下面是小编为大家准备的电学论文范文(共含8篇),欢迎阅读借鉴。同时,但愿您也能像本文投稿人“吗啡丁”一样,积极向本站投稿分享好文章。
摘要:“电学”作为中职学校中相关专业所开设的基础性学科,由于受传统教学观念及课程自身特点的限制,常常表现出定位不准、理论脱离实践、缺乏时效性等问题。文章认为,从提效角度来看,建立应用导向的教学理念,搭建好理论与实践联系的平台,培养学生的思维能力,是提效的关键之举。
关键词:中职;电学;课堂教学“电学”
是中职教育系列中相关专业的一门基础性学科,本课程通过对电学基本现象的观察与分析,识别电学现象背后的原理,并能够进行基本的操作与分析计算,进而形成相应的电学知识与实验素养,以为相关专业知识的系统建构奠定基础,并在其中形成科学合理的逻辑思维能力。从当前实际来看,尽管在教学中强调改革意识,强调面向学生职业素养提升需要的教学理念,但由于种种条件限制,“电学”教学仍然一定程度上停留在缺乏与职业目标的联系、忽视学生综合能力培养的水平上,“电学”教学与中职学校就业导向的办学目标之间还存在一定的距离。而要缩短这个距离,提高“电学”课程教学的水平,笔者认为需要认真分析当前中职“电学”课堂教学的现状,并寻找能够真正起到提高课堂教学效果的途径。
“电学”是中职学校电子电工相关专业的基础性课程,同时也是一门综合性较强的课程,其对学生的电学知识基础提出了一定的要求,同时对学生的逻辑思维能力也提出了较高的要求。从宏观角度来看,传统的“电学”课堂教学更多地以知识系统构建为主要目标,以一定量的习题训练作为巩固知识结构、形成解题能力的主要途径。这样的教学从电学知识系统的构建来看,没有什么问题,但从教学效果角度来评价,尤其是从中职学校办学定位的角度来衡量,就存在着一些不足。1.1“电学”课程实际教学的定位不准“电学”作为一门课程,其教学的目标是什么?这恐怕不是太多同行思考的问题,通常是有什么样的内容就教什么样的内容。但在职业教学的视野下,笔者认为需要关注一门课程自身的定位,这样才能寻找到准确的教学起点。电学作为物理学中最重要也是逻辑性最强的知识之一,笔者认为其教学定位应当确定在:(1)知识基础的巩固,这是常规要求,不赘述;(2)逻辑思维的能力培养,这种能力需要建立在学生的职业需要上,也就是“电学”课程相关专业的学生将来在工作中都是需要较强的逻辑思维能力的,这种能力在“电学”的学习中就需要高度重视,通常还需要作为教学的主线之一;(3)拓展学生的视野,这是一个容易忽视的教学目标定位,纵观“电学”发展史,可以发现“电学”总是发展最快的学科之一,也总能引领科学技术发展的潮流,比如当前最流行的VR技术,就与“电学”高度相关。跟踪最新“电学”发展(不仅是技术,也包括设计理念)应当成为中职“电学”课堂上的一道风景。1.2理论与实践之间的衔接性不强对于不少中职学校而言,由于客观条件的限制,电学理论的构建与实践之间常常脱节;而这一现象如果叠加上教师不够先进的教学理念,那学生在“电学”课堂上所能获得的可能就是一堆抽象的电学符号与公式,难以真正体验到电学原本具有的一种有形的力量,其实这就是理论与实践之间的衔接性出现了问题。“电学”实践性项目较多,既有课程自身的实验,也有职业需要下的实训等,充分利用好这些平台,真正从“双师型”的职业化取向出发,才可以为学生的“电学”学习奠定好理论与实践基础。1.3课堂上“电学”知识缺乏时效性由于传统教学中以本为本的思路和教师自身知识结构更新意识不强,很多时候“电学”的教学都容易囿于教材而无法得到有效突破,因此学生所能学到的“电学”知识永远是书本上的知识,而纯粹教材知识所构建的“电学”体系肯定是缺乏时效性的。这种缺失容易导致学生一直在相对较低的系统水平中徘徊,不利于建立一种追求时效的学习视角,不利于学生学习品质的形成。分析这些不足,是为了让当前中职“电学”课程的'教学能够更好地适应学生就业的需要,能够更好地适应中职学校自身的办学定位。基于这样的思考,笔者进行了“电学”课堂教学提效途径的相关探究。
2“电学”课堂教学提效途径探究
提效当然是指提高课堂教学的效果。提效只有放到一定语境下才有意义,对于“电学”教学而言,课堂教学的提效途径放在学生的职业素养提升需要视角下,才有了进一步探究的意义。在实际教学中,笔者总是时刻考虑学生的职业素养对“电学”课程的教学到底有着什么样的需要,这种需要又对课堂教学提出什么样的要求,这种要求又需要通过什么样的策略才能在课堂上得到满足,这种满足是不是真正符合学生的需要。如此一系列问题的提出,使得所探究到的“电学”课堂教学提效途径能够得到理论与实践上的双重保障,也是在这样的探究过程中,笔者总结出如下3条提效途径。2.1建立应用导向的教学理念中职学校自然要建立一种基于就业需要的教学导向,这种就业需要体现在学科教学中,应当是一种鲜明的应用意识。在中职学校的教学定位之下,“学以致用”应当成为长期坚持的学科教学导向。