歐姆定律規律總結范文
時間:2023-07-18 17:36:08
導語:如何才能寫好一篇歐姆定律規律總結,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇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,常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
(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。
篇2
本節內容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用,是前面電學知識的聚焦;后啟電功、電功率,并為高中階段學習閉合電路的歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容做了鋪墊。甚至于對學生將來參加生產勞動也有指導作用,即使在電工技術電子專業等學習中,歐姆定律同樣是必不可少的基礎知識,其研究方法──控制變量法是學習關于電阻大小影響因素的研究方法的延續,是物理問題研究思想的再次體現。
二、學習任務分析
本節重點是歐姆定律的內容和公式。通過實驗探究,歸納總結出歐姆定律,讓學生領悟科學探究的方法,體驗科學探究的樂趣,形成尊重事實、探究真理的科學態度,培養學生分析解決問題的能力;理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節難點,在探究過程中通過適時引導、恰當點撥,利用實物電路使學生達到理解歐姆定律的目的。
三、學習者分析
學習了電路基礎知識,學生產生了濃厚的興趣,多數學生能正確連接電路元件,正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器,對于控制變量的研究方法也有所了解。學生有較強的好奇心和求知欲,他們渴望自己動手進行科學探究,體驗成功的樂趣,但對于U、I、R三者關系知之甚少,規律性知識的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,教學中讓學生自主設計研究問題的方案,是發展學生思維的有效途徑。
四、教學目標
⑴知識與技能
會用實驗的方法探究電流與電壓、電阻的關系;
理解歐姆定律的內容、公式;
培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。
⑵過程與方法
通過實驗探究學習研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態度與價值觀
通過探究過程,激發學生的學習興趣。培養學生實事求是的科學態度;認真謹慎的學習習慣。
重點:歐姆定律的內容和公式;
通過實驗使學生知道導體中電流與電壓、電阻的關系。
難點:理解歐姆定律的內容;
弄清變形公式的含義。
五、教法設計
依據本節課的知識特點、教學目標和學生實際,確定本節主要采用實驗探究法。把學生視為學習的主人,教師當好學習的組織者和引導者。探究式學習可以激活學生已有的知識,在探究新問題時使知識活化、重組,形成知識結構并向能力轉化;讓學生體會科學發現的全過程,從中感悟科學思想和科學方法。
六、教學準備
篇3
有效的教學應該是有序的,何為有序?對于具體的一節課而言,“起、承、轉、合”幾個環節環環相扣,相得益彰,那么概念圖用于探究式教學的策略如何呢?
1教師精心準備
備課是上好一節課的前提,運用概念圖組織探究式教學,首先就要求我們教師對教學內容需要的資源進行二次開發,尤其注重收集生活中的現象,借助于多媒體將這些資源呈現出來,既引出了探究課題,也激發了學生學習興趣,多個有聯系的資源同時呈現,這體現了構建概念圖的意識和思想.同時,教學目標也可以借助于概念圖完整地呈現.例如,探究歐姆定律,可以設置教學目標如圖2所示.
2學生預習,初建概念圖
課前預習對于一節課的學習效果而言,是至關重要的,學生通過自主預習對學習內容有一個大致的了解,那么這些內容之間及內容與原有知識之間存在怎樣的聯系呢?可以自己嘗試著畫概念圖,將自己能夠同化的概念課前消化一部分,同時將疑問暴露出來。例如,探究歐姆定律這節課,圍繞中心概念“電流”,學生自主預習后可以構成如圖3所示的概念圖.
3新課引入,資源可視化
物理概念都理性化,為了便于學生內化和掌握知識,筆者認為我們課堂上給學生的學習資源一定要可視化,引入新課,可以用圖片、錄像、動畫等媒體手段引入,也可以將自己收集到的資源以概念圖的形式引入,展現給學生,幫助學生將新舊知識聯系到一起.
