时间：2023-03-16 16:35:17
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数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。
新型数字电压表的整机设计
该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。
数据采集电路的原理
在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。
AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。
由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。
RS232接口电路的设计
AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。
串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:
串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。
为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。
软件编程
软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程
下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。
在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。
人机界面编程
打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。
功能结果
论文关键词：电表，反常规用法
电表的反常规用法是近几年高考的热点问题，相对学生来讲也恰恰是一个难点问题。电表的反常规用法一般有这么两种设计方案，其一就是用电流表来测电压，题目里往往把已知确定阻值的电流表当作电压表使用或把一个电流表和一个定值电阻改装为电压表适用；其二就是用电压表来测电流，解题时需要把确定阻值的电压表当作电流表使用。
例1、现有一块灵敏电流表 ，量程为200，内阻约为1000，要精确测出其内阻R1教育学论文教育论文，提供的器材有：
电流表 (量程为1mA，内阻R2=50)；电压表(量程为3V，内阻RV约为3k)；
滑动变阻器R(阻值范围为0~20)；定值电阻R0(阻值R0=100)；
电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的1/3，将电路图画在图示的虚框内。
(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为R1=I2(R0+R2)/I1，表达式中各符号表示的意义是I1表示 表的示数，I2表示表的示数，R2表示 表的内阻，R0表示定值电阻的阻值毕业论文开题报告。
解析：此题目的本意是要考查学生对伏安法测电阻原理的掌握情况，但是该题目中所给出的电压表量程过大，只能用于保护电路使用。因此没有合适的电压表可以直接利用教育学论文教育论文，这时候我们必须依照伏安法测电阻的基本原理做出适当的改进，将电流表 和定值电阻R0改装成电压表，题目就迎刃而解了。
例2、从下面所给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
电流表A1(量程100mA，内阻r1约40，待测)
电流表A2(量程50，内阻r2=750)； 电压表V(量程10V，内阻r3=10k)；
电阻R1(阻值约100，作保护电阻用)； 滑动变阻器R2(总阻值约50)
电源E(电动势1.5V，内阻很小)；电键S，导线若干
(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1，写出所用的表达式并注明式中各符号的意义。
r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分别表示A1和 A2的电流。
解析：本题给出了电压表和电流表，若采用下图所示的电路进行测量时教育学论文教育论文，电压表的示数不到满量程的1/20，测量值不准确，因为电表的示数没有接近量程的一半或一半以上。
因此，用上图所示的电路不能较准确的测量A1的内阻。这时候我们可以把已知电阻的电流表A2当做电压表来使用，电流表A2两端的电压可以由其示数和内阻推算出来，A2两端的电压也就是A1两端的电压，这样就可以较准确的测量出A1的内阻了毕业论文开题报告。
例3、使用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)。电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑动变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。
或
(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示教育学论文教育论文，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1
解析：该题目还是测未知电阻Rx的阻值的，显然本题目并没有给出电流表，我们不难发现本题里面已知两个电压表，而且电压表的内阻都是已知的，用电压表的读数除以本身的内阻就可得到通过自身的电流了，因此，我们完全可以把电压表当电流表来使用。
总而言之，类似的实验都是考查伏安法测电阻的基本原理，只要实验目的明确，充分利用题目所给出的器材，不难找出解题思路。
（作者信息：吴志民 1980.06 男 汉 甘肃 中学一级 理学学士 课堂教学及课堂互动研究）
