用水流类比模型定性解释电流电压规律
类比法学电压
类比法析电压
我们学习电流时将电流类比于水流，同学们知道水流是水的流动，电流是电荷的流动；并且水从水位高的地方流向水位低的地方，水位差（也叫水压）是水流动的原因，电荷则从电位高的地方流向电位低的地方，电位差（即电压）就是电荷流动的原因。
电压类似于水压。
电路中存在电压的前提是必须有电源。
可将关系表示为：
水泵→水压→水流 电源→电压→电流
基础练习
读教材自回答
1.电压是电路中形成 的原因; 是提供电压的装置。
参考答案：电流 电源
2.常见的电压值：一节干电池的电压是 一节蓄电池的电压是 ，对人体的安全电压是 家庭电路的电压是 手机电池一般是 参考答案： 1.5V 2V 不高于36伏 220V
3.6V
能力提升练习：
1. 如图1所示的电路中a 、b 是电表，闭合开关要使电灯发光，则
A ．a 、b 都是电流表
B ．a 、b 都是电压表
C ．a 是电流表，b 是电压表
D ．a 是电压表，b 是电流表
答案C
2. 在“探究并联电路电流的特点”实验中，实验电路如图甲所示，闭合开关S 后，电流表A 1、A 2示数分别如图乙、丙所示，则通过灯泡L 1、L 2电流大小的判断
正确的是（ ）
A 、L 1的电流大于L 2的电流
B 、L 1的电流等于L 2的电流
C 、L 1的电流小于L 2的电流
D 、无法比较L 1、L 2的电流大小
图1
答案：C。
初中物理常见实验研究方法
初中物理几种常用的研究问题的方法初中物理常用的主要实验方法： 1.控制变量法 2.等效替代法 3.转换法4.实验推理法5.类比法6.模型法 7 图像法一、控制变量法：所谓控制变量法是指为了研究物理量同影响它的多个因素中的一个因素的关系，可将除了这个因素以外的其它因素人为地控制起来，使其保持不变，再比较、研究该物理量与该因素之间的关系，得出结论，然后再综合起来得出规律的方法。
在初中物理许多实验中，都运用了控制变量法。
例如：1、研究压力的作用效果与哪些因素有关（压力大小和受力面积的大小）2、研究液体压强大小与哪些因素有关（液体的密度和深度）3、研究浮力大小与哪些因素有关（液体的密度和排开液体的体积）4、研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关（物体的重力、动滑轮的重力、摩擦力）5、研究动能大小与哪些因素有关（物体的质量和速度）6、研究液体蒸发快慢与那些因素有关（液体温度，液体表面积和空气流动）7、探究影响导体电阻大小的因素（导体的长度、材料与横截面积）8、电流跟电压电阻的关系（导体两端的电压、导体电阻）9、影响电功大小的因素（电压、电流和通电时间）10、影响电热大小的因素（电流、电阻和通电时间）11、影响电磁铁磁性强弱的因素（电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯）12、影响滑动摩擦力大小的因素（压力大小和接触面粗糙程度）二、等效替代法：是一种抓住两个表面看起来不同的物理过程，寻求其相同的效果之处，用此来探究物理概念和规律，解决物理问题的方法。
例如：1、测量摩擦力的大小时，用二力平衡的原理测得拉力，从而得知摩擦力的大小；2、“曹冲称象”用石块质量替代大象质量3、研究一个物体受几个力作用时，用合力代替几个分力4、研究串、并联的电路中总电阻与分电阻的关系时，用一个总电阻来等效代替两个分电阻5、托里拆利实验中，利用水银柱产生的压强与大气压等效的方法测定大气压的数值；6、在研究平面镜成像实验中，用两根完全相同的蜡烛，其中一根等效另一根的像；三、转换法：物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用容易测量的物理量间接测量，这种究问题的方法叫转换法。
巧用“类比法”轻松理解物理概念
巧用“类比法”轻松理解物理概念作者：唐少春来源：《科学大众·教师版》2013年第01期摘要：初中学生正处在形象思维逐步过渡到抽象思维的初级阶段，其抽象思维的能力还不高，所以，快速而有效的运用类比法，在学习过程中会达到事半功倍的作用。
关键词：物理概念；类比；相似性中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）01-029-001物理概念是客观事物的物理本质在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象。
那么，如何快速而有效的理解这些抽象的物理概念，为我们学习物理扫除障碍呢，这里介绍一个不错的学习方法——类比法，在物理学习过程中，经常会发现某些不同问题在一定范围内具有形式上的相似性，其中包括数学表达式的相似性、物理模型的相似性等等。
类比法就是在于发现和探索这一相似性，从而利用已知系统的物理规律去寻找未知系统的物理规律。
下面通过几个例子来体会一下如何用类比法理解物理概念。
在学习声学时会遇到声波这一名词，学生对这些现象总是不甚理解。
虽然在教材中用了一定的篇幅来描述，但是它的传播总是无法被学生直接观察到，所以学生总是似是而非。
这时我们如果将声波和水波去类比，水波却是看得见、摸得着的，将振动的音叉在平静的水面中央插入，会看到从该点开始，形成一圈又一圈的水波向四周围传播出去，如果远处的水面上摆放一只小木块，一会儿会看到小木块也被引起的上下振动起来，这样非常形象直观的被学生能感觉到，加深了对声音传播的理解。
而此时我们如果进一步观察会发现在起伏不平的水面上的小木块仍然是在原位置没有水平方向移动，只在原位置上下振动。
通过进一步的类比，便能理解到在声波向前传播中，传播的只是能量，而不是声波的传播介质。
这样通过将抽象的声波类比为具体水波，很好地锻炼了我们学生的形象思维能力。
