中学物理教学参考2004全12期一本合集zxwl

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王武责任编辑田责任校对合力策划田心电脑制图任纠法律顾问王 管中民教育 办陕西师范大 (西安陕西师范大学内 版陕西师范大学 刷陕西师范大学印刷范围国 邮发代号 阅各地邮局(所国外中国国际贸易总公(399信箱国外代号M号ISSN CN6121033/

24/浮 初中物理中的习题/定理31|#走进新课 袁玉 第十六章/能源与可持续发展0分 王玉|#祖祖 |# 40/人船模型0|# 理科综合能力测试(新课程 关于2004年高考理科综合(新课程 |# 专题 沈|# 悖论)))科学问题的哲学思辨(连载六 |# 价3180 |#物理#科技#社 邮政编码 李 话( |#物理学史与物理学 网址www.cfe21.编辑部信箱phy@cfe21第 phy1@cfe21.

科学鳄鱼))) 由支配时间进行个性化的学习活动,这些表现,教师也注意到了但却没有充分关注整节课都是教师的方法、思路,学生却没有展示的机会.在讲解每道题前,先留给学生一两分钟的思考时间是对的,但讲解完毕立即进入下一题,显然没有留给学生深入研究的时间和发现、提出新问题的余地.课堂时间紧,宁可少讲一道题,也应该把学生流露出的这种需求充分挖掘出来.另外,教师对学生发展中的个人尊严关注不够.学生的尊严是学生生命的一部分,学生应受到尊重,在这堂课中,学生在很大程度上被当成了/知识的容器0.教育的/育人性0体现得不够.每个学生都有受尊重和被欣赏的需求,教师显然没有做到.这一点,教师在对答错问题学生的质问和评价(见附录:910),以及将学生的新见解/据为己有0(见附录:11)等行为上表现得很清楚.4.在这堂课中,教师努力创设问题情境,引导学生思考、质疑,控制、调整自己的分析速度,力求使学生跟上自己的进度,甚至争取让学生的思路超前.在课堂气氛上,除个别环节(提问质问)外,整体上是宽松的,学生发言也比较踊跃.但是,许多可以让学生自主完成或合作完成的环节,例如知识结构图的总结、易混概念的辨等,仍然由教师包办.是怕影响课堂内容的进度吗?显然这方面的因素是有的,不过这些行为地流露出对学生学习能力的不信任.在第二题的解惑过程中,(见附录:7),学生灵感的火花已经迸发出来了,提出了借助v2t图象解决问题的设想,可惜教师却对于学生这种创造性的发现,顺着自己的思路继续讲了下去.试想:如果教师顺着学生的提议,让学生说出具体的设想,接着组织学生进行讨论和论证,并在这一过程中给予适当的建议、启发和激励性的评价,结果会怎样?许多教师尚未发现的新的求解方法(C型知识),正是在这种师生积极互动共同发展的教学过二课堂课堂管理方式可分为控制型、放任型和型三种.这堂课的管理方式较复杂,但仍可看出是控制型方式为主.研究结果表明,把课堂管理作为建立和维持有效的学习气氛的的教师,比把重点放在强调自己是人物或严格执行纪律的教师更可能成功.这堂课的学习气氛很浓,教师并没有刻意去组织教学,是因为这堂课自始至终都流露着较强的教师气息:教师强调知识的重要性,分析高考要求,归纳分析问题的,批评学生的错误判断,,所有这些,似乎都在强

调着教师的.作为一个尖子班,活跃的学生却很难见到,我们可以推断:在这样的班级里,学生之所以个个都像温顺的绵羊而很难见到其个性的张扬,很有可能是各科教师的性长期影响的结果.这堂课学生活动共有5次,用时3分钟,可分为两种情况:一种是复习基本知识和分析解答全部例题后的总结体会时间,另一种是每道例题开始阶段的阅读思考时间.这两种安排都是合理的,而且在同类教学中时间也算是比较长的.但让人感到美中不足的是,这堂课的许多环节本来是可以给学生的,让学生通过分,去建构知识,解决问题,不但能将教师从繁琐的推导中解脱出来,而且会丰富学生的活动,使其主体地位进一步凸现出来.在每道题的善后处理上,也存在着明显的缺陷:每道例题只进行分析不具体求解,但分析后至少应留给学生两分钟时间去演算或体会.将这一环节推到课下完成,即使学生做了,效果也会大打折扣.在安排学生自己体会时,教师多次打断学生的思考,试图进行补充说明,或是教给学生体会什么,如何体会.这些行为一方面反映出师生尚不十分适应这种活动方式,教师表现出过多的担忧;另一方面也反映出教师缺乏必要的规划设计,因而缺乏合理的控制.若在安排学生体会的同时布置些任务,让学生提出新的问题,探索新思路,思考如何将知识个性化等,再结合适当的反馈检查,自然不必担心学生的活动质量了.新知识学生偶尔注意力分散是正常的.这堂课教师采用了一些唤起了学生的注意.例如,提出某题高考考过,突出某种方法的重要性,定期巡视全班同学,用调侃的语气表达题目的迷惑性等.这些虽不一定完全符合新课程的要求,却有效地制止注意力分散,又不会打乱整堂课的节奏,值得借鉴三提问与评提师对全体同学发问,学生齐声回答或附和,这种提问是教师讲授过程中调动学生思维的常用,也是教师获得反馈信息的多种之一.通过应答学生的数量、声音大小、语气来了解学生对所讲知识的理解程度.但这种反馈有时是失真的,许多学生,包括优秀学生,大声回答只是为了表示跟教师的配合,或是掩饰自己开小差的行为,因为教师的这种发问大部分是/是不是0/对不对0之类的,很少有开放性、发散性的问题.因此,通过群答获取反馈信息,倒不如以观察学生的眼 许多教师将群答视为生互动的重要标志,更具有片面性整堂课只有一次点名请学生回答问题,次数太少,影响了学生的参与热情.就这一次点名提问而言,还是存在许多问题的(见附录:90).第一,叫学生时机把握得不好.在讲述过程中突然叫起某个学生,然后提出问题,一方面会使被叫起的同学惊惶失措,另一方面会使其他同学感到如释重负,不再积极考虑教师的问题.合适的方式应该是先提出问题让学生思考,接着提醒要找同学回答,等学生考虑后根据学生的反应有针对性地叫学生回答.第二,未给学生修正错误的机会.学生回答错误的原因很多,可能是确实不会,也可能是因为没有详加考虑,教师首先应该弄清原因.对于后一种情况,给学生修正的机会;对第一种情况,也可以通过恰当的提示或者其他同学的帮助,使提问对象.第三,评价方式有问题.在学生给出错误答案后,,尤其是最后一次,把本来属于自己的责任(提问时机不对导致学生惊惶失措)推到学生身上,会严重影响学生的归因方式,挫伤学生的自尊心和自我效能感.学生根据学习内容发现并提出问题是师生互动的一个重要方面,在恰当的时机,鼓励学生质疑是发现、提出问题的重要诱因,这堂课显然没有做到这一点.不仅如此,课堂上几次出现学生提问的苗头,也都被教师的行为掩盖了.,教师应该根据学生表现经常给予恰当的激励性评价,以激励学生继续满怀热情地思考后面的问题.这种评价是过程性的,仅就学生学习中的突出表现给出质性评价,不涉及量化的成绩或分数,这种评价方式是这堂课所缺少的,也是新课程中广大中学教师应充分关注的.四无效每堂课中,教师都不可避免地出现一些无效行为,甚至干扰行为,尽量减少这些行为,是所有教师的追求下面把这堂课中教师的部分无效行为列出来.(1)明确静电平衡知识高考要求降低是可以的,但不许学生研究类似问题,则会带来许多消极的后(2)刚刚说完不主张学生在静电平衡问题上花费精力,接着就举出静电问题的例题进行分析,显得(3)两次强调这一章的两类题型,将知识的应用局限于解题,而将本章题型局限为两类的说法,本身就不严(4)几组易混概念以前都强调过,似乎在暗示学生:你如果还没掌握,那也不是我的责任.

