时间:2023-07-13 16:29:54
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇初中物理常见电功率范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
解答电学图像问题需要认真审题,理解题意,灵活运用所学知识进行破题。实践表明,很多学生遇到电学图像问题,一时难以找到突破口。针对这一现象,笔者结合自身授课经验,对初中物理常见的电学图像问题进行分门别类,展示相关习题的解题过程,这能给学生带来良好的启发,避免其在以后的解题中走弯路。
一、U-I图像问题例讲
相对来说,U-I图像是初中物理电学图像中较为容易的一类图像。该类图像中纵、横坐标分别表示电压、电流值。由R=U/I可知,图线的倾角越大,对应的电阻值就越大。为使学生更好地掌握U-I图像问题的解题思路,教师应注重与学生一起回顾欧姆定律,使学生牢固掌握欧姆定律的数学表达,能够熟练地运用公式求解未知参数。如图1所示,1、2分别表示电阻R1、R2的U-I图像,则以下说法正确的是()。习题结合U-I图像,考查学生对电阻串联与并联知识的认识与理解。因此,解答该题需要学生充分挖掘图像中的隐含条件,并注重运用控制变量法进行分析[1]。其中,构建欧姆定律与图线的联系是解题的关键。另外,学生还需要明白两电阻并联后的阻值与任意电阻值的大小关系。在课堂上,教师可要求学生进行推导。图1表示的是U-I图像,由R=U/I可知,当电流大小相等时,电压高的对应大电阻,则R1>R2。两电阻串联后的阻值会大于任意电阻,并联后会小于任意电阻,所以在同一电压下,电阻串联对应的电流最小,对应区域Ⅲ,并联对应的电流最大,对应区域Ⅰ。综上分析,C项正确。
二、I-R图像问题例讲
I-R图像在初中物理中较为常见。分析该图像类问题仍需运用欧姆定律,由U=IR可知,图像中I值与R值的乘积表示的是某电学元件两端的电压。认识到这一点后,学生还需要掌握电路图分析知识,搞清楚要研究的电学元件与其他电学元件以及整个电路图之间的关系,尤其明确电路图中电压表、电流表测量的是哪一个电学元件的电压、电流。例如,使用图2(a)中的电路进行实验,其中电源电压恒为4.5V,更换5个定值电阻Rx,得到I-Rx的图像,如图2(b)所示,则()。A.实验研究的是电流与电压的关系B.实验中电压表的示数2V保持不变C.滑动变阻器的变化范围为4~20ΩD.将Rx从5Ω换成10Ω后,应左移滑片P图2(b)表示的是I-Rx的图像,因此,实验研究的是电流与电阻的关系。分别取图2(b)中的点(5,0.5)、点(25,0.1),可知其乘积为2.5V保持不变。电压表测量的是Rx两端的电压,保持2.5V不变,电源电压恒为4.5V,则滑动变阻器两端电压为4.5V-2.5V=2V。电流表测量的是干路电流,因此,电流最大、最小分别对应滑动变阻器的最小、最大阻值,最小阻值为2V/0.5A=4Ω,最大阻值为2V/0.1A=10Ω。将Rx从5Ω换成10Ω后,分得的电压增大,因此,要想保持电压不变,应将滑片右移。综上分析,C项正确。
三、I-U图像问题例讲
I-U图像与U-I图像不同,其纵轴表示电流值,横轴表示电压值。由R=U/I可知,1/R=I/U,因此图线的倾角越大,对应的R的阻值越小,这一点应和U-I图像区分开。另外,为使学生掌握该类问题的分析思路,遇到相关问题能够迅速破题,教师应在讲解相关例题的基础上,要求学生做好课堂总结,使其认识到解答该类问题需要结合电路图,灵活运用上述结论。如图3(a)所示,保持电路的电压不变,在将开关S闭合,将滑动变阻器滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图3(b)所示,则()该问题涉及的电路图较为复杂,分析时应明确电表的作用,抓住变与不变的量,而后结合图像进行分析。为提高学生的听课满意度,教师可围绕相关问题与学生互动,指引其尽快找到解题思路[2]。电压表V1、V2分别测量R1、R2两端电压,电源电压保持不变,当滑动变阻器滑片P从右向左滑动的过程中,电路中的电阻变小,电流变大,V1的示数变大,V2的示数变小,因此,A、B分别表示的是R2、R1的I-U关系图像。两电压表示数之和与电源电压相等,当R1的电压为4V时,由图线A可知,此时R2的电压为14V,则电源电压为18V。R1的大小不变,在图线B中取点(4,0.2),则其阻值大小为4V/0.2A=20Ω。R2的电流最小时,阻值达到最大,由图线A可知,其最小电流为0.2A,此时的电压为14V,则阻值为14V/0.2A=70Ω。综上分析,B项正确。
