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1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過這一節(jié)的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養(yǎng)學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養(yǎng)學生嚴謹細致的科學態(tài)度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯(lián)系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節(jié)之前學生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎(chǔ)知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節(jié)學習中應(yīng)結(jié)合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎(chǔ)
要想學好本節(jié),需要學生應(yīng)具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說教法
結(jié)合學生情況和本節(jié)特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導(dǎo)入(采用復(fù)習設(shè)置疑問的方式,時間3分鐘)
復(fù)習:電流是如何形成的?導(dǎo)體的電阻對電流有什么作用?
設(shè)疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關(guān)系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關(guān)概念,通過猜想使學生對這三個量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結(jié)結(jié)論(時間37分鐘)
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),讓學生自主總結(jié)出兩個結(jié)論:導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內(nèi)容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導(dǎo)下,對實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理,理解數(shù)學上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思,從而引入歐姆定律的內(nèi)容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結(jié)論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”,其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言,即同一性和同時性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發(fā)學生的學習積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應(yīng)用,達成教學目標的知識目標,充分體現(xiàn)了課堂上學生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時應(yīng)注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導(dǎo)體而言,不許張冠李戴。
(2)統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數(shù)值。
(4)規(guī)范性
解題時一定要注意解題的規(guī)范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應(yīng)用之二:探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結(jié)果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發(fā)學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯(lián)起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結(jié)論:串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯(lián)起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結(jié)論:并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯(lián)后總電阻會變大?并聯(lián)后總電阻會變???
得出結(jié)論:電阻串聯(lián)相當于導(dǎo)體的長度變長了,所以串聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越大;電阻并聯(lián)相當于導(dǎo)體的橫截面積變粗了,所以并聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論:(1)電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關(guān)電學的計算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)(1分鐘)
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結(jié)合前面學習過的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業(yè):《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設(shè)計
歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯(lián):R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞:探究性實驗教學; 閉合電路歐姆定律; 模擬實驗; 學生實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A文章編號:1006-3315(2014)05-155-002