在“电学”课程教学中,“教”的内容是从基本电学概念出发,进一步构建电学规律;而“用”不仅仅是用这些知识去做课本上罗列的实验,也要基于当前产业对“电学”提出的要求,进行一些超越课本的实践。2.2建立方式多样的实践平台实践是形成应用能力的关键,如上一点所强调的学以致用,用是需要平台的,这个平台可以是“电学”课程的实验平台,更应当是职业素养提升需要下的实训、实习的平台。作为“电学”教师,需要关注学生在实训、实习过程中的表现,并思考“电学”课堂教学可以在提升学生实训、实习水平中发挥什么作用。这样的思考,常常可以让“电学”教学走出书本,走向学生职业素养提升的需要。2.3培养学生较强的思维能力思维能力是支撑学生职业素养的关键因素,“电学”是培养学生思维能力的最好学科之一,利用“电学”自身的逻辑性去培养学生的逻辑思维能力,并在应用中巩固这种能力,可以让学生获得支撑职业素养最重要的能力因素。另外,要高度重视电学概念的形成教学,尤其是当今一些新颖电学概念的教学,因为这种教学往往对学生创新概念有着极大的帮助,而这又是学生在就业当中特别需要的一种能力,也是由普通蓝领走向高级蓝领的重要影响因素。从应用角度来看,当前社会缺乏高级蓝领,很大程度上是因为诞生这些蓝领的摇篮———中职学校,没有真正借助于课堂这个最重要的平台进行创新教学的缘故。
3就业导向下的“电学”课堂教学
针对学生的“电学”学科学习需要与职业素养的培养需要,笔者总结自己的探究过程,认为最重要的一个结论还是“电学”课堂教学要建立就业导向的理念。就业导向是应用导向的更宏观的描述,“电学”教师在教学设计与实施、课堂教学结果的评价等环节中,如果能够坚持以就业为导向,从学生就业之后所需要的职业素养角度审视自身的教学与学生的学习过程,那就可以寻找到“电学”学科学习的最有效的推动力,同时也就完成了中职学校视域下“电学”学科教学的最准确的定位。事实证明,建立了就业导向的“电学”学科教学视角,并真正从以上所论述的3个角度去努力,就可以提高课堂教学的效果,从而让“电学”在中职学校的教学中彰显出独有的生命力。
一、从有机半导体到无机半导体的探索
1.1有机半导体的概念及其研究历程
什么叫有机半导体呢?众所周知,半导体材料是导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料,这类材料具有独特的功能特性。以硅、锗、砷化嫁、氮化嫁等为代表的半导体材料已经广泛应用于电子元件、高密度信息存储、光电器件等领域。随着人们对物质世界认识的逐步深入,一批具有半导体特性的有机功能材料被开发出来了,并且正尝试应用于传统半导体材料的领域。
在1574年,人们就开始了半导体器件的研究。然而,一直到1947年朗讯(Lueent)科技公司所属贝尔实验室的一个研究小组发明了双极晶体管后,半导体器件物理的研究才有了根本性的突破,从此拉开了人类社会步入电子时代的序幕。在发明晶体管之后,随着硅平面工艺的进步和集成电路的发明,从小规模、中规模集成电路到大规模、超大规模集成电路不断发展,出现了今天这样的以微电子技术为基础的电子信息技术与产业,所以晶体管及其相关的半导体器件成了当今全球市场份额最大的电子工业基础。,半导体在当今社会拥着卓越的地位,而无机半导体又是是半导体家族的重中之重。
1.2有机半导体同无机半导体的区别及其优点
与无机半导体相比,有点半导体具有一定的自身独特性,表现在:
(l)、有机半导体的成膜技术更多、更新,如真空蒸镀,溶液甩膜,Langmtrir一Blodgett(LB)技术,分子自组装技术,从而使制作工艺简单、多样、成本低。利用有机薄膜大规模制备技术,可以制备大面积的器件。
(2)、器件的尺寸能做得更小(分子尺度),集成度更高。分子尺度的减小和集成度的提高意味着操作功率的减小以及运算速度的提高。
(3)、以有机聚合物制成的场效应器件,其电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰(在分子链上接上或截去适当的原子和基团)而得到满意的结果。同时,通过化学或电化学掺杂,有机聚合物的电导率能够在绝缘体(电阻率一10一Qcm)到良导体这样一个很宽的范围内变动。因此,通过掺杂或修饰技术,可以获得理想的导电聚合物。
(4)、有机物易于获得,有机场效应器件的制作工艺也更为简单,它并不要求严格地控制气氛条件和苛刻的纯度要求,因而能有效地降低器件的成本。
(5)、全部由有机材料制备的所谓“全有机”的场效应器件呈现出非常好的柔韧性,而且质量轻。
(6)通过对有机分子结构进行适当的修饰,可以得到不同性能的材料,因此通过对有机半导体材料进行改性就能够使器件的电学性能达到理想的结果。
1.3有机半导体材料分类
有机半导体层是有机半导体器件中最重要的功能层,对于器件的性能起主导作用。所以,有机半导体器件对所用有机半导体材料有两点要求:
(l)、高迁移率;(2)、低本征电导率。
