欧姆定律概念（通用12篇）
16.6用动量概念表示牛顿第二定律
一、教材分析：
《用动量概念表示牛顿第二定律》为高中物理选修教材3-5的第十六章《动量守恒定律》的第六节内容。这一章节内容主要根据牛顿第二定律，推导力与动量变化率的关系，从而得出动量定理。动量定理体现了力在时间上的累积效果，为解决力学问题，尤其是打击和碰撞的问题开辟了新的途径。同时动量定理的知识与人们日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习本节知识有着广泛的现实意义。
二、教学重点和难点：
（一）、教学重点
1、动量定理的推导和对其的理解
2、利用动量定理解释有关现象和一维情况下的定量分析
（二）、教学难点：
1、动量定理的矢量性，即合外力的冲量和动量变化方向的一致性
2、动量定理在实际问题中的正确应用
三、教学目标：
（一）、知识与技能
1、能由牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理的一维表达式
2、理解动量定理的含义，知道动量定理的适用范围
3、会运用动量定理解释有关现象和处理有关问题
（二）、过程与方法,：
通过学生自主探索力和动量变化之间的关系推导出动量定理，运用动量定理处理实际问题，让学生从这些过程中体会自主探究物体学规律的过程并在分析、处理和解决问题方面的能力得到提高
（三）、情感态度与价值观：
培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，使其勇于探索与日常生活有关的物理问题
四、学情分析：
（一）、高中生在思维方式方面正处于形象思维向抽象思维过渡时期，对知识的获得还需感性认识为依托；在生理方面处于注意力易分散的时期
（二）、学生在前面已了解了利用牛顿第二定律和运动学公式推导物理规律的物理学研究方法方法，也学习了动量的知识
五、：教学方法
（一）、教法：讲授法、讨论法、谈话法
用动量概念表示牛顿第二定律
通过多媒体教学创设问题情景，激发学生的探究兴趣，引导学生进行思索讨论自主探索动量定理，采用学生参与较多的讨论法，对动量定理的定性应用进行巩固
（二）、学法：
在学生已掌握的用牛顿第二定律和动力学公式将力学量和运动量相联系起来推导物理规律的方法的基础上，由教师引导，让学生亲自经历运用该方法主动探索动量定理的过程，并通过课堂讨论举例、例题讲解和课后练习掌握对其的应用
六、教学过程：
（一）、引入新课
多媒体播放演示实验：杯子掉在地上碎，掉在海绵上不碎的现象 提出问题：为什么会出现这种现象？ 引起学生思考并引入新课教学
（二）、新课教学 提出研究的课题：如下图，设一个物体在t1时刻以速度v1在光滑水平地面上运动，在同方向水平恒力F作用下，在t2时刻速度变为v2，试用牛顿运动定律和运动学公式推导出力与动量变化的关系。
引导探究：由牛顿第二定律可知：Fma
vv由运动学公式可知：a21
tmv2-mv1p2p1p联立以上两式可得：F，由此式可得t2t1t2t1t出力与动量变化的关系即物体动量的变化率等于它所受的力，从而得出牛顿第二定律的另一种表达形式。上式还可写成F(t2t1)mv2mv1，物理学中将此关系定义为动量定理，其中量F(t2t1)反映了力在空间上的积累，物理学中称为力的冲量并表示为I。
知识点：
1、动量定理
（1）定义：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化（2）表达式： IP
或
FtPmv2mv1
（3）说明：
1）意义：合外力的冲量是物体动量变化的原因
2）适用范围：动量定理既适用于恒力又适用于变力；既适用于直线运动又适用于曲线运动；不仅适用于单个物体，而且也适用于物体系统
用动量概念表示牛顿第二定律
3）矢量性：即合外力的冲量和动量变化的方向一致，规定正方向后，在一条直线上矢量运算变为代数运算
2、动量定理的应用
（1）定性应用（解释日常生活现象）
回到引入新课杯子落地实验，引导学生建立模型：杯子运动分为两个阶段，第一个阶段物体自由下落同样的高度，获得同样的能量，第二阶段为经过一定时间动量减为零
学生讨论并得出结论：动量变化相同时，时间短，力大；时间长，力小 继续引导学生举例：如拳击运动员要戴手套，运动员跳远前松沙坑，铁锤钉钉子，冲床冲压钢板等，来说明动量变化相同时，时间短，力大；时间长，力小。 板书：
（2）定量应用（解决实际问题）
1）解题步骤：明确研究对象和研究过程；进行受力分析；规定正方向
写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量；根据动量定理列式求解
2）例题1：
如图所示，水平面上一质量为m的物体，在水平恒力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经过时间2t 物体停下来，设物体所受阻力为恒量，其大小为
训练点：动量定理的应用
解析：整个过程的受力如图所示，对整个过程，根据动量定理，设F方向为正方向，有：(Ff)tf2t0 从而得阻力大小为：fF/3
（三）、课堂总结
1、动量定理的推导和对其的理解
2、动量定理的应用
（四）、布置作业
（五）、书面作业：课后25面习题3和4
七、板书设计：
一、构建电路基本概念, 加强教学, 让学生认真掌握电路的基础理论知识
1、理想化元件的概念。
所谓理想化元件是指在进行电路分析和计算时, 很难把一些实际部件一一画完, 或把所有的电磁现象一一描绘出, 而是用一些简单但却能够表征它们主要电磁性能的理想化元件代替。教材以白炽灯和电源为例, 作了理想化假设分析。白炽灯是根据电流热效应制成的, 但电流通过时, 灯丝不仅呈现电流的热效应, 还呈现电流的磁效应。不过磁效应极微弱, 可不计。引导学生分析, 应抓住问题的主要方面, 忽略次要方面, 把白炽灯的主要特性-—热效应特性反映出来, 所以白炽灯应可在电路中抽象认为是一个理想化电阻元件, 用电阻代替。实际的各种电阻器、电炉、电烙铁等电气器件的理想模型均为电阻。其它如电源、电感、电容、电压源、电流源等都是理想化模型。
2、参考方向的概念。
