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在电学复习时,应以学生为主体,以能记住为基础、能灵活应用为目标,采用对比的方法,层层过关,突破考点和难点,分五个专题来进行复习。
1.七个物理量
1.1记住七个重要的电学物理量的必要性
在教学实践中发现,很多学生抱怨电学里的字母多、公式烦。其实,在初中物理的电学部分主要有七个重要的物理量,分别是:(1)电流;(2)电压;(3)电阻;(4)电功率;(5)电能;(6)热量;(7)时间。因为学生甚至老师平时没有重视,造成很多学生记不住这七个物理量用什么字母来表示,也记不住它们的单位用什么字母来表示,自然也就记不住用字母表达的计算公式了,要解电学计算题也就无从谈起,所以记住这七个重要的物理量是学好电学知识的基础。
1.2复习方法
用一节课的时间,让学生在中考专用笔记本上列表对比这七个重要物理量的(1)概念;(2)字母;(3)单位及换算等,然后采用朗读、背诵、互猜、抽查等方式来熟记这七个重要的物理量,为后面的复习打下坚实的基础。
2.串、并联电路中电流、电压、电阻的规律特点
2.1串联电路和并联电路是最基本的电路
串联电路和并联电路贯穿整个初中物理的电学部分,是分析较复杂的电路的基础,所以必须熟练掌握好串、并联电路中电流、电压、电阻的规律特点。
2.2复习方法
总共用两节课的时间,先让学生在中考专用笔记本上对比:画出串联电路和并联电路的电路图;并用文字表达和字母表达这两种方式来描述电流、电压、电阻的规律特点。对不理解和记不住的学生,要马上进行辅导和强化记忆,绝不能让任何一个学生带着不解和疑惑进入后面的复习,否则,后患无穷。然后精选、印发一些关于串联电路和并联电路的计算题给学生训练,力求全部过关。
3.电学实验
3.1三个实验器材的复习方法
电流表、电压表、滑动变阻器是初中电学实验中最重要的实验器材,操作规范性强,所以要求每个学生都熟练掌握。
用一节课的时间,让学生在中考专用笔记本上对比写出电流表、电压表、滑动变阻器的(1)电路符号;(2)连接的方法和接错时产生的现象;(3)读数的方法;(4)如何判断滑动变阻器接入电路的电阻的变化,并进行强化记忆,要求每个学生都记住。然后精选、印发一些相关的、典型的题目给学生训练和巩固,力求学生能全部过关。
3.2两个用到“伏安法”的实验的复习方法
用“伏安法”测小灯泡的电阻和电功率是初中物理电学实验中重要的两个实验,是中考的热点和难点,它们有共同点也有区别,这正是我们要突破的地方,而突破的方法就是对比法。
用一节课的时间,让学生在中考专用笔记本上对比写出这两个实验的(1)原理;(2)电路图;(3)实验步骤;(4)表格设计;(5)滑动变阻器的作用;(6)注意事项;(7)实验数据的分析、处理方法,找出它们的异同点,这样可以增强记忆的效果。然后精选、印发一些相关的、典型的题目给学生训练和巩固,力求学生能全部过关。
3.3四个用到“控制变量法”的实验的复习方法
“控制变量法”是初中电学实验中最重要的科学研究方法,用到“控制变量法”的电学实验有:(1)探究决定导体电阻大小的因素。(2)探究电流和电压、电阻的关系。(3)探究电流的热效应与什么因素有关。(4)探究决定电磁铁的磁性强弱的因素。
用一节课的时间,先让学生认真阅读课本中的这四个实验,体会一个物理量同时由多个因素来决定时,是如何用“控制变量法”来进行探究的。然后让学生练与这四个实验有关的典型习题,总结出关于“控制变量法”的解题方法,从而收到突出重点、分析难点、突破难点的复习效果。
