時(shí)間：2023-08-04 09:19:12
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇?dú)W姆定律的相量形式，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過(guò)這一節(jié)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生初步掌握和運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問(wèn)題的思路和方法，了解運(yùn)用“控制變量法”研究物理問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識(shí)目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式，能用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系；通過(guò)計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
（2）技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問(wèn)題的能力。
（3）情感目標(biāo)
通過(guò)介紹歐姆的生平，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過(guò)歐姆定律的運(yùn)用，幫助學(xué)生樹立物理知識(shí)普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)以及科學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的價(jià)值意識(shí)。
3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義，并且能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的電學(xué)計(jì)算。
難點(diǎn)：運(yùn)用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說(shuō)學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念，并且還初步學(xué)會(huì)了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用，具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)的基本技能。但對(duì)電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識(shí)是膚淺的、不完整的，沒有上升到理性認(rèn)識(shí)，需要具體的形象來(lái)支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)法和定量、定性分析法。
2.知識(shí)基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié)，需要學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)有：電流、電壓、電阻的概念，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器使用方法，電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說(shuō)教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點(diǎn)本人采取以下幾個(gè)教法：采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說(shuō)教學(xué)過(guò)程
1.課題導(dǎo)入（采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問(wèn)的方式，時(shí)間3分鐘）
復(fù)習(xí)：電流是如何形成的？導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有什么作用？
設(shè)疑思考：電壓、電阻和電流這三個(gè)量之間有什么樣的關(guān)系呢？通過(guò)簡(jiǎn)單的回顧、分析，使學(xué)生很快回憶起這三個(gè)量的有關(guān)概念，通過(guò)猜想使學(xué)生對(duì)這三個(gè)量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣，達(dá)到引入新課的目的。
2.展開探究活動(dòng)，自主總結(jié)結(jié)論（時(shí)間37分鐘）
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個(gè)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容，可采用以下幾點(diǎn)做法：各小組在教師指導(dǎo)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思，從而引入歐姆定律的內(nèi)容；讓學(xué)生思考用一個(gè)什么樣的式子可以將這兩個(gè)結(jié)論所包含的意思表示出來(lái)，從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說(shuō)明事項(xiàng)
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”，其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言，即同一性和同時(shí)性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一：通過(guò)課本第26頁(yè)例題和第29頁(yè)習(xí)題2和習(xí)題3，讓學(xué)生自己先試做，然后教師再加以點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)目標(biāo)，充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：
（1）同一性
即公式中的U、I，必須針對(duì)同一段導(dǎo)體而言，不許張冠李戴。
（2）統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一（都用國(guó)際主單位）。
（3）同時(shí)性
即公式中的U、I，必須是同一時(shí)刻的數(shù)值。
（4）規(guī)范性
解題時(shí)一定要注意解題的規(guī)范性（即按照已知、求、解、答四個(gè)步驟解題）。
歐姆定律應(yīng)用之二：探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
（1）實(shí)驗(yàn)分析
在演示實(shí)驗(yàn)之前，要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想，當(dāng)學(xué)生的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同時(shí)，他會(huì)在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到快樂(lè)與興奮，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái)，讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變暗了），并說(shuō)出原因（電路中的電流變小了，說(shuō)明總電阻變大了）。
得出結(jié)論：串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大。
②演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái)，同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變亮了），并說(shuō)出原因（路中的電流變大了，說(shuō)明總電阻變小了）。
得出結(jié)論：并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
（2）定性分析
（提出問(wèn)題）為什么串聯(lián)后總電阻會(huì)變大？并聯(lián)后總電阻會(huì)變?。?/p>
得出結(jié)論：電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，所以串聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越大；電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了，所以并聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越小。
（3）定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過(guò)的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論：（1）電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)（4分鐘）
（1）理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
（2）運(yùn)用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計(jì)算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)（1分鐘）
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對(duì)歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運(yùn)用，并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過(guò)的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)的一些常見題型加以知識(shí)的鞏固。
作業(yè)：《課堂點(diǎn)睛》17頁(yè)至18頁(yè)的習(xí)題。
五、說(shuō)板書設(shè)計(jì)
歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
歐姆定律的表達(dá)式：I
電阻的串聯(lián)：R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞：歐姆定律；適用范圍；微觀機(jī)理；導(dǎo)電材料；能量轉(zhuǎn)化
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）12-0039-2
人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節(jié)內(nèi)容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開，圖1為教材的兩段文字，意思是當(dāng)金屬導(dǎo)體的電阻不變時(shí)，伏安特性曲線是一條直線，叫做線性元件，滿足歐姆定律；“這些情況”的電流與電壓不成正比，是非線性元件，歐姆定律不適用[1]。隨后，教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線，指出兩個(gè)元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時(shí)，不論是年輕教師還是學(xué)生常常感到疑惑：歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質(zhì)溶液還是線性元件？小燈泡是金屬，又是非線性元件，究竟是否滿足歐姆定律？
[導(dǎo)體的伏安特性曲線 在實(shí)際應(yīng)用中，常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。對(duì)于金屬導(dǎo)體，在溫度沒有顯著變化時(shí)，電阻幾乎是不變的（不隨電流、電壓改變），它的伏安特性曲線是一條直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。圖2.3-2中導(dǎo)體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)中用的都是金屬導(dǎo)體。這個(gè)結(jié)論對(duì)其他導(dǎo)體是否適用，仍然需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用，但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用。也就是說(shuō)，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學(xué)元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來(lái)
1826年4月，德國(guó)物理學(xué)家歐姆《由伽伐尼電力產(chǎn)生的電現(xiàn)象的理論》，提出歐姆定律：在同一電路中，通過(guò)某段導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。歐姆實(shí)驗(yàn)中用八根粗細(xì)相同、長(zhǎng)度不同的板狀銅絲分別接入電路，推導(dǎo)出 ，其中s為金屬導(dǎo)線的橫截面積，k為電導(dǎo)率，l為導(dǎo)線的長(zhǎng)度，x為通過(guò)導(dǎo)線l的電流強(qiáng)度，a為導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差[2]。當(dāng)時(shí)只有電導(dǎo)率的概念，后來(lái)歐姆又提出 為導(dǎo)體的電阻，并將歐姆定律表述為“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。”