热量的传递过程是看不见摸不着的过程，我们在教学中学生知道热量总是从高温物体向低温物体传递或者是从物体的高温部分向低温部分传递，当两者的温度相等时就不发生热传递，但是同学们在理解这一概念时还是觉得比较生硬和空洞，这时，我们可以水位和水流的关系来类比热传递。
沪科版九年级物理全一册教案：14.3连接串联电路和并联电路
教案：沪科版九年级物理全一册——14.3 连接串联电路和并联电路一、教学内容1. 了解串联电路和并联电路的概念。
2. 掌握两种电路的特点和连接方法。
3. 学会使用电压表和电流表测量电路中的电压和电流。
4. 分析串并联电路中的电流和电压规律。
二、教学目标1. 能够正确理解串联电路和并联电路的概念，掌握它们的连接方法。
2. 能够运用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，并分析实验结果。
3. 能够运用串并联电路的电流和电压规律解决问题。
三、教学难点与重点重点：串联电路和并联电路的概念及其连接方法。
难点：串并联电路中的电流和电压规律的推导和应用。
四、教具与学具准备教具：电压表、电流表、导线、开关、灯泡、电阻等。
学具：同上。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示一个简单的电路，让学生观察并描述电路的连接方式。
2. 讲解串联电路和并联电路的概念，解释它们的连接方法。
3. 演示如何使用电压表和电流表测量电路中的电压和电流。
4. 引导学生进行实验，观察并记录实验数据。
5. 分析实验结果，引导学生推导出串并联电路中的电流和电压规律。
6. 通过例题讲解，让学生运用所学知识解决问题。
7. 随堂练习：让学生运用串并联电路的电流和电压规律解决问题。
六、板书设计板书设计如下：14.3 连接串联电路和并联电路一、串联电路概念：元件首尾顺次连接的电路。
特点：电流只有一条路径，各用电器相互影响。
连接方法：依次连接。
二、并联电路概念：元件首首相连、尾尾相连连接的电路。
特点：电流有多条路径，各用电器互不影响。
连接方法：并列连接。
七、作业设计1. 简述串联电路和并联电路的特点及其连接方法。
电路图：[实验数据表格]3. 根据实验数据，分析电路中的电流和电压规律。
4. 解决问题：一个家庭电路中，有两个灯泡，一个电压表，一个电流表。
请设计一个电路，使得当一个灯泡亮起时，另一个灯泡不亮，且电压表显示的是电源电压，电流表显示的是通过亮起灯泡的电流。
八年级物理(上)重难点突破1：控制变量法
八年级物理上重难点专题突破1-----控制变量法阅读提升：1、控制变量法：自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的。
决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。
为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”。
初中物理实验大多都用到了这种方法，如通过导体的电流I 受到导体电阻R 和它两端电压U 的影响，在研究电流I 与电阻R 的关系时，需要保持电压U 不变；在研究电流I 与电压U 的关系时，需要保持电阻R 不变；影响压力作用效果的因素、影响液体蒸发快慢的因素、探究声音产生的因素、探究液体内部压强的规律、比热容概念的引入等。
2、转换法：一些看不见，摸不着的物理现象，不好直接认识它，我们常根据它们表现出来的看的见、摸的着的现象来间接认识它们。
如根据电流的热效应来认识电流大小，根据磁场对磁体有力的作用来认识磁场等。
3、等效法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果。
如用合力替代各个分力，用总电阻替代各部分电阻，浮力替代液体对物体的各个压力等。
4、类比法：在认识一些物理概念时，我们常将它与生活中熟悉且有共同特点的现象进行类比，以帮助我们理解它。
如认识电流大小时，用水流进行类比。
认识电压时，用水压进行类比，用水流（压）类比电流（压）；用水波类比声波。
5、建立理想模型法：在研究磁体的磁场时，引入“磁感线”的概念、表示模型（如太阳系模型）；理论模型（如理想气体模型）；想象模型（如电场线、磁感线等力线的模型）；数学模型（如空间点阵模型）。
控制变量法专题训练例题1：小敏、小颖和小青在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动时间有规律。
于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想，小敏猜想：可能由秋千的绳长决定；小颖猜想：可能由人与秋千坐垫的总质量决定；小青猜想：可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。
物理研究方法
初中物理研究方法物理学是一门理论性与实践性都很强的综合学科。
随着新课标准的实施会有许多新的问题出现，需要我们探讨研究，因此，我们不仅要掌握新的教育理念，还要掌握新的物理研究方法。
图表法、比较法、控制变量法、等效替代法、转换法、类比法、建立模型法、理想实验法等是初中物理常用的研究方法。
下面我将一些重要的实验方法进行一下分析。
一、控制变量法所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。
如：通过导体的电流I受到导体电阻R和它两端电压U的影响，在研究电流I与电阻R的关系时，需要保持电压U不变；在研究电流I与电压U的关系时，需要保持电阻R不变。
