時間：2023-08-18 17:38:51
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇歐姆定律變化量范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
歐姆定律是初中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容，也是中考中考點的重點內(nèi)容、難點內(nèi)容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學(xué)生的考試成績，要多用時間將這塊知識夯實，才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內(nèi)容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的：即在控制電阻不變，得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比;控制導(dǎo)體兩端的電壓不變，得到通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結(jié)和歸納出歐姆定律：通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
表達式為：I=U/R;I的單位是安（A），U的單位是伏（V），R的單位是歐（Ω）;導(dǎo)出式：U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關(guān)系式是一一對應(yīng)的關(guān)系，即具有同一時間，同一段導(dǎo)體的關(guān)系。
3、歐姆定律的應(yīng)用條件
（1）.歐姆定律只適用于純電阻電路;
（2）.歐姆定律只適用于金屬導(dǎo)電和液體導(dǎo)電，而對于氣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電一般不適用;
（3）.歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內(nèi)的“部分電路”;
（4）.歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導(dǎo)體”的電阻R都是同一個導(dǎo)體或同一段電路上對應(yīng)的物理量，不同導(dǎo)體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關(guān)系。
4.區(qū)別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導(dǎo)體中的電流的大小取決于這段導(dǎo)體兩端的電壓和這段導(dǎo)體的電阻。當導(dǎo)體中的U或R變化時，導(dǎo)體中的I將發(fā)生相應(yīng)的變化?？梢?，I、U、R都是變量。另外，I=U/R還反映了導(dǎo)體兩端保持一定的電壓，是導(dǎo)體形成持續(xù)電流的條件。若R不為零，U為零，則I也為零;若導(dǎo)體是絕緣體R可為無窮大，即使它的兩端有電壓，I也為零。因此，在歐姆定律I=U/R中，當R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導(dǎo)得出的，表示一段導(dǎo)體兩端的電壓跟這段導(dǎo)體中的電流之比等于這個導(dǎo)體的電阻。它是電阻的計算式，而不是它的決定式。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，因此，在導(dǎo)出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導(dǎo)體，比值U/I是個定值;而對于不同的導(dǎo)體，這個比值是不同的。不能認為導(dǎo)體的電阻跟電壓和電流有關(guān)。
二、歐姆定律的應(yīng)用
在運用歐姆定律，分析、解決實際問題，進行有關(guān)計算時應(yīng)注意以下幾方面的問題：
1.要分析清楚電路圖，搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯(lián)，還是并聯(lián)，這是解題的關(guān)鍵。
2.利用歐姆定律解題時，不能把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進行計算，也不能把同一導(dǎo)體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導(dǎo)出式進行計算。為了避免混淆，便于分析問題，最好在解題前先根據(jù)題意畫出電路圖，在圖上標明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標;不能亂套公式，并注意單位的統(tǒng)一。
3.要搞清楚改變和控制電路結(jié)構(gòu)的兩個基本因素：一是開關(guān)的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發(fā)生變化時對電路的影響情況。因此，電路變化問題主要有兩種類型：一類是由于變阻器滑片的移動，引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關(guān)的斷開或閉合，引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為：先看電阻變化，再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎(chǔ)。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中，R=12Ω，Rt的最大阻值為18Ω，當開關(guān)閉合時，滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為16V，那么當滑片P位于最右端時電壓表的示數(shù)是多少？
解析：分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯(lián)的電路，電壓表是測R兩端電壓的。當滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數(shù)為6V，說明電路中的總電壓（電源的電壓）是6V，而當滑動變阻器的滑片P位于最右端時，電壓表僅測R兩端的電壓，而此時電壓表的示數(shù)小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數(shù)為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示，滑動變阻器的滑片P向B滑動時，電流表的示數(shù)將;電壓表的示數(shù)將。（填“變大”、“變小”或“不變”）如此時電壓表的示數(shù)為2.5V，要使電壓表的示數(shù)變?yōu)?V，滑片P應(yīng)向端滑動。
圖1
分析：根據(jù)歐姆定律I=UR，電源電壓不變時，電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段，動滑片P向B滑動時，AP段變長，電阻變大，所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓，根據(jù)Ux=IRx可知，Rx不變，I變小，電壓表示數(shù)變小。反之，要使電壓表示數(shù)變大，滑片P應(yīng)向A端滑動。
答案：變小;變小;A。
在電學(xué)的定律當中，歐姆定律是非常關(guān)鍵的一項，它貫穿于整個電學(xué)的始終。深入、系統(tǒng)和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學(xué)問題的基礎(chǔ)和前提條件，針對歐姆定律的教學(xué)，教師需要做好如下的兩個方面：
一、引導(dǎo)學(xué)生注重三個物理量之間的關(guān)系
“導(dǎo)體當中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”，這就是歐姆定律。在此，教師應(yīng)當引導(dǎo)學(xué)生注重三個物理量之間的關(guān)系。（1）歐姆定律強調(diào)電壓與電阻決定了導(dǎo)體當中的電流，而不是由電源提供的電壓，這跟電阻和電流是毫無關(guān)系的，電阻屬于導(dǎo)體自身的性質(zhì)，這跟電壓和電流也是毫無關(guān)系的，因此是電壓與電阻一起決定了電流。（2）注重計算關(guān)系。在公式：I= 當中，只要確定了任意的兩個物理量，就可以對另外的一個物理量進行計算，這就需要引導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握公式的變化。（3）注重這三個物理量一定要根據(jù)同一段的導(dǎo)體，比如，將R1與R2進行串聯(lián)，接在30 V的電源上面，R1是10歐姆，經(jīng)過R1的電流是0.2安，問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)或者是講解的時候，需要將電路圖畫出來，注明相應(yīng)的物理量，突出需要注意的問題，以實現(xiàn)理想的教學(xué)效果。
二、拓展和應(yīng)用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候，需要引導(dǎo)學(xué)生注重知識的應(yīng)用和拓展。通過并、串聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律，對電阻規(guī)律進行推導(dǎo)，可以概括并聯(lián)電路的規(guī)律是：（1）電流I=I1+I2；（2）電壓U=U1=U2；（3）電阻 ?？梢愿爬ù?lián)電路的規(guī)律是：（1）電流I=I1=I2；（2）電壓U=U1+U2；（3）電阻R=R1+R2，再應(yīng)用電阻規(guī)律對一些實際問題進行解決。比如，教師在教學(xué)的過程中，可以提問學(xué)生下面的一些問題：為什么調(diào)節(jié)臺燈的亮度按鈕，燈泡能夠變亮或者是變暗？為什么手電筒當中的電池使用時間長了之后，燈泡會變暗？這兩個問題的原理是一樣的嗎？這樣，學(xué)生就能夠積極主動地探討，紛紛發(fā)表自己的看法，課堂氛圍頓時活躍起來。學(xué)生通過應(yīng)用歐姆定律，對實際生活當中一些不好理解的問題進行了解釋，從而調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
總之，在初中物理教學(xué)當中，歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視，實施有效的教學(xué)策略，教授學(xué)生關(guān)于歐姆定律的知識。
初中物理電學(xué)相關(guān)公式和定理雖然表面看比較抽象難懂，但是因為電流是實際存在的，并且其特點和存在形式可以類比現(xiàn)實中許多形象易懂的實物和現(xiàn)象，因此結(jié)合實際對相關(guān)定理定律進行理解和記憶會收到很好的效果.