關(guān)于歐姆定律的m用范圍，一直存在爭(zhēng)議，筆者認(rèn)為可以從不同角度進(jìn)行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導(dǎo)電材料看適用范圍
歐姆當(dāng)年通過(guò)對(duì)金屬導(dǎo)體研究得出歐姆定律，后來(lái)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律也適用于電解質(zhì)溶液，但不適用于氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件。
從微觀角度分析金屬導(dǎo)體中的電流問(wèn)題，金屬導(dǎo)體中的自由電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度矢量平均為零，不能形成電流。有外電場(chǎng)時(shí)，自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，定向漂移形成電流，定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，與金屬晶格碰撞后向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的可能性都有，因此失去定向運(yùn)動(dòng)的特征，又回歸無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)力的作用下再做定向漂移。如果在一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的長(zhǎng)直導(dǎo)線，兩端加上電壓U，自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長(zhǎng)有短，設(shè)平均時(shí)間為τ，則自由電子在下次碰撞前的定向移動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，
2.2 從能量轉(zhuǎn)化看適用范圍
在純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，由UIt=I2Rt，得出 在非純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其余部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（機(jī)械能、化學(xué)能等）， 因此，歐姆定律適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。
金屬導(dǎo)體通電，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是純電阻元件，滿足歐姆定律。小燈泡通電后，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，燈絲溫度升高導(dǎo)致發(fā)光，部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能，因此小燈泡也是純電阻，滿足歐姆定律。電解質(zhì)溶液，在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也遵守歐姆定律。氣體導(dǎo)電是因?yàn)闅怏w分子在其他因素（宇宙射線或高電壓等條件）作用下，產(chǎn)生電離，能量轉(zhuǎn)化情況復(fù)雜，不滿足歐姆定律。半導(dǎo)體通電時(shí)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電能少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不滿足歐姆定律。電動(dòng)機(jī)通電但轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，遵從歐姆定律；轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為非純電阻元件，也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個(gè)量與另一個(gè)量按比例、成直線關(guān)系，非線性元件指兩個(gè)量不按比例、不成直線的關(guān)系。在電流與電壓關(guān)系問(wèn)題上，線性元件阻值保持不變，非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變，在求解含有非線性元件的電路問(wèn)題時(shí)通常借助其I-U圖像。
從 知導(dǎo)體的電阻與自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時(shí)間有關(guān)，自由電子和晶格碰撞將動(dòng)能傳遞給金屬離子，導(dǎo)致金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，產(chǎn)生電熱。由 知導(dǎo)體的溫度升高，τ減小，電阻增大。因此，導(dǎo)體的電阻不可能穩(wěn)定不變。當(dāng)金屬導(dǎo)體的溫度沒有顯著變化時(shí)，伏安特性曲線是直線，滿足“電阻不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的，溫度降低時(shí)，金屬導(dǎo)體的電阻減小，當(dāng)溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線，是非線性元件，當(dāng)燈泡電阻變化時(shí)，仍有I、U、R瞬時(shí)對(duì)應(yīng)，滿足歐姆定律 如同滑動(dòng)變阻器電阻變化時(shí)也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結(jié)論
綜上所述，從導(dǎo)電材料的角度看，歐姆定律適用于金屬和電解質(zhì)溶液（無(wú)化學(xué)反應(yīng)）；從能量轉(zhuǎn)化的角度看，歐姆定律適用于純電阻元件。對(duì)于線性元件，電阻保持不變，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，歐姆定律適用。從物理學(xué)史推想，歐姆當(dāng)年用八根不同銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該是研究了電壓保持不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系，以及電阻保持不變時(shí)，電流與電壓的關(guān)系。雖然都是非線性元件，小燈泡是金屬材料，是純電阻元件，滿足歐姆定律，二極管是半導(dǎo)體材料，卻不滿足歐姆定律。因此，線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念，我們可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成 上式可以表述為：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。這就是我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)的歐姆定律。”[1]筆者以為，歐姆定律的內(nèi)容是 這個(gè)表達(dá)式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個(gè)量的關(guān)系，而不是其中的正比關(guān)系和反比關(guān)系，教材沒必要對(duì)歐姆定律進(jìn)行正比反比的表述。
“實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用，但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用?！苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍，建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開，同時(shí)明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.
關(guān)鍵詞：初中；物理；歐姆定律；教學(xué)問(wèn)題
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2015）09-0056-01
一、在實(shí)驗(yàn)探究中讓學(xué)生學(xué)習(xí)歐姆定律
歐姆定律是電學(xué)重要內(nèi)容之一，也是中考重點(diǎn)考查內(nèi)容，所以能否教好歐姆定律關(guān)系到之后對(duì)中考的重點(diǎn)知識(shí)復(fù)習(xí)，更有可能影響學(xué)生對(duì)于物理學(xué)的熱情。在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程之中以學(xué)生為主，教師起引導(dǎo)作用，讓學(xué)生通過(guò)觀察電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的微量變化發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，他們對(duì)于自己發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)比老師直接教導(dǎo)的印象深刻，從而達(dá)到了教學(xué)目的。
二、在歐姆定律的學(xué)習(xí)中最經(jīng)常遇到的問(wèn)題
在實(shí)際的教學(xué)之中，教師要把電路的認(rèn)識(shí)與畫電路圖、連接電路作為主要的教學(xué)任務(wù)，開闊學(xué)生的思維，加強(qiáng)對(duì)電路的認(rèn)識(shí)。物理是一門比較枯燥的課程，只有激發(fā)學(xué)生的熱情，才能更好地完成授課。電流、電壓、電阻的概念及單位，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用，是最基礎(chǔ)的概念。電流表測(cè)量電流、電壓表測(cè)量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流，這部分則比較重要，需要重點(diǎn)講解。電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測(cè)量?jī)x器，明確這些儀器的使用與操作，是非常重要的，關(guān)系到后期實(shí)驗(yàn)的正確性與對(duì)知識(shí)的理解。以上基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)歐姆定律的基礎(chǔ)。
三、歐姆定律的主要內(nèi)容是電流、電壓、電阻的關(guān)系
這部分知識(shí)是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上概括、歸納出了電路中電壓、電流、電阻三者相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。教師在實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生理解電流隨電壓和電阻的變化而變化，對(duì)于多個(gè)變量問(wèn)題的研究是采用固定一個(gè)量不變，研究其余兩個(gè)量的變化的處理方法，從而讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理學(xué)中常用這種方法。歐姆定律在初中只講部分電路的歐姆定律，是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)分析和進(jìn)行電路計(jì)算的基礎(chǔ)，是初中電學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)。
歐姆定律是初中物理學(xué)電學(xué)的重點(diǎn)、也是難點(diǎn)，想要研究歐姆定律必須要建立電流、電壓、電阻的關(guān)系，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出歐姆定律，做好演示實(shí)驗(yàn)，歸納、分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使學(xué)生正確理解歐姆定律的基礎(chǔ)。所以，使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器是這部分知識(shí)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。