(5)下课铃响后第四题没时间处理了,这只能(6)布置作业太随意,目的任务不明确,影响学生五教师教学观念的转虽然这堂课主要代表着传统的教学模式,但许多地方还是体现出了新的教学理念,能看出教师在这方努力突出学生的主体地教师多次留时间让学生思考体会,分析问题时努力使学生思维超前,题目求解只进行分析,不包办到底,,可见,教师已经学生主体地位的重要性,并试图突出出来.虽然处于多种考虑,教师在许多环节上还是包办了,这更能体现出中学教师在传统与现代、求探究)在每一道问题的处理上,都力求创设合适的问题情境,引导学生探究,从中发现解决问题的途径,这种努力在第2题的求解中收到了明显的效果.教师不再将书本知识作为客观真理强加给学生,在知识传授的同时加强了课程内容与学生自身经验的联系,力争提醒并帮助学生主动建构自己的知识体系,而且在系统介绍陈述性知识(是什么,怎么样)的同时,注重了程序性知识()的内化.建构主义的问题解决一般可以划分为四个基本过程:.[]所谓问题的表征,就是将问题转换为问题解决者内部的心理表征.策划解决方案,包括确定必须进行的操作或运算步骤.执行,包括完成在策划中详细说明的或运算任务.控制,则涉及对其他过程(如察觉某一计划执行不力或某一步骤执行错误)进行和调节的元认知过程.这堂课中,在每道例题中都自觉不自觉地运用着上述的问题解决策略,虽然教师的这种运用是无意识的,这种运用仍会对学生产生潜移默化的影响.自主学习与合作学这一点从教师要求学生仔细体会,鼓励相互讨论综上所述,在中学物理课堂中,教师的教学行为主要还是代表着传统教学模式的.同时我们也应该看到,随着课程的逐步深入,中青年教师的许多教学行为还是体现了新观念的,虽然这些新的观念在教学中还处在尝试与探索阶段,但是,正是这些尝试与探索,建构了新一轮课程的基石.附录:/电场0一章复习课课堂教学(按教学发生的先后排序1上课前教师开始在黑板上板书/电场0一章知识的组织结构图,学生有的在翻书,有的在看黑板,有的在小论,有的什么也没干.(上课铃响)教师:我们这节课先回顾并复下电场一章的内容,然后结合几道题目体会有关问题的求解思路.这一章从两个角度描述电场性质,分别是力的角度和能量角度,,随后指着黑板上的知识结构图,逐条阐述各知识点,其间偶尔向全体学生发问,学生群答2教师:静电平衡是本章的一点.不过,这部分知识的高考要求降低了,手头的旧资料中可能仍有这部分题目,注意不要在这类题目上花费太多精力.(教师举一个小例题分析静电问题.这是在知识串讲阶段结合例子讲解的惟一一处知识点3教师:与本章知识有关的题目有两类(指着黑板上的知识结构图),前面的一般为选择题,后面的为计算题,还有几个易的概念,前面也都强调过,这里再辨析一下.(随后对黑板上第二个大标题下列出的几组问题进行逐一说明4教师:下面给大家时间,仔细体会这一章的内容,也可以讨论或结合查找.(学生开始自由活动,有的翻书,有的看黑板,有的小论,有的忙着在练习本上写着什么,教师走到学生中间来.)教师:黑板上的东西没必要记,记在本子上将来也不会看的,要记就记在上.(书写的学生大部分都停了下来,其他的活动还在继续.教师随后开始分发活页练习题,学生忙于传接.)5教师:这一章有两类题目:一类是选择题;一类是计算题.下面结合几道题目,看一看这两类问题的解法.首先看第一题,先考虑考虑.1分钟后教师解出来了吗?(学生有小声的回应,听不清说什么.)教师:这道题有两句关键的话.当S断开的时候,油滴匀速下降;合上S,油滴由下降转为上升.(教师一边分析一边在黑板上列方程,偶尔向全体发问,学生随着教师的进度一起小声附和或集体回答.第一题结束时,,

方程,并未给出最后结果或板书及求解过程.)6教师:解决这道题目,只需抓住关键的几句话,弄清各说明什么,其余的就容易了.下面看第2题.(学生看题目,教师在黑板上画装置示意图和B极板的电势随时间变化的图象.)教师:第2题好像是哪一年的高考题,1998年的吧7两分钟后教师:看完了吧?(学生没反应(1分钟后)教师:看完了吧?看完了也糊涂了.这道题较难(简述题目中的迷惑点).实际上如果将电势的变化规律图示出来(指着黑板上的电势变化图象),结合图示分析运动过程就方便多了.(教师结合图示分析运动过程,偶尔向全体发问,学生随声附和或集体回答.)教师:通过上面的分析,对选项A的正误似乎能够确定.而另三个选项还是无法确定.怎么办?(学生苦思冥想.)教师:能不能采取一些辅助?(个别学生不太肯定地回答:速度图象.)教师:(没有理会学生的意见)若能画出电子的速度时间图象来会有什么效果?(教师在黑板上边分析边画图,学生小声附和.)教师:若电子在T/8时刻射入,会怎样?(教师边分析边画出电子在T/8时刻射入的速度图象,并用图象分析电子的运动,学生小声附和,随后又用同样的方法分析和画出了自3T/8T/2时刻射入的速度图象,并简要分析了各种情况下的运动8教师:有一些像第2题这样的题目,物理过程复杂,直接分析比较麻烦,借助图象常常可以使问题简化.3题.(学生看题目,教师在黑板上画示意图.)9(两分钟后)教师:看完了?糊涂了吧?不该糊涂.张某你说一说电子怎样运动?(@:B板上,动能肯定是零.这时有许多学生表示.)教师:肯定不会是零!(盯者张@)有正对极板的吧?有平行的吧?会是零吗?(张某同学头垂得很低.)教师:(转向全体)各类电子做什么运动?类平抛PhyscsTeachngnMddle

Vol33No素质教育Jul素质教育重视问题题目的教学价(省市黄陂区一中英国哲学家培根说:/如果你从肯定开始,必将以问题告终;如果你从问题开始,则将以肯定结束.0物理教学是以不断地提出问题并解决问题促使学生由外部.针对物理学科教学的特点和学生心理发展水平,须创设良好的物理问题情景.一方面,教师要有意识地在课堂上精心设计问题情景,提出难度适当的富有探索性,能训练和培育学生创新能力的问题;另一方面,充分利用学生的训练资料,从各式各样难度不一的习题中提出问题.就教学环节而论,习题是检测学生知识掌握与能力提高的重要途径.现实的情况是,每个学科学生都有一两本训练资料.这些训练资料大多是富有经验的教师与专家用以/传导、授业、解惑0的物质外壳,给课堂

