鐘豪
摘 要 物理是一項(xiàng)研究物體運(yùn)動(dòng)和發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科,在日常生活中經(jīng)常用到物理知識(shí)。有些物理知識(shí)是探究科學(xué)規(guī)律,還有的知識(shí)實(shí)際上是對(duì)日常生活中常見(jiàn)現(xiàn)象的總結(jié)和延伸。高中物理除了要研究天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律等科學(xué)領(lǐng)域外,還要回歸于日常生活。本文簡(jiǎn)要討論如何用高中物理電路分析知識(shí)解決日常生活電路問(wèn)題,以加深對(duì)電路知識(shí)的理解與應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 高中物理;電路分析;生活電路;應(yīng)用情況
中圖分類(lèi)號(hào) O4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363(2017)15-0113-01
1 高中物理電路分析對(duì)于高中生學(xué)習(xí)物理的作用
1.1 理論知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)
高中物理是理科學(xué)生的重要高考科目,占理綜的比重最大。學(xué)習(xí)物理既是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。高中物理知識(shí)較為抽象,學(xué)習(xí)起來(lái)有一定難度,在學(xué)習(xí)電路分析方面的知識(shí)時(shí),要注意運(yùn)用發(fā)散思維,敢于聯(lián)想和想象,突破自身思維的局限性,體會(huì)解決電路分析問(wèn)題時(shí)的快樂(lè)與成就感。電路分析知識(shí)和日常生活中的聯(lián)系非常緊密,生活中電的影子隨處可見(jiàn),無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活中都離不開(kāi)電。在生活中要多觀察常用電器的使用方法和操作原理,以加深對(duì)于電路知識(shí)的理解與延伸。
1.2 明確物理知識(shí)學(xué)習(xí)體系
物理是一門(mén)邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要注重各知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián),以形成完整的知識(shí)體系。高中生在物理學(xué)習(xí)時(shí)較喜歡探索具有科研意義的問(wèn)題,例如天體的運(yùn)行規(guī)律、原子核等,而容易忽視生活中常見(jiàn)問(wèn)題,例如電路改造等問(wèn)題。其實(shí)這類(lèi)“小問(wèn)題”在生活中的用途非常大,可以有效解決日常電路問(wèn)題。傳統(tǒng)的教學(xué)模式在一定程度上也束縛了學(xué)生的思維,造成學(xué)生重視解題,而忽視實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)象,使得部分學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)處于一種茫然的狀態(tài)。因此,從解決生活電路問(wèn)題出發(fā),可以使學(xué)生逐漸明確學(xué)習(xí)物理的目的,以提高物理成績(jī)。
1.3 提高成績(jī)
我國(guó)目前處于應(yīng)試教育階段,所以學(xué)習(xí)成績(jī)是十分重要的。高中物理電路分析是動(dòng)態(tài)的分析,死板的解題方式不能有效解決電路問(wèn)題。對(duì)于復(fù)雜電路圖,要先從整體分析,先干路電路分析再逐一分析各支路,記錄下總電阻和總電流,最后進(jìn)行整合。一般而言,電源是不變的,總電阻和總電流的變化是電路動(dòng)態(tài)變化的主要體現(xiàn)。在思考問(wèn)題時(shí),一定要看清楚電壓、電阻、電流之間的變量關(guān)系。生活中的電路多是動(dòng)態(tài)電路,學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)電路分析方法有助于解決生活電路問(wèn)題。老師可以引導(dǎo)學(xué)生們觀察常見(jiàn)物理現(xiàn)象,例如教室里的燈、投影儀、飲水機(jī)等常用電器,講解其相應(yīng)的工作原理,并進(jìn)行拓展和延伸,深入學(xué)習(xí)電路知識(shí),提高物理
成績(jī)。
2 高中物理電路分析日常實(shí)踐探究
2.1 積極參與實(shí)驗(yàn)探究
老師在備課的時(shí)候,要注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng),以課本上的電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),提高學(xué)生解決實(shí)際電路問(wèn)題的能力。報(bào)警器是學(xué)校、醫(yī)院、社區(qū)必不可少的報(bào)警裝置,學(xué)生有必要了解報(bào)警器的工作原理。以火警報(bào)警器的研究為例,有實(shí)驗(yàn)室的可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn),沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室的情況下可以由老師提供必要電路實(shí)驗(yàn)器材,包括電源、電阻、導(dǎo)線、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器等。探究電路中的電壓和電流的變化。在實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)時(shí),先按照電路圖連接好電路,保證各電路元件連接正常,并能正常工作。不斷調(diào)節(jié)傳感器的電阻值,并實(shí)時(shí)記錄下電流表的讀數(shù),最后根據(jù)歐姆定律計(jì)算電壓的值。
