歐姆定律基礎(chǔ)篇1
關(guān)鍵詞：歐姆定律 高中物理教學(xué)方法
一、教材分析
《歐姆定律》的內(nèi)容，在初中階段已經(jīng)學(xué)過，高中階段《物理》安排這節(jié)課的目的，主要是讓學(xué)生通過課堂演示實(shí)驗(yàn)再次增加感性認(rèn)識；體會物理學(xué)的基本研究方法（即通過實(shí)驗(yàn)來探索物理規(guī)律）；學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法；再次領(lǐng)會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了《歐姆定律》教學(xué)的教學(xué)目的和教學(xué)要求。教學(xué)不全是為了讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論及定律的內(nèi)容，重點(diǎn)在于要讓學(xué)生知道結(jié)論是如何得出的；在得出結(jié)論時(shí)用了什么樣的科學(xué)方法和手段；在實(shí)驗(yàn)過程中是如何控制實(shí)驗(yàn)條件和物理變量的，從而讓學(xué)生沿著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學(xué)家的思維方法。
《歐姆定律》的內(nèi)容在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識的作用，另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定了基礎(chǔ)?！稓W姆定律》實(shí)驗(yàn)中分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法，也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用。因此也可以說，《歐姆定律》是后續(xù)課程的知識準(zhǔn)備階段。
通過《歐姆定律》的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學(xué)會分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用。《歐姆定律》內(nèi)容的重點(diǎn)是進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這是教學(xué)的核心，是教學(xué)成敗的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)?！稓W姆定律》教學(xué)的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在電場一章中已經(jīng)接觸過，但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識，對此還是比較生疏。從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識其代表一個(gè)新的物理量，還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式，從數(shù)學(xué)角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混，對公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)是變量分辨不清，要注意提醒和糾正。
二、關(guān)于教法和學(xué)法
《歐姆定律》教學(xué)采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法。教師邊演示、邊提問，讓學(xué)生邊觀察、邊思考，最大限度地調(diào)動學(xué)生積極參與教學(xué)活動。在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論，教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥，必要時(shí)可進(jìn)行大面積課堂提問，讓學(xué)生充分發(fā)表意見。這樣既有利于化解難點(diǎn)，也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍。
通過《歐姆定律》的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法，領(lǐng)會怎樣提出研究課題，怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材，怎樣進(jìn)行實(shí)際操作，怎樣對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和物理規(guī)律。同時(shí)要讓學(xué)生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，不能任意外推，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣。
三、對教學(xué)過程的構(gòu)想
為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性，對一些主要教學(xué)環(huán)節(jié)，有以下構(gòu)想：
1.在引入新課提出課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：物理學(xué)的基本研究方法是什么（不一定讓學(xué)生回答）？這樣既對學(xué)生進(jìn)行了方法論教育，也為過渡到演示實(shí)驗(yàn)起了承上啟下作用。
2.對演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答。這樣既鞏固了他們的實(shí)驗(yàn)知識，也調(diào)動他們盡早投入積極參與。
3.在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請兩位學(xué)生上臺協(xié)助，同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察，也可調(diào)動全體學(xué)生都來參與，積極進(jìn)行觀察和思考。
4.在用列表對比法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，提出下面的問題讓學(xué)生思考回答：為了更直觀地顯示物理規(guī)律，還可以用什么方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析？目的是更加突出方法，使學(xué)生對分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識。到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次高潮，通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲。
5.在得出電阻概念時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論，而應(yīng)給予充分的時(shí)間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥。此處節(jié)奏應(yīng)放慢，可提問請學(xué)生回答或展開討論，讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮，使課堂氣氛掀起第二次高潮，也使學(xué)生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。
6.在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出歐姆定律，這實(shí)際上是認(rèn)識上的又一次升華。要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性，在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行，以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力。教師重申時(shí)語氣要加重，不能輕描淡寫。要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推。
7.為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí)，達(dá)到鞏固之目的。然后結(jié)合課本練習(xí)題，熟悉歐姆定律的應(yīng)用，但占時(shí)不宜過長，以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
1.注意在實(shí)驗(yàn)演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹。
2.注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作，數(shù)據(jù)不能虛假拼湊。
3.注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度?？深A(yù)先制作電路板，演示時(shí)注意位置要加高。有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學(xué)生都能清晰地看見。
4.定義電阻及歐姆定律時(shí)，要注意層次清楚，避免節(jié)奏混亂。可把電阻的概念及定義在歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)提出，而歐姆定律在歸納完實(shí)驗(yàn)結(jié)論后。這樣學(xué)生就不易將二者混淆。
5.所編反饋練習(xí)題應(yīng)重點(diǎn)放在概念辨析和方法訓(xùn)練上，不能把套公式計(jì)算作為重點(diǎn)。
6.注意調(diào)控課堂節(jié)奏，避免單調(diào)枯燥。
參考文獻(xiàn)：
[1]物理[M].人民教育出版社.