高的迁移率是为了保证器件的开关速度,低的本征电导率是为了尽可能地降低器件的漏电流,从而提高器件的开关比。用作有机半导体器件的有机半导体材料按不同的化学和物理性质主要分为三类:一是高分子聚合物,如烷基取代的聚噬吩;二是低聚物,如咪嗯齐聚物和噬吩齐聚物;三是有机小分子化合物,如并苯类,C6。,金属酞著化合物,蔡,花,电荷转移盐等。
二、制作有机半导体器件的常用技术
有机半导体性能的好坏多数决定于半导体制作过程因此实验制备技术就显得尤为重要。下面将对一些人们常用器件制备的实验技术做简要的介绍:
(1)、真空技术。它是目前制备有机半导体器件最普遍采用的方法之一,主要包括真空镀膜、溅射和有机分子束外延生长(OMBE)技术。
(2)、溶液处理成膜技术。它被认为是制备有机半导体器件最有发展潜力的技术,适用于可溶性的有机半导体材料。常用的溶液处理成膜技术主要包括电化学沉积技术、甩膜技术、铸膜技术、预聚物转化技术、分子自组装技术、印刷技术等。
三、有机半导体器件的场效应现象
为了便于说明有机半导体器件的场效应现象,本文结合有机极性材料制作有机半导体器件对薄膜态有机场效应进行分析。试验中,将有机极性材料经过真空热蒸镀提纯之后溶在DMF溶液中,浓度是20Omg/ml,使用超声波清洗机促进它们充分并且均匀的溶解,经过真空系统中沉积黄金薄膜作为器件的源极和漏极。在类似条件下,在玻璃衬底上制作了极性材料的薄膜形态晶粒,研究发现:
在有机极性材料形态,有块状、树枝状和针状。不同的薄膜态形态,在不同栅极电压VG的作用下有不同的Ids(流过器件的源极和漏极的电流)一Vds(加在器件的源极和漏极之间的电压)曲线。
1、块状形貌结构的薄膜态有机器件的Ids-Vds(性能曲线,变化范围是从-150V到15OV、栅极电压的变化范围是从-200V到200V。当栅极电压Vg以100V的间隔从-200V变化到200V时,Ids随着Vds的.增加而增加,此时没有场效应现象。
2、针状形貌结构的薄膜态有机器件的Ids-Vds性能曲线,当Vds从-75V增加到75V,栅极电压VG的变化范围是一200V~20OV,递增幅度是5OV。此时器件具有三种性能规律:(1)在固定的栅极电压Vg下,当从Vds-75V增加到75V时,电流Ids也随之增加;(2)在固定的外加电压Vds下,当栅极电压Vg从-2O0V增加到2OOV时,电流Ids也随之增加;(3)如果没有对器件施加Vds电压,只要栅极电压Vds存在,就会产生Ids电流,产生电池效应。
通过上述的解说我们对有机半导体器件的电学性能已有一定的了解了。下面我们即将通过试验来揭开其神秘的面纱。
四、有机半导体的光电性能探讨——以纳米ZnO线(棒)的光电性能研究为例
近年来,纳米硅的研究引起了社会的广泛的关注,本文中我们将采用场发射系统,测试利用水热法制备的硅基阵列化氧化锌纳米丝的场发射性能。图11是直径为30和100nm两个氧化锌阵列的场发射性能图,其中图11a和b分别是上述两个样品的I_V图和F_N图。从图11a中可以看出氧化锌纳米丝的直径对场发射性能有很大的影响,直径为30nm的氧化锌阵列的开启场强为2V/μm门槛场强为5V/μm;而直径为100nm的氧化锌阵列的开启场强为3V/μm,门槛场强大于7V/μm。并且从图11b中可以知道,ln(J/E2)和1/E的关系近似成线性关系,可知阴极的电子发射与F_N模型吻合很好,表明其发射为场发射,其性能比文献报道的用热蒸发制备的阵列化氧化锌的场发射性能要好[25]。这主要是由于氧化锌的二次生长,导致所得氧化锌阵列由上下两层组成,具有较高的密度以及较小的直径,在电场的作用下,更多的电子更容易从尖端的氧化锌纳米丝发射,从而降低了它们的开启场强和门槛场强。
我们测试了硅基阵列化纳米ZnO的光致荧光谱,如图12所示。从图中可知,600~700℃和300~400℃下热蒸发合成的阵列化ZnO纳米丝的峰位分别在393nm(虚线)及396nm(实线)。PL谱上强烈的紫外光的峰证明:合成的ZnO纳米丝有较好的结晶性能和较少的氧空位缺陷。由于在高温区合成的纳米丝有较细的尖端,故有少量蓝移。
通过上述针对纳米ZnO线(棒)的试验,我们能对硅基一维纳米的电学性能进行了初步的探讨。相信这些工作将为今后的硅基一维纳米材料在光电方面的应用提供一个良好的基础。
高中物理电学内容学习感悟探讨论文
摘要:普通高中物理电学内容是高中物理课学习的重点难点部分,掌握物理电学学习的要领,就能给你的学习带来乐趣,激发你的学习兴趣。我在物理学习中通过自我总结,自主探究,掌握了一些物理学习的要领,通过实践运用效果较好。同时,我也积累了一些物理学习的感悟,希望对同学们的物理电学学习能有所帮助。
关键词:高中物理;电学;学习感悟