四、P-R图像问题例讲
初中物理学习中有时会遇到P-R图像。初中阶段有关电功率的计算公式有P=UI,P=I2R,解答P-R图像问题需要搞清楚两个计算公式的区别以及适用的物理情境。其中,前者适用范围较广,而后者主要用于求解纯电阻的电功率。不仅如此,解题时还需要将其和欧姆定律联系起来,结合图像中给出的特殊点加以突破。如图4(a)所示,电源电压恒为6V,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。闭合开关后,滑动变阻器的功率与其接入电路电阻的P-R图像如图4(b)所示,则R1和图中P0的值分别为()。电路中的电阻为纯电阻,P=I2R,取图线的最高点,可知0.9W=I2×10Ω,则I=0.3A,此时其两端的电压U=IR=0.3A×10Ω=3V,而电源电压恒为6V,则此时R1上的电压为3V,R1的阻值为3V/0.3A=10Ω。当R2的阻值为5Ω时,对应的电流为6V/(10Ω+5Ω)=0.4A,则对应的功率P=0.4A×0.4A×5Ω=0.8W。综上分析,B项正确。
五、P-U图像问题例讲
在解答初中物理有关P-U图像问题时,学生应认真分析给出的电路图,搞清楚各电器元件之间的串并联关系,充分利用图像中给出的参数,灵活运用欧姆定律相关知识,求解未知参数。如图5(a)所示,电路图中的电源电压保持不变,R1为定值电阻,将开关闭合后,将滑动变阻器R2的滑片从b端向a端滑动,R2消耗的电功率和其两端电压的关系如图5(b)所示,则以下说法错误的是()。图5(b)表明,当R2两端电压分别为2V、5V时对应的电功率为0.8W、0.5W,由I=P/U可知,对应的电流分别为0.4A、0.1A。图5(a)表明,两个电阻是串联关系,则电源电压U=IR1+UR2,U=0.4A×R1+2V,U=0.1A×R1+5V,解得U=6V,R1=10Ω。R2最大阻值对应滑片在a端,此时电路中的电流为0.1A,电压为5V,则R1=5V/0.1A=50Ω。当滑片在b端时,电路中的电流达到最大为6V/10Ω=0.6A,因此,电流表的变化范围为0.1~0.6A。由P=UI可知,要想电路消耗的功率最大,则对应电路中的电流应最大,此时P=6V×0.6A=3.6W。综上分析,D项说法错误。
六、∆U-∆I图像问题例讲
∆U-∆I图像在初中物理中不常见。该类问题难度较大,不仅需要掌握相关电路图的基础知识,还需要充分理解所学知识的本质,搞清楚参数变化的内在联系。在如图6(a)所示的电路中,电源电压12V始终不变,改变滑动变阻器滑片P的位置,电表示数会发生相应的变化。其中,V1、V2两电压表示数变化量∆U和电流表示数变化量∆I之间的关系如图6(b)中的①②直线,则()。A.R0=10Ω,R2=20ΩB.电流表从0.1A增大到0.2A时,R0电功率变为0.6WC.电流表为0.1A,R1消耗的电功率为0.9WD.向右滑动P时,两电压表示数均增大由电路图6(a)可知,V1测量的是R2、R1的电压之和,V2测量的是R2两端电压,电源电压保持不变,所以∆U2=∆IR2,R0两端电压的变化量∆U0=∆U1=∆IR0。由图6(b)可知,取∆I=0.1A时,∆U1=2V,∆U2=1V,则R0=∆U1/∆I=2V/0.1A=20Ω,R2=∆U2/∆I=1V/0.1A=10Ω;电流表示数从0.1A增大到0.2A时,由电功率计算公式可知,R0电功率变化为(I22-I12)R0=0.03×20=0.6W;电流表测量的是干路电流,当其电流为0.1A时,则电路中的总电阻R=12V/0.1A=120Ω,所以R1对应的阻值为R-R0-R1=120Ω-20Ω-10Ω=90Ω,R1消耗的电功率为0.1A×0.1A×90Ω=0.9W。向右滑动P时,电路中的电阻增大,电流减小,R0分压减小。因此,V1示数增大,V2示数减小。综上分析,B、C两项正确。结语电学图像在初中物理中占有重要地位,其相关问题对学生分析问题的能力有一定要求。为使学生更好地突破该类问题,教师应为学生深入讲解相关知识,帮助其构建系统的知识网络,并做好例题的优选与精讲,使学生掌握不同电学图像的突破思路,促进其解题能力的进一步提升。
[参考文献]
[1]王德文.初中物理电学常见题型例析[J].中学课程辅导(教师通讯),2021(12):84-85.