实则在教学中常常是学生的弱点,在各种考试中通过对电阻的测量的考察也可以反映出学生对电学基本知识掌握的情况,另外命题者还在不断的推陈出新,用不同的形式对学生进行考察。下面我们就对初中测量电阻的几种常用方法进行一个简单的总结,希望对同学们能有所帮助。
一、初中最基本的测电阻的方法
(1)伏安法测电阻
伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,
用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。
(2)伏阻法测电阻
伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:
I1=I2
即:U1/R0=U2/RX
所以:
另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有:。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。
(3)安阻法测电阻
安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系,如图6是安阻法测电阻的电路图,在图6中,我们先把电流表跟已知电阻R0串联,测出通过R0的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有:
U0=UX
即:I1R0=I2RX
所以:
显然,如果按图6的方法试验,我们就需要采用两次接线,可能有的同学怕多次拆连麻烦的话,那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图,这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电流I0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电流Ix。通过计算就有:。
以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法,也是必须掌握的方法,大家会吗,除此以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗?当然还有:
二、特殊方法测电阻
(1)用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值
或者
用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值,我们也可以采取以下方法:
1.如图8所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电压表测量出电源的电压U,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:。
2.如图9所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出电源的电压U,当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:
(2)用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值
如图10所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2,因为电源电压不变,可以得到:,故有:。
(3)用等效法测量电阻
如图11所示电路就是用等效法测量电阻的一种实验电路。其中Rx是待测电阻,R是电阻箱(其最大电阻值大于Rx)。其实验步骤简单操作如下:
[关键词] AT89S51；单片机；数字电压表；ADC0804
【中图分类号】TM933 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2013）11-318-1
一、研究意义
数字电压表相对于指针式电压表而言，具有显示直观，由精度高、使用方便等优点。目前，由各种数模转换器构成的数字电压表，被广泛用于电子、电工、自动化仪器仪表、自动智能测试等领域。与此同时，由数字电压表扩展而成的各种通用及专用数字仪器仪表，也把它提高到崭新水平。
二、总体结构框图
基于单片机的数字电压表测量0到5V的直流电压，通过模拟量输入电路把信号送给AD0804，转换为数字信号再送至AT89S51单片机，通过其P1口经数码管显示出测量值。本设计由单片机最小系统、模拟量输入电路、AD转换电路、数码管显示等电路构成。
三、系统硬件设计
该系统采取AT89S51单片机作为主控模块，以ADC0804作为模数转换芯片，其模拟量输入可以通过电位器而得到，利用七段共阴级数码管构成显示电路，该数字电压表能够测量0到5V之间的模拟电压。对8位ADC0804共有256种，即它的分辨率是1/256，假设输入信号Vin为0～5V电压范围，则它最小输出电压是5V/256=0.01953V，这代表ADC0804所能转换的最小电压值。其工作原理如下：通过电位器的调节，得到一定的电压值，将该电压值输入到ADCO8O4的输入引脚VIN中，启动装换引脚，0804开始转化，转换完成后，单片机读取结果，并经过数据处理，送到数码管显示当前电压。当输入端模拟电压发生变化，又将结果送到模数转换电路，结果经单片机处理，送到数码管显示，以此进行不断地循环。
四、系统软件设计
（一）AD转换程序
ADC0804分为复位中断触发信号，启动A/D转换，读取转换结果。般情况下，启动A/D转换前应该把这个信号先复位，以等待新的转换完成后ADC0804发出新的信号，这样才能读到新的转换结果。
启动A/D转换：ADC0804在满足实现片选为0的前提下，引脚上出现的一个上升沿的条件时开始一个转换过程。