1.歐姆定律
歐姆定律解釋的是電學(xué)中電壓、電流、電阻三者之間的關(guān)系，是電學(xué)最基本的定律.
電流×電阻=電壓，即I×R=U；其他的變形式可以由此公式導(dǎo)出.
可以用水流演示電流，用水壓解釋電壓，以現(xiàn)實中形象的實物來解釋電學(xué)相關(guān)內(nèi)容.
2.電功公式
電功公式是講電力做工的計算方法，電流流過導(dǎo)線會產(chǎn)熱，有能量產(chǎn)生，能量可以做功，電功公式就是計算電力做工能力的公式.
電流×電流×電阻×?xí)r間=電功，即I2Rt=P；
將I=UR代入，就能成為電功公式的另一形式.
3.電功率公式
電功率就是形容電流做功快慢的公式.
電流×電流×電阻=電功率，即P=I2R.
電功和電功率可以用電燈發(fā)光發(fā)熱解釋，電流越大，電燈越亮，時間越長，電燈散失的熱量越多，就是電流做功的道理.
二、物理電學(xué)題目解題技巧
1.歐姆定律方程解題
熟記歐姆定律，只要是給出電路解電學(xué)未知量并且題目中沒有涉及功率內(nèi)容的題目，結(jié)合整個電路列出歐姆定律的基本方程，肯定可以得到答案，即使最初看題時沒有頭緒，在列出歐姆定律方程之后也能從方程中看出解題方法.靜態(tài)電路圖列寫一個歐姆定律方程，動態(tài)電路圖根據(jù)變化次數(shù)列出相應(yīng)數(shù)目的歐姆定律方程即可.
例電路圖如圖1所示，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器滑片在R2上某兩點之間來回滑動時，電流表的讀數(shù)變化范圍是2 A～5 A，電壓表的讀數(shù)變化范圍是5 V～8 V，問電源電壓及電阻R1的值分別是多少？
乍一看此題確實無從下手，但是可以看出這是一個動態(tài)電路題，隨著滑動變阻器阻值的不同電路相關(guān)參量產(chǎn)生了變化，因此需要列兩個歐姆定律方程，方程列出，題目便迎刃而解.
解根據(jù)題意列歐姆定律方程，首先滑動變阻器在題意中阻值最小時，電流最大為5 A，電壓表度示數(shù)最小為5 V，此時滑動變阻器電阻值為5 V÷5 A=1 Ω.
可以列出一個方程：
U÷(R1+1)=5 A(1)
同理，滑動變阻器阻值最大時為8 V÷2 A=4 Ω.
列另一個歐姆定律方程
U÷(R1+4)=2 A(2)
用簡單的解方程法解方程(1)和(2)，很容易得出結(jié)果U=10 V；R1=1 Ω.
2.等效電路解含功率動態(tài)題
解含有功率內(nèi)容的動態(tài)題的一個很好的方法就是將其各種狀態(tài)獨立出來，簡化成等效電路，每種狀態(tài)單獨分析，之后綜合考慮并求解.
例如圖2所示，R2與R3的電阻比為R2∶R3=1∶4，最初所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)，同時閉合S1與S2，S3保持斷開，電流表示數(shù)為0.3 A，R2消耗功率P2；之后閉合S1、S3，S2斷開，R1消耗功率為0.4 W，R3消耗功率為P3，P2∶P3=9∶4，求電源電壓和R1阻值.
雖然此題表面看是動態(tài)且較為復(fù)雜，但是將動態(tài)電路的兩個狀態(tài)拆分成靜態(tài)簡單電路，題目便會簡單明了，之后列寫歐姆定律和功率方程，解方程即可.