1879年,举世闻名的美国电学家、科学家和发明家爱迪生发明白炽灯,开创了家庭用电时代.现代家庭中人们的生活越来越离不开家用电器.它让人类在黑夜中拥有光明,在寒冬中拥有温暖,在炎夏中拥有清凉……家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来,为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境,提供了丰富多彩的文化娱乐条件,已成为现代家庭生活的必需品.
家用电器的范围,各国不尽相同,世界上尚未形成统一的家用电器分类法,但就我们初中生所掌握的知识而言,按照人类使用能量的形式,可以把生活中常用的家用电器分为两大类:
第一大类是全热类,这类用电器工作时是把电能转化为内能,它们都是利用电流的热效应工作的.其中有一类是电热器,人们利用的是它把电能转化成的内能,如生活中人们常用的加热设备:电饭锅、电热水器、电水壶、电烤箱、电热毯、电熨斗、电烙铁等;另一类是照明电器,人们利用的是它获得的内能(它工作时是先把消耗的电能转化为内能,然后又把获得内能中的一部分转化为光能),如人们常用的照明电器:小灯泡、白炽灯,但它们的电能转化为光能的效率比较低,一般只有10℅;为了高效、节能和环保,人们又发明了节能灯、“LED”灯等新型照明灯具.
第二大类是非全电热类,这类用电器人们有的是利用它工作时把电能转化成的机械能.它是利用电流的磁效应工作的,即通电导体在磁场中受力运动,如人们常用的电风扇、吸尘器、抽油烟机、机械式洗衣机等;有的是利用它工作时把电能转化成的内能和机械能,如我们常见的电吹风、家用豆浆机、烘手器等.
下面就以近两年来全国部分省市在中考试题中出现的以电器为背景的试题,举例加以说明.
例1 一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时,测得通过电动机的电流是0.5A,工作10min,电流做功为
J,在这10min内该电动机线圈产生的热量是360J,则电动机线圈的电阻是
Ω.
解析 利用W=UIt计算出电流做功为3600J,再利用公式Q=I 2Rt可求出电动机线圈的电阻是2.4Ω.
说明 因为电动机消耗的电能并不是全部转化为内能而是转化为机械能和内能,所以求电动机线圈的电阻R只能用公式Q=I 2Rt来求,而不能用其他公式计算.
例2 下列各用电器均标有“220V 60W”字样,它们正常工作相同的时间,发热最多的用电器是( ).
A.电视机
B.电风扇
C.电热毯
D.电灯
解析 题目中的四个用电器在正常工作时,电功率相同,通电时间也相同,它们消耗的电能相等,但只有电热毯是把消耗的电能全部转化为内能,其余三个用电器的电能并不是全部转化为内能,所以,电热毯发热最多,应选C.
例3 如图1所示,是电饭锅内部电路的简图,它有“高温烧煮”和“保温”两挡,由温控开关S自动控制.做饭时,先按下S温控开关按钮,当达到设定温度(饭已煮熟)时,按钮会自动弹起.图1中,甲为电饭锅的实物,乙为它内部电路简图,铭牌如图丙所示,请你解答以下问题:
(1)当温控开关S闭合后,电饭锅处于“高温烧煮”挡还是“保温”挡?
(2)R1的阻值.
(3)保温时R1的实际功率.
解析 (1)电饭锅处于高温还是低温档,取决于它的电功率.电功率大时,它就是高温烧煮,电功率小时,它就处于保温状态;家用电器是用在家庭电路中的,而家庭电路的电压是220V,在初中阶段,为了使问题简化,如果没有特别的说明,我们都认为它是个定值,根据电功率的P=■公式可知,在电压不变时,电路中电阻小,电功率就大,电路中电阻大,电功率就小;当温控开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1(电路如图2所示),此时电饭锅的功率大;当温控开关断开时,电阻R1和R2串联(电路如图3所示),电路中的总电阻是R1+R2,此时电饭锅的功率小;所以温控开关闭合时,电饭锅处于“高温烧煮挡”.
(2)根据铭牌上高温烧煮功率是880W,而此时电路中只有R1,把数值代入公式P=■,880W=■,所以,R1=55Ω.
