初中物理电路动态分析十篇

时间:2023-06-15 17:40:12

初中物理电路动态分析

初中物理电路动态分析篇1

【关键词】物理 电路 电学

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)30-0133-02

动态电路是指滑动变阻器滑片的移动或开关的闭合与断开引起电路的变化,通常考查电压表或电流表示数的变化情况。动态电路分析一直是电学主流题型之一,中考一般出现在选择、填空或实验题中。主要是考查学生对欧姆定律、电能、电功率的把握及其运用电学知识解决实际电路问题的能力。

一 如何解决此类问题

首先要分析电路是串联还是并联,各个电表分别测哪个用电器的哪个物理量。(1)若是通过移动滑片来改变电路,先分析电阻如何变化。若是串联电路,电阻的变化会引起电流的变化,再根据串联电路分压的规律(分压与电阻成正比)判断电压表的示数变化。(2)若是并联电路,根据并联电路中各支路两端电压相等,通过电压表的位置判断,一般情况下,此时电压表示数不变;再根据各支路工作互不影响,判断电流表的示数是否变化,最后再判断如何变化。(3)若是通过开关改变电路,需分别分析开关断开时和开关闭合时电路的连接情况,以及各个电表分别测什么,再对比电表示数的变化。

二 典型例题

下面例举两种典型例题以供参考。

1.滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

第一,串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化。

例1:如图1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,请你判断电流表和电压表的变化。

分析:(先确定电路,再看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化,最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。)此电路是串联电路,电流表测的是总电流,电压表测的是R1两端的电压。当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻增大,电路的总电阻增大,从而使电路中的总电流减小。因此,电流表的读数减小。根据欧姆定律U1=I总R1,R1两端的电压减小,因此,电压表的读数减小。

针对练习:

[练习一]在如图2所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )。

A.电流表示数变大,灯变暗;

B.电流表示数变小,灯变亮;

C.电压表示数不变,灯变亮;

D.电压表示数不变,灯变暗。

[练]在如图3所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )。

A.电压表示数变大,灯变暗;

B.电压表示数变小,灯变亮;

C.电流表示数变小,灯变亮;

D.电流表示数不变,灯变暗。

第二,并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化。

例2:如图4,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化。

分析:(先确定电路,然后看准每个电表分别测的电压和电流值,再根据欧姆定律判断变化,欧姆定律无法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。)此电路是并联电路,电压表测的是电源电压,电流表A1测的是支路上通过R1的电流,电流表A2测的是总电流。当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器的电阻增大,导致并联电路的总电阻增大,因此电路中的总电流减小,电流表A2的读数减小。由于定值电阻R1的阻值和它两端的电压保持不变,根据欧姆定律通过R1的电流不变,因此,电流表A1的读数不变。由于电压表测的是电源电压,所以电压表的读数也不变。

针对练习:

[练习三]如图5,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?

[练习四]如图6所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表A1的示数如何变化?电压表V与电流表A示数的乘积将如何变化?

2.开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

例3:在如图7所示的电路中,开关K由断开到闭合时,电流表的示数将 ,电压表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。

分析:(先画出开关断开和闭合时的等效电路,然后再根据欧姆定律判断。)

如图8所示,开关断开时电阻R1和R2构成串联电路,电流表测的是总电流,电压表测得是R1两端的电压。开关

闭合时,整个电路只有一个电阻R1,电流表测的是总电流,电压表测的是R1两端的电压,也是电源电压。

如图9所示,当开关由断开到闭合时电路中的总电阻减小,所以电路中的总电流增大,电流表的读数增大。由于串联电路是分压电路,所以电压表的读数增大。

针对练习:

[练习五]在图10中,灯泡L1和灯泡L2是 联连接的。当开关K由闭合到断开时,电压表的示数将 ;电流表的示数将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。

[练习六]如图11所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,开关S1、S2都闭合时,电流表A与电压表V1、V2均有示数。当开关S2由闭合到断开时,下列说法正确的是( )。

A.电压表V1示数不变;

B.电流表A示数不变;

初中物理电路动态分析篇2

初中物理电学实验部分是中学物理的教学重点,学生学习知识的目的在于解决问题,锻炼新思维。从人类早期的钻木取火到今天的星球探测,每一次科学的进步都承载着人类的智慧。这些智慧来源于科学工作者点点滴滴的问题解决方案。因此,在初中物理电学实验教学中激发学生学习理论知识是解决问题的关键,对学生的继续深造和学习起着重要的作用。(1)、理解初中物理电学概念和基本公式。(2)、引导学生认识和正确使用电学仪器。(3)、正确连接电路图和实物图,培养学生分析实际电路图和实物图的能力。

二 、实验分析

初中物理电学实验教学的关键环节在于让学生自己连接电路,测量并记录有关实验数据。电学实验过程能锻炼学生的实践能力和解决问题能力,充分发挥学生的主观能动性,每一步的电路连接都体现了学生的逻辑思维能力。在实验中,学生可以从以下几点着手对初中物理电学实验进行分析。

(一)、了解实验的全过程,源于理论基础。

初中物理电学实验注重培养学生的思维,具体是提出问题,猜想或假设,设计实验,进行实验,分析和论证,实验评估。设计实验是关键,此过程要求学生掌握实验目的,实验器材,实验原理,实验步骤,实验现象。实验分析和论证是归宿,根据实验数据及实验现象分析解决问题。

(二)、电路有故障时,会分析出现故障的原因并解决。

初中物理电学实验中电路故障主要包括电路中出现短路、断路、所用电学仪器的错误使用等。具体故障分析如下:

若电流表示数为0,可能原因有:电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路;电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动;电流表被短路;若电流表示数非常大,说明短路或超过量程。电流表的指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。

若电压表示数为0,可能原因有:电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;电压表的两接线柱间被短路。若电压表指针反偏,说明电压表的正负接线柱接反了。

开路的判断

a、如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。

b、具体到那一部分开路,有两种判断方式:①把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压);则电压表两接线柱之间的电路开路(电源除外);

②把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则当时与电流表并联的部分断开了。(适用于多用电器串联电路)

短路的判断:①串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。②把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。

(三)、 实验数据记录及分析

初中物理每一个电学实验学生至少测量5组数据,保证每次操作和读数都要正确。然后建立直角坐标系,用横轴和纵轴代表相应的物理量,采用描点法找出相应的点,最后绘制成图像。如果实验次数太少会出现偶然现象,作图也会不够精确,导致大家得出错误结论。 此时,教师要具体讲解实验过程中会出现的误差,以及怎样会减小误差,这样有助于学生发散思维的训练,在学生自己亲手做实验时,能够独立分析并解决问题。