歐姆定律基礎(chǔ)篇2
關(guān)鍵詞：理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
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(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容、難點(diǎn)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(shí)間將這塊知識夯實(shí)，才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內(nèi)容
1、實(shí)驗(yàn)思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實(shí)驗(yàn)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(dá)式
由實(shí)驗(yàn)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(dá)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(dá)式中的三個(gè)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(shí)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(dá)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(gè)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(dāng)導(dǎo)體中的U或R變化時(shí)，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(dāng)R一定時(shí)I與U成正比;當(dāng)U一定時(shí)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(gè)導(dǎo)體的電阻。它是電阻的計(jì)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(gè)導(dǎo)體，比值U/I是個(gè)定值;而對于不同的導(dǎo)體，這個(gè)比值是不同的。不能認(rèn)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(yùn)用歐姆定律，分析、解決實(shí)際問題，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)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(shí)，不能把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計(jì)算，也不能把同一導(dǎo)體不同時(shí)刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計(jì)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(biāo)明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。同時(shí)要給“同一段電路”同一時(shí)刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo);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(gè)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(shí)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(gè)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(gè)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(diǎn)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(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，滑片P位于最左端時(shí)電壓表的示數(shù)為16V，那么當(dāng)滑片P位于最右端時(shí)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(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最左端時(shí)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(dāng)滑動變阻器的滑片P位于最右端時(shí)，電壓表僅測R兩端的電壓，而此時(shí)電壓表的示數(shù)小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時(shí)的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時(shí)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(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)，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。
參考文獻(xiàn)：
[1]北師大版義務(wù)教育教科書
歐姆定律基礎(chǔ)篇3
關(guān)鍵詞：高中物理；閉合電路；歐姆定律；難點(diǎn)教學(xué)
雖然高中生的抽象思維能力較之初中生而言要強(qiáng)一些，但是由于閉合電路的歐姆定律的相關(guān)知識較為抽象，學(xué)生理解起來仍然存在很大的難度。因而，在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)立足于學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)及能力水平，采用多種教學(xué)方法幫助學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識，尤其將之與之前所學(xué)的歐姆定律的知識區(qū)別開來，避免混淆。那么，在高中閉合電路的歐姆定律教學(xué)中，教師如何具體完成這一難點(diǎn)的教學(xué)呢？
一、巧妙導(dǎo)入，激發(fā)興趣
在進(jìn)行這一定律的教學(xué)時(shí)，教師首先要通過有效的導(dǎo)入來充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而順利將學(xué)生引入新知識的學(xué)習(xí)中。
針對于此，教師可以通過一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行導(dǎo)入。教師先準(zhǔn)備好幾節(jié)日常生活中常用的不同型號的干電池及蓄電池，然后在干電池上標(biāo)明1.5V，蓄電池上標(biāo)明2.0V，然后準(zhǔn)備15V的電源及一個(gè)小電筒燈泡，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：先將小燈泡接到2V的蓄電池上，學(xué)生觀察到小燈泡發(fā)出很亮的光。之后讓學(xué)生猜想，如果將小燈泡接到15V的電源上，會發(fā)生什么情況？結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生們通常會以為小燈泡會被燒壞。接著教師就進(jìn)行這一實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)小燈泡安然無恙，而且發(fā)出光的亮度反而比之前2V的還要暗。這就有效地激起了學(xué)生的求知欲，為什么會這樣呢？教師就可以順利導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)——閉合電路的歐姆定律。這樣，學(xué)生必定興趣大增，積極投入之后的教學(xué)中，為這一難點(diǎn)的教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、借助實(shí)驗(yàn)，突破難點(diǎn)
上文說到，這一內(nèi)容的知識較為抽象，因而在教學(xué)中教師如果單靠講解的話，學(xué)生理解起來難度較大，因而筆者認(rèn)為教師可以借助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)知識的講解，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得知識，從而有效地突破這一教學(xué)難點(diǎn)。
首先，教師可以通過讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)電路來確切了解閉合電路以及分電路、內(nèi)電路、外電路等知識，并且掌握電源的外部電流流向及內(nèi)部電流流向，從而為之后的學(xué)習(xí)掃除一定的障礙。之后組織學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中通過記錄改變電阻值、
閉合開關(guān)后電動勢、電流以及電阻的關(guān)系，認(rèn)真分析后，獲得閉合電路的歐姆定律。
三、積極拓展，學(xué)以致用
在學(xué)生對相關(guān)知識有了一定的掌握后，教師可以進(jìn)行及時(shí)的知識拓展，幫助學(xué)生更深地理解并掌握這一定律，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。比如，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識討論兩種較為特殊的情況（短路及斷路）并進(jìn)行解決：如，教師應(yīng)讓學(xué)生明確如果發(fā)生短路現(xiàn)象，常會導(dǎo)致電源被燒壞甚至引起火災(zāi)，因而為了避免這一問題，可以安裝保險(xiǎn)絲等。通過這種方式，有效地拓展了知識，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用的能力。
當(dāng)然，對于閉合電路的歐姆定律這一難點(diǎn)的教學(xué)，自然不止這一方法，并且難點(diǎn)是相對的。因而在具體教學(xué)中，教師要立足于學(xué)生實(shí)際進(jìn)行教學(xué)，這樣方能有效突破難點(diǎn)，最終幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識并能靈活運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫殿喬.閉合電路歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)突破[J].新課程學(xué)習(xí)：中，2010（8）.
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歐姆定律基礎(chǔ)篇4
一、重視實(shí)驗(yàn)探究過程，發(fā)現(xiàn)新問題
歐姆定律的探究過程把科學(xué)探究的七個(gè)環(huán)節(jié)表現(xiàn)得淋漓盡致，從最初了解基本電路中電流、電壓和導(dǎo)體電阻的定性關(guān)系，從而提出“導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻是怎樣影響導(dǎo)體中電流大小的，電流與電壓和電阻究竟存在什么關(guān)系”的問題，到最后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和討論交流，得出電流、電壓和導(dǎo)體電阻的定量關(guān)系，即歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為I=U/R.探究的過程還是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，使同學(xué)們加深了對歐姆定律的理解.
