“解動(dòng)態(tài)電路的方法——建模求解”的教學(xué)設(shè)計(jì).doc

2017年中考備考專題復(fù)習(xí)“解動(dòng)態(tài)電路的方法建模求解”的教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué) 科物理年 級(jí)九年級(jí)教學(xué)形式中考備考專題復(fù)習(xí)課教 師谷宜陽單 位南寧市新陽中路學(xué)校課題名稱“解動(dòng)態(tài)電路的方法建模求解”學(xué)情分析 學(xué)生在中考總復(fù)習(xí)的第一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)時(shí)已經(jīng)對(duì)電路、電流、電壓、電阻、歐姆定律、電功率等相關(guān)知識(shí)有了較為全面的了解，從而具備針對(duì)動(dòng)態(tài)電路建模求解的知識(shí)基礎(chǔ)。大部分學(xué)生在使用電路規(guī)律和公式求解變化的電路時(shí)容易顧此失彼，忽略一些關(guān)鍵因素的考慮導(dǎo)致失分。還有就是一些學(xué)生在面對(duì)動(dòng)態(tài)電路類的題目時(shí)，覺得條件錯(cuò)綜復(fù)雜不知道如何入手解題，從而缺乏自信心有放棄的心態(tài)。教學(xué)思路“動(dòng)態(tài)電路”是中考中常出現(xiàn)的分值較高和高頻考題類型，這類題是對(duì)學(xué)生電學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用能力的考查，一般而言難度較大，是學(xué)生易失分的題型。對(duì)中考常出現(xiàn)的典型計(jì)算問題建立模型，是我學(xué)校物理組的一項(xiàng)研究性成果。模型中包含題目特征分析、常用公式和物理規(guī)律、應(yīng)用技巧、解題的一般性思路四大要素。建立動(dòng)態(tài)電路的模型是基于學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)從學(xué)生解決典型動(dòng)態(tài)電路的視角幫助學(xué)生從如何審題，到運(yùn)用電學(xué)規(guī)律和公式進(jìn)行思考分析，特別是解題的第一步如何寫這些要素入手，讓學(xué)生對(duì)常見類型題的一般解題思路定型以提高解題的效率和質(zhì)量。教學(xué)目標(biāo)1. 了解動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)電路常見類型。2. 建模的思路和方法。3. 理解三種常見類型動(dòng)態(tài)電路模型。4. 通過中考真題練習(xí)，熟練掌握運(yùn)用建模理念解決動(dòng)態(tài)電路的思路和方法。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)1：理解動(dòng)態(tài)電路建模的思路和方法重點(diǎn)2：能夠運(yùn)用動(dòng)態(tài)電路建模的方法解決中考真題難點(diǎn)：學(xué)生能夠運(yùn)用建模的思路和方法解決常見的動(dòng)態(tài)電路類型題教學(xué)策略：本節(jié)專題復(fù)習(xí)內(nèi)容分為三個(gè)課時(shí)：第一課時(shí)，通過展示中考真題讓學(xué)生認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)電路特點(diǎn)和類型；通過例題講析讓學(xué)生理解串聯(lián)建模的思路和方法，復(fù)習(xí)鞏固相關(guān)的公式和物理規(guī)律。教學(xué)方法上以講為主，輔以少量練習(xí)；第二課時(shí)，講析串聯(lián)兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換題型和串并轉(zhuǎn)換題型的思路，然后讓學(xué)生對(duì)近幾年中考真題的進(jìn)行建模練習(xí)，熟悉常見的四種動(dòng)態(tài)電路的建模求解方法。教學(xué)方法上以講為主，輔以少量練習(xí)；第三課時(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行專題測(cè)試教學(xué)過程與方法教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、認(rèn)識(shí)動(dòng)態(tài)電路課件展示歷年南寧、北海、防城港、欽州物理中考動(dòng)態(tài)電路類的真題講析：動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)1、 變阻器滑片的移動(dòng)使得電路中電阻、電流、局部電壓、電功率等某些要素發(fā)生變化的電路；2、 因開關(guān)的閉合斷開，電路的形態(tài)發(fā)生變化后，電路中的電流、電壓、電阻、電功率等某些要素發(fā)生了改的電路。用用磁貼黑板展示出來。學(xué)生觀察、理解本環(huán)節(jié)一是讓學(xué)生通過觀察歷年中考真題，從態(tài)度上對(duì)這類中考題引起重視。二是讓學(xué)生對(duì)這類題的特征有較刻的印象，為后面的建模做準(zhǔn)備。二、動(dòng)態(tài)電路的類型課件展示四種典型的動(dòng)態(tài)電路：串聯(lián)動(dòng)態(tài)同向類型；串聯(lián)動(dòng)態(tài)反向類型；串聯(lián)兩種狀態(tài)類型；串并轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)類型。