三 、问题解决

学生掌握物理电学知识的目的在于解决电学实验中面临的问题,实际上每一个同学和教师都是问题的解决者,在实验教学中,教师要充分发展学生的电学实验问题解决能力,,让每一个学生在解决电学实验问题的过程中学习知识,获得各种思维技巧,在此,创造性思维是解决电学实验问题高级的问题解决活动。以下是几点初中物理电学实验解决问题的一般过程。

(一)、电学实验的理解和表征问题阶段

电学实验问题解决的第一步是确定问题到底是什么,这就教会学生怎么首先来找出电学相关信息忽略无关的细节。除此之外,还要准取地表征问题,这要求同学们在做实验之前教师要上理论课,使得学生掌握电学实验领域的知识,要成功地表征问题要完成两个任务,第一个是电学实验语言理解,理解电学实验问题中每一个句子的含义;第二个任务是集中电学实验问题的所有句子达成对整个电学实验问题的准确理解。找到了一个有利的表征,就标志着找到了一个全新的思考问题的方法。

(二)、寻求解答电学实验问题阶段

电学实验中解决问题途径主要有算法式和启发式。

算法式:一个算法是为达到某一个目标或解决问题所要采取的一步一步的程序。电学实验中的算法通常与某一特定的电学理论所联系,在解决电学实验问题时,运用恰当的公式,例如测电阻的实验中我们要用到欧姆定律,同时又能正确的完成该种算法,那么就一定会得出一个正确的实验结果,从而能够准确地分析实验。

启发式:启发式就是根据目标的指引,试图不断地将问题状态转化成与目标状态近似的状态,从而试探那些只对成功趋向目标状态有价值的操作。

(1)控制变量法,此方法是把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决。初中物理电学实验中此法体现比较突出的实验是研究导体电阻的大小受哪些因素影响,它们是导体的长度,材料,横截面积,温度四个因素,我们在实验过程中要控制其他三个因素相同,改变其中一个因素,来研究导体电阻的变化。

(2)归纳法,是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。在测量小灯泡的实际功率实验中,每次实验要求改变滑动变阻器的接入电路中阻值,相应地测量出小灯泡两端的电压,流过小灯泡的电流,正确测量5次到7次,再根据P=UI计算。

(三)执行实验计划或尝试某种解答阶段

在表征某个电学实验问题并选好某种解决方案后,下一步就要引导学生执行计划,尝试解答实验中的问题。在以上小灯泡的实际功率实验中,一定要正确应用公式计算,避免在使用算法中出现错误。

(四)电学实验的评价阶段

初中物理电路动态分析篇3

    一、认真审题

    首先要在脑海里清晰地呈现U、I、R这三者在串、并联电路中各自的特点。在串联电路中:I=I1=I2=I3、U=U1+U2+U3、R=R1+R2+R3,在并联电路中:I=I1+I2+I3、U=U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式,就要知道导出公式的使用范围,即导出公式使用于纯电阻电路中(在纯电阻电路中Q=W)。其次要认真阅读并分析题目,找出题目中所述电路的各种状态,没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态,画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表,则先认为电压表处于断路状态,再分析电路的串并联,然后看电压表和谁并联则测谁的电压。

    二、有关“电路变化”的分析

    在教授电学部分知识的过程中,不论是教师还是学生都反映其主要的难点在于变化的电路太复杂,稍有不慎就会出现连锁的错误反应,让人应接不暇。教师在实际的教学过程中经过反复做题,学生经过反复练习,但均效果不佳。我以为,在做电路变化分析的类型的题目时要先帮助学生掌握影响电路变化的几个因素,无非就是电阻、电压、电流、电功率而已,在能够正确识别串联与并联的基础之上,电路变化主要取决于开关的设置,还有就是滑动变阻器的活动。我们首先要引导学生强化因开关设置而带来的电路变化,识别开关的开与关对整个电路的变化与影响。其次就是因为滑动变阻器的滑片滑动所带来的电压与电流的变化分析,进而一步步地突破这两个教学难点。我相信,只要我们教师心中有数,心里有谱,在给学生讲解的过程中保持良好的态度,进行层层深入地讲析,学生一定会举一反三、融会贯通。到了这个地步,学生对整个初中阶段的电学知识的学习也就达到了一种成熟的境界,为高中阶段的有效学习打下了坚实的基础。

    三、注重学习方法的转变

    首先,教师要有强烈的教图意识,也就是说,在初中阶段的物理教学过程中,读图与识图能力是非常重要的。因为我们毕竟还处在一个求学阶段,不可能在学习电学知识的过程中运用实际的电线、电阻进行实验,很多情况下,电路的学习与理解以及练习都会涉及到电路图。如果不能很好地掌握读图与识图的能力与知识,我们物理电学知识教学过程将会异常艰难,而且也不会有好的教学效果。首先,我们要教给学生一定的读图能力,很多情况下,学生面对复杂的电路图,总是分不清是串联还是并联,我们就可以教授学生试着把它改成简单的等效图,就会一目了然,促进学生解题能力的提高。另外,我们还要学生透过电路图,想象出来真正的电路该怎么走,能够理论联系实际,在自己的头脑中形成明晰的概念与轮廓。其次,要重视电学实验的探究,不要依赖教师的演示实验,而是引导学生依靠自己与同伴的协作,连接电路图,测出实验数据,发现规律,得出结论。所以要用实验探究的学习方法教授初二电学中有几个重要的定律,贯穿在整个电学中。另外,在课堂演示实验与学生实验以外,我们还应当积极地鼓励学生进行自我实验创作与学习。我在具体的教学过程中经常拿一些电池、电线、电阻、类似小灯泡之类的物品让学生进行自我组装,进行串联与并联电路的组织,这样可以将他们的课堂知识具体话、形象化。这样的活动对于学生的创新能力与综合素养的提升也是一个不小的促进,某种程度上,还能提升学生学习物理知识,尤其是电学知识的兴趣。

    四、学习电学要善于总结与归类

初中物理电路动态分析篇4

关键词:电工学;思维方法;教学引导

作者简介:吴显金(1971-),男,苗族,湖南凤凰人,中南大学信息科学与工程学院,讲师。(湖南 长沙 410083)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2014)14-0073-02