例1某同學(xué)按如圖1所示的電路，研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體電阻間的關(guān)系，若保持電源電壓的大小和電阻箱R1的阻值不變，移動滑動變阻器R2的金屬滑片P，可測得不同的電流、電壓值，如表1；然后，他又改變電阻箱R1的阻值，測得相應(yīng)的電流值，如表2.請回答：
(1)分析表1中數(shù)據(jù)可知:_____________________________；
(2)分析表2中數(shù)據(jù)可知：電流與電阻_____.（填“成”或“不成”）反比，這與歐姆定律_______（填“相符”或“不符”），其原因是________.
解析這是一個(gè)典型的歐姆定律實(shí)驗(yàn)探究題，重點(diǎn)考查的是歐姆定律的結(jié)論.一個(gè)要注意的細(xì)節(jié)問題是，歐姆定律的整個(gè)探究過程運(yùn)用了控制變量的思想.因此，在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出正確結(jié)論時(shí)，一定要體現(xiàn)這種思想.所以分析表1中數(shù)據(jù)可知：在電阻不變條件下，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比（因?yàn)閷?dǎo)體兩端的電壓成倍增加時(shí)，流過導(dǎo)體的電流也隨著成倍增加）.但分析表2中數(shù)據(jù)卻發(fā)現(xiàn)，電流和導(dǎo)體電阻的乘積不是一個(gè)定值，即電流與導(dǎo)體的電阻不成反比，這個(gè)結(jié)論顯然不符合歐姆定律.那么，為什么得不出正確結(jié)論呢？這是我們在探究過程中經(jīng)常碰到的一個(gè)問題，這個(gè)問題的解決，本身與這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想連接在一起，因?yàn)樵谔骄侩娏髋c電阻關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓不變.因此當(dāng)電阻箱R1的阻值改變時(shí)，一定要調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，使R1兩端的電壓保持不變，再讀出相應(yīng)的電流值，然后分析數(shù)據(jù).那么，當(dāng)R1的阻值成倍增加時(shí)，如何調(diào)節(jié)滑片P才能使它兩端的電壓保持不變呢？如上圖，應(yīng)將滑片P向右調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢茫胂肟?，為什么呢?span style="display:none">JHF萬博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
二、創(chuàng)設(shè)新情景，解決新問題
近年來，從中考試題來看，在歐姆定律實(shí)驗(yàn)題方面，不僅僅考查了歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究過程和伏安法測電阻，也出現(xiàn)了一些創(chuàng)設(shè)新情景，運(yùn)用歐姆定律去解決一些新問題的實(shí)驗(yàn)題.這類試題的解答一定要抓住“歐姆定律是電路中的交通規(guī)則”這一點(diǎn)，運(yùn)用公式I=U/R和電路的特點(diǎn)來解答.
例2“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重.人們把這種方法叫“等效替代法”.請嘗試?yán)谩暗刃娲ā苯鉀Q下面的問題.
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電阻箱（元件符號_______），一個(gè)單刀雙擲開關(guān)、干電池、導(dǎo)線和一個(gè)刻度不準(zhǔn)確但靈敏度良好的電流表（電流表量程足夠大）．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（1）在右邊的方框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）將下面的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，并用字母表示需要測出的物理量.
第一步：開關(guān)斷開，并按設(shè)計(jì)的電路圖連接電路；
第二步：____________________________；
第三步：____________________________.
（3）寫出Rx的表達(dá)式：Rx=____________.
解析這是測未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實(shí)驗(yàn)題對同學(xué)們的要求比較高，它創(chuàng)設(shè)了一個(gè)新的情景（“曹沖稱象”），讓你從這個(gè)新情景中受到啟發(fā)，來解決一個(gè)新問題.它不是歐姆定律探究過程的簡單重現(xiàn)，而是要求同學(xué)們真正理解歐姆定律中電流、電壓、電阻的關(guān)系，即電壓一定時(shí)，電流相等，則電阻相等.因此，我們可以按圖3的實(shí)驗(yàn)電路來完成待測電阻Rx的粗略測量.連接好電路后，將開關(guān)S與a相接，使電流表的示數(shù)指示在某一刻度（因?yàn)殡娏鞅淼目潭炔粶?zhǔn)確，因此不能準(zhǔn)確讀數(shù)）；接著將開關(guān)S與b相接，這個(gè)時(shí)候需要調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)指示在同一刻度處，讀出電阻箱上電阻值為R，這一步充分利用了歐姆定律的結(jié)論，當(dāng)電壓相等時(shí)，電流相同，則電阻相等.即Rx=R.
同學(xué)們想想看，本題為什么說只是粗略測量呢？S接a和接b的順序能顛倒嗎？如果電流表的刻度準(zhǔn)確且靈敏度良好，那么可不可以較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量呢？（這個(gè)時(shí)候，我們可以直接根據(jù)歐姆定律來解決這個(gè)問題，即分別讀出S接a和b時(shí)，電流表的示數(shù)為I1和I2，則通過計(jì)算我們可以得到待測電阻Rx=RI2/I1，且這個(gè)時(shí)候與S先接a還是先接b沒有關(guān)系.）
三、尋找實(shí)驗(yàn)規(guī)律，滲透數(shù)理思想
歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究過程本身就體現(xiàn)了一種數(shù)理思想，要求從定性的結(jié)論，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法得出定量的關(guān)系式.因此，在以后的中考命題上，這種思想的體現(xiàn)可能是命題者關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn).
例4某同學(xué)想探究導(dǎo)電溶液的電阻是否與金屬一樣，也與長度和橫截面積有關(guān).于是他設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案：首先他找來幾根粗細(xì)不同的乳膠管，按要求剪下長短不同的幾段.并在其中灌滿質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱.將鹽水柱分別接入電路中的A、B之間.閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，讀出電流表和電壓表的示數(shù)，并記錄在表格中，如下表：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請解答下列問題.
