摘自:《中学物理网》
物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理实验也是物理教学的基础。在教学中,教师应该注重学生实验能力的培养,做好各类实验。通过实验让学生更加深刻地理解物理概念,培养学生动手能力,掌握基本的实验技能,最终达到发展学生的智力,建立科学世界观的目的。
在新编高二《物理》(必加选)第十五章第四节“闭合电路欧姆定律”的教学中,笔者运用探索性教学法进行课堂教学,让研究性学习走进课堂,充分发挥学生的主观能动性,收到良好的教学效果。
一、教学设计说明
“闭合电路欧姆定律”这一节是“恒定电流”一章的主要内容,也是高中物理在初中“恒定电流”的基础上的深化。为了能让学生深刻地理解:电动势E、外电压U外、内电压U内三者之间的关系,同时,为培养学生的动手操作能力,笔者设计了学生分组实验,在老师的引导下,经过学生的自我探究,发现物理规律。从而培养了他们发现问题、分析问题的能力,达到既让学生掌握知识又提高能力的双重目标。
由于初中物理概念的局限性,学生错误地认为:电源是没有电阻的,电源接入电路与未接入电路两极间的电压保持不变。为了让学生正确认识问题的本质原因,据此设计这节课的主要流程:
二、重点与难点:
1、重点:在闭合电路中U外、U内、R、I、r间的关系。
2、难点:在误差范围内,分析实验数据,寻找实验数据的规律。
三、教具:
每组新干电池两只,小阻值电阻( 5Ω左右)、变阻箱、伏特表、毫伏表、开关和导线若干。
四、教学过程:
1、课题引入
师:在初中我们所学的电学主要内容是研究电路中一个或多个用电器的电压、电流、功率等问题。我们在处理包括电源在内的问题时,都是将电源看成没有内阻,只有电压的一个装置,电源在接入电路与未接入电路时两极间电压是不变的,但实际情况是不是这样呢?今天我们就共同来研究,在闭合电路中电压、电流、功率间的关系,使大家对恒定电流电路有更深刻的认识。
2、新课教学
师:我们先来观察一下,电源(干电池)接入电路与未接入电路时两极电压是否变化?(如图)
生: U断>U接
师:什么原因引起这样的变化呢?
生:学生分析可能的原因。总结得出:电源与 R构成闭合回路,电路中有电流,由于电源存在内阻,电源内部要损失部分电压。电源未接入电路时,电源内部没有电流,也就不存在电压的损失,从而使U断>U接。
师:考虑电源的内阻,在一个闭合回路中,电压、电流、总电阻有什么样的规律呢?
下面我们以实验的的形式来探讨以上这个问题。
请各位同学以如下的实验电路图连接好电路。先读出电键断开时  表的读数:U断=3.20V。
说明:由于实验器材有限,蓄电池中所用溶液为浓 H2SO4,有一定的危险性。所以设计的分组实验以干电池代替,用一个小阻值电阻(5Ω左右)将之等效为干电池内阻,以便测量等效的电源内电压(  的读数)。  的读数表示电源外电压。
每组学生测量五组数据,各自填写好投影片。所设计表格如下:
|
|
R |
 的读数 |
 的读数 |
 +  |
U断 |
|
1 |
60Ω |
2.70v |
0.40v |
3.10v |
3.20v |
|
2 |
70Ω |
2.73v |
0.38v |
3.11v |
3.20v |
|
3 |
75Ω |
2.75v |
0.37v |
3.12v |
3.20v |
|
4 |
85Ω |
2.80v |
0.35v |
3.15v |
3.20v |
|
5 |
90Ω |
2.83v |
0.33v |
3.16v |
3.20v |
实验完毕,将学生所填表格投影。在教师的带领下,学生分析实验数据,得出结论:
在误差范围内,可以认为  +  读数是不变的,近似等于U断。
师:实验数据中  +  读数随R增大而增大,为什么呢?难道用误差的概念就能简单地解释吗?其中是否还隐藏着其它的原因呢?
生:干电池本身有电阻,电路闭合时,电路中有电流,电源内部就会有部分电压损失。但  与  的读数都没有体现出来,从而使  +  的读数随R增大而逐渐偏大一些。考虑干电池内部的电压损失,会随电流的减小而减小,那么  +  的读数就近似认为不变。 |