普通高中物理电学内容是高中物理课学习的重点难点部分,掌握物理电学学习的要领,就能给你的学习带来乐趣,激发你的学习兴趣。我在高中物理学习中发现,学习电学内容要灵活运用物理知识,不能死板硬套,要掌握科学有效的方法,特别是要掌握自主探究的学习方法要领,培养自己独立思考能力和创新能力,就能使物理学习取得理想成绩。高中物理学习,让我收获很多、感悟很多。通过我的学习体会,我认为学好物理电学内容,应做到以下几点。
1综合运用物理知识,全面打牢学习基础
全面掌握物理知识。高中物理课程的学习是一个整体过程,是一个需要综合掌握各部分知识的学习过程。如果你想要单独学好电磁学内容,而不重视其它部分知识的学习,或不掌握好其它知识,是不可能学好电磁学知识的。比如,解决电磁学的问题,经常用到力学知识,如果你的力学部分学习掌握的不好,没有一个好的力学基础,掌握不好力学中的牛顿运动定律、能量及其守恒定律、动量及其守恒定律等,电磁部分的学习也将很困难。因此,在物理学习的过程中,要全面掌握各章节、各部分的内容,只有打牢了电磁学的学习基础,才能理解掌握电磁学内容。掌握相互之间联系。我们知道高中物理电磁学知识与其它部分的知识都有联系,特别是复合场问题,与力学部分更是联系紧密。在电磁学学习时要注意总结他们之间的联系,掌握力学知识在电磁学中的运用方法。解决电磁学的问题不能仅仅限于运用电磁学本身的知识去考虑问题的解决方法,应该培养自己的思维创新能力,多用力学思维方法去考虑电磁学问题,才能使电磁学问题容易解决。比如,在电磁学中学习洛伦兹力的概念时,就要用到牛顿运动定律、物体做圆周运动的知识、物体做功等方面的知识。只有掌握他们之间的联系,才能学好、运用好电磁学的知识。
2弄清考试重点,灵活掌握学习难度
根据高中物理课标要求和高考大纲要求,要弄清楚电磁学部分在高考中的重点内容和知识点。在高考中物理一般分为选择题、实验题、计算题三大类型。而高考的内容主要围绕电场、磁场以及电磁场的综合内容进行考查。通过研究近几年的高考物理试题,可以看出电学中的恒定电流部分的内容一般会出现在选择题和实验题中,而且在实验题中几乎都是恒定电流部分的内容。至于电磁场方面的综合问题常常会出现在大型计算题中,由于教材中对电磁波的内容介绍的较少、要求也低,这部分内容一般不会是考试的重点内容,只要掌握基本概念就可以。灵活掌握知识学习难度。电磁学中的一些知识点,学习的难度较大,不容易理解,在学习时,可以先对其降低学习要求,先从简单的知识入门,把难学的知识变成容易的知识,把复杂的电学知识变成简单的内容,然后再逐渐提高学习的难度。比如,我在学习“电势差与电势能”这部分内容时,由于其难度较大,又是历年考试的重点内容,必须要掌握好。在学习的时候,只要先记住他们的“两个关系”就可以,即先掌握:一是电场线和电势之间的关系,沿着电场线的方向电势越来越低;二是电场力做的功和电势能的关系,如果电场力做正功,电势能就会减少,反之,电场力做负功,电势能就会增加。先掌握这些基本的、简单的知识,再逐步提高难度,就能容易入门,学习就轻松。
3注重解题技巧积累,提高自主学习能力
注重解题技巧积累。要提高自己的物理学习成绩,掌握解题技巧和方法非常重要,而且解题的技巧是需要平时积累。我在解答物理电磁学的问题时,一般情况下遵循以下方法步骤:一是根据物理问题设计出物理模型;二是根据模型列出问题的基本方程式,在列基本方程式的时候,要通过如牛顿运动定律、动能定理或能量守恒定律、动量定理或动量守恒定律等列出方程;三是根据题目要求,再寻找一些必需的辅助方程或条件;四是根据方程进行计算和解答。平时多积累各种类型题目的解题技巧,遇到问题时就会有多种选择或多种解答方法,做题速度就会提高。还可以通过不同的方法进行解答来验证所做题目的正确性。提高自主学习能力。要真正深入地掌握物理电学知识,就要提高自己的自主探究学习能力,只有以问题为导向,开展自主探究学习,才能深入掌握和理解电学知识的概念、规律,才能提高自己运用物理知识解决问题的能力。比如,在学习了电磁部分的基本知识后,结合自己日常生活中经验,对家庭中的'一些电器设备进行探究学习,像洗衣机、电饭煲、电磁炉电冰箱、微波炉等,了解它们的工作原理等,从而把所学知识运用到实际问题中,扩展自己的物理学习深度和广度。
4做好物理电学实验,激发物理学习兴趣
重视物理电学实验。物理电学实验是高考的重要内容,在考查实验类题目中电学实验又是重点内容中的重点,而且考试出现的频率相当高。因此,要在日常物理学习中要重视物理实验和物理演示。由于进行物理电学实验需要先设计电路和进行仪器的选择,使一些同学产生畏难情绪。因此,实验前要先深入研究实验的目的、要求、所需器材种类,要从原理上搞明白,然后再动手去做实验。通过实验不但能加深对所学知识的理解和巩固,还能培养自己的动手实践能力,这对今后发展有利。激发自己学习物理的兴趣。要学好物理电学内容,首先就要求自己对物理电学有兴趣,有了兴趣才能产生学习动力。可以通过物理电学知识在生活中的运用来提高学习兴趣,通过实验培养学习兴趣。如学习闭合电路欧姆定律时,可以用做实验的方法,既能激发我们学习探究的兴趣,又能加强对定律的理解。总之,要学好高中物理的电磁学知识,就要全面打牢物理学习的基础,加强电学知识与力学等其它知识的联系,把握好学习的重点内容,平时多积累一些解题方法和技巧,多培养自己的动手实践能力就一定能学好物理电学知识。