书中实例:研究影响力的作用效果的因素；研究研究滑动摩檫力与哪些因素有关；研究液体内部的压强；研究琴弦发声的音调与弦粗细、松紧、长短的关系；研究影响液体蒸发快慢的因素；研究物体吸热与物质种类、质量、温度变化的关系；研究影响电阻大小的因素；研究电流与电压、电阻的关系；研究电能或电热与哪些因素有关；研究通电导体在磁场中的受力与哪些因素有关；研究影响感应电流的方向因素；研究动能（或重力势能）与哪些因素有关。
研究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关.二、转换法物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用容易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
如：磁场运动看不见、摸不着，判断磁场是否存在时，用小磁针放在其中看是否转动来确定。
物体具有动能的大小是无法直接“看出”的。
怎么办呢？我们可以利用能量与做功的关系，把物体具有能量的大小转换为它能够对外做功的大小反应出来。
物体发生形变或运动状态改变可证明此物受到力的作用苹果落地可证明重力存在马德堡半球实验可证明大气压的存在雾的出现可证明空气中含有水蒸气影的形成光沿直线传播月食现象可证明月亮不是光源奥斯特实验可证明电流周围有磁场指南针指南北可证明地磁场的存在扩散现象可证明分子做无规则运动铅块实验可证明分子间引力的存在运动的物体能对外做功可证明它具有能三、类比法为了把要表述的物理问题说得清楚明白，往往用具体的、有形的、人们所熟知的事物来类比要说明的那些抽象的、无形的、陌生的事物。
2012—2013年度九年级秋学期期中综合Ⅰ物理部分
2012—2013年度九年级秋学期期中综合Ⅰ物理试卷（满分为100分 时间90分钟）一、选择题（每小题给出的四个选项中只有一个选项正确 24分）1、在以下四种情境中，人对物体做功的是A ．提着水桶在水平地面上匀速前进B ．扛着米袋慢慢爬上楼梯C ．用力推汽车，汽车没动D ．举着杠铃原地不动2、某种电脑键盘清洁器有两个开关，开关S 1只控制照明用的小灯泡L ，开关S 2只控制吸尘用的电动机M 。
在下图所示的四个电路图中，符合上述要求的是3、如图所示，“套圈”出手后，从a 点到c 点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是A ．“套圈”由a 到b 过程中，动能逐渐增大B ．“套圈”在b 点的机械能大于a 点的机械能 C ．“套圈”由b 到c 过程中，机械能逐渐变小 D ．“套圈”由a 到b 再到c 过程中，重力势能 先变大后变小4、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是 A ．0℃的冰没有内能B ．物体温度升高，内能一定增加C ．物体的温度越低，所含的热量越多D ．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变5、某同学在用电流表测量电流实验中，刚一“试触”就发现电流表的指针迅速摆动超过最大刻度，发生这种情况的原因可能是 A ．电流表的“＋”“－”接线柱接反了 B ．电流表量程偏大C ．电流表量程偏小D ．线路接错，误把电压表串联接入电路 6、下列事例中,不属于通过热传递改变物体内能的是A. 用打气筒打气,筒壁会发热B.人晒太阳觉得暖和C.金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手D. 用酒精灯加热杯里的水 7、水的比热较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务，下列事例中与它的这一特性无关的是A ．在较大的河流上建水电站，用水发电B ．汽车发动机用循环水冷却C ．冬季，晚上向稻田里放水，以防冻坏秧苗D ．让流动的热水流过散热器取暖 8、.图甲所示的杠杆是平衡的。
若在支点两侧的物体 下方分别加挂一个等重的物体(如图乙所示)，杠杆A.仍能平衡B.不能平衡，A 端上升C.不能平衡，B 端上升D.无法判断A B C D9、王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10秒。
中学物理的实验方法——介绍各方法的内容和区别
研究物理的科学方法有许多，经常用到的有观察法、实验法、比较法、类比法、等效法、转换法、控制变量法、模型法、科学推理法等。
研究某些物理知识或物理规律，往往要同时用到几种研究方法。
如在研究电阻的大小与哪些因素有关时，我们同时用到了观察法（观察电流表的示数）、转换法（把电阻的大小转换成电流的大小、通过研究电流的大小来得到电阻的大小）、归纳法（将分别得出的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关的信息归纳在一起）和控制变量法（在研究电阻与长度有关时控制了材料、横截面积）等方法。
可见，物理的科学方法问题无法细致的分类。
只能根据题意看题中强调的是哪一过程，来分析解答。
下面我们将一些重要的实验方法进行一下分析。
一、控制变量法物理学研究中常用的一种研究方法——控制变量法。
所谓控制变量法，就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素或条件加以人为控制，使其中的一些条件按照特定的要求发生变化或不发生变化，最终解决所研究的问题。
可以说任何物理实验，都要按照实验目的、原理和方法控制某些条件来研究。
如：导体中的电流与导体两端的电压以及导体的电阻都有关系，中学物理实验难以同时研究电流与导体两端的电压和导体的电阻的关系，而是在分别控制导体的电阻与导体两端的电压不变的情况下，研究导体中的电流跟这段导体两端的电压和导体的电阻的关系，分别得出实验结论。
