時(shí)間：2023-09-28 15:43:55
序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇?dú)W姆定律成立條件范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。
一、歐姆定律發(fā)現(xiàn)歷程溯源
2.相同之處
歐姆定律適用于線(xiàn)性元件，如金屬等，不適用于非線(xiàn)性元件，如氣態(tài)導(dǎo)體等。
三、三點(diǎn)質(zhì)疑
1.線(xiàn)性元件存在嗎
材料的電阻率ρ會(huì)隨其他因素的變化而變化（如溫度），從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實(shí)際上不可能是穩(wěn)定不變的，也就是說(shuō)理想的線(xiàn)性元件并不存在。在實(shí)際問(wèn)題中，當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時(shí)，可以近似看作線(xiàn)性元件，但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立，例如常用的炭膜定值電阻，其額定電流一般較小，功率變化范圍較小。
2.對(duì)所有非線(xiàn)性元件歐姆定律都不適合嗎
在上述所有表述中都有歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體之說(shuō)，又有歐姆定律適用的元件是線(xiàn)性元件之說(shuō)，也就是說(shuō)金屬是線(xiàn)性材料，而我們知道，白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的，也就是說(shuō)線(xiàn)性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線(xiàn)性元件，但實(shí)踐告訴我們燈絲顯然不是線(xiàn)性元件，因此這里的表述就不正確，為了避免這種自相矛盾，許多資料上又說(shuō)歐姆定律的應(yīng)用有“同時(shí)性”，或者說(shuō)“歐姆定律不適用于非線(xiàn)性元件，但對(duì)于各狀態(tài)下是適合的”，筆者總覺(jué)得這樣的解釋難以讓學(xué)生接受，有牽強(qiáng)之意，給教師的教造成難度，既然各個(gè)狀態(tài)下都是適合的，那就是整個(gè)過(guò)程適合呀。
3.對(duì)歐姆定律適合的元件I與R一定成反比嗎
I與R成反比必須有“導(dǎo)體兩端的電壓U相同”這一前提，在這一前提條件下改變導(dǎo)體的電阻R，那么通過(guò)導(dǎo)體的電流就會(huì)發(fā)生變化，因而導(dǎo)體的工作點(diǎn)就發(fā)生了變化，其制作材料的電阻率 ρ就隨之變化，因此導(dǎo)致電阻又會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的變化，這樣又會(huì)導(dǎo)致電流產(chǎn)生進(jìn)一步的變化，所以實(shí)踐中多數(shù)情況下I與R就不會(huì)成嚴(yán)格的反比關(guān)系，甚至相差很大。
四、兩條教學(xué)對(duì)策
1.歐姆定律的表述需要改進(jìn)
其實(shí)早就有一些老師對(duì)歐姆定律的表述進(jìn)行過(guò)深入的分析，并結(jié)合他們自身長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)提出了歐姆定律的表述的后半部分“I與R成反比”是多余的，應(yīng)該刪除，筆者也贊成這種做法，因?yàn)檫@種說(shuō)法本身就是不準(zhǔn)確的，這也是在上述三種大學(xué)普通物理教材中都沒(méi)有出現(xiàn)這個(gè)說(shuō)法的原因。
通過(guò)對(duì)歐姆定律發(fā)現(xiàn)歷程的溯源，可知?dú)W姆當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)這一電路定律時(shí)也沒(méi)有提出“反比”這一函數(shù)關(guān)系，只是定量地給出了一個(gè)等式，因此，筆者認(rèn)為歐姆定律的現(xiàn)代表述有必要改進(jìn)，既要傳承歐姆當(dāng)時(shí)的公式，也要符合實(shí)際情況，所以筆者認(rèn)為歐姆定律應(yīng)該表述為：通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度等于導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體此時(shí)的電阻之比。
那么，為什么連“I與U成正比”也省去呢？當(dāng)R一定時(shí)，I與U成正比是顯然的，但如果在歐姆定律的表述中一旦出現(xiàn)“I與U成正比”的說(shuō)法，學(xué)生就會(huì)很自然地想到“I與R成反比”，而這種說(shuō)法是不對(duì)的，所以表述中最好不要出現(xiàn)“I與U成正比”和“I與R成反比”這兩種說(shuō)法。