4.电路分析
电路图是电学的重要内容。许多电学题往往一开头就有一句“如图所示的电路中”,如果把电路图辨认错了,电路中的电流强度、电压、电阻等物理量的计算就随之而错,造成“全军覆没”的局面。所以学会分析电路是学好电学很重要的一步,可以用两节课的时间来进行复习和巩固。
4.1识别串、并联电路的方法
在黑板上画出一些电路图,让学生分别用“电流法”、“拆除法”、“节点法”来识别。提高学生识别串、并联电路的能力。
4.2判断电压表是测哪个用电器的电压的方法
在黑板上画出一些相关的电路图,让学生找出电压表连到电路的两个节点,分别把电源的正极和负极到相近的节点之间的电路擦掉,剩下电压表和哪个用电器,那么电压表就是测哪个用电器的电压。
4.3处理复杂电路的方法[1]
在黑板上画出一些复杂的电路图,教学生用以下的方法来处理。
(1)电压表相当于断路,可以把电压表和它的两根导线擦掉。
(2)电流表相当于导线,可以用导线来代替。
(3)如果一个电路图同时有几个电表,就可以用以上的方法进行处理,每一次只留下一个电表来分析。
4.4判断电流表、电压表示数如何变化的方法[2]
在黑板上画出串联电路,引导学生按“电阻变化电流变化电压变化”的顺序来分析。
在黑板上画出并联电路,引导学生按“电阻变化电压不变电流变化”的顺序来分析。
4.5判断电路故障的方法[3]
先精选、印发一些相关的、典型的题目给学生练,然后总结方法。
(1)电路故障有两类。断路和短路。
(2)根据电流表来判断。①灯亮,无示数,是电流表被短路。②指针反偏,是正、负接线柱接反了。③指针偏转角度过大,是量程过小或有短路。④指针偏转角度过小,是量程过大。
(3)根据电压表来判断。①示数大,接近电源电压,该段电路断路。②示数小,接近零,该段电路短路。
5.计算题
在中考中,电学的计算题往往作为压轴题出现,是学生能否获得高分的分水岭。由于电学的公式较多,有的公式十分接近而又联系紧密,容易混淆,学生经常会用错公式。所以要学好电学,突破电学的难点,关键在于牢牢记住,并会灵活运用这些公式。
5.1公式的记忆[4]
电学公式相互之间有很深的联系,可以用推导和对比的方法来记忆。
5.2公式的选择[5]
面对这么多的公式,学生往往不知道选用哪一个好,而选择恰当的公式不仅可以加快解题的速度,而且可以为学生赢得更多的时间。
选择公式的方法。
(1)根据题目所给的条件来选。
例如:一个灯泡上标有“220V 100W”,求灯泡的电阻。
分析:题目所给的条件是U=220V,P=100W,求R=?
对照求电功率P的四个公式,马上就可以选用P=变形求出电阻R。
(2)根据串、并联来选。
因为串联电路中的电流I相等,所以往往用P=IR、W=IRt、Q=IRt来算。
因为并联电路中的电压U相等,所以往往用P=、W=t、Q=t来算。
5.3解题的方法
可以用一周的时间,选一些典型的题目,专门训练如何解电学的计算题。然后,总结出一般的解题方法:根据题意化简电路;判断电路的串、并联;选择恰当的公式来计算。
6.结语
总之,只要按以上五个专题认真的复习,不断积累解题的经验,就能达到省时高效、事半功倍的复习效果。
参考文献:
[1]商瑞国.龙门专题 初中电学[M].龙门书局,2009.9:54.
[2]薛金星.初中物理解题方法与技巧[M].北京教育出版社,2010.5:166.
[3]钟山.知识 方法 能力备考手册[M].辽宁教育出版社,2010.4:84,93.