通过学生实验，让学生在动脑与动手，理论与实践的结合上找到这“两个关系”，最终得出欧姆定律I＝U/R。
为了研究导体的电阻大小与哪些因素有关，控制导体的长度和材料不变，研究导体电阻与横截面积的关系。
为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，保证压力相同时，研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
利用控制变量法研究物理问题，注重了知识的形成过程，有利于扭转重结论、轻过程的倾向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习。
中学物理课本中，蒸发的快慢与哪些因素的有关；滑动摩擦力的大小与哪些因素有关；液体压强与哪些因素有关；研究浮力大小与哪些因素有关；压力的作用效果与哪些因素有关；滑轮组的机械效率与哪些因素有关；动能、重力势能大小与哪些因素有关；导体的电阻与哪些因素有关；研究电阻一定、电流与电压的关系；研究电压一定、电流和电阻的关系；研究电流做功的多少跟哪些因素有关系；电流的热效应与哪些因素有关；研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关系等均应用了这种科学方法。
自制“形象”类比教具 突破“抽象”猜想难题——以水流受阻(水阻)类比电流受阻(电阻)为例
2020年11月Vol.38 No.22 中学物理t喇“形象”类比教具臾破“抽象”猜想难题一以水流受阻（水阻）类比电流受阻（电阻）为例周剑1叶成林2(1.仪征市陈集中学江苏扬州211408;2.仪征市南京师范大学第二附属初级中学江苏扬州211900)摘要：本文以水流类比电流，建构水流受阻的模型，将电流变抽象为形象，教师在事实基础上引导学生进行科学 推理，得出水阻的影响因素，以水阻类比电阻，帮助学生建构电阻概念；以水阻大小的影响因素，来猜想影响电阻大小的 因素，从而猜想的难题便迎刃而解.关键词：水阻；电阻；类比猜想文章编号=1008 -4134(2020)22 -0024 中图分类号：G633.7 文献标识码：B1问题的提出苏科版九年级物理教材中第十四章“欧姆定律”是电学重点章节，“电阻”这一课时位于“欧姆定律”的第一小节.在传统教学过程中，许多教师认为学生 难以理解电阻的概念，合理猜想影响电阻大小的因素 对于学生而言更加不易，担心课堂教学中学生可能生成新问题阻碍课堂教学进程，故而常常对电阻一节内 容采用直接灌输式教学，学生在课堂中无法提起兴 趣，被动地接受电阻概念以及电阻大小的影响因素，造成学生学习主体地位缺失，思维品质未能得到循序 渐进的发展，最终导致学生的学习效果不佳.简要概 括原因有两点:首先，电阻的概念比较抽象，它是导体基金项目：江苏省中小学教学研究第十三期重点资助课题“初中物理科学探究中培养学生批判性思维的策略研究”（项目编 号:20I9JK13 -Z A16).作者简介：周剑（1981 -),男，江苏仪征人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学与实验研究；叶成林（1969 -),男，江苏仪征人，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.实验器材：对于“绳子提米”实验，除了绳子的影 响外，实验尽量选取轻质的塑料瓶，以减轻瓶子自身 的重力;选取粗糙的米（如籼米），以增大接触面的粗 糙程度.对于“绳子提球”实验，实验应选取粗细适中 的粗糙绳子，弹性球的直径应略小于瓶口直径，以保 证实验的成功率.操作技巧:“绳子提米”实验最好一边加米一边夯 实，增大绳子与米之间的正压力，以增大它们之间的 最大静摩擦力.“绳子提球”实验的关键是瓶子倒置后 拉紧绳子，在旋转瓶子正放前，应保持绳子一直处于 拉紧状态，以保证绳子与瓶子和弹性球之间一直存在 摩擦力•实验操作素养:任何实验的成功都不是一蹴而就 的，需要教师不断练习，反复实践，练足手上功夫，才 能保证课堂演示的万无一失.3结束语将“筷子提米”创新改进为“绳子提米”或“绳子 • 24 •提球”，依据的是同一实验原理选择不同的实验器材,同样达到了极具震撼的效果.由此可见，只要教师在教学中勤于思考、敢于实践、勇于创新，就能有所发现有所创新，从而更好地培养学生的科学思维和探究能力，达到更好的教学效果.参考文献：[1] 周新雅，周行,蔡孝文.基于教材“筷子提米”实验的科 学探究与教学实践[■!].中学物理教学参考,2018,47(19):66-67 +70.[2] 徐秋实，周新雅.利用颗粒物体之间静摩擦力规律改 进筷子提米实验[J].物理教师,20丨8,39(09) :51 -53.[3] 盛建国，杨勇诚.活用教材:初中物理教学中的项目学 习实践探索[•!]•中学物理教学参考,2015,44(11) :2 -5.[4] 谢宝英.“筷子提米”小实验的改进[J].物理教师，2006(06) ：5,[5] 孙菊如，周新雅.学校教育科研[M].北京:北京大学 出版社,2007.(收稿日期：2020 -08 -19)中学物理Vol.38 No.222020年11月本身的一种性质，学生在建构概念时比较困难;其次，探究电阻大小的影响因素是本节重要实验，猜想电阻 大小的影响因素需要依赖学生的抽象思维能力，合理 猜想一直是困惑初中学生的难题.笔者认为基于学生 主体地位及认知水平，教师在“电阻”一节教学中需要 建构物理模型以降低课程难度，如将电阻变抽象为形 象，激发学生的学习兴趣，引导学生类比推理猜想，发 展学生的科学思维，促进师生间教学相长，教与学方 能相得益彰.2教材中实验存在的不足2.1 教材实验回顾教材（以苏科版教材为例）中采用两个探究活动贯 穿整节教学内容.