教学以知识与能力的延伸和迁移.但往往资料中的有些习题不可能像高考试题或大型联考试题一样经过了很多老师的反复推敲与论证,不可避免地会有这样那样的问题.即使高考试题,也可能会有一些意想不到的值得商榷的问题.既然如此,我们的教学中就可能接触一些题目,,未能从知识相义条不、供参案全面,或者过程中由于,如作图不完整,文字内容与图示内容不一致等问题,我们把它称为/0.接触问题题目,学生往往莫衷一是,一筹莫展,形成心情焦躁,烦恼不堪的情绪,对教学的信任度下降,甚至产生逆反心理,极大地降低了教学效果.因此,正确地对待问题题目,有效地解决问题题目中的问题,应该引起我们的高能否想像教师结合示意图分析第3题学生小声附和10教师:前三个题目,第一个属平衡类,第二个属加速类,第三个属偏转类.总结三个题目,注意挖掘题目后隐藏的东西:第一,平衡问题要涉及受力和平衡条件,偏转类问题还要涉及运动.第二,有些题目,借助图象可以变抽象为具体.在方法上,拿到题目,首先要搞清运动过程,不要急于下结论.比如刚才第3题,也要分析运动,为什么答错了呢?(盯着这个学生)思维!导致惊慌,惊慌导致失措.(对全体)另外,分析过程的同时,注意边界,这就是思路.3分钟体会体会.不要忙于做后面的题.关键是拿到题后怎么去分析怎么去考虑.11教师走到学生中间进行个别辅导,学生在小论,有位同学提出新的见解,

的讲解:看一看,第三题这样考虑行不行?,,用这种方法解也是可以的教师走下讲台继续辅导.)(下课)教师:因时间关系,第四题不能讲了,这道题体现了等效思想,我们另外找时间讲.作业:将傅道春.新课程中教师行为的变化.:首都师范大学,2001.8 ThomasLGood,JereEbrophy著,陶志琼等译.课堂.:中国轻工业,2002.294高文.教学模式论.:教育2002.如何有效解决问题题目,笔者的基本作法是:遵循循序渐进的教学规律)))综合理解完善题目要求与考查意图)))多向寻求解决题目的方法)))创设新条)))针对不同的教学目标分层教学,全面提高.例如:题目1所示是某振动在介质中某时刻形成的波形图,振幅A=10cm,质a此时刻的位移是5cm,向下振动.当它的位移第一次为5cm并且向上振动时,经历的时间为0.6s,求振动的周期.这是某书上的一题,有的同学问:这道题缺少 图件,能不能告诉这缺少的条件?可不可以不做能轻易放弃吗?为何不仔细研究试题,看看加上什么条件或更改什么数据能让该题/起死回生0.我这样启发学生,凸现出了题目的考查功效,通过分析题目所涉及的运动状态与运动过程对题目重新定位.题目先告诉条件,给出了波形图及振幅,研究对象a点在图示时刻的状态:5cm,向下振动,从这一条件可以判断波的方向是沿x轴正方向,然后/当它的位移第一次为5cm并且向上振动时,经0.6s0这句话就颇为费解了,一定的时间对应一定的空间,无疑质点a要经历一个过程,且经历这一过程中的时间是0.6s,这一过程的终点题目已经,但它的起点在哪里?它从何时何处开始运动到位移第一次为5cm且向上振动,是图示位置图示时刻?是平衡位置起振时刻吗?具有一般理解能力的同学都会有这样的疑问.问题在于如何界定起始时刻.经过思考,重新设计,提出了多种解决问题的可能性.1:如果起始时刻界定在图示时刻,可在上段话前面加上/从图示时刻起到,,0,情况2:如果起始时刻界定在起振时刻,还必须知道振源的起振方向是向上还是向下,需要知道图示时刻波到了何处,可将波形补充完整,并在这段话前面加上/已知图示时刻波到x=?处0,x=60cm,x=80cm处/若波传到a开始计时,,0这样,这道题目就以

[1]1所示是某振动在介质中某时刻形成的波形图,A=10cm,a此时刻的位移是5cm,向下振动.从图示时刻起到当它的位移第一5cm并且向上振动时,0.6s,求振[2]2所示是某振动在介质中某时刻形成的波形图,A=10cm,a这时的位移是5cm,向下振动.已知图示时刻波到了x=60cm处,若以波到a点开始计时,则当它的位移第一5cm并且向上振动时,0.6s,求振两种情况两种情况,三个题目出现图 图[题目3] 如图3所示是某振动在介质中某时刻形成的波形图,振幅A=10cm,质点a这时的位移是5cm,向下振动.已知图示时刻波到了x=80cm处,若以波到a点开始计时,则当它的位移第一次为5cm并且向上振动时,0.6s,求振动的周期到这里,我们已经解决了题目中的问题,还有一点必须要注意的是解题过程中可能出现的问题.图示时刻的a点不是一个特殊点,衡位置处.0.6s5cm,也不是特殊位置.我们很容易知道平衡位置到振幅处经历的时间为T/4,但平衡位置到a点经历的时间是多少,能不能因为a点的位移为振幅的一半,而认为历时为T/8,显然不行.这里的运动并不是匀速直线运动,由于每个质图 图点只是做在平衡位置上下的振动, 这对我们的空间想象能力是一个不小的考验.在二维平面中,用质点的4表示出来,质点从平衡位置到位移为5cm处的时间能在横坐标时间轴上直观反映出来,它是一个正弦曲线5可知,y=10sinH,y=5时,H=30b=1@90b.类似地,在振动图象上,s=5cm时,t=1@T.同样地,在题目图1中,y=5

维模式中解放出来,真正掌握某一类型的知识,完成对知识体系的建构,在/玩0中/学0,享受解决问题的乐趣,获得亲身体验实现自我价值的满足感,体味智慧的力量,提高学习的与动力.为理解而学习))) 时,x=1@103[题目1解法 如图1所示,从s=5cm处计时

加粉笔带给学生的只是死板的理论,而不是活的知识.建构主义理论认为:学习过程不是学习者地接受a点向下运动,经t1=13

T到平衡位置,4

知识,而是积极地建构知识的过程, 是学生创造精神和创新能力的培向下再回到平衡位置时,t2=2@T,向上到s=5

过程.教学中问题题目的有效解决鼓励学生/t

1@

这就是符合题意的位置,t=

而学习0,自主地对问题题目进行妥善处理, 层次地理解所获取的未曾内化的知识 获得结构化+t2+t3=0.6s,即T+T+T=0.6s,所以 =0.9[2解法]如图2所示,由于图示时刻波传x=60cm处说明质点起振方向是向上的,a处时,a5cm处的时间t=3@T=06sT=724[题目3解法 在如图3图示时刻,波到=80cm处,说明质点振动方向是向下,波到a时,a向下振动再次回到平衡位置,t1=T,

敢于质疑)))时代要求培养学生具有创造性学习的能力,这种能力表现在全面观察,富于想像力,勇于质疑.爱因斯坦说:/提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个科学上的实验技能而已,而提出一个新的问题,新的可能性及从新的角度看旧的问题,都需要创造性的想像力,而且标志着科学的真正进步.0对问题题目大胆否定,质疑,它的错误或疏漏,进行修正,提出新的可能性及途径,5cm处,t

1@T

T,故t=t+

正是不崇信,不盲目教师、专家与,严 =T+T=06s,T=103

求实,实事求是,勇于探索,以理服人的难能可贵的创有趣的是这三个结果与题目给出的答案1.8s都不一致.其实,问题的实质清楚了,答案不同又有什么关系呢.我们改变了它,同时我们解决了它,学生恍然大悟一丝成功的愉悦跃上眉梢.以上可看出,不能回避/问题题目0,有效地解决问题题目,使其具有重要的教学价值.我的体会是:为解决问题而学习)))立竿见影的学习效果对问题题目的处理能帮助学生提高解题质量,使学生/通过解决问题来学习0.对某一个问题更深入地进行思考,通过对各种信息和观念进行加工转换,新旧知识经验的碰撞与整合,运用不同方法解决同一问题,做到一题多变或一题多解,有助于学生从单一的思

