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關鍵詞:初中物理;歐姆定律;應用
在電學的定律當中,歐姆定律是非常關鍵的一項,它貫穿于整個電學的始終。深入、系統和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學問題的基礎和前提條件,針對歐姆定律的教學,教師需要做好如下的兩個方面:
“導體當中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比”,這就是歐姆定律。在此,教師應當引導學生注重三個物理量之間的關系。(1)歐姆定律強調電壓與電阻決定了導體當中的電流,而不是由電源提供的電壓,這跟電阻和電流是毫無關系的,電阻屬于導體自身的性質,這跟電壓和電流也是毫無關系的,因此是電壓與電阻一起決定了電流。(2)注重計算關系。在公式:I= 當中,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行計算,這就需要引導學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同一段的導體,比如,將R1與R2進行串聯,接在30 V的電源上面,R1是10歐姆,經過R1的電流是0.2安,問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導學生練習或者是講解的時候,需要將電路圖畫出來,注明相應的物理量,突出需要注意的問題,以實現理想的教學效果。
二、拓展和應用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候,需要引導學生注重知識的應用和拓展。通過并、串聯電路的電壓和電流規律,對電阻規律進行推導,可以概括并聯電路的規律是:(1)電流I=I1+I2;(2)電壓U=U1=U2;(3)電阻 。可以概括串聯電路的規律是:(1)電流I=I1=I2;(2)電壓U=U1+U2;(3)電阻R=R1+R2,再應用電阻規律對一些實際問題進行解決。比如,教師在教學的過程中,可以提問學生下面的一些問題:為什么調節臺燈的亮度按鈕,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,學生就能夠積極主動地探討,紛紛發表自己的看法,課堂氛圍頓時活躍起來。學生通過應用歐姆定律,對實際生活當中一些不好理解的問題進行了解釋,從而調動了學生的學習興趣。
總之,在初中物理教學當中,歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視,實施有效的教學策略,教授學生關于歐姆定律的知識。
參考文獻:
關鍵詞:理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
歐姆定律是初中物理電學部分的核心內容,也是中考中考點的重點內容、難點內容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學生的考試成績,要多用時間將這塊知識夯實,才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎上歸納總結出來的:即在控制電阻不變,得到通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;控制導體兩端的電壓不變,得到通過導體的電流跟導體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結和歸納出歐姆定律:通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
表達式為:I=U/R;I的單位是安(A),U的單位是伏(V),R的單位是歐(Ω);導出式:U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關系式是一一對應的關系,即具有同一時間,同一段導體的關系。
3、歐姆定律的應用條件
(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電和液體導電,而對于氣體、半導體導電一般不適用;
(3).歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內的“部分電路”;
(4).歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導體”的電阻R都是同一個導體或同一段電路上對應的物理量,不同導體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關系。
4.區別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導體中的電流的大小取決于這段導體兩端的電壓和這段導體的電阻。當導體中的U或R變化時,導體中的I將發生相應的變化。可見,I、U、R都是變量。另外,I=U/R還反映了導體兩端保持一定的電壓,是導體形成持續電流的條件。若R不為零,U為零,則I也為零;若導體是絕緣體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R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導得出的,表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻。它是電阻的計算式,而不是它的決定式。導體的電阻反映了導體本身的一種性質,因此,在導出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導體,比值U/I是個定值;而對于不同的導體,這個比值是不同的。不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。
二、歐姆定律的應用
在運用歐姆定律,分析、解決實際問題,進行有關計算時應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,還是并聯,這是解題的關鍵。
2.利用歐姆定律解題時,不能把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算,也不能把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算。為了避免混淆,便于分析問題,最好在解題前先根據題意畫出電路圖,在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標;不能亂套公式,并注意單位的統一。
3.要搞清楚改變和控制電路結構的兩個基本因素:一是開關的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發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,再根據歐姆定律和串、并聯電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎。
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,當開關閉合時,滑片P位于最左端時電壓表的示數為16V,那么當滑片P位于最右端時電壓表的示數是多少?
解析:分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯的電路,電壓表是測R兩端電壓的。當滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數為6V,說明電路中的總電壓(電源的電壓)是6V,而當滑動變阻器的滑片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,電流表的示數將;電壓表的示數將。(填“變大”、“變小”或“不變”)如此時電壓表的示數為2.5V,要使電壓表的示數變為3V,滑片P應向端滑動。
圖1
分析:根據歐姆定律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Ux=IRx可知,Rx不變,I變小,電壓表示數變小。反之,要使電壓表示數變大,滑片P應向A端滑動。
答案:變小;變小;A。
參考文獻:
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學生學習了電流、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容,這樣的安排既符合學生由易到難、由簡到繁的認知規律,又保持了知識的結構性、系統性。通過學習“歐姆定律”,主要使學生掌握在同一電路中電學三個基本物理量之間的關系,初步掌握運用歐姆定律解決簡單電學問題的思路和方法,同時也為下一步學習“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學知識與電路分析和計算打下基礎,起到了承上啟下的作用。
2.教學目標
(1)知識與技能
通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
(2)過程與方法
運用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態度與價值觀
通過對歐姆定律的認識,體會物理規律的客觀性和普遍性,增強對科學和科學探究的興趣。
3.教學的重難點
重點:理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
難點:對歐姆定律的理解和應用。
二、說教法
這節課可綜合應用目標導學、講授和討論等多種形式的教學方法,提高課堂效率,培養學生學習物理的興趣,激發學生的求知欲望。充分體現以教師為主導,以學生為主體的原則。
三、說學法
在物理教學中,應該對學生進行學法指導,應重視學情,突出自主學習,鍛煉實驗操作能力。在本節課的教學中,通過閱讀例題,讓學生在閱讀過程中進行分析、推理,培養學生的自學能力與分析推理能力。
四、說教學設計
在教學中公式的推導是建立在學生體驗的基礎上的,先由學生解題而后再去總結、引導,學生通過自主解決實際問題獲得感性認識。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學生去完成,即便會有一些問題,也可以讓學生去發現問題的源頭出在哪里,讓學生對問題進行分析和討論,這樣既加深學生對歐姆定律的理