欧姆定律内接法模板(10篇)

时间:2024-01-02 14:50:07

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇欧姆定律内接法,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

引言

高中阶段,学生接触测电阻最多也最熟悉的莫过于伏安法测电阻了。原因在于伏安法测电阻的理论基础是欧姆定律。而欧姆定律是高中电路部分的重点。但是,局限于高中生的知识储备有限,对电路略知一二,但对电路的变换和由此引起的新的计算不是很了解。由电路和器件引起的误差不可避免,我们总是在避免或者减小电路器件引起的误差。一个新的方法-桥式伏安法,便进入人们的视线。电桥法与伏安法结合起来,即桥式伏安法。传统的伏安法和较新颖的桥式伏安法的区别在哪里?桥式伏安法的理论基础可靠成立么?和伏安法相比,它的优点是什么?这些都是我们关系的问题。桥式伏安法是在伏安法的基础上建立的,对伏安法需要重新认识。我们先对伏安法和桥式伏安法进行详细说明。

一、伏安法概述

1.1伏安法测电阻

测量电阻的方法很多,如伏安法、电桥法、欧姆表法等。其中伏安法是一种用途比较广泛的方法。它不仅能测量电阻值,也能用来验证欧姆定律。因为其基础便是欧姆定律。伏安法测电阻是用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和流过电阻的电流,然后用欧姆定律公式计算出待测电阻的值。

1.2传统接法

伏安法测电阻的传统接法分为电流表内接法或外接法(图1)。当K连接A时为内接法,当K连接B时为外接法)。

伏安法测电阻是用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和流过电阻的电流,然后用欧姆定律公式计算出待测电阻的值。但电表内阻阻值对测量有影响,这种影响使内接法和外接法都无法从电压表和电流表同时直接准确读出待测电阻的电压和电流。[1][2]由缺陷和局限性得到的结果在高中阶段也是可以理解的。

然而,由于电表内阻不能忽略的存在,这种近似计算必然存在一定程度的方法误差。只有对电表内阻值进行相应修正后,才能完全消除电表内阻对测量的影响。如此,能避免方法误差便是很必要的。而侧阻值实验的精度在不断提高,桥式电桥法便是在这种情况下出现。

二、桥式伏安法测电阻

由于内接法和外接法都存在实验理想化下的局限性,近年人们寻找伏安法测电阻的新接法,现在已经发明了四种新接法。它们分别是电压补偿法、电流补偿法 、电压电流双补偿法和等值电流法。[2]这四种新接法都从本身线路中完全消除了电表内阻的影响,都能从电压表和电流表上直接读出待测电阻两端的电压 和流过的电流。这种不需要理想化并且直接避开器件局限性的电路很好。但由于需要增加补偿线路,因此这四种新接法都比较复杂。高中生在他们的水平上不是很容易接受。本文将对一个新颖简便的新接法—-桥式伏安法,进行讲述。并探讨这种方法的优点和可行性,更关键的是在不同测量环境下该方法的误差与伏安法误差进行比较,更加深入全面了解桥式伏安法的特性。此方法非常巧妙地以电桥平衡原理为基础,不需补偿线路即能完全消除电表内阻的影响。

2.1电路接法

连接方式如图2。其精髓便是将伏安法中提到的流过电压表的电流非常有依据的消除,而不是伏安法中采取理想化忽略近似计算。这样便首先消除了由器件而引起的方法误差。这主要是电桥法的功劳。[3](如图三)我们知道,在这个电路中,只要想办法使电流表(检流计)两端电势相等,则通过电表的电流就可以为零。这种情况就称为“电桥平衡”。根据电桥平衡所需满足的关系,我们就可精确地测量电阻了。

