時間:2023-07-18 09:35:10
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇?dú)W姆定律比例問題,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
關(guān)鍵詞:物理定律;教學(xué)方法;多種多樣
關(guān)鍵詞:是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意:首先要明確、掌握有關(guān)物理概念,再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論,或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理(如牛頓第一定律)。有些物理量的定義式與定律的表式相同,就必須加以區(qū)別(如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系,還要明確定律的適用條件和范圍。
(1)牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)作第二定律的特例;慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”。教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
(4)機(jī)械能守恒定律這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
(5)動量守恒定律歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量,使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時,如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的含義,引入了慣性的概念,是研究整個力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)做第二定律的特例;慣性不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以......”教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)注意公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力常量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
四、機(jī)械能守恒定律。這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題,相互作用的物體的所有動量都在一條直線上,所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤,應(yīng)該使他們明確,在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化,表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用,就沒有守恒問題。在解決實(shí)際問題時,如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大,就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用,系統(tǒng)中有多少物體在相互作用,相互作用的形式如何,只要系統(tǒng)不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時應(yīng)注意:①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動勢的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義式。中學(xué)物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
(1)牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法,回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確:牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài),不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義,引入了慣性的概念,是研究整個力學(xué)的出發(fā)點(diǎn),不能把它當(dāng)做第二定律的特例;慣性不是狀態(tài)量,也不是過程量,更不是一種力。慣性是物體的屬性,不因物體的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時,應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞:“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài),所以……”教師還應(yīng)該明確,牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系,但當(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時,常??梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