（1）通過對實(shí)驗(yàn)序號_______或_______的數(shù)據(jù)處理，我們可以看出導(dǎo)電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導(dǎo)電溶液柱的橫截面積成_______.（填“正比”或“反比”）
（2）通過對實(shí)驗(yàn)序號1、4的數(shù)據(jù)處理，我們可以看出導(dǎo)電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導(dǎo)電溶液柱的長度成_______.（填“正比”、“反比”）
（3）請?zhí)顚懕砀裰形从涗浀膬蓚€(gè)數(shù)據(jù).
（4）對于實(shí)驗(yàn)序號6，開關(guān)閉合，若保持滑動變阻器滑片P不動，將乳膠管拉長，則電流表的示數(shù)將_______；電壓表示數(shù)將_______.（填“變大”、“變小”或“不變”）
解析這是典型運(yùn)用自己探究得到的結(jié)論解答相關(guān)問題的一類題型，要求同學(xué)們對整個(gè)知識點(diǎn)有一定的駕御能力.實(shí)驗(yàn)中測得的是電流和電壓，而問題是與電阻有關(guān)，因此我們先應(yīng)運(yùn)用歐姆定律求出相應(yīng)的電阻值，再進(jìn)行分析（這是試題的一種創(chuàng)新）.
我們對1、3、4、5組數(shù)據(jù)的處理得出R1=3Ω，R3=1.5Ω，R4=6Ω，R5=4Ω.運(yùn)用控制變量的思想，由實(shí)驗(yàn)1和3，或4和5，很容易得出導(dǎo)電溶液的電阻與導(dǎo)電溶液柱的橫截面積成反比；由實(shí)驗(yàn)1和4可以看出，導(dǎo)電溶液的電阻與導(dǎo)電溶液柱的長度成正比.
根據(jù)已得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，由實(shí)驗(yàn)2和5可以得出R2=2Ω，根據(jù)歐姆定律可知U2=0.75A×2Ω=1.5V；同理，由實(shí)驗(yàn)3和6可以得出R6=3Ω，根據(jù)歐姆定律可知U6=1.6A×3Ω=4.8V.
歐姆定律基礎(chǔ)篇5
關(guān)鍵詞：人教版；高中物理；素質(zhì)教育；結(jié)合
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）34-0041-02
中學(xué)時(shí)代基礎(chǔ)教育的根本目標(biāo)是提升全民族的基本素質(zhì)，培養(yǎng)一批懷抱理想、充滿文化、具備道德、時(shí)刻有嚴(yán)明紀(jì)律性的良好公民，同時(shí)灌輸相應(yīng)的基礎(chǔ)知識，為培養(yǎng)我國現(xiàn)代化建設(shè)所需要的各類人才奠定基礎(chǔ)。新時(shí)代背景下的高中物理教學(xué)目標(biāo)，不再僅僅以分?jǐn)?shù)為目的，開始重視學(xué)生的全面發(fā)展。素質(zhì)教育中最關(guān)鍵的是以提高全民族素質(zhì)為目的，以全面發(fā)展為根本任務(wù)。以下就物理教學(xué)中結(jié)合素質(zhì)教育的途徑展開探討。
一、時(shí)代背景下素質(zhì)教育與高中物理結(jié)合的基本教育內(nèi)容
1.物理教學(xué)中對學(xué)生的思想素質(zhì)教育。辯證唯物主義的思想要求在物理教學(xué)中用唯物主義的觀點(diǎn)客觀地地闡述物理知識，讓學(xué)生在潛移默化中接受物理知識并領(lǐng)會辯證唯物主義。愛國主義思想，即要求教師在授課過程中介紹科學(xué)家們?yōu)榱俗鎳陌l(fā)展獻(xiàn)身研究事業(yè)的事跡，講述我國目前的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題，表示出對青少年的殷切期望。從而也能培養(yǎng)學(xué)生的民族使命感，鼓勵學(xué)生為家鄉(xiāng)的富饒安定和祖國的繁榮富強(qiáng)而不斷學(xué)習(xí)。
2.物理教學(xué)中對學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)教育。在高中物理教學(xué)中結(jié)合科學(xué)的素質(zhì)教育，不但要讓學(xué)生掌握物理知識，了解它們在生活中的實(shí)際應(yīng)用，并提高相應(yīng)的技能和技巧，還要注重培養(yǎng)學(xué)生對物理知識的探索能力，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的進(jìn)取精神，讓學(xué)生從小養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)素質(zhì)，為今后的研究做鋪墊。
3.物理教學(xué)中對學(xué)生的身心素質(zhì)教育。身心教育是基礎(chǔ)素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，其中最主要的就是幫助學(xué)生發(fā)展非智力因素。非智力因素的處理能夠直接影響到學(xué)生的發(fā)展。在高中物理教學(xué)中，發(fā)展學(xué)生的非智力因素主要是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的態(tài)度以及克服困難的意志等。
4.物理教學(xué)中對學(xué)生的勞動素質(zhì)教育。在物理教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行勞動素質(zhì)教育，主要是用來揭示物理學(xué)和生活實(shí)踐之間的關(guān)系。在高中物理教學(xué)中勞動素質(zhì)教育主要體現(xiàn)在物理實(shí)踐教學(xué)中，教師要著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力及運(yùn)用所學(xué)的知識解決實(shí)際物理問題的習(xí)慣和技巧。
二、素質(zhì)教育與高中物理結(jié)合的基本原則
從物理教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合素質(zhì)教育的要求，總結(jié)出如下五條基本原則：
1.互動原則。教學(xué)活動和課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)要注意“教”、“學(xué)”雙方的互動，真正體現(xiàn)教、學(xué)并存的關(guān)系。
2.發(fā)展原則。發(fā)展原則即是指高中物理教學(xué)要以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為目標(biāo)。從廣度上講，就是人們常說的“全面發(fā)展”，這是我們實(shí)施素質(zhì)教育的目標(biāo)；從深度上講，指教學(xué)要著眼于學(xué)生的最近發(fā)展，要讓學(xué)生以前期學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)逐步掌握新的知識。
3.結(jié)構(gòu)原則。結(jié)構(gòu)原則指在教學(xué)中要通過對知識結(jié)構(gòu)的教學(xué)，為學(xué)生構(gòu)建良好、有序的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。幫助學(xué)生梳理知識結(jié)構(gòu)，從而整體、有序地對知識進(jìn)行系列性的了解。