关键词:物理;电学;演示实验;应用效果;探析
引言
之所以进行进行物理电学实验的演示,目的是为了培养学生的观察能力,思维发散、创新能力。比如,学习变阻器那一课时,我们可以连接一个简单的线路,采用一根镍铬合金直导线来代替滑动变阻器,由小铁夹代替滑片在导线上滑动,代表电阻阻值,然后接通电源,打开开关,随着滑片的移动,小灯泡由亮变暗。这样简单直观的演示既提高了学生学习的兴趣,同时又明晰的理解了物理电学理论知识——滑动变阻器的构造与工作原理。但是,在实际的应用中,却并不尽如人意。较为简单的电学演示有一定的实际效果,复杂的电学实验演示实际应用效果却微乎其微[1]。
一、物理电学演示实验的实际应用效果和存在的问题
物理电学实验的演示主要是指以教师为主体,通过实实在在的物体模型,比如电阻,电源,小灯泡等进行简单的电路构造,通过这种直观的演示,使极其复杂的物理电路原理变得简单、明晰,促进学生对物理电学知识的学习和掌握。然而,目前,物理电学实验的演示却没有起到应有的作用。
由于大部分电学演示实验的原理较为简单,演示的目的主要是对简单的原理进行扩展发散,并能将它运用到现实生活的中。在进行模拟演示时,很多学生和老师对这些简单的实验却没有引起足够的重视,对它的创新价值和实践价值认识不到位,认为只要会做题就完事。因此,演示成了一种惯例形式,没有理论上的实际应用效果[1]。
再者,很多学生把电学实验的演示当成一种游戏,只要看到灯泡变明变暗,电流表或电压表指针在波动,就认为自己已经完成了演示实验的内容,而不再进行过多的思考。当在实际中应用时,仍一问三不知,电学实验的演示几乎没有起到效果。
此外,在进行电学演示实验时,操作不规范问题也很严重。比如在电压表和电流表的改装实验中,用线路连接时,应该是从正极进负极出,但操作时,抱着反正是模拟的心态,没有任何危险性,只要连接好即可。没有按照科学的标准要求严格操作。
再有就是实验仪器的问题,有的学校中一些实验仪器设备已经很古老,有的甚至正在腐烂,存有相当一部分的危险性,比如有的电线外层的绝缘胶体破损,变阻器生锈,电流表或电压表在某次实验中被烧毁而未发觉。老师学生在进行电力学实验的演示时,容易产生较大的误差值,或者实验根本无法进行,只能将就,死背书本上的理论知识。这样的情形,使学生对电学理论上的数据值产生很大的怀疑性,为了考试做题,虽不理解某些原理却不得不硬背。这样,物理电学演示实验在学生学习的实际应用中反而起了一种阻碍的反作用。
总之,这些主观心理或客观的设备因素等方面的问题,极大地阻碍影响了物理电学演示实验在实际应用中的理论效果和作用,亟待改进提高。
二、提高物理电学演示实验的实际应用效果的改进措施
根据上文对物理电学实验在实际应用中的效果和现状分析,以及出现的一些关键问题的总结,在查阅了相关文献资料的基础上,并结合实践,本文对物理电学实验的实际应用效果的提高,提出了一些改进办法和措施。
首先,加强教师和学生对电学演示实验的重视程度。某些电学实验原理虽然简单,演示流程也相对容易,但要懂得从简单的原理中悟出深刻的应用技巧,做到“举一反三”的重要性。认识到电学实验演示的真正作用功能是什么。比如,在进行一个相对简单的利用电流表半偏法测量电阻时,不要单纯地认为,只要将阻值测量出来就完成了该节课时所学,而要认真而详细地对这个实验中每一小步的细节进行分析与思考。在这个简单原理的基础上,尝试着以这个原理为奠基,对实验步骤进行改装和创新,所得的数值再与原来所测数值进行比较,不相一致时,进行校正改进等。这样,才达到了真正意义上的物理电学实际中的应用效果。
第二,加强对电学演示实验中操作的严密监控,督促教师和学生都能严格按照科学的规章制度标准进行每一步的规范操作[2]。避免将一些在模拟演示实验中不伤大雅,不影响总结果数据的小错误,带到实际的生活电路操作中,造成的不必要损失。比如,在简单的连接电路时,想着电流较小,电源开通前,开关已经开着,这也不影响数据值的准确记录。但如果将这些小错误带进生活中,甚至会因为大的电流威胁到人生命安全性。
第三,对一些抱着“游戏”心态进行电学实验的学生加强教育,使他们能够端正心态,认真学习电学实验步骤的每个细节[3]。看到灯泡明暗地变化,只是证明了理论上的步骤在实际中应用的成功,并不代表对整个“游戏”原理的完全掌握。要使学生有这方面的充分认识,以发挥电学演示实验在实际学习应用中真正的意义作用。