参考方向的选择是任意的, 如电路中实际电压、电流方向的判定若得数为正, 说明参考方向和实际方向一致;若得数为负, 则说明参考方向与参考方向与实际方向相反。教材让学生要明确“关联和非关联参考方向”的概念, 在电路分析时其外电路部分, 电流和电压的方向一致, 为关联参考方向;而对电路的电源部分, 其电流和电压的方向不一致, 为非关联参考方向。引导学生运用参考方向判断电路中的元件是消耗元件或是产生功率的电源, 确定该元件是电源或是耗能元件。采用关联参考方向时, P=IU表示元件消耗功率, 若P>0, 表示为消耗元件;P<0, 则表示为电源。若采用非关联参考方向时, 若P>0, 表示为电源;P<0, 则表示为消耗功率, 元件是消耗元件。注意参考方向与绕行方向的区别, 其绕行方向是在应用基尔霍夫电压定律列方程, 教学中为避免学生混淆, 把回路绕行取向规定为顺时针方向。
3、电压源和电流源概念。
教学时要引导学生从理想电压源、电流源的符号、外特征 (A-V) 曲线、实际的电压源、电流源及特性曲线、开路、短路及正常工作状态下的电压、电流关系等进行分析比较, 让学生弄清楚:电压源不能处于短路状态, 电流源也不能处于开路状态, 以增强学生对电源特性的认识和理解。
4、电动势概念。
电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领。为使学生更好的理解这一概念, 引入电源力的概念, 即在电路中, 为维持电源正负极板、电路间有电流循环流动, 维持其电压, 形成持续的电流, 就应把移动到负极板上的正电荷, 逆着电场力的方向返回电源正极板, 这就需要外力做功, 这种外力叫电源力。电动势就是在电源内部, 把单位正电荷从负极移动到正极所做的功, 数值上等于电路中通过1库仑 (C) 的电量时电源所提供的电能。方向由电源负极指向正极, 其作用效果是使电源内部由负极到正极的电流。
5、电阻、电容、电感等概念。
分析电阻、电容、电感等元件的特性, 电压、电流关系, 在电路所起的作用, 它们的分类、用途和选择应用, 让学生在比较中对这三个主要元件有一定的了解, 并掌握它们的特性, 能够在实作中运用这些元件。
二、抓重点, 突难点, 培养学生的电路理解和计算能力
1、电位、电压的教学:
教材从衡量电场力做功的能力的角度引入了电压的概念, 把电压定义为把单位正电荷从a点 (电源正极) 移动到b点 (电源负极) 电场力所做的功, 用Uab表示, 规定电压的方向为从A到B, 而电位则在电路中任选一个参考点, 该点到参考点的电压, 叫做该点电位, 记作Va。电位实际电压, 是相对于参考点而言的, 电压是电路中任意两点而言的, 对参考点的选择, 在工程中, 通常以大地为参考点, 在电子线路中, 可以选择由多个元件汇集并与机壳相连的公共线为参考点, 习惯上称为地线。
2、电容器的充、放电的理解。
教材把直流电源, 通过开关控制向电容器充电、放电进行演示和分析, 总结其特点, 这容易让学生误认为电容器能通过直流电。要使电容器中有持续的电流通过, 只有在电容器的两端加上随时间变化的交变电流, 通过的电流为I=CΔU/Δt, 电容器的端电压ΔU变化越快, 通过极板的电流越大;反之, 则电流就越小。若是在直流电路中, 电压为恒定值, 通过电容器的电流就为0, 就认为电容器不能通过直流电。即称为电容器的“隔直通交”特性, 这个特性要让学生充分理解。
3、电压源短接和电流源的开路的状态分析。
这两个状态, 是一个实际电源允许在该状态下工作, 学生要通过分析认识到这两种情况, 通过电源内阻R0的电流均达到最大值 (电压源短接Isc=Uc/R0;电流源开路时Isc=Is) , 会造成电压源、电流源因过热而损坏。
4、学生电路计算能力的培养。
本章主要运用欧姆定律、基尔霍夫定律完成电路电流、电压各点电位的计算, 其中零电位点的确定, 实际电流、电压方向的确定, 结点电流、回路电压方程的列出, 电压源、电流源的有关计算, 都是学生所必须掌握的电路计算基础知识, 为学生下一章《直流电路的分析》学习奠定基础。
5、结合数学知识分析特性曲线和状态分析。
在本章内容中, 针对线性电阻 (一次函数) 、非线性电阻的伏安特性曲线、电容器的充、放电曲线 (指数函数) 、电压源和电流源以及实际的电源的外特性曲线 (一次函数) 等, 在分析时要引导学生回顾所学的数学知识, 结合实际问题, 对这些规律加以认真的理解。
三、抓好技能训练, 形成学生实作能力
1、通过教学让学生了解电工测量与电工仪表 (直流电流
表、电压表及万用表) 的基础知识及万用表的工作原理, 初步掌握直流电流表、电压表及万用表的使用方法, 电路的直流电流、电压和各点电位的测量技术。
2、电工仪表了解和使用, 学生练习重点是万用表。
万用表的表盘、转换开关、调零电阻、插孔的功能和作用, 以及量程的选取和读数, 检测时的注意事项等均要一一给学生演示和说明。
3、做好电位测量技术实作训练指导。
【关键词】核心概念教学思考
我国《中学生物学课程标准》明确提出，“让学生深入理解生物学的核心概念”。那什么是核心概念呢？刘恩山教授认为，核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分。孟德尔分离定律是高中生物课程中的核心概念之一，以下是本人利用科学史等引导进行概念教学过程，该部分教学的重点是通过理解孟德尔对分离现象的假说和验证，深刻理解“性状遗传是遗传因子传递的结果”和分离定律的内涵；结合PPT 多媒体教学，以问题为线索，沿着孟德尔的研究足迹，用科学史和科学方法教育统领教学的全过程，使学生体验他探究分离定律的方法和过程。
一、利用科学史导入，创设问题情境和历史情境
利用生活中息息相关的遗传现象和在遗传学上有突出贡献的孟德尔的生平和贡献来引出新课，使学生对孟德尔产生了强烈的崇拜之情，同时介绍豌豆杂交实验的历史背景，给学生展示出当时孟德尔做豌豆杂交实验时要解决的问题：性状是谁控制的？它们在细胞中怎样存在？它们是如何传递给子代的？有没有规律可循？从而引起了学生的认知矛盾和求知欲，使得他们也很想知道怎么解决这些问题。此时，我让学生先自学教材中的相关内容及插图，同时思考：豌豆作为实验材料的优点有哪些？这样，老师在进行分离定律这一核心概念教学时利用科学史资料进行教学，创造了一个有趣的和谐的课堂教学氛围，引起了学生的求知欲和学习兴趣，促使学生沿着孟德尔的研究足迹进行进一步的探究，为接下来的教学顺利进行打下了良好的基础[1]。