4講授新課,進行科學探究
探究式物理課學生的探究活動是主要內容,這個過程也是可以實現可視化的,可視化的思維過程讓學生的實驗方法有效地遷移到規律探究中來,當然這個過程要讓學生自己來完成,切忌由教師越俎代庖,給學生留足思維的時間和空間,在學生思維出現困難時,給予必要的幫助或提示,將方法遷移過來,促使學生能夠完成探究.例如,探究歐姆定律這節課,探究時涉及到控制變量法,那么如何探究呢?能夠和前期哪些規律探究構成聯系呢?引導學生邊思考邊構建概念圖(圖4).
5歸納總結,完善概念圖
篇4
關鍵詞:故事;歐姆定律;探究課堂;學習興趣
亞里士多德說:“古往今來人們開始探索,都應起源于對自然萬物的驚異。”對學生而言,這種驚異無疑會帶動興趣的產生,從而引發認知活動的展開。故事對學生而言,有著不可抵擋的吸引力,若將故事與物理相結合,引入課堂當中,不但能激發學生的學習興趣,也能讓學生在閱讀故事、解決故事所包含的物理情境問題中,培養學生的分析、歸納能力與解決問題的能力等等。
新課程強調的探究學習要求學生在主動參與的前提下,根據自己的猜想或假設,在科學理論指導下,運用科學的方法對問題進行研究,在研究過程中獲得創新實踐能力、獲得思維發展,自主構建知識體系。如何將探究過程滲透到課堂教學中,是眾多教師亟待考慮的問題。筆者就將一則《如果你是柯南》的破案故事,引入初二下學期“歐姆定律及其應用”的學習中,以激發學生的學習興趣,將物理問題插入故事情節中,經由學生的獨立思考與分組討論,體會物理問題的探究過程,促進學生對歐姆定律的理解與掌握,培養學生的問題解決能力,并借此開展了一節探究課堂。
一、拋出故事,引發學生的學習興趣
歐姆定律,是學生在學習了電流、電壓和電阻的概念之后所接觸的第一條物理規律,也是初中階段學生第一次應用物理公式通過計算來解決問題。歐姆定律是電學的基礎,很多學生因為不能掌握歐姆定律的物理意義、靈活運用公式進行計算,而導致在后期的學習當中越來越困難。理解與靈活應用歐姆定律,是本節課的一個教學重點。
筆者所引入的故事情節中有四個人同時入住旅館的晚上,店主的鉆石不見了,警察介入此事并展開調查,四個人分別提供了不在場的證明,依次是在用電烙鐵修收音機、用電熱水爐燒水、電爐取暖和電飯鍋煮飯,問:如果你是柯南,你能找出誰是小偷嗎?
柯南作為一個卡通角色,學生對他追崇源自于柯南通過自己的智慧成功破獲了眾多案件,讓學生為之著迷。本則故事則可以輕而易舉打開學生的興趣大門,吸引學生迫不及待地閱讀故事情節,以柯南的角色投入破案,并思考如何解決故事結尾所提出的問題。
二、針對故事情節,提出問題,引發學生的思考
對柯南的故事,學生展現出了極大的興趣,個別學生會在沒讀完之前,便迫不及待地說出自己所認為的那個兇手。
學生甲:熊仔是小偷,因為沒有人會在旅館里用電烙鐵修收音機。
教師:這只是你自己的感覺而已,如果熊仔是一個修電器的師傅,就可以用電烙鐵修收音機。
學生乙:小美是小偷。
教師:為什么?
學生乙:不知道,感覺像是小偷。
對初中生來說,他們的思維已經發展得較為完善,但是對于客觀事實的判斷,依靠的還是主觀判斷。對于學生眾多的討論結果,也有細心的學生會發現故事中還存在隱含的條件。此時,引導全體學生再次閱讀故事,并告知他們:在故事或者是物理題當中,題目往往會包含隱含的條件,要通過細心的閱讀才能發現。適當地引導學生可以讓學生體會物理解題的過程及培養學生嚴謹的科學態度,鼓勵學生針對自己的想法與周邊的同學進行討論。
討論的過程可以更好地發揮學生的主動性、積極性,有利于培養學生的獨立思維能力、口頭表達能力,促進學生靈活地運用知識。
三、根據歐姆定律,解決問題、驗證猜想,歸納并得出結論
學生經過再次閱讀之后,在警察觀察現場時發現了一個問
題:“家庭旅館使用220 V的家庭電壓,每個房間的電閘都標示房間規定最大電流是5 A。”
教師:房間的最大規定電流是5 A,這是什么意思呢?