最后,学校要及时地进行物理电学演示实验仪器的更新换代。学校可以成立专门的实验仪器维护人员,从而每个时期,都能有计划地对所有电学仪器设备进行检查,维修和更换。避免教师和学生上课需要时,遇到由于线路断路,或电流表、电压表烧坏等因素造成的实验无法进行,从而搁置,或不做。做好仪器的维护,也在很大程度上,消除了在进行物理电学实验演示时,仪器损毁导致的危险。
结语
综上所述,物理电学演示实验在实际应用中的效果还有待加强和提高,本文结合应用现状中的一些问题,提出了一些改进措施,以期对电学演示实验的实际应用效果的增强有积极作用。
参考文献
[1]陈洪云.利用物理学研究方法探究电学演示实验效果.[J].物理期刊.2011
【摘 要】众所周知,电学题是初中物理学习的难点,我们很多同学在平时练习中遇到电学题都是退避三舍,但在中考中我们却是避不掉的,只有迎难而上。其实,对于电学题我们只要理清源头,掌握方法,了解中考发展趋势,就能在中考中得心应手。
关键词 源头分析;解题策略;习题拓展;实验操作
电学历来是初三物理的重中之重,中考出现的电学知识占据着很大的分量,这就说明学好了电学知识,初三物理就可以考高分了。而在实际教学中,老师怕教,学生怕学。有的时候,在课后给学生补差的时候,看着他们无力的眼神,而我们也感到没有什么更好的办法来解决,让学生听懂,学得轻松。每年教初三时,都会遇到这样的问题,不过在多年的教学过程中,我不断地反思,总算有了一点有效的措施。
一,简单、准确的源头分析是电学题有效学习的基础
初三电学重难点多,有图表、概念、计算,对于一些复杂的电路图,学生束手无策。我把电学所有的知识进行了分类和统计,总结了以下几点:
1.欧姆定律是电学的根,是连接各知识点之间的桥梁,每年中考必考的知识点。我们在学习的时候,必须要通过实验得出,这样学生才能牢记于心。
2.串联与并联是初中电路连接的两种方式,是最基础的电学题考查内容,也是绝大多数电学题分析、思考中必不可少的知识点。
3.电流表、电压表、电能表、滑动变阻器是电学实验的仪表。每种表的正确使用方法必须熟烂于心。每年都有电学仪表的读数、滑动变阻器的连接方式等考试题目。
4.电学几个探究实验,串并联电流电压之间的规律,探究欧姆定律,伏安法测电阻实验,测小灯泡的电功率,这几个实验都是历年来中考的热点题型,掌握好实验探究过程的步骤和问题,对同学们迎接中考大有益处。而中考的题型我也做了点研究:
1.基础知识识记题
如使用测电笔时我要接触笔尾的金属体,三线插座“左零右火中接地”等,这些基础性的题目,要求学生熟记。
2.基本概念辨析题
有些物理知识不是单纯的数学,不能用数学的思维来考虑,如由欧姆定律公式判断电阻与电流、电压的关系。
3.应用物理知识题
利用当前的前沿科学来设计题目,从中来考察某个知识点。如某位科学家发现了某种新物质,熔化时慢慢变软,温度在一直升高,请判断这种新物质是不是晶体。
4.电路图辨析题
这几年中考出现实物图,让学生先来判断实物图的连接方式。如果学生不能正确根据实物图画出电路图,那就不能解决这类题目。
二、清晰、简便的解题策略是电学题有效学习的关键
实物电路图由于导线错综复杂,不如电路图来得方便明了。所以我们要把实物图转为电路图,把复杂的电路图进行简化。
1.细读题目,正确审题。
“审题要慢,解题要快。”电学题中隐含条件的通常说法有“正常发光”、“不超过”、“串联”、“并联”、“电压恒定不变”、“最大”、“最小”等等,而这些
关键词 往往是解题的切入点。
2.去繁就简,优化电路。
把复杂电路图简化之后,我们会发现,这其实就是简单的串联电路和并联电路,如何解答,也就显得容易了。
3.有的放矢,选择公式。
电学部分公式较多,学生运用起来比较费事,有些题目用对公式,就能缩短时间。例如:小明在用如图所示的电路进行试验时,当闭合开关S后,发现标有“6v,3w”的灯L1和标有“12V,3W”的灯L2亮度并不相同。已知电源电压为6V,不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求:
(1)通过灯泡Ll的电流为多大?