首先调节可变滑动电阻R动。R动的阻值大小不需准确调定,只需根据待测阻值R的大小估值,将R动调到与R 的数量级相差不多即可。可见操作比较简单。然后

接通开关K,调节R动使检流计指针指零。记下此时电压表的读数和电流表的读数。所测得的电压V和电流A,然后代入公式,即可求得待测电阻R的值。

2.2测量原理

当CD支路无电流时,显然可见,电压表的读数刚好就是待测电阻R两端的电压,电流表的读数就是完全流过电测电阻R的电流。单独看待测电阻周围的电线,CD可以看成直导线,刚好形成一个标准的外接伏安法测电阻。因此,将其带入欧姆定律公式是可行的。将测得的电压和电流代入公式求得的R阻值是准确的,没有方法误差,这里已完全消除了电表内阻的影响。

三、比较分析讨论

用电桥法测电阻是将待测电阻与已知电阻进行间接比较,因此电桥法需要有已知的标准电阻。电桥法是利用电桥平衡公式求待测阻值。而桥式伏安法不需标准电阻,是利用电压表和电流表测阻值的电压和电流,再由欧姆定律公式求阻值。同时,由于是通过欧姆定律计算,通过桥式伏安法很巧妙的避开了伏安法测量时的误差,则有效地消除了由伏安法测电阻时的理论局限,消除了由其带来的误差,改善和提高了实验的准确性。由此可见,桥式伏安法是伏安法的一种接法,它与电桥法又有本质区别。通过数据我们可以看到,桥式伏安法测量阻值也是中值阻值较好。小阻值或大阻值都不理想,误差很大。在用桥式伏安法时,要注意以上几个误差来源的事项。

参考文献:

篇2

一、伏安法测电阻的原理

用电压表测出待测电阻两端的电压U,用电流表测出通过待测电阻的电流I,利用部分电路欧姆定律可以算出待测电阻的阻值Rx,即Rx=U/I,这就是待测电阻的测量值。

二、伏安法测电阻的系统误差分析

1.电流表外接法

在这种电路中,电压表的示数是加在待测电阻Rx两端的真实电压,但由于电压表内阻分流的影响,电流表的示数比通过电阻的真实电流大,按这种电路测出的电阻值实质上是电压表内阻和待测电阻Rx并联后的总阻值,所以Rx测量值比真实值小。设电压表的示数为U,电流表的示数为I,通过电阻的电流为IR,通过电压表的电流为IV,则I=IR+IV,所以R真=>R测=测量值比真实值偏小。这里的系统误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小,相对误差δ=

=。所以该电路适合测量小电阻,即当满足条件Rx

2.电流表内接法

在这种电路中,电流表的示数是通过待测电阻Rx的真实电流,但由于电流表内阻分压的影响,电压表的示数比加在待测电阻Rx两端的电压大,所以按这种电路测出的待测电阻的阻值比真实值偏大。设电流表的示数为I,电压表的示数为U,加在待测电阻Rx两端的电压为UR,加在电流表两端的电压为UA,则U=UR+UA,所以R真=>R测=测量值比真实值偏大。这里的系统误差来源于电流表的分压,分压越小,误差越小,相对误差δ=

=。所以该电路适合测量大电阻,即当满足条件Rx>>RA时,采用电流表内接法测量系统误差小。为了帮助学生理解和记忆电流表两种连接方式的系统误差特点,我在课堂教学中和同教研组的老师们共同总结了如下规律:“大内偏大;小外偏小。”即:电阻值大的电阻采用电流表内接法测量,测量值比真实值偏大;电阻值小的电阻采用电流表外接法测量,测量值比真实值偏小。

三、伏安法测电阻电流表连接方式的选择方法

1.比较法。若已知待测电阻的大约值Rx,电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出电流表外接法的相对误差和电流表内接法的相对误差两个比值,然后进行比较。

(1)若

(2)若>,则选用电流表内接法,系统误差小;

(3)若=,则电流表两种接法都可以。

2.算术根法。若已知待测电阻的大约值Rx,电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出Rx和两个比值,然后进行比较。

(1)若Rx

篇3

中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)23-085-1

“测定电池的电动势和内阻”这个实验的理论方案一般有三种,我将其概括为“伏安法”,“安培法”和“伏特法”。从理想化电表来考虑的话,原理上都可以用两个方程联立求解计算得出电动势和内阻。但是这就违背了我们做实验的最基本要求。我们都希望能让学生通过实验尽量用最简单最合理的方法,测出相对来说误差最小的结果。在实验过程中要尊重实验事实,同时也要让学生学会分析误差且弄明白误差产生的原因。因此在该实验中我们都会按照教材要求给同学们安排了“伏安法”测电池的电动势和内阻。