當閉合S2后電路可簡化成如圖3形式，可列方程如下：
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打開S2閉合S3后電路變成圖4，設(shè)此時電流為I3，結(jié)合等量關(guān)系R3=4R2，將R3用R2代替，后列方程
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
關(guān)鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過實驗歸納出結(jié)論，或在實驗的基礎(chǔ)上進行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認識；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學(xué)時應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學(xué)的出發(fā)點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實際問題時，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學(xué)時應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)注意公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力常量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結(jié)出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導(dǎo)出來，主張從實驗直接總結(jié)。但是實驗要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實驗條件來說，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時最容易發(fā)生符號的錯誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態(tài)變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質(zhì)點系內(nèi)部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎(chǔ)》中最常用的基本定律之一，技工院?，F(xiàn)在使用的《電工基礎(chǔ)》教材（中國勞動社會保障出版社出版，第四版）中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律，由于中學(xué)物理課本已作詳細介紹，學(xué)生容易接受，但對于全電路歐姆定律，由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜，再加上教材未附相應(yīng)的實驗，學(xué)生缺乏感性認識。因此，學(xué)生很難理解和接受，也是其成為教師教學(xué)中重點和難點的原因。筆者針對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生的困惑和疑問，借助實驗來幫助學(xué)生理解，收到了較好的效果。
明確教學(xué)目標是教師組織
全電路歐姆定律教學(xué)的關(guān)鍵
掌握全電路歐姆定律對于學(xué)好《電工基礎(chǔ)》這門課程來說至關(guān)重要。因為后續(xù)章節(jié)中多處電路的分析和計算要應(yīng)用到這一定律。教學(xué)是一個教師與學(xué)生雙向互動的過程，作為教師，要組織好全電路歐姆定律教學(xué)，必須先明確教學(xué)目標，做到心中有數(shù)，才能更好地開展教學(xué)。
知識目標：（1）理解電動勢、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓、端電壓、內(nèi)壓降等物理量的物理意義；（2）掌握全電路歐姆定律的表達形式，明確在閉合電路中電動勢等于內(nèi)、外電壓之和；（3）掌握端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律；（4）掌握全電路歐姆定律的應(yīng)用。
能力目標：（1）通過實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力，使學(xué)生學(xué)會運用實驗探索科學(xué)規(guī)律的方法；（2）通過對端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律的討論，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學(xué)生掌握全電路歐姆定律的基礎(chǔ)
全電路歐姆定律的難點在于概念較多，且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜。因此，首先，應(yīng)讓學(xué)生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路，如圖1所示。其中，R代表負載（即用電器，為簡化電路，只畫一個），r代表電源的內(nèi)電阻（存在于電源內(nèi)部），E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內(nèi)、外兩部分，電源外部的叫外電路（圖1中方框以外的部分），電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路。外電路上的電阻叫外電阻，內(nèi)電路上的電阻叫內(nèi)電阻。當開關(guān)S閉合時，電路中就會有電流產(chǎn)生，I=，該式表明：在一個閉合電路中，電流強度與電源的電動勢成正比，與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比，這個規(guī)律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律，要先理解以下幾個物理量的物理意義：第一個是電動勢，它是指在電源內(nèi)部，電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象，涉及知識面較廣，要使學(xué)生全面、深刻地理解它是有困難的?？紤]到學(xué)生的接受能力和滿足后續(xù)知識的需要，需向?qū)W生講清兩個問題：一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，是由電源本身的性質(zhì)決定的。第二個是電源的端電壓（簡稱端電壓），它是指電源兩端的電位差（在圖1中指A、B兩點之間的電壓，也等于負載R兩端的電壓）。需要注意的是，端電壓與電動勢是兩個不同的概念，它們在數(shù)值上不一定相等。第三個是內(nèi)壓降，它是指當電流流過電源內(nèi)部時，在內(nèi)電阻上產(chǎn)生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為：“在閉合電路中，電動勢等于內(nèi)、外電壓之和?！?/p>
掌握各物理量的變化規(guī)律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規(guī)律，也是學(xué)生容易產(chǎn)生疑惑的地方。可以利用演示實驗來驗證各物理量之間的變化規(guī)律，以增加學(xué)生的感性認識，提高學(xué)生的邏輯推理能力。
第一，驗證電源內(nèi)電阻的存在并計算其大小。對于電源的內(nèi)電阻，由于存在于電源的內(nèi)部，既看不見，也摸不著，學(xué)生對此存在質(zhì)疑。為此，可用圖2進行實驗，不但可以證明內(nèi)電阻的存在，還可測出內(nèi)電阻的大小。在圖2中，用1節(jié)1號干電池作電源，電阻R為已知值（可根據(jù)實際情況選定）。開關(guān)閉合前，記下電壓表的讀數(shù)U1（此值即為干電池的電動勢），開關(guān)閉合后，記下電壓表的讀數(shù)U2，發(fā)現(xiàn)U2比U1?。ㄒ姳?），就是因為電源內(nèi)部存在內(nèi)電阻的緣故。
根據(jù)公式r=R可算出該電池的內(nèi)電阻。再用不同型號的干電池（如5號干電池、7號干電池）進行重復(fù)實驗，發(fā)現(xiàn)它們的電動勢雖然相等（為了后面實驗的需要，盡量選用電動勢相等的電池，并保留這些電池），但內(nèi)電阻不一定相同。
第二，端電壓U跟外電阻R的關(guān)系。
實驗電路如圖3所示，用1節(jié)1號干電池作為電源，移動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化，并將它們的讀數(shù)記錄到表2中。通過觀察發(fā)現(xiàn)：當滑動片從左向右移動時（為保證實驗設(shè)備安全，滑動片不要移到最右端），電流表的讀數(shù)慢慢變大，電壓表的讀數(shù)慢慢變??；當滑動片從右向左移動時，電流表的讀數(shù)慢慢變小，電壓表的讀數(shù)慢慢變大。由此得出結(jié)論：端電壓隨外電阻上升而上升，隨外電阻下降而下降。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可繪成曲線（如圖4所示），即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出：電源端電壓隨著電流的大小而變化，當電路接小電阻時，電流增大，端電壓就下降；當電路接大電阻時電流減少，端電壓就上升。
思考：如果滑動片移到最右端，電壓表、電流表的讀數(shù)將為多少？
第三，端電壓與內(nèi)電阻r的關(guān)系。
根據(jù)公式U=E-Ir分析可知：當電流I 不變時，內(nèi)阻下降，端電壓就上升；內(nèi)阻上升，端電壓就下降。實驗電路同圖3，只需將電路中的電源用前面已測過內(nèi)阻值的不同型號的電池代替即可，觀察電流表、電壓表的讀數(shù)，上述結(jié)論即可得到驗證。
應(yīng)用規(guī)律，解決實際問題
首先向?qū)W生提出問題：你是否注意到，電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些？這個現(xiàn)象的原因何在？在回答這個問題之前，可先通過實驗驗證這一現(xiàn)象的存在，如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同，先將開關(guān)全合上，使燈泡發(fā)光，再逐個斷開開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡逐漸變亮，原因分析：隨著開關(guān)的斷開，外電阻增大，導(dǎo)致干路電流減小，使得內(nèi)壓降下降，從而端電壓增大，即燈泡兩端的實際電壓增大，故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學(xué)過程中，如果盡可能地增加一些實驗，通過生活中的實驗記錄其數(shù)據(jù)并指導(dǎo)學(xué)生得出規(guī)律，提高感性認識，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會提高教學(xué)效果。
參考文獻：
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[2]畢淑娥.電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)（第2版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.