2.線(xiàn)性還是非線(xiàn)性元件的區(qū)分不能以材料種類(lèi)為判斷標(biāo)準(zhǔn)
同樣是金屬材料，鎢絲的伏安特性是非線(xiàn)性的，而一些合金材料導(dǎo)體的伏安特性卻是非常接近理論線(xiàn)性，如標(biāo)準(zhǔn)電阻。所以我們?cè)趨^(qū)分線(xiàn)性元件還是非線(xiàn)性元件時(shí)，不能以導(dǎo)體的材料種類(lèi)作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，而只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，得到I-U圖象，以此來(lái)作為判斷依據(jù)。
（1）對(duì)于萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式F=Gm1m2/r2，有同學(xué)認(rèn)為當(dāng)r0時(shí)，F(xiàn)∞。雖然萬(wàn)有引力定律適用于一切物體，但公式F=Gm1m2/r2計(jì)算萬(wàn)有引力時(shí)，卻有一定的適用條件：
嚴(yán)格地說(shuō)，萬(wàn)有引力定律的公式只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。質(zhì)點(diǎn)本身就是一個(gè)理想化的模型，當(dāng)兩個(gè)物體間的距離比物體本身大得多時(shí)，可以認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)。認(rèn)為當(dāng)r0時(shí)，F(xiàn)∞的錯(cuò)誤原因就在于實(shí)際情況中根本不可能出現(xiàn)r=0的情況，也就是說(shuō)，在r0時(shí)，有質(zhì)量的物體也就不能再看成質(zhì)點(diǎn)了。
對(duì)于萬(wàn)有引力定律的適用還可以有下面兩種情況：一是當(dāng)兩物體距離很近時(shí)，如果質(zhì)量都是分布均勻的球體，此時(shí)r應(yīng)是兩球體球心間的距離，二者間距離最小也是在它們接觸時(shí)，r為兩球半徑之和，而不是0。二是若為一均勻球體與球外一質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力也可用此公式，式中r是球心到質(zhì)點(diǎn)的距離，此距離最小是球的半徑，也不是0。
（2）對(duì)于庫(kù)侖定律公式：F=KQ1Q1/r2僅適用于真空中（空氣中近似成立）的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用，在理解庫(kù)侖定律時(shí)，常有同學(xué)認(rèn)為：r0時(shí)，得出庫(kù)侖力F∞。
從數(shù)學(xué)的角度分析，這是正確的結(jié)論，但從物理學(xué)的角度分析，這一結(jié)論是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的原因和對(duì)萬(wàn)有引力錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是類(lèi)似的，原因在于當(dāng)r0時(shí)，兩電荷已經(jīng)失去了點(diǎn)電荷成立的條件，何況實(shí)際電荷都有一定的大小，根本不會(huì)出現(xiàn)r=0的情況，也就是說(shuō)，在r0時(shí)電荷已經(jīng)不能再看成點(diǎn)電荷了，違背了庫(kù)侖定律的適用條件（真空、點(diǎn)電荷），不能再運(yùn)用庫(kù)侖定律計(jì)算兩電荷間的相互作用了。
（3）對(duì)于閉合電路歐姆定律，根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)來(lái)分析電路中某一電阻變化而引起的整個(gè)電路中各部分電學(xué)量的變化情況，在分析這一動(dòng)態(tài)電路的基本方法中，可以用極限方法。極限法：因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。
先用兩個(gè)例題來(lái)分析：
例1 如右圖所示電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)電阻r=1Ω，R1=2Ω，滑動(dòng)變阻器R的阻值可連續(xù)增大，求：當(dāng)R多大時(shí)，R1將消耗的功率最大，且為多少？
解析 由P=I2R知，對(duì)于R1消耗的功率
P1=I2R1當(dāng)I最大時(shí)，P1最大，要使I最大則由I=E/（r+R1+R）可知應(yīng)使R=0，當(dāng)R=0時(shí)R1將消耗的功率最大：Pm= R1E2/(r+ R1）2 =2W
例2 分析閉合電路路端電壓與電流關(guān)系：U=E-Ir ；I=E/（r+R）。（E、r不變）
用極限法來(lái)分析是很容易理解的。
如果從數(shù)學(xué)角度來(lái)分析，U與I成一元一次函數(shù)關(guān)系，很容易得出U與I的圖線(xiàn)：
