初中電學的完結篇:九年級物理《磁生電》

2021-01-08 葉老師物理

九年級物理《磁生電》是整個初中物理電學的最後一節課,除了「磁生電」說明電流產生的原因和電與磁的進一步聯繫之外,對電流的種類也做了總結。我們先看看「磁生電」:

做完實驗,老師們一般都會總結感應電流的產生條件——重點,但在此之前,在PPT或是黑板上,要先總結相關的物理概念:

電磁感應:導體在磁場中運動而產生電流的現象。

感應電流:由電磁感應產生的電流。

課堂教學至此,應該對上述內容加以反思,這既是課堂教學的節奏,也是物理學科的教育目的所在:

反思1:電磁感應現象不是做一個實驗就能發現的——法拉第發現電磁感應及其規律用了十幾年的時間,科學發現是一個持久的過程,前提是堅強的毅力和不懈的追求。

反思2:電生磁,磁生電。事物之間都是相互聯繫的——因、果在一定條件下可以相互轉化。

沒有因果及其轉化的觀念,就沒有一個清晰的思路去解決「難題」,比如:

例題:(2017河南)小麗設計了一個防踩踏模擬報警裝置,工作原理如圖17甲所示。ABO為一水平槓桿,O為支點,OA:OB=5:1,當水平踏板所受壓力增大,電壓表示數達到6V時,報警器R0開始發出報警信號。已知電路中電源電壓為8V,R0的阻值恆為15Ω,壓力傳感器R固定放置,其阻值隨所受壓力F變化的關係如圖乙所示,踏板、壓杆和槓桿的質量均忽略不計。試問:

(1)由圖乙可知,壓力傳感器R的阻值隨壓力F的增大而_______;

(2)當踏板空載時,閉合開關,電壓表的示數為多少?

(3)當報警器開始報警時,踏板設定的最大壓力值為多少?

(4)若電源電壓略有降低,為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警,則踏板觸點B應向_______(選填「左」或「右」)移動,並簡要說明理由。

參考答案:

(1)減小

(2)當踏板空載時,壓力傳感器受到的壓力為0,由圖乙可知R=25Ω;設電壓表示數為U0,根據串聯電路特點U0/R=(U-U0)/R;則U0=R0U/(R+R0)=15Ω×8V/(25Ω+15Ω)=3V

(3)當報警器開始報警時,電壓表示數為U0'=6V電路中電流I=U0'/R0=6V/15Ω=0.4A;壓力傳感器

兩端的電壓UR'=U-U0'=8V-6V=2V;壓力傳感器的阻值R'= UR'/I=2V/0.4A=5Ω由圖乙可知,此時壓力傳感器受到的壓力大小為8N設A處所受支持力大小為FA,B處所受壓力大小為FB,由槓桿平衡條件得:FA×OA=FB×OB

則踏板設定的最大壓力值FB=FA×OA/OB=8N×5/1=40N——由因及果。

(4)左;若電源電壓略有降低,此時電壓表示數減小。為保證報警器仍在踏板原設定的最大壓力值時報警,電壓表示數應為6V,此時減小R的阻值,可通過增大壓力來完成;由槓桿平衡條件判斷出應增大OB,即踏板觸點B向左移動——由果溯因。

難度係數:(1)(2)(3)0.55(4)0.41

很多習題的設置都是這樣,其中一問「由因及果」,下一問「由果溯因」。在課堂教學中適時地形成學生的因果觀念,對於提高學生的解決問題能力大有裨益。

發電機的教學老師們在進行原理分析時都能注重能量的轉化。在電學的最後部分,是時候讓學生知道電流的種類了,這一點,教材安排的也很好,如圖所示。

直流電:方向不改變的電流。

交流電:方向隨時間發生改變的電流。

注重概念教學,就是在構建學生的知識體系;注重「形而上」的方法教育,能提高學生解決實際問題的能力。在電學完結篇,希望「往前一步者」再上一個新的臺階。

祝老師們教學快樂!

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