实验中,学生在使用伏安法时,势必会涉及到安培表的内外接法,不同的同学采用的连接方法可能也是不一样的,获得实验结果后同学们会比较分析,会发现结果上的差别,为什么会有差别?哪种方案更好,更接近真实结果?这就势必引起实验误差的讨论,本文总结了三种方法以供参考。

方法1:“等效电源”法

电流表的内接法:若将图1看成图2,将虚线框内元件整体看成新的等效电源,则电压表测量值为等效电源的路端电压,电流表的测量值为流过等效电源的电流值,所以实际测量的结果相当于图3。

容易看出测量值与真实值的关系:E=E0,r=r0+RA。

电流表的外接法:若将图4看成图5,将虚框内元件整体看成新的等效电源,则电压表测量值为等效电源的路端电压,电流表的测量值为流过等效电源的电流值,所以实际测量的结果相当于图6。

容易看出测量值与真实值的关系:E=RVr+RVE0,r=r0RVr0+RV。

方法2:图线比较法

电流表的内接法:产生误差的原因是电流表的分压作用。

实际测量图线的修正(见图7):

图7中实线表示电流表相对电源内接法的测量图线。所以对于某次测量数据,由于电流表的测量值等于真实值,电压的测量值小于真实值,所以电源端电压的真实值等于电压表的读数加上电流表的电压,即U真=U测+UA。由于电流表的电阻一定,I越小,电流表分得电压UA越小,当I=0时,UA=0。所以真实图线与纵轴的交点与测量图线的交点相同,如图7虚线所示,

电流表的外接法:产生误差的原因为电压表的分流作用。

实际测量图线的修正(见图8):

图8中实线表示电流表相对电源外接法的测量图线。所以对于某次测量数据,由于电压表的测量值等于真实值,电流表的测量值小于真实值,所以干路电流的真实值等于电流表的读数加上电压表中的电流,即I真=I测+IV。由于电压表的内阻一定,U越小,电压表分得的电流IV越小,当U=0时,IV=0。所以真实图线与横轴的交点与测量图线的交点相同,如图8中的虚线所示。

方法3:闭合电路计算法

篇4

1 电路原理

下面将罗列出五种改进后的电路图,并配备操作过程及简要分析过程:

操作1:电路如图1所示,先把开关S1打到1位置,开关S2打到2位置,接通电路,调节电路,调节电阻箱R,使电流表A2的示数为A1的一半,记下此时电阻箱的示数R1;然后把开关S1打到2位置,开关S2打到3位置,调节电阻箱R使A2表示数为A1表的一半,记下此时电阻箱的示数R2。

分析:当S1打到1位置,S2打到2位置时,A2表示数为A1表的一半,此时RX支路和R支路电流相同,电压也相同,由欧姆定律可得: R1+RA2=RX (1)

当S1打到2位置,S2打到3位置时,A2表示数为A1表的一半,此时两支路电流相同,电压也相同,由欧姆定律可得

RX+RA2=R2 (2)

由于RA2的电阻不变,由(1)、(2)式可得RX=

操作2:电路如图2所示,先闭合开关1,断开开关2,接通电路,调节电路,调节滑动变阻器R1,使电压表V1的示数为V2的一半;然后保持滑动变阻器R1不变,断开开关1,闭合开关2,调节电阻箱R2,使电压表V1的示数为V2的一半,记下此时电阻箱的示数R2。

分析:当闭合开关1,断开开关2时,流过电压表V1、滑动变阻器R1和待测电阻RX的电流相同,V1的示数是V2的一半,另一半电压被R1和RX分去,此时由欧姆定律可得R1+RX=RV1

当闭合开关2,断开开关1时,流过电压表V1、滑动变阻器R1和电阻箱R2的电流相同,V1的示数是V2的一半,另一半电压被R1和R2分去,此时由欧姆定律可得R1+R2=RV1