題目：如圖（1）所示，磁流體動(dòng)力泵的矩形槽左右兩側(cè)壁是導(dǎo)電極板，前后兩壁是絕緣板，槽寬L=5cm，高h(yuǎn)=10.5cm，槽的下部與水銀面接觸，上部與一豎直非導(dǎo)電管相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于絕緣壁，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，給兩導(dǎo)電板間加一電壓U=1v，取水銀的電阻率ρ=10Ω?m，水銀密度ρ=1.4×10kg/m，則水銀在泵中可上升的高度是多少？
此題是電磁學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的問(wèn)題，此題提供了磁流體動(dòng)力泵的結(jié)構(gòu)和工作原理的信息。若把導(dǎo)電板內(nèi)的水銀看成通電導(dǎo)線(xiàn)，可獲得“通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受力處于平衡狀態(tài)”的物理模型。它在磁場(chǎng)中受到向上的力與向下的力平衡，利用平衡方程即可求解。在解此題時(shí)選取不同的研究對(duì)象來(lái)分析時(shí)，往往會(huì)收到不同的繁簡(jiǎn)效果。
解法一：假設(shè)水銀已進(jìn)入非導(dǎo)電管中并選取高出水銀面的整個(gè)水銀柱（包括大、小柱體中的水銀）為研究對(duì)象，其在豎直方向受力如圖（2）所示，其受到重力mg、矩形槽頂壁的彈力F、F，安培力F四個(gè)力作用，并設(shè)槽長(zhǎng)為d，非導(dǎo)電管寬為L(zhǎng)′，所求水銀在泵中上升的高度為H：
由電阻定律得：R=ρ（1）
由歐姆定律得：I=（2）
由安培力公式得：F=BIL（3）
由（1）（2）（3）得：F=BhdU/ρ（4）
由密度公式得：mg=ρVg=ρg（V+V）（5）
由體積公式得：V=Lhd（6）
V=（H-h）（dL′）（7）
由（5）（6）（7）得：mg=ρg［Lhd+(H-h)dL′］（8）
由壓強(qiáng)公式得：F+F=ps=ρg（H-h）d（L-L′）（9）
由平衡條件得：F=mg+F+F（10）
由（4）（8）（9）代入（10）得：
H===1.5m
點(diǎn)評(píng)：因?yàn)镠＞h，所以水銀進(jìn)入非導(dǎo)電管，即假設(shè)成立，水銀在泵中上升的高度為1.5m，但學(xué)生不僅在受力分析時(shí)常將矩形槽頂壁的彈力忽略，而且解題時(shí)槽長(zhǎng)為d這一參數(shù)不知道設(shè)定，因此用此法解題時(shí)常出錯(cuò)不易解出正確答案。
解法二：選取高出水銀面且寬為非導(dǎo)電管寬L′長(zhǎng)為d，高為H的水銀柱為研究對(duì)象，其在豎直方向受力如圖（3）所示，受重力mg、安培力F二力作用。
由電阻定律得：R=ρ（1）
由歐姆定律得：I=（2）
由安培力公式得：F=BIL′（3）
由（1）（2）（3）式解得：F=（4）
mg=ρV=ρL′dHg（5）
由平衡條件得：mg=F（6）
將（4）（5）代入（6）
H===1.5m
點(diǎn)評(píng)：此法不僅避免了水銀是否進(jìn)入非導(dǎo)電管的討論，而且使得對(duì)研究對(duì)象的受力分析更為簡(jiǎn)潔了，采用此法求解不容易解錯(cuò)。
解法三：選取矩形槽底面為研究對(duì)象，其在豎直方向受到向上安培力F和向下的壓力F而平衡。
由題意得：F=F（1）
由壓強(qiáng)公式得F=PS（2）
由液體壓強(qiáng)公式得P=ρgH（3）
由幾何圖形得s=dL（4）
由平衡條件得F=F（5）
由（1）（2）（3）（4）代入（5）得
BL=ρgHdL化簡(jiǎn)得
H===1.5m
點(diǎn)評(píng)：此法最為簡(jiǎn)潔，但用此法解題，能力要求較高。
最近我的物理學(xué)的也算好，原因是我聯(lián)系生活，用科學(xué)來(lái)揭示生活的哲理。
電流是推動(dòng)電器工作的動(dòng)力，就相當(dāng)于生活中做事的動(dòng)力。電壓就是我們常說(shuō)的別人賦予的壓力。俗話(huà)說(shuō)：“有壓力才有動(dòng)力。”“壓力越大動(dòng)力越大。”這自然是有道理的（當(dāng)然有道理，要不怎么流傳了千百年），但他們忘了一點(diǎn)，那就是導(dǎo)體的電阻。方才的結(jié)論是在電阻不變的條件下成立的，我把這電阻理解為我們青少年特別強(qiáng)烈的逆反心理。
導(dǎo)體有兩種，大部分溫度越高電阻越高，小部分溫度越大電阻越小。而根據(jù)焦?fàn)柖煽蓪?dǎo)出Q=UUt／R。即對(duì)大多數(shù)來(lái)說(shuō)，在其他條件相同時(shí)，壓力（電壓）越大，氣氛越激烈（溫度越高），逆反心理越強(qiáng)（電阻越大），你硬我更硬。
一、教師要為學(xué)生閱讀教材創(chuàng)造條件