读取转换结果：在A/D转换结束以后，ADC0804的引脚将会给出一个低脉冲，把这个引脚直接连接到单片机的外部中断引脚INT0或者INT1上，这个低脉冲将引起单片机的中断，单片机就可以在中断处理程序中读取ADC0804的转换结果。
（二）数码管显示程序
本设计采用共阴极数码管，用高电平点亮，不点亮就应该送低电平，要显示为0，则需要点亮A、B、C、D、E、F段，所以给这6段送高电平，给G段送低电平；如果显示为1，则需要点亮B，C段，所以给这两段送高电平，给A、D、E、F、G这五段送低电平。显示3、4、5、6、7、8、9原理同上。
显示函数首先是调用数据处理的结果，再把调用的数据通过数码管显示出来。首先点亮第一个数码管，显示个位和小数点，再逐个点亮第二个数码管显示小数点后第一位，第三个数码管显示小数点后第二个，第四个数码管显示小数点后第三个，这样就把电压显示出来了。
（三）数码管仿真
本设计的仿真是通过仿真软件Protues得到，控制电位器来调整输入模拟电压，再通过AD0804模数转换经单片机数据处理由七段共阴极数码管显示出被测电压，最终达到仿真的目的。
五、结束语
本设计主要实现了数字电压表测量电压的功能，详细说明了从各功能模块设计、硬件的设计，C语言软件的设计， 用Proteus7.6软件实现了仿真，通过比较，验证了本设计的正确性，比较成功。
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论文关键词：创设实验环境提高实验复习效率
实验复习是初中物理教学的重点和难点。根据多年来数百份中考物理试卷抽样分析得知，在学生的实验能力考核中，实验题得分率较低，原因是多方面的，但大多数是复习时单纯重复课本中的几大实验，淡化了实验复习效果。事实表明，实验复习应在原有基础上，根据不同实验要求创设出新的实验环境，调动学生积极性，挖掘和拓展概念规律的内涵和外延，增大实验容量，有效利用实验复习时间，更好地培养和发展学生的发散思维能力和操作能力，达到事半功倍的复习效果。
一.创设实验环境，展示实验通性
分析近几年来全国各地中考物理试卷可知，中考物理实验题型基本要求大致为：能分清实验仪器的名称、用途及装置结构；熟悉实验原理、目的及实验器材；能根据实验目的设计实验方案、步骤和有关表格；会画有关示意图；掌握操作过程；会读各种仪表示数；会填写实验报告；会根据原理公式进行相关的计算；会判断实验过程中的操作错误或装置错误；会分析处理实验数据；会分析和排除实验中的故障；会根据条件设计探究性实验。实验复习围绕上述内容进行强化训练大有裨益。创造性是中考物理实验题的灵魂，实验复习着重体现实验内容与创造性紧密联系，突出学以致用的原则，有效促进学生运用学科知识解决实际问题的能力。比如复习用刻度尺测物体长度实验时，设置这样一些情景：用刻度尺能估测矿泉水瓶的容积吗？用刻度尺还能做哪些实验？引导学生积极思考，反馈出多种信息：声学中，验证音调与频率有关；热学中，钢尺和木尺测同一物体的长度不等，说明不同材料的热胀冷缩程度不同；电学中，塑料尺、木尺可做摩擦起电实验、绝缘体实验；力学中，尺可当简易杠杆使用教育学论文，与报纸配合可验证大气压是很大的，可制作跷跷板，特殊长度测量中离不开刻度尺。可谓“一尺激起千层浪”，使之形成科学思维方法，让学生把手里的“冷粑团”加工成美味佳肴。
二.创设实验环境，丰富实验内涵
素质教育替代“应试教育”，旨在全面发展和提高学生的创新能力。新课标的落实给中学物理实验教学带来了生机，为初中物理实验复习创设了有利条件。在实验复习课中，应充分发挥实验室的功效，比如复习电阻和电功率的测量，实验室仍摆出伏安法测电阻的器材，而黑板上的实验要求却大有变化：①若将电流表换成一个已知电阻的小灯泡，能否测出未知电阻和电功率？②将电压表换成已知电阻的小灯泡，能否测出未知电阻和电功率？③伏安法测电阻中，电流表无示数，如何用电压表检查其断路位置?④测小灯泡额定功率时，电源电压为6伏，灯泡额定电压为3.8伏，电压表15伏量程已坏不能使用，其余器材完好，不能换用其他仪器，如何测出小电灯泡的额定功率呢？画出电路图并加以说明。⑤电源电压为4.5伏，现只有一个电流表，一只标有“0.2A”的小灯泡，一个开关和一只“20Ω 2A”的变阻器，若干导线，估计小灯泡的电阻为12.5欧左右，能否测出小灯泡的额定功率？⑥用电能表，秒表如何从测出一个用电器的功率？⑦上述测量中用了哪些近似条件？通过布障设疑，加深知识横向和纵向联系，丰富了实验内涵，又如测量密度实验时，可列出下列条件：①不规则小金属块、细线及轻弹簧、刻度尺、盛有适量水的容器，测金属块的密度。②细杠杆和支架、盛水容器、砝码、细线、刻度尺，测量金属块和密度中国学术期刊网。③弹簧秤、盛水容器、细线、小金属块、未知液体，测量小金属块的密度和未知液体密度。④一些金属粒、烧杯和水、天平、砝码，测量金属粒的密度。⑤压强计、刻度尺，测待测油的密度。⑥U型管和水、刻度尺，测量菜油密度。到此，学生对密度测量有了较深认识，对密度内涵形成丰富认识，复习其他它演示实验及学生实验进亦如此。
三.创设实验环境，拓展实验内容
简单的重复，平铺直叙的讲述不利于实验复习。实验复习课灵活多变，旧题型新包装，使学生有耳目一新的感觉。可以将近几年中考物理实验题型加以整理，梳理成型，归纳成类，通过训练操作逐步形成规律，在新、趣、奇中享受成功的喜悦。如复习密度测量时，附加条件不同，解决方法也各异：①一大池盐水体积为V，给一质量为M的量筒教育学论文，天平和砝码，估测池中盐水里含盐的总质量，写出简要的步骤和最后表达式。②一块坚硬岩石质量约1千克，要求在一般家庭条件下用杆秤为主要测量工具，粗略测量这块岩石的密度，请简要写出测量密度的主要过程。③给你一支弹簧秤、空瓶、水、油，如何测出油密度？④一个量筒，水和金属盒，用这些工具能测出该金属盒的密度吗？若能测出，写出方法和最后的表达式；若不能，还需哪些器材？金属盒能放入量筒内吗？⑤为测石蜡块的密度，无天平量筒，只有两个杯子和一桶水，一根大头针还有一根自行车胎气门芯用的细长橡皮筋，请写出实验原理，操作步骤和最后密度表达式，蜡块可放进杯里。⑥用天平、刻度尺可以测出地图上某地的面积吗？把知识拓展，避免学生背实验步骤、画实验图的呆板复习方法。