4.內(nèi)化原則。在物理教學(xué)中，教師必須創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生將物理知識結(jié)構(gòu)內(nèi)化為物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
5.反饋原則。反饋原則即是將大腦里的主觀的物理轉(zhuǎn)化為外部實(shí)際存在的東西，比如應(yīng)用所學(xué)的知識解決生活中的實(shí)際問題、解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象等，之后從外界對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果作出評價(jià)，學(xué)生再根據(jù)反饋，改正今后的學(xué)習(xí)行為。
三、以《歐姆定律》教學(xué)為例闡述素質(zhì)教育與高中物理的結(jié)合
1.高二學(xué)生學(xué)科知識現(xiàn)狀和能力分析。高二學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)階段中已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了電路方面的部分基本知識，學(xué)習(xí)了電壓、電流的基本含義，理論上而言已經(jīng)完全具備了學(xué)習(xí)歐姆定律的能力。目前存在的問題就是現(xiàn)有教材中應(yīng)用型的事例比較少，在實(shí)際的應(yīng)用問題上，學(xué)生無法改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法、思維和認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)方法上形成了無法突破的障礙。因此，在課堂教學(xué)中，老師要注重圖像教學(xué)法，利用ppt或者現(xiàn)場試驗(yàn)的方法能夠讓學(xué)生想到或者看到，這樣就更易于學(xué)生理解這方面的知識。
2.學(xué)生生活環(huán)境與心理素質(zhì)分析。電和電路是我們生活中很常見的事物，盡管不陌生，但是學(xué)生對電和電路的原理也不是很了解。教師可以利用學(xué)生對未知事物的探索心理培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，依靠這一興趣，學(xué)生才能自愿并大膽地嘗試新事物并深入了解新事物，以此為課堂操作和教學(xué)打基礎(chǔ)。
3.課程設(shè)計(jì)?！稓W姆定律》是高中物理第二冊第十四章第一節(jié)的內(nèi)容，教學(xué)對象是高二理科生。歐姆定律是下一章恒定電流的基礎(chǔ)內(nèi)容，它的重要性不需要多加證明，高二物理中的歐姆定律是對初中內(nèi)容的補(bǔ)充和延伸，在理解的基礎(chǔ)上加以實(shí)際的應(yīng)用。本章按照如下的方案展開：首先從初中課本學(xué)過的基本電路知識引入歐姆定律，接下來解釋影響導(dǎo)體的電阻的因素，然后介紹半導(dǎo)體和超導(dǎo)體，在半導(dǎo)體和超導(dǎo)體的介紹中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的向往，再然后引入電功和電功，最后介紹在閉合電路中的歐姆定律。具體幾點(diǎn)要求如下：①課程目的：全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生掌握并利用圖象法分析問題，進(jìn)行研究。②課程結(jié)構(gòu)：注重全班同學(xué)的共同參與，調(diào)動課堂氛圍，因材施教，有利地利用學(xué)生現(xiàn)有的知識和理解力。③課程內(nèi)容：體現(xiàn)這門課程的公共基礎(chǔ)性和參與性，聯(lián)系生活展望未來，了解時(shí)代需求。④課程實(shí)施：積極調(diào)動學(xué)生的積極性，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，鼓勵學(xué)生自己思考、主動參與、團(tuán)隊(duì)合作，共同討論并得出結(jié)論，最后由老師作總結(jié)并指出存在的問題。這樣既能讓學(xué)生學(xué)到知識，也能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，實(shí)現(xiàn)“人性化課堂”。
四、結(jié)束語
隨著教育部門對素質(zhì)教育要求的提高，對高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重視，高中物理教學(xué)工作面臨著新的要求。面對這種情況，學(xué)校要加強(qiáng)對物理教學(xué)工作的重視，積極樹立科學(xué)的素質(zhì)教育理念，不斷提升教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)素質(zhì)，從而不斷提高物理教學(xué)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的終極目標(biāo)。
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歐姆定律基礎(chǔ)篇6
關(guān)鍵詞：物理定律；教學(xué)方法；多種多樣
關(guān)鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)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(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動和力”的歷史。消除學(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)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(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)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(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)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(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí)，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(yùn)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(dāng)我們在一段較短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí)，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)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(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)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(dá)：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(shí)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(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)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(jì)算質(zhì)點(diǎn)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。