(2)牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上,從物體在外力作用下,它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá):物體的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意:公式F=Kma中,比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1;a隨F改變存在著瞬時關(guān)系;牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系,以及與運(yùn)動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
(3)萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意:①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程,卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn),海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比(平方反比定律),減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式,只適用于計算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
(4)機(jī)械能守恒定律。這個定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理,在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量,用它來解決問題時,就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程(過程量被消去),使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件(只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功)。這個定律不適用的問題,可以利用動能定理或功能原理解決。
(5)動量守恒定律。歷史上,牛頓第二定律是以F=dP/dt的形式提出來的。所以有人認(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來,主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相,就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說,多數(shù)難以做到。即使做得到,要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出,再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律,也不違反科學(xué)規(guī)律。
(6)歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I=U/R或U=IR。教學(xué)時應(yīng)注意:①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言;“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)體說的。②I、U、R是同一電路的3個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動勢的概念,并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I=ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式,要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確,普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R=U/I或I=(1/R)U,式中R是比例恒量。若R不是恒量,導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否,R=U/I這個關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把 R=U/R列入歐姆定律公式,是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
例1如圖1所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動變阻器的滑片在某兩點(diǎn)間滑動時,電壓表的示數(shù)在7.2V~10V范圍內(nèi)變化,電流表的示數(shù)在0.2A~0.48A范圍內(nèi)變化,求電源電壓U和定值電阻R1的值。