二、有指导地重建核心概念——分离定律
根据孟德尔的研究过程，我还设计环环相扣的问题，引导学生参与到孟德尔的遗传模拟实验中，让学生置身科学史中去体验孟德尔的思考和研究过程：向学生介绍选豌豆做杂交实验成功的原因以及孟德尔当时的研究着眼点；对于杂交实验，先让学生预测杂交实验的结果，再介绍当时人们普遍接受的融合遗传观点，接着展示和分析孟德尔当时杂交实验的真实结果，引起学生的认知矛盾，进一步激发学生的求知欲；然后老师由表及里地提出问题，例如，子一代为什么全是高茎？矮茎性状哪里去了？子一代杂交为什么会出现性状分离现象？子一代中是否存在控制矮茎性状的物质？为什么会出现3：1 的性状分离比？3：1 蕴含的遗传本质是什么？……师生一起对这些问题的逐一解决，如在解释杂交实验时，顺理成章的解释了“亲本”“子代”“显性性状”“隐性性状” “相对性状”“性状分离”这一系列重要概念，这样不仅使学生思维得到发展，也为后面“一对相对性状的遗传实验”埋下伏笔。再利用PPT生动形象演示孟德尔的杂交实验，接着提示学生从课本中找出遗传特点：其它性状的杂交也存在这样的分离比，使学生认识到各性状的遗传结果类似，其中必然蕴藏着一定的规律。使学生逐步理解分离定律的发现过程，深刻理解分离定律的内容和实质[2]。
三、引导学生进行总结、归纳，形成对分离定律较为完整的理解
学习完孟德尔的豌豆杂交实验，引导学生对分离定律进行了阐述：（1）孟德尔假说的要点是什么？（2）孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？（3）孟德尔又是如何解释子二代的现象：性状分离且显隐之比为3：1的？这样边总结边引导学生归纳假说要点，还引导学生对相关概念进行了辨析，使学生更加系统地掌握和理解了分离定律这一核心概念。可见，运用科学史资料进行教学不仅可以使学生领悟假说——演绎法等生物科学研究方法，还能够让学生沿着科学家的探索思路，领悟科学家的思维过程，让分离定律这一核心概念成为学生再发现、再创造的过程。基于科学史的分离定律这一核心概念教学，教师起到提示与点拨的主导作用，而学习的主体是学生自己，这样的教学不仅让学生体验和训练了科学方法，还在科学探究过程的体验中掌握了核心概念，并且从科学史的学习中接受了教育和启发。
四、从习题中使分离定律得到拓展和延伸
由于分离定律不仅是自由组合定律的基础，也是生物变异与生物进化的基石，所以熟练运用分离定律这一核心概念尤其重要。因此我先设置一些基础题巩固一些重要概念，如：
下列关于孟德尔的研究过程的分析不正确的是
A．提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上的
B．为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验
C．孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
D．孟德尔发现的遗传规律不可以解释所有有性生殖生物的遗传现象
再设置一些提高题（如下）和综合题（略）的训练，让学生把已有知识在脑中编织成一个网络，这样能防止学生的片面认识，对分离定律的理解才能进一步深入。
关于对图1的理解不正确的是
A．基因分离定律的实质表现在图中的①②
B．该图解是对分离现象的解释
C．图1中由于③过程的随机性，基因型为Aa的子代占所有子代的2/3
D．孟德尔的杂交实验运用了杂交和自交的方法
随着题目的综合强度增大，学生必须灵活运用相关的概念规律进行分析、综合、判断、推理最终达到融会贯通的境界，以全面、深刻地认识分离定律的概念。
结论
以历史为背景，以生物发展史资料为材料，沿着科学发展的足迹，根据分离定律核心概念产生和发展的过程，将科学家的实验研究转变为学生的探究过程，引导学生作出正确的思考与选择，尝试重新建构核心概念，通过适当的练习最终达到对核心概念的深入理解。这样的核心概念教学既强调科学研究的过程，又注重知识生成。
【参考文献】
[1]郑春和．注重生物科学史的学习[J]．生物学通报，2011，39（11）：27-30．
1．理解掌握部分电路欧姆定律及其表达式。
2．掌握欧姆定律计算有关问题。
3．理解掌握用欧姆定律分析实际问题，解释实际问题。
4．学会用伏安法测量导体电阻的方法。
5．进一步学会电流表、电压表的使用。
6.培养学生辩证唯物主义思想。
二、教学重点与难点
教学重点：欧姆定律。
教学难点：欧姆定律的应用。
三、教学准备
电源，滑动变阻器，定值电阻(5欧、10欧、20欧、40欧各一只)。
电流表，电压表，开关，导线，例题投影片。
三、课时安排
本节共安排3课时(其中1课时为学生实验)。
四、教学过程（）
(一)引入新课
设问：1．形成持续电流的条件是什么?
2．导体的电阻对电流有什么作用?
学生回答后，教师分析：在电路中，电压是形成电流的条件，而导体的电阻又要对电流起阻碍作用，电阻越大，电流越小。那么，在一段电路中的电流、电压、电阻这三个量究竟有什么关系呢?这就是我们今天要讨论的问题——欧姆定律。(板书课题)
(二)新课教学
今天我们研究电流与电压、电阻之间的关系，是通过保持其中一个量不变，看电流与另一个量之间的关系。
设问：请同学们根据刚才提出的研究方法，利用我们所学过的仪器怎样来设计一个实验?(请同学们回答)
学生回答后，教师投影实验电路图，分别介绍电流表。电压表、滑动变阻器在实验中作用。
1．电阻R不变，电流与电压有什么关系
演示：按图接好电路，保持R=10欧不变，调节滑动变阻器，改变R上的电压，请两位同学读出每次实验的电压值和包流值，记人表1中：
分析：从上表中可以看出，在电阻只保持不变时，随着电阻R上的电压的增大，通过电阻R的电流也增大，且电压与电流是同倍数增加，这种关系在数学上叫成正比关系。
结论：在电阻不变时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。
根据数学规律，我们可以对欧姆定律公式I=U/R 进行变形，得到U=IR或R=U/I 这样我们可以根据同一导体中的两个量，来求出第三个量。·
4。欧姆定律来计算有关问题
例：已知电烙铁的电阻是1210欧姆，如果电烙铁两端的电压是220伏，求通过电烙铁的电流?