（4）機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒有守恒問題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來解決問題時(shí)，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(gè)定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。（5）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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動定律推導(dǎo)出來，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來說，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運(yùn)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(shí)最容易發(fā)生符號的錯誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個(gè)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(xiàng)是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量，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(shí)際問題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)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。
（6）歐姆定律中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言；“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)體說的。②I、U、R是同一電路的3個(gè)參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動勢的概念，并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確，普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
歐姆定律基礎(chǔ)篇7
制作：歐姆表的電路連接
自制的多量程歐姆表是根據(jù)串聯(lián)電路的歐姆定律制成。Arduino將電路中電壓分配規(guī)律，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。通過數(shù)字的變化，反推出未知電阻的阻值。我們參照自制多量程歐姆表的電路圖（如圖1），來解析自制多量程歐姆表的原理。
5V為待測電阻Rx和已知電阻R1之間的總電壓，V為電壓表測得的阻值。因?yàn)榇?lián)電路的電流不變，所以根據(jù)公式可求得待測電阻的阻值為： 。
可見，要求得待測電阻的阻值，我們需要已知兩個(gè)變量。一個(gè)是定值電阻，一個(gè)是A0端口電壓。理論測量范圍為0到無窮大。已知Arduino UNO可提供5V的電壓，選擇1KΩ定值電阻作為電路的已知電阻。Arduino UNO可以將電路中的0～5V電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號0～1023，且兩者呈線性關(guān)系。例如，輸入模擬信號管腳的電壓為0V，轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字為0；模擬信號管腳電壓為5V，轉(zhuǎn)換之后的電壓為1023。利用Mixly圖形化編程軟件，可以實(shí)現(xiàn)兩者轉(zhuǎn)換以及結(jié)果顯示。圖2為實(shí)際電路示意圖。紅色導(dǎo)線一端接入Arduino UNO板5V管腳，另一端作為測量電阻的引腳；1KΩ電阻一端接地，另外一端連接黑色導(dǎo)線作為測量電阻的引腳，同時(shí)連接藍(lán)色導(dǎo)線接入A0管腳。
之前我們已經(jīng)了解到A0端口的測量值和A0和GND之間電壓V之間的換算關(guān)系為 ，將其代入到計(jì)算公式當(dāng)中，可得A0數(shù)值和Rx的計(jì)算關(guān)系為： 。
改裝：繪制歐姆表的表盤
上述的歐姆表只是一個(gè)最初的模型，測量的電阻值只能在電腦上顯示。這樣的歐姆表只是對其原理的一個(gè)展現(xiàn)，還不能成為一個(gè)獨(dú)立的作品。為了使自制的歐姆表更貼近真實(shí)的歐姆表，我們可以對其做進(jìn)一步改進(jìn)，在圖2連線的基礎(chǔ)上，加入舵機(jī)。利用舵機(jī)角度的變化表示阻值的大小，制成指針式歐姆表。要解決的首要問題是，將測量到的電阻值轉(zhuǎn)換成為舵機(jī)的角度。選擇歐姆表的量程為0～10KΩ。已有舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)范圍是0～180度，為了簡化計(jì)算過程，我們設(shè)置舵機(jī)轉(zhuǎn)動10度代表1KΩ，轉(zhuǎn)動5度代表最小刻度0.5KΩ?，F(xiàn)設(shè)置歐姆表量程為0～10KΩ，因此舵機(jī)轉(zhuǎn)動的最大角度為100度。
使用直尺、半圓與圓規(guī)，在紙盒的表面畫出歐姆表的刻度盤，用舵機(jī)在刻度盤上比對位置，使得舵機(jī)的轉(zhuǎn)動軸和刻度盤的中心重合，以此來確定舵機(jī)的安裝位置，并用筆標(biāo)記。再按照舵機(jī)的尺寸，挖空紙盒表面，將舵機(jī)安裝上去。舵機(jī)的三根引腳分別接Arduino UNO電源管腳、接地端與A1管腳。這樣，一個(gè)獨(dú)立歐姆表的連線和組裝工作已經(jīng)完成。圖3為歐姆表刻度盤，圖4為指針式歐姆表實(shí)際電路示意圖。
玩轉(zhuǎn)：學(xué)習(xí)小數(shù)變量的使用
程序的編寫大致分為三個(gè)部分：第一個(gè)部分是對變量的定義，第二個(gè)部分是各個(gè)小程序的編寫，第三個(gè)部分是用程序語句連接各個(gè)小程序，最終實(shí)現(xiàn)歐姆表的功能。
第一部分的程序是定義變量。變量分為整數(shù)、小數(shù)、布爾、字符和字符串。如果要給數(shù)字賦予一個(gè)變量，需要定義變量為整數(shù)變量或者小數(shù)變量。我們在這一制作過程中，需要進(jìn)行比較精確的計(jì)算，計(jì)算的過程與結(jié)果必須以小數(shù)的形式呈現(xiàn)。因此，我們選擇各個(gè)變量為小數(shù)變量。定義analog變量為小數(shù)變量，初始值為0。模擬端口A0的數(shù)值會賦予這個(gè)變量。同理，經(jīng)過歐姆定律公式計(jì)算，得到的待測電阻數(shù)值用r來表示；r擴(kuò)大10倍得到的數(shù)值賦予a，a與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度有關(guān)系。圖5為第一部分程序。