“电工学”是一门非电类专业的技术基础课程,它包含了电路分析、电器控制、模拟电子技术和数字电子技术四部分,有着内容多、知识面广、理论抽象等特点。[1]正因如此,学生在学习“电工学”课程时常常感觉知识点多,不容易理解,前后知识不能融会贯通,学习时缺乏激情与兴趣,考试后很快忘记,达不到教学培养的目标,更谈不上应用所学知识去解决生活中所碰到电学问题。出现这种现象的原因一方面是由于教学过程中往往只注重理论知识本身的分析与讲解,缺少实际应用与实践,从而使学生认为学无所用,缺乏学习激情;而更主要的原因则是在教学过程中教师往往只注重对定理、方法的讲解,忽视了对定理、定律产生背景的分析,更没有从方法论的角度去引导学生寻找一般规律。因此,学生在整个学习过程中容易感觉所学知识点前后孤立而无法将所学知识有机地联系在一起,只能为了应付考试而机械地背记知识内容,达不到对知识的深刻理解与掌握。

实际上,“电工学”课程内容中允满了许多科学的思维方法。非线性特性的线性化、分解与叠加、动态化为静态、对偶及等效变换是最常用的思维方法。如果教师在教学过程中能够对不同的思维方法进行概括和总结,并引导学生将这些思维方法贯穿于整个学习过程,则可以帮助学生理解所学理论的本质,使得学生能够自行归纳和总结知识点之间的内在联系与规律,从而增强对所学知识的记忆,将知识融会贯通,形成自己独有的认知结构。此外,思维方法的引导还可以进一步让学生掌握化复杂为简单的一般方法,从而能够创造性地利用已学方法去解决未知问题。

一、非线性特性的线性化方法

含有非线性元件的电路是非线性电路,对于非线性元件或非线性电路的分析都较为困难。而非线性特性的线性化方法是在某些特定条件下可以将非线性元件转化为线性元件,将非线性电路转化为线性电路,从而采用线性化的理论与方法来进行分析和计算。如二极管、双极型晶体管都是非线性元件,因此含有二极管和双极型晶体管的电路都是非线性电路。但在小信号条件下,由于小信号引起的二极管导通压降的变化量和流过电流的变化量的伏安关系可以看成是一小段直线,因此此时的二极管就可以看成是线性元件。同样,在小信号条件下,双极型晶体管可以用一个由电阻和受控电流源所组成的小信号模型来等效,此时双极型晶体管就变成了线性元件,含有双极型晶体管的基本放大电路也就变成了线性电路,因此可以用线性电路的分析方法对放大电路做静态分析和动态分析。动态分析中的微变等效电路法实质上就是小信号条件下非线性电路线性化后的一种动态分析方法。

二、分解与叠加的方法

分解与叠加的方法本质上是把复杂事物分解成简单事物的一种简化方法,其最典型的应用就是叠加定理。叠加定理对含有多个电源的复杂电路分解成单个电源或分组电源的简单电路,则求多个电源共同作用下复杂电路的响应就可转化为求单个电源或分组电源的简单电路响应,最后再将求得的量相加。

除此之外,分解与叠加的方法还分别运用在非正弦周期信号电路、动态电路、基本放大电路、运算放大电路等电路的分析中。[2]在非正弦周期信号电路中,先需要进行谐波分析,求出非正弦周期信号电源的直流分量和各次谐波分量,然后再求出直流分量和各次谐波分量分别单独作用时所产生的电压和电流,最后将属于同一支路的分量进行叠加得到实际的电压和电流。在一阶动态电路的分析中电路的全响应可以分解成零输入响应和零状态响应之和。基本放大电路则可以分解成直流通路和交流通路,电路中的电压或电流瞬时量则是直流分量与交流变化量之和。信号加法和减法等运算放大电路的分析与计算也可以看成是多个信号单独作用时电路输出相加的结果。

三、动态化为静态的方法

在电路分析与计算中对于随着时间变化而变化的物理量如何描述和计算是困难的。如果直接采用瞬时值来描述,由于其值不固定,因此通常没有任何意义;而采用变化量的瞬时值表达式,则计算时将会很麻烦。动态化为静态的方法是采用固定不变的恒定量来表示变化量,并用该恒定量的计算来代替变化量的计算。

动态化为静态的方法应用之一就是用有效值来描述交流电的大小,用相量来表示正弦量。对交流电有效值的定义的目的就是用一直流电的数值去计量交流电的大小。而对于按正弦规律变化的正弦量来说由于其三要素中的角频率在线性电路中基本不变,可以不用考虑,因此在表示正弦量时只需要幅度和初相位即可。如果一个复数的模等于某一正弦量的幅度并且复数的辐角等于该正弦量的初相位,则这个固定的复数就可以表示该变化的正弦量。

动态化为静态的方法应用之二就是交流电路的分析。相对于直流电路,交流电路的分析与计算是学生最难理解和最难掌握的内容之一。除了概念多外,对于交流电路分析方法难以掌握的主要原因还包括:一是电路中的电压和电流不仅是变化量,而且通常还存在相位差;二是电路中不仅有电阻,还有电感和电容,元件类型多,且具有不同的伏安关系。采用动态化为静态的方法则可以将交流电路的分析和计算转化为直流电路来进行。对于一个给定的交流电路,只要将电路中的正弦量用相量表示,电阻、电容和电感统一用阻抗来表示,则阻抗具有类似于直流电路中电阻的性质,得到交流电路的相量模型。对相量模型的分析和计算完全可以用直流电路学过的基尔霍夫定律、支路电流法、节点电压法、叠加定理、戴维宁定律等进行,并且分析、计算步骤完全与直流电路的分析与计算步骤相同,唯一不同的是此时的计算是相量和阻抗间的复数计算。

动态化为静态的方法另一个应用是一阶电路的暂态分析。对于一阶电路的暂态分析采用三要素法。三要素法的实质就是求初始值、稳态值和时间常数。对于电容电压和电感电流的初始值是根据换路定律用换路前一瞬间的电路求出,而其他响应的初始值则是用0+等效法用换路后一瞬间的电路求出。无论是换路前一瞬间的电路还是换路后一瞬间的电路实际都是电路处在稳态,因此求初始值的方法实际是直流电路的分析与计算方法。稳态值和时间常数则是电路换路后到达新的稳态时求出的值,其求法也仍然是直流电路的分析与计算方法。

四、对偶方法

非严格意义上的对偶是指两类变量在性质或结构上具有类似的形式。

电工学中许多变量、电路和定律都具有对偶的性质,[3]如短路与开路、电阻与电导、电感与电容、理想电流源与理想电压源、受控电流源与受控电压源、电阻串联与并联、基尔霍夫电流定律与基尔霍夫电压定律、支路电流法与结点电压法、戴维宁定理与诺顿定理、串联谐振与并联谐振、感性电路与容性电路、有功功率与无功功率、三相电源的星形接法与三角形接法、星形负载与三角形负载、零输入响应与零状态响应、NPN型晶体管与PNP型晶体管、数字电路中的数字逻辑公式等等。可见,利用对偶性可以帮助学生掌握记忆规律,减少记忆量。

