運動的速度為v，回路中的感應電動勢大小為E=B（L2-L1）v。
回路中的電流為I=ER。
作用于桿x1y1的安培力大小為f1=BIL1，方向向上。
作用于桿x2y2的安培力大小為f2=BIL2，方向向下。
當桿作勻速運動時，有
F-m1g-m2g+f1-f2=0。
解得I=F-(m1+m2)gB(L2-L1)。
v=F-(m1+m2)gB2(L2-L1)2R。
作用于兩桿的重力的功率的大小為：
P=(m1+m2)gv。
電阻上的熱功率為PQ=I2R。
由以上各式解得：
P=F-(m1+m2)gB2(L2-L1)2R(m1+m2)g。
PQ=［F-(m1+m2)gB(L2-L1)］2R。
1.3 “信息”型綜合題
“信息性”綜合題也叫做應用型物理綜合題。理科綜合考試說明中把“對自然科學基本知識的應用能力”作為對考生的重要能力要求，因此，作為體現這一能力要求的以現實生活實例和現代科技應用立意的應用型問題正成為高考物理命題的新趨勢，也是高考題型的一個最重要的變化。它以材料新、情景新、問題新等新穎的特點受到師生一致歡迎，更以其突出了能力素質的考查將物理教與學從重知識向重能力、從重理論向重應用的方向引導而廣受好評。
信息性物理綜合題的物理實質、物理模型往往較簡單，大部分文字只是基于對生活背景和科技事件的完整性、嚴密性的必要表述，涉及到科技實例的應用型題往往起點很高，但其落點往往較低，只需用學過的物理知識即可順利解決。要求學生在領會題意的基礎上，對題目信息進行分析判斷，要能夠剔除題目中的生活要素和科技實例中的事件因素，獲取題目中構成物理問題的物理要素。根據問題的要求和解答目標，排除次要因素，抓住主要的物理條件和物理關系，以及主要的物理過程和情景．把題給問題與熟悉的物理知識聯系起來，把實際問題簡化、抽象為恰當的物理模型，用學過的知識和方法對問題給予解決。
例4 如圖3所示，厚度為h，寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感強度為B的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應。實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和磁場B的關系為
U=kIBd。
式中的比例系數稱為霍爾系數。
霍爾效應可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現多余的正電荷，從而形成橫向電場。橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力。當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側面之間就會形成穩定的電勢差。
設電流I是由電子的定向流動形成，電子的平均定向速度為v，電量為e，回答下問題：
（1）達到穩定狀態時，導體板上側面A的電勢__________下側面A′的電勢（填“高于”、“低于”或“等于”）。
（2）電子所受的洛倫茲力的大小為_____。
（3）當導體板上下兩側面之間的電勢差為U時，電子所受靜電力的大小為____________。
（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數k＝1／ne，其中n代表導體板單位體積中電子的個數。
解析 本題的顯著特點是閱讀量和信息量大。要求考生理解題中所給的物理現象并能應用學過的物理知識對此現象給予正確解釋。題中的物理模型也并不難：垂直放在勻強磁場中的通電導體板，電流方向向右，電子運動方向向左，受豎直向上的洛倫茲力的作用，使得電子聚集在導體板的上側面，故上側面A的電勢低于下側面A′的電勢，穩定后，電子受到的靜電力與洛倫茲力平衡，是屬于最簡單的二力平衡問題。具體解答如下：
由eUh=eBv可得導體板上下兩側面之間的電勢差為
U=Bvh。
又因為通過導體的電流為I=nevdh。
故霍爾系數為k=1ne。
霍爾效應由美國物理學家霍爾于1879年首先發現，現廣泛應用于對半導體材料的測試和研究中?；魻栃脑聿⒉粡碗s，題目對此敘述得恰到好處，既對問題作了必要的說明，又給考生留有一定的推理空間。作為首次理科綜合考試中出現的信息型物理綜合題，確實起到了良好的導向作用。