(2)灯泡Ll每分钟消耗多少电能?
(3)灯泡L2的实际功率是多大,电路中灯L1和L2哪个更亮?
在第三问中,我们可以先求L2的电阻为48Ω,再利用电功率公式求解出L2的实际功率为0.75W。当然,计算电功率的公式较多,如果选择其它的公式就会走弯路。
4.善于总结,归纳要领。
在学习电学知识的同时,要不断总结错误的原因,理清所走的弯路,归纳解题的规律,注意解题举一反三,融会贯通,及时查漏补缺,自然会变难为易。
三、热门、实用的习题拓展是电学题有效学习的趋势
随着新课改的实施以及与国际教育的接轨,中考物理题型已发生了很大的改变,由原来的纯理论试题向现在以实际应用题为主的转变,向科技前沿方向拓展、向基础生活拓展、在实验操作细节中拓展。如在如何控制实验条件、判断实验过程中出现的物理现象、实验过程中异常现象的原因分析、错误实验数据的判定、分析数据验证猜想等对培养学生的观察能力、分析归纳能力、创造能力具有积极的作用。
四、易做、能懂的实验操作是电学题有效学习的方法
中学物理学习中,实验教学是必不可少的。而实验太复杂,不易做,学生不易懂,做了也白做。老师要带着明确的目的,把复杂的实验进行简化,让学生人人都能动手做,加上深入、细致、有效地探究,学生才能理解。所以我们教师在设计实验的过程中要紧紧围绕这一点,也要学生有意识地观察。下次学生在遇到这一类题目时,就能游刃有余。基于这点,老师在课前就得自己先动手把实验做一遍,看看其中哪些环节较为复杂,学生不易做的,哪些操作学生不容易懂的,再进行优化。
1功能电路
按照功能划分电路,是电子线路的观点,将此观点运用于高中电路的学习,有助于搞清楚电路各部分的作用,实践证明,这种观点和方法是卓有成效的.高中阶段按照功能电路的观点来看,电路可分为四种或四部分,分别是供电电路,测量电路,保护电路和校对电路,其中主要的是供电电路和测量电路.
1.1供电电路
顾名思义,供电电路负责给电路供电,一般包括电源和滑动变阻器两个元件.供电电路有三种方式:
第一种是初中学过的、拿电源直接给用电器供电;
第二种就是高中学过的分压式供电电路,如图1所示;
第三种就是限流式供电电路,如图2所示.
关于供电电路是选择分压式还是限流式已有多篇文章分析过,本文不再赘述,只用16字简单总结一下:零起必分,滑小必分,滑大可限,烧表必分.
1.2测量电路
顾名思义,测量电路负责对电路中的相关量进行测量,因为高中物理中的电学测量工具只有电压表和电流表及万用电表,故而测量电路这部分主要就是伏安电路.由于电表本身有内阻,方法上又分为外接法和内接法,外接法适合测量小电阻,测量值小于真实值,内接法适合测量大电阻,测量值大于真实值,可简单总结为“外小内大”.需要注意的是,测量电路它具有的就是测量功能,故而电路中相关量的测量与计算只看这部分电路即可,不需去管供电电路.
1.3保护电路
保护电路实际上就是一个电阻,它负责保护测量电路.一般是在供电电路和测量电路对接的时候接保护电路即可.