(3)电饭锅处于保温时,保温开关断开,电路为R1和R2串联,有
P总=UI,44W=220V×I,I=0.2A.
所以R1的实际功率
P实=I 2R1=(0.2A)2×55Ω=2.2W.
说明 电饭锅处于高温挡,是指它相同时间内放出热量多,而电饭锅工作又是把电能转化为内能的用电器,所以电饭锅处于高温挡时,相同时间内消耗的电能多,即它的电功率大;家用电器是在家庭电路中使用的,我们为了使问题简化,如果没有特别说明,一般情况下,都认为家庭电路中用电器工作电压都为220V,所以无论电饭锅是高温挡还是低温挡,它两端的电压是不变的,是一个220V的定值.把I=■代入P=UI可得P=■,这个公式及它的两个变形公式R=■和U=■,用它们来解决家庭电路中有关问题时,常常比较方便.
例4 如图4为某电热水器的电路图,R1为发热板,当热水器处于加热状态时,水迅速被加热;达到预定温度后,S自动切换到另一挡,处于保温状态.
(1)说明S分别接a、b时,热水器对应的工作状态.
(2)若热水器加热时的功率为550W,保温时发热板的功率为88W,求电阻R2.
我们知道,电功率的计算公式有四种形式:①定义式:P=W/t。②普适式:P=UI,由欧姆定律导出的。③式P=I2R。④式P=U2/R。由于公式多,学生在解题时就特别茫然,不知道选哪一个。实际上方法很简单,解决电功率问题的基本方法是一定要读准题中的已知量,最基本的方法是已知什么用什么。
一、公式基本用法
初中阶段对于电动机的电路只能用P=W/t或P=UI,一般情况下,根据题中的条件多用P=UI。除了电动机的电路,电功率的四个公式可以通用。那么如何恰当选择公式呢?
(1)定义式:P=W/t。已知P、W、t中的任意两个物理量,求第三个物理量。这样就有了另外两个公式W=Pt和t=W/p。使用这三个公式时应注意公式中单位的对应关系。一般有两种对应关系:①电功的单位千瓦时,功率的单位千瓦,时间的单位小时,这三个单位是对应的。②电功的单位焦耳、功率的单位瓦特、时间的单位秒,这三个单位是对应的。如果不是以上两种对应关系,则应注意单位的互化。
例题:近日闽江两岸灯光夜景改造工程完工,江滨夜景更加美丽,又节能环保。其中尤溪洲大桥换上了约3000盏新型LED灯,灯的功率由原来的28W变成了13W。若这些夜景灯每天工作3h,则一个月(按30天计算)节省的电能( )kW・h,节省下的电能可使额定功率为1000W的电热水壶正常工作( )h。答案:4.05×103,4.05×103。
(2)普适式:P=UI。一般有两种用法:①已知U、I求P。②已知P额、U额,求I额,I额=P额/U额 。注意题中有正常发光或正常工作这样的关键字,或者由题中条件能准确判断出用电器是正常工作的,这种情况一般用这个公式。
例题:一个“12V、6W”的小灯泡,如果接在36V电源上,为使其正常发光,需串联一个( )Ω的电阻,该电阻消耗的功率是( )W。
答案:①必须串联一个48Ω的电阻。②电阻消耗的功率为12W。
(3)P=I2R一般有三种用法:①已知I,R求P。②已知P,R求I。③两个电阻(或两灯)串联比较实际功率P1∶P2 = R1∶R2。
(4)P=U2/R一般有三种用法:①已知U、R、P中的两个,求另一个。公式的具体形式分别是:P=U2/R、R= U额2/P额、U2 =PR。②并联P1∶P2 = R2∶R1。③同一个用电器P实∶P额 =U2实∶U2额。
若是两用电器并联求功率,一般用P=U2/R较方便。若是两者串联求其中一个用电器的功率,一般用P=I2R较方便。
下面是公式用法综合举例。例题:甲乙两只普通照明灯泡的铭牌标有“220V、25W”和“220V、100W”,则下列说法正确的是:A.甲灯的实际功率一定是25W。B.乙灯接在110V的电路中,它的实际功率为50W。C.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻大。D.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能多。答案为C。
二、解决电功率综合问题的基本步骤