五、等效方法

电工学中的等效方法是基于伏安特性的等效。现有电路1和电路2,如果这两个电路都能够向电路3提供相同的工作电压和工作电流,则对于电路3来说,电路1等效于电路2。

等效方法是电工学中电路分析的一种重要方法,其典型的应用是戴维宁定理。利用戴维宁定理可以将含有一个或多个电源的有源二端网络等效为一个电压源和一个电阻作串联,从而将复杂电路转化为简单电路,以便于计算和分析。而且戴维宁定理特别适合于工程上的应用,在实际应用时只需用万用表测量出二端网络的开路电压和无源时的等效电阻,就可以得到戴维宁的等效电源模型。

在电路分析时,还可以利用等效方法化简电路。如将戴维宁电源模型与诺顿电源模型相互转换,以便将电压源串联或电流源并联;对于电压源与其他元件的并联则可等效为电压源本身;电流原与其他元件串联可等效为电流源本身。

除此之外,还可以在三相电路分析中利用等效的方法在已知电路中添加外部电路以使电路看起来更加完整、清晰和明白。例如,在学习对称三相电路中对称三相负载性质时,要求出负载的线电压和相电压、线电流和相电流的关系。对于初次学习的同学来说,往往对只画出三相负载的电路看不习惯,而更习惯于看包含有三相电源的完整电路,因此经常纠缠于与三相负载所连接的三相电源究竟是星形连接还是三角形连接。事实上,从等效的概念可知,三相电源无论是星形连接还是三角形都可以,只要能够向三相负载提供相同的线电压就不会影响到分析结果。因此,如果三相负载为星形接法,则可以外补一个星形连接的三相电源;而三相负载为三角形接法则可以外补一个三角形连接的三相电源,以构成一个完整的电路,这样构成的电路十分便于选择合适的回路进行分析和计算。

六、结论

“电工学”教学中,教师不仅要讲解知识点本身,还应该对知识点所牵涉到的思维方法进行概括、总结和引导,使学生在理解定理、定律及方法本质的基础上能够自行归纳总结,掌握基本的分析规律与方法,对所学知识融会贯通,真正做到学得“活”,记得“牢”。

参考文献:

[1]唐介.电工学[M].北京:高等教育出版社,2005.

[2]焦阳,高玲.贯穿于电工学之中的叠加原理[J].现代教育科学,

初中物理电路动态分析篇5

所谓“构建固定的解题格式”,即针对某一知识点问题,学生能快速地想到某种已总结好的解题方法,无需搜索这一方面所有的物理知识,以达到快速、准确的目的。教师在学生学习新知识之前,要创设问题情景,及时“引导”。在学生学习新知识中遇到困难时,教师要加强“疏导”。学生使用知识联系实际时,教师要给予恰当的“指导”。教师在导的过程中,要注意调动学生的思维状态,善“诱”则通,善“思”则得,只有把教师的“诱”调到学生“思”的频率上,才能发生共振,学生的认知状态和情绪才能最大限度地被激活。

如初二物理的惯性现象历来是学生分析的难点,如果我们构建了固定的解题格式,则容易得多。事例:人走路时,脚踢到地面上的石头,石头要滚向前方。解释:对于惯性现象,都有一个惯性动作,这个事例中“踢”的动作之前,石头是相对静止的,“踢”的动作之后,石头受力运动,由于惯性而向前,所以会滚向前方。格式提炼:“惯性动作之前,物体什么状态,惯性动作之后,物体一部分受力会怎么样,物体由于惯性又会怎么样。”这就是解释惯性现象的固定格式,当然格式中“由于惯性”这几个字是必不可少的。又如用来解释斧柄撞击石头而斧头套紧的现象,这一事例中惯性动作是“撞击”,结论:撞击之前,斧头、斧柄是向下运动的,撞击后,斧柄因受力而停止,斧头由于惯性继续向下,所以就套紧了。

在初二物理滑轮组问题的分析上,学生对于绳子段数的分析是一个难点,往往容易数错,这里同样可以构建固定解题格式。解释:定滑轮改变力的方向,动滑轮省力,将动滑轮和物体看成一个整体,有几根绳子拉住物体,则拉力是物重的几分之一。解题格式:在定滑轮和动滑轮之间画一条线(当然,这条线可以是假想),数出有几根绳子拉住动滑轮,则拉力就是物重的几分之一。构建这种解题格式以后,学生在分析滑轮组中绳子的段数时就显得简单、快速和准确了。

我们都知道初二的光学部分也是一个学习难点,如对于凹、凸透镜的判断,给出两条入射光,再给出两条出射光线,中间要求判断是什么透镜。如果给出的光线不是像凸透镜的三条特殊光线那么标准,学生分析起来就不是那么容易,但是我们构建解题格式,这类题也会变得比较简单,即:“光线总是向透镜厚的一边偏折”。解释:设透镜主光轴水平,以某条入射光为标准,经过透镜后,如果出射光向上偏折,则上边厚,如果出射光向下偏折,则下边厚;再根据另一条入射光作同样的分析,就可以判断出是什么透镜了。

对于放在桌面上的不规则容器的压力、压强计算,历来学生都有一点困难,但利用固定的解决格式,问题就迎刃而解了。如果计算液体内部压力、压强,则先算压强,即P=ρgh,再算压力F=PS;如果计算容器对桌面的压力、压强,则先算压力即F=G=mg,这样就可以避免学生因为不知道这样的应用公式而计算错误。

对于以上几个事例,学生可能还感觉只是物理知识点分析的问题,还不能体现“构建固定的解题格式”这一重要性,那么下面这一事例就更能说明“构建固定的解题格式”的作用了,初三电学部分电路图分析方法,拿到一个有问题的电路图,首先,了解题意,分析电路是串联还是并联;然后依据串联、并联电路的特点,根据欧姆定律替换相应物理量,带入电功、电功率公式进行计算,求出相应的物理量。当然,利用固定解题格式还有很多事例,这就要靠教师在教学中仔细归纳、总结。

对于“固定解题格式的构建”,要注重“三个有利于”:有利于学生正确观念的形成;有利于学生思想的升华;有利于学生能力的发展。在教学中,教师要积极构建感性材料与理性知识之间的桥梁,即引导学生参与实践,充分调动学生的积极性、主动性,提高学生的学习能力,增强学生的自信心,使课堂有活力、生气,达到教学相长的目的。