在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天,實施以創(chuàng)新精神和實踐能力為重點的素質(zhì)教育,重要的著眼點是轉(zhuǎn)變學生的學習習慣和學習方式。大多數(shù)民考民預(yù)科生模仿性學習心理是構(gòu)成接受知識的主要因素。這種依賴性強,靠模仿去接受知識的習慣,是一種較為簡單的學習心理,民考民預(yù)科生普遍認為物理難學。究其原因難在學生各方面能力與預(yù)科物理學習要求的差距大。預(yù)科階段,乃至大學階段,要求自主學習物理。不同于自學,它是指學生在教師的指導(dǎo)下,以學生自己的體驗、參與和探究為主,從自身社會生活實踐中獲取物理知識,并創(chuàng)造性地解決生活中的問題的一種學習方法。怎樣才能把課堂教學與探究性學習、發(fā)現(xiàn)性學習和自主性學習相結(jié)合?在大力倡導(dǎo)探究性實驗教學的今天,迫切需要大量優(yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實驗來豐富我們的課堂教學。為此,我們立足民考民預(yù)科生學習特點,對探究式實驗教學作一些有益的嘗試,希望能夠引領(lǐng)學生較為深入地學習物理的相關(guān)理論、方法、技能;提高學生的科學素養(yǎng),激發(fā)學生實驗探究的興趣;增強學生的創(chuàng)新意識;培養(yǎng)學生實事求是,嚴謹認真的科學態(tài)度;養(yǎng)成交流與合作的良好習慣;發(fā)展學生的實踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節(jié)做探究性實驗教學設(shè)計。
一、教材和教學對象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動勢和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動勢的概念是閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。其基本內(nèi)容有兩個方面:電源電動勢由電源本身性質(zhì)決定的,它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小。電源電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓,在閉合電路里電源電動勢等于內(nèi)外電壓之和。本節(jié)難點是路端電壓和外電阻之間的關(guān)系。學生通過多媒體的仿真實驗記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)出規(guī)律,使學生有感性的認識,課后讓學生進入實驗室,在做好仿真實驗的前提下,進行實驗,驗證結(jié)論,減少盲目性。
二、教學目標
1.知識目標
理解電動勢的定義。理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。理解路端電壓隨電流(或外電阻)關(guān)系的公式表達和圖象表達,并能用來分析、計算有關(guān)問題。知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2.能力目標
通過路端電壓與外電阻的關(guān)系實驗探究,培養(yǎng)學生利用“實驗研究,得出結(jié)論”的科學思路和方法。研究路端電壓與電流的關(guān)系公式、圖象及圖象的物理意義,培養(yǎng)學生應(yīng)用數(shù)學工具解決物理學問題的能力,培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過多媒體仿真探究實驗和課后的學生探究實驗,激發(fā)學生求知欲和學習興趣,享受成功的樂趣,體會物理學研究的科學性。通過分析路端電壓與電流(外電阻)的關(guān)系,培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,感受物理之美。通過學生之間的討論、交流與協(xié)作探究,培養(yǎng)團隊合作精神。
三、教學重點
閉合電路歐姆定律。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系的公式表示及圖象表示。
四、教學難點
電動勢的概念。路端電壓與電流(外電阻)關(guān)系。
五、教學思路
《閉合電路歐姆定律》是學生感到較為難以理解的知識點,電動勢的物理意義的理解是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。首先讓學生課前感受生活中的一些電源,初步明確電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,讓學生自己用電壓表測量不同類型的電源兩極間的電壓,為引入電動勢的概念作鋪墊。再讓學生在電腦上進行仿真實驗,學生通過連接不同的開關(guān),改變外電阻阻值,內(nèi)電阻阻值,記錄電流、電壓,分析數(shù)據(jù),探究路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系,得出路端電壓與外電阻(電流)的關(guān)系。然后在課堂仿真實驗的基礎(chǔ)上進入實驗室實驗。避免了盲目性,引發(fā)學生學習的興趣,再進行討論,解釋現(xiàn)象原因。講授閉合電路中的功率,進一步從能量的轉(zhuǎn)化角度說明電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。最后,利用兩道例題來應(yīng)用閉合電路歐姆定律,并適當?shù)匮由焱卣?,通過課外思考題,使學生對電動勢的概念有更深刻的理解。
六、教學方法:探究性實驗教學法、多媒體仿真實驗探究,實驗室驗證、實驗分析、討論等方法
(一)電源。展示不同型號、種類電池、手搖發(fā)電機,對小燈泡供電。電源不同,結(jié)構(gòu)不同,但有相同的規(guī)律。演示:1用小燈泡點觸干電池,點觸蓄電池,小燈泡發(fā)光。2將小燈泡與手機電池相接,小燈泡發(fā)光。3手搖發(fā)電機,同樣能夠使小燈泡發(fā)光。學生得出結(jié)論:干電池、蓄電池是將化學能轉(zhuǎn)化成電能;手搖發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)化成電能。
(二)電源的電動勢:模擬實驗,介紹電路圖(如圖1),介紹實驗儀器。得出內(nèi)、外電路,內(nèi)、外電壓的概念,指出電源內(nèi)部有電阻??措姵貎?nèi)部(如圖2),電荷定向移動形成電流,電荷電勢能減小.從能量轉(zhuǎn)化的角度初步理解電動勢的物理意義。觀察仿真實驗:電場中兩點間電勢差在數(shù)值上等于什么?利用計算機課件進行模擬實驗(如圖3)【模擬實驗一】:不閉合S2、S3,只閉合S1,觀察V1的大小。問題思考:(1)閉合開關(guān)S1后,此時伏特表V1測得的電壓?(2)此時外電阻多大?學生回答:電動勢越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)越強。學生模擬實驗,分析得出(1)伏特表測電源電動勢;(2)外電路電阻無窮大。E在數(shù)值上等于外電路斷開時電源兩端點壓。
圖1 圖2圖3
實則在教學中常常是學生的弱點,在各種考試中通過對電阻的測量的考察也可以反映出學生對電學基本知識掌握的情況,另外命題者還在不斷的推陳出新,用不同的形式對學生進行考察。下面我們就對初中測量電阻的幾種常用方法進行一個簡單的總結(jié),希望對同學們能有所幫助。
一、初中最基本的測電阻的方法
(1)伏安法測電阻
伏安法測電阻就是用一個電壓表和一個電流表來測待測電阻,因為電壓表也叫伏特表物理論文,電流表也叫安培表,因此,用電壓表和電流表測電阻的方法就叫伏安法測電阻。它的具體方法是:用電流表測量出通過待測電阻Rx的電流I,用電壓表測出待測電阻Rx兩端的電壓U,則可以根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I求出待測電阻的阻值RX。最簡單的伏安法測電阻電路設(shè)計如圖1所示,
用圖1的方法雖然簡單,也能測出電阻,但是由于只能測一次,因此實驗誤差較大,為了使測量更準確,實驗時我們可以把圖1進行改進,在電路中加入滑動變阻器,增加滑動變阻器的目的是用滑動變阻器來調(diào)節(jié)待測電阻兩端的電壓,這樣我們就可以進行多次測量求出平均值以減小實驗誤差,改進后的電路設(shè)計如圖2所示。伏安法測電阻所遵循的測量原理是歐姆定律,在試驗中,滑動變阻器每改變一次位置,就要記一次對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),計算一次待測電阻Rx的值。多次測量取平均值,一般測三次。