①明确电路的连接关系,哪个元件与哪个元件串联或并联,哪个元件被短路,哪个用电器是正常工作的,并在解题时写出。②弄清引起电路连接关系变化的原因是开关的断开、闭合,还是滑动变阻器滑动引起变化。③明确电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。④利用串、并联的特点列式,抓住电路中的不变量(如电源电压不变或电阻不变)求解。
三、学会总结解题规律及技巧
(1)运用电能表铭牌求电功率的题基本解题思路如下:先用W=n/N求出消耗的电能,再用P=W/t求P。如果需求U实,可借助用电器铭牌求电阻R= U额2/P额,再用U2 =PR求U实。
例题:如图所示(图略)是某型号电热水壶铭牌,壶中装有1.8L温度为20℃的水,求:①将水烧开,水吸收的热量是多少?②若在电热水壶工作时,标有“3000r/kW・h”的电能表在1min内转了50转,电路的实际电压是多少?③不计热损失,此时烧开一壶水大约需要多少时间?答案:①6.048×105J,②200V,③604.8s。
(2)家庭电路中电饭煲、热水器、电褥子等用电器高温档、低温档一般用P=U2/R确定。例题:一台电烤箱的铭牌如下:额定电压:220V;额定功率:高温档 1100W、低温档440W;电源频率:50Hz. 其内部简化电路如图所示(图略),R1和R2均为电热丝。求:①电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能;②电烤箱在低温档正常工作时,R2的阻值是多少?答案:①9.9×105J。②66Ω。
初中生接触物理学科时间不长,对许多物理现象和概念不能很好地理解,而教材上对这些知识介绍的理论性和系统性都很强,所以学生不好理解和掌握。特别是农村学校的学生由于受家庭、学校、社会条件的制约,见识浅,知识少,理解起来更难。为了解决这个问题,在多年的农村物理的教学中,我利用生活中常见的器材,做了一些实验,通过实验帮助学生理解和掌握这些现象和概念,效果比较好。
我的具体做法是:
实验一:在教授力的作用效果时本文由收集整理,我们知道,力的作用效果之一是可以使物体产生形变。对课本上举的例子,学生不难理解,但是,如果力作用在硬度比较大的物体上,还能使物体产生形变吗?这个结论具有普遍性吗?为了解决这个问题,我是这样做的:取一个装满红色水的玻璃瓶子,在瓶塞上插一细管子,在管外与水面等高处栓一细线做记号,然后用力压瓶子,明显看到细管子里的水上升,这个效果明显,学生记忆深刻,对力的作用效果也就理解了。
实验二:浮力是浸在液体里的物体下表面和上表面受到向上的压力和向下的压力的压力差产生的。那么,浸在液体里的物体就一定会受到液体的浮力吗?我们来做如下实验:取一个塑料矿泉水瓶子,把底和盖子去掉,倒置后,往里面放上一个乒乓球,再往里倒水,发现乒乓球并不浮起来,如用盖子或手把瓶口一堵,乒乓球就立即浮起来了。通过这个实验,学生就明白了,浸在液体里的物体要受到浮力,在它的底部也必须有液体。如果事先用胶把一个木块粘在烧杯底部,然后往烧杯里倒入水,木块就不受浮力,自然不会浮起来,这样学生就能深刻理解浮力产生的原因了。
第一、有效巩固书本知识.
课程设置中,初中物理的课程是每周三节课.这三节课的教学是非常紧凑的.如何才能即巩固书本知识,又不霸占学生的其他学科的学习呢?学生的综合实践活动有效开展,能很好的解决这个问题.学生每周花四十分钟时间进行物理方面的综合实践活动的开展,一定程度可以巩固学生对相应内容的学习.比如以苏科版为例,一周三节课可以完成《欧姆定律》的学习,其中包括探究电流与电压和电阻的关系得出欧姆定律,欧姆定律公式的简单应用,应用伏安法测定值电阻,对这些内容的掌握学生还停留在比较肤浅的层面,还有很多学生应用不熟练,知识中还存在一定的疑惑点.比如学生对探究电流和电压、电阻关系实验过程中,电路故障的分析还存在问题.再比如学生用伏安法测电阻时,对小灯泡电阻的测量还没进行,针对学生的这些问题,完全可以再把学生带进实验室,让学生再次进行实验,并尝试实验中常见的电路故障等.这样的综合实践活动,有效的巩固学生的原有知识,并结合实验活动解决了学习过程中的思维疑惑点.
第二、适当拓展书本知识.
