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1、第十一章电路及其应用内容与价值分析课标要求3.2.1观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。3.2.2通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。例1知道滑动变阻器的工作原理。例2通过I-U图像了解材料的电阻特性。3.2.3了解串、并联电路电阻的特点。例3通过探究电源两端电压与电流的关系,体会图像法在研究物理问题中的作用。活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。解读课标:本章是在前一章静电场的基础上,对于电路的进一步研究。本章运用欧姆定律、串并联电路特点,对电流、电压
2、、电动势等物理量进行分析讨论,培养学生的理论推导与实验探究相结合的科学思维,在实验探究中学生经历问题、证据、解释、交流的过程,提高科学探究的能力,并在此过程中体会科技进步对人类生活和社会发展的影响,提升物理学科核心素养。(二)学习内容分析本章是高中物理电学内容的第三章。本章和下一章在旧教材中是合并在同一章里的,统称为恒定电流,新教材将其拆分为两章。本章只涉及部分电路的规律,下一章从能量角度研究电路。前两章研究的是“静电场”,本章和下一章研究的是电流的规律,是“动电”。从具体内容来看,本章主要是在初中所学的电流、电压欧姆定律等物理概念和规律的基础上,围绕着电源、电阻及串并联电路,对电路中相关物理
3、量进行分析讨论。这些内容构成了一个相对封闭的知识结构。但这些概念和规律都是在静电场知识的基础上建立的,和前两章有密切联系。电压的概念依托于电势差,串联电路是总电压与各部分电压的关系也是从电势差与电势的关系理论上推出的。电阻定律是本章基本规律之一,采用实验探究的方法,演示“电阻率与温度的关系”,使学生对电阻定律的认识更加全面。在此基础上安排了导体电阻率的测量实验,体现了对科学探究素养的重视。掌握多用电表的使用方法,对提高学生的科学素养具有重要意义。1.本章对于电流的认识过程蕴含人类对事物认知的一般思路。人们对于世界的认识,从现象到感知,从粗略(定性的描述)到精确(定量)的描述,再到确定各物理量之
4、间的关系(欧姆定律、电阻定律),然后是研究事物的本质属性这是分析物理问题基本且重要的思路。这种研究思路,普遍用于力、电、热等问题的分析,是运动与相互作用观念的重要内容,有助于学生物理观念的形成和跨学科知识的融会贯通。2.本章学习内容的设计,丰富与巩固了学生的物质观与相互作用观念。本部分内容把电路知识与前面所学的电场知识紧密联系起来,“电源和电流”一节是电场与电路两部分知识相衔接的重要部分。利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移特点,分析恒定电场形成的过程,引出电源和恒定电流的定义和物理意义。教材中的旁批:“由于在恒定电场中,任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,所以它的基本性质与静电
5、场相同”,起到了承上启下的作用,拓展与丰富了学生的物质观。把“电压表和电流表的改装”也放在了“串联电路与并联电路”这一节,阐述电表改装的方法和原理。这样处理,不仅有利于学生用串、并联电路的规律认识电表改装的基本思路,更重要的是渗透了电压表、电流表在直流电路中的本质实际上就是一个“电阻”。认识电表的这一电阻模型,奠定了学生“电阻观”的基础。3.在初中物理学习基础上,运用科学推理的思维方法,使学生对问题的认识逐渐深入。本章的主要内容是讨论电路,其外电路主要是串、并联电路。这个知识在初中已经有所涉猎,高中在此基础上应该有更理性和定量的认识。本章这部分知识没有从实验出发,而是以第一节“电源和电流”为基
6、础,用“恒定电流电路内各处电荷的分布是稳定的”,得出串并联电路的电流关系,利用“电势、电势差”的知识,得到串并联电路的电压关系,然后从电流、电压的关系式出发,得到串并联电路的电阻关系。这个过程中,学生利用分析与综合、抽象与概括等思维方式进行科学推理,找出规律,形成结论。4.在知识形成过程中渗透了重要的思想方法等效替代思想。在运用欧姆定律进行串并联电路电阻关系的推导中,学生了解到两个电阻可以用一个电阻等效替代,即对于整个电路来说,如果将这两个电阻去掉,换上这一个电阻,电路中其他部分的电流和电压是一样的,那么这个电阻就可以等效替代那两个电阻。再次巩固了等效替代这个重要的思想方法。5.注重实验,提升
7、学生的科学探究能力。本章还有许多规律都是通过实验得到的。比如:探究影响导体电阻的因素,探究电阻率随温度变化的规律、多用电表的使用等等。在进行实验时,学生提出物理问题、形成猜想和假设、设计电路、连接电路、读取数据、运用表格或者图像处理数据,基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、误差分析等,对学生的科学探究能力提出了很高的要求。6.关注社会前沿问题,注重培养学生科学态度与社会责任。新教材增加了“STSE电动汽车中的电池”,着力激发学生对新型动力电源发展前景和绿色环保的关注,认识国家推行电动汽车补贴政策的必要性和新能源汽车在未来巨大的发展潜力,从而增强保护生态环境的责任感。本章有“游标卡尺”“螺旋测微器”“多用电表”等内容的学习,应该通过这些器材的学习,养成规范、严谨、实事求是的科学态度。学科网(北京)股份有限公司