教师根据板书小结，突出欧姆定律的内容，强调欧姆定律中的“这段导体”四个字。
(四)巩固练习：课本第90页第1、3题。
②对于一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。
③使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位。
(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
例题1：课本中的例题1。(使用投影片)
学生读题，根据题意教师板演，画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出结果。
板书：〈例题1：
已知：R =807欧，U =220伏。
【教学目标】 知识与技能：
（一）了解电流跟电压、电阻的关系；理解欧姆定律的内容及公式
（二）过程与方法：通过实验探究，进一步熟悉科学探究中被广泛采用的一种方法——控制变量法。
（三）情感态度与价值观：培养学生对科学探究的兴趣和探究活动中的协作精神。
【重点】掌握实验方法；理解欧姆定律。
【难点】设计实验过程；实验数据的分析，实验结果的评估。【教学准备】
器材：学生电源、电流表、电压表、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）变阻器、开关、小灯泡、学生2——4人一组。【教学过程】
上节课我们学习了电阻和滑动变阻器，通过课本P54“活动3”知道滑动变阻器与灯泡串联可改变灯泡的电流，下面我们再通过实验回顾一下在这个活动中变阻器是怎样改变灯泡的电流的。
演示实验：按图1重组装一电路，电源为学生电源，闭合开关，滑动变阻器片，使灯泡发生明暗变化。
问：（1）滑动变阻器与灯泡串联后，为何能改变通过灯泡的电流？
（2）有没有其他方法改变电路中的电流？由以上两问可知，电压和电阻都影响通过电路、电流，是不是知道电压和电阻的变化就可以判断电流的变化呢？
（3）如果电路两端的电压增高，电路中电阻也增大，电路中电流如何变化？
（二）进行新课
1、提出问题：
由学生讨论第（3）问的答案，从而提出探究的问题“一段导体中电流跟这段导体两端的电压，导体的电阻有什么定量关系？”
2、猜想与假设
由于小组讨论作出猜想与假设，并说出自己的根据。
3、制定计划与设计实验
要验证自己的猜想与假设是否正确，我们只有通过实验来验证，鼓励学生以小组为单位讨论怎样设计实验（结合大屏幕上的提示）。温馨提示：
（1）研究电流I与电压U之间关系时： ①是否应该保持电阻不变？ ②怎样改变定值电阻两端电压？
③实验中用到哪些器材？各器材如何使用？ ④如何设计电路？
（2）研究电流I与电阻R之间的关系？ ①是否应该保持电压不变？你用什么方法？ ②怎样改变电阻？
③实验中用到哪些器材？各器材如何使用？ ④如何设计电路？
设计完毕，将学生设计的电路图用大屏幕展示，由学生简述方法，并鼓励学生利用多种简述方法。
4、进行实验与收集数据
在学生进行实验前，先由学生回答一下连接电路中注意的事项，然后以组为单位进行实验，（教师巡视指导）。
5、分析和论证
展示学生的测量数据，并由学生分析得出结论，然后鼓励学生用一句话概括得出：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
此结论德国物理学家欧姆早在19世纪初就得出来了，为纪念他的贡献，这个结论就被称为欧姆定律，欧姆定律也可以用公式 来表示，欧姆得出这个结论是不是也像我们这么容易呢？请阅读课本P59“信息浏览”。
6、评估：
（1）刚才那个小组的同学得出了欧姆定律的结论，其他小组有没有得出相同的结论呢？如果没有是什么原因造成的？你是怎么发现的？（可由学生通过实验分析回答）
（2）你们小组的数据有没有偏差？可能是什么原因造成的？你的结论是否可靠？具有不具有普遍性？
7、交流：
课下把你的探究过程及结论告诉同学和老师，或者把这个探究记录给他们看，征求他们的意见，既要改正自己的错误，弥补不足，又要为自己的正确观点和做法辩护，把交流的情况简要记录下来。
（三）课堂小结：
鼓励学生说一说本节课学到的知识和收获？ 想想议议
⑴、在学习电路连接时，课本为什么提示：切不可用导线直接把电池两端连在一起，这样会烧坏电池和导线。
（2）在电流表说明书中为什么规定：严禁将电流表两个接线柱直接连到电源两极上，否则会烧坏电流表。（3）如图2所示，某同学用电压表测串联电路中灯泡L1两端电压，开关闭合，两灯泡均不发光，电压，开关闭合，两灯泡均不发光，电压表指针有明显偏转，请分析一下产生此现象的原因。
（4）一天晚上，小明家一盏灯泡忽然亮度一增加，接着就熄灭了，而其他用电器照常工作，小明仔细观察灯泡发现灯丝烧断了，请你帮助分析一下灯丝烧断的原因。实际实验有一定难度，因此利用大屏幕加以提示。
关键词：欧姆定律,教学,电路
“欧姆定律”教学处理
由于欧姆定律无论在初中阶段、还是在高中阶段的教学过程中都有着重要地位和作用, 它是整个电学的核心和关键。学生能不能学好电学部分的知识, 也取决于对欧姆定律的理解和运用。作为教师, 如果能够把“欧姆定律”这一知识点的教学过程处理得妥善与完美, 让学生理解欧姆定律的精妙, 那么他的教学一定是成功的。笔者在初中阶段教育的讲台上二十多年, 对欧姆定律的教学处理有如下的见解。
一、加强欧姆定律的教学基础铺垫
在具体的教学过程中, 我把电路的认识和连接电路、画电路图作为首要任务。使学生对电路是串联、并联加以认识的基础上掌握规律、加强辨认和区别。在教学中除了定义, 我又把串联电路比作穿“羊肉串”, 只要把一个个元件挨着连接起来就行;对串联的认识就是紧紧抓住它的特点是电流只有一条通路, 所有电器是同时工作, 每一个电器的工作都会受到其它电器的影响。并联电路就一定要学生找到一个分点和一个合点:分点是干路电流开始分开成几条支路的起点, 一定要注意是在什么元件之后 (或哪些元件之前) ;而合点也要注意什么元件之后 (或什么元件之前) 。对并联的认识就是一定要分清楚干路与支路, 有几条支路, 支路与支路的电器工作互不影响。有了这些认识, 对这类问题:“马路上的路灯同时亮、同时熄, 这些灯是什么连接方式?”“一个开关控制两盏灯同时亮、同时熄灭, 你怎么证明它们的连接方式?”学生就容易解决了。这样的指点还会让学生对串、并联电路的连接情况有了较明确的观念, 对画出电路图有了很大的帮助。把欧姆定律中涉及到的三个物理量搞清楚, 有利与对欧姆定律的理解。在欧姆定律教学之前, 学生已经对电流、电压、电阻这三个物理量有了一定的认识。这些知识的了解与掌握程度也决定着学生学习欧姆定律的难易情况。我要求学生对定义、单位、规律要有一定的认识。尤其注重在电流、电压的教学过程, 除了让学生通过探究实验来掌握电流表和电压表的使用方法外, 更重要的是得到串、并联电路的电流、电压规律并理解和运用。而在电阻知识的讲解时, 也必须把决定电阻大小的因素明确。
二、探究电流与电压的关系, 电流与电阻的关系, 直接衔接欧姆定律
探究的过程, 就是知识的获得过程。提问—假设—猜想, 让学生的大脑发挥想象的空间;设计实验, 又会使学生充分运用已掌握的知识, 在这里, 我们要了解“控制变量法”这一重要实验探究方法的特点与实际的操作, 要让学生能设计表格;进行探究实验, 要求学生对电流表、电压表、滑动变阻器等仪器的使用连接方法的有进一步的认识与应用;对实验的注意事项 (如开关在连接过程要保持断开、接通开关前变阻器的滑片位置等) 有所明确。这些能帮助学生对有关知识的理解, 还能加强操作能力、观察能力培养。分析—结论, 把实验数据归纳总结成规律:电阻一定时, 电流与电压成正比;电压一定时, 电流与电阻成反比。要求学生必须明确条件的重要性。
三、欧姆定律内容的强调