分层教学)))对问题题目不言放弃,而是抱着积极负责的态度,基于充分承认和尊重学生的主体地位,力图大面积提高学生的学习质量.这里没有差生而只有差异的学生.对有差异的学生采取/分层教学0,使每个学生的潜能都能得到充分发挥,并通过种种创造性的富有成效的劳动在原有基础上得到发展.因此,解决问题题目过程中的分层教学策略是全面提高教学质量的有效途径.教学活动中的问题题目的普遍性给我们提出了一个新的课题,解决问题题目可选择的方法很多,而最终的目标是着眼于学生学习能力的发展和综合素质的全面提高,这就是解决问题题目的教学价值.PhyscsTeachngnMddle

Vol33No教材教法Jul教材教法浙江师范大学附中金华通常在物理教学中,我们都对物理概念及物理规律的分析和理解,重视培养学生利用所学的物理知识应用于各种物理情景中解决实际问题的能力.而对题中涉及的数据有时并不,甚至会觉得它们纯粹是数算过程的参与者,久而久之容易使学生觉得,在解决物理问题时只要能利用所学物理知识建立起必要的数学表示式就万事大吉了,从而轻视了数据在物理情景中所起的作用.然而笔者在教学中感到通过改变或分析物理情景中的数据可以加深学生对物理概念及规律的理解,更科学全面地分析物理问题,从而增强物理情景,从而更好地培养学生将理论正确应例如在讲完/匀变速直线运动的位移0一节后,设置这样道题:20m/s的速度匀速行驶的汽车,刹车后以4m/s2的加速度做匀直线运动.问:秒内此车的位移多大由于刚学完匀变速直线运动的位移s=v0+1at2,学生能很快根据 此代入数据得到正结论然后笔者顺势而为将题中的2秒内0改为6秒内0再问学生位移多大不少学生仍会48m

结论.由此引导学生对题中的物理情景进体分析.汽车做匀速直线运动的瞬时速度为v=(20-4t)m/s,1所示,从图中不难看出第5秒末的速度已为零,那么第6秒内汽车会吗?通过以上分析,6秒内的运动应是5车做匀直线运动,最后1秒汽车已静止不动.从而得出正确结论.以上对汽车刹车这一的物理情景中数据的变化,使学生认识到正确应用物理原理的前提是正确地分析物理情景,分析应具体且切合实际,加深学生对物理规律及概念内涵的深刻理解,从而提高学生分析问题和解更好地开拓学生的思维,培养学生综合分析在复习运动和力一章时先给学生设计2所示2kg的物体放在一水平面上,用一个大小为20N的力拉这个物体若34,问:当拉水平方向的夹角H为多 图时物体的加速度最大?求出最大加速度值g=10m/多数学生都能通过对问题的情境分析,出a=Fcos-L(mg-FsinH) m代入数据并a=10(cosH+3sinH)-715(m/s2) P=Fv=fv Pt-fs=2mvm amax=5m/然后我向学生提出将该题中的/2kg0改为/1kg0结果又将怎样呢大部分学生会认为这一改变对该题的解题方法并无影响,并能很快根据¹=17.5m/s2.这一结论是否正确呢?实际上当H=37b时,物体对水平面的压力为零,已无摩擦力,故¹式已不再成立,因此以上结果就不 + 500-400sin(30b+U)m/由sin30bU0<30b+U[90b时是递增函数,故当U=0H=30b时加速度有最大值

代入数据可解得两组不同的解vm=30m/s,P=1.5@108vm=90m/s,P=4.5@108经验证这两组解均满足以上两个方程似乎也无不合理之处至此学生觉得这是一道多解题,已得出了正确结论.甚至连参考答案也给出了以上两组结果但事实是否真能如其所愿呢?引导学生作如下分析:由功率表达式P=F#v可知在P恒定时,Fv的增大而减小,a不断减小即速度图线中切线的斜率不断减小其速度图线大致可画成如图3(图中实线所示).另作一初速为零的匀加速直线运动的图线3中过原点的虚线所示),经图中两条速度图线的对比,不难得出汽车在120s内的平均速度应大于vm2根据120s2700m0这一条件可知,第二组解不符合3amax= ms2=173m 意.导致此增解的原因在3这一最大值从数值上看与前者相差无几,但它们之间有着本质区别.对题中所设的物理情景的认识有着正误之分.通过以上同一物理情景中数据的变化,引出了不同的解题方法,从而开拓了学生的思维.使学生分析问题的能力得伪存真,能引导学生正确理解物理规律,更好地培养学生科学的思维方法,增强学生判断正在复习机械能一节时有这样一例:为107kg的列车,启动后以恒定功率行驶.经=120s,2700m,倍,g=10m/s2,求机车的最大速率和恒定解答过程为设阻f最大速度vmP.根据即时功率及动能定理的表

达式可得如下方程组上两式并未体现svt的关系.经过以上的去伪存真,学生认识到结果中的数据虽满足解题方程,确理解物理情景,应有多 图位的立体0思维方法使学生科学全面地分析物理情景的能力及类似以上所列举的问题在中学物理中还有很多.本文仅借以上几例说明:物理情景中的数据并非只是数算的参与者,通过改变或分析物理情景中的数据可使学生更深刻、全面、科学地理解物理情景更深刻地理解物理规律和原理,从而更好地培养学生分析问题和解决问题的能力.科学的物理情景应有与之相适应的数据来反映,情景和数据应是相辅相存的.在教学中,只有通过它们的有机结合,才能更好地提高教学效果,全面提高学生的科学素质,更好地解决实际PhyscsTeachngnMddle

Vol33NoJul教材教法教材教法/佯谬0与中学物理教学浅浙江省富阳中学深的,原因是绝大多数佯谬0出现在近代物理学中,如相对论中双生子佯谬,量子力学中薛定谔的猫佯谬等.因此一般学生第一次接触它,是在大学学习狭义相对论时.那是否意味着佯谬0只与近代物理有关,与高中基础物理一/瞬时速度0与飞矢不动高一学生在学习直线运动0时,会碰到瞬时速度的概念:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度.如果是简单的概念灌输,举一些生活中常见的事例,如汽车上的速度计随着行驶的快慢而改变,学生都可以接受这个概念.但这是否意味着他们真的理解了呢?课后有学生提出:物体要发生位移只能在一段时间内,而在某一时刻物体不会发生位移,那又怎么会有速度呢?对于这个问题,一些基础较好这里涉及了古希腊一个著名的/飞矢不动0佯谬.这个问题在公元前五世纪由埃利亚哲学家芝诺提出:飞着的箭在任何瞬间都是既非静止又非运动的,如果瞬间是不可分的,箭就不可能运动,因为如果它动了,瞬间就立即是可以分的了.但是时间是由瞬间组成的,如果箭在任何瞬间都是不动的,则箭总是保持静止.所以飞出的箭不能处于运动状态.看似简单的问题,把当时那些自鸣得意的哲学家得不知所措.这个著名的运动悖论为两千年后的第二次数学(关于微积分的大争论)

