葉成林
初中物理復(fù)習(xí)課,對(duì)學(xué)生系統(tǒng)掌握物理知識(shí),發(fā)展物理思維能力是極為重要的,也是提高初中物理教學(xué)質(zhì)量不可缺少的環(huán)節(jié).
當(dāng)前,許多初中物理教師在進(jìn)行電學(xué)復(fù)習(xí)時(shí),常以教材上知識(shí)呈現(xiàn)先后次序?yàn)橐罁?jù),按節(jié)順次復(fù)習(xí).在每節(jié)內(nèi)容的復(fù)習(xí)中,常以物理概念梳理為基礎(chǔ),再穿插進(jìn)行一些例題的講解與學(xué)生的練習(xí),以此完成復(fù)習(xí)任務(wù).在整節(jié)課的復(fù)習(xí)中,對(duì)于物理概念大多是對(duì)舊知的重復(fù),重點(diǎn)不突出,知識(shí)體系不清晰;對(duì)于練習(xí)的設(shè)計(jì),常是許多題目的簡(jiǎn)單堆疊,題型紛繁復(fù)雜,主次不分,學(xué)生茫無頭緒,學(xué)習(xí)興趣不濃,收獲不大,整節(jié)復(fù)習(xí)課的效果不明顯.
在電學(xué)復(fù)習(xí)課中,筆者認(rèn)為應(yīng)以電學(xué)中基本的電路為基礎(chǔ),打破章節(jié)的束縛,采用問題教學(xué)法,引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)梳理本章所涉及的物理概念,重溫重要的物理實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化重要物理規(guī)律的探究方法與過程,同時(shí),以基本電路為原型,設(shè)計(jì)重要題型,注重變式教學(xué),舉一反三,提高學(xué)生分析問題解決問題的能力.
蘇科版九年級(jí)物理第十四章《歐姆定律》中的基本電路如圖1所示.以此電學(xué)基本電路為主線,進(jìn)行整個(gè)章節(jié)的系統(tǒng)復(fù)習(xí)教學(xué),可以讓學(xué)生感覺到重點(diǎn)突出,思路清晰,耳目一新,還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,活躍課堂氣氛,提高復(fù)習(xí)效果.
1利用基本電路,進(jìn)行物理概念和規(guī)律的復(fù)習(xí)
物理概念和規(guī)律是物理學(xué)的基礎(chǔ),在物理的復(fù)習(xí)課中加強(qiáng)對(duì)物理概念和規(guī)律的再次重溫與梳理,應(yīng)是復(fù)習(xí)課的重要內(nèi)容之一.在對(duì)《歐姆定律》復(fù)習(xí)時(shí),筆者以此基本電路為基礎(chǔ),采用問題教學(xué)法,突出學(xué)生主體地位,引導(dǎo)學(xué)生梳理相關(guān)電學(xué)概念.
問題1此基本電路由電阻元件組成,請(qǐng)問電阻的定義、單位和影響因素各是什么?在研究影響電阻大小因素時(shí)采用了什么物理方法?
學(xué)生:電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,電阻的單位是歐姆(Ω),影響電阻的大小的因素有導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料和外界的溫度,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì);在研究影響電阻大小因素時(shí)采用了控制變量法.
問題2你能為滑動(dòng)變阻器寫一份說明書嗎?
學(xué)生:滑動(dòng)變阻器的工作原理是靠改變連入電路的電阻的長(zhǎng)度來改變電阻的大小,它在電路中的主要作用是控制電路中的電流大小,起到保護(hù)電路的作用,它的正確接法是采用“一上一下”的接法,它的銘牌告訴我們它連入電路的最大阻值和允許通過的最大電流值.
問題3此基本電路中,電路的總電阻應(yīng)如何計(jì)算?電壓的分配與電阻值大小存在怎樣的關(guān)系?
學(xué)生:串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻阻值之和,公式R總=R1+R2;串聯(lián)電路電壓的分配與電阻成正比,公式U1/U2=R1/R2.