电阻箱R2的示数可读出,R1不变,由上分析可知:RX=R2

操作3:电路图如图3所示,先把开关S打到2位置,接通电路,调节电路,记下此时电压表和电流表的示数U1、I1;然后把开关S打到1位置,调节电路,记下此时电压表和电流变的示数U2、I2。

分析:当开关S打到2位置时,由欧姆定律可得电流表RA和电阻R的电阻之和 RA+R= (1)

当开关S打到1位置时,由欧姆定律可得电流表RA、电阻R和待测电阻RX的电阻之和 RA+R+RX= (2)

由于R、RA和RX的电阻是不变的,由(1)式和(2)式可得

RX=

操作4:电路如图4所示,先把开关S打到1位置,接通电路,记下此时电压表和电流表的示数U1、I1;然后保持电路其他部分不变,把开关打到2位置,调节电阻箱R使电压表和电流表的示数依然为U1、I1,记下此时电阻箱的示数R。

分析:当把开关打到1位置时,此时测出的是待测电阻RX和电压表Rv的并联电阻之和

当把开关打到2位置时,此时测的是电阻箱R和电压表RV的并联电阻和

由于两次电压表和电流表的示数相同,电阻箱电阻值也可知,RV不变,由(1)式和(2)式可知RX=R

操作5:电路如图5所示,先断开开关S,接通电路,调节电路,调节滑动变阻器R,使电流表A2的示数为A1的一半;保持滑动变阻器阻值不变,闭合开关S,读出此时电流表A2、电压表V的读数分别为I2、U。

分析:当断开开关S时,A2表的读数为A1表的一半,则流过两支路的电流相等,电压也相等,此时根据欧姆定律可得

RA2+R=RX

当闭合开关S时,由于电压表的分流作用,A1表和A2表的示数必然发生变化,但(1)式依然成立,只要求出RA2+R就能求出RX的值,此时RA2+R=,所以RX=

2 意义

(1)以上所述,操作者可根据实际情况选择合适的操作电路;

篇5

外接法的误差来源于伏特表的分流,测量值小于真实值。当伏特表的内阻远大于待测电阻时,用外接法可减小误差;内接时误差来源于安培表的分压,测量值大于真实值,当待测电阻远大于安培表的电阻时,用内接法可减小误差。

但是,不论是外接法还是内接法,都会有误差产生。如果在原电路的基础上,稍作改进,增加一个单刀双掷开关,即可消除误差。电路图(如图),做法如下:

1 将s2接2,闭合电键s1,调节滑动变阻器Rp和Rw,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记下电压表、电流表的读数U1、I1:U1/I1=rA+Rx+Rp;

2 保持Rp不变,将单刀双掷开关S2接1,调节Rw,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记下电压表、电流表的读数U2、I2:U2/I2=rA+Rp;

3 待测电阻的真实阻值为Rx=U1/I1-U2/I2。

通过以上改进,就可以消除由于伏特表和电流表内阻带来的误差。

汽车转弯的物理学思考

刘力平 潘久泰

受经济利益驱使,汽车严重超载、超高、超长、超速已是司空见惯。汽车像火车似地从身边呼啸而过时,让人心惊肉跳;而一旦发生惨烈的车祸,却又让人顿生感慨:唉,何必“超”啊!

在驾驶技术中,汽车转弯是一门必须研究和掌握的学问。弯道行车或超车不慎,随时都有可能发生意想不到的车祸。驾驶员如果熟知汽车转弯的物理学原理,谨慎驾驶,便可避免车祸造成的财产损失和人员伤亡的事故。

汽车转弯在物理学上称为物体做圆周运动。做圆周运动的任何物体都需要适当的向心力来维持。向心力就是物体所受的沿半径指向圆周中心(即圆心)的合力。当提供的向心力大于所需要的向心力时,物体就做近心运动;当提供的向心力不足时,物体就做离心运动;向心力完全消失时,物体将沿切线方向飞去。

汽车在平坦路面上转弯时,靠地面提供的横向摩擦力作向心力。当驾车上、下坡转弯时,路面横向一般是内低外高,像火车弯道是内、外轨有适当高度差一样。此时,除地面的横向摩擦力外,还有车身侧倾所受重力和地面支撑力的合力来提供向心力。人跑步、骑单车、驾驶摩托等转弯时,一定要适当向弯内侧身,倾斜车体,且速度越大,倾斜角越大,才能顺利通过弯道。

篇6

如果电表为理想电表,即RV=∞,RA=0用图1(甲)和(乙)两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢?