不斷地給學生提出問題,引發學生的思考。找到5 A所代表的物理意義,那學生就逐漸明白,如果四個人的房間中,誰的電流超過5 A,那么他就是小偷。接下來的問題就是如何計算房間的電流。學生會輕而易舉地想到通過歐姆定律可以計算得出房間的電流值。經過一番討論之后,將全班同學就近分組,引導學生在前面所學過的知識中找到不同電器的電阻值,給予小組適當的時間進行分組討論與計算,帶動小組間的交流與溝通,培養學生合作學習的能力。在討論完畢后,讓每個小組派代表來公布結論與理由,間接鍛煉學生的總結歸納能力與語言表達能力。
在整個探究過程中,學生不僅找出了故事中的小偷,并且進一步鞏固、應用了歐姆定律,更將其與生活實際緊密結合起來。此時,學生依然保持高漲的學習熱情,表現出意猶未盡的感覺,更有學生認為如果多些類似的故事,物理就會變得更有趣,覺得學習物理并不是一件很難的事情。這個時候把握機會,引入關于歐姆定律應用的具體實例,以進一步強化對歐姆定律的運用。
在物理教學中,恰當地引入情景故事,不僅可以激發與提高學生的學習興趣,還能夠在故事中滲透科學的教育思想,引導學生探究并解決問題,鍛煉學生的思維能力與自主建構知識的能力,進行有意義的學習。創設教學情境,引入包含物理知識的趣味故事,讓學生從物理走向生活,并在生活中學習物理,加深對物理知識的理解與掌握,這也是新課標對物理教學的要求。
參考文獻:
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[2]林龍源.物理教學中故事式演繹[J].中學物理,2012(4):31-32.
[3]張鳳英.利用物理故事進行物理教學的探討[J].中學教學參考,2009(4):78-79.
篇5
一、教學目標
1、知識與技能
(1)能說出歐姆定律的內容、公式及其涉及的單位;
(2)理解歐姆定律,能進行歐姆定律公式的變形,理解應用公式時要注意“同體性”和“同時性”,會在新的問題情境中,應用歐姆定律進行解釋、推斷和計算。
2、過程與方法
(1)經歷探究通過導體的電流與電壓、電阻的關系的實驗研究過程,從而能較熟練地運用圖像處理實驗數據,了解電流與電壓、電阻間的正比、反比關系。
(2)初步學會在實驗探究的基礎上交流討論,互相合作。
(3)學習用數學公式來表達物理規律的方法,體會這樣做的優勢。
3、情感態度與價值觀:
結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史,培養學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神,同時讓學生在自我實現中增強成功體會。
二、教學重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數學表達式;
三、教學難點:
歐姆定律的實驗設計及學生對實驗數據的分析、歸納以及結論的得出。
四、教學器材:
調光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻各一個、導線數根等。
五、教學過程
(一)設置物理情境進行討論,提出問題。
如圖的電路,你有哪些方法可以改變小燈泡的亮度?小組內討論,然后進行交流。
學生的方法:①改變電源的電壓,②改變定值電阻的阻值③串聯一個滑動變阻器等。
實驗驗證,學生觀察燈的亮度的變化
師:燈時亮時暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)大膽猜想,激活思維
鼓勵學生大膽猜測:你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學生分組討論,教師適當提示。學生聯系已學內容以及剛才的實驗現象,猜想:電流與電壓的大小有關,因為電壓是形成電流的原因;電流與導體的電阻有關,因為電阻對電流有阻礙作用——教師針對學生的回答,給予肯定:最后,根據猜想師生共同得出結論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關:
過渡:到底有怎樣的關系呢?
