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电流与电压的概念对于初学者来说不易理解,为了解决这个问题,加深同学们对基本电路的组成部分及其作用的认识,我设计并制作出了这种集科普教育与物理教学为一体的新型教具——探究电流成因的装置。
一、设计原理
我设计制作的探究电流成因的装置应用了变抽象为直观、模拟与类比等科学方法,用气泡在水流中定向移动模拟电荷定向移动形成电流,用水位差类比电压,通过该装置与实际电路的对比演示,让同学们尽快准确理解电流的成因以及掌握电路的基本组成部分及其作用。
二、创新点
用水中的气泡模拟电荷,变看不到的电荷为看得到的气泡,使同学们易于认识电荷的存在及电荷的定向移动特点,为电学的学习开一个好头。该项目使用常用的工具,全部采用身边废旧物品制作。
三、操作步骤
(一)探究电荷的定向移动形成电流的实验操作步骤
1. 将水阀旋柄顺时针方向拧紧,再将储存在低处容器里的水倒入高处容器里;
2. 将水阀旋柄逆时针方向适度旋转一些,调节好水流的快慢;
3. 请同学们注意观察气泡移动的特点是怎样的;
4. 讲解:导体中的自由电荷就好像水中的这些气泡,导体中的自由电荷就像气泡这样定向移动便形成了电流;
5. 引导同学们得出结论:电荷的定向移动形成电流。
(二)探究电压概念的实验操作步骤
1. 将水阀旋柄顺时针方向拧紧,再将储存在低处容器里的水倒入高处容器里;
2. 将水阀旋柄逆时针方向适度旋转一些,调节好水流的快慢;
3. 请同学们注意观察并思考水为什么能够流动起来;
4. 引导同学们分析:是因为水位不同即水管两端存在着水位差;同理,若导线两端存在电位差(即电压),在导线中就会形成电流;
5. 电压是由电源产生的。
(三)探究基本电路的组成部分及其作用的实验操作步骤
1. 将模拟电路与实际电路同时工作;
2. 请同学们注意观察并进行以下几方面的对比:
水 源——电 源 水 管——导 线
水 阀——开 关 水轮机——用电器
3. 引导同学们进行以上几方面的分析如下:
(四)培养同学们化废为宝的理念、动手实践能力与创新精神
1. 介绍制作本项目的大部分材料来自废弃物,要求同学们注意观察身边不用的东西,把废弃物利用起来,为我们的生活和学习服务,逐步培养同学们化废为宝的理念。
2. 介绍制作本项目所使用的工具,全部是常用的。鼓励同学们试着拿起身边的工具,利用废弃物动手做一些自己想要设计的东西,也许会有许多意外的发现,从而提高动手实践能力。
3. 鼓励同学们利用身边的废弃物动手制作,能够帮助理解和消化课本知识,更可贵的是在制作的过程中时常会出现创新的火花,使同学们的创新精神得到培养。
四、预期效果
通过该装置的实验演示能够使同学们明确电荷的定向移动形成电流,通过对比实验演示能够使同学们真正理解电压的概念,掌握电路的基本组成及其作用,同时也能够培养同学们化废为宝的理念、提高动手实践能力与创新精神。(编辑 孙世奇)
一、设计原理
我设计制作的探究电流成因的装置应用了变抽象为直观、模拟与类比等科学方法,用气泡在水流中定向移动模拟电荷定向移动形成电流,用水位差类比电压,通过该装置与实际电路的对比演示,让同学们尽快准确理解电流的成因以及掌握电路的基本组成部分及其作用。
二、创新点
用水中的气泡模拟电荷,变看不到的电荷为看得到的气泡,使同学们易于认识电荷的存在及电荷的定向移动特点,为电学的学习开一个好头。该项目使用常用的工具,全部采用身边废旧物品制作。
三、操作步骤
(一)探究电荷的定向移动形成电流的实验操作步骤
1. 将水阀旋柄顺时针方向拧紧,再将储存在低处容器里的水倒入高处容器里;
2. 将水阀旋柄逆时针方向适度旋转一些,调节好水流的快慢;
3. 请同学们注意观察气泡移动的特点是怎样的;
4. 讲解:导体中的自由电荷就好像水中的这些气泡,导体中的自由电荷就像气泡这样定向移动便形成了电流;
5. 引导同学们得出结论:电荷的定向移动形成电流。
(二)探究电压概念的实验操作步骤
1. 将水阀旋柄顺时针方向拧紧,再将储存在低处容器里的水倒入高处容器里;
2. 将水阀旋柄逆时针方向适度旋转一些,调节好水流的快慢;
3. 请同学们注意观察并思考水为什么能够流动起来;
4. 引导同学们分析:是因为水位不同即水管两端存在着水位差;同理,若导线两端存在电位差(即电压),在导线中就会形成电流;
5. 电压是由电源产生的。
(三)探究基本电路的组成部分及其作用的实验操作步骤
1. 将模拟电路与实际电路同时工作;
2. 请同学们注意观察并进行以下几方面的对比:
水 源——电 源 水 管——导 线
水 阀——开 关 水轮机——用电器
3. 引导同学们进行以上几方面的分析如下:
(四)培养同学们化废为宝的理念、动手实践能力与创新精神
1. 介绍制作本项目的大部分材料来自废弃物,要求同学们注意观察身边不用的东西,把废弃物利用起来,为我们的生活和学习服务,逐步培养同学们化废为宝的理念。
2. 介绍制作本项目所使用的工具,全部是常用的。鼓励同学们试着拿起身边的工具,利用废弃物动手做一些自己想要设计的东西,也许会有许多意外的发现,从而提高动手实践能力。
3. 鼓励同学们利用身边的废弃物动手制作,能够帮助理解和消化课本知识,更可贵的是在制作的过程中时常会出现创新的火花,使同学们的创新精神得到培养。
四、预期效果
通过该装置的实验演示能够使同学们明确电荷的定向移动形成电流,通过对比实验演示能够使同学们真正理解电压的概念,掌握电路的基本组成及其作用,同时也能够培养同学们化废为宝的理念、提高动手实践能力与创新精神。(编辑 孙世奇)