一般将图1(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流表内接法,则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为六个字:“大内大、小外小”。

一、 误差分析

根据欧姆定律,电阻的(真实)阻值等于该电阻两端的电压值除以此时流过电阻的电流值,即 R=URIR,但在实际的测量中,由于测量系统的原因,我们并不能同时测得UR、IR,所以在实际测量中,总会有测量误差。

1 电流表外接法

由于电表为非理想电表,考虑电表的内阻,等效电路如图3所示,电压表的测量值UV为ab间电压,电流表的测量值IA为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测=UvIA

图3

2 电流表内接法

其等效电路如图4所示,电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流(IA=IR),电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和,故:R测=UvIA

综上所述,当采用电流表内接法时,测量值大于真实值,为减小误差,应测大电阻。即“大内大”(大电阻内接、测量值偏大);当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,为减小误差,应测小电阻。即“小外小”(小电阻外接、测量值偏小)。

二、 电路的选择

1 “大内大”:当R>RA时,δ内0,选择电流表内接法测量,误差更小。

“小外小”:当R

例1 已知电流表的内阻约为0.1,电压表的内阻约为10KΩ,若待测电阻约为5Ω用伏安法测其电阻应采用电流表接法;若待测电阻约为500Ω,用伏安法测其电阻应采用电流表接法。

分析:当待测电阻的阻值约为5Ω,通过与电压表的内阻和电流表的内阻的比较,可以看出待测电阻的阻值远远小于电压表的内阻,由“外小小”可知,应选用电流表外接法,这样相对误差趋近于零,测量值更准确。

当待测电阻的阻值约为500Ω时,待测电阻的阻值远远大于电流表的内阻,由“内大大”可知,应选用电流表内接法。

2 “大内大”:当R>RARV时,应选择电流表内接法进行测量。

“小外小”:当R

证明:电流表内、外接法的相对误差分别为δ内=RA/R和δ外=R/(RV+R),则:

(1) 若δ内RARV此时,电流表内接法的相对误差小于电流表外接法的相对误差,故实验电路应选择电流表内接法,即“大内大”。

(2) 同上分析可知,当Rδ外,实验电路应选择电流表外接法,即“小外小”。

例2 (2005年全国高考题)在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20KΩ,电流表的内阻约为10Ω,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,

读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上,如图2-1所示:

(1) 根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx=Ω(保留两位有效数字)。

(2) 画出实验的电路原理图。

分析:由图四所描的点可作出I-U图线,其斜率的倒数即为被测电阻的阻值,Rx约为2.3×103-2.5×103。

因为RARV=10×20×103Ω≈447.2Ω,则Rx>RARV,

由“大内大”有,实验电路应选用2-2电流表内接法,实验电路图如图2-2所示。(电路为什么采用滑动变阻器分压接法在这里不讨论)

3 当待测电阻的阻值完全未知时,常采用试触法,观察电流表和电压表的示数变化情况,原理如图3-1。

将伏特表的某一接线柱分别接a、b两点,观察两表的示数变化显著与否。判断待测电阻的大小。

当待测电阻Ra、b两点,其示数变化显著。因待测电阻R较小,应采用外接法。

当待测电阻R>RA,与Rv可比拟时,伏特表的分流作用显著,伏特表分别接a、b两点,安培表示数变化显著。因待测电阻R较大,应采用内接法。

小结:伏特表示数变化显著,说明待测电阻R与RA差不多,较小,应采用外接法;安培表示数变化显著,说明待测电阻R与Rv差不多,较大,应采用内接法。

篇7

3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}

4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外

{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}

5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}

6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}

7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R

8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}

9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)