“創設情景——提出問題——猜想”這兩步引起學生極大的興趣,學生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產生主動探索的動機,
(三)設計實驗
1、課件出示思考題
(1)根據研究電阻大小影響因素的方法,這個問題應采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應分幾步,具體步驟怎樣?
2、學生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關系,即控制變量法。
學生討論,提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變(確定應該用定值電阻而不用燈泡),研究I與U的關系;第二步,保持U不變,研究I與R的關系。對于第一步,改變U(用電壓表測),觀察I(用電流表測量),且電壓的調節可通過:改變電池節數來實現(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻與滑動變阻器串聯,移動變阻器滑片來實現。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節數方案要好。
(四)分組合作,深入探究
在此環節中,學生以小組為單位,像科學家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們的設計是否合理,儀器使用是否得當,數據記錄是否正確,作個別輔導。
學生在教師的指導下,自覺、主動地和教師、教材、同學、教具相互作用,進行信息交流,自我調節,形成了一種和諧親密、積極參與的教學氣氛和一個思維活躍、鼓勵創新的環境。學生的思維在開放、發散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養了學生的獨立操作能力,發展了學生的思維能力、創造能力:
(五)綜合分析,歸納總結
例2、家庭中使用的是交流電,當人體通過交流電的電流達到50mA時,就會導致人體呼吸麻痹、心室顫動。假定某人身體的電阻為2kΩ,算一算,當通過50mA電流時的電壓是多大?
初次應用歐姆定律進行計算的計算題,規范解題的要求。
(七)課堂教學小結與延展:
(1)讓學生回顧本課的探究過程:發現問題——進行猜想——探索研究——得出結論——指導實踐,指明這是研究物理的基本思路;物理教學中應注意滲透科學研究方法,同時也進行學法指導和辯證唯物主義教育。
篇6
【關鍵詞】物理 電路 電學
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)30-0133-02
動態電路是指滑動變阻器滑片的移動或開關的閉合與斷開引起電路的變化,通常考查電壓表或電流表示數的變化情況。動態電路分析一直是電學主流題型之一,中考一般出現在選擇、填空或實驗題中。主要是考查學生對歐姆定律、電能、電功率的把握及其運用電學知識解決實際電路問題的能力。
一 如何解決此類問題
首先要分析電路是串聯還是并聯,各個電表分別測哪個用電器的哪個物理量。(1)若是通過移動滑片來改變電路,先分析電阻如何變化。若是串聯電路,電阻的變化會引起電流的變化,再根據串聯電路分壓的規律(分壓與電阻成正比)判斷電壓表的示數變化。(2)若是并聯電路,根據并聯電路中各支路兩端電壓相等,通過電壓表的位置判斷,一般情況下,此時電壓表示數不變;再根據各支路工作互不影響,判斷電流表的示數是否變化,最后再判斷如何變化。(3)若是通過開關改變電路,需分別分析開關斷開時和開關閉合時電路的連接情況,以及各個電表分別測什么,再對比電表示數的變化。
二 典型例題
下面例舉兩種典型例題以供參考。
1.滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變化
第一,串聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例1:如圖1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,當滑片P向右移動時,請你判斷電流表和電壓表的變化。
分析:(先確定電路,再看電阻的變化,再根據歐姆定律判斷電流的變化,最后根據歐姆定律的變形公式判斷電壓的變化。)此電路是串聯電路,電流表測的是總電流,電壓表測的是R1兩端的電壓。當滑動變阻器的滑片向右移動時,滑動變阻器的電阻增大,電路的總電阻增大,從而使電路中的總電流減小。因此,電流表的讀數減小。根據歐姆定律U1=I總R1,R1兩端的電壓減小,因此,電壓表的讀數減小。
針對練習:
[練習一]在如圖2所示電路中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時( )。
A.電流表示數變大,燈變暗;
B.電流表示數變小,燈變亮;
C.電壓表示數不變,燈變亮;
D.電壓表示數不變,燈變暗。
[練]在如圖3所示電路中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時( )。
A.電壓表示數變大,燈變暗;
B.電壓表示數變小,燈變亮;
C.電流表示數變小,燈變亮;
D.電流表示數不變,燈變暗。
第二,并聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化。
例2:如圖4,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化。
分析:(先確定電路,然后看準每個電表分別測的電壓和電流值,再根據歐姆定律判斷變化,歐姆定律無法判斷的再用電路的電流、電壓、和電阻的關系判斷。)此電路是并聯電路,電壓表測的是電源電壓,電流表A1測的是支路上通過R1的電流,電流表A2測的是總電流。當滑動變阻器的滑片向右移動時,滑動變阻器的電阻增大,導致并聯電路的總電阻增大,因此電路中的總電流減小,電流表A2的讀數減小。由于定值電阻R1的阻值和它兩端的電壓保持不變,根據歐姆定律通過R1的電流不變,因此,電流表A1的讀數不變。由于電壓表測的是電源電壓,所以電壓表的讀數也不變。
針對練習:
[練習三]如圖5,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化?