一方面要經(jīng)常對(duì)學(xué)生進(jìn)行自學(xué)能力重要性的教育，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到有了自學(xué)能力，才能不斷地充實(shí)和更新自己的知識(shí)，才能適應(yīng)迅速發(fā)展變化的社會(huì)，才能不斷攀登科學(xué)的高峰，另一方面要多為學(xué)生閱讀課本創(chuàng)造條件，學(xué)生自學(xué)必須要有時(shí)間的保證，現(xiàn)在初中學(xué)習(xí)的科目繁多，課業(yè)負(fù)擔(dān)較重，學(xué)生每天平均用于自學(xué)的時(shí)間只有2至3小時(shí)，學(xué)生感到做作業(yè)都來(lái)不及了，哪有時(shí)間去看書(shū)啊！這就要求我們教師一方面必須改革教學(xué)方法，改變那種填鴨式的“滿(mǎn)堂灌”，一堂課如果一講到底，學(xué)生便始終處于被動(dòng)狀態(tài)連思考余地都沒(méi)有，有些問(wèn)題即使上課講了，學(xué)生做了練了，但一考查起來(lái)還是不懂，這說(shuō)明只有教師的講是不行的，還必須有學(xué)生的獨(dú)立思考，自己消化才行，另一方面，作業(yè)題應(yīng)少而精，題目是永遠(yuǎn)做不完的，重要的是精選典型習(xí)題指導(dǎo)學(xué)生深入探討，獨(dú)立思考，在分析習(xí)題過(guò)程中探索其規(guī)律，使自己在解題的實(shí)踐中逐步地掌握其思路和方法。總之，教師在教學(xué)中要盡量少灌輸，多誘導(dǎo)，使教學(xué)過(guò)程成為學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己學(xué)習(xí)和鉆研問(wèn)題的過(guò)程。例如在上《歐姆定律》這課時(shí)，教師只通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)講清電流跟電壓的關(guān)系，至于電流跟電阻的關(guān)系以及歸納得出定律，就可以讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結(jié)論，然后教師加以小結(jié)，這祥既可以在課堂上有時(shí)間讓學(xué)生閱讀課本，又可使學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)、思考、討論和研究問(wèn)題，更促使學(xué)生去認(rèn)真鉆研教材。
二、根據(jù)物理教材的特點(diǎn)加強(qiáng)閱讀指導(dǎo)
物理課本中既有對(duì)現(xiàn)象的描述，又有對(duì)現(xiàn)象的分析、概括；既有定量的計(jì)算，又有要?jiǎng)邮肿龅膶?shí)驗(yàn)，在表述方面，既有文學(xué)“語(yǔ)言”，又有數(shù)學(xué)“語(yǔ)言”（公式、圖象）還有圖畫(huà)“語(yǔ)言”（插圖、照片）。看這樣的書(shū)，既要懂得文字表述的意思，又要理解數(shù)學(xué)的計(jì)算及其含義，有時(shí)，還得面圖等等。學(xué)生剛開(kāi)始是不易讀懂，也不習(xí)慣的，因此，一開(kāi)始教師就必須用心的加以引導(dǎo)，要要求學(xué)生從頭到尾地看，并給予指導(dǎo)，必要時(shí)，在課堂上還得邊讀邊講；重要的句子、結(jié)論要求學(xué)生用筆劃出來(lái)，對(duì)一些敘述較復(fù)雜的段落還要予分析解釋。例如：《阿基米德原理》這一節(jié)，學(xué)生通過(guò)閱讀課文后，對(duì)課文提出的概念、定義和原理就有了一個(gè)初步的輪廓，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象也有所了解，并能作大致的分析，這時(shí)教師可通過(guò)提問(wèn)和學(xué)生一起進(jìn)行討論研究，使之進(jìn)一步理解，然后教師指出，并要求學(xué)生對(duì)阿基米德原理的理解，應(yīng)特別明確：誰(shuí)是受力物體，浮力和大小，方向以及在什么情況下才有浮力等，幫助學(xué)生理解“原理”的實(shí)質(zhì)，而不致于去死背條文。物理公式是用數(shù)學(xué)“語(yǔ)言”來(lái)描述物理規(guī)律的一種數(shù)學(xué)表達(dá)式，初中學(xué)生不易看懂，也往往把它當(dāng)作代數(shù)來(lái)看待，這就需要教師一開(kāi)始就要幫助他們?nèi)ヅ迤浜x。其實(shí)，數(shù)學(xué)“語(yǔ)言”和文字“語(yǔ)言”是一致的，因此，先要訓(xùn)練學(xué)生當(dāng)“翻譯”，經(jīng)常要求他們將某一物理語(yǔ)言或數(shù)學(xué)語(yǔ)言“譯”成文字語(yǔ)言或?qū)⑽淖终Z(yǔ)言“譯”成物理語(yǔ)言或數(shù)學(xué)語(yǔ)言，例如將“鋼的密度比鋁大，比鉛的小”，“譯”成寫(xiě)成“P鉛＜P鋼＜P鉛”；又如將歐姆定律I＝U／R公式“譯”寫(xiě)成“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”等等。然后求學(xué)生還要了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位以及單位公式的變形等，經(jīng)常通過(guò)這樣的訓(xùn)練，就能逐步的提高他們的閱讀能力。此外，物理課本中還常是一些物理術(shù)語(yǔ)，如“屬性”、“豎直”、“狀態(tài)”、“路程”等等，初中學(xué)生也是不易理解的，也需要教師通過(guò)討論、比較，幫助學(xué)生去認(rèn)識(shí)、了解。