電流、電壓、電阻的概念是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，由于初中學(xué)生水平有限，對(duì)電流、電壓的概念要求較低，并沒有下準(zhǔn)確的定義。因此，電阻的概念就成了學(xué)生理解的難點(diǎn)。教師要多舉例子幫助學(xué)生理解電阻是導(dǎo)體本身的屬性，決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面和溫度，它用兩端的電壓和通過(guò)的電流的比值來(lái)表示是為了測(cè)量的方便，與外加電壓、電流無(wú)關(guān)。同時(shí)，教師一定要糾正一些學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的電阻隨電壓、電流的變化而變化的錯(cuò)誤概念，也就是對(duì)歐姆定律的錯(cuò)誤理解。歐姆定律在學(xué)生頭腦的建立過(guò)程是十分重要的，認(rèn)真做好演示實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)來(lái)探索一個(gè)量隨兩個(gè)量變化的定量關(guān)系是第一次。首先要向?qū)W生交代清楚實(shí)驗(yàn)的研究方法，本實(shí)驗(yàn)彩用控制變量法來(lái)研究，即“固定電阻不變，研究電流跟電壓的關(guān)系；固定電壓不變，研究電流跟電阻的關(guān)系”。在連接如圖（圖略）所示的實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，要將具體接法演示給學(xué)生看?？梢韵葟碾娫凑龢O開始，按電流方向依次為電池、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R′、定值電阻R、電流表串聯(lián)起來(lái)組成一個(gè)閉合回路，最后將電壓表并聯(lián)在定值電阻R兩端。同時(shí)提醒學(xué)生注意電流必須從電流表和電壓表的正接線柱流進(jìn)電表，負(fù)接線柱流出電表及量程選擇，電流表與R串聯(lián)，其示數(shù)等于通過(guò)R的電流。電壓表與R并聯(lián)其數(shù)等于R兩端的電壓。
運(yùn)用歐姆定律可以推導(dǎo)串聯(lián)電路中的總電阻跟各串聯(lián)電阻之間的關(guān)系及電壓分配跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系，具體推導(dǎo)如下：
在串聯(lián)電路中：I=I1=I2；U=U1+U2；由歐姆定律公式I=U/R，可得U=IR；U1=I1R1；U2=I2R2將這些式子代入上式得：IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2；也就是說(shuō)串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)導(dǎo)體的電阻之和。
在串聯(lián)電路中：I=I1=I2；由歐姆定律公式I=U/R，可得：I1=U1/R1；I2=U2/R2；將這些式子代入上式得：U1/R2=U2/R2 變換一下形式得：U1/U2=R1/R2；即串聯(lián)電路中，電壓分配跟導(dǎo)體電阻成正比。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)物理教學(xué)內(nèi)容的分析、思維方法、能力訓(xùn)練的具體研究，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)，可以使初中物理教師掌握歐姆定律的基本理論方法，更好地駕駛物理教材，提高物理教學(xué)質(zhì)量，把重點(diǎn)真正落實(shí)在教學(xué)過(guò)程中，幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)操作能力、歸納概括能力、演繹推理能力、邏輯推理能力、抽象思維能力及靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)控制變量法研究多個(gè)變量的問(wèn)題，學(xué)會(huì)用等效法分析復(fù)雜電路。因此，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的物理素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)：
第1節(jié) 對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用
重點(diǎn)考點(diǎn)
歐姆定律是通過(guò)“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.應(yīng)注意以下考點(diǎn)：（1）公式（）說(shuō)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(gè)因素有關(guān)，其中I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一電路和同一時(shí)刻.（2）變形式（）說(shuō)明電阻R的大小可以由（）計(jì)算得出，但與U、I無(wú)關(guān).因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由自身的材料、長(zhǎng)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(dú)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(huì)從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用，一是對(duì)歐姆定律及變形公式的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算，一般不加生活背景，以純知識(shí)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(jìn)行簡(jiǎn)單的串并聯(lián)的相關(guān)計(jì)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(shí)，電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路，可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V；若再閉合S1時(shí)，兩電阻并聯(lián)，則U2=U=6 V，因?yàn)镽1支路兩端的電壓沒有變化，所以通過(guò)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(guò)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(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是能判斷出閉合開關(guān)S1時(shí)電流表示數(shù)的變化即為通過(guò)R2支路的電流.每年的中招都有一個(gè)2分的這樣的純計(jì)算題目，以考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)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(dòng)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(guó)先分析電路的連接情況和電表的作用：電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)的是R1兩端的電壓，電壓表V2測(cè)的是滑動(dòng)變阻器（左側(cè)）兩端的電壓.因?yàn)镽1是定值電阻，通過(guò)它的電流與電壓成正比，所以它對(duì)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(dāng)電流都是0.3 A（找出任一個(gè)電流相等的點(diǎn)，兩圖線對(duì)應(yīng)的電壓之和就是電源電壓）時(shí)，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(diǎn)，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(gè)比例關(guān)系分別為：（1）電阻一定時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(huì)從圖象中找出特殊點(diǎn)足解決歐姆定律問(wèn)題的一大技巧，
第2節(jié) 動(dòng)態(tài)電路中物理量的變化
重點(diǎn)考點(diǎn)
由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)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(dòng)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(jì)算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識(shí)，因此同學(xué)們?cè)诜治鲞^(guò)程中容易顧此失彼，下面我們通過(guò)例題梳理一下解決這類問(wèn)題的一般思路，
中考常見題型
題日常聯(lián)系生活實(shí)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(cè)量等為背景，考查該部分知識(shí)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(shuō)明，可認(rèn)為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3（2014.濟(jì)寧）小夢(mèng)為濟(jì)寧市2014年5月份的體育測(cè)試設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x.圖3所示的四個(gè)電路中，Ro是定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變，滑片會(huì)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(gè)電阻R。和R串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，當(dāng)身高越高時(shí)，滑動(dòng)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(shí)，滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值越大，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)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(dòng)變阻器的接法不同，圖C中身高越高，滑動(dòng)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(cè)的是支路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點(diǎn)知道，不論人的身高如何變化，電流表的示數(shù)都不會(huì)發(fā)生變化，選B.
小結(jié)：分析這類問(wèn)題依據(jù)的物理知識(shí)是：（1）無(wú)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(dòng)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(wèn)題的一般思維程序是：（1）識(shí)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(diǎn)進(jìn)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(dāng)開關(guān)S.由閉合到斷開時(shí)，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(dāng)開關(guān)S.閉合時(shí)，電燈L被短路，電路如圖5所示，電壓表測(cè)的是電阻R兩端的電壓（同時(shí)也是電源電壓），電流表測(cè)的是通過(guò)電阻R的電流.當(dāng)開關(guān)S1斷開時(shí)，電燈L和電阻R串聯(lián)，電路如圖6所示，此時(shí)電壓表測(cè)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(cè)的是總電流，但跟S，閉合相比，這個(gè)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(dāng)開關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí)，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(cè)量
重點(diǎn)考點(diǎn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jì)算出電表的量程和滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)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(fù)接線柱要正確.（2）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路，改變電路中的電流或用電器兩端的電壓，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量.（3）分析實(shí)驗(yàn)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(lái)考試的側(cè)重點(diǎn)，要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.（4）多次測(cè)量的目的有兩個(gè)，如定值電阻的阻值不變，多次測(cè)量是為了求平均值減小誤差：燈絲電阻是變化的，多次測(cè)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(diǎn)是單表測(cè)電阻和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探究與設(shè)計(jì).