(2)伏阻法測電阻
伏阻法測電阻是指用電壓表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流關(guān)系,如圖3就是伏歐法測電阻的電路圖,在圖3中,先把電壓表并聯(lián)接在已知電阻R0的兩端,記下此時電壓表的示數(shù)U1;然后再把電壓表并聯(lián)接在未知電阻Rx的兩端,記下此時電壓表的示數(shù)U2。根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等以及歐姆定律的知識有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果將單刀雙擲開關(guān)引入試題,伏阻法測電阻的電路還有圖4、圖5的接法,和圖3比較,圖4、圖5的電路設(shè)計操作簡單物理論文,比如,我們可以采用如圖5的電路圖。當開關(guān)擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電壓U0;當開關(guān)擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電壓Ux。故有:。同學們可以試一試按圖4計算出Rx的值。
(3)安阻法測電阻
安阻法測電阻是指用電流表和已知電阻R0測未知電阻Rx的方法。其原理是歐姆定律和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系,如圖6是安阻法測電阻的電路圖,在圖6中,我們先把電流表跟已知電阻R0串聯(lián),測出通過R0的電流I1;然后再把電流表跟未知電阻Rx串聯(lián),測出通過Rx的電流I2。然后根據(jù)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等以及歐姆定律的知識有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
顯然,如果按圖6的方法試驗,我們就需要采用兩次接線,可能有的同學怕多次拆連麻煩的話,那我們還可以將單刀雙擲開關(guān)引入電路圖,這時我們可以采用如圖7的電路設(shè)計。當開關(guān)擲向1時,電壓表測量的是R0兩端的電流I0;當開關(guān)擲向2時,電壓表測量的是RX兩端的電流Ix。通過計算就有:。
以上三種測電阻的方法是最簡單的測電阻方法,也是必須掌握的方法,大家會嗎,除此以外,還有常用的易于學生理解的測電阻的常用方法嗎?當然還有:
二、特殊方法測電阻
(1)用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
或者
用電壓表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值,我們也可以采取以下方法:
1.如圖8所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電壓表測量出電源的電壓U,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:。
2.如圖9所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電壓表測量出電源的電壓U,當滑動變阻器的滑片滑至a端時物理論文,用電壓表測量出Rx兩端的電壓Ux,根據(jù)串聯(lián)電路的電流關(guān)系以及分壓原理我們可以得到:
(2)用電流表和滑動變阻器測量待測電阻的阻值
如圖10所示,當滑動變阻器的滑片滑至b端時,用電流表測量出Rx和R滑串聯(lián)時的電流I1,當滑動變阻器的滑片滑至a端時,用電流表測量出Rx單獨接入電路時的電流I2,因為電源電壓不變,可以得到:,故有:。
(3)用等效法測量電阻
如圖11所示電路就是用等效法測量電阻的一種實驗電路。其中Rx是待測電阻,R是電阻箱(其最大電阻值大于Rx)。其實驗步驟簡單操作如下:
關(guān)鍵詞:高中物理;提問技巧;提問點
課堂提問是課堂教學的重要手段,講究技巧的提問不僅可以活躍教學氣氛,把握學生知識掌握情況,還可以集中學生的注意力,調(diào)節(jié)學生思維的節(jié)奏,提高學生的觀察力和語言表達力,并促進師生情感的雙向交流。
一、在高中物理教學中如何組織課堂提問,才能獲得較好的教學效果
1.物理老師要反思自己在課堂提問時存在的問題
一般在課堂提問中,許多老師不同程度地存在以下一些問題:(1)老師不認真研究教材和學情,提出的問題帶有隨意性;(2)問題沒有啟發(fā)性,缺乏思考的價值;(3)關(guān)注小部分優(yōu)生,冷落大部分學生;(4)對學生的回答不置可否或評價不合適,甚至忘記讓學生坐下。如此等等。這些問題都無法激發(fā)學生的學習熱情,甚至還打擊他們的積極性。因此我們必須不斷反思,及時改正。
2.物理老師要善于研究和總結(jié)課堂提問的技巧
二、我在高中物理教學中的提問技巧
1.研究教材,把握提問點
老師必須在充分研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)教材的特點和能力體系來設(shè)置問題。問題必須明確,有的放矢。提問點應(yīng)是知識的重點和關(guān)鍵點,比如:新舊知識的過渡和轉(zhuǎn)化處,容易誤解和產(chǎn)生矛盾的疑難處,能觸動學生的思維神經(jīng)的敏感處,并對學生的思路有一定導(dǎo)向作用的問題。另外,設(shè)計的問題盡量要有趣一些,以激發(fā)學生的思維積極性。
2.了解學生,把握難易度
提問前,教師除了研究教材,還應(yīng)了解學生已有的認知結(jié)構(gòu)和能力實際,來設(shè)置問題。問題層次要循序漸進,對于難度較大的問題,要注意設(shè)計一兩個鋪墊性的提問。把提問的過程當作幫助學生上臺階,讓學生循序漸進,步步高升。
物理教學中還有一些提問可以不要學生回答。這些以問題的形式出現(xiàn),是給學生一些提示、引導(dǎo)或過渡。還有些問題不一定要學生口頭回答,可以讓他們在活頁上寫寫算算,作書面性的回答??傊n堂提問要根據(jù)學生的具體學情靈活安排。
3.實驗觀察,強調(diào)多歸納
物理教學離不開實驗,教師要讓學生在實驗中細心觀察,通過現(xiàn)象歸納一般規(guī)律。
一、電磁學教材的整體結(jié)構(gòu)
電磁運動是物質(zhì)的一種基本運動形式.電磁學的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用.其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象,電磁輻射和電磁場等.為了便于研究,把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理,實際上,這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的.透徹分析電磁學的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系,才能使孤立的、分散的教學變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學.對此,應(yīng)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,這兩種方式均在高中教材里體現(xiàn)出來.只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系,才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學生的思維能力.