重點考點
歐姆定律是通過“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實驗得出的實驗結(jié)論.應(yīng)注意以下考點：（1）公式（）說明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個因素有關(guān)，其中I、U、R必須對應(yīng)于同一電路和同一時刻.（2）變形式（）說明電阻R的大小可以由（）計算得出，但與U、I無關(guān).因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由自身的材料、長度和橫截面積決定.由此提醒我們，物理公式中各量都有自身的物理含義，不能單獨從數(shù)學(xué)角度理解.（3）串聯(lián)電路具有分壓作用，并聯(lián)電路具有分流作用.
中考常見題型
中考一般會從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用，一是對歐姆定律及變形公式的理解和簡單計算，一般不加生活背景，以純知識性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中：二是應(yīng)用歐姆定律進行簡單的串并聯(lián)的相關(guān)計算.
例1 （2014.南京）如圖1所示，電源電壓恒定，R1=20Ω，閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1，電流表示數(shù)是0.3 A；若再閉合開關(guān)S1，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為____V，R2的阻值為____ Ω.
思路分析：閉合s，斷開S1時，電路為只有R1的簡單電路，可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V；若再閉合S1時，兩電阻并聯(lián)，則U2=U=6 V，因為R1支路兩端的電壓沒有變化，所以通過該支路的電流仍為0.3 A，電流表示數(shù)的變化量即為通過R2支路的電流，則I2=（）.
答案：6 30
小結(jié)：本題考查了并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活運用，關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時電流表示數(shù)的變化即為通過R2支路的電流.每年的中招都有一個2分的這樣的純計算題目，以考查同學(xué)們對基礎(chǔ)知識的理解和掌握程度.
例2（2013.鄂州）如圖2甲所示的電路，電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.（填“α”或“b”）足電壓表V2示數(shù)變化的圖象，電源電壓為____V，電阻R1____的阻值為____ Ω.
思路分析：國先分析電路的連接情況和電表的作用：電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測的是R1兩端的電壓，電壓表V2測的是滑動變阻器（左側(cè)）兩端的電壓.因為R1是定值電阻，通過它的電流與電壓成正比，所以它對應(yīng)的圖象應(yīng)是α，那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象，觀察圖象可知：當電流都是0.3 A（找出任一個電流相等的點，兩圖線對應(yīng)的電壓之和就是電源電壓）時，U1=U2=3 V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知，電源電壓為6V，由于R1是定值電阻，所以在圖象α上任找一點，代入歐姆定律可知（）
答案：b 6 10
小結(jié)：歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系，三個比例關(guān)系分別為：（1）電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，即（）（2）電流一定時，導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比，即（）.該規(guī)律又可描述為：串聯(lián)分壓，電壓的分配和電阻成正比，即電阻大的分壓多.（3）電壓一定時，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比，即（），該規(guī)律又可描述為：并聯(lián)分流，電流的分配和電阻成反比，即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系，學(xué)會從圖象中找出特殊點足解決歐姆定律問題的一大技巧，
第2節(jié) 動態(tài)電路中物理量的變化
重點考點
由于滑動變阻器滑片的移動或開關(guān)所處狀態(tài)的不同，使電路中電流和電壓發(fā)生改變，這樣的電路稱之為動態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識，因此同學(xué)們在分析過程中容易顧此失彼，下面我們通過例題梳理一下解決這類問題的一般思路，
中考常見題型
題日常聯(lián)系生活實際，以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測量等為背景，考查該部分知識的掌握情況，存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn)，注意：如果題目中沒有特別說明，可認為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3（2014.濟寧）小夢為濟寧市2014年5月份的體育測試設(shè)計了一個電子身高測量儀.圖3所示的四個電路中，Ro是定值電阻，R是滑動變阻器，電源電壓不變，滑片會隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高，電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是（）.
思路分析：圖A中兩個電阻R。和R串聯(lián)，電流表測量的是整個電路中的電流，當身高越高時，滑動變阻器接入電路中的阻值越大，電路中的電流越小，電流表的示數(shù)越小，圖B中身高越高時，滑動變阻器連人電路中的阻值越大，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道，R越大電壓表的示數(shù)越大，符合題意.圖B與圖C中滑動變阻器的接法不同，圖C中身高越高，滑動變阻器連入電路中的阻值越小，同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路，電流表測的是支路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點知道，不論人的身高如何變化，電流表的示數(shù)都不會發(fā)生變化，選B.
小結(jié)：分析這類問題依據(jù)的物理知識是：（1）無論串并聯(lián)電路，部分電阻增大，總電阻隨之增大，而電源電壓不變，總電流與總電阻成反比.（2）分配關(guān)系：串聯(lián)分壓（電阻大的分壓多），并聯(lián)分流（電阻大的分流少）.（3）在并聯(lián)電路中，各支路上的用電器互不影響，滑動變阻器只影響所在支路電流的變化，從而引起干路電流的變化.解決這類問題的一般思維程序是：（1）識別電路的連接方式并確定電表位置.（2）判斷部分電阻的變化.（3）判斷總電阻及總電流的變化.（4）根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點進行局部判斷.
例4如圖4所示電路，電源電壓不變，開關(guān)S處于閉合狀態(tài).當開關(guān)S.由閉合到斷開時，電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .（均填“變大”“不變”或“變小”）
思路分析：當開關(guān)S.閉合時，電燈L被短路，電路如圖5所示，電壓表測的是電阻R兩端的電壓（同時也是電源電壓），電流表測的是通過電阻R的電流.當開關(guān)S1斷開時，電燈L和電阻R串聯(lián)，電路如圖6所示，此時電壓表測電阻R兩端的電壓，它是總電壓的一部分，所以電壓表的示數(shù)變小；電流表測的是總電流，但跟S，閉合相比，這個電路的總電阻變大，總電壓不變，故電流表的示數(shù)變小.
答案：變小 變小
小結(jié)：本題引起電表示數(shù)變化的原因是開關(guān)處于不同狀態(tài)，解決本題的突破口是弄清楚當開關(guān)處于不同狀態(tài)時，電路的連接情況和電表的位置.