[練習四]如圖6所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表A1的示數如何變化?電壓表V與電流表A示數的乘積將如何變化?
2.開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化
例3:在如圖7所示的電路中,開關K由斷開到閉合時,電流表的示數將 ,電壓表的示數將 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
分析:(先畫出開關斷開和閉合時的等效電路,然后再根據歐姆定律判斷。)
如圖8所示,開關斷開時電阻R1和R2構成串聯電路,電流表測的是總電流,電壓表測得是R1兩端的電壓。開關
閉合時,整個電路只有一個電阻R1,電流表測的是總電流,電壓表測的是R1兩端的電壓,也是電源電壓。
如圖9所示,當開關由斷開到閉合時電路中的總電阻減小,所以電路中的總電流增大,電流表的讀數增大。由于串聯電路是分壓電路,所以電壓表的讀數增大。
針對練習:
[練習五]在圖10中,燈泡L1和燈泡L2是 聯連接的。當開關K由閉合到斷開時,電壓表的示數將 ;電流表的示數將 (選填“增大”、“不變”或“減小”)。
[練習六]如圖11所示,電源電壓不變,R1、R2為定值電阻,開關S1、S2都閉合時,電流表A與電壓表V1、V2均有示數。當開關S2由閉合到斷開時,下列說法正確的是( )。
A.電壓表V1示數不變;
B.電流表A示數不變;
篇7
滬科版第十四章探究電路第四節電阻的串聯和并聯。
2 教材分析
《電阻的串聯和并聯》是九年級第十四章《探究電路》第四節的內容。本章內容充分體現了課標提出的從生活走向物理,從物理走向社會,注重多元探究等基本理念。本節教學內容不僅是對前面所學的串聯電路和并聯電路的電流、電壓特點以及歐姆定律的重要應用,同時也是今后學好電功、電功率的重要基礎,更是培養學生“等效替代”思想和實驗探究與理論推導相結合思想的重要載體。
3 教學目標
3.1 知識與技能。①通過實驗和理論推導理解串聯和并聯電路的等效電阻的計算公式。②會利用串聯、并聯電路總電阻的知識,解答和計算簡單的電路問題。③通過實驗探究,認識總電阻與分電阻的“等效替代”關系。
3.2 過程與方法。①培養學生積極參與科學探究活動,主動進行交流與討論的學習方法。②能用等效替代的思想學習物理知識。③能把物理概念與生活、生產實際相結合。
3.3 情感態度價值觀。激發學生對科學的求知欲,通過經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力,形成實事求事、尊重自然規律、樂于參與科學實踐的科學態度和科學精神,同時認識交流和合作的重要性。
4 教學重點
通過實驗法和理論推導法并舉掌握串聯電路和并聯電路總電阻的計算方法。
5 教學難點
借助等效替代的思想分析串聯、并聯電路的電阻特點。
6 教學準備
學生電源、演示電流表、20歐定值電阻二個、5歐定值電阻二個、10歐定值電阻一個、導線、開關等。
7 教學流程
事例引入——趣味探究——小組討論——實質升華——總結反饋。
8 教學過程
8.1 事例引入。師:同學們,你們喜歡足球嗎?(停頓)現假設你們正在看一場精彩的足球比賽,突然電視機壞了,經檢查里邊一個10歐定值電阻出現了問題,而身邊現在只有20歐的電阻和5歐的電阻若干,你有辦法立即解決問題嗎?(最好設計一個多媒體動畫調動學生學習熱情)
生:(討論并結合前面電路的串聯、并聯知識回答)把電阻串聯,把電阻并聯。
師:把電阻串聯、并聯后能行嗎?電阻串聯、并聯后他們對電路的控制作用難道不會發生改變嗎?