电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+

电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+

电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3

功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+

10.欧姆表测电阻

(1)电路组成 (2)测量原理

两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)

接入被测电阻Rx后通过电表的电流为Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx),由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小。

(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。

(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。

11.伏安法测电阻

电流表内接法: 电流表外接法:

篇8

我国新一轮基础教育改革已经进入到实验阶段,现阶段我们使用的《义务教育课程标准实验教科书》注重科学探究,强调以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究的过程,学习科学探究的方法,培养科学探究精神、实践能力、创新意识。因此,在物理课程中增设物理“探究活动”的内容是非常必要的。

1.探究式教学活动

探究式教学是指在教师引导下,学生通过对问题的独立研究来发现、获取知识的教学。其特点是要求学生通过对问题的研究,获得经验或知识,以发展自己的创造才能;学生活动在教学中处于主要地位,教师处于辅导地位;以学生的独立研究和作业为基本方式;总是从问题开始或通过分析资料提出假设,进行推导与实验以解决问题。探究式教学易激起学生的求知欲,引起兴趣,提高学生独立思考、分析、解决问题的能力。

2.初中学生学习物理的兴趣特点

把握住初中学生对物理学习的兴趣状况和特点,对于激发和强化他们的兴趣具有重要意义,初中学生的兴趣大体有三种:一是对学习只是直接兴趣,他们只满足于被新奇的物理现象所吸引,希望看到鲜明、生动的物理现象和实验,但这种现象只停留在现象本身,并未产生探索这些物理现象原因的需要。二是对物理有操作兴趣,他们要求通过自己的活动对自然现象和实验结果施加影响,如我曾对我校初中二年级两个班做过调查。当提供玩具电机,根据自愿的原则号召学生自己动手做小电扇,结果93﹪的学生都做了,这说明他们对动手操作具有浓厚的兴趣。三是对物理具有因果认识的兴趣,他们的兴趣中心已由了解怎样改变现象发展到进一步探求现象变化的原因,理解它的实质,也就是对事物的因果关系特别感兴趣。

鉴于上述分析,初中学生学习物理的兴趣主要是直接兴趣和操作兴趣,其特点是新奇、具体、操作、实践。因而在初中物理教学中重视观察思考和物理实验,不仅是物理学科本身特点的需要,也是适应学生的学习心理、培养学习兴趣的需要。

3.如何在探究活动中培养学生的兴趣

物理教学中,为了培养学生的学习兴趣,就必须挖掘物理学本身的潜力,充分利用初中学生好动的特点,加强操作,在活动中传授知识,让学生在参与中进行学习,进而产生学习的兴趣。所以探究性活动以探究式实验为主,它的主要目的是学生通过观察归纳认识物理规律、训练实验技能,它具有让学生“发现”的意义,即让学生通过实验现象的分析和归纳,总结出一定的物理规律。

3.1探究式演示实验

演示实验具有直观性强,具体形象等优点,它是教师根据教学内容,为了便于学生的理解和知识掌握而在课堂教学中进行的一种实验,把用语言不能解释清楚的物理问题展现在学生面前,便于学生的理解,而且演示实验可以活跃课堂气氛,学生对之兴趣浓厚。如上序言课时,我们为教学准备了丰富的演示实验,给学生留下了深刻的印象。比如,我演示了“当烧瓶中水烧开的水停止沸腾后,往烧瓶上浇冷水,烧瓶中的水又重新沸腾”、“向倒置的漏斗中吹气时,里边的乒乓球不会下落”的实验,所有的学生都很好奇,对这些现象都很感兴趣。

3.2探究式学生实验

学生除了喜欢看教师演示以外,更喜欢自己动手操作。在实验中,既满足了学生的好奇心、好动性,也巩固加深了所学知识,还使学生积极参与学习,从而唤起他们学习的兴趣。有些学生甚至能在实验课中进行创造性的学习,并且发挥他们充分的想象力。另外,学生实验还可以培养学生的学习态度和方法。实验必须在一定规则下进行,学生在学习中不仅懂得了知识,而且掌握了学习方法,所以组织得好的学生实验,可以促进学生的发展,也满足和培养了学生的兴趣。