第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測量
重點考點
電學(xué)實驗探究題的考查比較常規(guī)，有以下幾方面：（1）選取器材及連接電路：根據(jù)題目要求，分析或計算出電表的量程和滑動變阻器的規(guī)格，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器要“一上一下”接入，且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負接線柱要正確.（2）滑動變阻器的作用：保護電路，改變電路中的電流或用電器兩端的電壓，實現(xiàn)多次測量.（3）分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來考試的側(cè)重點，要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.（4）多次測量的目的有兩個，如定值電阻的阻值不變，多次測量是為了求平均值減小誤差：燈絲電阻是變化的，多次測量是為了觀察在不同電壓下，電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點是單表測電阻和創(chuàng)新型實驗的探究與設(shè)計.
中考常見題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測小燈泡的電阻”和“測定值電阻的阻值”這三類題型，以實驗探究的方式考查同學(xué)們的動手能力和解決實際問題的能力，在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上，近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究內(nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測電阻，小華實驗時的電路如圖7所示.
（1）正確連接電路后，閉合開關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________（填“左”或“右”）端.
（2）測量時，當電壓表的示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)如圖7乙所示，則，_____A，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動變阻器的目的除了保護電路外，還有____.
（3）如果身邊只有一只電流表或電壓表，利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線、電源等器材也可以測出未知電阻Rx請仿照表1中示例，設(shè)計出測量Rx阻值的其他方法.
良好的開端是成功的一半,引入作為一堂課的開始,是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少且至關(guān)重要的部分.這一環(huán)節(jié)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到一節(jié)課的深入程度、學(xué)生進入學(xué)習(xí)的狀態(tài)、學(xué)生對本節(jié)課授課知識的興趣多少等.對于初中學(xué)生,注意力本就不容易集中,那么一個好的引入就是引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和帶領(lǐng)學(xué)生積極思考并真正進入課堂的關(guān)鍵.歐姆定律的教學(xué)一直以來都是一個難點,若僅僅是公式,學(xué)生在剛學(xué)的時候很容易記住,但是對于歐姆定律的來源以及探究的過程總是模糊的,就算教師在課堂上有過演示實驗,在部分學(xué)生看來都只是因為教材是這樣安排的.但其實不然,這個探究實驗正是歐姆定律得出的關(guān)鍵.可是學(xué)生理解不到位,可能是教學(xué)哪一步不夠確切.比如其中一個設(shè)計點就是引入這個探究實驗,在引入時創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生能夠回到當時歐姆在探究時的過程以及條件中,結(jié)合當時的條件可能做到的以及達到的情況,這樣的引入或許會讓學(xué)生感同身受,從而產(chǎn)生更加強烈的探究欲望,達到較好的教學(xué)效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學(xué)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一,教學(xué)引入恰當,可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學(xué)的第一步,是緊扣學(xué)生心弦,激發(fā)學(xué)生興趣最關(guān)鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國著名心理學(xué)家奧蘇貝爾從學(xué)習(xí)心理學(xué)的角度分析,“當人們在接觸一個完全不熟悉的知識領(lǐng)域時,從已知的包攝性較廣的整體知識中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節(jié)課時,由于前面學(xué)生已經(jīng)掌握了摩擦力的相關(guān)知識,就可以將摩擦力作為先行組織者,將其作為上位概念,再將靜摩擦力直接提出,并聯(lián)系其與摩擦力之間的關(guān)系,學(xué)生很容易就理解了靜摩擦力的概念.另一方面,課堂引入容易吸引學(xué)生的興趣,集中學(xué)生的注意力,初中學(xué)生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學(xué)生可能還處在下課所經(jīng)歷事情的愉悅之中,這個時候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學(xué)生上課的首要條件,而興趣又是影響學(xué)生注意力的關(guān)鍵,愛因斯坦也曾經(jīng)說過,“興趣是最好的老師,它可以激發(fā)人的創(chuàng)造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學(xué)引入環(huán)節(jié)中能否調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更為關(guān)鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實驗引入法,物理作為一門實驗科學(xué),實驗在教學(xué)中起著舉足輕重的作用,在引入時采用實驗的方式是中學(xué)物理教師常用的,運用一些有趣的小實驗,可以快速把學(xué)生吸引到課堂中來,教師既可以采用演示實驗的方法,也可以讓學(xué)生參與實驗過程.
(2)直觀導(dǎo)入法,直觀導(dǎo)入可以是視頻、圖片、實物等,某些物理現(xiàn)象不一定是發(fā)生在學(xué)生周圍,那就可以通過圖片或錄像的方式為學(xué)生展現(xiàn)物理現(xiàn)象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發(fā)學(xué)生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對學(xué)生進行提問或者大家一起來辯論,在這個過程中不僅導(dǎo)入了本堂課所要學(xué)習(xí)的知識材料,同時也讓學(xué)生積極地參與了這個過程,關(guān)鍵是借助生活中鮮明的例子學(xué)生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學(xué)中來.
(4)問題激疑法,設(shè)置疑問是教師的一種有目的、有方向的思維導(dǎo)向.古人云:“不憤不啟,不悱不發(fā)”,教師在教學(xué)過程中要善于提出問題,有意激疑啟思,活躍思維,引導(dǎo)學(xué)生思考,在解決問題的過程中鍛煉學(xué)生各方面的能力,激發(fā)學(xué)生的求知欲,促進學(xué)生積極地學(xué)習(xí).
(5)復(fù)習(xí)引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯(lián)系較為密切的時候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學(xué)生對前面知識的鞏固,更能為新知識的學(xué)習(xí)做好鋪墊.例如在做液體壓強的復(fù)習(xí)題時,引出浮力的知識,浮力其實就是物體在液體中受到上下的壓力差而產(chǎn)生的,學(xué)生聯(lián)系前面知識能夠快速地理解浮力產(chǎn)生的原因而不會感覺到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學(xué)家們的故事,用榜樣的力量去感染學(xué)生,喚起他們的探索熱情,通過了解前輩們的物理思想、實驗方法和探索精神,能夠激發(fā)學(xué)生的興趣,提高課堂教學(xué)的效果,提升學(xué)生素養(yǎng)[2].比如在講解牛頓第一定律時,先給學(xué)生介紹牛頓這個人的一生,學(xué)生會由于對牛頓這個人的崇拜而愿意對其所提出的相關(guān)知識進行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學(xué)生動手做一些簡單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結(jié)果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.比如在講解摩擦力這一內(nèi)容的時候,可以讓學(xué)生進行拔河比賽,繩子是經(jīng)過教師處理過的,所以一定會產(chǎn)生輸贏,學(xué)生心有不甘,因此就可能產(chǎn)生對答案的探索欲望,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣.