构建固定的解题格式对教师的要求非常高,教师要有很高的敬业精神,熟悉物理知识内容,善于分析、总结物理规律,归纳出一般、通用的解题方法,构建某一物理问题固定的解题格式。在教学过程中,这种方法能启发学生思维的灵活性,也有利于培养学生思维的深刻性,如果引导学生自己构建这种思维方法,则可以提高学生的学习主动性,让学生成为学习的主人,让他们通过自己的思考解决物理问题,在探究中体验成功的乐趣,开拓学生的思维空间。这种方法不仅在物理中有很广泛的意义,而且在其他一些学科中也具有相同的作用,在学习中能起到事半功倍的效果。

初中物理电路动态分析篇6

1.1力学部分

初中涉及到的力只有重力、弹力(支持力和压力)、摩擦力、浮力、电或磁或分子间的引力与斥力.初中分析物体受力只限制在两个或三个,计算依据力的平衡条件.初中对合力的研究只限于两至三个,而且是同一直线上的.初中只研究匀速直线运动,变速直线运动只作了解.初中只求同一直线上外力对物体做功、机械能只涉及到动能、势能的定义,动能与势能的大小只涉及到与哪些因素有关,而不需要计算.高中物理涉及到的力的种类多,受力分析及计算复杂.除了初中涉及到的力以外,还有万有引力、库仑力、电场力、洛伦兹力、安培力、回复力.用牛顿第二定律来计算外力或合外力大小,由不同的运动规律来求相关力的大小,或者由不同的受力及运动情况来求速度、加速度、角速度、线速度、周期、频率.相比之下对学生能力要求有了大幅度的提升.

1.2电磁学部分

初中物理的电磁学部分主要涉及两种电荷,摩擦起电、电荷间的作用规律及静电的应用;串并联电路及连接、开路、通路、短路的概念与识别、电流表、电压表、滑动变阻器的应用与注意事项、电阻的概念及电阻的大小与哪些因素有关、串并联电路的电流与电压及电阻特点、欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律、家庭电路与电能表及测电笔的使用,家庭安全用电知识.磁体的性质、磁极间的作用规律、磁场的概念、磁感应线、电流的磁效应、右手螺旋定则、磁场对电流的作用、电动机、电磁感应现象、发电机、电磁铁.高中电磁学在初中的基础上还增加了电阻定律、闭合电路欧姆定律和多个重要的学生分组实验,增加了安培力、电流表的工作原理、洛伦兹力、质谱仪、回旋加速器、安培分子电流假说、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感现象、日光灯原理、表征交流电的物理量、电感和电容对交流电的影响、变压器、电能的输送等内容.另外,增加了有关电场的知识,使高中的电学部分基本能够自成体系,更好地建构了高中学生的知识结构.

1.3热学部分

初中的热学部分主要是物态变化、分子运动、热量与内能及热机.涉及的知识点有温度、熔化、凝固、晶体、非晶体、熔点、凝固点、汽化、沸点、液化、升华、凝华、物态变化中的吸放热、分子运动论、内能、改变内能的方式、热量、热值、燃料放热公式、比热容、物质吸放热公式、热机的四冲程及能量转化、热机效率.涉及到的实验计算极其简单,基本上是记忆内容,对理解能力的要求不高.高中热学部分深化了分子动论、分子力的内容,推出了热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律、气体的性质等内容,同时深化了气体压强、温度(温标)等概念.对学生的空间想象力、图像表达能力、物理过程理解能力、运用公式计算能力、数学工具的运用能力都有很大的提高.1.4光学部分初中光学知识主要是光的直线传播、光的反射、光的折射、光的色散、透镜对光的作用、凸透镜成像、眼睛与眼镜.主要规律是反射定律、折射规律、凸透镜成像规律.高中光学增加了全反射、光导纤维(光纤通信),光谱分析、光的干涉、衍射、偏振、光电效应等内容.还涉及折射率的计算与图像的运用.对学生分析问题、解决问题的能力有较大的提高.

1.5声学部分

初中声学部分只学习声音的概念,声音的传播、认识简单波形的振幅与频率,知道音调由什么决定、响度与哪些因素有关.知道超声与次声的概念,了解超声与次声的应用.知道噪声的危害与控制环节.高中增加了机械波(水波、弹簧波、绳波)、电磁波、物质波、波的图像、波长频率、波速、惠更斯原理、波的反射、折射、干涉、衍射、偏振、多普勒效应、超声波、次声波等内容.

2初、高中物理认识层次的梯度

2.1知识更系统化、全面化、深度化

初中的力学只介绍几个生活中常见的力、匀速直线运动,了解变速度直线运动,而且侧重于现象与定性描述,高中由初中的标量过渡到矢量,而且深入到本质,每种量对应的变化规律都以公式的形式出现,由定性描述过渡到定量描述.

2.2突出物理量与物理过程的分解与合成

初中只涉及简单的物理量及物理过程,高中将知识系统化、全面化,所以它突出物理量的分解与合成.例如,初中关于合力问题只涉及到同一条直线上二力合成,关于等效电阻,常描述为总电阻,对合成思维提得很少,更不用说将一物理量如何分解了,高中则注重合成与分解.

2.3注重物理模型的建立

初中物理知识可以说是很浅的,它用模糊描述,而高中更注重精细,常建立物理模型.初中只讲物体、杠杆、滑轮、滑轮组,好象这些简单机械没有质量或存在摩擦,电流表、电压表都没有内阻,电源也无内阻,电源输出的电压是恒定不变的.而高中则给出模型,如质点、轻绳、轻杆、光滑面、分子模型、理想气体、绝热材料、点电荷、电场线、等势面、理想伏特表、理想安培表、磁感线、分子电流、光子、薄透镜、卢瑟福模型等.

2.4注重准确,讲究严密性

初中物理往往是大致的描述问题,对物理概念也是这样,往往近似地研究问题,对有些次要的量或因素总是忽略不计.而高中则注意准确性与严密性.例如,初中讲产生感应电流的条件是:闭合回路中一部分导体切割磁感应线运动.很显然它不全面.而高中讲产生感应电流的条件是:只要穿过闭合导体回路中磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流.这一描述适应所有情况,准确到位.