一是尝试改变电路中电流的大小（调 光灯简易电路），如图1所示，通过活动归纳总结出影 响电流大小的因素有电压和导体，由于不同导体对电 流的阻碍作用不同，从而引导学生建构出电阻的概念; 二是探究影响导体电阻大小的因素，如图2所示，根据 教材中提供的几种常见导体，如镍铬合金丝、锰铜合金 丝等，让学生猜想影响导体电阻大小的因素.3自制教具类比实验猜想及教学评价针对上述实际教学中存在的不足，笔者想到建构 形象的物理模型，突破抽象的壁垒.因此，笔者自制类 比教具，用水流来类比电流，引导学生通过观察水流 理解电流，再由水流受阻类比电流受阻，生动而形象 地感受水流受阻的真实情境，使得学生对于电阻概念 的建构水到渠成.再通过探究水流的受阻（水阻），得 出水流受阻（水阻）大小的影响因素，即和导流介质的 长度、横截面积、材料有关.让学生对照水流受阻的实 验，通过形象类比抽象的方式，猜想电阻大小的影响 因素将变得轻而易举.3.1 实验原理及方法本实验利用一定压力下的水在导管中流动形成 水流，水在通过不同介质时受到阻碍，阻碍越大，则水 流越慢，以此类比电流在导体中亦是如此.实验方法主要有控制变量法、转换法、类比法.实验器材由不同规格的注射器、输液器、输液瓶、木板架、挂钩、秒表、红墨水、面纸、脱脂棉、棉布、水槽 等组成，如图3所示.2.2教材活动评价第一个活动是设计简易调光灯电路，改变电路中 的电流，得出不同导体对电流的阻碍作用不同这一结 论，由此帮助学生建构电阻的概念，即表示导体对电 流的阻碍作用，电阻越大，对电流的阻碍作用越强.电 流本身看不见，而初中阶段的学生认知受限于抽象思 维能力不足，难以理解电流和电阻这种抽象概念，在 实际教学中，教师通常采用动画模拟或仿真实验加以 辅助，虽然能够起到一定的形象化效果，但毕竟是虚 拟模拟，学生情感上更容易接受真实的形象化实验. 因此，学生常常对电阻的概念难以厘清，似懂非懂，从 而不利于进一步探究影响电阻大小的因素.第二个活动是探究影响导体电阻大小的因素，需 要学生在电阻概念基础上，结合生活中经验展开猜 想,而在实际教学过程中，学生很难合理猜想出可能 影响电阻大小的因素.也有教师采用类比马路上车流 的情境引导学生展开猜想，但通过这种抽象类比的方 式，学生合理猜想的效果同样甚微.图3教师首先将输液瓶挂在一定高度的挂钩上，向输 液瓶中注人红色墨水，目的在于增加对比度，使得实 验现象更明显.在保证液面和注射器间存在一定压差 的基础上，教师将利用输液皮条改装的四条水流路径 A、B、C、D,并列插在同一高度的输液瓶上，控制水流 到达注射器的初速度相同，并在不同路径下的注射器 里填充不同的导流介质，实验装置结构图如图4所 示，实物图如图5所示.图4装置结构图 图5实物图通过上述形象的装置，学生很容易猜想：水流受 到的阻碍大小可能与导流介质长度有关；水流受到的 阻碍大小可能与导流介质横截面积有关；水流受到的•25•2020年11月Vol.38 No.22 中学物理阻碍大小可能与导流介质种类（材料）有关.3.2 实验过程3.2. 1操作步骤见表1，选择装有B和C导流介质的注射器进行实 验,同时打开阀门，用秒表计时，分别数出1分钟内流出 每个滴管的水滴数并加以记录;选择装有A和B导流 介质的注射器进行实验，同时打开阀门，用秒表计时，分别数出1分钟内流出每个滴管的水滴数并加以记录; 选择装有B和D导流介质的注射器进行实验，同时打 开阀门，用秒表计时，分别数出1分钟内流出每个滴管 的水滴数并加以记录，记录的数据填人表2中.表1规格导流介A B C D 长度L,横截面积s25,Si5,材料面纸面纸面纸棉布（脱脂棉）表2编号\\A B C D步骤1步骤2步骤33.2.2实验现象分析若实验步骤1所记录的数据为：在相同时间内，通过C的水滴数比通过B的水滴数多，则表明相同时 间内流过C的水比流过B的水多，即导流介质B比C 对水的阻碍大;反之，则表明导流介质B比C对水的 阻碍小.若实验步骤2所记录的数据为：在相同时间 内，通过A的水滴数比通过B的水滴数多，则表明相 同时间内流过A的水比流过B的水多，即导流介质B 比A对水的阻碍大;反之，则表明导流介质B比A对 水的阻碍小.若实验步骤3所记录的数据为：在相同 时间内，通过D的水滴数比通过B的水滴数多，则表 明相同时间内流过D的水比流过B的水多，即导流介 质B比D对水的阻碍大;反之，则表明导流介质B比D对水的阻碍小.以上是定性分析，学生此时已经初步了解这部分 知识，这时，教师再引导学生进行定量分析，并深度加 工数据，求出单位时间内水流滴数，即水滴数和时间的 比值，作出图像，由斜率准确地反应水流的快慢，推理 出水流受到阻碍情况，从而提高学生科学思维品质.3.2.3实验结论学生基于上述分析并推理得出：水流受到的阻碍 • 26 •大小与介质长度、横截面积和材料有关:横截面积和材料相同时，长度越长，水流受到的阻碍越大；长度和材料相同时，横截面积越小，水流受到的阻碍越大；长度和横截面积相同时，材料不同，水流受到的阻碍不同.3.3 实验注意事项每次实验同时打开两个开关达到最大处,控制各个导管水流量相同;记录时间和水滴数至少需要两名学生，分别记录水滴数，以免混乱.3.4 实验教学评价教师利用水流受阻来类比电流受阻的情况，将抽象的电流受到的阻碍形象化类比，使得学生更容易厘清电阻的概念，进一步猜想并探究影响电阻大小的因素，最终突破教学难点.教师实验设计灵感来源于生活，取材简单，生动有趣，易于操作，能有效地激发学生学习兴趣，培养学生科学探究的能力.实验主要采用的方法有类比法、控制变量法以及转换法等，通过科学方法的实际运用来发展学生的建模、推理、分析论证、质疑批判以及创新等科学思维.