2利用基本電路,加強(qiáng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)
在第十四章《歐姆定律》中,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系和伏安法測(cè)電阻是本章的兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn).運(yùn)用控制變量法,讓學(xué)生再次重溫實(shí)驗(yàn)探究過程,探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,從而得出歐姆定律,這對(duì)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力具有十分重要的意義;會(huì)依據(jù)歐姆定律測(cè)出定值電阻的阻值,在此基礎(chǔ)上通過變式教學(xué),讓學(xué)生設(shè)計(jì)出測(cè)電阻的多種方法,在提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能的同時(shí),可以培養(yǎng)學(xué)生的的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維.對(duì)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)與重溫應(yīng)是本章復(fù)習(xí)的重點(diǎn).但兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖是相同的,這為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ).筆者在復(fù)習(xí)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí),通過一系列的問題設(shè)計(jì),由表及里,層層推進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生思考,從而進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生加深對(duì)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的理解與掌握.
2.1問題:利用這個(gè)基本電路,可以完成本章的哪些實(shí)驗(yàn)
學(xué)生:探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;伏安法測(cè)電阻.
2.2利用這個(gè)基本電路,復(fù)習(xí)探究電流與電壓、電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)的問題設(shè)計(jì)
問題1:本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)方法是什么?
學(xué)生:控制變量法.
問題2:本實(shí)驗(yàn)的操作要點(diǎn)是什么?
學(xué)生:手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,眼睛觀察電壓表的示數(shù).
問題3:本實(shí)驗(yàn)滑動(dòng)變阻器有什么作用?
學(xué)生:在探究電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是改變定值電阻電壓;在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器的作用是控制電壓不變;保護(hù)電路.
問題4:本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格怎樣設(shè)計(jì)?(略)
問題5:本實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么?怎樣用圖像表示?
學(xué)生:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比,這就是歐姆定律的內(nèi)容.(圖像略)
問題6:歐姆定律的公式是什么?運(yùn)用歐姆定律計(jì)算時(shí),應(yīng)注意什么問題?
學(xué)生:歐姆定律公式是I=U/R,運(yùn)用歐姆定律計(jì)算時(shí),應(yīng)注意電流、電壓、電阻是同一時(shí)刻同一用電器三個(gè)物理量,且該用電器是純電阻用電器.
問題7:歐姆定律實(shí)驗(yàn)探究過程中具體問題的設(shè)計(jì):在利用這個(gè)基本電路探究電流和電阻關(guān)系時(shí):
(1)小明先將5 Ω的電阻接入電路讀出電流I,再換10 Ω的定值電阻讀出電流,發(fā)現(xiàn)并不等于I 的一半,請(qǐng)你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因.(沒有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器保持電阻兩端的電壓不變)
(2)了解原因后,小明重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中他控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V.他先用5 Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),再換用10 Ω的定值電阻,合上開關(guān)后,你認(rèn)為電壓表的示數(shù)將(大于)1.5 V,此時(shí)應(yīng)向(右)調(diào)節(jié)滑片,使電壓表的示數(shù)仍為1.5 V.
(3)若在這個(gè)電路中,電源電壓是3 V,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是15 Ω.實(shí)驗(yàn)過程中小明控制定值電阻兩端的電壓恒為1.5 V,最后用20 Ω的電阻替換10 Ω的電阻接入電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無法讀取與20 Ω的電阻對(duì)應(yīng)的電流值.經(jīng)檢查,電路連接無誤,且元件完好,請(qǐng)你幫他找出兩種可能的原因.(原因1:滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏??;原因2:控制定值電阻兩端電壓偏?。?/p>
2.3利用這個(gè)電路進(jìn)行伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)的問題設(shè)計(jì)
問題1:伏安法測(cè)電阻的原理是什么?
學(xué)生:根據(jù)歐姆定律I=U/R.
問題2:在電路連接過程中應(yīng)注意哪些問題?
學(xué)生:連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開.開關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值位置.
問題3:在連接電路時(shí),電流表與電壓表的量程應(yīng)怎樣選擇?
學(xué)生:電壓表根據(jù)電源電壓來選擇量程;電流表根據(jù)電路中所估測(cè)的最大電流來選擇量程.
問題4:此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是什么?表格應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)?
學(xué)生:保護(hù)電路;多次測(cè)量取平均值,以減小實(shí)驗(yàn)誤差.(表格略)
問題5:若用這個(gè)電路測(cè)小燈泡電阻,測(cè)出的小燈泡電阻不同,是由于實(shí)驗(yàn)誤差的原因嗎?
學(xué)生:不是,燈泡電阻受溫度影響.
問題6:在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)和探究電流和電壓、電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中都做了三次實(shí)驗(yàn),它們的目的相同嗎?