学生对知识的追求是无止境的.初中阶段的学生之间已经存在很大的差异,不仅仅是知识基础上面的差异,还有思维习惯、学习习惯、思维方向上的差异.这些差异导致一部分学生不能满足于课堂活动带给他们的知识量和技能难度.这时,必须帮助一部分学生拓展适当的内容,这些内容应该源于教材,而又适当的高于教材.不仅可以满足让学生对原有知识得到进一步深化,还能帮助学生拓展学生思维深度和敏捷度.比如,学生学完蒸发快慢受温度高低、蒸发表面积、液体表面的空气流速的影响以后,可以进一步提出这么一个问题,你觉得还与什么因素有关,这个问题的抛出,激发了学生进一步思考的兴趣.由于课堂时间的有限,这个环节作为学生的课后的综合实践活动的内容,让学生通过课后的综合实践活动进行研究和实验,在学生完成的过程中,学生会充分收集自己生活中的经验,结合学生对蒸发的理解,思考并探究影响蒸发快慢的其他影响因素.这个思考的过程就是学生的提升的过程.学生课后的探究过程更是学生对控制变量法和转换法能力提升的过程.
第三、丰富学生课余生活.
社会城市化的发展,在一定程度上也限制了学生的活动范围,限制了学生的课余生活.教师如何能充分结合自己的学科特点,适当的布置一些综合实践活动,一方面取代纸笔作业的单调性、重复性,另一方面还丰富了学生的课余生活,从学生的参与度和完成质量上提升了学生的课余活动的价值.就初中物理教学而言,可以开发很多这样的活动,比如学习杠杆平衡条件好以后,可以请学生的回去研究杆秤的工作原理,如杆秤精确度的影响因素,杆秤的测量范围的确定,等等.大部分城市学生的家里并没有杆秤,也可以布置学生制作一把杆秤,比一比学生制作的杆秤哪个更精确,更实用.这样的学生课余生活中充满物理活动,物理活动中充满了物理知识,不仅提升了知识的掌握和应用程度,也丰富了学生的课余生活.
第四、充分提升应用能力.
从物理走向社会,就是要让学生通过物理的学习,对他们的生活起到一定的帮助作用,能帮助学生提升他们的生活质量.这时教师布置的实践活动就要更具有实用价值,要充分挖掘教材中蕴含的物理知识和物理技能.教学过程中,物理知识和技能的提升不仅为了更好服务于学生的考试,还为了服务于学生实际应用能力的提升.就初中物理教学环节而言,这些应用技能是比较丰富的,关键有待于教师的积极开发和研究.比如电学部分,在确保学生安全使用的前提下,有很多活动可以提升学生的实际应用能力.比如学习电功率的过程中,在学生知道P=W/t以后,要让学生试着利用家中的电能表测量出某一用电器的实际功率.这个测量的过程,不仅是对电能表测电能知识的巩固和提升,也是对电功率知识的实践.实践的过程中,学生再次巩固了对计时工具的使用,并通过计算得出某些用电器的实际功率.在多次测量时会发现,测量出的实际功率和额定功率都有较大的差距,对这些差距的分析,能提高学生的实践分析能力.学生会发现电能测量过程中存在的误差,并想办法减小误差,而用电器两端的电压也很难达到实际理想中的220 V,在学生的分析过程中,学生也会发现输电线中会损损耗一部分电能.
论文摘要:本文中概述了探究性教学的意义与现状,总结了初中物理探究性教学的主要实现方法,并且针对不同的方法给出了例证。此外,文章从实际工作的角度为物理教师的具体引导过程提出了建设性的意见。
绝大多数的初中学生都反映过初中物理始终是初中阶段最为难学的一门课目,具体的原因各不相同,但很多学生都指出,初中物理学习过程中的一大桎梏就是传统的教学方法,当前的初中教育环境中,很多教师仍旧热衷于单方面的向学生们灌输现有的结论性知识,而在教学工作中忽略了引导环节,缺乏对自然现象的探究与思考,注重知识的系统性传授,忽略学生自主学习能力的培养。课堂教学的过程中,常见的情况是教师为中心,教师陈述,学生接受,学生们机械的忆定理、概念、甚至记忆实验的操作步骤与结论。由于初中物理的教学现状,新一轮教改过程中,“探究”这一命题就成为了广大教育工作者关注的焦点。探究性学习具体是指一种革新性的学习方法,探究性学习与传统的物理教学的本质区别在于教师在课堂上不再是单纯传授结论性知识,而是极可能为学生们提供丰富多彩的研究与创新的环境,探究性教学的关键在于教师能够引导学生主动去质疑、调查、探究与思考。
1探究性教学的实现方法
1.1合理设置情境,激发学生兴趣