总之，在初中物理实验复习教学中，教师要深钻教材，总结规律，紧扣复习内容，创设出新趣奇的实验情境，让学生在问题的情境中不断思索、分析、归纳、总结，发展自己记忆能力、思维能力、动手动脑解决实际问题的能力，使初中物理复习的各个环节如同一支交响乐，达到齐奏谐鸣，异曲同工之效。
论文关键词：信息技术，初中物理，概念教学
《物理课程标准》指出：“应当重视将信息技术应用到物理教学中。”在物理教学中，教师通过运用信息技术手段和方法把容易混淆或是难以理解的物理概念加以展示，使静态的知识生动化，促使学生动手、动脑，不断揭示概念所反映的客观世界的多种矛盾，分清主次、搞清楚各种矛盾的相互依存关系及发展方向，让学生既获得了知识、又掌握了方法，培养能力，从而真正实现物理概念教学的目的。
一、呈现物理情景，引入概念
建构主义认为：“学生的知识不是通过教师传授获得的，而是学生在一定的情境中，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过一定建构的方式获得的。”因此，在物理概念引入教学中，运用信息技术呈现物理情景，能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激，从而有效激发学生的好奇心，点燃学生的思维火花。
如，“动能”教学时，我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现，学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感，也提了许多问题：“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象，无论是视觉效果还是听觉效果，都能给学生深刻的印象，让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识，从而为建立“动能”的概念打下基础。
因此，在物理概念教学中初中物理，创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境，使学生感知大量的感性材料，对物理现象有一个明晰的印象，有利于学生形成正确的物理概念，加深理解物理规律。
二、揭示本质属性，理解概念
物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识，并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上，通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此，在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上，引导学生进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西，以揭示现象和过程的本质属性。
如，“重力”教学时，我先播放铅球和跳高比赛的视频录像，然后提出问题：奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态？这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限？问题的提出，激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后，再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频，再一次提出问题让学生思考：在远离地球的太空中，宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中，这又是什么原因呢?
这样，借助信息技术展示现实生活中的重力现象，丰富了学生的感知，激发了学生积极思维，在鲜明对比的情境中，抽象概括出重力概念的本质属性，使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。
三、突破教学难点，深化概念
将物理学科教学与信息技术整合，利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用，不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识，激励学生参与教学过程，而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题，深化概念规律的理解。
如，“电流”一节，难点是学生无法观察到电流的形成与方向，因此，电流的概念理解起来比较困难。在教学时，我利用Flash软件进行仿真“模拟”，把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关，电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出，通过小灯泡时，灯泡发光，最后回到负极(用 “一”表示)，形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结，很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点，对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。
因此，在物理教学中，教师应充分利用信息技术教学手段，根据教学内容精心设计，把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像，帮助学生在头脑中建立正确模型。从而有效突破教学难点，加深对物理概念的理解。
四、动态分析过程，活化概念