場的方法是研究電磁學的一般方法.場是物質(zhì),是物質(zhì)的相互作用的特殊方式.中學物理的電磁學部分完全可用場的概念統(tǒng)帥起來,靜電嘗恒定電嘗恒定磁嘗靜磁嘗似穩(wěn)電磁嘗迅變電磁場等,組成一個關(guān)于場的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括中學物理電學部分的各章內(nèi)容.
“路”是“場”的一種特殊情況.中學教材以“路”為線的大骨架可理順為: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(nèi)在的聯(lián)系.麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律,是以“場”為基礎(chǔ)的.“場”是電磁運動的實質(zhì),因此可以說“場”是實質(zhì),“路”是方法.
2.物理知識規(guī)律物
理知識的規(guī)律體現(xiàn)為一系列物理基本概念、定律和原理的規(guī)律,以及它們的相互聯(lián)系.
物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)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著的關(guān)系,并把這些關(guān)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(chǔ)上進行的.但是,物理定律并不是絕對準確的,在實驗基礎(chǔ)上建立起來的物理定律總是具有近似性和局限性,因此其適用范圍有一定的局限性.
第二冊第一章“電潮重要的物理規(guī)律是庫侖定律.庫侖定律的實驗是在空氣中做的,其結(jié)果跟在真空中相差很小.其適用范圍只適用于點電荷,即帶電體的幾何線度比它們之間的距離小到可以忽略不計的情況.
“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律.歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,對金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電適用,但對氣體導(dǎo)電是不適用的.歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系.電阻是電路的物理性質(zhì),適用于溫度不變時的金屬導(dǎo)體.
“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)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(yīng)強度的概念.
“電磁感應(yīng)”這一章,重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.在這部分知識中,能的轉(zhuǎn)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(chǔ),它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)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(chǔ).電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢.運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)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(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐,進一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)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(jié)了電磁場的規(guī)律,同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認識提高了一步.
3.通過電磁場在各方面表現(xiàn)的物質(zhì)屬性,使學生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)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另一種唱—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(zhì).磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用.現(xiàn)在,科學實驗和廣泛的生產(chǎn)實踐完全肯定了場的觀點,并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(zhì)的一種形態(tài).
運動的電荷(電流)產(chǎn)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(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷(電流)之間是通過磁場而發(fā)生作用的.麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象,得出結(jié)論:任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)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(lián)系的,形成一個不可分割的統(tǒng)一場,這就是電磁場.電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波.
從場的觀點來闡述路.電荷的定向運動形成電流.產(chǎn)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(dǎo)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(dǎo)體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例,即導(dǎo)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(dǎo)體中電勢差不存在時,電流也隨之而終止.
二、以“學科體系的系統(tǒng)性”貫穿始終,使知識學習與智能訓(xùn)練融合于一體
1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學教學中一個極為重要的問題.第一章“電潮是學好電磁學的基礎(chǔ)和關(guān)鍵.電場強度、電勢、磁嘗磁感應(yīng)強度是反映電、磁場是物質(zhì)的實質(zhì)性概念.電場線,磁感線是形象地描述場分布的一種手段.要進行比較,找出兩種力線的共性和區(qū)別以加強對場的理解.
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(lián)系與區(qū)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?。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭龋陔妶鲋杏秒妶隽ψ龉?,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.
3.認真做好演示實驗和學生實驗,使“潮抽象的概念形象化,通過演示實驗是非常重要的措施.把各種實驗做好,不僅使學生易于接受知識和掌握知識,也是基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練.安排學生自己動手做實驗,加強對實驗現(xiàn)象的分析,引導(dǎo)學生從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力.從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看,應(yīng)著力培養(yǎng)學生的獨立實驗?zāi)芰妥詫W能力,使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一在使學生真正掌握科學知識體系上.