2 、歐姆定律教學(xué)引入文獻分析
歐姆定律是整個初中電學(xué)的重難點之一,教師在設(shè)計的時候往往需要考慮接收者的認知情況以及他們的階段性特點等等,首當其沖考慮的便是引入部分.以下是大部分教師在歐姆定律教學(xué)設(shè)計中常用的幾種引入方式.
(1)復(fù)習(xí)引入
學(xué)生在接觸歐姆定律之前已經(jīng)掌握了電流、電壓、電阻3個物理概念,有的教師則是充分的利用學(xué)生已經(jīng)有的舊知識,引導(dǎo)學(xué)生探討電流、電壓、電阻之間存在的關(guān)系,自然而然的導(dǎo)入本節(jié)課的課題.
(2)實際問題引入
在物理教學(xué)中,教師不只是讓學(xué)生掌握教材知識,更重要的是引導(dǎo)他們運用物理知識來解決實際問題,學(xué)生只有把書本中的知識運用到生活中,才能適應(yīng)社會發(fā)展的需要.有的教師會由生活當中電流受電壓、電阻變化的電路來進行提問(比如收音機的音量大小是由什么來進行控制的),然后引發(fā)學(xué)生進行思考.
(3)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課
初中的學(xué)生最希望得到教師的認可,對于教師提出的問題一定會爭先搶答,有的教師就會抓住學(xué)生的這一特點,設(shè)置與本節(jié)課相關(guān)的問題讓學(xué)生來搶答.設(shè)置如下兩個問題:實驗中當電壓一定的時候,電流隨電阻的變化情況;當電阻一定的時候,電流隨電壓的變化情況.根據(jù)學(xué)生的回答情況,教師進一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數(shù)值關(guān)系,教師逐步引導(dǎo)學(xué)生進行猜想,進而探究三者的關(guān)系得出歐姆定律.
(4)通過實驗引入主題
實驗的創(chuàng)設(shè)是根據(jù)電流在電路中會受到哪些因素的影響而發(fā)生變化,有的教師會根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的知識事先設(shè)計電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實驗現(xiàn)象與學(xué)生前面所了解的不一致,通過繼續(xù)進行實驗對比解釋才知道電流在電路中同時還會受到電壓的影響,接下來就順理成章地引入對電流與電壓、電流與電阻關(guān)系的判斷.
(5)由物理學(xué)史引入
新課標中三維目標中的情感態(tài)度與價值觀明確規(guī)定,要求學(xué)生掌握物理學(xué)史,學(xué)習(xí)前人的科學(xué)態(tài)度與精神.有的教師會通過介紹歐姆這個人,讓學(xué)生對其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻---歐姆定律.
3、 總結(jié)
通過對歐姆定律教學(xué)設(shè)計的相關(guān)文獻進行分析發(fā)現(xiàn),在大部分文獻中采用的都是慣用的物理引入法,而其中占比最大的就是實驗引入法,由于在前面學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵學(xué)生進行三者之間關(guān)系的探究實驗.電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經(jīng)說得比較清楚了,因此,現(xiàn)在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運用控制變量法分別探究電流與電壓以及電流與電阻之間的關(guān)系,從而得出歐姆定律的表達式.這種方式學(xué)生比較容易接受,同時也會感興趣.通過這個過程學(xué)生不僅能夠?qū)W到物理知識,還能在這個過程中經(jīng)歷實驗探究的步驟,從而加強實驗探究的意識,與初中物理課程所倡導(dǎo)的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是符合的,因此,實驗探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學(xué)引入的首選.
初中物理課程標準中明確指出要注重對學(xué)生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng),但是情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)不是通過一節(jié)課就能夠體現(xiàn)出來的,需要教師不斷地進行潛移默化的影響,而在物理學(xué)里面最好的方式在筆者看來就是物理學(xué)史的滲入.物理學(xué)史具有問題情境性、目標指向性、運用靈活性等特點,物理學(xué)家們的物理思想、實驗方法和探索精神等不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)學(xué)生,還能夠提高課堂的教學(xué)效果并且提升學(xué)生的素養(yǎng)[1].但是通過對文獻的分析筆者發(fā)現(xiàn)在已有的教學(xué)設(shè)計當中,很多教師就是對歐姆的一生進行簡要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對歐姆的實驗進行驗證,學(xué)生或許會深刻地記住歐姆這個人,這樣的引入也對學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀有所滲透,但是,學(xué)生的主動性就沒有那么的明顯,筆者曾經(jīng)也用過這樣的方式進行引入,得到的結(jié)果沒有顯著的不同,因此,筆者又設(shè)計了另外一種方式的物理學(xué)史引入.