物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学，运用信息技术的动态变化功能，进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系，形象直观地“顿悟”概念的内涵。这有利于概念知识沿网状同化，从而达到活化概念的目的。
如，有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理，电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题，一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大，得分率也较低。
如右图所示的电路中，滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时，可充分利用信息技术的动态变化功能，制成课件进行以下动态分析：把电压表和电流表等效替换，电压表等效于开路，电流表等效于一条导线。由此不难看出，电路中的电流只有一条道路，即串联电路，电压表测量的事滑动变阻器的电压。
这样，运用信息技术对电路进行动态分析，既让学生充分理解了电路的规律，也加深学生对电学部分相关概念的具体认识，深化和活化了物理概念，收到良好的教学效果。
五、加强练习反馈，巩固概念
课堂练习的检测与反馈是打造高效课堂的重要环节。通过反馈练习可以使学生深化概念，提高学习效率，加强对所学概念的理解和巩固。利用现代信息技术贮量大、速度快的特点，对学生进行有针对性的训练和检测，为学生创造了一种悦目、悦耳、悦心的效果，高效率地提高理解概念的程度。
如，九年级“惯性”一节复习检测中，我用多媒体播放飞机正确投掷救灾物质的动画视频，同时提出问题：飞机投掷救灾物质为什么要提前投掷?让学生用本堂课所学知识来回答。这样就把学生思维引向深入，不仅培养了学生分析问题和解决问题的能力，而且通过练习深化了对“惯性”概念的理解。
因此，利用多媒体信息技术图文并茂、生动直观的特点巧设练习，不仅突出了联系的针对性、有效性，而且还能极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性，为培养学生的创新精神和实践能力开辟了广阔途径。
【参考文献】
[1]物理课程标准(实验稿).[M].北京师范大学出版社，2001.7
[2]李韶峰.信息技术与物理概念、物理规律整合的探讨.技术物理教学，2011.1
[3]潘献明.初中物理概念教学的几点尝试.时代教育，2010.9
【论文摘 要】本文首先分析了初中物理实验习题类型特点以及解题的技巧，然后结合初中物理教育和教学的特点分析了物理模型在初中物理教育教学中的重要意义。
【论文关键词】物理模型初中物理教育初中物理教学简单性原理
一、新课标对初中物理实验的要求全日制义务教育物理课程标准总目标提出：使学生保持对自然界的好奇，发展对科学的探索兴趣，在了解和认识自然的过程中有满足感及兴奋感；学习一定的物理基础知识，养成良好的思维习惯，在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法，经历基本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参与和科学技术有关的社会活动，在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识；具有创新意识，能独立思考，勇于有根据地怀疑，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神；关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。新教材中把科学探究作为一个重要的内容，贯穿于整个教材之中，近几年初中物理实验习题从类型和形式上都有所突破，特别在各地的中考中对实验的考查每年都在加强。大体上的出发点主要有：一是注重对操作过程和实验设计考查；二是对教材中常见的实验题的器材和实验环境进行变化；三是注重对实验失败原因的剖析；四是注重对实验过程的考查。二、初中物理实验习题三大类型的特点及解题技巧㈠测量型实验的特点及解题技巧初中物理测量型实验主要有直接测量型和间接测量型两种，共15个实验，这些是中考物理实验测试必不可少的组成部分。1、直接测量型实验共10个实验：⑴用刻度尺测长度，⑵用秒表测时间，⑶用量筒测固、液体的体积，⑷用水表测家庭自来水使用量，⑸用天平测物体的质量，⑹用温度计测水的温度，⑺用弹簧测力计测力的大小，⑻用电流表测电流，⑼用电压表测电压，⑽用电能表测电功的大小。直接测量型实验主要针对一些常用物理测量工具的使用方法、读数方法等，而这些知识和能力在课堂教学中已逐步渗入，常用物理测量工具的共性都需要看量程、分清分度值。所以只要掌握好其一，便可基本无碍。2、间接测量型实验共5个实验：⑴用刻度尺、秒表测平均速度，⑵用天平、量筒测物质密度，⑶用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率，⑷用电流表、电压表测电阻，⑸用电流表、电压表测小灯泡的电功率。这五种实验都涉及到诸多的物理测量工具的使用，也同时具有相应的实验原理：⑴物体通过的某段路程或某段时间的平均速度测量实验原理是v＝s/t， ⑵测物质密度的实验原理是ρ=m/v和排水法，⑶测滑轮组的机械效率实验原理主要是η＝W有/W总、W＝F・S及二力平衡，⑷测电阻的实验原理是欧姆定律I=U/R的推导式R=U/I，⑸测小灯泡的电功率实验的原理有两种，①伏安法的实验原理即为P=U・I，②电能表、秒表测电功率实验的原理即为P＝W/t。解决此类题时，一定要细心，确保基本的物理测量工具的使用、读数不出错。同时还应注意题意的局部拓展性变化。近年来各地的中考物理测量型实验在这类题中变化较多，要格外注意。