三、培養(yǎng)預(yù)習(xí)習(xí)慣提升學(xué)生自學(xué)能力
關(guān)鍵詞： 初中物理教學(xué) 自學(xué)能力 培養(yǎng)方法
一、充分利用物理課本培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
初中物理教學(xué)大綱明確指出：“自學(xué)能力對(duì)每個(gè)人都是終身有用的，閱讀是提高自學(xué)能力的重要途徑。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，應(yīng)從指導(dǎo)閱讀教科書(shū)入手，使他們學(xué)會(huì)抓住課文中心，能提出問(wèn)題并設(shè)法解決，還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課外閱讀。”具體說(shuō)來(lái)，我們可以從以下幾個(gè)方面著手。
首先，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)等為學(xué)生閱讀教材創(chuàng)造條件。學(xué)生自學(xué)必須有時(shí)間作為保證，現(xiàn)在中學(xué)的科目繁多，各科作業(yè)也很繁重。這就要求我們改革教學(xué)方法，指導(dǎo)學(xué)生花時(shí)間深入探討，獨(dú)立思考，在分析習(xí)題的過(guò)程中探索其規(guī)律，使自己在解題實(shí)踐中逐步地掌握解題思路和方法。例如在上《歐姆定律》這課時(shí)，教師只通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)講清電流跟電壓的關(guān)系，至于電流跟電阻的關(guān)系，以及歸納得出定律，盡可以放手讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析比較、歸納和閱讀課文后得出結(jié)論，然后加以小結(jié)。這樣，既可以在課堂上讓學(xué)生有時(shí)間閱讀課本，又可使學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、思考、討論和研究問(wèn)題，更可促使學(xué)生去認(rèn)真鉆研教材。
其次，根據(jù)物理教材的特點(diǎn)，加強(qiáng)閱讀指導(dǎo)。物理課本在表述方面既有文學(xué)“語(yǔ)言”，又有數(shù)學(xué)“語(yǔ)言”（公式、圖像），還有實(shí)驗(yàn)“語(yǔ)言”（插圖、照片）。看這樣的書(shū)，既要懂得文字表述的意思，又要理解數(shù)學(xué)的計(jì)算及其含義，有時(shí)還得畫(huà)圖，等等。例如：物理公式是用數(shù)學(xué)“語(yǔ)言”來(lái)描述物理規(guī)律的一種數(shù)學(xué)表達(dá)式。初中學(xué)生不易看懂，也往往把它當(dāng)做代數(shù)來(lái)看待。這就需要教師一開(kāi)始就把公式做些處理以幫助學(xué)生去弄清含義，如將歐姆定律I=U/R公式“譯”寫(xiě)成“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”，等等。然后，學(xué)生還要了解掌握公式的物理意義、適用條件、各物理量的單位，以及單位公式的變形等。課本中還常有一些晦澀的物理術(shù)語(yǔ)比較難懂，學(xué)生剛開(kāi)始接觸時(shí)是有一定困難的，教師必須用心加以引導(dǎo)，通過(guò)這樣的訓(xùn)練能逐步提高他們的自學(xué)能力。
最后，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)的習(xí)慣，逐步培養(yǎng)問(wèn)學(xué)能力。初二開(kāi)始上物理啟蒙課時(shí)，教師就應(yīng)該向?qū)W生提出“以課本為主，課前要預(yù)習(xí)，要學(xué)會(huì)讀書(shū)”的要求，并結(jié)合教學(xué)提出具體要求。例如：①看完一節(jié)（或一段）課文后要了解這節(jié)（段）課文講了什么物理現(xiàn)象？某個(gè)實(shí)驗(yàn)是怎樣進(jìn)行的，說(shuō)明什么問(wèn)題？②這一節(jié)（段）講了什么物理概念和規(guī)律？這些概念和規(guī)律是什么意思？在日常生活、生產(chǎn)實(shí)際中有哪些實(shí)例？③在閱讀課本的過(guò)程中，還要經(jīng)常提問(wèn)“為什么”？并要設(shè)法解決。④看完了課文后，有什么不懂、不理解的問(wèn)題？并把不懂的、有疑問(wèn)的問(wèn)題記在筆記本上，以便上課時(shí)認(rèn)真聽(tīng)講或向老師提問(wèn)。