在調(diào)節(jié)支路上傳感器電阻值的同時(shí),可直觀看到干路中電阻和電流的變化,學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)將印象深刻。通過(guò)對(duì)生活中常見(jiàn)電器的電路分析,使學(xué)生有新的認(rèn)知,電路分析不再只是存在于課本中,而是能解決生活中的實(shí)際電路問(wèn)題的有效方法,這種轉(zhuǎn)變將帶動(dòng)學(xué)生在日后的物理學(xué)習(xí)的積極性。
2.2 利用電路分析知識(shí)解決生活中常見(jiàn)電路問(wèn)題
物理知識(shí)也是對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),因此,學(xué)習(xí)物理知識(shí)的目標(biāo)還要能夠解決日常生活問(wèn)題。學(xué)生們?cè)陔娐贩治龅膶W(xué)習(xí)過(guò)程中,一定要養(yǎng)成獨(dú)立思考能力的習(xí)慣,思考過(guò)程遠(yuǎn)比最終結(jié)果重要。學(xué)生在動(dòng)手解決生活電路問(wèn)題之前,一定要掌握好理論知識(shí)且要保證習(xí)題量。學(xué)生在思考物理問(wèn)題時(shí),注意運(yùn)用發(fā)散思維,不要被固定的解題模式僵化,善于運(yùn)用極值法,大膽、合理的推算最終結(jié)果。
知識(shí)源自于生活,在學(xué)習(xí)時(shí)也要回歸生活。學(xué)生要著重理解電路分析中常用公式、定理,例如“并同串反”,只記得口訣幾乎沒(méi)什么實(shí)際作用,要放到生活中的電路中如借助于路燈和家用電器來(lái)理解,即為:在并聯(lián)電路中,某一個(gè)電阻值增大,則該電路的總電阻、電壓、總功率都會(huì)相應(yīng)增大,也就是呈正比關(guān)系;在串聯(lián)電路中,某一電阻值增大,會(huì)引起其他電阻值、電壓和總功率的相應(yīng)減小,成反比例關(guān)系。
家用電器經(jīng)常會(huì)出故障,例如,電燈有時(shí)會(huì)變暗,或者忽明忽暗,這是怎么回事呢?我們可以通過(guò)電燈電路圖具體分析。在圖1電路中,燈L1和L3的亮度都較暗,由此我們可以得知該電路一定存在故障問(wèn)題。運(yùn)用動(dòng)態(tài)分析技巧,可以知道L3串聯(lián)了一個(gè)阻值較大的電阻,電阻分壓較大,導(dǎo)致燈L1和L3的電壓小,由此變暗。所以結(jié)合實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該將家里大電阻電器關(guān)閉,或者換一個(gè)阻值較小的電燈,由此解決電燈燈光較暗問(wèn)題。掌握電路分析技巧,可以輕松解決多種電路問(wèn)題。
圖1
3 實(shí)際生活中的電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則
我們有時(shí)候在嘗試用電學(xué)實(shí)驗(yàn)解決生活電路問(wèn)題時(shí),一定要謹(jǐn)記電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則,以免發(fā)生意外。
第一是安全性原則。在設(shè)計(jì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),要根據(jù)問(wèn)題的類(lèi)型來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),根據(jù)客觀條件選擇模擬電學(xué)儀器,保證電路設(shè)計(jì)的可行性、合理性,在處理生活電路問(wèn)題時(shí),一定要確保電源是關(guān)閉的,在這個(gè)基礎(chǔ)上,可以進(jìn)行小型的電路改造,或者是換電燈之類(lèi)可操作性較強(qiáng)的電路改造。第二是準(zhǔn)確性原則。在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇精準(zhǔn)的測(cè)量工具,電流表、電壓表的讀數(shù)要精準(zhǔn),以提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際生活中,不能異想天開(kāi),要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),生活電路中雖然沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室的精準(zhǔn)度那么高,但是也要在合理的誤差范圍內(nèi)。在保證用電安全的基礎(chǔ)上,盡可能提高準(zhǔn)確性。第三方便性原則。方便性原則即為最簡(jiǎn)原則,物理中的電路設(shè)計(jì)要盡可能簡(jiǎn)單,能用串聯(lián)電路解決的問(wèn)題就不要設(shè)計(jì)為并聯(lián)電路。電路復(fù)雜程度越高,實(shí)際操作起來(lái)就越難,準(zhǔn)確性也會(huì)有所下降。因此,在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌瓿傻那闆r下,盡可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路,并且選擇操作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置和器材。這一原則在生活電路中也是適用的。
4 結(jié)論
物理知識(shí)的抽象性和邏輯性非常強(qiáng),在學(xué)習(xí)的時(shí)不免覺(jué)得吃力,但物理知識(shí)離不開(kāi)實(shí)際生活,我們要善于觀察生活中的物理現(xiàn)象,強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用,在提高物理成績(jī)的同時(shí),培養(yǎng)自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力。電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生要牢牢掌握電路的選擇、設(shè)計(jì)思路、連接方法等,提高動(dòng)手能力,善于發(fā)現(xiàn)生活用電和電學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系,提高物理學(xué)習(xí)成績(jī)。
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