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(cè)小燈泡的電阻”和“測(cè)定值電阻的阻值”這三類題型，以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查同學(xué)們的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)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(cè)電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究?jī)?nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測(cè)電阻，小華實(shí)驗(yàn)時(shí)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(dòng)變阻器的________（填“左”或“右”）端.
（2）測(cè)量時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖7乙所示，則，_____A，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)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(cè)出未知電阻Rx請(qǐng)仿照表1中示例，設(shè)計(jì)出測(cè)量Rx阻值的其他方法.
思路分析：閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大.由于測(cè)量的是定值電阻的阻值，所以，應(yīng)該多次測(cè)量求平均值減小誤差，這正是使用滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)目的.測(cè)電阻的原理是R=（），即用電壓表測(cè)出未知電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)未知電阻的電流，就能計(jì)算出未知電阻的阻值.當(dāng)只有電流表時(shí)，我們應(yīng)設(shè)法“借到”電壓，怎樣讓未知電阻兩端的電壓和已知電阻兩端的電壓相等呢？只有組成并聯(lián)電路，示例也證實(shí)了這一點(diǎn).同樣道理，當(dāng)只有電壓表時(shí)，我們可以組成串聯(lián)電路，這樣可以借助通過(guò)已知電阻的電流來(lái)計(jì)算未知電阻，
每年的中考物理試題中，有關(guān)歐姆定律和焦耳定律這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的題目都占有較大的比重，而且近兩年的中考物理試題在這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)上的難度有增加的趨勢(shì)，歐姆定律反映了導(dǎo)體中電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，焦耳定律則說(shuō)明了電流流過(guò)導(dǎo)體所產(chǎn)生的效果。
新課程下的中考的另一個(gè)特點(diǎn)，就是重視對(duì)實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，促使同學(xué)們用新視角重新思考實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，得到新的發(fā)現(xiàn)或收獲，設(shè)計(jì)有關(guān)“過(guò)程與方法”的試題，考查同學(xué)們提出問(wèn)題、做出猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)研究計(jì)劃、分析處理數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)的能力。
二、試題講析
例1 如圖l所示，電阻R1為12Ω，將它與R2串聯(lián)后接到8V的電源上，已知R2兩端的電壓是2V，請(qǐng)求出電路的總電阻。
講析 這是一道應(yīng)用歐姆定律的基礎(chǔ)題，解題的方法有兩種：一種是從歐姆定律出發(fā)的分析法；一種是從電路的基本性質(zhì)出發(fā)的綜合法。即：求總電阻可以將R2的值求出來(lái)再求R1和R2的和；也可以用總電壓除以總電流得總電阻；或根據(jù)電路的性質(zhì)建立相應(yīng)的關(guān)系式求解。
解法一：因?yàn)镽1、R2串聯(lián)，U1=U-U2=8V-2V=6V，I1=U1/R1=6V/12Ω=0．5A，I2=I1=0．5A，R2=U2/I2=2V/0.5A=4Ω，R總=R1+R2=12Ω+4Ω=16Ω．
解法二：因?yàn)镽1、R2串聯(lián)，I=I1=I2，則U/R1+R2=U-U2/R1，8V/R=8V-2V/12Ω，R總=16Ω.
解法三：因?yàn)镽1、R2串聯(lián)I1=I2，則U1/R1=U2/R2變形得R1/R2=U1/U2，R/R1+R2=U-U2/U1+U2，U/R1+R2=U-U2/R1，R總=16Ω．
例2 如圖2所示，電源電壓不變，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電表示數(shù)的變化情況是( )．
A．電流表、電壓表示數(shù)均變大
B．電流表、電壓表示數(shù)均變小
C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小
D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大
講析 這是一道歐姆定律應(yīng)用題，要判斷電表的示數(shù)如何變化，關(guān)鍵是要知道電路中的電表示數(shù)變化的實(shí)質(zhì)，當(dāng)開關(guān)s閉合后，電路的狀態(tài)由兩個(gè)電阻的串聯(lián)變?yōu)橹挥幸粋€(gè)電阻R2的電路；原來(lái)電流表測(cè)的是R1和R2串聯(lián)時(shí)的電流，現(xiàn)在R1和電流表被短路，電流表的示數(shù)為0，示數(shù)變??；電壓表原來(lái)測(cè)的是R2上的電壓，它是電源的一部分電壓，而現(xiàn)在的電路中只有R2，則U2=U源，示數(shù)變大，本題選C．
本題的問(wèn)題是有些同學(xué)看不懂電路狀態(tài)變化的實(shí)質(zhì)，死摳歐姆定律，電流或電壓的變化是與電路的變化有關(guān)，但知道了現(xiàn)在的電路的變化特征就簡(jiǎn)單多了，識(shí)別電路是我們解電學(xué)題的前提，如果電路的狀態(tài)不清，則應(yīng)用的電路性質(zhì)也就會(huì)出錯(cuò)，這種能力要加強(qiáng)。
例3 在如圖3所示的電路中，電源電壓U=4．5V，且保持不變，電阻R1=4Ω，變阻器R2的最大阻值為15Ω，電流袁的量程為0～0．6A，電壓表的量程為0～3V，為了保護(hù)電表，變阻器接入電路的阻值范圍不能超出( )．
A．3．5Ω～8Ω
B．2Ω～3．5Ω
C．0～8Ω D．0～3．5Ω
講析 本題是歐姆定律的又一種應(yīng)用形式，是狀態(tài)電路中的變阻器的取值范圍問(wèn)題，解這類題目的關(guān)鍵是從電路的狀態(tài)出發(fā)，找出符合電路要求的電學(xué)關(guān)系式，題目中的兩個(gè)電表同時(shí)要滿足不超過(guò)量程的要求，即：串聯(lián)電路中的電流不大于0．6A，電阻R2兩端的電壓不少于3V，所以我們可以用歐姆定律，寫出符合電路要求的數(shù)學(xué)不等式組然后求解。
依題意，由歐姆定律可得
由①②兩式解得3．5Ω≤R2≤8Ω，所以應(yīng)選A．
本題與物理上其他題目一樣，關(guān)鍵是理清電路的特征，能寫出符合電路特點(diǎn)和要求的數(shù)學(xué)關(guān)系式，然后通過(guò)數(shù)學(xué)的手段解出結(jié)果，所以僅有基本知識(shí)是不夠的，更要練就解相關(guān)問(wèn)題的技能。
例4 小明利用如圖4所示的裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)?在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放置一根電阻絲，且R甲大于R乙，通電一段時(shí)間后，甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，該現(xiàn)象能夠說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與下列哪個(gè)因素有關(guān)( )。
A．電荷量 B．電流 C．電阻 D．通電時(shí)間