第二部分是各個(gè)小程序的編寫。首先根據(jù)歐姆定律，編寫待測電阻的計(jì)算程序。將模擬端口的A0數(shù)值賦予analog變量，再代入計(jì)算公式中。這里的計(jì)算公式與上述歐姆定律的計(jì)算公式一致。不同的是，總電壓V原先是5V，現(xiàn)在是與5V對應(yīng)的1023，而電壓V1用變量analog表示。
名為“電阻”的程序被執(zhí)行后，會得到待測電阻的精確數(shù)值。如果用舵機(jī)表示電阻值，電阻值的數(shù)值過小，需要進(jìn)行放大。如待測電阻經(jīng)過測量為5KΩ，如果舵機(jī)相應(yīng)地轉(zhuǎn)動5度，指針轉(zhuǎn)動不明顯。但將電阻值放大十倍為50，舵機(jī)轉(zhuǎn)動50度，舵機(jī)轉(zhuǎn)動明顯，這樣歐姆表的指示將更加精確。
所以，需要執(zhí)行“舵機(jī)顯示電阻”程序，程序內(nèi)容為待測電阻數(shù)值擴(kuò)大十倍。選擇A1端口為舵機(jī)的信號輸入端口，之后a與舵機(jī)轉(zhuǎn)動的角度進(jìn)行映射，建立對應(yīng)關(guān)系。0～10KΩ放大十倍為0～100，放大的數(shù)值和舵機(jī)轉(zhuǎn)動角度一一對應(yīng)。圖6為第二部分程序。
第三部分程序是要連接第二部分的程序（如圖7）。
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自制的歐姆表與真正的歐姆表或者萬用表相比，其精確性相差很多。但從制作者的角度出發(fā)，在制作過程中享受不斷解決問題的過程，享受縮小與真實(shí)產(chǎn)品差距的陶醉和愉悅，這其中的收獲遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于僅僅用歐姆表去測一個(gè)電阻。這是一名創(chuàng)客對自我的挑戰(zhàn)與對創(chuàng)新的執(zhí)著。如果這名創(chuàng)客是一位小學(xué)生或者中學(xué)生，其教育意義與價(jià)值不言而喻。因此，在中小學(xué)創(chuàng)客空間建設(shè)過程中，不妨在工具區(qū)旁，專門為自制工具區(qū)留出位置。教師和學(xué)生可以將自制的歐姆表、電壓表等工具擺到自制工具區(qū)，這是對學(xué)生與教師個(gè)人創(chuàng)作的鼓勵與肯定，是對創(chuàng)客文化與精神的踐行，也是建設(shè)個(gè)性化創(chuàng)客空間的點(diǎn)睛之筆。本案例是自制電壓表項(xiàng)目的延伸，其原理都是基于對模擬輸入端口的深入理解，但該歐姆表在測量小電阻時(shí)其結(jié)果還并不令人滿意，我們先將這個(gè)問題分享出來，看一看大家能否有自己的解決方案，是否可以做一個(gè)量程可以調(diào)整的歐姆表呢？當(dāng)然對于這一問題我將會在接下來的時(shí)間里，繼續(xù)追蹤研究。
歐姆定律基礎(chǔ)篇8
例1 （2015年武漢四月調(diào)研）某實(shí)驗(yàn)小組用下列器材設(shè)計(jì)了如圖1所示的歐姆表電路，通過調(diào)控電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“×1”、“×10”兩種倍率（ ）.
A.干電池：電動勢E=1.5 V，內(nèi)阻r=0.5Ω
B.電流表mA：滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻Rg=150Ω
C.定值電阻R1=1200Ω
D.電阻箱R2：最大阻值999.99Ω
E.電阻箱R3：最大阻值999.99Ω
F.電阻箱R4：最大阻值9999Ω
G.電鍵一個(gè)，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干
圖1 圖2（1）該實(shí)驗(yàn)小組按圖1正確連接好電路.當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表達(dá)到滿偏電流，此時(shí)閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)=
Ω，歐姆表的倍率是
（選填“×1”、“×10”）.
（2）閉合電鍵S： 第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3，當(dāng)R2=
Ω且R3=
Ω時(shí)，再將紅、黑表筆短接，電流表再次達(dá)到滿偏電流. 第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4，調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向圖2所示的位置時(shí)，對應(yīng)的歐姆表的刻度值為
Ω.
這是一道2015年湖北省武漢市四月調(diào)研考試試題，主要考查了歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換擋原理、中值電阻、閉合電路歐姆定律等知識點(diǎn).是一道綜合性強(qiáng)，命題立意較高，難度較大，能很好考查學(xué)生綜合能力的好題.從考后試卷分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生得分率比較低，很多學(xué)生束手無策，主要原因是學(xué)生對歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和換擋原理沒有弄清楚，不會靈活運(yùn)用中值電阻.
解析 （1）由閉合電路歐姆定律可知：內(nèi)阻R內(nèi)=EIg=1.50.001Ω=1500Ω，故中值電阻應(yīng)為1500Ω.根據(jù)多用電表的換擋原理，倍率越高中值電阻（內(nèi)阻）越大，表盤上只有兩種檔位，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)可知?dú)W姆表倍率應(yīng)為“×10”.（2）為了得到“×1”倍率，應(yīng)將S閉合，指針滿偏時(shí)對應(yīng)的電阻為150Ω，電流I1=1.5150A=0.01A，此時(shí)表頭中電流應(yīng)為0.001A；則與之并聯(lián)電阻R3電流應(yīng)為I2=0.01-0.001=0.009A，并聯(lián)電阻R3=0.001×（150+1200）0.009Ω=150Ω，R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω，故R2=15-0.5=14.5Ω.
如圖所示電流為I=0.75mA，“×1”倍率滿偏時(shí)對應(yīng)的電阻為R內(nèi)=150Ω，由閉合電路歐姆定律：
E=150×（1+150+1200150）×10-3，
E=（150+Rx）×（0.75+
0.75×（150+1200）150）×10-3
聯(lián)立得電流為0.75mA時(shí)歐姆表的刻度值應(yīng)為Rx=50Ω.
圖3
二、理論分析
歐姆表是由電流表表頭、直流電源、電位器和紅、黑表筆串聯(lián)而成，如圖3所示，虛線框內(nèi)是歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原理圖.
當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)，相當(dāng)于被測電阻Rx=0，調(diào)節(jié)R的值，使電流表的指針達(dá)到滿偏，此時(shí)有Ig=ER+Rg+r，所以電流表的滿偏刻度處被定為電阻擋的零點(diǎn).