参考文献:
[1]徐泽敏.高中物理电学实验导学案设计与研究[D].东北师范大学.2012(05)
[2]刘义锐.对高中物理常见电学实验问题的探究[J].亚太教育.2016(06)
摘 要:实验在物理教学过程中发挥着不可替代的作用,合理利用实验,能收到良好的教学效果。
测量是实验探究重要环节。
本文从实验的重要性、电阻的测量这一初中物理教学的重要实验,两个方面,粗浅的总结了自己教学中的看法。
关键词:物理实验 电阻的测量
测量是实验探究的重要环节。
电阻的测量是初中物理教学的重要实验,能够检验学生对基本电学仪器的使用、对电学基本规律的掌握,还能够培养学生的发散思维能力和创新意识,是考察学生能力的重要命题热点。
分析近几年初中学业水平考试试题我们就会发现,电阻的测量方法多种多样, 实验原理、实验步骤和计算方法不尽相同,电路图的设计灵活多变。
如果平时不加强实验探究,就会在做题时容易出错,造成丢分。
因此电阻的测量, 是学生的弱点,是教学中的重点和难点。
下面结合我自己的教学经验和各种考试的试题,对电学实验中电阻测量的几种方法进行探讨。
一、伏安法测电阻
伏安法测电阻就是用一个伏特表和一个安培表来测待测电阻测电阻的方法。
实验原理:R=U/I;实验过程:(1)设计电路图,如图1所示;(2)按图1把所给器材规范正确的连接成电路;(3)检查电路连接无误后闭合开关,用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流,记为Ix ;(4)用电压表测出待测电阻Rx两端的电压,记为Ux; (5)根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值,其表达式为Rx= Ux/Ix。
用图1的方法虽然简单,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量结果更准确,实验时把图1进行改进,设计电路图如图2所示,按图2把所给器材规范正确的连接成电路。
增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻Rx两端的电压Ux,这样就可以进行多次测量(一般测三次),求出平均值作为最后结果,以减小实验误差。
伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I,在试验中,移动滑动变阻器的滑片,每改变一次位置,就记录一次对应的电压表的示数Ux和电流表的示数Ix,计算一次待测电阻的值Rx,然后取平均值作为本次实验的最后结果。
二、单表测电阻
单表测电阻是指电压表和电流表各一个,只能选择其中一种,这种方法需要选择一个阻值已知的定值电阻R0 或已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器。
下面来讨论常见的几种测法:
1.用电压表和阻值已知的电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值
这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和串联电路中的电流处处相等的关系,按图5的电路图连接成电路,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,读出此时电压表的示数,记为U0;然后再按图6的电路图连接成电路,把电压表并联接在未知电阻Rx的两端, 读出此时电压表的示数,记为Ux,根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识得:
在此实验中如果电压表只允许连接一次,那么该实验又如何设计?:
1.1按图5所示电路图连接电路,电压表选择合适量程,开关闭合前R0与Rx组成串联电路,电压表测的是Rx两端的电压,读出电压表的示数,即为Rx的电压,记为Ux ;开关闭合后R0被短路,电压表测的是Rx的电压也是电源电压,读出电压表的示数,即为总电压U,在串联电路中,由于流过Rx的电流与流过R0的电流相等,即有Ux / Rx =(U-Ux)/ R0,所以:
我们也可以用电路图图6来进行测量,这种方法的未知电阻Rx的表达式为:
1.2在(1)实验中如果将一个单刀双掷开关引入,我们还可以用电路图图7的设计来进行未知电阻Rx的测量,当开关掷于1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷于2时,电压表测量的是总电压U。
根据欧姆定律公式I =U/R、串联电路中的电流处处相等及电压的关系有:
所以未知电阻Rx的表达式为:
2.用电流表和阻值已知的`电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值
这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和并联电路中各支路的电压相等且等于电路的总电压的关系。
先按图8的电路图连接成电路, 用电流表与已知的电阻R0串联,测出R0的电流,记为I0;然后再按图9的电路图连接成电路,把电流表与Rx串联,读出此时电流表的示数,即为Rx的电流,记为Ix。
根据并联电路中电压的关系以及欧姆定律的知识得:
在此实验中如果电流表只允许连接一次,那么可以用下列方法来进行待测电阻Rx的测量:
2.1按图10所示的电路图连接电路,电源电压恒定不变,电流表选择合适的量程,读出开关闭合前后电流表的示数分别是I与Ix。
开关闭合前R0与Rx组成串联电路,电流表测的I为串联电路的电流;开关闭合后已知电阻R0被短路,电路中只有Rx,电流表测的Ix为Rx的电流,由于开关闭合前后电源电压恒定不变,所以:
2.2按图11所示的电路图连接电路,电源电压恒定不变,电流表选择合适的量程,先断开开关,只有已知电阻R0连入电路,读出电流表的示数,即为已知电阻R0的电流,记为I0;然后再闭合开关,已知电阻R0与待测电阻Rx 连接成并联电路 ,电流表在干路上是测量总电流,读出此时电流表的示数,即为总电流,记为I,由于开关闭合前后电源电压恒定不变,根据并联电路中电压的关系、电流的关系以及欧姆定律的知识得:
2.3我们还可以将一个单刀双掷开关引入,用电路图图12的设计来进行未知电阻Rx的测量。
当开关掷于1时,电流表测量的是Rx的电流,记为Ix,当开关掷于2时,电流表测量的是R0的电流,记为I0。
根据并联电路中的电压的关系以及欧姆定律的知识得:
除以上几种测电阻的方法以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的方法,如:(1)用电压表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值;(2)用电流表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值;(3)用等效法测量(用电流表和电阻箱)。
在此不再一一讨论。
参考文献
[1]义务教育《物理课程标准》(版,北京师范大学出版社 ,1月).
[2]《新课程背景下的初中物理教学法》(崔秀梅 主编 5月第一版 首都师范大学出版社).
摘要:能量守恒定律是中学物理的重要定律之一, 广泛应用于力学、热血、电学等知识点中。在电学中, 能量守恒定律涵盖了每一个角落, 学生在学习电流、电压等知识时, 不可避免地会用到能量守恒定律。本文对能量守恒定律和电学做简要介绍, 并探讨前者在后者中的应用情况, 希望能对高中生的学习起到一定帮助。
关键词:能量守恒定律; 电学; 应用;
能量守恒定律是高中物理中普遍使用的定律, 需要学生对相关知识有全面的把握。学好能量守恒定律, 可以有效地将其套用到电学中去, 并让学生更好地理解电学相关知识。
1 电学中的能量守恒定律
能量守恒定律原本是热力学第一定律, 其内容是在一个孤立的系统中, 总能量保持不变。换一种表述方式, 即为一个系统的总能量的改变只能等于传入或传出该系统能量的多少。这里的总能量是指系统机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
在电学中, 电压、电流和电阻都是非常抽象的概念, 不像力学中的力或者热学中的热量可以实际感知, 所以电学是中学物理中相对抽象的概念, 很多学生都在学习过程中遇到了困难。但是从能量守恒定律出发, 就能把抽象的电学概念从某种意义上转化为其他概念, 让学生能更好地对其进行理解[1]。例如在讲解电功时, 课本的定义是“电功即电能做功, 是导体中的恒定电场对自由点和的静电力做功。”这段定义对很多学生而言都是非常抽象的, 他们无法想象恒定电场、自由点与静电力是什么, 更不要说理解恒定电场对后者做功的含义了。但是通过对能量守恒定律研究, 可以发现系统要保持能量守恒, 那么所谓电流做功就是电能转化成其他形式能的过程。电流做功的多少就等于电能转化为其他形式的能量。这样相对简单得多的概念解释, 能让学生更容易理解与吸纳。
在高中物理电学知识的学习中, 熟练掌握并应用能量守恒定律, 可以有效提高电学学习效率, 更方便地解决电学问题, 并培养学生从多个角度对问题进行分析的习惯。通过几个例子, 可以发现能量守恒定律在电学中的重要性:
例1:有4盏电灯, 如图1所示, 其中L1、L2规格为额定电压220V, 额定功率110W, L3、L4规格为额定电压220V, 额定功率40W。接通电路后, 最暗的是哪盏灯?