对于12~15岁这一年龄段的初中学生而言,强制性记忆并不是合理的教学方法。成功的教育应该是着力激发学生对物理学的兴趣。古人曾经说过,兴趣是最好的老师,如果教师能够活跃课堂气氛,激发学生们的强烈求知欲,初中物理的课堂教学就能获得理想的效果。真理源于思考,思考始于发现,发现则是与情境关联的。合格的初中物理教师应当充分利情境带来的帮助,同过合理的教学手段,用课本插图、幻灯片、社会生活中常见的片段等等素材让学生认识到自然现象中包含的物理学,以及物理学和谐的本质,并且培养学生们探究的兴趣。在教学过程中,教师可以具体的设置一些教学情境,例如:结合学生们的课余生活与实际社会生产,来介绍的一些自然、生活中与课堂教学课题有关的新颖、奇异的现象,通过小故事、俗语谚语、黑板挂图、歇后语、录音录像、演示实验等方法来生动形象地再现教学内容所针对的物理现象。任课教师应当引导学生从多个视角观察某一现象,并且透过现象发现本质问题,进而提出对现象的认识与疑惑,分析现象与待学习的课题之间的关系,令学生们产生非常强烈的学习兴趣与探究动机,自发的寻求问题的答案。简单举例,在学习压力的作用效果这一课题时,压力的作用效果与哪些因素有关的就可以通过设置情境加强学生的认识,教师可以通过多媒体来演示一段视频:一位气功大师平躺在地面,在身上压上一块大石头。教师可以提问:气功大师身上承受的压力又多大?然后,气功大师的助手用大铁锤用力打击石板,这时大师身上受到的压力将会如何变化?会出现什么样的现象?大师会不会受伤?最后让学生看到石板碎裂而气功大师仍然安然无恙。视频中的情境虽然符合现实情况,但是和学生原有的物理知识储备存在冲突:身上放着一块大石,并且被用力击打大师怎么不会受伤?合理的情境强化了学生们解“奇”的积极性,让学生兴趣倍增。 转贴于
1.2合理进行引导,增强师生互动
探究性教学要以问题作为导向,学生在指导下运用科学的探究方法学习知识、培养能力,由被动接受转化为主动获取,学生们逐渐回到学习过程的主体地位,而教师则起引导的作用。学生们的兴趣要与自然现象关联,提问的方式是引导学生思考的有效手段。设置问体是一种创造性的工作,一个问题有不同问法,更会产生不同的效果。教师的任务是将问题与教学内容进行关联;保证问题集中、明确、有启发性、有层次,能引起学生的思考。问题难易要适中,让学生感觉“跳起来能摘到果子”。在测量小灯泡电功率的课堂教学中,教师可以提问测小灯泡电功率需要知道哪些物理量?实验的原理是什么?用哪些仪器进行测量?如何连接电路?路端电压、路中电流有什么要求?如何控制电路通断?连接电路时开关应怎样?要使3.8V的小灯泡发光,要用几节干电池?如何使用可变电阻?经过思考与讨论,学生们逐步设计电路,而这种方式引导的记忆效果是比较好的。
2物理教师的具体引导过程
教师应以问题做纽带,恰当的指导学生从直观现象中发现问题,然后通过自己所学的知识将其解决。合理引导学生们回忆问题的相关现象,将已有知识储备和探究的内容紧密联系起来,对有关因素、无关因素加以区分,对问题提出合理的猜想与假设。通过具体讨论,选择最佳的实验方案,带领学生进行科学实验,仔细观察实验现象,准确收集实验数据,并对数据进行处理。学生在探究的过程中会通过不同的实验现象获取大量数据,进而对有效数据进行比较、分析、概括,最终得出实验结论,验证自己之前提出的假设与猜想。科学的探究过程包括“发现问题,假设与猜想,设计实验,实验操作,收集数据,分析论证,评估,交流与总结”这七个要素。探究性教学的过程是通过针对性的操作体现出来的,探究实践活动的组织与形式由探究内容确定,根据内容的不同,采用适宜的探究方式,具体的操作过程则可以包含多个乃至全部要素。例如:陈述性知识或操作技能的学习,可采用教师提供有关知识和背景材料或指导阅读课文---讨论与操作---得出结论---应用反思的探究方式。
结语
探究性教学的目标是让学生们在面对学习中的困难与障碍是,能够合理假设,从实践工作中分析获取正确答案。将探究性学习融入到日常物理教学工作中,可以让学生从根本上理解、掌握物理学中的概念与规律,并加以合理的应用。这样一来,学生从物理教学过程中不仅习得了物理知识,训练了基本技能,同时还能通过探究性学习来提升科学素养,强化创新意识。因此,为了推进初中物理的教学改革,探究性学习的转变是必要的。
参考文献
一、测量型实验
(一)直接测量型
考查内容主要有:1.测量工具的使用方法。例如:温度计读数时视线的要求,刻度尺的记录结果,天平的调节,不同测量工具共同使用时的要求等。2.测量工具的制作原理和使用条件。这类试题主要都是选择题和填空题,其中制作原理决定了使用的要求和适用的范围。例如:弹簧测力计的制作原理是弹簧受到的拉力越大,弹簧伸得越长。从这个原理可以看出,弹簧的示数表示的是弹簧受到的拉力,从而根据物体间力的作用是相互的知道物体受到的拉力。而要想测出重力或滑动摩擦力还要根据二力平衡。这样就能够理解测量滑动摩擦力时,为什么物体要水平放置,拉力方向要水平,物体要做匀速直线运动的要求。可见理解测量工具的制作原理对理解物理实验有重要影响。