实验还涉及物理观念和科学态度与责任的建构与培养，以期全面发展学生学科核心素养.不足:本实验无法探究温度对水阻的影响，故学生也无法通过类比猜想温度对电阻的影响.4建议与展望化抽为形是解决学生抽象能力不足的一种策略，突破猜想电阻大小的影响因素难题，建议各位同行增加此形象类比装置实验，形象探究水流受阻的影响因素，激发学生学习的兴趣，再引导学生合理猜想并探究电阻大小的影响因素，使得知识衔接自然，更易为学生所接受.各位同行也可参考本装置进行改进，将知识难度降低，基于学生认知水平展开科学探究，聚焦于培养学生的科学思维，更科学地发展学生的学科核心素养.参考文献：[1] 周剑.学科核心素养下科学探究逻辑解析与突破策略——以苏科版“电能表与电功”为例[J].中学物理，2020,38 (12)：2-5,[2] 陈宝莲.运用水流类比突破电阻概念教学难点[〗].中学物理教学参考,2015,44(04) :43.[3 ]杨清华.浅谈用水流类比电流教学的利与弊[J ].中学物理教学参考,2015 ,44(Z1) :22 -23.[4] 邵柏林.初中物理准备实验的思考与改进[J].新课程 (教研），2010(07) :52 -53.[5] 蒋桂樵.用直观教具讲授“电流与磁场”的关系[■!].天 津教育，丨983(10) :42.(收稿日期：2020 -07 -28)。
《电流好比水流》课件
水流的利用
水流可以用于各种用途，如饮用 、洗涤、灌溉等，类似于电流可 以用于照明、加热、驱动机械等
。
案例：水电站的工作原理
水流的动能转化为电能
水电站利用水流的力量驱动水轮机转动，进而通过发电机将机械 能转化为电能。
电流的输送与分配
水电站产生的电能需要通过电网进行传输和分配，以满足不同用户 的需求。
通过展示水流和电流的图片，引导学生观察和思考两者的相似之处， 激发学生对电流的兴趣和好奇心。
课程目标
让学生了解电流的基本概念和单位，以及电流在电路中 的作用。
通过比较水流和电流的相似之处，帮助学生理解电流的 流动、电阻、电源等概念。
培养学生的观察、思考和实验能力，提高学生对物理学 科的兴趣和热爱。
的方向上移动。
02
电流的流动方向由电子或正 电荷的运动方向决定，与电
流的参考方向一致。
03
水流的流动方向由水分子或 水压的方向决定，与水流参
考方向一致。ห้องสมุดไป่ตู้
阻力与电阻
电流在导体中流动会 受到电阻的阻碍，电 阻越大，电流越小。
电阻和阻力都是阻碍 物质流动的因素，它 们在一定条件下可以 相互类比。
水流在管道中流动会 受到阻力的作用，阻 力越大，水流越小。
学生可以在哪些方面进一步探索和学习
1 2
深入学习物理学原理
学生可以进一步深入学习电流和流体的物理学原 理，了解更多关于它们的基本概念和特性。
研究实际应用案例
学生可以研究电流和水流在各种实际应用中的案 例，了解它们在不同领域中的应用和作用。
3
探索创新应用
学生可以探索电流和水流在未来的创新应用，发 掘它们在解决实际问题中的潜力和价值。
物理学中的电流与电压解释及应用技巧
物理学中的电流与电压解释及应用技巧电流与电压在物理学中是非常重要的概念，它们在电路中的应用也是不可或缺的。
在本文中，我们将探讨电流与电压的解释以及一些应用技巧。
首先，我们来解释一下电流的概念。
电流是电荷流动的速率，通常用字母I表示。
电流的单位是安培（A）。
在电路中，电流是由电子在导体中的移动引起的。
当电子在导体中移动时，它们会携带带负电的电荷，从而形成了电流。
那么，电压是什么呢？电压是电势差的度量，通常用字母V表示。
电压的单位是伏特（V）。
电压可以理解为电流的推动力，它使电子在电路中移动。
在电路中，电压是由电源提供的，它使电子在导体中产生电流。
接下来，我们来谈一谈电流和电压在电路中的应用技巧。
首先是电流的应用。
在电路中，电流的大小决定了电器的工作状态。
例如，当电流通过一个灯泡时，灯泡会发光。
如果电流太小，灯泡将不会发光；如果电流太大，灯泡可能会烧毁。
因此，合理控制电流的大小对于电器的正常工作非常重要。
另一个重要的应用是电压的调节。
在电路中，电压的大小决定了电器的工作效果。
例如，手机充电器的输出电压通常为5伏特。
如果电压过高或过低，可能会导致手机无法正常充电或者损坏。
因此，合理调节电压的大小是确保电器正常工作的关键。
除了应用技巧，我们还可以通过一些实验来验证电流和电压的概念。
例如，我们可以通过安培计来测量电流的大小。
安培计是一种专门用来测量电流的仪器，它可以显示电流的数值。
我们可以将安培计连接到电路中，然后读取电流的数值。
同样，我们也可以使用伏特计来测量电压的大小。
伏特计是一种专门用来测量电压的仪器，它可以显示电压的数值。
通过这些实验，我们可以更加直观地理解电流和电压的概念。
最后，我们来谈一谈电流和电压在生活中的应用。
电流和电压在我们的日常生活中无处不在。
例如，我们使用的电视、电脑、手机等电器都需要电流和电压才能正常工作。
此外，电流和电压也广泛应用于工业生产中。
例如，电流和电压可以用来驱动机器设备，控制生产过程等。
电流好比水流教学课件
详细描述
水流的单位是用来衡量水流量的物理量，常 用的单位有立方米每秒、升每秒等。立方米 每秒是国际单位制中的标准单位，表示每秒 流过某一横截面的水的体积，常用于大流量 测量；升每秒表示每秒流过某一横截面的水 的质量，常用于小流量测量。此外，还有坎
德拉、加仑等非国际单位制单位。
水流的方向
要点一
总结词
电磁效应
电磁感应
当导线在磁场中移动或磁场改变 时，会在导线中产生电流。
磁场
电流产生磁场，对周围的铁磁性物 质产生吸引或排斥作用。
无线电波
无线电波的发射和接收依赖于电流 的变化，用于通信和广播。
07