當(dāng)紅、黑表筆斷開時(shí)，相當(dāng)于被測電阻Rx=∞，此時(shí)電流表的電流為零，所以電流表零刻度的位置是電阻擋刻度的“∞”位置.
當(dāng)紅、黑表筆間接入某一電阻Rx時(shí)，通過電流表的電流I=ER+Rg+r+Rx，將上兩式相除得：IIg=R+Rg+rR+Rg+r+Rx，解得Rx=（R+Rg+r）（IIg-1），式中IIg這個(gè)數(shù)值具有重要意義，就是每一個(gè)IIg數(shù)值與表針的位置一一對應(yīng)，也與每一個(gè)Rx一一對應(yīng).
由上式可知，中值電阻R中=R+Rg+r=EIg唯一地決定了歐姆表的刻度，中值電阻越大，可以準(zhǔn)確測量的范圍越大，要改變歐姆表的測量范圍，實(shí)現(xiàn)歐姆表的不同倍率，只需改變中值電阻即可，通過改變中值電阻的大小來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量范圍的縮放.
要改變中值電阻有兩種途徑：一是電路中的最大電流Ig值不變而改變電源電動勢，但這種方法改變的范圍有限，而且生產(chǎn)上千伏的直流電源在技術(shù)上是非常困難，成本也很高.二是電源電動勢不變而改變電路中的最大電流Ig值，通過在電流表表頭上并聯(lián)多個(gè)電阻，即把電流表表頭改裝成不同量程的電流表，再加一個(gè)選擇開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)不同的倍率.
三、實(shí)戰(zhàn)演練
例2 某同學(xué)用以下器材接成如圖4所示的電路，并將原微安表盤改畫成如圖5所示，成功地改裝了一個(gè)簡易的“R×1k”的歐姆表，使用中發(fā)現(xiàn)這個(gè)歐姆表用來測量阻值在10kΩ～20kΩ范圍內(nèi)的電阻時(shí)精確度令人滿意，表盤上數(shù)字“15”為原微安表盤滿偏電流一半處.所供器材如下：
A.Ig=100μA的微安表一個(gè)
B.電動勢E=1.5V，電阻可忽略不計(jì)的電池
C.阻值調(diào)至14kΩ電阻箱R一個(gè)
D.紅、黑測試表棒和導(dǎo)線若干
（1）原微安表的內(nèi)阻Rg=
Ω.
圖4 圖5（2）在圖4電路的基礎(chǔ)上，不換微安表和電池，圖5的刻度也不改變，僅增加1個(gè)元件，就能改裝成“R×1”的歐姆表.要增加的元件是
（填器件名稱），規(guī)格為
.（保留兩位有效數(shù)字）
（3）畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖.
解析 （1）根據(jù)“使用中發(fā)現(xiàn)這個(gè)歐姆表用來測量阻值在10kΩ-20kΩ范圍內(nèi)的電阻時(shí)精確度令人滿意”，說明在測阻值在10kΩ-20kΩ的電阻時(shí)歐姆表的指針在刻度盤的中間附近，由此可結(jié)合刻度盤確定此表的中值電阻，即表內(nèi)總電阻約為R總=15kΩ，相當(dāng)于歐姆表選擇量程于×1k擋.當(dāng)表筆短接時(shí)，電流滿偏，根據(jù)歐姆定律有：Ig=ER+Rg，代入E、R、Ig的值，解得Rg=1kΩ.
（2）要把原表改裝成“R×1”的歐姆表，就要減少歐姆表的內(nèi)阻，在電動勢不變的情況下，只有擴(kuò)大表頭量程，依題意，顯然只有并聯(lián)一個(gè)小電阻R′才能使表內(nèi)總電阻等于中值電阻R并=15Ω.根據(jù)R并=R′（R+Rg）R′+R+Rg，代入R以及Rg的數(shù)值可計(jì)算可得R′≈15Ω.
圖6
（3）畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖如圖6所示.
點(diǎn)評 歐姆表由小倍率擋向大倍率擋轉(zhuǎn)換時(shí)，需要增大歐姆表的總電阻，即要增加中值電阻，但改變中值電阻不是通過串聯(lián)更大電阻來實(shí)現(xiàn).因?yàn)槿绻?lián)更大電阻R0，根據(jù)Ig=ER+Rg+r+R0可知，通過歐姆調(diào)零后，要減少調(diào)零電阻R的阻值，使得整個(gè)電路的總電阻沒有發(fā)生變化，實(shí)質(zhì)上是串聯(lián)電阻方式起不到改變量程的作用，只有通過改變電路結(jié)構(gòu)，減小表頭量程.歐姆表由大倍率擋向小倍率擋轉(zhuǎn)換時(shí)，需要減小歐姆表的總電阻，所以只有通過變換并聯(lián)電阻來實(shí)現(xiàn)的，相當(dāng)于擴(kuò)大表頭量程，并聯(lián)電阻后，內(nèi)阻減小，歐姆表的量程也就變以小，并聯(lián)的電阻越小，內(nèi)電阻越小，歐姆表的量程也就越小.
變式練習(xí) 將滿偏電流為50μA、內(nèi)阻為800Ω～850Ω的小量程電流表G改裝成兩種倍率（如“×1”、“×10”）的歐姆表.現(xiàn)有兩種備選電路，如圖7和圖8所示，則圖
（選填“7”或“8”）為合理電路；另一種電路不合理的原因是
，在合理的電路中，當(dāng)開關(guān)S合向端，這時(shí)的歐姆表是較大的倍率擋. 圖7 圖8答案：因?yàn)閳D7所示不能改變電流表的量程，即不可能實(shí)現(xiàn)多倍率，如圖8所示中S接d端為歐姆表的較大倍率擋.
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