8.2 趣味探究。
師:下面我們就用一個有趣的實驗來驗證一下大家的想法是否能夠實現。
演示實驗(實驗設計如圖1,電阻裝在一個密封的盒子里面)
圖1
分別接通A、B、C以及所對應接線柱,讓同學們觀察電流表的讀數。
師:同學們,剛才你們觀察到電流表的讀數有什么樣的特點?
生:三次實驗電流表讀數相等。
師:那里面的電阻是怎樣的呢,也相同嗎?
打開盒子讓學生觀察里面電阻的結構,并通過里面實物講解相關概念:
電阻串聯:兩個(幾個)電阻首尾相連
電阻并聯:兩個(幾個)電阻首首相連
師:我們剛才經過實驗發現兩個電阻并聯或兩個電阻串聯以后對電路的控制作用可能與單獨一個電阻對電路的控制作用是相同的,在實際生活中我們就可以用這兩個并聯或串聯后的電阻去替代那一個電阻,這時我們就可以說這一個電阻是那兩個(幾個)電阻的總電阻。
師:同學們再仔細觀察,兩個電阻串聯后總電阻如何變化;兩個電阻并聯后總電阻如何變化?
生:通過觀察討論得出初步結論:
兩個電阻并聯后總電阻小于其中任何一個分電阻;兩個電阻串聯后總電阻大于其中任何一個分電阻。
8.3 小組探討。
師:同學們,通過剛才的分析我們已經得到了電阻串聯、并聯之后總電阻大小的一個定性結論,那么電阻串聯、并聯之后總電阻的大小應如何計算呢?下面就請大家通過小組合作的方式結合前面所學的歐姆定律以及串、并聯電路的電流、電壓特點解決這一問題。
8.3.1 串聯電路的總電阻。
師:請結合歐姆定律以及串聯電路的電壓特點用下圖的字母表示出總電壓與各電阻兩端電壓的關系。
圖2
生:運用歐姆定律表示出:U1=IR1 U2=IR2 U=IR、
運用串聯電路電壓特點得出:IR=IR1+IR2
結論:電阻串聯,其總電阻等于各個分電阻之和,即:R總=R1+R2+……
8.3.2 并聯電路的總電阻。
師:請結合歐姆定律以及并聯電路的電流特點用下圖的字母表示出總電流與各支路電流的關系。
圖3
生:運用歐姆定律表示出:I=U/R,I1=U/R1,I2=U/R2
運用并聯電路電流特點得出:1/R=1/R1+1/R2
結論:電阻并聯,其總電阻的倒數等于各個分電阻倒數之和,即:1/R總=1/R1+1/R2+……
8.4 實質升華。
師:剛才我們已經通過實驗和理論推導兩種途徑得出了電阻串聯和并聯之后總電阻的變化規律。同學們,你們知道這是為什么嗎?