講析 題目的表象是：甲瓶玻璃管中的煤油上升得比乙高，這與哪些因素有關(guān)?煤油是因?yàn)槭軣崤蛎洠好嫔仙?；相同條件下，甲中的液面升得高，說(shuō)明甲瓶中的電阻產(chǎn)生的熱量多R甲和R乙是串聯(lián)在電路中的，則電流、通電時(shí)間以及電荷量(電流和通電時(shí)間的乘積)相等，A、B、D選項(xiàng)都不是影響因素；根據(jù)焦耳定律甲的電阻大，甲放出的熱量多，則電流產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關(guān)，應(yīng)選C．
本題實(shí)際上探究的是焦耳定律的影響因素，使同學(xué)們能進(jìn)一步了解其內(nèi)容、理解它的應(yīng)用同時(shí)本題中也滲透了“控制變量法”的探究思想。
例5 一個(gè)電熱水壺，銘牌部分參數(shù)如下：額定電壓220V，額定功率模糊不清，熱效率為90％，正常工作情況下燒開滿壺水需要5min，水吸收的熱量為118800J，此時(shí)熱水壺消耗的電能為_______J，其額定功率為_______W，電阻是_________Ω．若實(shí)際電壓為198V，通過(guò)電熱水壺的電流是_________A,1min內(nèi)
電熱水壺產(chǎn)生的熱量是________J．(假設(shè)電阻不隨溫度改變)
講析水所吸收的熱量已知，電熱的利用率知道，則消耗電能可以由熱量的利用率求出；用電時(shí)間已知，消耗的電能已求，則由電功率的定義求電功率,電水壺的電阻由R2=U2額/P額求出，在實(shí)際電壓下的電流I=U/R，實(shí)際電壓下的電熱水壺所產(chǎn)生的熱量Q=IRt.
答案：132000 440 110 1.8 21384
本題是歐姆定律和焦耳定律應(yīng)用的基礎(chǔ)題，也是通過(guò)練習(xí)使同學(xué)們掌握基本知識(shí)的重要途徑，簡(jiǎn)單的是這樣的填空題，復(fù)雜的可以演變成綜合應(yīng)用題；這些題目也是中考中同學(xué)們易失分的地方。
例6 CFXB型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖5所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過(guò)單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲，當(dāng)開關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為1100W，當(dāng)開關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W。
(1)電飯煲在高溫?zé)髾n時(shí)，開關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接?
(2)電熱絲R0的阻值多大?
(3)當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大?燜飯、保溫10rain，電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少?
講析 電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路中的功率是最大，在電壓一定時(shí)，要得到最大功率電路中的電阻應(yīng)最小，由圖5可知，當(dāng)R被短路時(shí)，電路中的電阻最小，電路中只有R0工作，則S應(yīng)合到2位置，高溫?fù)鯐r(shí)的功率已知，電壓為額定電壓，R0由R＝U2/P等求得，當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)，電飯煲的熱功率最小，電路中的電阻最大，則R0和R串聯(lián)，可求出此時(shí)的電流，再由Q=I2Rt求出R0產(chǎn)生的熱量，
答：(1)與觸點(diǎn)2連接。
(2)P=U2/R0，R0=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω．
(3)P=IU，I=P/U=22W/22V=O．1A，Q0=I2R0t=(0.1A)2×44Ω×600s=264J．
本題是歐姆定律和焦耳定律應(yīng)用的綜合題，同學(xué)們要能綜合考慮影響電路發(fā)熱的因素，也就是理解焦耳定律定義公式(Q=I2Rt)和各種變形公式(Q=U2/R(t)、Q=UIt)的應(yīng)用，其中也涉及到歐姆定律的靈活應(yīng)用。
三、鞏固練習(xí)
1．如圖6所示電路中，R1=10Ω．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表示數(shù)為0．2A，電壓表示數(shù)為4V．求：(1)電源電壓；(2)R2的阻值。
2．如圖7所示電路中，電源電壓恒定，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器滑片P自b向a移動(dòng)的過(guò)程中(
)。
A．電流表A的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變小
B．電流表A的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)與電流表A的示數(shù)之比變大
c．電壓表V1的示數(shù)不變，電路消耗的總功率變大
D．電壓表V2的示數(shù)變小，電路消耗的總功率變小
3．一只電爐的電阻為48．4Ω，接在電壓為220V的電路中工作，它的功率是w，電爐絲工作時(shí)熱得發(fā)紅，而連接電爐絲的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱，其原因是
4．在一次科技小組的活動(dòng)中，同學(xué)們按照如圖8所示的電路在AB之間接入一根細(xì)銅絲，閉合開關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的讀數(shù)保持3A不變，過(guò)了一會(huì)兒，細(xì)銅絲熔斷，在AB之間換接一根同長(zhǎng)度的較粗的銅絲，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到某一固定值，經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間粗銅絲沒有熔斷，在此過(guò)程中，電流表的讀數(shù)保持3A不變小明同學(xué)針對(duì)所觀察到的現(xiàn)象提出了一個(gè)問(wèn)題：造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?(設(shè)電源電壓保持不變)
(1)你認(rèn)為造成細(xì)銅絲熔斷而粗銅絲沒有熔斷的原因是什么?(請(qǐng)簡(jiǎn)述理由)
(2)若粗銅絲電阻為0．01Ω，求：在5s內(nèi)粗銅絲共產(chǎn)生的熱量。
(3)如果你家準(zhǔn)備安裝一臺(tái)“220V 1500W”的電熱水器，你應(yīng)用選用(較粗／較細(xì))的銅導(dǎo)線用作連接線比較安全。
5．如圖9所示電路，電源兩端電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到B端時(shí)，燈L的電功率為PL，電流表的示數(shù)為I1；當(dāng)開關(guān)S1斷開、S2閉合時(shí)，燈L的電功率為R1＇，電流表的示數(shù)為，I2，已知PL：P＇L=9：25．
(1)求電流表的示數(shù)I1與I2的比值；
(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2又都斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P在c點(diǎn)時(shí)，變阻器接入電路的電阻為Rc電壓表V1的示數(shù)為u1，電壓表V2的示數(shù)為U2，已知U1：U2=3：2，Rc的電功率為10W，這時(shí)燈L正常發(fā)光，通過(guò)閉合或斷開開關(guān)及移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，會(huì)形成不同的電路，在這些不同的電路中，電路消耗的最大功率與電路消耗的最小功率之比為3：1．求燈L的額定功率。
6．小明在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，查閱到一種熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律如下表，并將該型號(hào)的熱敏電阻應(yīng)用于如圖10所示由“控制電路”和“工作電路”組成的恒溫箱電路中。
“控制電路”由熱敏電阻R1、電磁鐵(線圈阻值R0=50Ω)、電源U1、開關(guān)等組成，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，右邊工作電路則斷開；
“工作電路”由工作電源U2(U2=10V)、發(fā)熱電阻R2(R2=50Ω)、導(dǎo)線等組成，問(wèn)：
(1)工作電路工作時(shí)的電流為多大?電阻R2的發(fā)熱功率為多大?