此外，在每上完一個(gè)單元后，還要引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)認(rèn)真地進(jìn)行復(fù)習(xí)，要求他們?cè)龠M(jìn)行一次全面閱讀，在閱讀過(guò)程中指導(dǎo)他們前后聯(lián)系，縱橫對(duì)比，將知識(shí)系統(tǒng)化、條理化，形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步理解概念的內(nèi)涵和外延，明確公式和定律的成立條件和適用范圍，使之做到理解知識(shí)，并融會(huì)貫通。總之，培養(yǎng)自學(xué)能力是物理教學(xué)的戰(zhàn)略任務(wù)之一，而提高閱讀能力是培養(yǎng)自學(xué)能力的起點(diǎn)。因此，在平時(shí)的物理教學(xué)中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生閱讀課本的積極性，加強(qiáng)指導(dǎo)他們閱讀課本，讓學(xué)生在自己的閱讀中獨(dú)立地感知、理解教材。通過(guò)經(jīng)常性訓(xùn)練，學(xué)生逐步學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí)的方法、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，并在訓(xùn)練中不斷提高自我獲取知識(shí)的能力。
二、在自學(xué)過(guò)程中激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)思考，從而培養(yǎng)他們的理解能力、分析綜合能力、推理判斷能力等。
可以說(shuō)，自學(xué)能力的培養(yǎng)過(guò)程就是學(xué)生理解能力、分析綜合能力和推理判斷能力培養(yǎng)的過(guò)程。關(guān)鍵是要使學(xué)生有正確的學(xué)習(xí)態(tài)度、良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、踏實(shí)的學(xué)習(xí)作風(fēng)。老師要重視物理概念和物理規(guī)律的指導(dǎo)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)解釋物理現(xiàn)象、尋找物理模型，進(jìn)行獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題。
一、選擇題(本大題共10小題,每小題7分,共70分。每小題至少一個(gè)答案正確,選不全得3分)
1.(2013·蘇州模擬)一臺(tái)電動(dòng)機(jī),額定電壓是100V,電阻是1Ω。正常工作時(shí),通過(guò)的電流為5A,則電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率為 ()
A.500 WB.25 WC.1 000 WD.475 W
2.(2013·梅州模擬)下列說(shuō)法中正確的是 ()
A.由R=可知,電阻與電壓、電流都有關(guān)系
B.由R=ρ可知,電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān)系
C.金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
D.所謂超導(dǎo)體,當(dāng)其溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)榱?/p>
3.(2013·泰州模擬)一導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)如圖AB段(曲線(xiàn))所示,關(guān)于導(dǎo)體的電阻,以下說(shuō)法正確的是 ()
A.B點(diǎn)的電阻為12Ω
B.B點(diǎn)的電阻為40Ω
C.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1Ω
D.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω
4.(2013·廣州模擬)有甲、乙兩個(gè)由同種金屬材料制成的導(dǎo)體,甲的橫截面積是乙的兩倍,而單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍,以下說(shuō)法中正確的是 ()
A.甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同
B.乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍
C.乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率是甲導(dǎo)體的兩倍
D.甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的速率大小相等