3初、高中物理思维能力上的梯度

3.1形象思维建构知识与抽象思维建构知识间的梯度

初中知识往往是很肤浅的、单一的、静态的、最简单的知识.只要观察一些现象,简单分析,就能归纳出结论.学生在旧知基础上同化新知,往往只用形象思维就能达到结果.而高中知识往往是复杂的、合成的、立体的、动态的.要利用旧知来同化新知,达到知识的迁移,是不能直接观察,而是利用图像分析、数学函数分析、结合分解法将复杂知识分解成几个简单知识才能认识它们,最终才能找到物理现象中的本质与规律.所以用形象思维来建构知识是不够的,往往都是用抽象思维来建构知识.显然,从形象思维到抽象思维的过渡,它们之间还有一段距离.例如,在初中我们建构速度这一概念,我们用某一确定的路程与对应时间的比值来建构它,这是很形象的思维过程.而在高中我们要建构瞬时速度,要模仿初中的思维方法,是不够的,还要用到极限的数学方法,同时还不能忘记高中的速度是矢量.

3.2指导记忆型学习与独立理解型学习间的梯度

初中学生由于年龄小,智力水平还不高,自主独立性很差,学习也是一样,往往要老师来引领,指导他们学什么,怎样去学,学生在教师的指导下往往是记忆型的学习.进入高中阶段的学生,在小学与初中已有一定的知识积累与学习经验基础上,知识量的增多,全靠教师指导来学习,在时间与精力上是不允许的,教师只有培养学生自主学习、独立学习.很显然这两种学习能力的层次不同.例如在初中,学习测量,教师往往指导学习观察什么,怎样使用刻度尺,会出什么错误,然后指导学生练习哪些题目,教师再逐一订正讲解.而高中学习阶段由于时间关系,对游标卡尺与螺旋测微器的使用相对高中知识来说已是非常简单的内容,不可能做到每个环节都来指导,让学生去记忆.只能作介绍使用方法,最后举几个例子,布置几道作业.其它的事都是靠学生自己去完成.这就要靠学生自主学习,许多地方只能独立理解了.

3.3用语言文字描述物理问题与用数学公式或图像描述物理问题间的梯度

初中物理知识很肤浅,初中学生的数学知识也很肤浅,对物理问题的描述只能用语言文字来进行,而高中知识较深,物理规律较多,学生的数学知识也达到相应的水平,许多物理问题用语言文字描述往往会达到几百字,很不方便,但改用数学公式或图像就简捷得多.例如,初中对某个力对物体做功,只讲力的大小,物体运动的距离就行了,高中涉及到变力,而且方向与距离不在一条直线上,这个力的变化规律用文字很难表达清楚,只能用一数学公式来表示,路径用文字更难以表达,但画一个图像便一目了然.然而,在初中将数学公式或图像表示,学生看不懂,又不比文字表达简单.

3.4单向思考问题与空间想象问题之间的梯度

初中物理研究的问题是单一的,某种变化也是单一的或先向什么方向变化,再向反方向变化.所以学生思考问题只要向两个方向中的一个方向思考即可,而且许多问题都是一维问题,不会出问题后的问题.而高中思考问题不是单一的,某种变化也可能不是向某个方向的,许多问题带有问题后的问题,许多问题带有两维性.例如,初中在研究动能与哪些因素有关时,一个小球撞击一木块,小球速度变小了,木块速度变大了,最后木块受到摩擦力,又慢慢停下来.就是这样一个物理过程,思考起来都具有单一性,单向性.而高中在研究碰撞问题时,可能要研究碰撞后的物体受摩擦力做功,然后物体可能在圆周上做圆周运动,圆周运动后可能做平抛运动,它从一维问题变到二维问题,从一个规律变到另一个规律.显然,学生在思考问题时与初中之间有很大的梯度.

3.5观察总结型问题与综合分析问题间的梯度

初中教材的知识层次很低,很多知识是从观察中来的,许多问题也是观察型的,只要学生观察便很容易总结出结论的.而高中教材的层次高,许多现象观察不到本质的东西,需要综合分析才能发现其本质与规律.所以,我们说初中学生具有的能力层次是观察总结型的,高中学生的能力具有综合分析型特点的.例如,初、高中都研究电阻与哪些因素有关,初中用控制变量的方法,一个一个地找电阻与什么因素有关,最后得到一个定性的结论,导体的电阻与材料、长度、粗细、温度有关.最多是说导体越长,电阻越大,导体越粗,电阻越小之类的结论.而高中实验后要得出电阻定律,这需要一定的综合分析问题的能力才能完成.

4做好初高中衔接的降阶对策

初中物理电路动态分析篇7

【关键词】电路动态变化 滑动变阻器 串联电路 并联电路 初中物理

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)11-0001-01

初中物理电学中的电路动态变化,是通过滑动变阻器的滑片滑动,以及开关的闭合或断开等实现的。电路动态发生变化时,会引起总电阻、电流和电压等物理量的动态变化。这一知识是初中电学中的重点和难点。学生要迅速正确解答,就必须能熟练掌握欧姆定律、串联电路的特点和并联电路的特点,这是解题的钥匙,是我们必须掌握的知识,还须具有熟练的识图能力和滑动变阻器的使用能力。这类题型知识点综合性强,逻辑推理性强,学生遇到这样的题最头痛,也是得分率最低的,本文谈谈这些问题的分析方法,以帮助学生理清思路。在初中阶段,电路动态变化分析仅限于电源电压恒定的情况,主要有以下两种类型。

一 滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中的动态变化

1.串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

方法简述:第一步,先看图判断该电路是串联电路还是并联电路,这一步至关重要,如果电路分不清,则全盘皆错;第二步,判断电流表、电压表所测量的对象;第三步,确定电路中不会随滑动变阻器的阻值的改变而变化的量有电源电压和定值电阻;第四步,根据滑动变阻器的滑片移动情况,判断其电阻是变大还是变小,结合串联电路电阻特点R总=R1+R2,从而知道总电阻的变化情况;第五步,根据欧姆定律I=U总/R总,从而得出串联电路电流的变化情况;第六步,根据U1=I1R判断定值电阻两端电压的变化情况;第七步,最后根据串联电路电压特点U总=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况。

例1:如图1所示,闭合开关S,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A1的示数____;电压表V1的示数____;电压表V2的示数____;电压表V3的示数____。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)

解析:为了使表述一目了然,可以用符号表示各量的变化趋势,用“”表示量值增大,“”表示量值变小。识图判断该图是串联电路;电流表A1测量串联电路电流I(串联电路中电流处处相等),电压表V1测量电源电压U总,电压表V2测量定值电阻R的电压UR,电压表V3测量滑动变阻器阻值R1的电压U1;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不会改变的量是电源电压U总和定值电阻R,引起变化的量R1(滑动变阻器的滑片向右滑时接入电路的电阻丝长度变长)R总(R总=R+R1)I[I=U总/(R总)]电流表A1的示数UR(UR=IR)电压表V2的示数U1(U1=U总-UR)电压表V3的示数。