这种电路主要是在把电表改装后需要与标准表进行校对,校对不仅仅是把改装表和标准表连在一起就行了,我们需要给它提供一个完整的电路,这个电路就叫校对电路.
有了功能电路的思想后,我们再看电学实验主要测什么.
2三个测量
高中电学实验归纳起来就是三个测量:测电阻,测电表,测电源.
测电阻就是测量电阻的阻值,测电表就是测非理想电表的内阻,测电源就是测电源电动势和内电阻.那么这些量的测量各有几种方法?
2.1测电阻
测电阻可归纳为以下几种方法: ①欧姆表法;②电阻的决定式;③伏安法;④比例法;⑤等效替代法.
其中等效替代法不仅是高中物理任何一个实验都可以用的方法,更是一个用途广泛、道理简单、使用方便的方法,应该引起我们的高度重视.
2.2测电表(的内电阻)
测电表可归纳为以下几种方法:①欧姆表法;②伏安法;③比例法(半偏法);④等效替代法.
由于测电表的内电阻本质上仍然是测电阻,故而测量方法与测电阻的方法基本一致.但是电表本身能够自报读数,在知道电表内阻的情况下可以伏安互换,一表三用,就又衍生出了许多测量方法,但仍然体现了测电阻的共性方法.
2.3测电源(的电动势和内电阻)
测电源可归纳为以下几种方法:①两表一电阻;②一表两定阻;③理想电表法.
该实验从原理上来讲就是闭合电路欧姆定律,需要关注测量电路,对闭合电路欧姆定律变形得出符合图象的函数表达式,结合图象由斜率和截距等来求电动势和内阻.
3举例说明
例1实验室备有以下器材:
待测电阻Rx;
不能看作理想表的电流表A;
不能看作理想表的电压表V;
滑动变阻器R1;
电阻箱R(最大阻值大于待测电阻的估计值);
低压直流电源,导线、开关若干.
(1)利用所提供的器材,设计一个测量R的实验方案,要求避免由于电压表和电流表不能看作理想表对实验造成的误差.画电路图.
(2)简述实验原理、实验步骤.
解析首先明确实验目的就是测电阻,但题目中给的是非理想表,而且要避免由于非理想表引起的误差,那么在测电阻的五个方法里面筛选,欧姆表法和电阻的决定式法不能用,伏安法必须考虑电表的内阻,也不能用,剩下的就是[TP1GW113.TIF,Y#]比例法和等效替代法,很显然,等效替代法是最简单的,因此从方法上选择等效替代法.
接好的电路如图3.
在等效替代法中,被测物和替代物不能同时接入电路中,因此我们用了两个开关加以控制.要让它完成实验必须要有供电,我们用了一个限流的电源.
主要的实验步骤就是:(1)闭合总开关S3,然后闭合S1,使被测电阻Rx接入电路,读出电流表的读数;(为了读数方便,我们可以调节滑动变阻器得到一个比较方便的读数,其实这个地方的电流表只起一个记录的作用) (2)断开S1,闭合S2,使电阻箱接入电路,调节电阻箱,使电流表的示数重复出现,这时电阻箱的示数就是待测电阻的阻值.
我们完成一个实验,首先要知道它测什么,知道这个测量有几种方法,再根据已给出的器材就能够决定我们用什么方法,就能够画出相应的电路图.
例2从下表中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻.要求方法简洁,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
(1)画出电路图,标明所用器材代号;
(2)若选测量数据中的一组来计算,则所用的表达式是什么?各符号的物理意义是什么?