學(xué)生:不同,前者是多次測(cè)量求平均值以減少誤差,后者是排除實(shí)驗(yàn)偶然性.
問題7:在利用這個(gè)電路測(cè)量定值電阻阻值時(shí),若電流表?yè)p壞,如何利用余下的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出定值電阻的阻值?
(1)方法1:如圖2甲所示,閉合開關(guān),先用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端電壓為U1,再用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器R兩端電壓為U2,變阻器一直處于最大阻值位置,則Rx=U1R/U2.
(2)方法2:如圖2乙所示,閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片P滑到a端讀出電壓表示數(shù)為U1,滑片P滑到b端讀出電壓表示數(shù)為U2,則Rx=U2RU1-U2.
(3)方法3:若再提供一個(gè)電阻箱,如圖2丙所示,保持滑動(dòng)變阻器的滑片P不動(dòng),只閉合開關(guān)S1讀出電壓表示數(shù)為U;只閉合開關(guān)S2,并調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表示數(shù)仍為U,則電阻箱R0的阻值為此時(shí)待測(cè)電阻的阻值.此方法為等效替代法.
問題8:在利用這個(gè)電路測(cè)量定值電阻阻值時(shí),若電壓表?yè)p壞,又如何利用余下的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)出定值電阻的阻值?
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總體思路:電路并聯(lián).
3利用基本電路,提高學(xué)生解題能力
筆者認(rèn)為,本章習(xí)題繁多,教師在復(fù)習(xí)時(shí),若不注重總結(jié)、歸納和引導(dǎo),容易使學(xué)生陷于題海中.本章雖題目繁多,但通過《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的學(xué)習(xí)和對(duì)大量題型的認(rèn)真分析與總結(jié),許多題目設(shè)計(jì)總是圍繞筆者所提供的基本電路展開.在一節(jié)課復(fù)習(xí)時(shí)間有限的前提下,以此電路為基礎(chǔ),注重對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)和重點(diǎn)題型的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要.通過對(duì)此電路相關(guān)問題的精心設(shè)計(jì),在師生共同討論與分析前提下,可提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,還能使學(xué)生觸類旁通,起到事半功倍的效果.
問題1根據(jù)表1數(shù)據(jù)回答:在這個(gè)基本電路中,連接電路需用導(dǎo)線,應(yīng)從銅線和鐵線中,選用.制作滑動(dòng)變阻器選擇電阻線材料時(shí),應(yīng)從錳銅合金和鎳鉻合金中,選用.
表1導(dǎo)線電阻R/Ω導(dǎo)線電阻R/Ω銅0.017錳銅合金0.44鐵0.096鎳鉻合金1.1(導(dǎo)線長(zhǎng)1 m,橫截面積1 mm2,溫度20 ℃)
問題2當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),電流表的示數(shù),電壓表的示數(shù),電壓表與電
流表的示數(shù)之比.
問題3當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),若電流表示數(shù)不變且為零,但電壓表的示數(shù)較大,可能的電路故障是;若電流表有示數(shù),但電壓表沒有示數(shù),可能的電路故障是.
問題4在這個(gè)電路中,若電源電壓為6 V且保持不變,定值電阻阻值為8 Ω,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10 Ω.小明所選用的電壓表量程為0~3 V,電流表量程為0~0.6 A.為了保證電路安全,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是
A.0~2 ΩB.0~8 Ω
C.2 Ω~8 ΩD.8 Ω~10 Ω
初中物理復(fù)習(xí)課與新授課相比,教師對(duì)復(fù)習(xí)課的課堂教學(xué)研究不夠深入,教師各種公開教學(xué)與教學(xué)競(jìng)賽活動(dòng)常以新授課為主,對(duì)復(fù)習(xí)課,教師常感教學(xué)方法單調(diào),很難引人入勝.但初中物理復(fù)習(xí)課對(duì)提高初中物理教學(xué)質(zhì)量又是重要的一環(huán),初三中考前的復(fù)習(xí)課常是中考前物理課堂教學(xué)的常態(tài),占據(jù)初三學(xué)生中考前的較長(zhǎng)時(shí)間,因而,探究科學(xué)的復(fù)習(xí)方法,加強(qiáng)復(fù)習(xí)課的教學(xué)研究,對(duì)提高初中物理復(fù)習(xí)課的效果具有十分重要的意義.