㈡探究型实验的特点及解题技巧1、不同版本的教材内物理探究型实验共计有14个实验：⑴探究物质的一种属性――密度，⑵探究平面镜成像特点，⑶探究凸透镜成像规律，⑷探究摩擦力的大小与什么有关，⑸探究运动和力的关系，⑹探究液体压强的特点，⑺探究杠杆平衡条件，⑻探究动能（重力势能）大小与什么因素有关，⑼探究物质比热容，⑽探究影响电阻大小的因素，⑾探究不同物质的导电性能，⑿探究电流与电压、电阻的关系，⒀探究电流热效应，⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。2、不同版本的教材外物理探究型实验包括新课改以来物理课外读物上设计的探究活动和各地中考试题中出现的，其中最常见的有：⑴探究水果电池电压与哪些因素有关，⑵探究篮球反弹的高度与哪些因素有关，⑶车辆滑行的距离与哪些因素有关，⑷探究物体承受的压力与哪些因素有关，等等。物理科学探究活动一般有7个主要环节，依次是⑴提出问题，⑵猜想与假设，⑶制定计划与设计实验方案，⑷进行实验和收集数据，⑸分析论证，⑹评估，⑺交流与合作。各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重，也不可能面面俱到地进行考查，这也就给命题带来了多个角度的可能性。比如同是考查凸透镜成像规律，但由于考查的环节或是角度不同，考查的方式也就明显不同，因此在平时的教学中，要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。新课程改革以来，各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。但纵观其考查内容，大都来源于学生生活实际，并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。所以在对学生进行应考技巧的教育引导中，提醒学生对此不要产生心理上的障碍，只要抓住应用得当的方法，一般都能轻松解决。探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性，突出物理知识的应用，强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题，故而在解答时，可附助已有的知识和结论，对试题所考查的内容和能力，做出正确的解答。当然中考命题并不会只局限于已有知识的得出，往往可能会更注重探究过程的考查，因此解答此类试题时千万不要急于求成，而要体会出试题考查的方向，也就会从容应答。三、设计型实验的特点及解题技巧⑴物理开放题是指题设条件不确定、解题方法多样化、答案不唯一的题目。这些试题或条件开放、或策略开放、或结论开放，可谓千姿百态。通过求解这一类问题，可以激发学生的求知欲，提高学习兴趣，考查学生发散思维能力和创新能力。因此，在一些中考试卷中，出现了一批立意和情景新、耐人寻味的开放型试题，它们成为试卷中的亮点，格外引人注目。⑵设计型实验题是指根据实验目的和要求，设计研究方案，运用不同于教材或试题要求的实验方法解决同一物理问题，此类题综合考查学生观察实验，运用所学的理论知识进行综合分析、归纳等能力，有一定的难度。近年来此方面的试题陆续增加并延伸到我们的生活周围之中，命题也已不局限于对教材已有实验的新设计。解答设计型实验时，首先要明确试题所需要解决的问题，然后结合教材所学相关知识和设计，进行分析和比较，从中发现其异同之处，从而进行创造性的变更和设计，在这种情况下一般问题都会得到解决。总之，普及九年义务教育是提高全民族的素质，物理素养是公民的科学素质的基本组成部分。我们基础教育一线的物理教育同行只有抓住实验探究教学，深化物理实验，让学生的科学素质真正能达到九年义务教育的目标
论文关键词：信息技术，初中物理，概念教学
《物理课程标准》指出：“应当重视将信息技术应用到物理教学中。”在物理教学中，教师通过运用信息技术手段和方法把容易混淆或是难以理解的物理概念加以展示，使静态的知识生动化，促使学生动手、动脑，不断揭示概念所反映的客观世界的多种矛盾，分清主次、搞清楚各种矛盾的相互依存关系及发展方向，让学生既获得了知识、又掌握了方法，培养能力，从而真正实现物理概念教学的目的。
一、呈现物理情景，引入概念
建构主义认为：“学生的知识不是通过教师传授获得的，而是学生在一定的情境中，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过一定建构的方式获得的。”因此，在物理概念引入教学中，运用信息技术呈现物理情景，能使学生在视觉、听觉等多种感官上全方位地受到刺激，从而有效激发学生的好奇心，点燃学生的思维火花。
如，“动能”教学时，我把龙卷风、海啸、水库放水等动态视频组合在一起加以呈现，学生看到大树拔起、车辆掀翻、堤坝冲毁、房屋倒塌的画面后非常震感，也提了许多问题：“龙卷风怎么形成的?力量怎么样厉害?” “水狂泻下怎么会如此厉害?这是什么能量?”……这样以信息技术呈现物理现象，无论是视觉效果还是听觉效果，都能给学生深刻的印象，让学生对自然界物体具有的某种“能力”获得一种强烈的感受和直观的认识，从而为建立“动能”的概念打下基础。
因此，在物理概念教学中初中物理，创设与形成物理概念有关的生动的、新颖的情境，使学生感知大量的感性材料，对物理现象有一个明晰的印象，有利于学生形成正确的物理概念，加深理解物理规律。
二、揭示本质属性，理解概念
物理概念的建立过程是在物理环境中学生通过观察、实验获取必要的感性知识，并与自己认知结构中原有的概念相联系的基础上，通过同化或顺应不断加深认识和理解概念的。因此，在教学中运用信息技术为学生提供充分的感性认识的基础上，引导学生进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本质的东西，以揭示现象和过程的本质属性。
如，“重力”教学时，我先播放铅球和跳高比赛的视频录像，然后提出问题：奋力投出的铅球和跃过横杆的运动员最终会处于怎样的状态？这样的竞技项目挑战的是人类的什么极限？问题的提出，激起了学生浓厚的兴趣。待学生回答之后，再播放神舟七号航天飞船成功升上太空和宇航员在飞船舱内的生活和工作情景的视频，再一次提出问题让学生思考：在远离地球的太空中，宇航员可以用任意的姿势“漂浮”在船舱中，这又是什么原因呢?