解析:电功率是指单位时间内电流所做的功, 而额定功率是指用电器正常工作, 即在额定电压下工作时所消耗的功率。当用电器两端电压达到额定电压U额时, 电流为I流, 此时额定电功率P额=U额.I额, 而由U=I.R可以得知P=I2R或P=U2/R。通过公式P=U2/R, 可以得知R1=R2=440?, R3=R4=1210?, 即R1=R2P3, 再通过公式P=I2R得知P1>P2, P4>P3。综合来看, P3最小, 所以L3是最暗的。
这是以电学公式的方法来进行解答, 过程比较复杂, 应用公式比较多。但通过质量守恒定律, 将电功率看做单位时间内电能转换为热能的能量大小, 就能更直观地分析。首先是L3和L4, 串联在同一电路中两电灯, 其电流相同, 因此其电能转换大小决定于感应电流对其的阻力, 阻力越大, 电能转换成热能的量越大, 故P4>P1。而L2和L3是并联且R2I3, 在单位时间内, L2的电流更大, 感应电流阻力也更大, 其电能换成热能也更多, 即P2>P3。再看L1和L2, 二者克服感应电流阻力一样, 但I1>I2, 则单位时间内电能转换为其他形式能前者更大, 即P1>P2。综合看来, P3最小, 即L3最暗。
例2:一盏电灯的规格为额定电压220V, 额定功率100W且灯丝的电阻恒定不变。通过长导线, 将电灯连接到远处恒定电压为220V的电源上, 电灯的实际电功率为81W。请计算导线上的电功率损耗。
解析:通过公式P额=U额2, 算得R=484。再由公式P实=I实2.R, 可算出电灯工作时的.实际电流为。因此由公式P总=U.I实, 算得P总=90W。那么导线上损耗的电功率为总功率与实际功率之差, 即为9W。
从上述两个例子可以看出, 能量守恒定律完全适用于电学, 并且以能量守恒定律进行电学习题求解时, 往往不需要复杂的公式演算, 更多的是要求学生对于相关概念的理解与掌握。以能量守恒定律看上述例题, 其关键就在于把电路的联结转换成了能量的分配, 从而能以分配的差异求得电功率的差异。只有完全掌握了能量守恒定律的内涵及其应用到电学中的方式, 才能以最基础的方式对各概念进行转换[3]。
3 结束语
电学作为中学物理重要的一个分支, 是中学生必须牢固掌握的知识点。然而电学概念及习题通常比较抽象, 许多学生对此无法准确理解, 常常造成概念模糊不清、解题思路不明的情况。将能量守恒定律引入到电学的学习中, 能有效帮助学生换个角度思考问题, 更形象地理解电学含义, 把电学问题简单化、清晰化。
参考文献
[1]李静.能量观的初中电学教学研究[D].苏州大学, .
[2]孟宪彪.浅谈能量守恒定律在电学中的运用[J].中华少年, , (32) :191-192.
[3]黄致睿.如何用能量守恒分析高中物理问题[J].科技与企业, 2016, (2) :191.
