欧姆定律的应用范文

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欧姆定律是初中物理电学部分的核心内容，也是中考中考点的重点内容、难点内容。欧姆定律掌握的好坏直接影响学生的考试成绩，要多用时间将这块知识夯实，才能取得高考的胜利。

一、明确欧姆定律的内容

1、实验思想和方法

欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的：即在控制电阻不变，得到通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;控制导体两端的电压不变，得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。

2、欧姆定律的表达式

由实验总结和归纳出欧姆定律：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

表达式为：I=U/R;I的单位是安（A），U的单位是伏（V），R的单位是欧（Ω）;导出式：U=IRR=U/I

注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系，即具有同一时间，同一段导体的关系。

3、欧姆定律的应用条件

（1）.欧姆定律只适用于纯电阻电路;

（2）.欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，而对于气体、半导体导电一般不适用;

（3）.欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;

（4）.欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量，不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。

4.区别I=U/R和R=U/I的意义

欧姆定律中I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时，导体中的I将发生相应的变化。可见，I、U、R都是变量。另外，I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压，是导体形成持续电流的条件。若R不为零，U为零，则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大，即使它的两端有电压，I也为零。因此，在欧姆定律I=U/R中，当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。

R=U/I是欧姆定律推导得出的，表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式，而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质，因此，在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。

对于给定的一个导体，比值U/I是个定值;而对于不同的导体，这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。

二、欧姆定律的应用

在运用欧姆定律，分析、解决实际问题，进行有关计算时应注意以下几方面的问题：

1.要分析清楚电路图，搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联，还是并联，这是解题的关键。

2.利用欧姆定律解题时，不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算，也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆，便于分析问题，最好在解题前先根据题意画出电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式，并注意单位的统一。

3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素：一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此，电路变化问题主要有两种类型：一类是由于变阻器滑片的移动，引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合，引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为：先看电阻变化，再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。

三、典型例题剖析

例1 在如图所示的电路中，R=12Ω，Rt的最大阻值为18Ω，当开关闭合时，滑片P位于最左端时电压表的示数为16V，那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少？

解析：分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路，电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V，说明电路中的总电压（电源的电压）是6V，而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表仅测R两端的电压，而此时电压表的示数小于6V。

滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。

例2 如图所示，滑动变阻器的滑片P向B滑动时，电流表的示数将;电压表的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”）如此时电压表的示数为2.5V，要使电压表的示数变为3V，滑片P应向端滑动。

图1

分析：根据欧姆定律I=UR，电源电压不变时，电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段，动滑片P向B滑动时，AP段变长，电阻变大，所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压，根据Ux=IRx可知，Rx不变，I变小，电压表示数变小。反之，要使电压表示数变大，滑片P应向A端滑动。

答案：变小;变小;A。

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1．探究电流与电压、电阻的关系

探究电流与电压、电阻的关系时，我们采用控制变量法。一般的结论是：（1）当导体的电阻不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比；（2）当导体两端电压恒定不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。有时，我们也采用“图像法”通过描点、画图，分析导体的U-I图像、I-R图像得出上述结论。

2．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。

（2）表达式I=■。公式中符号U表示导体两端的电压，单位是伏（V）；I表示导体中的电流，单位是安（A）；R表示导体的电阻，单位是欧（Ω）。该公式的两个变形式：U=IR和R=■。

3．电阻的串联和并联

（1）串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，以两个电阻为例可用公式表示为：R＝R1＋R2；串联电路的总电阻比其中任何一个都大，因为电阻串联后相当于增加了导体的长度。若n个相等的电阻串联，则有R串＝nR。

（2）并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数的和，以两个电阻为例可用公式表示为：■=■+■；并联电路的总电阻比其中任何一个都小，因为并联后相当于增加了导体的横截面积。若n个相等的电阻并联，则有R并＝R/n。

4．伏安法测量小灯泡电阻

（1）方法：用电压表和电流表间接测量。

（2）原理：欧姆定律的变形公式R=■。

（3）实验用的电路图如图1所示，电路中滑动变阻器的作用一是改变小灯泡两端的电压，另一个是保护电路。

（4）实验过程中的注意事项：a.连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片调到阻值最大位置，以保护电路元件的安全。b.闭合开关后，移动滑片，使电压表示数等于小灯泡的正常工作电压，从该电压开始逐次降低，获得几组数据。c.利用公式R=■分别算出不同电压下小灯泡灯丝的阻值，测得的结果不能求平均值，灯泡的电阻随温度的升高而增大。