(2)若發(fā)熱電阻R2需提供1．2×104J的熱量，則工作電路要工作多長(zhǎng)時(shí)間(不計(jì)熱量的損失)?
(3)若恒溫箱的溫度最高不得超過(guò)50℃，則控制電路的電源電壓U1最小值為多大?
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電動(dòng)勢(shì)的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題.
3、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力，會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題.
3、通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問(wèn)題能力.
(三)情感目標(biāo)
1、通過(guò)外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)
2、通過(guò)分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過(guò)對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點(diǎn)說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)的意義
教學(xué)建議
1、電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn)，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí)，可以根據(jù)教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極，克服電場(chǎng)力做功，非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法，給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯)，幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力，它與外電路無(wú)關(guān)，是由電源本生的特性決定的.
電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，沒有方向，這要給學(xué)生說(shuō)明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說(shuō)明，做為電源，由正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說(shuō)明問(wèn)題方便，也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向，人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.
學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí)，希望通過(guò)第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個(gè)問(wèn)題.
3、最后講述閉合電路中的功率，得出公式，.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說(shuō)明，公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn)，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求：
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律，理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求：
(1)通過(guò)電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義.
(3)通過(guò)對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.
(4)通過(guò)用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)：
(1)電動(dòng)勢(shì)是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點(diǎn)：
(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系
三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課：
教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差.)
演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流，但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負(fù)電荷來(lái)補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差，從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí)，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加.
板書：1、電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷.例如：干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師：電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并且能夠提供恒定的電壓，那么不同的電源，兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào))，請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格，發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同，但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答：不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生：用電壓表直接測(cè)量)·
結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定，同種電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測(cè)量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性，物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢(shì)的概念.
板書：2、電源電動(dòng)勢(shì)
教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.
板書：電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.
例如，各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢(shì)都是1.5V.那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示
，電路如圖所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實(shí)驗(yàn)表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了.
教師：上面的實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路，介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測(cè)得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測(cè)得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究閉合電路中電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.
板書：3、內(nèi)電壓和外電壓
教師：向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法，重點(diǎn)說(shuō)明內(nèi)電壓的測(cè)量.實(shí)驗(yàn)中接通電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小，由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值.再斷開電鍵，由電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì).分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì).
板書：在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和，即.
下面我們來(lái)分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師：我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.
結(jié)論：把開關(guān)撥到2后，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書：閉合電路的歐姆定律
教師：在圖1所示電路圖中，設(shè)電流為，根據(jù)歐姆定律，，，那么，電流強(qiáng)度，這就是閉合電路的歐姆定律.
板書：4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢(shì)成正比，和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.
同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出，在電源恒定時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).
教師：同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?
學(xué)生：9V的電源如果內(nèi)電阻很大，由閉合電路的歐姆定律可知，用它做電源，電路中的電流I可能較小;而電動(dòng)勢(shì)3V的電源內(nèi)阻如果很小，電路中的電流可能比大，用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電，燈泡的亮度取決于，那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.
教師：很好.一般電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化，就會(huì)引起電路中電流的變化，繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個(gè)重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書：5幾個(gè)重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路，
4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔｋ娫磧?nèi)阻很小，的變化也很小，現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師：從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，隨著電阻的增大，電流逐漸減小，路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來(lái)解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生：因?yàn)樽兇?，閉合電路的總電阻增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，，電路中的總電流減小，又因?yàn)椋瑒t路端電壓增大.
教師：正確.我們得出結(jié)論，路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.一般認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的，初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的，應(yīng)該是有條件的，當(dāng)無(wú)窮大時(shí)，0，外電路可視為斷路，0，根據(jù)，則，即當(dāng)外電路斷開時(shí)，用電壓表直接測(cè)量電源兩極電壓，數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢(shì);當(dāng)減小為0時(shí)，電路可視為短路，為短路電流，路端電壓.
板書5：路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.斷路時(shí)，∞，0，;短路時(shí)，，.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率，
又因?yàn)椋?/p>
所以，
當(dāng)時(shí)，電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線，如圖所示.
板書6：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率有最大值.
教師：當(dāng)輸出功率最大時(shí)，電源的效率是否也最大呢?
板書7：電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師：在電路中電源的總功率為，輸出的功率為，內(nèi)電路損耗的功率為，則電源的效率為，當(dāng)變大，也變大.而當(dāng)時(shí)，即輸出功率最大時(shí)，電源的效率=50%.