4.如何设计探究性活动来培养学生的兴趣呢?可以从以下几个方面来考虑。

4.1从实验原理设计活动

方法:教师提出需要学生研究的问题学生设计实验实验验证得出结论填写报告

如物理教材的“测量小灯泡的电阻”这一课。教师可先提出问题:“电流可以用电流表测量,电压可以用电压表测量,那么用什么方法测量电阻呢?”让学生分析,在学生学习了欧姆定律之后,自然会想到先测出导体两端的电压和通过导体的电流,再通过欧姆定律来计算电阻,这样就得出了用伏安法测电阻的实验原理。然后根据实验原理设计实验,画出电路图,进行实验。这样设计实验可以使学生能够更好地运用欧姆定律,加深对欧姆定律的理解,激发学生的兴趣。

4.2从实验过程步骤出发设计活动

方法:教师对实验步骤提出建议学生选择对比实验分析对比结果得出结论填写报告

如上述实验中,在学生明白实验原理的情况下。教师可以对实验过程提出建议:“当把电流表内接和外接时,两种方法测得的结果一样吗?”让学生选择对比实验,有的实验组用内接法,有的实验组用外接法,实验完后对比实验结果,讨论使用在什么情况下使用内接法结果更准确一些,什么情况下使用外接法结果更准确一些,最后得出结论。

在教学过程中,鼓励学生在实验中使用不同的方法,通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。这样提高了学生的兴趣,学生的积极性、主动性得到充分体现。

4.3从学生容易出错的角度设计活动

方法:教师针对教材中某些“不许”、“不能”、“注意”等内容提出质疑要求解释为什么学生实验得出结论

如在学习电流表时,课本上有这样的警示:“任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极!”针对这一警示对学生提出质疑:为什么不能把电流表直接接到电源的两极?让解释为什么,然后指导学生用试触法把电流表接到两节干电池的两端。这样学生通过观察电流表的指针摆动,会得出:“当把电流表直接接到电源两极时,通过电流表的电流会很大”的结论。这样会损坏电流表,甚至会引起火灾。

通过这一设计,培养学生对物理有因果认识的兴趣,还能养成学生批判地吸收教科书上知识的习惯,培养学生的发现问题,并积极探索解决的精神,更能培养学生的逻辑思维能力。

参考文献

[1]课程教材研究所 物理课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书.北京:人民教育出版社,2003.

[2]山西省教育科学院研究院 山西省教育学会.物理教学理论与实践.2005(第25卷第11期).

篇9

在研究省级课题《初中、高中物理教学衔接的研究》时发现,初中物理(沪科班九年级教材)对《恒定电流》内容的介绍和描述用了三章内容,分别是第十四章《了解电路》、第十五章《探究电路》和第十六章《电流做功和电功率》,跟现行人教社物理3-1第二章《恒定电流》相比对,发现有很多知识点是重复的。如表一:

在完成初高中衔接后,在高中增加了“电动势”这一重要概念,增加了“电阻定律”、“闭合电路欧姆定律”两个定律,还增加了多个重要的学生分组实验 :如“描绘小灯泡的伏安特性曲线”、“测定金属的电阻率”、“把电流表改装为电压表”、“测定电源电动势和内阻”、“用多用电表探索黑箱内的电学元件”。这些实验在高考中反复考,命题者尤其喜欢考实验设计题。究其原因,是由于这部分内容涉及的实验原理比较成熟,学生在初中和高中对这部分内容都不陌生。

在教学课时紧张的情况下,为了把这部分内容给学生讲清、讲活和讲透,在实际教学过程中,课题组成员在部分班级实现教学重新设计。如表二:

在教学实践过程中,把初中已学知识进行较系统地复习,把教学重心后移,重点给学生介绍用所学电学知识处理实验设计问题。

如:在组织“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验教学中,对于小灯泡的连接为何是外接而不是内接,滑动变阻器的连接为何是分压而不是限流,小灯泡的伏安特性曲线为何开始是一小段直线,后面不是一条直线。这都给学生带来一定的困惑。教师在课堂教学中引导学生把问题一个一个解决。重要体现为:(1)因本实验要作出I-U图线,要求测出包括零在内的电压、电流值,因此变阻器要采用分压接法。(2)本实验中,因被测小灯泡电阻较小,因此实验电路必须采用电流表的外接法。(3)电键闭合后,调节变阻器滑片的位置,使灯泡的电压逐渐增大,可在电压表读数每增加一个定值(如0.5V)时,读取一次电流值;调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压。(4)电键闭合前变阻器滑片移到阻值最大端。(5)在坐标轴上建立一个直角坐标系,纵轴表示电流I,横轴表示电压U,两坐标轴选取的标度要合理,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸,要用平滑曲线将各数据点连接起来。(6)由欧姆定律可知,对一纯电阻用电器,有I=U/R.因此,当R为定值时,I-U图线应为一过原点的直线。但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压的过程中,灯丝温度由室温升高到的2000 ℃,因此灯丝电阻率有明显增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。

又如:测定电源电动势和内阻测定电源电动势及内阻是高中物理教材电学中一个非常重要的实验,教材介绍了以闭合电路欧姆定律三种表达形式相对应的实验原理,而实验中所涉及的实验设计原理、实验误差分析,图像问题则往往成为高牢考察的重点和学生学习的难点。实验中由于电流表所处位置不同分为内接法与外接法,又由于电流表及电压表并非理想电表所以导致内接法与外接法都会出现系统误差结合数学知识巧解图像问题测定电源电动势及内阻的实验中图像法是一类很重要的处理问题的方法,新授课中大多是以U作为纵轴,I作为横轴来描点作图的,学生对于此种类型的图像往往也较熟悉,但如果实验中横轴和纵轴变为其它电学量,则往往给学生以陌生感导致解题困难。其实此类问题不妨将纵轴表示的电学量视为应变量(数学中的y),纵轴电学量视为自变量(数学中的x),尔后将应变量与自变量的函数关系写出来,对照一次函数的表达式y=kx+b,即可得出斜率截距的物理意义。而且,这种方法对于多种测电动势和内阻的实验都很有效。

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伏安法是指通过对被测对象电压、电流的测定来求得其电阻、电源的内电阻等电学量或作电压――电流曲线图,高中电学实验大部分都涉及这一思想。近几年的高考电学实验题目年年翻新,全是对原有学生分组实验的改造、改进,甚至创新,很多考查内容涉及运用伏安法测电阻。

一、伏安法测电阻的基本原理

1.基本原理:伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律

R=,只要测出元件两端的电压和通过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。

2.测量电路的系统误差:由于电压表和电流表自身有电阻,它们串并联连入电路时,改变了原来电路的结构,势必带来测量电路的系统误差。为了减小实验的系统误差,采用电流表内接或外接法以减小系统误差。

二、常用的测量方法

1.活用电表法:由于电压表、电流表自身都有电阻,若电表的内阻已知,则电压表和电流表还可以当作定值电阻使用;还涉及两个电流表并联和两个电压表串联的应用。

2.一电表一电阻箱法:

(1)电阻箱当做电压表使用:如图可测得电流表A2的内阻R2=。图中电阻箱R测得A2表两端的电压为(I1-I2)R。

(2)电阻箱当做电流表使用:若已知R及Rv,则测得干路电流为I=+。图中电阻箱与电压表配合使用,起到了测电流的作用。

3.等效替代法:在电源的电压不变的情况下,将S合到2,调节R1,使电流表的示数与S合到1时的示数相等,则有Rx=R1。该法的优点是消除了电流表内阻的影响。

三、测定电源的电动势和内电阻

应用闭合电路的欧姆定律,测量电流、电压值,联立两式:E=I1r+U1,E=I2r+U2,即可求得电源的电动势和内电阻。

四、拓展

以2007年四川实验题为例:

甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.

(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,____,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=___

(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的-图线,则电源电动势E=_____V,电阻R2=_____Ω.