下伏笔,要解决这个问题必须引入极限思想,利用微积分的.因此这个悖论直到两千年后才被真正解释.在两千年多后的中学物理课堂教学中,教师利用气垫导轨及光电门测/瞬时速度0可以比较有效地帮助学生突破难点,即极短时间内的平均速度非常接近于瞬时速度.当然这里引入极限的思想,对于高一学生建立这样一种思维方式是有难度的,但可以为学生在下次涉及极限概念的理解时做一个铺例如高中5物理6第一册必修加选修第七章机械能0中要求学生理解功率的概念.由于有初中阶段的基础,学生一下子就接受了平均功率的概念,但他们是否真的能理解瞬时功率这个概念?教师可以设计同样类型的问题:物体不可能在某一时刻做功,那在某一时刻物体是否有功率呢?学生的思维在此时会遇到,如果用类比的方法回顾求解瞬时速度的过程,学生就完全可以接受了.由此,可以和学生一起推导得出瞬时功率的表达式.学术贵乎争论,真理越辩越明.课外佯谬知识的简单引入,特别像这样有争议但很有意思的课题,对于学生而言是新奇而富有的.课后学生在老师的指导下查阅相关资料,开展讨论,不管讨论的结果怎样,笔者认为都达到了教师预期的目的,对学生学习积极性的激发,科学素质的培养,能力的提高有着显著的作用.二/落体佯谬0与亚里2000年高考卷出现了两个落运动的题目在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要 ()它们受到的空气阻力不在一高塔顶端同时释放大小相同的实心钛球和空心铁球,与此有关的以下说法中正 ()它们受到的空气阻力不查看近几年的高考卷,涉及落体运动的题目几乎年年有.当然上述第二题的题干不是很严密.塔有多高,铁球有多空对于本题还是有一定影响的.但不管怎么样,出题者的本意就是对/落体佯谬0知识点的考查.在自由落体运动0的教学中,学生会碰到这个经典的/落体佯谬0:物体越重,下落的速度就越快;越轻,物体下落的速度越慢.这种认识是学生凭、生活经验得出的一个前概念,这个前概念与两千多年前的思想不谋而合.尽管上,教师会演示一系列实验,学生看得很兴奋,课堂气氛很好.可难免还是会出现说说都懂,做做都错0的尴尬局面.这其实也说明了习惯思维已在学生脑海中留下了较深的烙印,而且根深蒂固,里他们仍认为物体越重下落得越快.对于这种佯谬,笔者认为学生在结束自由落体运动0新课后,已经不存在知识性问题,即学生在认真思考的结果下都懂得:在真空球和羽毛的下落情况是相同的;在现实生活中,由于空气中存在阻力,相对它们自身的重力而言,阻力起的作用有大有小.但为什么学生在解题时就会出现错误,不错心里就难受吗?其实,这可以在/落体运动0概念的发展史中可以找到答案.

从亚里士多错误概念的提出到伽利略操作/比萨斜塔实验0终结错误概念之间近两千年的时间内,为什么人们没有怀疑它?因为人们想当然了.学生当然也会想当然.所以对这个问题教师不要期待能毕其功于一役,只有反复刺激,重复刺激,在反复的过程中,逐步学生思想中这个错误的前概念.三/佯谬0点点我们已经无法看到古希腊哲学家在设下一个个智慧的陷阱之后嘴角残留的微笑了,在经历思索后,人们大把地采摘着由佯谬带来的硕果.可以这么说:佯谬贯穿了整个物理学甚至是科学史的发展.从的/飞矢不动0等四则悖论发端,人们开始了对数学严谨性的追求,于是出现了严密的公理化演绎方法,有了现代微积分的基础)))极限思想的萌芽.而由它产生的连续性与间断性,运动与静止,有限与无限等问题,至今仍然是哲学家们争论的话题.同样,近现代物理学也是一个佯谬层出不穷的领域.从伽利略思考落体运动的开始,近代经典物理学便迈开了前进的步伐;19世纪末,/紫外佯谬0等一系列新发现导致了经典物理学的,相对论和量子力学的诞生对于现在的中学生而言可以肯定地说,每个学生都曾经或正在/佯谬0的/折磨0当然不一定是飞矢不动0落体佯谬0或是类似于双生子佯谬0之类的高深理论,一切与习惯思维、前概念起的都可以称为佯谬.有时候一些问题在教师眼里可能是不值一提,但它却困扰着我们的学生.肠刮肚的苦苦思索之后,学生可能会豁然开朗,柳暗花明,也可能仍然是/似是而非,似非而是0.这个过程是痛苦的,因为学生可能因此而感到迷茫、不知所措这就需要教师在适当的时候加以正确的引导,帮助学生采摘佯谬0PhyscsTeachngnMddle

Vol33NoJul教材教法教材教法李山东省东明县第一中学笔者在多年的教学中发现,学生在学习电磁振荡的有关知识时,由于思维定势的影响,往往用有关恒定电流的知识去理解和解释振荡电路的问题,从而出现以下误区.误区一认为电容器放电完毕时I=t可知,q=0,I也应等于零引起错误认识的主要原因是:对I=q理解不透所致. 中的电流I为t时间内通过导体的平均电流值,而电容器放电完毕时的小应等于该时刻电容器所带电量的变化率,

引起错误认识的主要原因是:对欧姆定律的适用范围了解不清所致.欧姆定律适用于直流恒定纯电阻电路LC振荡电路是不适误区三:认为既然电容器放电完毕时,电I最大I=E可知,E=IR也应最大正确理解应从法拉第电磁感应定律来分析E=L$i,而$ii2t图象的 斜率2所示.由 2可知,当电流为最大值时T3T时刻 $ 斜率i=0,=$t.在LC振荡电 图 $ 势E=

=0. 时间t是按正弦(余弦)规律变化的,如图1 以解释,当电流为零时示.各个时刻电量的变化 的大小与 即TT时刻,图象斜率为最大,故E=L 应时刻q2t图象的斜率相对应q=0刻即T3T时图象的斜率均为最大值,

为最大.从而可推出当电流增大时,E减小i减小时,E 大的结论电流的瞬时值也就最大.与之相反,0T2q最大,q2t图象的斜率为零,即电流的瞬时值为零.同理可解释:电容器所带电量q减小时,电流I增大;q增大时,电流I减小.误区二认为电容器放电完毕时q=0电U=0I=U可知电流R

笔者建议,在电磁振荡教学过程中,教师要多利用图象及斜率的有关知识帮助学生理解振荡电路中的有关问题,即能使学生消除思维定势的干扰,又能提高学生应用图象分应等于零PhyscsTeachngnMddle

Vol33No教材教法Jul教材教法例说摩擦力的做功特周鸿(省新蔡县第二高级中学摩擦力的教学,尽管在5教学大纲6中属较低层次的要求A层次但近几年高考试题中频繁考查.在教学中,学生在学习摩擦力后,看起来都能理解,但遇到实际问题时就出错,或者束手无策不会解决.笔者在教学中的体会是,摩擦力做功的是一个教学难点,由于摩擦力总是成对出现的,遇到实际问题时不少学生对摩擦力的做功感到困惑.对此,根据笔者的教学体会,实例有助于学生理解摩擦力和掌握摩擦力做功的特点.下面通过具体实例对一静摩擦力做功的特静摩擦力是产生在两个有相对运动趋势的物体之间,也就是说两个物体是相对静止的,那么静摩擦力能不能做功,是做正功还是11所示,A放在水平桌面上B连A所受的摩擦力对物体A做的功.解析在这个题目中,虽然物体A和桌面之间存在着相互作用的静摩擦力,但由于物A没有位移,因而这里的静摩擦力不做功.例2 如图2所示,物体AB叠放在光滑的水平面上,在水平拉力F的作用下由静止开始做匀加速运动,若AB之间保持相对静止,试分析AB之间的静摩擦力分别对AB所

后运动的趋势B对物体A有一个向右的静摩擦力.正是由于这个静摩擦力的作用才使得物体A一起做匀加速运动,静摩擦力对物体A做 图功同时A对物体有一个向后的静摩擦力,由于这个摩擦力的方B的运动方向相反,A对物体B的静摩擦力对物体B做负功.所以,在判断静摩擦力能否做功时,应该正确理解相对静止0和运动0的关系所谓的两物体相对静止是相对两物体彼此为参照物而言的,并不是物体不运动.静摩擦力阻碍的是物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动.静摩擦力是做正功还是做负功,要看静摩擦力如果例2的条件进一步拓展,设两AB的质量分别为m1m2,在水平恒力的作用下由静止开始运动,前进的位移为sfA来说由动能定理得B对物体A的静摩擦力所做的功为.fs=1m1v2B来说由动能定理得合外力对物体B所做的功为:(F-f)s=1m2v2解析由于惯性,A对物体B向若把以上两式相加,Fs=1m1v 1=1(m1+m2)v m2v F所做的功正好为W=Fs=1(m1+m2)v2可见在静摩擦力做功的过程中有机械能的转移(静摩擦力起着转移机械能的作用),而没有机械能转化为其他形式的能.在相互作用的静摩擦力存在的系统内,一对静摩擦力所二滑动摩擦力做功的滑动摩擦力是产生在两个有相对运动的物体之间,那么滑动摩擦力是不是总做负功