由于學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流的知識,教師可以提問學(xué)生:(1)電流產(chǎn)生的原因是什么?(2)前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流,對于電流是否存在和其大小我們可以用什么來進行測量?電壓是形成電流的原因,初二上學(xué)期就已經(jīng)學(xué)過熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個熱源之間是可以直接進行熱量的傳遞,歐姆認為電流也應(yīng)該具有和熱傳遞相似的性質(zhì),既然熱是受到溫度差的驅(qū)動,那電流也應(yīng)該受到某種驅(qū)動力而且應(yīng)該是正比的關(guān)系,現(xiàn)在我們知道這個驅(qū)動力其實就是電壓;對于電流的測量學(xué)生知道用電流表,接下來教師就可以對歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程進行介紹.當電流被發(fā)現(xiàn)后的很長一段時間電流表才出現(xiàn),在電流表出現(xiàn)之前,能夠檢測電流的是一種叫檢流計(原理就是電流的磁效應(yīng))的儀器,現(xiàn)在又一個問題了,只有檢流計也沒有辦法去得知電流的大小.歐姆這個人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計可以測量電流是否存在,在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究是否可以得到電流大小.”前人已經(jīng)發(fā)明了靜電計可用來測靜電力(這是我們后面即將學(xué)到的)——庫侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據(jù)檢流計的原理以及測靜電力的扭秤相結(jié)合,制成了電流扭力秤,結(jié)構(gòu)很簡單,就是一個小磁針和一根直導(dǎo)線,當直導(dǎo)線通上電流之后,電流產(chǎn)生的磁場就會影響小磁針轉(zhuǎn)過一定的夾角,并且發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角度與電流強度成正比,通過角度還可以得出電流的大小.那么如果現(xiàn)在學(xué)生就有這樣一個電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對其充分利用,進行實驗的改造,在我們已有知識的基礎(chǔ)上.有的學(xué)生肯定會想到電阻的大小與金屬材料的關(guān)系,改變金屬材料看所得電流的變化,這樣又解決了電流與電阻之間的關(guān)系[3].這是在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)了電流、電壓、電阻之間的關(guān)系,愛因斯坦曾經(jīng)說過“提出一個問題往往比解決一個問題更加重要,提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看待問題,卻需要創(chuàng)造性的想象力,而且標志著科學(xué)的真正進步.”歐姆就是在不斷發(fā)現(xiàn)問題的過程中得出了歐姆定律,這整個教學(xué)過程看上去沒有物理知識,很多教師可能會覺得浪費時間再加上還有的是學(xué)生還沒有學(xué)過的知識,其實不然,學(xué)生的接受能力遠遠比我們想象的要多,這樣的介紹讓學(xué)生明白歐姆定律其實就是一個電流的探究過程,其實是在這個過程中不斷地創(chuàng)新思考,不斷地提出新的問題,最后得出三者之間的關(guān)系I=UR.為了加強學(xué)生的理解,筆者建議這個引入過程可以將PPT、教師的描述、板書結(jié)合起來使用,效果可能會更好.
參考文獻
歐姆定律是實驗定律.要正確理解歐姆定律，應(yīng)了解如何通過試驗來揭示電流、電壓、電阻三個物理量之間的關(guān)系.因為是三個物理量，所以我們在研究實驗時要采用控制變量法，探究過程中分兩步.
1.保持電阻不變，研究電流跟電壓的關(guān)系
研究電流跟電壓的關(guān)系時，應(yīng)保持電阻不變，那么，設(shè)計實驗電路時就要考慮以下幾個方面：①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I？②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變？③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U？設(shè)計實驗電路圖（如圖1）:
按電路圖連接實物電路，利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓，使它成整數(shù)倍的增加，并記錄所對應(yīng)的電流值，填入表一中.
表一：R＝10Ω
通過上表可得：電阻一定時，電流與電壓成正比.
2.保持電壓不變，研究電流跟電阻的關(guān)系
同學(xué)們一定要明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時，應(yīng)保持電壓不變”的思想.實驗探究時應(yīng)考慮：①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大??？②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變？這是這個探究實驗的難點，當電阻的大小發(fā)生變化時，可通過滑動變阻器來控制其兩端的電壓U保持不變.
不斷更換定值電阻，利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變，記錄對應(yīng)的電流值，填入表二中.
表二：U＝3V
通過上表可得：電壓一定時，電流與電阻成反比.
綜上所述：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比.
同學(xué)們在具體的探究活動中可能會遇到這樣的問題：在電阻R阻值改變時，電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化，如何移動滑動變阻器的滑片，使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來的電壓值.這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面.
例1小剛同學(xué)用如圖2電路探究歐姆定律的“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”.在此實驗過程中，當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的惟一操作是（）.
A.保持變阻器滑片不動
B.將變阻器滑片適當向左移動
C.將變阻器滑片適當向右移動
D.將電池個數(shù)增加
解析當A、B兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，電路中的電流減小，滑動變阻器兩端的電壓減小，而A、B兩點間的電壓增大，所以滑動變阻器的電阻應(yīng)當增大才能使A、B兩點間的電壓保持不變.這道題讓大家真正了解到應(yīng)如何靈活應(yīng)用控制變量法.
二、正確理解歐姆定律
在歐姆定律中，三個物理量是指同一導(dǎo)體或同一段電路在同一時刻的I、U、R，同時三個物理量的單位必須要用國際單位制.
對于歐姆定律I=U/R和歐姆定律的變形式R=U/I，這兩個公式是大家最容易混淆的.
特別是R=U/I只是用來計算導(dǎo)體電阻的，決不能認為R與U成正比，R與I成反比；對同一導(dǎo)體而言，即使導(dǎo)體上不加電壓，導(dǎo)體電阻仍然存在.切記導(dǎo)體電阻與電壓電流無關(guān)，它是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).
為了更形象深刻地理解歐姆定律，我們可以借助圖像來描述.
根據(jù)I=U/R，當R一定時，I與U成正比，相當于數(shù)學(xué)中的正比例函數(shù)的圖像.如圖3甲所示.而在U一定時，I與R成反比，相當于數(shù)學(xué)中的反比例函數(shù)的圖像.如圖3乙所示.
應(yīng)用這種圖像可以來比較電阻的大小.
例如圖4所示為接入閉合電路中阻值不同的兩個電阻的電流隨電壓變化的I-U圖像，從圖中可知（）.
A.R1R2
B.R1R2串聯(lián)后，總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅱ內(nèi)
C.R1R2并聯(lián)后，總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅲ內(nèi)
D.R1R2并聯(lián)后，總電阻I-U圖線在區(qū)域Ⅰ內(nèi)
解析 首先大家要對串并聯(lián)電路的總電阻非常清楚，串聯(lián)的總電阻大于任何一個分電阻，并聯(lián)的總電阻小于任何一個分電阻.從圖上可以選擇電壓一定時，比較電流的大小關(guān)系，I1I2，所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ，所以正確答案為D.