分析電路在兩種狀態(tài)下,電流表、電壓表示數(shù)的對應(yīng)關(guān)系不能搞錯。當(dāng)電流小時,R1兩端電壓小,R2兩端電壓大,此時R2阻值也大。因此,當(dāng)電壓表示數(shù)是10V時,電流表示數(shù)是0.2A。
一、解題方法比較
大多數(shù)同學(xué)習(xí)慣從整體上用歐姆定律公式解題,即將三個基本量合用于一個式子。
(一)列方程組法
在此題目中,無法找到“同一狀態(tài)”下,與所求量U或R1在同一段電路中對應(yīng)的另兩個量的具本數(shù)值,由此想到用列方程組的方法解之。
建立方程組就是利用一定的關(guān)系,在不同狀態(tài)下將所求量與對應(yīng)的已知量組織在一起。下面是幾種列方程組的方法。
1.表示電路中不變的量。
不管滑片如何滑動,引起怎樣的變化,在電路中總存在著不變的量(往往就是所求的量),可用變化的量表示這些不變的量。
(1)電阻器R1的阻值不變
(2)電源電壓U不變
②U=0.2R1+10U=0.48R1+7.2
2.利用電路中不變的關(guān)系。
不變的關(guān)系就是電路三個基本物理量間的關(guān)系,根據(jù)電路的特點(diǎn)和方程中應(yīng)包括所求量的要求,建立方程組有以下三種方法。
(1)電阻關(guān)系。
在串聯(lián)電路中電阻的關(guān)系是:R=R1+R2,為了簡化方程組,可先計算出變阻器在兩種狀態(tài)下的阻值(用電壓表和電流表對應(yīng)的示數(shù)計算,分別是50Ω和15Ω)。
(2)電流關(guān)系。
在串聯(lián)電路中電流處相等,即I=I1=I2。但在本題中只需用與所求量有關(guān)的部分,即I=I1。R2的阻值可先求出。
(3)電壓關(guān)系。
在串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系是:U=U1+U2,建立的方程組與方程組②相同。
3.表示已知量。
用所求量表示已知量的數(shù)值,可將它們組織在一起,從而建立方程組。
(1)表示電流
(2)表示電壓
⑥7.2=U-0.48R110=U-0.2R1
由上可知,列方程組的方法很多,列出的方程組形式各異,但每個方程組都可通過數(shù)學(xué)變形而相通。但解方程組②和⑥要簡單一些,因其與另外幾個方程組相比,可省去去分母的麻煩。
(二)比例法。
克服思維定勢的影響,若將歐姆定律分而用之,即分別利用其中的兩個比例關(guān)系,反而能更好地體現(xiàn)定律的實(shí)質(zhì),使解題過程更簡潔。
1.電壓相同時,電流與電阻成反比。
利用這一反比例關(guān)系,一定要注意其前提條件是“電壓相同”。分析題意知,電路中只有電源電壓(即總電壓)不變,因而電流應(yīng)與總電阻成反比??上扔脤?yīng)電壓、電流值求出R2的阻值。
2.電阻相同時,電流與電壓成正比。
同樣,利用這一正比例關(guān)系,也要注意其前提條件:電阻相同。由題意知,電路中只有定值電阻R1的阻值不變,因而可用“R1中電流與R1兩端電壓成正比”例方程。
(三)比差法。
在比例法的基礎(chǔ)上,能不能再次“由分到合”是很多同學(xué)思考的問題。能否由歐姆定律整體使用而求解呢?
仔細(xì)推敲歐姆定律內(nèi)容:當(dāng)電阻不變時,電流與電壓成正比。當(dāng)電壓發(fā)生變化時,電流發(fā)生相同比例的變化。即電壓的差值與電流差值的比值(導(dǎo)體的電阻)是不變的,以下面推導(dǎo)佐證之。
因此,可以用比差法――電壓差值和電流差值的比,求出定值電阻,繼而求出其他相關(guān)量。實(shí)際的電路問題,基本上是通過改變開關(guān)的狀態(tài),或滑動變阻器滑片的位置來改變電阻,從而改變某部分電路的電壓和電流,故此方法適用性較強(qiáng)。
本題中電路僅分成兩部分,一部分電壓增大值就是另一部分電壓的減少值,即ΔU1=ΔU2。
縱觀三類方法的解題過程,一般來說,比差法較為簡潔,為首選方法,其次是比例法,再次是列方程組法。
但它們的理解難度則依次降低,運(yùn)用比差法則還需經(jīng)過簡單的推導(dǎo)。但我們應(yīng)不惜“多費(fèi)一些功夫”,努力理解和使用簡單方法,因?yàn)槲覀兌级谩澳サ恫徽`砍柴功”的道理。
二、巧用條件,善用“比”的形式解題
運(yùn)用“比”的方法解題,可省去很多解方程組的繁瑣步驟,提高解題速度。只要巧妙利用問題中的條件,大多數(shù)這類問題中構(gòu)造“比”式是比較容易的。
例2如圖2所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動變阻器的滑片P滑至a端時,電流表的示數(shù)是0.6A,當(dāng)滑片P滑至b端時,電壓表的示數(shù)是6V,R2的最大阻值是30Ω,求電源電壓U和定值電阻R1的值。
分析只要著意從“比”式入手,便可知曉題中條件的應(yīng)用方法。
1.比例法。
需先計算出滑片P滑至b端時的電流值:
以下可用兩種比例關(guān)系解題:
2.比差法。
需計算出通過定值電阻R1的電流變化值及兩端電壓變化值。
ΔI=I-I′=0.6A-0.2A=0.4A。
ΔU=U-(U-U2)=U2=6V。