[HT6][WB]器材:[WB]规格:
[DW]电流表A1(待测物)[DW]量程10 mA,内阻r1待测(约40 Ω)
[DW]电流表A2[DW]量程500 μA,内阻r2=750 Ω
[DW]电压表V [DW]量程10 V,内阻r3=10 kΩ
[DW]电阻R1[DW]阻值约为100 Ω做保护电阻用
[DW]滑动变阻器R2[DW]总电阻约为50 Ω
[DW]电池E[DW]电动势1.5 V,内阻很小
[DW]电键S
[DW]导线若干
解析首先明确实验目的是测电表内阻,那么思考改用什么测量方法呢?由测电表的四种方法,很多同学容易想到伏安法,那么我们画出伏安法的测量电路这一部分,一般有三种画法: 我们比较三种做法,第一种(见图4),原理正确,但被测物是电表,可以自报读数,只需要再测出表A1的电压即可,这里多用了一块电表,不符合“方法简单”的要求;第二种(见图5),比第一种简单,但根据已知条件电压表的量程是10 V,电源的电动势是1.5 V,即使将电源直接接到电压表上,表针的摆动幅度也只有1.5/10格,无法达到比较高的测量精度,这个缺点在第一种图中也同样存在;第三种(见图6),因电表A2的内阻已知,所以可以把它当电压表来用,即伏安互换,互换之后的量程是否满足要求呢?根据已知条件A1的满偏电流10 mA,内电阻约为40 Ω,那么这个表的满偏电压是0.4 V.A2的满偏电流500 μA,内电阻750 Ω,那么这个表的满偏电压0.375 V,量程相近,满足题目要求.
由于被测量的表达式只由测量电路决定,与其它电路无关,所以画出测量电路后,被测物理量的表达式自然出现,
下面我们看该电路的其它部分:
在图7中使用的是限流式的供电电路,用分压式可以吗?当然可以.用电源直接供电呢?不行,因为它不能满足题目测量多组数据的要求.
另外,保护电路就是一个电阻(见图8),在测量电路和供电电路对接的时候加上这个保护电阻即可,教学中发现,很多学生不能识别定值电阻的用途,不知道它是做保护电路使用,故而出现了许多不应该出现的问题.
例3如图9所示,图中E为直流电源,R为已知电阻,V为理想电压表,其量程略大于电源电动势,S1和S2是开关,现要利用图中电路测量电源的电动势E和内阻r,试写出主要实验步骤及结果的表达式.
解析实验目的是测电源电动势和内电阻,题中给了一个理想电压表,并且量程大于电源电动势,筛选测电源的方法,可以用理想电压表直测.把S1断开,S2闭合,则电压表的读数U1就是电源电动势.
知识目标:
1、掌握电压表的使用.
2、理解串联电路、并联电路的电压关系.
能力目标:
培养学生观察能力、动手实验能力.
情感目标:
培养认真细致的实验作风,实事求是的科学态度.
教学建议
教材分析
从知识上看,这是一节探索性实验课,是电压、电压表知识的综合应用.通过该节课实验活动,进一步熟练掌握电压表的使用,对串联电路、并联电路有进一步认识,通过实验探究活动,发现串联电路、并联电路的电压关系.通过本节实验活动,达到培养学生探究意识、提高研究能力的目的.
从技能上看,本实验要求学生独立地识别电路和组成电路,选择量程,进行接线操作,读取数据,完成正确使用电压表的各种技能训练.这些技能的训练,是初中电学实验共有的,它是电学实验的基础.
从培养学生的科学态度和优良习惯来看,本实验是学生做的第二个实验,对实验数据的采取实事求是的态度,不草率,不弄虚作假;电路接线完毕,闭合开关之前,需要检查一遍电路;对没有把握的电路接通,应采用瞬时试触的办法等,都应该养成良好习惯.
教法建议
本节课的任务很重,具有一定难度,在教学中要采取一些措施,进行突破和落实.
一、课堂教学组织
1.做好组织工作.保持安静、有秩序的环境是商号实验课的必要条件.在学生进入实验室之前,应对实验提出明确具体的要求,使上课一开始,便有一个良好秩序的开端.实验小组人数不宜过多,应该使每个学生有尽可能的动手机会.
2.对各小组的器材预先做好检查,要准备一些备用器材,使教师不至于忙于排除器材的故障,而影响对学生的指导作用.
3.通过提问,对电压表的使用规则做一次简单回顾.
4.在学生动手实验之前,教师要进行示范操作,以减少学生实验的盲目性.示范操作应做到:
(1)要提高示范操作的可见度,把所有器材都展示在竖直面上,是这些器材的布置、示范操作动作,都能被学生看的一清二楚.