对运动,而不是阻碍物体的运动,因而滑动摩擦力并不一定总是阻力,也不一定总是做负如果例4的条件进一步延伸,再看一下滑动摩擦力做功的另一特点.若设小车足够长的话,则小车B最终将和物体A以共同AB组成的系统,设它们共同运动的速度为v,由动量守恒定律得Mv v=M+m例33所示,绳子的一端固定在墙上,且绳子刚好拉直,AB两物体之间的动摩擦因数不为零,试分析在B拉出的过程中,A之间的摩擦力做功情况解析AB之间有相对运动,物 图BA的滑动摩擦力但在这个力的方向上没有位移产生A不做功.很显然,在这里物体AB的滑动摩擦力对物体B做负功,可见,在分析滑动摩擦力做功的时候要正确理解/运动0和/相对运动0的关系.分清是谁对谁的滑动摩擦力和滑动摩擦力的方向与物体的位移方向,才能确定滑动摩擦例4如图4所示M的小车Bv0的速度在光滑的水平面上匀速运动把质量为m的物体A轻轻地放在4所示,若物体A小车B之 图的动摩擦因数不为零,车足够长AB达到速度解析A放到小车B上时,由于惯性,A相对小车B向左滑动,B对物体A的滑动摩擦力的方向向右,A向右运动,这个摩擦力的方向与物体A运动的方向相同,做正功.A对小车B的滑动摩擦力的方向向左B的运动方向相反,对小车B做负功.

AB之间的动摩擦因数为L,现在AB之间的滑动摩擦力所做的功5所示A、B之间的滑动摩擦力的f=由此可见,滑动摩擦力阻碍的是物体的B对A2fL=1mv2A对B,0-fs=1Mv2-1mv,0 以上两式相-fs=1(M+m)v2-1Mv s-L=d则0fd=1Mv2-1(M+m)v0 d恰好是AB两物体之间的相对位移,AB两物体系统所损失的机械能等于滑动摩擦力与两物体之间的相对位移的乘可见,滑动摩擦力既可以做正功,也可以做负功,也可以不做功.在滑动摩擦力做功的过程中,能量的变化有两种途径:一是相互作用的物体之间的机械能的转移;二是有部分机械能转化为内能.一对相互作用的滑动摩擦力所做的总功总是负值,亦即等于系统的机械能的损失,也就有一部分机械能转PhyscsTeachngnMddle教教自耦变压器及其应浙江省诸暨市湄池中学

Vol33NoJul自耦变压器是常用的变压器之一,物理中只作了粗浅的介绍.为对自耦变压器及其应用有更进一步的认识,本文作些适当的补充,供大家参考.一1是自耦变压器的示意图.这种变压器的结构特点是铁芯上只绕有一个线圈.

(即忽略漏磁),因此通过铁芯中各个横截面积上的磁通量5都一样.由于5变化,使绕制在铁芯上的每一匝线圈产生的感应电动势都为$5$t.设变压器原线n1匝副线圈有n2匝,则原线圈中总感应电动势的大小= ,副线圈中总感应电动势的大小E整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一 1$

E 分,就可以降低电压(如图1甲所示);如果 n2$t.两式相比得E2=n2.由于理想变压线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈就可以升高电压1乙所示调压变压器是一种典型的自耦变压器,它的构造如图2所示.

不计铜损、铁损,所以线圈两端的电压在数值上就等于线圈中的感应电动势,即U1UE1,UUE,因此得U1=n1. U 的变压比.从变压比可知,若n2>n1,U2>U1电压升高;n2<n1,U2<U1,电压降低.因此,自耦变压器能改变电压.自耦变压器在改变电压的同时,还起着改变电流的作用.在图2中,设当自耦变压器副I2时,原线圈中的电流为I1.由于是理想变压器,输入功率等于输AB

出功率IU=IU,变形后为I1

U2.的铁芯上AB之

1 2

I UU1后,动滑动触头P的位置 图CD两端输出能连续变化的不压U2.二自耦变压器也是利用电磁感应原理制成的.2可以看出,在交流电源的作用下,原线圈中产生交变电流,从而在铁芯中激发交变的磁通量.这一交变的磁通量将在原中产生感应电动势,这便是自耦变压器的工作原理.因此,自耦变压器也具有一般变压器所对于理想的自耦变压器,

运用变压比,即可得原、副线圈的变流比为I1=n2.I 从变流比可知,原、副线圈间电流与匝数成反比.对于升压变压器,n2n1,故I2<I1,即电流变小;对于降压变压器,n2<n1,I2>I1,即电流变大.通常所说/高压小电流,低压大电流0就是这个道理.3.利用自耦变压器不仅能实现电压变换和电流变换,而且还能实现电阻的变换.3a所示,两端接一电阻R那么从变压器的原线圈两端来看就相当于一个电R'.那么R'究有多大呢为此,可设自耦变压器的原线圈与一电压U1的交流电源相连,此时原线圈的电流设I1.从原线圈的两端来看,其等效电阻为Rc=U1.这样,3a)I等效于图3b)中虚线框内的电路.所谓等效,就是输入电路的电压和电流、功率不变,或者说成:直接接在电源上的电阻Rc和接在变压R是等效的.

的交流电压时eg为等势点ef间的电压应为110V.故该题的正确选项为B.

U1

n1和可得:

U1

2U,

25所示,水平铜盘置于磁感应U n又因为U2=RI

I IRRc常称为

强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘的边缘及中心处分别通过滑片与一理想的自耦变压器的原线圈ab端相连,变压器副线圈合电阻.折合电阻的意思就是说,2

cd两端与一额定电压不很高的小灯泡L接,各处导线接触良好,所用器材均完好无损.当铜盘绕过圆心的竖直轴以角速度X构成的系统折合成阻值为Rc R的圆周运动时,小灯泡没有发光.阻.从这种意义上说,的作用在电子技术中常用这一性质来实现最大功率匹配三自耦变压器(如调压变压器)结构简单,能在一定范围内连续调节交变电压,因此,自耦变压器在科研、生产和生活中有着广泛的应用.下面几例,主要从中学物理的角度,对自耦例14,ab两端与ef220V的交流电压时,cd间与gh110V若分cd与gh110V的交流电压,则ab间与ef间的电压分别为:220V,220 B.220V,C.110V,110 D.220V,解析4甲、乙两图看似貌合,实是神离甲图是一个自耦变压器ab两端加上220V的交流电压时cd间的电压为110V,根据变压比不难得出nabBncd=所以cd两端加上110V的交流电压

发出光来,下列哪些措施是可行的增大角速度解析5左边实际上是一个简单的发电机当铜盘转动时每一辐条直径均将切割磁感线产生感应电动势电动势的大BR动的角速度X有关.如果铜盘转动的角速度不变则盘心与盘边有稳定的电压输出,此时,相当于自耦变压器原线圈ab两端接了一个稳定的直流电源故铁芯中没有变化的磁通量,自耦变压器副线圈cd两端的输出电压为零,所以,选项ABC均不可端有一定的电压输出L有可能发出光来所以,该题的正确选项D.PhyscsTeachngnMddle