講析：每一種類型時(shí)，注意引導(dǎo)學(xué)生觀察：電阻、電流、電壓的變化。在分析題目中引入關(guān)聯(lián)的思維、整體的思維、控制變量的思維。串聯(lián)動(dòng)態(tài)同向類型電流表和電壓表的數(shù)值變化同方向，即滑片P移動(dòng)時(shí)，電路電流如果是變大的（變小的），定值電阻兩端的電壓也是變大的（變小的）串聯(lián)動(dòng)態(tài)反向類型電流表和電壓表的數(shù)值變化反方向，即滑片P移動(dòng)時(shí)，電路電流如果是變大的（變小的），定值電阻兩端的電壓則是變小的（變大的）串聯(lián)兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換類型題目中有這樣的描述：“滑片移動(dòng)到某一位置時(shí)，電表測(cè)得某一數(shù)值；滑片移動(dòng)到另一位置時(shí)，電表又測(cè)得某一數(shù)值”。解決此類問題的總思路是一種狀態(tài)列一個(gè)物理等式。等式原則：等號(hào)左邊是電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)不變的量或者是題目給出的某一定值，聯(lián)立兩個(gè)等式方程解方程組體現(xiàn)的是關(guān)聯(lián)和等量控制的原則。串并轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)類型開關(guān)閉合或斷開，電路在串聯(lián)與并聯(lián)之轉(zhuǎn)換。電路形態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，注意引導(dǎo)學(xué)生注意到電源電壓和定值電阻的阻值是不變的。學(xué)生觀察,畫圖，做筆記本環(huán)節(jié)一是讓學(xué)生了解動(dòng)態(tài)電路常見的四種類型；二是讓學(xué)生對(duì)最基礎(chǔ)的串聯(lián)動(dòng)態(tài)電路類的兩種類型同向和反向的特征有較深的印象，即定值電阻兩端電壓的變化與電路電流的變化同向；變阻器兩端電壓的變化與電路電流的變化反向。三是通過講解這四種電路類型，讓學(xué)生對(duì)“變阻器電阻變化總電阻變化電流變化局部電路電壓變化局部電路功率變化全電路功率變化”這種關(guān)聯(lián)的思想有所體會(huì)。此外還要引導(dǎo)學(xué)生在關(guān)注一些物理量變化時(shí)還要關(guān)注哪些物量是不變的，這也是今后列方程求解的基礎(chǔ)。三、動(dòng)態(tài)電路的建模課件展示講析：1.某一類特征明顯的典型題目在求解時(shí)都需要用到一些相關(guān)聯(lián)的電學(xué)規(guī)律、相同的物理公式和技巧、較為固定的解題思路或切入點(diǎn)。如果我們把題目的特征、相關(guān)的物理規(guī)律、公式和技巧、固定的解題思路看作一個(gè)整體，這個(gè)整體就是模型。比如動(dòng)態(tài)電路就可以看作是一個(gè)模型，一旦建立了模型就有一套相對(duì)應(yīng)的思路、公式、技巧可以大大提高解這類題的質(zhì)量。2.動(dòng)態(tài)電路這個(gè)模型中按照其典型特征（題目條件）可以分為剛才我們看到那四種類型，串聯(lián)動(dòng)態(tài)同向類型、串聯(lián)動(dòng)態(tài)反向類型、串聯(lián)兩種狀態(tài)類型、串并轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)類型，它們都有相同的地方也有不同之處。課件展示串聯(lián)動(dòng)態(tài)同向類型和串聯(lián)動(dòng)態(tài)反向類型所用到的公式、物理規(guī)律、解題技巧和解題思路。特別強(qiáng)調(diào)，在串聯(lián)電路中當(dāng)變阻器滑片移動(dòng)后，電阻改變引起的電流變化，然后根據(jù)題目條件，確定電路中的最大電流這是用整體的思想來確定最大電流。最大電流是讓電路中所有元件都能正常工作時(shí)的前提下的極限電流。對(duì)于同向電路來說，當(dāng)變阻器接入電路總值最小而電路電流最大時(shí)，并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓表也會(huì)達(dá)到最大值，由于電源電壓不變所以電路的總功率也會(huì)達(dá)到最大。變阻器接入電路最大值時(shí)，電路電流最小，電壓表數(shù)值最小，電路總功率也是最小。最大值和最小值確定后，就得出了變阻器接入電路的范圍、電流表和電壓表示數(shù)的變化范圍、電路總功率的變化范圍。對(duì)于反向電路來說，當(dāng)變阻器接入電路總值最小而電路電流最大時(shí)，并聯(lián)在定值電阻兩端的電壓表會(huì)達(dá)到最小值，特別要注意的是在求電流最小值時(shí)不是通過變阻器滑片移動(dòng)來判斷而是讓電壓表達(dá)到最大值后用歐姆定律來求出電路中的最小電流。這是這兩種題型的解題思路的最大區(qū)別。得出電流、電壓、電阻、總功率最大最小值后同理就得出變化的范圍。解題的技巧：看到題目中“燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”字樣 ”馬上聯(lián)想算出兩個(gè)物理量，形成一種習(xí)慣。：正常工作的電流：燈絲的電阻：學(xué)生邊聽講邊做筆記。