欧姆定律的内容是“导体中的电流, 跟导体两端电压成正比, 跟导体的电阻成反比。”我们第一要强调三个物理量联系:定律告诉我们:导体中的电流是由电压和电阻决定的。而电压是电源提供的, 与电流、电阻没有关系;电阻是导体本身的性质, 与电流、电压也没有关系;电流才是由电压和电阻共同决定的。第二要强调计算关系:在公式I=U/R中知道两个物理量就能计算得出另一个物理量的结果, 要求学生对公式的变化一目了然。第三要强调三个物理量必须针对同一段导体, 我们要教会学生用上标或下标;例如:R1和R2串联接在15V的电源上, R1=8Ω通过R1电流I1=0.1A, 求R2两端电压和R2电阻。在练习或讲解的过程中, 画出电路图、标明物理量、强调注意事项, 更有效果。
四、定律的拓展
欧姆定律的教学, 教师还应该把知识的拓展与运用作为重点来引导。一方面, 利用串、并联电路的电流规律、电压规律, 推导出电阻规律;归纳为:串联电路规律: (1) 电流I=I1=I2, (2) 电阻R=R1+R2, (3) 电压U=U1+U2;并联电路规律: (1) 电流I=I1+I2, (2) 电阻1/R=1/R1+1/R, (3) 电压U=U1=U2。然后还要利用电阻规律解决一些实际问题:如身边有3Ω、3Ω、6Ω的电阻各一个, 通过串联或并联能得到哪些电阻值?另一方面, 在实际的串联、并联电路中要让学生明确:串联电路中, 电阻大分到的电压就多;并联电路中, 电阻大得到的电流反而小。
五、精选练习题, 提高解题能力
要想培养学生获得较强的解题能力就要靠老师去认真指导。我们可以通过精选习题:如有代表性的题或一些经典型的题作为讲解与练习, 有助于学生更好的把握知识的扩展与应用。
例1:如图1, 在电路中, 已知R2=10Ω, R3=15Ω, 电源电压为5V。 (1) 当S1、S2都断开时, 通过R2的电流是多少? (2) 当S1、S2都闭合, 通过S2的电流是0.6A, 求R1的阻值。
例2:如图2所示, 如果开关断开, 甲、乙都是电流表, 读数比是2﹕5;那么, 如果开关闭合, 甲、乙都是电压表, 读数之比又是多少?
欧姆定律在中考中的题型主要有填空题、选择题、图像题、问答题、实验探究题、计算题等。填空题、选择题、图像题主要考查欧姆定律的基础知识，实验探究题主要集中在探究电流与电压、电阻的关系及伏安法测电阻上，问答题一般在实际应用方面出题，计算题主要考查欧姆定律的计算。
重点考查：
1.探究实验：探究电流与电压、电阻的关系；伏安法测电阻及变形；
2.欧姆定律的意义及应用：对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。
考查热点：
1.实验：探究电流与电压、电阻的关系；伏安法测电阻及变形；
2.理解：对欧姆定律的理解；
3.应用：应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。
考点1： 电流与电压、电阻的关系
例1：小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6V，滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω，电阻R1为l0Ω。实验过程中，将滑动变阻器滑片移到某一位置时，读出电阻R1两端电压为4V，并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验，可供选择的电阻有l5Ω、30Ω、45Ω和60Ω各一个，为了保证实验成功，小华应选择的电阻是 Ω和 Ω。
解析：要探究电流与电阻的关系时，必须要控制电阻R1两端的电压一定，即R1两端电压U1=4V不变。要能保证实验成功，滑动变阻器两端电压控制为6V-4V=2V，R2中也就是电路中的最小电流为2V/20Ω=0.1A，此时定值电阻最大为U1/I=4V/0.1A=40Ω，故只能选择l5Ω、30Ω的电阻。
答案：15，30。
点拨： 探究电流与电阻的关系，要改变电阻大小，而必须控制其两端电压一定。
考点2： 欧姆定律表达式及其物理意义
例2：关于欧姆定律公式I= ■，下列说法正确的是（ ）。
A.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比
B.导体两端的电压越大，其电阻越大
C.据欧姆定律公式变形可得R= ■，可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关
D. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值
解析：I、U、R三者不能随意用正比、反比关系说明，R＝U/I，它是电阻的计算式，而不是决定式，导体的电阻是导体本身的性质，与电流电压无关，只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，但可用电压与电流的比值求电阻。
答案：D。
点拨：理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。
考点3：动态电路分析
例3：如下图所示，电源电压不变.闭合S1后，再闭合S2，电流表的示数 ，电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”。)
解析：当闭合S1后，再闭合S2，此时R2被短路，电压表接到电源两端，因此电压表示数变大，此时电路中的总电阻减小，电流表示数也变大。
答案：变大，变大。
点拨：分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。
考点4：欧姆定律计算
例4：实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“15V 1.0A”字样，乙标有“10V 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（不考虑温度对灯泡电阻的影响）（ ）。
A．25V B．35V C．15V D．12．5V
解析：甲灯的电阻是R甲=■=■=15Ω。乙灯的电阻R乙=■=■=20Ω，两灯串起来后，总电阻是15Ω+20Ω=30Ω，允许通过的最大电流是0.5A，所以最高电压是30Ω×0.5A=15V。
答案：C。
点拨：不能把两额定电压的值相加作为最高电压；串联应取小电流。
考点5：电阻的测量
例5：现有一个电池组，一个电流表，一个开关，一个已知电阻R0，导线若干，用上述器材测定待测电阻Rx的阻值，要求：①画出实验电路图；②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量；③根据所测物理量写出待测阻值Rx的表达式。
解析：此题是伏安法测电阻的变形——双安法，在两表一器不全的情况下设计电路测电阻，因有电流表和定值电阻，故设计并联电路，测出两支路电流，利用电压相等，电流比等于电阻反比列关系式解答。答案不唯一，但基本原理是设计成并联电路。
答案：①电路图如下图；②实验步骤：（1）闭合开关S，读出电流表示数I0，（2）断开开关S，把电流表改接与Rx 串联，闭合开关S，读出电流表示数Ix；③表达式：Rx= I0 R0/Ix。
本节课我首先通过复习两个问题来让学生猜想电流可能与哪些因素有关。
问题1： 是形成电流的原因。
问题2： 对电流起阻碍作用。
猜想：电流可能与哪些因素有关？
通过前面的两个问题，让学生的猜想有一定的理论依据。
再通过两个实验提出进一步的猜想．
实验一：
条件：同一灯泡（电阻不变）。
现象：电压越大，灯泡越亮，通过的电流越大。
猜想：在电阻不变时，导体上的电流跟导体两端的电压成正比。
实验二：
条件: 电压不变。
现象:电路中的电阻越小，灯泡越亮，通过的电流越大。
猜想:在电压不变时，导体上的电流跟导体的电阻成反比。
通过上面的实验，让学生的猜想有了实验依据，但还没有具体的数据支撑，不足以说明是否成比例变化。
师：这些猜想是否正确，我们需要用实验来验证。
下面先进行探究课题一：电流与电压的关系。