善于用“比”的形式解題,但不是說每一個問題都一定要用這個方法,因?yàn)槲覀冃枰ㄟ^一定的過程來構(gòu)造“比”式。若能根據(jù)一定關(guān)系,直接利用已知條件,列出簡單的方程組(如例1中②和⑥方程組),也不失為好方法。
關(guān)鍵詞:初中物理;電流表電壓表;實(shí)驗(yàn)觀察
對于剛剛升入九年級的學(xué)生來說,九年級電學(xué)知識在近幾年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相應(yīng)比例少點(diǎn),八年級物理明顯的不同點(diǎn)是:八年級物理各章相對獨(dú)立些,特別是滬科版上冊是聲學(xué)、光學(xué)、物質(zhì)的形態(tài)及其變化、物質(zhì)的質(zhì)量與密度,下冊是力學(xué)知識:力與機(jī)械、運(yùn)動與力、壓強(qiáng)與浮力。所以某部分沒學(xué)好,其他章節(jié)還能迎頭趕上。我個人認(rèn)為這是怕學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中枯燥乏味。而到九年級,開篇就是電學(xué),大部分時間都在接觸電學(xué),電學(xué)的學(xué)習(xí)就像爬山一樣,一開始如果就很累的話,那么越學(xué)到后面越吃力,到后來就根本爬不動,不可收拾,有的同學(xué)要補(bǔ)課還不知從何補(bǔ)起。所以,可以說,學(xué)好了電學(xué)就是學(xué)好了九年級物理。
一、注重學(xué)習(xí)效率,上課時專心聽講,是學(xué)好電學(xué)的主要途徑。
課堂中的例題分析,考后試卷錯題的講解,只有真正聽懂、理解了、消化了,課后是不需要死記硬背的。對于教師而言,學(xué)生實(shí)驗(yàn)自己做了,結(jié)論自己得出了,規(guī)律也會找了,但后面緊跟著的是大量的練習(xí),來鞏固對理論的理解。所以必須要有多種形式的教學(xué)手段來吸引學(xué)生上課認(rèn)真聽講。有時連續(xù)幾節(jié)課都是講、練習(xí)題,必然會有些枯燥,這時教師除了運(yùn)用多媒體手段教學(xué),還可以進(jìn)行學(xué)生編題比賽、學(xué)生糾錯等多種教學(xué)手段,有時教師還可以故意設(shè)下陷進(jìn),讓學(xué)生去犯錯,然后讓他們自己去“鉆”出來,學(xué)生必定有一種釋然的感覺。種種方式或手段目的都是為了調(diào)動同學(xué)們的積極性,讓枯燥的習(xí)題課上得生動有趣。
另一方面,由于學(xué)生學(xué)得好壞有差異,學(xué)生的成績也就有差別,所以整堂課的例題選擇要顧及到絕大多數(shù)學(xué)生。
二、電學(xué)的學(xué)習(xí),要注重學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變。
第一,重視電學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究,不再是依賴?yán)蠋煹难菔緦?shí)驗(yàn),而是同學(xué)們依靠自己與同伴的協(xié)作,連接電路圖、測出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)方法,電學(xué)中有幾個重要的定律,貫穿在整個電學(xué)中。同學(xué)們在認(rèn)真完成課內(nèi)規(guī)定實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,還可以自己設(shè)計實(shí)驗(yàn),來判斷自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案在實(shí)踐中是否可行,因?yàn)榇罅康奈锢硪?guī)律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。例如,設(shè)計樓道口開關(guān)電路、醫(yī)院為病號設(shè)計電路,或設(shè)計在缺少電流表或缺少電壓表的條件下測量未知電阻的實(shí)驗(yàn)。這些都需要學(xué)生自己獨(dú)立思考、探索,不斷提高自己的觀察、判斷、發(fā)散思維等能力,使自己對電學(xué)知識的理解更深刻,分析、解決問題更全面。
第二,電學(xué)要重視畫圖和識圖的思維方法,剛學(xué)電學(xué)探究電路和探究歐姆定律離不開圖形,復(fù)雜電路設(shè)計,都是主要依靠“圖形語言”來表述的。畫圖能夠變抽象思維為形象思維,更精確地掌握物理過程。有了圖就能作狀態(tài)分析和動態(tài)分析,明確歐姆定律應(yīng)用于某一電阻還是整個電路;特別是班班通電子白板的應(yīng)用,另外還必須根據(jù)現(xiàn)成的圖形學(xué)會識圖,要學(xué)會在復(fù)雜的圖形中看出基本圖形。例如,在計算有關(guān)電路的習(xí)題時,已給出的電路圖往往很難分析出來是串聯(lián)或是并聯(lián),如果能熟練地將所給出的電路圖畫成等效電路圖,就會很容易地看出電路的連接特點(diǎn),使有關(guān)問題迎刃而解。
三、學(xué)習(xí)電學(xué)要善于總結(jié)與歸類。
在學(xué)習(xí)完歐姆定律后,有大量的習(xí)題,很多題目都有重復(fù)性,但很多同學(xué)就是不停地犯錯。因?yàn)椴簧朴诳偨Y(jié)、思考,所以成績一直不理想。總結(jié)中不難發(fā)現(xiàn),在整個電學(xué)知識體系中,歐姆定律是精髓,電流、電壓、電阻、電功、電熱以及電功率的計算,都要在對歐姆定律深刻的理解基礎(chǔ)上才能解答得熟練而準(zhǔn)確。所以,對一階段的學(xué)習(xí)及時做一下總結(jié),既是承上做一個復(fù)習(xí)又是啟下的一個預(yù)習(xí)。