这样，借助信息技术展示现实生活中的重力现象，丰富了学生的感知，激发了学生积极思维，在鲜明对比的情境中，抽象概括出重力概念的本质属性，使学生深刻认识到:重力是由于地球的吸引而产生的。
三、突破教学难点，深化概念
将物理学科教学与信息技术整合，利用信息技术辅助教学无疑为课程目标的实现提供了近乎完美的渠道。信息技术独有的“模拟”作用，不仅能真实生动地再现各种难以理解的、抽象的物理知识，激励学生参与教学过程，而且可以有效突破物理教学中的重点和难点问题，深化概念规律的理解。
如，“电流”一节，难点是学生无法观察到电流的形成与方向，因此，电流的概念理解起来比较困难。在教学时，我利用Flash软件进行仿真“模拟”，把电池组、小灯泡、开关、导线连成实物电路。然后闭合开关，电流(用红色线条表示)从电源正极(用“+”表示)流出，通过小灯泡时，灯泡发光，最后回到负极(用 “一”表示)，形象、直观一目了然。师生通过对这一直观模拟实验的观察、分析、归纳和总结，很快就能够理解电流的形成、方向这一重点、难点，对“电流”的概念也就有了更深层次的理解。
因此，在物理教学中，教师应充分利用信息技术教学手段，根据教学内容精心设计，把抽象的、枯燥的物理知识原理转化为生动的、具体的图像，帮助学生在头脑中建立正确模型中国。从而有效突破教学难点，加深对物理概念的理解。
四、动态分析过程，活化概念
物理概念与规律的教学是物理教学的核心。物理现象、物理过程的相互联系及其发展趋势是靠物理规律建立的。在物理规律教学中拓展概念教学，运用信息技术的动态变化功能，进一步揭示和理解相关概念之间的相互关系，形象直观地“顿悟”概念的内涵。这有利于概念知识沿网状同化，从而达到活化概念的目的。
初中物理如，有关滑动变阻器的滑片移动时初中物理，电流表、电压表示数变化情况的判断以及变化范围的计算问题，一直是历年中考物理试题和各种物理竞赛中的热点。而学生普遍感到此类题难度大，得分率也较低。
如右图所示的电路中，滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。教师在引导学生分析时，可充分利用信息技术的动态变化功能，制成课件进行以下动态分析：把电压表和电流表等效替换，电压表等效于开路，电流表等效于一条导线。由此不难看出，电路中的电流只有一条道路，即串联电路，电压表测量的事滑动变阻器的电压。
这样，运用信息技术对电路进行动态分析，既让学生充分理解了电路的规律，也加深学生对电学部分相关概念的具体认识，深化和活化了物理概念，收到良好的教学效果。
五、加强练习反馈，巩固概念
论文关键词：体验中考中的电流做功问题
真题一（2011年山东省济宁市）电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关。李明同学要通过实验探究电功跟电压的关系，他选用的器材如图1所示。其中甲、乙两容器完全相同，电阻丝R1的阻值大于电阻丝R2的阻值。
(1)请你用笔画线代替导线，帮他把实验电路连接完整。
(2)他在该实验中选用两根阻值不同的电阻丝，其目的是。
（3）在这个实验中，李明是通过观察比较来比较电流做功多少的。电流通过电阻丝做的功多（填R1或R2）。
（4）由这个实验可以得到的结论是：。
解析：（1）在已知电流做的功跟电压、电流和通电时间三个因素都有关的前提下，要探究电流做功与电压的关系，就要保证通过电阻的电流和通电时间相等，改变加在电阻两端的电压。要想到到这个目的，两个电阻必须串联。为了比较两个电阻两端的电压不同，我们还要在电阻两端分别并联一个量程合适的电压表，电路连接如图2所示；（2）在探究过程中，我们要让两个电阻两端的电压不等，而两个电阻又是串联在电路中初中物理论文，所以必须选择两个阻值不等的电阻接入电路；（3）实验中我们是通过观察两个相同容器中所装的质量和初温相等的煤油的温度升高度数来比较电流做功的多少的。因为R1>R2，所以实验的结果是电流通过电阻丝R1做的功多；（4）该实验的结论就是对他就问题的回答。
答案：（1）如图2所示。
（2）使R1、 R2两端的电压不同。
（3）温度计示数的变化 R1
（4）在电流一定、通电时间一定时，电压越高，电流做的功越多。
真题二（2011年山东省威海市）在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图3所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是 。