我们要探究一个量随两个量的变化趋势，通常用什么研究方法？让学生通过回忆提出本节课的研究方法：控制变量法。明确要研究电流与电压的关系，应该控制电阻不变。实验中，选择几个定值电阻？怎样测定它的电流与电压？如何获得多组数据，让结论具有普遍性？通过这些问题让学生能够通过老师的提问逐步明确所需要的实验器材。在如何改变电压的问题上，由于有前面的引入实验，多数学生会提出改变电池节数的方法。老师首先肯定改变电池节数是可行的，但由于要拆装电路，电压成倍数变化，数据具有特殊性，如何能够更方便操作，同时让数据具有普遍性呢？这个时候有部分同学会提出使用滑动变阻器。下面请各位同学根据要求设计出电路图。
通过上面的问题设计，让学生顺利设计了所需要的电路图，也能明白在此实验中滑动变阻器的作用。
在探究课题二电流与电阻关系时，很多学生认为电源电压是恒定不变的，感觉加个滑动变阻器很多余。此时，老师补充一个小实验，让两节相同的干电池分别给两个不同的电阻供电，用电压表测量两次电路工作时的电源电压，发现电压不是同一个定值，让学生明白干电池提供的电压是不稳定的，需要控制。再通过另一实验，利用探究一的实物电路，将原来5欧的电阻更换为10 欧电阻时，让滑动变阻器的位置不变，让学生观察电压表的读数，此时学生会发现电压表的读数已经发生变化，认识到调节滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压不变。
一、教学目标
知识目标：理解掌握欧姆定律及其表达式，能用欧姆定律进行简单的计算。技能目标：培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。
情感目标：通过学生对教学过程的参与，激发学生学习的积极性，培养学习物理的兴趣。
二、重点
对欧姆定律的理解及简单应用
难点
对欧姆定律的理解
三、教学过程
（一）复习
1、一段导体两端的电压是1.5伏时，通过它的电流是0.3安；当此导体两端电压是3伏时，通过它的电流是 安；当通过该导体的电流为0.9安时，导体两端的电压是 伏。
2、把一个阻值为5欧的电阻接入某一电路中，通过它的电流为0.3安；当把另一个10欧的电阻接入同一电路中的时候，通过它的电流又是安； 当这个电路中通过某一导体的电流是0.1安时，导体的电阻是 欧。
（二）进行新课
1、欧姆定律
由实验我们已知道了在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比．把以上实验结果综合起来得出结论，即欧姆定律．（板书：欧姆定律）
（1）内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比． 欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期（1827年）经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律．之所以今天我们能够这么容易的得出此结论，就是因为欧姆十年的好奇心与执著的科学精神，对于我们各位同学来说，我们应该学习并具备这种精神。
（2）欧姆定律的公式：如果用U表示加在导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示这段导体中的电流，那么，欧姆定律可以写成如下公式：I＝U/R
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧．（板书：公式：I＝U/R）
公式的物理意义：当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍．这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系（I∝U）．当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一．反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系（I∝U/R）．公式I＝U/R完整地表达了欧姆定律的内容．
有关欧姆定律的几点说明：
A、欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的． B、对于一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个．
C、使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位．（3）应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题． 例题1：课本中的例题.（使用幻灯片）
学生读题，根据题意教师板演，画好电路图．说明某导体两端所加电压的图示法．在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号．
解题过程要求写好已知、求、解和答．解题过程写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出结果．
板书：例题1：(习题见课件)已知：R＝96.8欧，U＝220伏． 求：I．
解：根据欧姆定律
I＝U/R＝220伏/96.8欧≈2.3安
答：此熨斗正常工作时的电流约为2.3安。例题2：使用幻灯片 板书：例题2 要求学生在笔记本上按例题1的要求解答．由一位同学到黑板上进行板演． 学生板演完毕，组织全体学生讨论、分析正误．教师小结． ①电路图及解题过程是否符合规范要求．
②答题叙述要完整．本题答：要使小灯泡正常发光，在它两端应加12伏的电压．
③解释U＝IR的意义：导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积．不能认为“电压跟电流成正比，跟电阻成反比．”因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实．
例题3：使用幻灯片 板书：例题3 解题方法同例题2.学生板演完毕，组织学生讨论、分析正误．教师小结．
①解释R＝U/I的物理意义：对同一段导体来说，由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，所以比值是一定的．对于不同的导体，其比值一般不同．U和I的比值反映了导体电阻的大小．导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于材料、长度和横截面积，还跟温度有关．不能认为R＝U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比．由于电阻是导体本身的一种性质，所以某导体两端的电压是零时，导体中的电流也等于零，而这个导体的电阻值是不变的． ②通过例题3的解答，让学生回答课本84页问题。
2、课堂巩固练习
（1）、练习1，通过学生解决简单的问题，加深理解I、U、R的对应关系。
（2）、练习2，一方面加深欧姆定律的理解，另一方面又加深电阻是导体本身属性的理解。
（3）、练习
3、给出稍有难度的电学问题，让学生试着解决综合性的电学题，同时又能加深欧姆定律的理解。
（三）小结
简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位．
例1（2007年浙江省金华市中考题）某校兴趣小组同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”，设计了如图1甲所示的电路图。
（1）根据该兴趣小组设计的图甲电路图，把图乙的实物图连接完整。
（2）通过实验，该兴趣小组测得4组数据，如下表所示：
其中第4次实验时电流表的指针位置如图丙所示，请把测得的电流数值填入表格。
（3）在此探究实验过程中，当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后，为了探究上述问题，你认为应该采取的操作是 。
A．闭合开关，读出电流表的读数
B．闭合开关，将变阻器的滑片适当向左移
C．改变电压表、电流表的量程
D．闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移
（4）从该实验中你可得出什么结论?