對于歸類而言,其實(shí)把問題分一下類,就不難發(fā)現(xiàn)后面計算題的電路圖與剛開始電路分析的電路圖相差無幾,只是多了條件,多了要求。而計算的熟練與否是來自于前面扎實(shí)的電路分析。比如開關(guān)類型的題目可以歸為一類,剛開始學(xué)習(xí)時,主要是分析開關(guān)斷開或閉合時,有哪些用電器工作并屬于什么連接方式,或者要求用電器串聯(lián)或并聯(lián),開關(guān)應(yīng)如何動作,在分析電路時,短路現(xiàn)象的分析是難點(diǎn);在學(xué)習(xí)了歐姆定律后,就出現(xiàn)了大量的計算題。有了前面會分析電路的基礎(chǔ),結(jié)合公式I=U/R以及兩個變形公式,解題時注意短路現(xiàn)象和歐姆定律針對的是同一部分電路,經(jīng)過一定量的練習(xí),那么考試時計算題基本是得分題。故障分析的可以歸為一類。只要做個有心人,把后面與前面所學(xué)的知識點(diǎn)互相聯(lián)系起來,則整個電學(xué)就會逐漸在頭腦中構(gòu)成一個完整的知識網(wǎng),任何題目隱藏的就是這張網(wǎng)中的一個或多個知識點(diǎn)的結(jié)合。
一、電學(xué)計算題教學(xué)
【例1】 把電源(電壓一定)、開關(guān)、兩個未知阻值的定值電阻R1和R2、滑動變阻器R、一個電流表和兩個電壓表、導(dǎo)線連成了如圖1所示的電路。閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P,發(fā)現(xiàn)V1、V2、A表的示數(shù)都在改變,把電流表A的示數(shù)和對應(yīng)的電壓表V1、V2的示數(shù)記在下表中。(設(shè)電阻不隨溫度變化而改變)
(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)求出定值電阻R2的阻值。
(2)求出電源電壓U和定值電阻R1的阻值。
(3)求整個電路消耗的最大電功率。
解:(1)從表格數(shù)據(jù)可知I=0.2A時,R2兩端的電壓U2=0.8V,由I=UR 得R2=U2I=0.8V0.2A=4Ω 。(2)設(shè)電源電壓為U,由表中數(shù)據(jù)知,當(dāng)電路電流I=0.2A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓U2=2.8V。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律和歐姆定律有:U=0.2R1+2.8;
當(dāng)電路電流I2=0.3A時,R2和滑動變阻器R兩端總電壓為U3=2.7V,根據(jù)上面推導(dǎo)有:U=0.3R1+2.7,聯(lián)解得U=3V,R1=1Ω。
(3)當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為零時,電路消耗的功率最大則有:I最大=UR1+R2=3V1Ω+4Ω=0.6A ,
P最大=UI最大=3V×0.6A=1.8W。
這道物理計算題主要考查學(xué)生審讀電路圖的能力和運(yùn)用串聯(lián)電路的特點(diǎn),歐姆定律等的知識,學(xué)生就要對串聯(lián)電路及其特點(diǎn)、歐姆定律有確切的理解,因此在教學(xué)中教師就要引導(dǎo)學(xué)生從串聯(lián)電路及特點(diǎn)、歐姆定律入手考慮。解答這道題首先要知道電路是串聯(lián)電路,再根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),當(dāng)然也要求學(xué)生理解好歐姆定律,才能準(zhǔn)確地解答出答案。若學(xué)生對這些知識沒有掌握好,電路連接方式判斷錯誤或者歐姆定律的運(yùn)用錯誤,就會導(dǎo)致本題的大失分。
二、力學(xué)計算題教學(xué)
在初中物理的力學(xué)中,浮力計算既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),很多學(xué)生對這類題束手無策,其主要原因是學(xué)生不熟悉掌握浮力的求法及其受力分析能力差,教師在講解浮力計算題時應(yīng)加強(qiáng)解題方法的指導(dǎo)。
圖2
【例2】 如圖2甲所示,把邊長為0.1m的正方體木塊放入水中,靜止時有2/5的體積露出水面,然后在其上表面放一塊底面積為2.0×10-3m2的小柱體,如圖2乙所示,靜止時方木塊剛好能全部浸入水中。(g=10N/kg)求:
(1)甲圖中木塊受到的浮力。(2)木塊的密度。
(3)小柱體放在木塊上面時對木塊上面的壓強(qiáng)。
解:(1)甲圖中木塊漂浮在水中,木塊受到的浮力
F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3×35 =6N。
(2)甲圖中木塊漂浮在水中,F(xiàn)?。紾木,ρ水g×35 V木=ρ木gV木,ρ木=35 ×10×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
(3)方法一:小柱體放在木塊上面時,F(xiàn)浮1=G柱+G木,