答案:变小;不变;变小;变大。

2.并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

方法简述:前两步与串联电路方法一样。第三步:确定电路中不会随滑动变阻器的阻值的改变而变化的量有电源电压、定值电阻和定值电阻的电流;第四步:根据欧姆定律I=U总/R,从而得出滑动变阻器电阻电流的变化情况;第五步:最后根据并联电路电流特点I总=I1+I2,判断干路电流I总的变化情况。

例2:如图2所示,闭合开关S,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A1的示数____;电流表A2的示数____;电流表A3的示数____。电压表V1的示数____;电压表V2的示数____。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)

解析:识图判断该图是并联电路;电流表A1测量干路电流I总,电流表A2测量R2的支路电流I2,电流表A3测量R1的支路电流I1,电压表V1测量R2的电压和V2测量R1的电压,都等于电源电压U总;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不会改变的量是电源电压U总、定值电阻R2和R2的支路电流I2=U总/R2,引起变化的量R1(滑动变阻器的滑片向右滑时接入电路的电阻丝长度变长)I1[I1=U总/(R1)]电流表A3的示数I总(I总=I1+I2)电流表A1的示数。

答案:变小;不变;变小;不变;不变。

二 开关的闭合或断开引起电路中的动态变化

1.串联电路中开关的闭合或断开引起的变化

方法简述:第一步,根据题意熟练地判断开关断开到闭合分别是什么电路,分别画出等效电路;第二步,判断电流表、电压表所测量的对象;第三步,最后利用串联电路的特点、并联电路的特点和欧姆定律来判断各个待求量的变化情况。

例3:在如图3所示的电路中,电源电压保持不变,当开关从断开到闭合时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A的示数____;电压表V的示数____。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)

解析:(1)开关S断开时R1和R2串联,画出等效图如图4所示,电压表V测量R1的电压U1小于总电压U总,电流表A测量串联电路电流I=U总/(R1+R2)。

(2)开关S闭合时R2局部短路,构成只有R1工作的简单电路,画出等效图如图5所示,电压表V测量总电压U总,电流表A测量R1电流I1=U总/R1。

由(1)和(2)可得,I

答案:变大;变大。

2.并联电路中开关的闭合或断开引起的变化

方法简述:并联电路与串联电路中开关的闭合或断开引起的变化,分析方法一样。

例4:在如图6所示的电路中,电源电压保持不变,当开关从断开到闭合时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A的示数________;电流表A1的示数________;电流表A2的示数________;电压表V的示数________。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)

解析:(1)开关S断开时R2断路,构成只有R1工作的简单电路,画出等效图如图7所示,因为R2这条支路断路,所以电压表V断路,示数为零,电流表A2断路,示数为零;电流表A和电流表A1测量的都是R1的电流I1=U总/R1。

(2)开关S闭合时R1和R2并联,画出等效图如图8所示,电压表V测量总电压U总=U1=U2,电流表A1测量R1的电流I1=U总 /R1,电流表A2测量R2的电流I2=U总/R2,电流表A测量干路电流I=I1+I2。

由(1)和(2)可得,因为I1

初中物理电路动态分析篇8

【关键词】物理 教学 补充

近年来,通过我对往届初中学生学习物理的观察和了解,发现他们学习物理存在着死记规律,硬套公式,抓不住物理概念和规律的本质东西。为了提高学生分析问题解决问题能力,我在教学实践中,根据教学的需要,适时的对教材内容做了必要的补充和拓展。下面就这个问题谈谈我的一些看法和做法。

一 针对教材中难以掌握的概念和公式进行补偿

教材中难以理解的物理概念和公式,教师应补充讲解清楚。否则,势必影响学生对有关知识的理解和掌握。例如我在讲“欧姆定律”一节时,补充讲解公式的意义,并说明电阻是导体本身的性质,一般情况下导体的电阻值是不变的,它不随导体两端的电压和通过导体的电流而变化,不能认为R与U成正比,R与I成反比,而且当导体两端电压为零时,导体的电阻却不为零,只能理解为是一般情况下电阻的一种计算公式。又如,我讲“物体所含物质的多少叫物体的质量”时,我补充讲解了“物质”和“物体”是两个不同的物理概念。例如,桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块等成品叫做物体,而组成桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块的木材、橡胶、钢铁、塑料等原材料叫物质。由此说明物体是由物质组成的,物体里含有的物质多,其质量就大;含有的物质少,其质量就小。通过补充,使学生加深了对物体、物质、质量等概念的理解,达到了较好的教学效果。

二 补偿课外知识

对教材中很少出现甚至未提及过但又有很高应用价值的可以适当加以补充,以利于学有余力的学生掌握规律,触类旁通。例如我在讲“串联电路的等效电阻”时,通过实际练习题,引导学生归纳整理出串联电路的电压分配规律U1:U2=R1:R2和U1:U=R1:(R1+R2)。讲“并联电路的等效电阻”时,利用同样的方法由学生归纳整理出并联电路的电流分配规律I1:I2=R2:R1。在讲电功率的测量和计算时,让学生归纳出串联电路、并联电路中电功率与导体电阻的关系。这样提高了学生分析问题、解决问题的能力,加快了学生解题的速度。又如我在讲解“浮力”时,学生普遍认为“在液体中的任何物体一定都要受到浮力”。针对这种情况,我补充说明这种说法是错误的。如果物体沉底并且与容器底部紧密接触,中间没有液体时,物体是不会受到浮力的。如埋入河底泥土中的桥墩就没有受到浮力。

三 对教材中容易混淆的物理概念和规律应给予补充

例如,讲解惯性和牛顿第一运动定律时,学生总是把它们混为一谈。每当这时,我就给学生讲解两者的区别。惯性是一切物体都具有的共性,是物体保持原来运动状态的性质,是一个物理概念。而牛顿第一运动定律是一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。是物体在不受外力这个特殊情况下的运动规律,是一种特殊情况。

四 充分发挥例题的作用,补充一题多解,培养学生的思维能力

例如,习题“电阻R1和R2串联在电路中,已知R1两端的电压为1.5伏,R2的两端电压为4.5伏,R1+R2=20欧,R1和R2各为多少欧?”学生通常只想出一种解题方法,即先求总电压、根据欧姆定律求出串联电路的电流,再根据串联电路电流强度处处相等,分别求出R1和R2的值。但我在处理习题时,又引导学生推导出串联电路电压分配规律“R1:R2=U1:U2”,并适时的提出问题“你能把我们共同发现的规律灵活应运吗?”。很快就有很多学生根据此规律求解,迅速得到正确答案。通过本题教学,使学生解题的过程成为发现问题、分析问题、解决问题的过程。创造思维的主要成分是发散思维,它是一种不依常规,寻求变异,从多方位多角度寻求答案的思维方式。平时在教学中,注意培养学生发散思维对学生创新能力的提高无疑具有非常积极的意义。