（用文字表述）
分析和解本题的求解思路如下：（1）滑动变阻器在使用时，应把电阻丝与滑杆的各一个接线柱接入电路，这样在移动滑片过程中才能起到改变接入电路电阻的作用。所以，应开关与滑动变阻器的C或D接线柱相连。
（2）第4次实验时的电流值为0.2A。
（3）在实验过程中，当E、F两点间的电阻由4Ω更换为5Ω后，为了探究上述问题，应采取的操作是：闭合开关，将变阻器的滑片适当向右移，这样才能保证电阻两端的电压保持在2V不变。
（4）从实验中得出什么结论是：“当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”。
参考答案（1）开关与滑动变阻器的C或D接线柱相连；（2）0.2；（3）D；（4）“电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比”或“电压一定时，导体的电阻越大，导体中的电流越小”。
点评本题是一道常规的基础实验题，这类问题在各地中考试卷中出现的频率极高，试题所涉及的内容既有概念和规律，也有物理思想、物理方法的综合考查。
例2（2007年湖南省常德市中考题） 某实验小组的同学探究电流与电压的关系时，用到如下器材：电源1个，电流表、电压表各1只，定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑动变阻器1只，开关1个，导线若干；设计的电路如图2所示。
（1）这个实验使用了控制变量的方法，其中被控制的变量是，滑动变阻器R2的作用是 。
下面是他们获取的一组实验数据：
（2）实验中他们选用的定值电阻阻值为Ω；
（3）请在图3所示的坐标系上画出电流随电压变化的图像；
（4）分析表中的数据或图像，你能得出的探究结论：。
分析和解（1）在实验过程中，被控制的变量是电阻，滑动变阻器R2在实验中的主要作用是：通过移动滑片，使变阻器接入电路的电阻和电路中的总电阻均发生变化，从而达到改变电路中的电流，改变电阻R1两端的电压的目的。
（2）实验中选用的定值电阻的阻值为R= = =5Ω。
（3）根据表中的各组数据在坐标纸上描点，然后将各点用平滑的曲线连接起来即可，如图4所示。
（4）探究结论：当电阻一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比。
参考答案（1）电阻，通过阻值的变化改变电路中的电流，从而改变电阻R1两端的电压。
（2）5．（3）如图4所示。（4）电阻一定时，通过电阻的电流与加在电阻两端的电压成正比。
点评本题在常规实验的基础上，增加了根据实验数据在坐标系上画出电流随电压变化的图像这一要求。
图象在物理学中应用十分广泛，是一种很好的研究问题的方法。具有以下优点：
（1）能形象地表达物理规律；（2）能直观地描述物理过程；（3）能鲜明地表示物理量之间的依赖关系。
因此理解图象的意义，自觉地运用图象分析表达物理规律很有必要。在理解图象所表示的物理规律时要注意以下几点：
（1）看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始。
（2）图象上每一点都对应着两个数，沿图象上各点移动，反映着一个量随另一个量变化的函数关系。
（3）图象上直线的倾斜度反映了一个量随另一个量变化程度。如I－U图像中的倾斜度的大小反映了导体电阻的大小。
（责任编辑 覃敬川）
复习课, 一要体现“从生活走向物理, 从物理走向社会”, 教学方式多样化等新课程理念;二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养;三要优化学生的认知结构, 让学生在教师的引导、帮助下, 把学到的知识归纳起来, 从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步, 从典型例题入手进行归纳总结。
例1:如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω, 保护电阻R为4Ω。当闭合S后, 两电压表的示数分别为6V和2V, 则电路中的电流为____A, 电动机的功率为____W。 (这是陕西师范大学出版社出版, 经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题)
学生通常按下列方法计算电路中的电流:
R中的电流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,
电动机中的电流:I=U/RM=4V/1Ω=4A,
由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5A和4A。
于是第二空的对应值为:P=UI=4V×0.5A=2W与P=UI=4V×4A=16W。这就存在两个问题:
1. 根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等, 与串联电路中电流的特点相矛盾。
2.由串联分压原理得:UR:UM=RR∶RM=1∶4, 得:
(1) 当UR=2V时, UM=8V, 得到UR+UM=2V+8V=10V≠U源;
(2) 当UM′=4V时, UR′=1V。U1′+U2=1V+4V=5V≠U源, 这与串联电路中的电压关系相矛盾。
对此, 应找出题中所涉及的知识点, 分析这些知识点间的联系, 那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先, 应对欧姆定律有深入的理解。
例2:如图2所示电路 (R1≠R2≠R3) 。引导学生分析如下:
1. 对电路状态的分析。
(1) 当S、S1、S2都闭合时, R1与R2并联, 并联后作为一个整体再与R3串联。A测R1中的电流, V测R2或R1两端电压。
(2) 当S、S1闭合S2断开时, 则由图-2演变为图-2 (a) 到 (b) 。
R1与R3串联, R2处于断开状态, A测整个电路中的电流。
(3) 当S、S2闭合S1断开时, 则由图2演变为图-2 (c) 到 (d) 。
R2与R3串联, R1处于断开状态, V测R2两端电压。
2. 欧姆定律中涉及I、U、R三个量间的关系。
(1) 欧姆定律中的I、U、R三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的, 即必须满足“同一性”。
当图-2中的S、S1、S2都闭合时, A测R1中的电流为IA, V测R2两端电压为UV。此时能否用U与I的比值来计算R1或R2阻值呢? (即R=UV/IA) 。
如果R1=R2时, 由于R1与R2并联, 所以R1两端电压U1等于R2两端电压U2, 即U1=U2=UV。根据R=U/I得R1=UV/IA, R2=UV/IA。这样计算出的R2的值虽然是正确的, 但属于不正确的方法得出了正确的结果, 实属偶然巧合。
若R1≠R2时, 那么R1=UV/IA, 若再按R2=UV/IA来计算R2的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点, R1、R2中的电流是不相等的。上述中错误地认为R1、R2中电流相等。这里的电压是R2两端电压, 而电流是R1中的电流, 电压与电流是两个不同电阻 (或用电器, 或电路) 的对应量, 也就违背了“同一性”。
这就告诉我们, 在应用欧姆定律解题时, 一定要遵循“同一性”原则, 切忌“张冠李戴”, 电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如:W=UIt、Q=I2Rt、P=UI等。
(2) 欧姆定律中的I、U、R三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量, 即必须满足“同时性”。
在图-2中, 当S、S1闭合时, R3中的电流大小与S、S2闭合时R3中的电流大小是否相等?