教学总结与反思
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
本课重点回顾
水流的方向是指水流运动的趋势，通常用箭头表示。
要点二
详细描述
水流的方向是指水流运动的趋势，通常用箭头表示。箭头 的长度代表水流的速度，箭头的指向代表水流的方向。在 二维平面上，水流方向可以用单一的箭头表示；在三维空 间中，水流方向可以用多个箭头表示，以反映水流在各个 方向上的分速度分量。同时，箭头的颜色和样式也可以用 来区分不同类型的水流或强调某些特征。
电流的概念
电流是电荷在导体中流动的现象 ，类似于水在管道中流动。
电流的方向
电流的方向从正极流向负极，类 似于水从高处流向低处。
电流的测量
使用电流表来测量电流的大小， 类似于使用水表测量水的流量。
学习反馈与建议
部分学生对于电流的概念理解 不够深入，需要加强概念解析 和实例演示。
部分学生在使用电流表时存在 操作不熟练的问题，需要加强 实验操作训练。
04
电流与水流的相似性
流体力学中的流体与水力发电的原理
流体力学中的流体与水力发电的原理流体力学是研究流体在静止和运动状态下物理规律的学科，而水力发电是利用水流的运动能量来产生电力的一种可再生能源方式。
本文将介绍流体力学中的流体特性以及水力发电的基本原理。
一、流体力学中的流体流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
在流体力学中，研究流体的性质和行为可以帮助我们理解水力发电的原理。
1. 流体的性质流体具有三个基本性质：质量密度、压力和体积流率。
- 质量密度是指单位体积内流体所含的质量，通常用符号ρ表示。
质量密度越大，表示流体的质量单位体积内越大。
- 压力是指单位面积上施加的力，通常用符号P表示。
压力可以直接影响流体的流动性质，如压力差会驱动流体流动。
- 体积流率是指单位时间内通过截面积的流体体积，通常用符号Q表示。
体积流率和流体的速度、流道的截面积等相关。
2. 流体的运动状态流体可以存在静止和运动状态。
- 静止状态下，流体没有明显的整体运动，但分子之间仍然有运动，这种状态被称为静压。
静止状态下流体的压力是均匀的。
- 运动状态下，流体中的分子具有速度和动能，可以形成旋涡、涡流等。
这种状态下流体的压力不再均匀，而是随着速度变化而变化。
二、水力发电的原理水力发电是利用水流的动能转化为机械或电能的过程，是一种具有广泛应用的清洁能源。
下面将介绍水力发电的基本原理。
1. 水轮机的工作原理水力发电的主要设备是水轮机，水轮机利用水流的动能转动其机械装置，进而带动发电机发电。
- 水流由引水系统引导到水轮机上，形成水流冲击水轮机叶片，使水轮机转动。
水轮机通常分为斜流式和轴流式两种，根据水流进入叶片的方向不同而有所区别。
- 水轮机的转动带动发电机转动，将机械能转化为电能。
发电机内部的转子和定子之间的磁场变化会引发感应电动势，从而产生电流。
2. 水力发电站的分类水力发电站根据水流的不同来源和工作原理可分为以下几类：- 水库水力发电是将水库蓄积的水通过大坝控制流出，经过水轮机发电。
关于电学模型类比可行性的论述
关于钻井工程流体力学模型用电学模型类比可行性的论证引言钻井过程中引发的井内事故由不同因素引起，危害程度和预测难度都不尽相同，这其中最难预测就是钻具刺漏事故。
刺漏是钻井中较为常见却难以在第一时间发现的一种井下事故。
钻具刺漏的原因多种多样，比如钻杆选型不合理导致连接不够紧密、泵入的泥浆压力超过钻具所能承受的压力上限、由于钻具本身震动原因导致钻具连接处的螺纹松动等等都可能造成钻具刺漏事故的发生。
刺漏会引起立管压力下降、出口流量暂时增加、钻头扭矩上升等传感器参数变化。
刺漏如果不能及时被发现，随着钻进过程刺漏量会逐渐加大①，由于它主要发生在钻杆结合处，严重时可能引发掉钻具，造成巨大经济损失并严重影响工程作业进度；另外刺漏引起的压力下降、泥浆不足导致对钻头处岩屑清理不充分等原因，还会引起钻头包泥；当刺漏发生在水眼处时还可能导致水眼从钻头脱落。
因此如何监测和预报刺漏故障成为钻井工程故障预测的重中之重。
论证鉴于刺漏引起的传感器参数变化主要跟立管压力，出口流量和转盘（钻柱）扭矩有关，这三个参数分别可通过立管压力传感器，出口流量计和转盘扭矩传感器测得。
本文希望论述通过用电学模型类比钻井过程中流体力学模型的方式进行仿真并完成对三项参数变化方式的采集和分析，以便做出对刺漏故障的监测和预报的可行性。
现通过三方面进行类比：一、网络拓扑：如下图一所示，这是一个石油钻井平台的简易图，本文需要类比的地下部分，主要由套管、钻杆、钻铤和钻头组成其中有泥浆循环流动。
图 一其基本拓扑结构可如图二所示：图 二如图，该网络由动力元件（动力机和泥浆泵）、中间网络（管道、钻具、泥浆等）、输出元件（钻头等）组成，箭头方向为泥浆流动方向。
当发生钻柱刺漏事故时，相当于在图中加入由虚线表示的故障模型，意味着泥浆直接由钻杆内部刺漏到钻柱和套管的环空中。
当水眼处刺漏时也可用相同的模型这里不再赘述。
现将该拓扑结构应用在电路模型中，如下图三：图 三对应网络中模块分别由电学模块替换，箭头所指方向为电流方向，虚线所示为刺漏支路。
电学类比方法分析水力管输问题
电学类比方法分析水力管输问题袁涛【摘要】在研究力学振动、声学振动时，由于具有相同规律以及结构方程，通常引入电学中电磁振荡的方法进行机电或声电类比分析；同样，在水力输送方面，适时引入电学的一些基本分析方法，以便分析其中的变化和状态。
在讨论气体储运中的一些状态及问题时，将一些条件理想化，忽略其中气体压缩因子的影响，认为局部摩阻特性曲线中压头与流量关系是线性关系或近似线性关系，可简化分析过程。