5.如圖所示為一未知電路,現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)端點(diǎn)a、b之間的電阻為R,若在a、b之間加上電壓U,測(cè)得通過(guò)電路的電流為I,則該未知電路的電功率一定為 ()
A.I2R B. C.UI D.UI-I2R
6.(2013·泰安模擬)有三個(gè)用電器,分別為日光燈、電烙鐵和電風(fēng)扇,它們的額定電壓和額定功率均為“220V,60W”。現(xiàn)讓它們?cè)陬~定電壓下工作相同時(shí)間,產(chǎn)生的熱量 ()
A.日光燈最多 B.電烙鐵最多
C.電風(fēng)扇最多 D.一樣多
7.(2013·溫州模擬)電子產(chǎn)品制作車(chē)間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件,技術(shù)工人常將電烙鐵和一個(gè)燈泡串聯(lián)使用,燈泡還和一只開(kāi)關(guān)并聯(lián),然后再接到市電上(如圖所示),下列說(shuō)法正確的是()
A.開(kāi)關(guān)接通時(shí)比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)消耗的總電功率大
B.開(kāi)關(guān)接通時(shí),燈泡熄滅,只有電烙鐵通電,可使消耗的電功率減小
C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),燈泡發(fā)光,電烙鐵也通電,消耗的總功率增大,但電烙鐵發(fā)熱較少
D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),燈泡發(fā)光,可供在焊接時(shí)照明使用,消耗總功率不變
8.(2013·東莞模擬)把兩根同種材料做成的電阻絲,分別接在兩個(gè)電路中,甲電阻絲長(zhǎng)為l,直徑為d,乙電阻絲長(zhǎng)為2l,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩電阻絲上的電壓應(yīng)滿(mǎn)足 ()
A.=1 B.= C.= D.=2
9.(2013·北海模擬)一個(gè)標(biāo)有“220V 60 W”的白熾燈泡兩端加上的電壓由零逐漸增大到220V。在此過(guò)程中,電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線(xiàn)表示。圖中符合實(shí)際的是 ()
10.如圖所示,用輸出電壓為1.4V,輸出電流為100mA的充電器對(duì)內(nèi)阻為2Ω的鎳—?dú)潆姵爻潆姟Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是 ()
A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為0.12 W
B.充電器輸出的電功率為0.14 W
C.充電時(shí),電池消耗的熱功率為0.02 W
D.充電器把0.12 J的電能儲(chǔ)蓄在電池內(nèi)
二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(能力挑戰(zhàn)題)(15分)用一個(gè)額定電壓為12V的燈泡做實(shí)驗(yàn),測(cè)得燈絲電阻隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系圖像如圖所示。
(1)在正常發(fā)光條件下,燈泡的電功率為多大?
(2)設(shè)燈絲電阻與絕對(duì)溫度成正比,室溫為T(mén)=300K,求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度。
(3)將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20V電壓上,要使燈泡能正常發(fā)光,串聯(lián)的電阻為多大?
(4)當(dāng)合上開(kāi)關(guān)后,需要0.5s燈泡才能達(dá)到正常亮度,為什么這時(shí)電流比開(kāi)始時(shí)小?計(jì)算電流的值。
12.(2013·濟(jì)南模擬)(15分)如圖所示,A為電解槽,M為電動(dòng)機(jī),N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻rA=2Ω,當(dāng)S1閉合、S2、S3斷開(kāi)時(shí),電流表A示數(shù)為6A;當(dāng)S2閉合、S1、S3斷開(kāi)時(shí),A示數(shù)為5A,且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W;當(dāng)S3閉合、S1、S2斷開(kāi)時(shí),A示數(shù)為4A。求:
(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?
(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少?
(3)在電解槽工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少?