板書8：電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動(dòng)
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。
(包括電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。
(1)化學(xué)電池的工作原理;
(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
關(guān)鍵詞：《閉合電路歐姆定律》；教學(xué)設(shè)計(jì)；高中物理
一、教學(xué)設(shè)計(jì)
1.課題
閉合電路的歐姆定律（人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修3-1）
2.教材分析
本節(jié)內(nèi)容是全章的重點(diǎn)，是歐姆定律的延伸，教材從能量入手，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生推出閉合電路的歐姆定律，教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單、學(xué)生易于接受。之后應(yīng)用定律解決物理規(guī)律問(wèn)題，使學(xué)生明白物理規(guī)律可以用已知定律從理論上導(dǎo)出，將理論應(yīng)用于實(shí)際。
3.教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能：①理解內(nèi)、外電路及電源的內(nèi)阻。②知道電源電動(dòng)勢(shì)等于沒接入電路時(shí)兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問(wèn)題。過(guò)程與方法：①培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。②培養(yǎng)獨(dú)立思考、自主探究物理問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：①激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和求知欲。②培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)精神。
4.教學(xué)重、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)：①閉合電路歐姆定律的內(nèi)容。②路端電壓與電流的關(guān)系公式及圖像表示。教學(xué)難點(diǎn)：①閉合電路歐姆定律的應(yīng)用。②路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
二、教學(xué)過(guò)程
1.自主學(xué)習(xí)
課前教師下發(fā)學(xué)案，學(xué)生根據(jù)學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí)，重點(diǎn)思考并回答以下問(wèn)題：
（1）什么是電源？
（2）電源電動(dòng)勢(shì)的概念和物理意義是什么？
（3）什么是內(nèi)電路？什么是外電路？在回路中的電流方向如何？
（4）在內(nèi)、外電路中電勢(shì)是如何變化的？
（5）怎樣計(jì)算內(nèi)電路以及外電路中消耗的電能？
（6）如何計(jì)算電池內(nèi)部非靜電力所做的功？
（7）內(nèi)電路和外電路上消耗的電能與電源內(nèi)部非靜電力做的功有什么關(guān)系？
（8）路端電壓與負(fù)載的關(guān)系是怎樣的？
【設(shè)計(jì)意圖】課前預(yù)習(xí)使學(xué)生將學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到了課外，保證了學(xué)生思考的空間，增加了有效學(xué)習(xí)的時(shí)間。只有學(xué)生本人了解自己已經(jīng)掌握了哪些知識(shí)，需要學(xué)習(xí)哪些知識(shí)，才能有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)復(fù)習(xí)、查閱資料，避免傳統(tǒng)課堂“一刀切”的現(xiàn)象，學(xué)生帶著問(wèn)題積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)新知識(shí)，滿足了高中生思維發(fā)展和自我意識(shí)發(fā)展的需要，有利于開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的潛能。
2.交流探究
師友之間根據(jù)預(yù)習(xí)情況交流學(xué)習(xí)。由徒弟向師傅講解本節(jié)課的相關(guān)內(nèi)容，師傅補(bǔ)充完善不足之處，在合作中解決疑難問(wèn)題，突破重難點(diǎn)。教師巡視了解每對(duì)師徒的學(xué)習(xí)情況，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在疑問(wèn)的師徒進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，對(duì)學(xué)習(xí)深度不夠的師徒進(jìn)行誘導(dǎo)點(diǎn)撥。如，有些師友根據(jù)理論知識(shí)推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受，此時(shí)教師應(yīng)該提醒學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證；在師友探討路端電壓與負(fù)載的關(guān)系之前，教師應(yīng)提出問(wèn)題：能否用實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系，并引導(dǎo)師友合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)步驟，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完成U-I圖像，進(jìn)而依據(jù)圖像解釋U、I的關(guān)系以及在短路、斷路中的特殊現(xiàn)象。
【設(shè)計(jì)意圖】該環(huán)節(jié)采用學(xué)生之間交流合作學(xué)習(xí)的方式完成本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，并在教師的點(diǎn)撥下激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物理定律和探究物理規(guī)律的積極性，從而通過(guò)學(xué)生的親身經(jīng)歷完成了教學(xué)重難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這一做法顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中教師“高高在上”的地位，而是十分“親民”走到學(xué)生之中參與、啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，消除了教師與學(xué)生之間的距離感。同時(shí)，學(xué)生之間通過(guò)交流不僅可以在學(xué)習(xí)上取長(zhǎng)補(bǔ)短、互利共贏，更可以在性格上相互影響、共同發(fā)展，這樣不但能鍛煉學(xué)生與人交流合作的能力，又有利于開拓思路、培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新能力。
3.互助提高
鼓勵(lì)學(xué)生積極上臺(tái)講解本節(jié)課自己學(xué)到的知識(shí)，板演相關(guān)例題，其他學(xué)生認(rèn)真聽講并進(jìn)行補(bǔ)充，也可以提出自己的質(zhì)疑并闡述觀點(diǎn)進(jìn)行全班討論。教師注意指導(dǎo)學(xué)生使用物理術(shù)語(yǔ)，規(guī)范學(xué)生的解題步驟，引導(dǎo)學(xué)生歸納需要注意的問(wèn)題以及總結(jié)相關(guān)規(guī)律。
【設(shè)計(jì)意圖】全國(guó)教育心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)教師所青睞的講授式教學(xué)方式學(xué)生對(duì)知識(shí)的記住率只有5%，而極少數(shù)教師鼓勵(lì)的學(xué)生教別人的方法，使學(xué)生本人對(duì)知識(shí)的記住率高達(dá)95%。本環(huán)節(jié)中，教師把課堂真正讓位給學(xué)生，讓學(xué)生做主講，不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)在學(xué)生教會(huì)其他同學(xué)時(shí)自己也會(huì)收獲新的體會(huì)，而全班同學(xué)的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作，真正實(shí)現(xiàn)人人參與、人人發(fā)展、人人進(jìn)步的高效課堂的發(fā)展趨勢(shì)。
4.總結(jié)歸納
教師組織學(xué)生一起梳理本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生仍然不理解以及容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)予以講解；明確學(xué)生易混、易錯(cuò)、易漏的問(wèn)題，對(duì)解題規(guī)律、注意事項(xiàng)、解題方法和技巧等進(jìn)行全面的總結(jié)，歸納出知識(shí)體系，以便學(xué)生能夠得心應(yīng)手的運(yùn)用。例如，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)閉合電路歐姆定律反映的只是電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的數(shù)量上的關(guān)系，他們的本質(zhì)是不同的，電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小，而路端電壓反映了外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)的大小，因而用電壓表直接接在電源兩級(jí)上，其示數(shù)不等于電源電動(dòng)勢(shì)，但很接近電源電動(dòng)勢(shì)：U=IRV=?RV=，當(dāng)RV>r時(shí)，U≈E。
【設(shè)計(jì)意圖】本節(jié)課的問(wèn)題是由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)解決的，規(guī)律也是由學(xué)生自己探究驗(yàn)證出來(lái)的，甚至例題都是學(xué)生自己解讀體悟的，可以說(shuō)全程都是由學(xué)生自己完成的，因而在本環(huán)節(jié)中學(xué)生可以很容易地總結(jié)歸納出本節(jié)課的知識(shí)體系，真正做到將學(xué)來(lái)的知識(shí)變?yōu)樽约核鶕碛械闹R(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。
5.當(dāng)堂鞏固
教師根據(jù)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間完成后師友當(dāng)堂交換批改，之后交流做題心得與體會(huì)。教師檢查學(xué)生的掌握情況，布置課后作業(yè)。
【設(shè)計(jì)意圖】本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意在幫助學(xué)生檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，深化學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知，培養(yǎng)他們自行解決物理問(wèn)題的信心和決心，端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。同時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的掌握情況，及時(shí)反饋、適時(shí)調(diào)整并通過(guò)課后作業(yè)將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)延伸到課下，為下節(jié)課埋下伏筆，使整堂課留有余味。