1、 串聯(lián)動(dòng)態(tài)電路是動(dòng)態(tài)電路類型中的基礎(chǔ)，學(xué)生理解并熟練掌握串聯(lián)動(dòng)態(tài)電路兩種題型的建模思路和方法具有重要的意義。2、 一些學(xué)生以往學(xué)習(xí)電學(xué)的知識(shí)時(shí)是章節(jié)之間割裂的。沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的整體的認(rèn)識(shí)所以在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)電路問題時(shí)，對(duì)各個(gè)物理?xiàng)l件聯(lián)系顧此失彼，所以在教學(xué)生建模的過程中不斷重復(fù)“關(guān)聯(lián)的觀念”、“整體的觀念”、“控制變量的觀念”的解析，這三種觀念是建模的核心。3、 解動(dòng)態(tài)電路的關(guān)鍵是第一步的切入點(diǎn)。對(duì)串聯(lián)同向和串聯(lián)反向這兩種電路圖形解題步驟的提煉可以有效幫助學(xué)生降低解決這類題目的門檻，提升學(xué)生的自信心。四、串聯(lián)動(dòng)態(tài)題目練一練一（防城港2017年）15如圖9所示，電源電壓恒為5V，電壓表的量程為03V，電流表的量程為00.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20 1A”，燈泡標(biāo)有“3V 1.8W”字樣。閉合開關(guān)，在電路安全的情況下（不考慮燈絲電阻的變化），則下列說法中正確的是（ ）A滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是020 B電流表示數(shù)的變化范圍是0.1A0.6A圖9C電壓表示數(shù)的變化范圍是1.5V3VD燈泡的最小功率是0.2W二(欽州2014)28.（10分）如圖所示，電源電壓恒定為4.5V，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”的字樣（忽略燈絲電阻變化），電壓表接入量程為“03V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20 1A”。則在接通電路后不損壞電路元件的情況下，求：（1）燈泡L的電阻；（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值；（3） 整個(gè)電路消耗的最小電功率。學(xué)生練習(xí)。提問兩個(gè)學(xué)生講述思路。第二課時(shí)一、串聯(lián)兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換類型課件展示題目教師解析：解決此類問題的總思路是一種狀態(tài)列一個(gè)物理等式。列等式的原則：等號(hào)左邊是電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)不變的量或者是題目給出的某一定值，聯(lián)立兩個(gè)等式方程解方程組體現(xiàn)的是關(guān)聯(lián)和等量控制的原則。如本題以兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，電源電壓不變這一特征來列等式。讓學(xué)生理解這一解題思路后，模仿這種解法以定值電阻不變來列等式。學(xué)生仿照這一解題思路以兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)電阻R1不變來列等式：通過一題多解的方式讓學(xué)生更快的熟悉這類題型的解思路從而切實(shí)掌握方法。二、串并轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)電路1、課件展示題目教師解析：當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)燈L與R2并聯(lián)，電流表測(cè)兩個(gè)支路總電流，因?yàn)橛山５募记煽芍姛舻碾娮枋?，由歐姆定律可算出此時(shí)通過的電流是0.5A。干路電流是0.9A，所以通過 R2的電流是0.4A，算出R2的最大電阻值為20。此情況下，電路消耗的最小功率由P=UI可知，電源電壓不變，當(dāng)電路中的I最小就可算出最小功率，依據(jù)關(guān)聯(lián)的理念，I最小時(shí)變阻器R2要達(dá)到最大值即20時(shí)，電路總功率最小。講析完思路后，讓學(xué)生按照思路寫計(jì)算步驟。2、引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)解此類題型的心得 電路形態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，要注意哪些物理量發(fā)生了改變，哪些物理量沒有發(fā)生改變；在電路形態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)可以利用哪些等量關(guān)系來列式子，而這一關(guān)系式往往是解某一問題的關(guān)鍵，比如最后一問求電燈的功率P2就是在第二問求出通過電燈的電流是0.5A時(shí)，剛好等于額定電流，從而得到此時(shí)電燈是在額定狀態(tài)下工作P12W，當(dāng)電路形態(tài)由并聯(lián)轉(zhuǎn)換到串聯(lián)時(shí)，由關(guān)系式P1:P2=1:4得到串聯(lián)形態(tài)下電