G柱=F浮1-G木=ρ水gV木-G木=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3-6N=4N,
小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強(qiáng)為:
p=FS =G柱S =4N2.0×10-3m2 =2×103Pa。
方法二:小柱體放在木塊上面時對木塊的壓力等于小柱體的重力,從圖甲到圖乙增加的浮力就等于小柱體的重力,即:
G木=F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1)3m3×25 =4N,
小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強(qiáng)為:
教學(xué)策略作為教學(xué)設(shè)計的中心環(huán)節(jié),其設(shè)計科學(xué)與否直接關(guān)系到教學(xué)的效率,甚至教學(xué)的成敗。建構(gòu)主義理論針對教學(xué)策略設(shè)計這一環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)指出:“我們不是僅僅為了選擇教學(xué)策略,而是要創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)者積極學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境?!睘榇耍?gòu)主義理論主張在教學(xué)設(shè)計中應(yīng)注意擴(kuò)展學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的責(zé)任感,包括允許學(xué)生決定自己想學(xué)什么,讓學(xué)生能管理自己的學(xué)習(xí)活動,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時能得到互相幫助,創(chuàng)設(shè)非威脅性的學(xué)習(xí)氣氛,幫助學(xué)生發(fā)展元認(rèn)知意識,使得學(xué)習(xí)富有意義,包括最大程度地利用現(xiàn)有知識,在現(xiàn)實(shí)情境中使教學(xué)有固著點(diǎn),提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的多種方式,促進(jìn)積極的知識建構(gòu),包括利用活動促進(jìn)高層次思維,鼓勵審視不同的觀點(diǎn),鼓勵創(chuàng)造性,靈活地解決實(shí)際問題,提供學(xué)生呈現(xiàn)學(xué)習(xí)過程與結(jié)果的機(jī)制。那么,如何在初中物理教學(xué)中進(jìn)行新課程課堂教學(xué)策略設(shè)計呢?筆者結(jié)合案例進(jìn)行分析:
一、物理教學(xué)策略設(shè)計案例
我們來分析針對《歐姆定律》一節(jié)課分別用歸納教學(xué)策略和探究教學(xué)策略設(shè)計的兩則案例:
【案例1】 運(yùn)用歸納教學(xué)策略設(shè)計的教案
1.導(dǎo)入:講述歐姆為探索真理,十年嘔心瀝血,堅持不懈地研究,最終得出歐姆定律的感人經(jīng)歷,激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。
2.演示實(shí)驗(yàn)
步驟1:研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系,記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。
步聚2:研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系,記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。
以上步驟由教師與學(xué)生共同活動完成。
3.對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納推理:當(dāng)導(dǎo)體的電阻不變時,增大導(dǎo)體兩端的電壓,電壓越高,通過導(dǎo)體的電流越大,電壓增大幾倍,電流強(qiáng)度就隨之增大幾倍;當(dāng)加在導(dǎo)體兩端的電壓不變時,隨著電阻的增大,流過電阻的電流強(qiáng)度就減小,電阻增大到原來的幾倍,電流強(qiáng)度就減小為原來的幾分之一。通過以上推理得出:導(dǎo)體的電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系;電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比例關(guān)系。
4.驗(yàn)證推理:設(shè)計兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表,每一組中留有適量的空白,請學(xué)生根據(jù)推理的結(jié)果在空白處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù),教師通過演示實(shí)驗(yàn)同學(xué)生一道驗(yàn)證所得結(jié)論的正確性。