解析：电流通过电热丝（电阻）做功（发热）的多少是看不见的，因此我们要设法将看不见的电功转化为看得见的物理量或者现象，本实验中是通过温度计的读数变化来显示电流通过电热丝做功（发热）的多少的论文服务。本实验中将两个电阻连接成串联电路，是为了保证通过两个电阻的电流和通电时间相等。
答案：温度计示数上升（改变）保证通过两个电阻的电流相等（串联电流相等）
真题三（2011年上海市）在图4（a）所示的电路中，电源电压为6伏且保持不变，电阻R1的阻值为30欧。闭合电键S，电流表的示数如图4（b）所示。
①求通过电阻R1的电流I1。
②求电阻R2的阻值。
③若一段时间内电流对电阻R1做的功为30焦，求这段时间内电流对电阻R2做的功W2。
解析：两个电阻并联，所以两个电阻两端的电压都等于电源电压，根据I1=U1/R1= U/ R1可以解决问题①：I1=U1/ R1= U/ R1=6V/30Ω=0.2A；要想计算R2的阻值，还要知道通过电阻R2的电流I2的大小，电流表在干路，所以I2的大小等于电流表读数I与I1的差值，再根据R2=U2/ I2=U/ I2即可解决问题②：因为此时通过R1的电流为0.2A，所以电流表接入电路的是大量程，因此读数为I=0.8A，I2=I-I1=0.8A-0.2A=0.6A，R2=U2/ I2=U/ I2=6V/0.6A=10Ω；要计算电流对电阻R2做的功W2初中物理论文，还要知道电流做功的时间t2，t2=t1，所以t2的解决要从W1开始，由W1= U1I1t1得: t1= W1/（U1 I1）=W1/ （U I1）=30J/(6V×0.2A)=25s= t2，W2= U2I2t2= UI2t2=6V×0.6A×25s=90J。
答案：① 0.2A ② 10Ω ③ 90J
考题对比分析：
真题一全面考查了“探究电流做功与哪些因素有关”的探究实验的电路图连接、控制变量法的具体设计、观察对象的确定以及根据实验现象进行分析归纳得出结论等等细节。这就要求我们要全面掌握书本上这个探究实验。
真题二考查了“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的探究实验中转化法显示热量的方法和对于电路连接目的的分析。
真题三考查了我们应用欧姆定律及其变形公式、电功计算公式及其变形公式进行相关计算的能力。
真题一是书本实验的全面再现，真题而是书本实验的一个变换角度考查，真题三是在实验探究明确电功计算公式的基础上，结合前面相关知识解决实际问题。因此这三道真题一步步推进，让我们在解题中深化对知识的认识和应用。
考题命题趋势分析：
“探究电流做功与哪些因素有关”是电学知识的一个重点部分，这个知识点具有承前启后的意义。一方面，它是前面所学的电路电流电阻知识的综合应用，另一方面它有开启了电学与能量的联系之门，后续的电功电功率和电热知识都是围绕着这个知识点展开的，因此它也毫无争议地成为各地中考命题的热点。新一年的中考中，关于这方面的知识，将以对电流做功过程能量转化的分析、实验探究、电路分析与设计、相关物理量的计算的形式出现，而且很容易出现与实际情景中的电灯、电热器等等家用电器相结合的题目出现。
练习：
⒈电炉接通电源后，电流做功的过程是将（）
A．电能转化为机械能 B．电能转化为化学能
C．电能转化为内能 D．电能转化为动能
⒉ 如图5所示的实验电路中，R1、R2是两个电阻圈，R1的阻值大于R2的阻值，电阻圈上各夹一根火柴. 接通电路，一会儿观察到两电阻圈上的火柴先后被点燃，这说明电流通过电阻时会产生热，将 能转化为 能. 若继续进行以下实验：
图5
(1)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较大. 接通电路，经历时间t1初中物理论文，R1上的火柴先被点燃. 这说明，在电流和通电时间相同的情况下， __________越大，产生的越多.
(2)断开开关，待两个电阻圈完全冷却，再重新各夹一根火柴，使变阻器接入电路的阻值较小. 接通电路，经历时间t2，R1上的火柴先被点燃，比较发现t2小于t1. 由此推理，在电阻和通电时间相同的情况下，_________越大，产生的 越多.
3．小虎家的微型风扇中的电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作，求电动机正常工作l min所消耗的电能。
参考答案
⒈ C
⒉ 电 内 （1）电阻热量 （2）电流 热量
⒊ 96J
