“解动态电路的方法——建模求解”的教学设计.doc

2017年中考备考专题复习“解动态电路的方法建模求解”的教学设计学 科物理年 级九年级教学形式中考备考专题复习课教 师谷宜阳单 位南宁市新阳中路学校课题名称“解动态电路的方法建模求解”学情分析 学生在中考总复习的第一轮基础复习时已经对电路、电流、电压、电阻、欧姆定律、电功率等相关知识有了较为全面的了解，从而具备针对动态电路建模求解的知识基础。大部分学生在使用电路规律和公式求解变化的电路时容易顾此失彼，忽略一些关键因素的考虑导致失分。还有就是一些学生在面对动态电路类的题目时，觉得条件错综复杂不知道如何入手解题，从而缺乏自信心有放弃的心态。教学思路“动态电路”是中考中常出现的分值较高和高频考题类型，这类题是对学生电学知识综合运用能力的考查，一般而言难度较大，是学生易失分的题型。对中考常出现的典型计算问题建立模型，是我学校物理组的一项研究性成果。模型中包含题目特征分析、常用公式和物理规律、应用技巧、解题的一般性思路四大要素。建立动态电路的模型是基于学生已有的知识基础从学生解决典型动态电路的视角帮助学生从如何审题，到运用电学规律和公式进行思考分析，特别是解题的第一步如何写这些要素入手，让学生对常见类型题的一般解题思路定型以提高解题的效率和质量。教学目标1. 了解动态电路的特点，认识动态电路常见类型。2. 建模的思路和方法。3. 理解三种常见类型动态电路模型。4. 通过中考真题练习，熟练掌握运用建模理念解决动态电路的思路和方法。教学重难点重点1：理解动态电路建模的思路和方法重点2：能够运用动态电路建模的方法解决中考真题难点：学生能够运用建模的思路和方法解决常见的动态电路类型题教学策略：本节专题复习内容分为三个课时：第一课时，通过展示中考真题让学生认识动态电路特点和类型；通过例题讲析让学生理解串联建模的思路和方法，复习巩固相关的公式和物理规律。教学方法上以讲为主，辅以少量练习；第二课时，讲析串联两种状态转换题型和串并转换题型的思路，然后让学生对近几年中考真题的进行建模练习，熟悉常见的四种动态电路的建模求解方法。教学方法上以讲为主，辅以少量练习；第三课时，对学生进行专题测试教学过程与方法教学环节教师活动学生活动设计意图一、认识动态电路课件展示历年南宁、北海、防城港、钦州物理中考动态电路类的真题讲析：动态电路的特点1、 变阻器滑片的移动使得电路中电阻、电流、局部电压、电功率等某些要素发生变化的电路；2、 因开关的闭合断开，电路的形态发生变化后，电路中的电流、电压、电阻、电功率等某些要素发生了改的电路。用用磁贴黑板展示出来。学生观察、理解本环节一是让学生通过观察历年中考真题，从态度上对这类中考题引起重视。二是让学生对这类题的特征有较刻的印象，为后面的建模做准备。二、动态电路的类型课件展示四种典型的动态电路：串联动态同向类型；串联动态反向类型；串联两种状态类型；串并转换动态类型。讲析：每一种类型时，注意引导学生观察：电阻、电流、电压的变化。在分析题目中引入关联的思维、整体的思维、控制变量的思维。串联动态同向类型电流表和电压表的数值变化同方向，即滑片P移动时，电路电流如果是变大的（变小的），定值电阻两端的电压也是变大的（变小的）串联动态反向类型电流表和电压表的数值变化反方向，即滑片P移动时，电路电流如果是变大的（变小的），定值电阻两端的电压则是变小的（变大的）串联两种状态转换类型题目中有这样的描述：“滑片移动到某一位置时，电表测得某一数值；滑片移动到另一位置时，电表又测得某一数值”。解决此类问题的总思路是一种状态列一个物理等式。等式原则：等号左边是电路状态转换时不变的量或者是题目给出的某一定值，联立两个等式方程解方程组体现的是关联和等量控制的原则。串并转换动态类型开关闭合或断开，电路在串联与并联之转换。电路形态转换过程中，注意引导学生注意到电源电压和定值电阻的阻值是不变的。学生观察,画图，做笔记本环节一是让学生了解动态电路常见的四种类型；二是让学生对最基础的串联动态电路类的两种类型同向和反向的特征有较深的印象，即定值电阻两端电压的变化与电路电流的变化同向；变阻器两端电压的变化与电路电流的变化反向。三是通过讲解这四种电路类型，让学生对“变阻器电阻变化总电阻变化电流变化局部电路电压变化局部电路功率变化全电路功率变化”这种关联的思想有所体会。此外还要引导学生在关注一些物理量变化时还要关注哪些物量是不变的，这也是今后列方程求解的基础。三、动态电路的建模课件展示讲析：1.某一类特征明显的典型题目在求解时都需要用到一些相关联的电学规律、相同的物理公式和技巧、较为固定的解题思路或切入点。如果我们把题目的特征、相关的物理规律、公式和技巧、固定的解题思路看作一个整体，这个整体就是模型。比如动态电路就可以看作是一个模型，一旦建立了模型就有一套相对应的思路、公式、技巧可以大大提高解这类题的质量。