五 结合教材内容,补充一些形象生动的小实验

初中物理电路动态分析篇9

关键词:教学;自感现象;方法;电路;初始值;稳定值;瞬时值

普通高中课程标准实验教科书《物理》选修3-2中《自感》一节的教学中,涉及通电和断电的自感现象。在断电自感现象的实验中,都少不了要观察现象:断电瞬间,灯泡要“闪亮”后再熄灭!以此现象来说明:断电后,由于回路中出现感应电流,在灯泡断电后极短时间内要继续发光,延迟熄灭。由此展开对自感现象的讨论,分析。当涉及为什么会“闪亮”后再熄灭的现象时,必然要分析讨论到流经灯泡中的电流大小。在实际的教学中,笔者感到:这是一次对电学知识中,电路(回路)、欧姆定律应用的又一次训练的绝好机会,应充分展开讨论,抓住这一契机,让学生得到一次充分的思维训练。并体会总结出解决这一类问题的方法步骤,真正的能达到提高能力的作用。以下我们就以实例做示范讨论。

实例1、如图一:电路由线圈(L),灯泡(D),开关(S),电池(E)组成。当S断开时,在什么条件下,才能观察到灯泡出现“闪亮”后熄灭?

分析:在S闭合且稳定状态下,电路是:L与D并联作为外电路。此时L、D中电流分别为:IL=URL,ID=URD(RL为线圈直流电阻)。当S断开的瞬间,L中产生自感电动势―阻碍L中电流减小(从ⅠL开始减小)。而此时电流的回路是c b a d。故电流I=IL=ID应从IL开始减小。若IL>ID(RL

从以上的实例分析:我们应感悟到:这类问题的分析要求学生必须:

1.分析清楚两个状态:S闭合时状态,S断开时状态。

2.两个状态中的电路联接情况(一般情况下是不相同的)。

3.自感现象阻碍原电流的变化,那么原电流初始值多大。

4.根据电流的变化判定出现的现象。

这4点不仅仅是解决这类问题的方法步骤,同时也是考查学生的知识和能力的要点,也是作为教学中要突破的重点和难点。所以本人认为在教学过程中要着力的围绕这4点开展教学和对学生的训练。下面我们再来看一看实例。

实例2如图二A.B是两个完全相同的灯泡,L是较大的理想线圈,当S闭合与断开时,会看到怎样的现象?

分析:1)S从断开到闭合过程中:原来IL=0,IA=0,IB=0,后来(闭合时)电路的联接为:R外=(RL//RA)+RB+R。线圈中产生感应电动势阻碍IL从零开始增大。故S闭合瞬时:IL=0,此时电流的回路是SBadAcbR回到电源负极,故灯泡A、B应同时亮。

2)S从闭合到断开过程中:原来(S闭合稳定时),a,b短路(L是理想线图)电流回路:电源正极SBabR电源负极。此时IB=IL(B亮着),IA=0(A熄着)。当S断开时:L发生自感,此时的电流回路bcAdab,故A要闪亮后熄灭,B则立即熄灭。(电容的作用可不考虑,因题中L是较大理想线图)。

实例3.如图三L1L2相同的灯泡,L为自感系数很大的线圈,其直流电阻与R相同,问S合上后待稳定又断开,L1,L2两灯的亮暗顺序是什么?

分析:1)S从断开到合上过程:原来(S断开),IL1=0,IL2=0,IL=0。后来(S合上时)L中发生自感,阻碍ⅠL从零开始增大。此时电路联接R外=RL1+(RL2+R)故得出IL1>IL2,所以L1先亮,L2后亮。稳定后R外=(RL1//RL)+(RL2//R)。故L1,L2一样亮。

2)S从合上到断开过程:S合上且稳定时,IL1=IL2。灯泡一样亮。IL=IR。S断开时。L发生自感,此时电流经f c b a f回路且从IL开始减小。故L2立即熄灭,而L1后熄灭。

实例4,如图四电流为E,r,L电阻不计,R值大于RD,t=0时,闭合S,过一段时间后,在t=t1时断开S,则画出VAB随t变化的图象是:

初中物理电路动态分析篇10

第一,教材中难以理解的物理概念和公式,教师应补充讲解清楚。否则,势必影响学生对有关知识的理解和掌握。例如我在讲“欧姆定律”一节时,补充讲解公式的意义,并说明电阻是导体本身的性质,一般情况下导体的电阻值是不变的,它不随导体两端的电压和通过导体的电流而变化,不能认为R与U成正比,R与I成反比,而且当导体两端电压为零时,导体的电阻却不为零,只能理解为是一般情况下,电阻的一种计算公式。例如,我讲“物体所含物质的多少叫物体的质量”时,我补充讲解了“物质”和“物体”是两个不同的物理概念。例如,桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块等成品叫做物体;而组成桌子、自行车、轮船、圆柱体铁块的钢铁、木材、橡胶、塑料等原材料叫物质。由此说明物体是由物质组成的,物体里含有的物质多,其质量就大;含有的物质少,其质量就小。通过补充,使学生加深了对物体、物质、质量等概念的理解,达到了较好的教学效果。

第二,对教材中很少出现甚至未提及过但又具有很高应用价值的应加以补充,以利于学生掌握规律,触类旁通。例如我在讲“串联电路的等效电阻”时,通过实际练习题,引导学生归纳整理出串联电路的电压分配规律U1:U2=R1:R2和U1:U=R1:(R1+R2);讲“并联电路的等效电阻”时,利用同样的方法由学生归纳整理出并联电路的电流分配规律I1:I2=R2:R1;在讲电功率的测量和计算时,让学生归纳出串联电路、并联电路中电功率与导体电阻的关系。提高了学生分析问题、解决问题的能力,加快了学生解题的速度。又如我在讲解“浮力”时,学生普遍认为“在液体中的任何物体一定都要受到浮力”。针对这种情况,我补充说明这种说法是错误的。如果物体沉底并且与容器底部紧密接触,中间没有液体时,物体是不会受到浮力的。

第三,对教材中容易混淆的物理概念和规律应给以补充。例如,讲解惯性和牛顿第一运动定律时,学生总是把它们混为一谈。每当这时,我就给学生讲解两者的区别。惯性是一切物体都具有的共性,是物体保持原来运动状态的性质,是一个物理概念。而牛顿第一运动定律是一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。是物体在不受外力这个特殊情况下的运动规律,是一种特殊情况。