教師引導學生進一步觀察串聯、并聯后的電阻的長度和橫截面積的變化情況并結合前面所學影響電阻大小的因素的相關知識得出結論。
生:電阻串聯相當與增加了導體長度,所以阻值會增加;電阻并聯相當于增加了電阻的橫截面積,所以阻值會減小。
8.5 總結反饋。①請同學們設計出兩種方案解決課題引入時提出的問題。②小組討論本堂課的收獲,及時解決新生成的問題。
附板書設計:
§14.4電阻的串聯和并聯
①串聯電路的總電阻等于各個分電阻之和,R總=R1+R2+……
②并聯電路的總電阻的倒數等于各個分電阻倒數之和,1/R總=1/R1+1/R2+……
③實質 串聯:增加導體長度
并聯:增加導體橫截面積
篇8
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]。
篇9
[關鍵詞]物理教學 電磁學 電磁場 電路
物理教材中所闡述的內容主要是經典物理學的基礎知識,這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎上,以力學、電磁學為重點。本文就電磁學部分的教學談談自己的觀點。
一、電磁學的知識體系
電磁運動是物質的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現象的規律及其應用,其具體內容包括靜電現象、電流現象、磁現象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究,把電現象和磁現象分開處理,實際上,這兩種現象總是緊密聯系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規律以及它們的相互聯系,才能使孤立的、分散的教學變成系統化、結構化的教學。對此,應從以下三個方面來認真分析教材。
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行。只有明確它們各自的特征及相互聯系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質,培養學生的思維能力。
場是物質的相互作用的特殊方式。電磁學部分完全可用場的概念統一起來,靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等,組成一個關于場的體系。
“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為:靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內在的聯系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規律,是以“場”為基礎的,“場”是電磁運動的實質,因此可以說“場”是實質,“路”是方法。
2.認識物理規律
規律體現在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯系中。
物理定律是在對物理現象做了反復觀察和多次實驗,掌握了充分可靠的事實之后,進行分析和比較,找出它們相互之間存在的關系,并把這些關系用定律的形式表達出來。物理定律的形成,也是在物理概念的基礎上進行的。
“恒定電流”一章中重要的物理規律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎上總結出來的,對金屬導電、電解液導電適用,但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應關系,電阻是電路的物理性質,適用于溫度不變時的金屬導體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現象的統一性,用研究電場的方法進行類比,可以較好地解決磁場和磁感應強度的概念。
“電磁感應”這一章,重要的物理規律是法拉第電磁感應定律和楞次定律。在這部分知識中,能的轉化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎,它揭示了電與磁相互聯系和轉化的重要方面,是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎。電磁感應的重點和核心是感應電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應電流的方向,更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎上結合電磁感應的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統一的電磁場,對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結了電磁場的規律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質的波動性的認識提高了一步。
3.通過電磁場所表現的物質屬性,使學生建立“世界是物質的”的觀點
電現象和磁現象總是緊密聯系而不可分割的。大量實驗證明,在電荷的周圍存在電場,每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用,運動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場,磁場也是一種客觀存在的物質。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用。科學實驗證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在,電磁場是物質的一種形態。
運動的電荷(電流)產生磁場,磁場對其它運動的電荷(電流)有磁場力的作用,所有磁現象都可以歸結為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現象,得出結論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。按照這個理論,變化的電場和變化的磁場總是相互聯系的,形成一個不可分割的統一場,這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。轉貼于
從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流,產生電流的條件有兩個:一是存在可自由移動的電荷;二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導體中形成電流時,它的本身要形成電場又要提供自由電荷,當導體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止。
二、以知識體系貫穿始終,使理論學習與技能訓練相融合
1.場的客觀存在及其物質性是電學教學中一個極為重要的問題。電場部分是學好電磁學的基礎和關鍵。電場強度、電勢、磁感應強度是反映電、磁場是物質的實質性概念。電場線、磁感應線是形象地描述場分布的一種手段。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯系與區別,比如,場不是力,電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同,可用受場力者受場力的大小(方向)跟其特征物理量的比值來描述場的強弱程度。在電場中用電場力做功,說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能,離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
篇10
下面就本人在教學中遇到的問題舉例分析.
一、動態電路問題
例1圖1所示電路,電源電壓不變.在滑動變阻器的滑片P移動的過程中,電壓表的示數變化范圍是0~5 V,電流表的示數相應的變化范圍是1.0~1.5A,求:(1)R2的阻值;(2)電源電壓是多少伏?