三、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)建議
在設(shè)計(jì)學(xué)案時(shí)應(yīng)當(dāng)充分分析教材以及學(xué)生，做到環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué)；在學(xué)生進(jìn)行交流探究時(shí)，教師應(yīng)該注意學(xué)生探究的內(nèi)容要與本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，探究要有深度不能屈于表面；在互助提高階段，教師應(yīng)該積極鼓勵(lì)內(nèi)向的學(xué)生大膽發(fā)言，提高其與同學(xué)溝通以及表達(dá)能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)高中學(xué)生個(gè)性心理發(fā)展特點(diǎn)，通過(guò)課前預(yù)習(xí)以及課上互助式學(xué)習(xí)充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，有利于改變傳統(tǒng)教學(xué)方式在高中物理教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，以便于為物理教師的有效教學(xué)提供參考。
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關(guān)鍵詞：探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 閉合電路歐姆定律； 模擬實(shí)驗(yàn)； 學(xué)生實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-3315（2014）05-155-002
在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，實(shí)施以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的素質(zhì)教育，重要的著眼點(diǎn)是轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式。大多數(shù)民考民預(yù)科生模仿性學(xué)習(xí)心理是構(gòu)成接受知識(shí)的主要因素。這種依賴性強(qiáng)，靠模仿去接受知識(shí)的習(xí)慣，是一種較為簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)心理，民考民預(yù)科生普遍認(rèn)為物理難學(xué)。究其原因難在學(xué)生各方面能力與預(yù)科物理學(xué)習(xí)要求的差距大。預(yù)科階段，乃至大學(xué)階段，要求自主學(xué)習(xí)物理。不同于自學(xué)，它是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以學(xué)生自己的體驗(yàn)、參與和探究為主，從自身社會(huì)生活實(shí)踐中獲取物理知識(shí)，并創(chuàng)造性地解決生活中的問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)方法。怎樣才能把課堂教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)和自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合？在大力倡導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的今天，迫切需要大量?jī)?yōu)秀的、具有創(chuàng)新性的探究實(shí)驗(yàn)來(lái)豐富我們的課堂教學(xué)。為此，我們立足民考民預(yù)科生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)作一些有益的嘗試，希望能夠引領(lǐng)學(xué)生較為深入地學(xué)習(xí)物理的相關(guān)理論、方法、技能;提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的興趣；增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；養(yǎng)成交流與合作的良好習(xí)慣；發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力。本文就《閉合電路歐姆定律》一節(jié)做探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。
一、教材和教學(xué)對(duì)象分析
閉合電路的歐姆定律主要分為電動(dòng)勢(shì)和閉合電路的歐姆定律兩部分。電動(dòng)勢(shì)的概念是閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。其基本內(nèi)容有兩個(gè)方面：電源電動(dòng)勢(shì)由電源本身性質(zhì)決定的，它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能本領(lǐng)的大小。電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，在閉合電路里電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和。本節(jié)難點(diǎn)是路端電壓和外電阻之間的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)多媒體的仿真實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，導(dǎo)出規(guī)律，使學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí)，課后讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在做好仿真實(shí)驗(yàn)的前提下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)論，減少盲目性。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)
理解電動(dòng)勢(shì)的定義。理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地用來(lái)解決有關(guān)的電路問(wèn)題。理解路端電壓隨電流（或外電阻）關(guān)系的公式表達(dá)和圖象表達(dá)，并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
2.能力目標(biāo)
通過(guò)路端電壓與外電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究，得出結(jié)論”的科學(xué)思路和方法。研究路端電壓與電流的關(guān)系公式、圖象及圖象的物理意義，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理學(xué)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)多媒體仿真探究實(shí)驗(yàn)和課后的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，享受成功的樂(lè)趣，體會(huì)物理學(xué)研究的科學(xué)性。通過(guò)分析路端電壓與電流（外電阻）的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，感受物理之美。通過(guò)學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)
閉合電路歐姆定律。路端電壓與電流（外電阻）關(guān)系的公式表示及圖象表示。
四、教學(xué)難點(diǎn)
電動(dòng)勢(shì)的概念。路端電壓與電流（外電阻）關(guān)系。
五、教學(xué)思路
《閉合電路歐姆定律》是學(xué)生感到較為難以理解的知識(shí)點(diǎn)，電動(dòng)勢(shì)的物理意義的理解是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。首先讓學(xué)生課前感受生活中的一些電源，初步明確電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，讓學(xué)生自己用電壓表測(cè)量不同類型的電源兩極間的電壓，為引入電動(dòng)勢(shì)的概念作鋪墊。再讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)連接不同的開關(guān)，改變外電阻阻值，內(nèi)電阻阻值，記錄電流、電壓，分析數(shù)據(jù)，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。然后在課堂仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。避免了盲目性，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，再進(jìn)行討論，解釋現(xiàn)象原因。講授閉合電路中的功率，進(jìn)一步從能量的轉(zhuǎn)化角度說(shuō)明電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。最后，利用兩道例題來(lái)應(yīng)用閉合電路歐姆定律，并適當(dāng)?shù)匮由焱卣梗ㄟ^(guò)課外思考題，使學(xué)生對(duì)電動(dòng)勢(shì)的概念有更深刻的理解。
六、教學(xué)方法：探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、多媒體仿真實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)分析、討論等方法
（一）電源。展示不同型號(hào)、種類電池、手搖發(fā)電機(jī)，對(duì)小燈泡供電。電源不同，結(jié)構(gòu)不同，但有相同的規(guī)律。演示：1用小燈泡點(diǎn)觸干電池，點(diǎn)觸蓄電池，小燈泡發(fā)光。2將小燈泡與手機(jī)電池相接，小燈泡發(fā)光。3手搖發(fā)電機(jī)，同樣能夠使小燈泡發(fā)光。學(xué)生得出結(jié)論：干電池、蓄電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能；手搖發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
（二）電源的電動(dòng)勢(shì)：模擬實(shí)驗(yàn)，介紹電路圖（如圖1），介紹實(shí)驗(yàn)儀器。得出內(nèi)、外電路，內(nèi)、外電壓的概念，指出電源內(nèi)部有電阻?？措姵貎?nèi)部（如圖2)，電荷定向移動(dòng)形成電流,電荷電勢(shì)能減小.從能量轉(zhuǎn)化的角度初步理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。觀察仿真實(shí)驗(yàn)：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差在數(shù)值上等于什么？利用計(jì)算機(jī)課件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)(如圖3)【模擬實(shí)驗(yàn)一】：不閉合S2、S3，只閉合S1，觀察V1的大小。問(wèn)題思考：（1）閉合開關(guān)S1后，此時(shí)伏特表V1測(cè)得的電壓?（2）此時(shí)外電阻多大？學(xué)生回答:電動(dòng)勢(shì)越大，電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)越強(qiáng)。學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn)，分析得出（1）伏特表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)；（2）外電路電阻無(wú)窮大。E在數(shù)值上等于外電路斷開時(shí)電源兩端點(diǎn)壓。
圖1 圖2圖3