在图-2中, 当S、S1闭合S2断开时, 不难看出, R1与R3串联:I=I1=I3则I=U源/ (R1+R3) ;当S、S2闭合S1断开时, R2与R3串联:I=I1=I3, 则I=U源/ (R2+R3) 。因为R1+R3≠R2+R3所以U源/ (R1+R3) ≠U源/ (R2+R3) , 即两次电流不相等。S、S1闭合时, R3中的电流大小与S、S2闭合时R3中的电流大小不相等, 这是因为S、S1闭合时与S、S2闭合时电路状态不同, R3是在不同的状态下工作, 不是同一时间内电流的大小, 电流不相等。
在利用公式计算的过程中, 不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如:要计算R3的电阻值, 就不能用第一状态下R3两端的电压值与第二状态下R3中的电流的比值来计算R3的电阻值。在计算电流、电压时, 也不能这样处理。
因此在利用公式计算时, 带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量, 必须满足“同时性”。
(3) 欧姆定律中的I、U、R三个量的单位必须同一到国际单位制, 即I—A、U—V、R—Ω。即应满足“统一性”。
除各物理量的主单位外, 还应记住常用单位及其单位换算关系, 将常用单位换算为国际单位制单位, 在利用其它电学公式计算时也要统一单位。
如:电功的公式W=UIt中, 各物理量的对应单位:U-V、I-A、t-S;这样W的单位才是J。电热的公式Q=I2Rt中:I—A、R—Ω、t—S;这样Q的单位才是J。电功率的公式P=UI中:U-V、I-A, 这样P的单位才是W。
我们要确定欧姆定律的适用条件。
1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立, 即只适用于纯电阻电路。因此, 欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。
例1中涉及到电磁转换的知识, 电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时, 其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流, 所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。
实际上图1相当于一个“RL”串联电路, 总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和, 即U有≠UR有+U机有。但得到的电流有效值的关系I=U/Z与直流 (或部分) 电路的欧姆定律相似, 各元件上的分电压与该元件的阻抗 (Z) 成正比。
虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来, 但无论电动机工作时产生的阻抗为多少, 电路中的电流都等于电阻R中的电流, 即I=U2/R=2V/4Ω=0.5A。电动机两端的实加电压等于总电压 (电源电压) 减去电阻R两端的电压, 即U机=U源-UR=6V-2V=4V。则电动机的功率为:P=UI=4V×0.5A=2W。
上述分析说明, 电阻R所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看:电阻R所在的这部分电路是将电能全部转化为热能;而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能, 大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路, 后者属于非纯电阻电路。
欧姆定律只适用于纯电阻电路, 即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇, 等等, 除了发热外, 还对外做功, 所以这些是非纯电阻电路, 欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路 (如:W=I2Rt W=U2/R Q=UIt Q=U2/Rt P=I2R P=U2/R等。)
2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液;但是对于气态导体 (如日光灯管中的汞蒸气) 和其它一些导电元器件, 欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用, 关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时, 其电阻叫线性电阻或欧姆电阻, 欧姆定律对它成立;当导体的电阻随电压、电流变化时, 其电阻叫非线性电阻, 如:电子管、晶体管、热敏电阻等, 欧姆定律对它不成立。
3. 欧姆定律只有在等温条件下, 即导体温度保持恒定时才能成立。
当导体温度变化时, 欧姆定律对该导体不成立, 因为电阻是温度的函数。
在讲解欧姆定律的应用时, 常举白炽灯的例子, 实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性, 随着电流的增大, 钨丝的温度升高很多, 其电阻也随着变化。对非线性电阻, 欧姆定律不成立, 但是作为电阻定义的关系式R=U/I仍然成立, 只不过对非线性电阻, R不再是常量。
综上所述, 例1中第一空电路中的电流有两个值0.5A和4A, 一个是在纯电阻电路 (电阻R) 中用欧姆定律算出的电流0.5A。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路 (含电动机的电路) 中的电流为4A, 显然不对。
通过对例1的全面、透彻的分析, 我们对电学知识得到了进一步升华: (1) 判断电路的连接方式; (2) 判断电表的作用; (3) 利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”; (4) 复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式; (5) 欧姆定律的适用范围。
学生能够领悟到, 复习不是为了解题, 而是要掌握知识的前后联系, 优化知识结构;仔细观察, 认真分析;发散思维, 以点带面;举一反三, 融会贯通。这样, 从而体现出知识与技能、过程与方法, 以及情感态度和价值观的培养。
摘要：学生掌握知识要经过领会、巩固和应用三个相互联系又相互区别的环节。其中, 巩固这个重要的环节就需要通过系统复习来实现。物理复习教学, 是物理教学的重要组成部分, 也是一个十分必要的教学环节。通过教师的复习教学, 学生把学过的知识系统化、条理化, 加深知识间的联系, 巩固所学的知识, 综合运用所学的知识来解决实际问题, 形成分析问题和解决问题的综合能力。
关键词：物理,欧姆定律,复习
参考文献
[1]王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社, 2003.
[2]阎金铎, 田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社, 1989.
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