解析第一問,求R2的阻值.R2是滑動變阻器,所以第一問就是求滑動變阻器的最大阻值,那應該怎么辦呢?知道了滑動變阻器兩端的電壓,再知道通過它的電流,就可以求出來了.可是已知條件并不沒有給出,“在滑動變阻器的滑片P移動的過程中,電壓表的示數變化范圍是0~5 V,電流表的示數相應的變化范圍是1.0 A~1.5 A”,那么電壓表什么情況下是0 V,什么情況下是5 V呢?接下來我們首先要弄清楚這個電路是什么連接方式,通過判斷,這是一個串聯電路(R1與R2串聯),電流表測電路中的電流,電壓表測的是R2兩端的電壓.說到這,仔細的同學可能有疑問了,這個滑動變阻器連了3個接線柱呀,反復看電路后發現黑色部分被局部短路(即滑片P右邊的電阻被短路了),這里考查局部短路的連接,因此更準確的應該說電壓表測的是R2接入電路部分電阻的電壓U2.
既然是串聯電路,電路的總電阻就等于各個用電器電阻之和.當滑片P滑至最左端時,滑動變阻器接入電路中的電阻為0,所以此時的電流是最大的,即I=1.5 A;當滑片P滑至最右端時,滑動變阻器接入電路中的電阻為最大阻值,此時總電阻也增加了,電源電壓不變的情況下,根據歐姆定律,電路中的電流是最小的,即I′=1.0 A,又根據分壓規律可知,滑動變阻器兩端的電壓為最大U2=5 V,接下來根據歐姆定律可得出
R2max=U2 I′=5 V1.0 A=5 Ω.
第二問,求電源電壓U.根據上面的分析可知道,在滑片P滑至最左端時,電路中只有R1連入電路,所以電源電壓U=I?R1,因為R1未知,所以無法求解;在滑片P滑至最右端時,滑動變阻器是最大阻值,此時R總=R1+R2max,所以電源電壓U=I′R總= I′(R1+R2max),R1還是未知,還是沒法得出答案.所以只要求出R1就能得出.從上面的分類討論情況,我們可以知道I?R1= I′(R1++R2max),只有R1是未知,其他都是已知的,可以求出來R1=10 Ω,然后再代入任何一個求電源電壓的式子,就可以求出U=15 V.
二、串并聯電路的特點
例2如圖2所示,電源電壓12 V,R2=20 Ω,當S1、S2合上時,電流表示數為0.8 A,當S1、S2斷開時,電流表示數為0.2 A,求R1和Rs的阻值分別是多少?
解析電路題目首先第一步要做的就是分析電路的連接方式,即是串聯還是并聯.
第一問求R1的阻值
當S1、S2合上時,Rs被短路,此時R1和R2并聯,電流表測的是干路的電流,即I=0.8 A.
根據并聯電路電壓的規律,并聯電路中,各支路兩端的電壓相等.所以U=U1=U2=12 V,接著根據歐姆定律可得,通過R2的電流I2=U2R2=12 V20 Ω=0.6 A.
又根據并聯電路電流的規律,并聯電路干路中的電流等于各并聯支路中的電流之和,因此通過R1的電流
I1=I-I2=0.8 A-0.6 A=0.2 A.
最后根據歐姆定律的變形公式R=UI可得,
R1=U1I1=12 V0.2 A=60 Ω.
第二問求Rs的阻值
當S1、S2斷開時,R2和Rs串聯連接,電流表測電路中的電流,即I′=0.2 A.因為要求Rs的阻值,這里已知條件給出了電源電壓U,還通過分類分析,知道此時的電流I′,根據歐姆定律的變形公式R=UI可得出串聯電路的總電阻
R總=U I′=12 V0.2 A=60 Ω.
從串聯電路的電阻規律,我們知道
Rs=R總-R2=60 Ω-20 Ω=40 Ω.
三、物體的浮沉條件及應用
例3把一個小球輕輕放入盛滿水的容器中,溢出100 g水,則小球質量
A.一定等于100 gB.大于或等于100 g
C.小于或等于100 gD.一定大于100 g
解析很顯然這是一道考查阿基米德原理和物體浮沉條件的綜合應用題,從“盛滿”、“溢出”關鍵詞可以判斷出溢出的水就是排開的水,有阿基米德原理可知F浮=G排,但試題給出的提干中沒有說明小球的沉浮情況.