直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等,而这些知识在课堂教学中已逐步渗入,常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。平时有目的的多练习,解题时认真细心即可。
(二)间接测量型
1.用刻度尺、秒表测平均速度。2.用天平、量筒测物质密度。3.用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率。4.用电流表、电压表测电阻。5.用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五个实验都涉及诸多的物理测量工具的使用,同时也具有相应的实验原理:⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v=s/t;(2)测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法;(3)测滑轮组的机械效率实验原理主要是η=W有/W总、W=F・S及二力平衡;(4)测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I;(5)测小灯泡的电功率实验的原理有两种:伏安法的实验原理即为P=U・I,电能表、秒表测电功率实验的原理即为P=W/t。
二、演示型实验
这类实验主要有气体液化实验、真空铃实验、探究运动和力的关系实验、液体对容器壁和底的压强实验、覆杯实验、浮力产生的原因实验、单摆和滚摆实验、扩散现象、分子引力实验、电磁感应等等。考查内容主要有:1.根据实验装置的图文信息,说明研究什么;2.通过观察现象并根据实验现象或数据分析归纳得出结论。
三、探究型实验
探究型实验根据目的又可分为两类:
1.建立概念的实验。此类实验有:压力作用效果与哪些因素有关、同种物质的质量与体积的关系、不同种物质吸热的多少与哪些因素有关、探究水果电池电压与哪些因素有关、探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关、单摆的摆动周期与摆长是否有关、机械效率的高低与哪些因素有关等。
2.通过一些实验现象,探索并总结物理规律。包括探究固体的熔化过程、探究水的沸腾、探究碘的升华和凝华过程、探究光的反射定律、探究平面镜成像特点、探究光的折射规律、探究凸透镜成像的规律、探究重力与质量的关系、探究同一直线上二力合成的规律、探究液体内部压强的规律、探究杠杆的平衡条件、探究电流与电压及电阻的关系。
掌握好这类实验可采用总结归类的方法。在运用这种方法时要注意以下几点:
1.注重总结不同物理量的测量方法、判断方法和判断依据。例如:浮力的测量方法中有弹簧测力计的读数差法、阿基米德原理法等,导体电阻大小的计算和判断方法、电流放出热量多少的判断方法、磁性强弱的判断方法及判断依据等。
2.注重控制变量法探究实验过程的写法及要求。不同的实验控制方法相同但控制手段不同,要注意区别不同知识体系的实验控制手段的总结。例如:速度的控制方法主要采用从同一高度下滑,机械效率中额外功的控制方法主要采用同样的动滑轮等等。
3.注重对实验现象及测量数据的分析方法的总结。对于不同的课题要求实验结论的分析方法也不同,但有规律可循。
四、操作型实验
所谓“操作”,就是实际动手参与实践的具体过程。进行实验的准备阶段是对每一种仪器的“调整或调节”。其次就是布置仪器,原则是“简单、清楚、便于控制和观测”。以电学实验为例:把需要读数的放在正前方,需要操作的,如开关、滑动变阻器等放在右手边,不需要动的,如电源、待测电阻等放在左手边,然后根据电路图进行实物连图,先大回路,后小回路,先外部,后电源;尽量连线不交叉,能用短导线的不用长导线;接线要接在接线柱上,不能几根导线的一端脱离接线柱打一个结;最后接电源,开关要保持断开状态。例如:组成串并联电路、用滑动变阻器改变电流等。其中包括测量型实验和探究型实验中有实验步骤的实验。此类实验主要考查学生的动手动脑能力,相对比较简单。
五、开放、设计型实验