5.歸納得出結(jié)論:導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比,這個結(jié)論叫做歐姆定律。
【案例2】 運(yùn)用探究策略設(shè)計的教案
1.提出問題:教師指出,我們曾通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),燈泡兩端的電壓越高,燈就越亮,流過燈的電流就越大。電流與電壓、電阻之間究竟有什么關(guān)系呢?
2.形成假設(shè):學(xué)生通過討論認(rèn)為有可能電流與電壓成正比,與電阻成反比(學(xué)生通過學(xué)過的有關(guān)電壓與電阻的知識能夠比較順利的提出假設(shè))
3.制訂方案:固定電阻、改變電壓、研究電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系,換用不同的電阻,保持電壓不變,重復(fù)上述步驟,研究電流與電阻的關(guān)系,教師與學(xué)生共同研討,確定最佳方案。
4.實(shí)施方案:學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入自己設(shè)計的表格中。
5.分析與論證:分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證與假設(shè)是否相符,得出結(jié)論。
6.評價:檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程的操作是否規(guī)范,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否可靠。
7.交流:各小組形成實(shí)驗(yàn)報告,交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果,形成最終結(jié)論(有關(guān)作業(yè)與反饋,保持與遷移等環(huán)節(jié)在兩案例中略)。
二、物理教學(xué)策略設(shè)計案例分析
運(yùn)用歸納策略設(shè)計的案例中,教師通過演示實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示了歐姆定律的形成過程,并經(jīng)過歸納推理得出歐姆定律,通過師生雙方的互動,學(xué)生不但對定律的來龍去脈有了清晰的了解,能夠系統(tǒng)地理解和掌握知識,同時也得到了科學(xué)方法的訓(xùn)練,發(fā)展了他們的觀察能力和邏輯思維的能力。相對于探究策略而言,歸納策略是比較省時的,而運(yùn)用探究策略設(shè)計的案例中,則是學(xué)生通過自己的探究活動得出結(jié)論的,由于學(xué)生親自參與了科學(xué)探究的全過程,因此,不但發(fā)展了他們發(fā)現(xiàn)問題,解決問題等多種能力,而且通過對探究樂趣的體驗(yàn),激發(fā)他們的創(chuàng)新意識與欲望。同時,由于探究過程是以組為單位進(jìn)行的,并且需要對結(jié)論進(jìn)行交流與評價,因此,對培養(yǎng)學(xué)生的合作精神及反思和評價能力也是十分有利的。物理教學(xué)策略是在一定情況下達(dá)到特定目標(biāo)的最有效的策略,只有當(dāng)教師對于教學(xué)內(nèi)容的類型、學(xué)生的現(xiàn)狀、現(xiàn)有的條件等各方面因素,都能做到心中有數(shù),才能考慮為達(dá)到某個特定目標(biāo)的“最好”的教學(xué)策略。
關(guān)鍵詞:電阻;伏安法;歐姆定律
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1674-9324(2012)06-0253-02
在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,測定電阻的實(shí)驗(yàn)占很大比例,掌握其基本方法有助于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的突破。其實(shí),電阻的測量方法大致可分為三類:伏安法、比較法、其他方法。設(shè)計電路時,首先要根據(jù)給定的器材,正確判定測量方法是三種中的哪一種。其次,對給出的多個同類器材,能夠正確選用。再次,依據(jù)不同的方法和電路連接的實(shí)質(zhì),運(yùn)用歐姆定律,正確得出測量結(jié)果或者結(jié)果的表達(dá)式。
一、伏安法測電阻
測量原理:測出被測電阻的電壓、電流,計算求得RX。實(shí)驗(yàn)線路:分為供電線路和測量線路兩部分;供電線路分為限流方式和分壓方式;測量線路分為內(nèi)接法和外接法。技巧1:給定多只表時,要根據(jù)電源、RX、量程、表內(nèi)阻、定值電阻綜合考慮,選擇用哪些表合適,何種電路合適。技巧2:若只給出表的阻值“約值”,考查點(diǎn)為區(qū)分內(nèi)外接法以減小誤差。測量結(jié)果有誤差,結(jié)果表達(dá)式中不含“表內(nèi)阻”;若給出表的阻值“準(zhǔn)確值”,考查點(diǎn)為改表(此時必定還有定值電阻)。測量結(jié)果無誤差,結(jié)果表達(dá)式中一定含“表內(nèi)阻”;