三、歐姆定律的應(yīng)用
根據(jù)歐姆定律：①知道導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻就可以求出導(dǎo)體中的電流；②知道通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻就可以求出導(dǎo)體兩端的電壓；③知道通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓就可以求出導(dǎo)體的電阻值，即I=U/R，U=IR，R=U/I.
例2一個定值電阻兩端加上6V電壓時,通過它的電流是0.4A.如果給它加上3V的電壓時,則流過它的電流是多少？為什么？
解析一
要求當電壓是3V時，電流是多少，還需知道電阻，根據(jù)前面的兩個條件可以求出電阻是15Ω，因為電阻是不變的，所以I=U/R=3V/15Ω
=0.2A.
解析二
根據(jù)歐姆定律，R一定時，I與U成正比，即得I=0.2A.
例3如圖5所示，開關(guān)閉合后，當滑動變阻器滑片P向右滑動過程中（）.
A.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變小
C.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
D.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
解析當滑動變阻器滑片P向右滑動時，電路的總電阻變大.電壓一定時，電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變??；通過定值電阻的電流減小，所以定值電阻分擔(dān)的電壓減小，電壓表的示數(shù)變大.故選A.
例4如圖6所示是“伏安法測電阻”的實驗電路圖．
(1)在圖6中的圓圈內(nèi)填入電流表、電壓表的符號；
(2)某同學(xué)規(guī)范操作，正確測量，測得3組實驗數(shù)據(jù)分別是：U1＝2．4V，I1＝0．20A；U2＝4．5V，I2＝0．38A；U3＝6．0V，I3＝0．50A.請你在虛線框內(nèi)為他設(shè)計一個表格，并把這些數(shù)據(jù)正確填寫在你設(shè)計的表格內(nèi)．
(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，請你算出待測電阻Rx≈_______Ω．
(4)分析表格中的數(shù)據(jù)，你能得出的一個結(jié)論是：_______________________________.
解析(1)填入電流表和電壓表，如圖7所示.
(2)實驗數(shù)據(jù)表格設(shè)計如下表：
高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個問題展開的。教材在設(shè)計中意在從能量守恒的觀點推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律，從理論上推出路端電壓隨外電阻變化規(guī)律及斷路短路現(xiàn)象，將實驗放在學(xué)生思考與討論之中。為了有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，我們特提出在《閉合電路歐姆定律》教學(xué)中創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計。
1.《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標分析
《閉合電路歐姆定律》教學(xué)目標主要有以下幾個方面：一是，經(jīng)進閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程，體驗?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生推理能力；二是，了解路端電壓與電流的U-I圖像，培養(yǎng)學(xué)生利用圖像方法分析電學(xué)問題的能力；三是，通過路端電壓與負載的關(guān)系實驗，培養(yǎng)學(xué)生利用實驗探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法；四是，利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。高中物理《閉合電路歐姆定律》教學(xué)主要是圍繞定律的推導(dǎo)和定律的應(yīng)用這兩個問題展開的，其中涉及到了“電動勢和內(nèi)阻”、“用電勢推導(dǎo)電壓關(guān)系”、“焦耳定律”以及“歐姆定律”等諸多內(nèi)容，這些內(nèi)容之間具有一定的聯(lián)系， 只要能夠為其構(gòu)建一個完善的體系，將這些知識有機的結(jié)合起來，就能夠得出閉合電路的歐姆定律。以建構(gòu)主義教學(xué)思想為基礎(chǔ)，采用創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計，對于提高課堂教學(xué)有效性具有積極意義。
2.創(chuàng)設(shè)“問題情境”的教學(xué)設(shè)計具體實踐
首先，通過問題的提出激發(fā)學(xué)生的求知欲。例如：將一個小燈泡接在已充電的電容器兩極，另一個小燈泡在干電池兩端，會觀察到什么現(xiàn)象？并展示生活中的一些電源，演示手搖發(fā)電機使小燈泡發(fā)光和利用紐扣電池發(fā)聲的音樂卡片實驗，使學(xué)生進行思考這些現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。通過觀察學(xué)生會發(fā)現(xiàn)手搖發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)化成電能的過程，停止搖動就沒有電能，燈泡就不會亮，而干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，其化學(xué)能能夠為干電池提供持續(xù)供電的功能，因此小燈泡能夠持續(xù)發(fā)光。然后教師再在這個基礎(chǔ)上提出問題：什么是電源的電動勢？之后指出電源電動勢的概念，幫助學(xué)生認識電源的正負極，并畫出等效的電路圖，利用學(xué)生已知的知識，如電勢相當于高度，電勢差則相當于高度差，這樣學(xué)生就能夠很好的對電勢差以及電源電動勢的內(nèi)電壓和外電壓等概念進行理解了。
其次，在教學(xué)中可采用類比、啟發(fā)、多媒體等多種方法進行教學(xué)。教師在課堂教學(xué)匯總可借助于多媒體播放flash課件， 借助于升降機舉起的高度差或者兒童滑梯兩端的高度差，幫助學(xué)生更好的理解電源電動勢。另外還可以從能量的角度引導(dǎo)學(xué)生對其進行理解，例如小花去買衣服，共有100元，其中10元用于打車，90元用于買衣服，在這里，100元就相當于電源的電動勢，車費相當于內(nèi)電壓（必要的無用功），買衣服的費用就相當于外電壓（有用功），從而使學(xué)生掌握內(nèi)外電壓的本質(zhì)屬性。
最后，要通過實驗來引導(dǎo)學(xué)生進行探究。物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察和實驗是提出問題的基礎(chǔ)，在實驗教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生觀察要細致人微，要善于從實驗中發(fā)現(xiàn)問題，直觀、形象的實驗現(xiàn)象能激發(fā)學(xué)生思考?？梢宰寣W(xué)生通過實驗來探究路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系，得出路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系，再從理論上進行分析。然后演示電動勢分別為3V和9V（舊）的電源向一個燈泡供電實驗，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)習(xí)進行討論，解釋現(xiàn)象原因。通過這種方式能夠讓學(xué)生很容易就明白流過燈泡的實際電流不僅與電源的電動勢有關(guān)，還與電路中的總電阻有關(guān)，從而順理成章的得出閉合電路歐姆定律，完成課堂教學(xué)任務(wù)。