Vol33No教材教法Jul教材教法/电动势0教学处理之我中原油田第二高中电动势是电学中的一个重要概念,由于它比较抽象,再加上各种电源产生电动势的情况又都比较复杂,在中学阶段要求学生深入具体理解这个问题是很的.中学教科书不从具体电源的结构来讨论电动势概念这一思路处理的很好.但现行高中5物理6第二册(必修加选修)对电动势的概念从简处理难以理解.按教科书这样讲电动势,很容易在学生头脑中造成这样的错觉:/电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压0,/电动势E等于U外和U0虽然教科书对E=U外+U也从电势降落的角度进行了一段叙述,并且又给出了/儿童滑梯0的形象比喻但由于学生在这之前对电动势的概念的本质缺乏最基本的认识,这就使得这段文字好像是/强加0

给学生的.教师在教学中总是要强调注意电动势和电压的区别,但如果不从本质上对电动势这一概念有所了解,学生根本不能真正弄清两者的区别.笔者认为从分析一个抽象的电源中引出非静电力做功的概念,然后用比值定义电动势的方法是可取的、有效的具体教学过程第一步介绍铺垫性概念外电路和内1所示电路,虚线框内的AB是电源,R是用电器.ARB电路因在电源的外部,叫做外电路.电源内部的电路叫做内电路.外电路和内电路的交界处就是电源的两个极.其中电势较高的一个电极叫电源的正极如图中A极,电势较低的一个电极叫电源的负极如图36所示为一理想的自耦变压器电路,L1L2L3L为四

得变压器和灯泡L2L3R3R3个完全相同的灯泡 为 =3R.所以,AB两端AB两端加交变

U1=I1R+I1Rc=4IR=4U,从而,UU2=4B1选项C正确都同样正常发光CB两端的电压为U2,则U1与U2之 图

解析二由解析一可知,n1=I2=3,再 I

变压 可得原线圈两端的电压Uc=1 B. 1C. D.

U2=3U2AB两端U1=UL+U1解析一设每只灯泡的电阻为R,额定电I,额定电压为U;n1匝,副线圈共有n2匝.根据题意可知,自耦

=4UU1BU2=4B1选项C正确解析三由题意知I2=3I1根据能的压器原线圈回路中的电流I1=I,副线圈回路中的电流I2=3I,U2 U.由电流变换关

化和守恒定律,得I

U1=P+P+P 可得n1

I2=3I

P,亦即,I1U1=I1U2+I2U2+4I1U2,所以4U1BU2=4B1选项C正确B极第二步:分析抽象电源中电荷的运动,建1所示电路在接通的情况下电路中形成电场,在静电力的作用下,在外电路,正电荷(为简便,只讨论正电荷)从电势较高的正极A经过R移动到电势较低的B,如果不及时把正B转移到电势较高的正极A电路两端的电压将逐渐变为零,电路中的电流将停止.电源的作用就是能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力,这种非静电力能够把电源内部的正电荷从电势较低的负极B经电源内部搬运到电势较高的正极A上,保持电源两极间有一定电压.对于学生头脑中/这种非静电力到底是什么力?0可以做简单的一般性的交代非静电力就是一种与静电力本质不同的力,这种非静电力是由电源的种类决定的,对于不同类型的电源,形成非静电力的原因不同.如化学电池中的非静电力来自金属与电解液的化学作用,所以这种非静电力又叫化学力;发电机中的非静

第四步从能量转化的角度说明电动势,非静电力做功,要消耗能量.电源非静电力做功的过程,实质上就是把其他形式的能量转化为电能的过程E越大,Wq越大,表示移送相同的电荷量时非静电力做的功越多,也即表示这个电源把其它形式的能量转化为电能的本领越大.可见电源的电动势反第五步E=WqqE=W的研究可q以得出以下四个数值上的关系电源的电动势在数值上等于非静电力电源的电动势在数值上等于电路中通1库仑电荷量时电源所提供的电能后记:用比值定义物理量,在此之前学生已学过不少E=FU=E第三步:在分析非静电力的基础上用比 电容C=Q,电阻R=QL等等.所以用比值定设电源非静电力将正电荷q从电势较低 义电动势学生是容易接受的.这样定义电动的负极B经电源内部搬运到电势较高的正极A所做的功W,则搬运2q3q、,,所做的 3=,,对于一个一定的电源,这个比值总是恒量.如果更换一个电源,这一比值就变为另一恒量.可见,W反映了电源的特性,为描述q电源这一特性我们引入电动势这一物理量.这样就得出定义:非静电力把正电荷从电源的负W跟被移送的电荷量q的比值叫做电源的电动势.电动势用E0表示则定义式E=W

的另一好处是:由于是在揭示了电源特性的基础上,为了反映电源的特性而引进电动势概念的,这就使得学生一开始就对电动势所反映的q物理过程的实质有所清楚的认识,并对电动这一概念的出现的必然性和必要性有所领会.从而,使学生一开始就认识到电动势是有别于电压的一个新的物理量.确能起到事半法,不当之处敬请批评指正.PhyscsTeachngnMddle

Vol33No问题讨论Jul问题讨论多用测电阻时倍率挡的选择及调江苏省无锡市第一中学多用是由电流表经过改装而成,改装的过程囊括了电阻的分压、分流原理、欧姆定律和闭合电姆定律,还用到了交流电的整流滤波的知识.可以说 对¼式求微分,

I Rx+R只多用是检验学生电学掌握程度的好.在的高考物理中,多用电表也是考查的重点和难点.本文对用多用欧姆挡测电阻时的倍率选择和调零作些探讨,顺便回答本2004第5期纪效花

$) $R IgR中$R x (R中+Rx (R中+x 测量电阻时由于精度引起的系统相对百分(Rx(Rx R)R中Rx2的问题:/一个困扰我多年的问题,多用的内阻0

$

$I(R中+Rx) $欧姆表电阻刻度已包括了从零到无穷大的所有

D=R$

IgR

=I

+4¾值为什么还要设@1@10@100@1k@10k等不同的倍率挡位?测量时为什么要选择合适的倍率挡位?怎样选择是正确的?改换倍率挡位后为什么必须重新调零?这四个问题是教学中必定会碰到的问题,设立不同的倍率挡位的目的是为了减小由于表头精度引起的测量的系统误差.如图1,,

式 称为电流计的满刻度百分误差,对精度I5级(中学系统的电流表一般为此等级)的电流计而言,为一恒量.下表列出了的对应关系:$I=?215%I为一恒量.D2Rx的对应关系RRR2或3或4或5或6或D??1?31?51??2D2Rx的关系曲线2可知RI=R+rR

+ 1)R

R Rx=0时调节调零电位器的阻值,使电流计指针满偏转,则I Rg+r+R当被测电阻的数值Rx=Rg+r+R0时,电流计的指针刚好半偏(),通常把此时的被测电阻的阻值称为欧姆表的中值电阻(也称欧姆表的内阻,但R中=Rg+r+R0=E I

统误差最小为?102)被测电阻值偏离中值电阻越大,测量的系统误差越大;3Rx=5R换用倍的挡位(R中c=10R),上讲Rx=015R中c,来的?1810%降为?1113%,这 图明通过换挡可以减小测量的系统误差,正是这个原因,欧姆表设立了@1@10@100@1k@10k等不同的倍率当改换倍率挡位后能够减小测量的系统误差时,我们就必须改换挡位.那么什么情况时能够通过换挡来减小误差呢?一些参考书上:/一般应利用电刻度 ~刻度 ~4 0中这个范围4说成/在中间刻度附近0.我们不妨作些计算,nRx>0,此时¾R(n1)nD=$(n1)nI

