闭合电路欧姆定律相异构想的研究VIP免费

浅议闭合电路欧姆定律相异构想1.问题的提出“学生在没有接受正式的科学概念之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对事物的理解。”[1]我们称之为“前概念”，又称日常概念。德瑞弗和依斯利[2]首次提出相异构想的概念，其含义是指儿童围绕前概念建立起来的一种特有的思维结构。教育理论上把学生由感性认识得出的偏离科学现象本质和科学概念的理解与想法称为相异构想（Al-ternativeFrameworks）。从物理课的教学实践中，发现学生在许多概念学习当中都或多或少存在着相异构想，本文就闭合电路欧姆定律学生学习中的相异构想典型问题进行分析。2.闭合电路欧姆定律相异构想典型问题分析2.1闭合电路欧姆定律的动态分析问题闭合电路欧姆定律的动态分析是指根据欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中某个电学量的变化从而引起电路中各部分电学量的变化情况。设置测试题目考察学生对欧姆定律以及串、并联规律的理解和应用，结果显示：学生对这些规律的理解和应用存在着一定的误区，学生在分析问题时忽视对部分电路的变化观察，从而根据串、并联电路的性质由部分电路的变化导致总电阻的变化，在这个问题上学生容易出现错误的结论。所以教师在教学过程中，要帮助学生理解物理规律，的原因主要有以下两种情况：一是由于电路中的开关断开或者接通，引起电路的结构变化，从而引起电路中有关物理量的变化；二是由于电路中滑动变阻器触头位置的改变，引起电路电阻的改变，从而引起其他量的变化。分析的思路是：“部分—整体—部分”，即从部分电路的变化——外电路总电阻R的变化——总电流变化——路端电压变化——用部分电路的欧姆定律判断部分电路的电流和电压的变化等。例如测试题中存在这样一道题：如图所示，A、B、C三只电灯均能发光，当把滑动变阻器的触头P向下滑动时，三只电灯亮度的变化是A、A、B、C都变亮B、A、B变亮，C变暗C、A、C变亮，B变暗D、A变亮，B、C变暗选择的依据：此题分析基本思路是：由于滑动变阻器的触头P向下滑动，引起并联电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律得到I总变大，A灯变亮，U路端变小，并联部分电压变小，C灯变暗，通过B灯的电流变大，B灯变亮。2.2含电容电路的有关判断与计算在直流电路中，当电容器冲放电时，电路里有冲、放电流，一旦电路达到了稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路就看作是断路，简化电路时就可以去掉它。从测试卷的结果反映来看，学生对于电容两极板间的电压的错误认识是普遍存在的，这是学生在电路达到稳定时不能准确的分析出把此时的电容器看作是断路。所以教师让学生知道如何进行电路的简化画出等效电路。电路中的电流或电压发生变化时，将会引起电容器的冲、放电，学生在这方面也存在着模糊的认识。教师可以通过举例子，形象的描绘出电容器冲放电的过程，这样既能够引起学生的学习兴趣，又能够引导学生正确的理解该知识点。例如如图所示，已知C=6μF，R1=5Ω，R2=6Ω，E=6V，r=1Ω，开关S原来处于断开状态，下列说法中正确的是A、开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5AB、开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5VC、开关S闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷量为1.8×10-5CD、以上答案都不对选择的依据：对此题进行分析：在开关S闭合瞬间，电容器看作是断路，此时电路简化成R1、R2与电源串联的简单电路，由闭合电路欧姆定律得干路中的电流为0.5A，即电流表的读数为0.5A。开关S闭合一段时间后，相当于电容器充电完毕，此时电容器两端电压等于R2两端电压，将开关S断开后，只有电容器和R2形成回路，电容器进行放电，通过R2的电荷量就是电容器上所带的电荷量，由电容器的定义式知，通过R2的电荷量为1.810-5C。2.3闭合电路的功率问题直流电路的工作过程，实际是一个能量转化的过程。这个知识点是闭合电路欧姆定律中的一个重点问题，经过访谈知道，学生能够记住有关的规律，而且应用这些规律能够分析问题。但是在一些问题中，例如包含电动机等元件的电路中学生把热功率和输出功率的公式应用给混淆了。所以，在这部分的教学中，要运用合适的...