摘 要:随着教育部在全国示范性职业院校进行单招试点,对口单招已经成为广大学生进入高等学府的又一条有效的途径。单招考试在高考中的地位日益凸显,我从几个方面分析了单招教学,希望可以对单招教学有所帮助。
关键词:单招;电学;教学
一、引言
对口单招已经成为广大学生进入高等学府的又一条有效的途径。其中机电专业更是以其特有的优势受到广大考生的青睐。为了培养机电一体化学生顺利考上大学,我对机电专业历年的电学专业进行了分析,以帮助单招考生对此有全面的认识。
(一)试题分析
1.2008—2013年综合试卷中,电工和电子试题主要根据考纲和教材进行命题。试题题型比较多,解题灵活性较大,题量适中,共有34个题目,一般同学可在70分钟内完成。现对历年对口单招机电专业《电工基础》《电子线路》的具体数据分析如下:
2.试题的难易程度适中,并且有一定的层次,内容覆盖面较广。
(二)失分原因分析
电学专业是机电专业的大科目,这门学科题目变化较大,具有较大的灵活性。学生普遍分数不高,究其原因,一是学生基本知识学得不扎实,灵活运用学科内知识分析,解决问题的能力不足,不会运用基本的解题方法来分析一些复杂题型。二是不少学生数学基础薄弱,计算能力很差,平时不注意培养自身的计算能力。三是相关知识点混淆不清。如有的考生始终弄不清楚电和磁的关系,在相关的题目上失分很多。四是审题不清,盲目解题。
(三)针对的策略
通过分析历年试卷所给予的信息和考试中出现的种种问题,结合上面的分析情况,那么,作为单招教师如何指导学生学习、复习呢?对此,我认为《电工基础》《电子线路》的教学工作可以从以下几个方面来改进。
二、改进教学方法,激发学生学习的兴趣
爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。如能从培养学生的学习兴趣入手,明确方向,确立目标,就能取得较好的学习效果。
(一)探索多元化的课堂教学模式,提高课堂教学质量
电学课程内容杂、概念多而且抽象、枯燥,我们要改变传统的教学模式,尝试采用灵活多样的教学方法,充分调动学生的积极性,激发学生的求知欲。比如在学习门电路的时候,我们可以引入教师制作的抢答器,让学生来做一次有奖知识问答,学生不仅复习了相关知识,也对门电路产生了浓厚的兴趣。
(二)采用现代化的教学手段,提高上课效率。
我们把平时不容易呈现在课堂的东西以图片,视频等形式在课堂上演示,既增加感性认识,激发学习兴趣,又有利于加深学生对该部分内容的.理解和记忆。比如我们在稳压电源这个单元的教学中,就可以把稳压电源的制作、调试过程通过一个视频呈现,同学们可以在视频上看到降压、整流、稳压的所有过程。
(三)教学应尽量贴近生产生活实际
电在日常生活中是无所不在的。我们的教学就应该贴近生活,上课的时候多举一些看得见、摸得着的实例,让学生对这门课产生学习兴趣,同时有利于学生形成良好的观察问题、分析问题的习惯,有利于学生抽象性和创造性思维的形成。
三、坚持六个原则,提高课堂效率
(一)坚持基础性原则
万变不离其宗。因此,我教学不贪多、快、难,而是注重基础的讲解。如:二极管和三极管一定要讲透、讲清。
复习过程重点理清知识点,注重基础的理解,重点解决新授过程中学生未解决的问题,着重进行基本能力培养,实行段段清。凡涉及到复习大纲上“理解”、“会”、“熟练掌握”等的知识点一定让学生反复练习,做到吃透、学透。
(二)坚持主体性原则
在教学中,我们要始终秉承“授之以鱼,不如授之以渔”的教学原则,教会学生学习。理论学习环节教会学生自己进行原理分析,实践动手环节教会学生独立完成安装、调试、数据分析。通过讲练结合,让学生带着问题来学习,在亲自感知和练习过程中获得知识和能力,充分发挥学生的主体作用。
(三)坚持差异性原则
对不同层次的学生,制订不同的学习目标。对学有余力的同学,我在教学中从题型和难度出发,给予一定的练习,以培养独立思考、发散思维的能力;对于学习有困难的学生,我的要求是掌握相关的知识点,会做一定变式的题。因为单招考试约60%是基础题,20%是中等难度的题,对低层次学生,只要给予适当的反馈,他们是可以掌握80%的知识点的。
(四)坚持渗透性原则
在教学中,我帮助学生对知识进行全面梳理,明确各知识点之间都是相互联系和渗透的。如:整流电路和稳压电源。通过这样的知识梳理,学生对一门课程的学习可以做到从微观到宏观,对整个课程有了全面的认识。
(五)坚持反馈性原则
在教学中,复习是非常重要的环节。我在每个单元或知识模块结束后,都要安排测验,测验后进行分析、讲评,从各个方面去分析原因。对掌握好的学生要加以表扬,以激发学生的求异思维。对存在的问题,要采取积极的措施,进行补差教学,保证大多数学生基本掌握该单元的内容。
(六)坚持综合性原则
在学习的最后阶段,应对分散在各章的知识进行整合。教师可编些综合性的习题,让学生练习,达到对所学知识归纳和综合的目的,举一反三、运用自如。
由于单招专业教学的特殊性,教师的教学工作更加艰巨,如何搞好单招班学生的教学工作还有很多值得探讨和研究的地方。在今后的教学中,我要继续努力,去建筑对口单招专业教学的成功教育!
★ 电学知识点总结
★ 物理电学知识点
★ 物理电学怎么学好
★ 怎么学好物理电学
★ 物理电学试题参考
★ 初三物理电学教案
★ 初中物理电学试题