流将超过满偏电流,也就是说原来的调零对新的倍率挡来说是不适用的,故应该重新调零.(2)在电源电动势不变的情况下,要使中值电阻减小必须通过扩大电流表的量程来实现,如图4所示,这时恰恰用到了电阻的分流作用,/即书本上所讲的把电流计改装成电流表0的原理,这种方法适用于从@1k@100@10、@1挡,通过多次改装电流计,采用大十倍的倍率挡测量时,nc=Rx>011n

可以得到多量程的电流表,应于欧姆表就有了不同的倍 图

011 12+4 挡.由中值电阻R中=Rg+rI

R0可知倍率挡变小时,若不减小调零电阻的阻值,令Dc<D,则可得n> 10=3116;同例若n<1,(此时换用小一挡测量)要使Dc<D,可以计算得n1 11据以上分析,可以得到这样的结论/被测电阻值大于3.16倍中值电阻时,换用大一挡测量是合适的1~3.16倍中值电阻时,测量是合适的,可以减小测量的系统误差0.根据I

表笔短接时,流过电流计的电流将小于满偏电流,也就是说原来的调零对新的倍率挡来说是不适用的,故当以上讨论中的误差均指表头精度引起的系统误差,实际测量时,不同种类的被测电阻也有各自不同的允许误差范围,例如碳膜电阻一般可允许误差范围为5%20%,由于以上两个原因,用欧姆表只能比较粗当 较精确测定电阻的方法可用电桥 =IgR中 Ig与1<n 10对应 Rg+R中Rg+R n+ 电流刻度范围为(2%~7%),即中所说的中间刻度附近.在实际测量中,可以根据改换倍率挡位后指针是否更接近于中值电阻这样一个标准来选择合适的倍率位.

三电池用旧了,书本,当欧姆表中的电池用旧了,即使尚能继续凋零,此时测量的误差是很大的.但没有其为什么.举例来说,1.5V,=阻为1mA,则表盘刻度的阻值=二改换倍率挡位后为什么必须重新调零通常欧姆表设有@1@10@100@1k@10

R中=E=11

115=15008等不同的倍率挡位,相邻的倍率挡位成十倍关系,对应的中值电阻成十倍关系.在欧姆表内部是怎样实现中值电阻的这 据中值电阻的计

I I 3如果电池的电动势降为1.2V,则由计算可得此R中=E=1.2=12008 I 10-:R中=Rg+r+R0=EI1)在电流计满偏电流不变的情况下,通过增大电源的电动势可以使中值电阻增加,如图 图所示@1k(1.5V电池变成@10k挡(115V电池).R中=Rg+r+R0可知,此时若不增大调零电阻的阻值,则当表笔短接时,流过电流计的电而表盘刻度一旦标定,就无法再改变了,此时若指针指在,则我们就读成12008,与电阻的真实值的差异为20%.在这种情况下,由于电池电动势的变化引起的读数的百分误差都是20%(除了零和无穷大外,所有的刻度都是存在20%的误差).青年无线电实用手册.:中国青年高中物理教学参考书(下册).:人民育PhyscsTeachngnMddle

Vol33No初中教学园初中教学园习题课的探究式教学实施点王武(省松滋市大岩咀中学伴随课程的深入发展,广大教育教学工作者越来越重视教学中的探究式学习.所谓探究式教学,是指学生在教师的指导下,类似于科学探究的方式开展的学习活动它的主要教学模式如以下程序:鉴于探究式教学在今天的教改中表现出来的优越性,结合物理学科的学习特点,广大物理教师一般能将新授课改造成探究式的研究课,但往往忽略了习题课中的探究教学,在习题课中依旧老一套,对于哪些自觉性不强的学生来说是听之无味,不听可惜.实际上,习题课中的探究模式比教学中的探究式来得更直接,学生的成就感更强.首先每一道习题都创设了一种情境,也不缺乏问题;二是在分析问题的过程中伴随着很多的假说;三是这些假说能在较短的时间内得到检验,学生容易获得成功的喜悦;四是有些习题还能得出一些结论,并能在以后的学习和生活中得到应用.下面举例说明笔者在习题课中实施的探究式学习.11所示,容器内分别装有等质量的不同液体,设它们对容器底FF,则()

因素,并得出计算液体内部压力是由F=pSp=Qgh来决定的,可是当学生应用他们探究出来的结论F=QghS来分析时却出现新的问题,S甲<S,h甲>h但式中的Q甲、Q乙大小无不确定故压力F大小无法判断,至此,似乎选项D正确那么真的是无法判断吗?显然不是?生探究F=QghS这个和题中质量相等这个条件,并引导学生能否换个角度考虑,,通过第二次探究,得出液体的重力G=QgV液液体对容器底的压力F=QghS=QgV但中V变成了以圆台底面为底液柱高为高的圆柱体体积,2所示,不难发现V<V甲液,V>V乙液,并得出:F1<G甲,F2>G乙由于G甲=G乙,F1< 为什么会出现这种现象,又怎样来解释呢?A.F1>F B.F1<C.F1= D.探究过 根据题目所提供的物理情境和问题

步探究可以得出,在图2(甲)中有一部分液体的重力由/倾斜壁0承担了.最后仔细分析题目所给条件,对照分析过程,引导学生得出如下结论:对于圆台形容器,液体对容器底的压力与液体重力关系是:底面积大(与上底面相比)则压力大(大于液体重力),底面积小则压力就小(小于液体重力),上下底面积相等则压力相等(等于液体重力).2甲灯泡标有6V2W0,乙灯泡标有/65W0,丙灯泡标有/6V,1W0.若将三个灯泡一起U=12V的电源上,为了保证这三个灯常发光,应当选用一个什么规格的电阻?怎样连接这个电阻?为了节电,要使这个电阻消耗的电功率最小,探究过程问题与情境已经在题干中给出,根据以往学过的知识,学生会很快知道,要保证这三个灯泡正常发光,只能设计成串式混联电路.接着组织学生以学组的形式通过多次探究讨论并提出自己作出的假设电路,教师只需将的假设集中起来,评论并作相应的小结:要能保证这三个灯泡正常发光,电路可能是如图3所示四种情况.然后分小组逐一制定探究计划,验算电阻消耗的电功率并加以比较,进而优选出电阻消耗功率最小的电路来,最后计算并检验出该电阻的规格并得出结论.解答过程如下:解 依题,画出能保证三灯正常发光的电路图如图3所示四种电路,这四个电路都是串式混联电路,且明显地可以划分为电压均为6V的左右两段;由于这两段电路的电压和总电流都相等,故两段电路消耗的电功率均相等.这四个电路中三灯消耗的电功率都为它的额定功率,分别为PPP.再设电阻Ra、RbRc、Rd消耗的电功率分别为PPbPcPd.3(a),三灯正常发时,P1+P2+P3=Pa Pa=P1+P2+P3=2+1.5+1=4.5(W)同理可得出3(b)(c(d)所示电路中三灯正常发光时,电阻RbRcRd消耗的电功率分别为Pb=P1+P2P3=2W+1.5W1W=2.5(W),Pc=P1+ P2=2W+1 1.5W=1.5(W)Pd=P2+ P1=1.5W+1 2W=0.5比较以上四式可知,Pa>Pb>Pc>Pd.可见只有图3(d)所示电路才完全符合题意.则

Id=Pd/Ud=0.5/6=1/12(Rd=Ud/Id=6V/(1/12)A=72(8)应当选用一个阻值为728,工作电流不小于1212A的电阻,灯串联接在12V的电源上,此时电阻消耗的功率最小,仅有0.5W.3每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竟选择哪一种好呢?某中学/STS0课外活动小组的同学就这个问题进行了调查,25W的白炽灯与5W的电子节能灯,45W9W的电子节能灯,60W11W的电子节能灯的发光效果相当,他们选择其中一