答案解析
1.【解析】選B。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率應(yīng)為P=I2r=52×1W=25W,B正確。
2.【解析】選B、D。R=是電阻的定義式,R與電壓和電流無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;R=ρ是電阻的決定式,橫截面積一定,電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比,長(zhǎng)度一定,電阻與導(dǎo)體的橫截面積成反比,故B正確;金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故C錯(cuò)誤;當(dāng)溫度降低到接近絕對(duì)零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),導(dǎo)體的電阻率突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,此時(shí)的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體,故D正確。
3.【解析】選B。導(dǎo)體的電阻表達(dá)式為R=,結(jié)合圖像,可得RA=Ω=30Ω,
RB=Ω=40Ω,故A錯(cuò)誤,B正確;電阻改變量為RB-RA=10Ω,故C、D錯(cuò)誤。
【變式備選】如圖所示,厚薄均勻的長(zhǎng)方體金屬片,邊長(zhǎng)ab=10cm,bc=5cm,當(dāng)A與B間接入的電壓為U時(shí),電流為1A,當(dāng)C與D間接入的電壓為U時(shí),其電流為 ()
A.4 A B.2 A
C.0.5 A D.0.25 A
【解析】選A。設(shè)長(zhǎng)方體金屬片的厚度為l,則當(dāng)AB接入電壓U時(shí),電阻RAB=ρ;CD接入電壓U時(shí)的電阻RCD=ρ,故RAB∶RCD=(ab)2∶(bc)2=4∶1,根據(jù)歐姆定律I=得,IAB∶ICD=RCD∶RAB=1∶4,即ICD=4A,選項(xiàng)A正確。
4.【解析】選B。由I=可知,I乙=2I甲,B正確,A錯(cuò)誤;由I=nvSq可知,同種金屬
材料制成的導(dǎo)體,n相同,因S甲=2S乙,故有v甲∶v乙=1∶4,C、D均錯(cuò)誤。
5.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
(1)方框中未知電路可能是純電阻電路,也可能是非純電阻電路。
(2)只有純電阻電路,P=I2R和P=才能適用,而P=UI對(duì)任何電路都適用。
【解析】選C。不管電路是否為純電阻電路,電路的電功率一定為P=UI,選項(xiàng)C正確;只有電路為純電阻電路時(shí),才有P=UI=I2R=,故A、B錯(cuò)誤;而UI-I2R為電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的功率,故D錯(cuò)誤。
6.【解析】選B。電烙鐵是純電阻用電器,即以發(fā)熱為目的,電流通過(guò)它就是用來(lái)產(chǎn)熱。而日光燈和電風(fēng)扇是非純電阻用電器,電流通過(guò)它們時(shí)產(chǎn)生的熱量很少,電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能(光能和葉片動(dòng)能),故只有B正確。
7.【解析】選A。開(kāi)關(guān)接通時(shí),燈泡被短路,燈泡熄滅,電路的總電阻變小,電路的總功率變大,電烙鐵的功率變大,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
8.【解析】選C。根據(jù)電阻定律R甲=ρ,R乙=ρ,P甲=,P乙=,若使P甲=P乙,即=,===2,=,所以選項(xiàng)C是正確的。
9.【解析】選B。白熾燈的電阻隨溫度的升高而增大,當(dāng)電壓由零增大到220V時(shí),電阻越來(lái)越大,即圖線(xiàn)斜率逐漸增大,A、C、D錯(cuò)誤,B正確。
10.【解析】選A、B、C。充電器對(duì)電池的充電功率為P總=UI=0.14W,電池充電時(shí)的熱功率為P熱=I2r=0.02W,所以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為P化=P總-P熱=0.12W,但0.12 W≠0.12 J,故A、B、C正確,D錯(cuò)誤。
11.【解析】(1)由題圖知,正常發(fā)光時(shí)R=8Ω,
P==18W。 (3分)
(2)由題圖知,室溫時(shí)電阻R′=1Ω,由=,
得T=2400K。 (4分)
(3)串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比,=,
得Rx=5.33Ω。 (4分)
(4)剛合上開(kāi)關(guān)燈未正常發(fā)光,溫度低,電阻小,電流大,Im==A=12A。 (4分)
答案：(1)18W (2)2400K (3)5.33Ω
(4)剛合上開(kāi)關(guān)燈未正常發(fā)光,溫度低,電阻小,電流大 12A
12.【解析】(1)電爐子為純電阻元件,由歐姆定律I=得R==2Ω, (3分)
其發(fā)熱功率為PR=UI1=12×6W=72W。 (2分)
(2)電動(dòng)機(jī)為非純電阻元件,由能量守恒定律得
UI2=rM+P輸出, (3分)
所以rM==Ω=1Ω。 (2分)
(3)電解槽工作時(shí),由能量守恒定律得:
P化=UI3-rA (3分)
所以P化=(12×4-42×2)W=16W。 (2分)
答案：(1)2Ω 72W (2)1Ω (3)16W
【總結(jié)提升】電動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化
電動(dòng)機(jī)問(wèn)題是非純電阻電路的典型問(wèn)題。分析這類(lèi)問(wèn)題,重點(diǎn)關(guān)注以下三點(diǎn):
(1)電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做的功為W電,電動(dòng)機(jī)發(fā)熱產(chǎn)生的熱量為Q,同時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的多少為W機(jī),則W電=W機(jī)+Q。