1.供電線路。技巧3:大多數(shù)情況用分壓方式。限流、分壓的選擇依據(jù):零起必分壓(要求電壓電流從0測起,如測小燈泡的伏安特性);滑小必分壓(滑動變阻器的全阻值比RX小時用分壓);燒表必分壓(表接在干路中會超過量程,此時采用分壓線路,用部分電壓供電。干路電流大但無表,表接入分支時不會超過量程,不會出現(xiàn)燒表現(xiàn)象。切忌估算時一看到超過小表量程就去掉小表而選大表,結(jié)果出現(xiàn)大表偏轉(zhuǎn)太小的錯誤。原理圖的畫法。技巧4:注意變阻器是否用全電阻或者供電線路是否留缺口。分壓式:閉合回路,無缺口,全電阻,先畫電源閉合回路(將電源、開關(guān)、變阻器全電阻串成閉合回路);分出部分電壓(將滑動頭和變阻器的一端引出兩個分支頭)。限流式:非閉合回路,留有缺口,將電源、開關(guān)、變阻器部分電阻串成一串(非閉合回路,留有缺口以便串入測量線路)。
2.測量線路。①先將RX與安培表串聯(lián),再將伏特表左端與其并聯(lián),再考慮將內(nèi)外接的問題(伏特表右端并在安培表左方還是右方,也就是是否把安培表包在內(nèi)還是在其外)。②內(nèi)外接的判定(如果知道各電表的準(zhǔn)確阻值,則不受此限制,按全電路歐姆定律求解)。判定前提:知道RX、RA、RV的大約阻值,判定依據(jù):比較RX2與RA、RV的大小。判定結(jié)論:內(nèi)大外小(平方RX2大,內(nèi)大)。技巧5:先畫RX與安培表的串聯(lián),再畫伏特表“一端”與RX的并聯(lián),最后確定伏特表“另一端”是否將安培表圈起來。
3.改表的思考技巧。技巧6:選用兩個同類表時,哪個表的阻值為準(zhǔn)確值,就改哪個表;選用兩個同類表時,量程大的通常在外面;小電阻,是并聯(lián)改安培表用的,大電阻,是串聯(lián)改伏特表用的。
4.實(shí)物圖的連接。同原理圖的連接順序一樣,但要注意極性問題,導(dǎo)線不能出線交叉。技巧7:最后并伏特表,可避免導(dǎo)線交叉;實(shí)物連線時,若表的正極在右方,則右方連線接電源正極,這樣可避免導(dǎo)線交叉或繞線雜亂。
二、比較法測表的內(nèi)阻,有半偏法和替換法兩種
測量原理:給RX并上或串上相同的電阻R0,流過的RX電流減半——半偏法;用與RX相等的電阻R0替換RX后,回路電流電壓不變——替換法。應(yīng)用條件:有單刀雙擲開關(guān)時,為替換法(兩條支路只能用一條,要么接RX,要么接R0)。有一個或兩個單開關(guān)時,為半偏法(干路一個開關(guān),并相同的R0時用一個開關(guān))。技巧8:不是單開關(guān),就不是伏安法。
1.替換法。①實(shí)質(zhì):用與被測量表相同的電阻替換掉被測量表,兩次電路是相同的。②電路:先將RX與電源、開關(guān)、變阻器組成串聯(lián)回路;再給并上一個電阻箱,最后將開關(guān)改為單刀雙擲開關(guān)。根據(jù)指示表的種類,注意電路的畫法。先未知后已知——先接未知支路,再接已知支路——兩次指示表示數(shù)相同。③結(jié)論:RX=R0(兩電阻阻值相同,完全替換)。④誤差:完全相等,無系統(tǒng)誤差(指示表的內(nèi)阻與測量無關(guān),僅表明兩次電路相同)。
2.半偏法。①實(shí)質(zhì):給被測量表并(或串)一個相同的電阻,電路的電阻加倍(或減半),導(dǎo)致流過被測量表的電流減半。②電路:分兩種電路。串聯(lián)電路法:應(yīng)用前提,電源沒有內(nèi)阻——恒壓半偏法。并聯(lián)支路法:應(yīng)用前提,串大并小——恒流半偏法(串聯(lián)的大變阻器約為100RX,并聯(lián)的小電阻箱至少比Rg大)。測量方法:先滿偏后半偏(同理,也可偏轉(zhuǎn)1/3,1/4,結(jié)果式子根據(jù)電路求得)。③結(jié)論:看電路,由歐姆定律得到結(jié)論。④誤差:必然有系統(tǒng)誤差(記憶方法,看電路是串聯(lián)還是并聯(lián),串聯(lián)偏大,并聯(lián)偏?。?/p>
三、其他方法測電阻
1.應(yīng)用前提:既不是伏安法(通常給定兩個同類表),也不是比較法(沒有單刀雙擲開關(guān)或者兩個單開關(guān)),則只好采用其他方法測電阻了。技巧9:通常2個安培表接為并聯(lián)電路,2個伏特表接為串聯(lián)電路。
2.結(jié)果推導(dǎo):根據(jù)全電路的歐姆定律,寫出兩次包含RX和測量值(I1、I2或者U1、U2)以及電阻箱、定值電阻(R1、R2)的方程組,求解得出結(jié)果表達(dá)式。情形舉例:題目給定的兩只表并非 、 各一只,而是兩只 或是兩只 ,以及未知電阻和一個定值電阻。思考方法:當(dāng)給定兩只電流表時,將Rx與R0并聯(lián),量程大的一只表測總電流,量程小的一只表測分電流。至于小電流表到底該串聯(lián)在Rx支路還是R0支路,取決于要使兩支路流過最大電流時,電壓相當(dāng),與供給電壓匹配。當(dāng)給定兩只電壓表時,將Rx與R0串聯(lián),量程大的一只表測總電壓,量程小的一只表測部分電壓。至于小電壓表該測Rx的分電壓(小電壓表并聯(lián)在Rx兩端),還是該測R0的分電壓(小電壓表并聯(lián)在R0兩端),取決于流過相同的最大電流時,兩電壓表的讀數(shù)均接近滿偏。畫好電路后,求結(jié)果時最好按電路連接方式,運(yùn)用歐姆定律求解,易于寫出對應(yīng)的方程,得到需要的結(jié)果。技巧10:非伏安法求結(jié)果,要據(jù)電路求結(jié)果。
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