当然用集总的电路系统进行类比只是近似方法，不可能期待得出非常精确的结果，但却可以简化管输分析过程，易于了解水力管道运行规律。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】2页(P33-34)【关键词】水力管输;电学;类比;伏安特性;基尔霍夫定律;储运【作者】袁涛【作者单位】大庆油田天然气分公司【正文语种】中文1 电学类比方法介绍在研究力学振动、声学振动时，由于具有相同规律以及结构方程，通常引入电学中电磁振荡的方法进行机电或声电类比分析；同样，在水力输送方面，适时引入电学的一些基本分析方法，以便分析其中的变化和状态。
由于电路理论比较成熟，特别是电路图的运用，使电路分析方法得以大大简化。
通过对电路图的分析，可以直观、迅速地分析出系统的工作状态和特点。
2 电学规律及方程的引入几种典型的电工、水力、声、力类比如表1所示。
表1 各种类比作用量的对比参照电学量电阻R电压（电势）U电流I水力量水力摩阻Rh压头H体积速度（流量）Q声学量摩擦阻尼的声阻Ra声压p体积速度U 力学量摩擦阻尼的力阻Rm力F振动速度v2.1 伏安特性与管输水力特性将电学量、水力学量拿出单独分析。
在这里假定水力管输时沿程管道均匀，液体为牛顿流体的状态。
先来分析管段水力输送中压头与流量的关系。
如图1所示，当管道高程差为零时，管道特性曲线通过坐标原点。
电学中同样有类似的特征曲线——伏安特性曲线，但是管道特性曲线是凹函数，而伏安特性曲线是凸函数，如图2所示。
自制教具探究类比法在物理学中的应用 以电流的形成为例
自制教具探究类比法在物理学中的应用以电流的形成为例内容摘要：电流的形成原因，即电压，在初中物理学中是一个教学难点，是把它和水流的形成原因相类比而引入的一个概念，但通常是用原理图来类比推理，很少真正用实验来演示、探究和推理，主要原因是缺乏专用的实验装置。
为此，我们通过调查研究，充分利用生活中的物品，设计和制作了一套专用演示装置，通过对比演示、类比推理，让学生学会了利用类比法去研究物理问题的方法。
关键词：自制教具类比法物理学当今时代，随着人们生活水平的提高、科学技术日新月异的发展，各种日用品可谓是应有尽有，其科技含量也越来越高。
物理学是典型的实验科学，又和日常生活紧密联系。
“从生活走向物理，从物理走向社会”[1]，这是新课程标准的一个基本理念。
“类比研究法”，是研究物理学的常用方法之一，它是根据两个对象之间的某些方面的相似或相同而推出在其它方面也可能相似或相同的一种逻辑推理方法。
恩格斯说；“类比是从一个研究领域过渡到另一个研究领域，也就是采用这个研究领域的研究成果来解释说明另一个研究领域的事物”[2]。
初中物理中常用形象直观的事物类比抽象的事物。
如探究电流的形成原因与水流的形成原因类比、电压和水压类比、声波和水波类比、内能和机械能类比等等。
现行各种初中物理教材版本，都是用类比的方法引出“电压”概念的。
但真正用实验演示的方法，把二者进行对比演示，在实际操作中是不容易的。
主要困难是：一般学校的实验室都缺乏微型抽水机和微型水轮机，如果用一般实验室所具有的抽水机模型等来组装，不仅体积大、笨重，且还难以找到与之相匹配的电动机。
为此，我们经调查研究，充分利用生活中的一些日常用品，通过自制及改装，设计和制作了一套“电流和水流形成原因类比演示装置”，它不仅取材容易、制作简单，更具有对比鲜明、形象生动、效果明显的特点。
设计原理如图1所示（图片来源于教科版物理教材九年级上册图5-2-2）：1.水轮机模型的制作：用易拉罐的金属盒为原材料，先用剪刀剪一个直径约7厘米的金属板（如图2所示），并沿图中所示的直线剪开，再将剪成的8条金属片扭转900 ，用小号一字型螺丝刀在其园心处开一宽约2毫米的矩形孔。
《电学实验》
1.测定一个标有2.5V字样的小灯泡的额定功率，电路如图16所示。
（1）在电路图上标出A表和V表的“+”、““-”接线柱。
图16(2)如果实验时电压表的读数只有2.2伏,滑动变阻器的滑片P应向 (填"a“或“b”)端滑动，才能测出小灯泡的额定功率。
(3)电流表有两个量程:①0-0.6 A，②0~3 A，如果小灯泡的额定功率还不到1瓦,实验中电流表的量程应选。
2.在图18所示的甲、乙丙、丁电路中:(1)根据电流方向,把电池组填进甲图电路中。
(2)连接乙图所示的电路,需要的器材(包括名称和数量)有: 、、、和至少根导线。
(3)图18中开关接法错误的是图所示的电路。
3.在用伏安法测电阻的实验中，备有以下规格的实验器材；安培表一个（量程0～0.6安培，0～3安培），伏特表一个（量程0～3伏特，0～15伏特），干电池2节，0～20欧滑动变阻器一个，电键和导线若干。
（1）某同学按照图12连接电路，闭合电键，发现两表的指针均无读数，下列判断中正确的是。
A.安培表断路或它的接线接触不良；B.伏特表断路或它的接线接触不良；C.电键短路；D.滑动变阻器短路。
(2)估计待测电阻R x的阻值约为10欧,为使测量比较准确,则安培表选用的是量程,伏特表选用的是量程。
(3)实验时,安培表和伏特表读数如图13所示,则通过R x的电流强度为安培,R x两端的电压为伏特,实验测出R x的阻值为欧姆。
4.将图19中的灯泡、总开关、电池组、电铃，用导线连接成一个并联电路；并用统一规定的元件符号在方框内画出相应的电路图。
5.用L1、L2两只小灯泡做如图20所示的串、并联电路实验，已知R L1>R L2，请将你的实验结果填入表中：（填“亮”或“暗”）6.测定小灯泡的功率。
(1)该实验所需器材除电源、导线、电压表、电流表、小灯泡外,还有、。
(2)在方框内画出测定小灯泡功率实验的电路图.(3)小灯泡正常发光时,电流表、电压表的示数如图20所示,则小灯泡的额定电压是伏,通过小灯泡的电流是安,小灯泡的额定功率为瓦。