(2)教师的示范不是让学生照葫芦画瓢.教师走一步,学生跟一步的方法是不可取的,全国公务员共同天地,这无助于培养学生的能力.要把教师的示范操作,与理顺学生在实验中的思路、培养学生的能力、促进学生养成良好习惯等目的结合起来,让学生在完全领会的情况下,在独立地进行系统的操作.
(3)教师的示范操作及讲解的内容,事先要有全面的设计.下面的内容可供参考.
①连线的先后次序;
②接线的技能,即把松散的多股线用手指搓成一条,把线的端头沿顺时针方向绕在接线柱的螺丝上等等.
③读数要客观(可把电压表读数按真实情况模拟放大,全班共同读数),当测出串联电路的总电压和各部分电压之和不严格相等时,要实事求是,可以告诉学生在误差允许范围内这是正常的,但不必介绍系统误差和偶然误差);
④连线完毕,按接线的思路检查一遍电路,再闭合开关;
⑤对没有把握的电路,用试触的办法,试探接通电路;
⑥合理换用量程;
⑦正确选用“+”、“-”接线柱;
⑧实验结束后,整理好实验器材使其恢复原状.
示凡是按实验步骤进行的,但应注意把以上有关知识、技能、非智力因素交叉融合在一起,穿插在各个有关的实验步骤中讲解,以求通过示范,达到清晰实验思路、规范实验操作、培养实验良好习惯等目的.
二、实验顺序建议:
1.用电压表测一节干电池电压,两节干电池串联、并联的电压,把所测得的数据填入设计的表格中.
2.分别按图1甲、乙、丙电路连接导线,每次检查无误后再闭合开关计下电压表的示数U1、U2、U.每次读数后都应及时断开开关,把所测得的数据填入设计的表格中.
4.根据以上三次实验记录的数据,归纳出结论:
(1)串联电池组的电压等于各个电池的电压,并联电池组的总电压等于
.
(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压.
(3)并联电路中,各支路两端的电压.
由于这是一节探索性实验课,要注意引导学生归纳实验结论.除此之外,对操作技能方面的情况,也要做一个小结;其中有属于科学态度和科学方法方面的问题,如实事求是、细心认真合坚持探索.
讨论“想想议议”中的问题,可以巩固易学的知识(串联电路中的电压).三个相同灯泡串联后,由于串联电路两端的总电压,等于串联的各段电路两端的电压之和,故每隔灯泡两端的电压只占总电压的1/3,加在灯泡两端的电压降低,达不到它们正常工作时的电压,因此灯泡会暗.教师课以演示用两节干电池串联成电池组,先后与一只、两只串联的和三只串联的“2.5V,0.3A”的小灯泡连接,观察它们亮度的变化,并分别测量它们的电压.
教学设计方案
教学单元分析
本节教学重点是学生亲自动手连接电路、连接电压表、使用电压表测某段电路的电压,通过记录数据的分析,归纳出串联电路、并联电路的总电压与各部分电压关系.通过本节实验,培养学生实验技能,养成良好的实验习惯,培养学生分析归纳的能力.
教学过程分析
1.让学生首先用电压表测电池电压,是为了教会学生在今后使用电池时,通过测量进行鉴别特别是否使用过一段时间的旧电池,还是新电池.
2.两个灯泡串联时,测总电压与每一个灯泡电压之和的关系,是本节课的重点,测出数据后,注意在教师的引导下,让学生分析、归纳、总结出总电压与每一个灯泡电压之和的关系,不要教师代替.
3.对于并联电路,学生感到困难的是连接电路,而不是测量.所以教师要有耐心给学生想一想、试一试的机会,不要操之过急,更不要代替.
4.设计表格,认真记录数据,整理实验报告,对学生要严格要求、规范要求.
板书设计:
探究活动
【课题】扩展实验:研究混联电路总电压和各支路电压的关系
【组织】小组
【流程】
设计实验电路,全国公务员共同天地