2.动态电路这个模型中按照其典型特征（题目条件）可以分为刚才我们看到那四种类型，串联动态同向类型、串联动态反向类型、串联两种状态类型、串并转换动态类型，它们都有相同的地方也有不同之处。课件展示串联动态同向类型和串联动态反向类型所用到的公式、物理规律、解题技巧和解题思路。特别强调，在串联电路中当变阻器滑片移动后，电阻改变引起的电流变化，然后根据题目条件，确定电路中的最大电流这是用整体的思想来确定最大电流。最大电流是让电路中所有元件都能正常工作时的前提下的极限电流。对于同向电路来说，当变阻器接入电路总值最小而电路电流最大时，并联在定值电阻两端的电压表也会达到最大值，由于电源电压不变所以电路的总功率也会达到最大。变阻器接入电路最大值时，电路电流最小，电压表数值最小，电路总功率也是最小。最大值和最小值确定后，就得出了变阻器接入电路的范围、电流表和电压表示数的变化范围、电路总功率的变化范围。对于反向电路来说，当变阻器接入电路总值最小而电路电流最大时，并联在定值电阻两端的电压表会达到最小值，特别要注意的是在求电流最小值时不是通过变阻器滑片移动来判断而是让电压表达到最大值后用欧姆定律来求出电路中的最小电流。这是这两种题型的解题思路的最大区别。得出电流、电压、电阻、总功率最大最小值后同理就得出变化的范围。解题的技巧：看到题目中“灯泡L上标有“6V 6W”字样 ”马上联想算出两个物理量，形成一种习惯。：正常工作的电流：灯丝的电阻：学生边听讲边做笔记。1、 串联动态电路是动态电路类型中的基础，学生理解并熟练掌握串联动态电路两种题型的建模思路和方法具有重要的意义。2、 一些学生以往学习电学的知识时是章节之间割裂的。没有形成一个统一的整体的认识所以在应对复杂的动态电路问题时，对各个物理条件联系顾此失彼，所以在教学生建模的过程中不断重复“关联的观念”、“整体的观念”、“控制变量的观念”的解析，这三种观念是建模的核心。3、 解动态电路的关键是第一步的切入点。对串联同向和串联反向这两种电路图形解题步骤的提炼可以有效帮助学生降低解决这类题目的门槛，提升学生的自信心。四、串联动态题目练一练一（防城港2017年）15如图9所示，电源电压恒为5V，电压表的量程为03V，电流表的量程为00.6A，滑动变阻器的规格为“20 1A”，灯泡标有“3V 1.8W”字样。闭合开关，在电路安全的情况下（不考虑灯丝电阻的变化），则下列说法中正确的是（ ）A滑动变阻器的电阻允许调节的范围是020 B电流表示数的变化范围是0.1A0.6A图9C电压表示数的变化范围是1.5V3VD灯泡的最小功率是0.2W二(钦州2014)28.（10分）如图所示，电源电压恒定为4.5V，灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样（忽略灯丝电阻变化），电压表接入量程为“03V”，滑动变阻器规格为“20 1A”。则在接通电路后不损坏电路元件的情况下，求：（1）灯泡L的电阻；（2）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值；（3） 整个电路消耗的最小电功率。学生练习。提问两个学生讲述思路。第二课时一、串联两种状态转换类型课件展示题目教师解析：解决此类问题的总思路是一种状态列一个物理等式。列等式的原则：等号左边是电路状态转换时不变的量或者是题目给出的某一定值，联立两个等式方程解方程组体现的是关联和等量控制的原则。如本题以两种状态转换时，电源电压不变这一特征来列等式。让学生理解这一解题思路后，模仿这种解法以定值电阻不变来列等式。学生仿照这一解题思路以两种状态转换时电阻R1不变来列等式：通过一题多解的方式让学生更快的熟悉这类题型的解思路从而切实掌握方法。二、串并转换动态电路1、课件展示题目教师解析：当S1、S2都闭合时灯L与R2并联，电流表测两个支路总电流，因为由建模的技巧可知电灯的电阻是8，由欧姆定律可算出此时通过的电流是0.5A。干路电流是0.9A，所以通过 R2的电流是0.4A，算出R2的最大电阻值为20。此情况下，电路消耗的最小功率由P=UI可知，电源电压不变，当电路中的I最小就可算出最小功率，依据关联的理念，I最小时变阻器R2要达到最大值即20时，电路总功率最小。讲析完思路后，让学生按照思路写计算步骤。2、引导学生小结解此类题型的心得 电路形态转换时，要注意哪些物理量发生了改变，哪些物理量没有发生改变；在电路形态转换时可以利用哪些等量关系来列式子，而这一关系式往往是解某一问题的关键，比如最后一问求电灯的功率P2就是在第二问求出通过电灯的电流是0.5A时，刚好等于额定电流，从而得到此时电灯是在额定状态下工作P12W，当电路形态由并联转换到串联时，由关系式P1:P2=1:4得到串联形态下电