5．欧姆定律和安全用电

（1）断路：在某处断开的电路。此状态下电路中没有电流，用电器也无法工作。

（2）短路：电路中不该相连的两点被直接用导线连在一起的现象，叫做短路。一种是电源短路，它是电源两极直接用导线相连，此时电路中电流非常大，电源会被烧坏，所以这种情况是绝对不允许的；另一种是用电器短路，它是用电器两端直接用导线相连，被短路的用电器中没有电流经过。

（3）安全用电：a.人体是导体，电压越高时，流过人体的电流越大，越危险，实验证明只有不高于36V的电压对人体才是安全的。b.雷电是大气中一种剧烈的放电现象，雨天不能在大树下躲雨，人们通过在建筑物顶部安装避雷针的方法防止雷电。

二、典例分析

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解析根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图2中作电源的U-I关系图象，如图虚线所示，两图象的交点即为电阻R的工作点.

UR=1.5 V，IR=1.5 A，

电阻的实际功率

P=URIR=1.5×1.5=2.25 W.

例2如图3，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 Ω，图4为灯L的U-I特性曲线，求灯泡的实际功率是多少？

解析此情景和例1是同一类型，不同之处在于外电路用电器是个非线性元件.在图4中作电源的U-I关系图象，如图虚线所示，两图象的交点即为电阻R的工作点.

UL=1.6 V，IL=1.4 A，

电阻的实际功率P=URIR=1.6×1.4=2.24 W.

类型二外电路两个用电器为非线性元件

例3如图5，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 Ω，图6为灯L1、L2的U-I特性曲线，求灯泡的L1L2实际功率各是多少？

解析因为电源与灯泡L1L2串联，所以通过三者的电流相等，根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图6中作电源的U-I关系图线，两灯工作时I1=I2=I，U1+U2=U，以电压轴为基准，作一条等电流线，如图虚线所示，四条图线的交点即为两灯和电源的工作点.

U1=0.6 V，I1=1.0 A，U2=1.4 V，I2=1.0 A，

故灯L1L2的实际功率

P1=U1I1=0.6×1.0=0.6 W，

P2=U1I2=1.4×1.0=1.4 W.

例4如图7，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 Ω，图8为灯L1L2的U-I特性曲线，求灯泡的L1L2实际功率各是多少？

解析因为电源与灯泡L1、L2并联，所以三者的电压相等，根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图8中作电

2.当交流电路为正弦式交变电路时，P=UI的适用条件为电压与电流的相位差为π的整数倍.这就是在含有感抗电路中无法利用P=UI来计算有功功率的原因.源的U-I关系图线，两灯工作时U1=U2=U，I1+I2=I，以电流轴为基准，作一条等电压线，如图虚线所示，四条图线的交点即为两灯和电源的工作点.

U1=1.0 V，I1=1.0 A，U2=1.0 V，I2=1.0 A，

故灯L1L2的实际功率

P1=P2=U1I1=1.0×1.0=1.0 W.

类型三外电路两个用电器一个为非线性元件一个为线性元件

例5如图9，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 Ω，R=1.0 Ω，图10为灯L的U-I特性曲线，求灯泡的L实际功率是多少？

思路一因为电源与灯泡L，R串联，所以通过三者的电流相等，根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图10中作电源的U-I关系图线，两灯工作时I1=I2=I，U1+U2=U，以电压轴为基准，作一条等电流线，如图虚线所示，四条图线的交点即为两灯和电源的工作点.

U1=1.0 V，I1=1.0 A，U2=1.0 V，I2=1.0 A，

故灯L1L2的实际功率

P1=P2=U1I1=1.0×1.0=1.0 W.

思路二在电路分析中我们经常要把一部分有源电路等效为电源，即等效电源.等效电源的电动势E′等于开路时的路端电压，等效电源的内阻r′等于该有源电路除源（电源的电动势看作零，电源看作电阻）后的等效阻值.电源和一个定值电阻串联组成的等效电源如图11所示，

E′=E，r′=R+r，

根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图12中作等效电源的U-I关系图象，如图虚线所示，两图象的交点即为电阻L的工作点.

UR=1.0 V，IR=1.0 A，

灯泡的实际功率

P=ULIL=1.0×10.0=1.0 W.

例6如图13，电源电动势E=3.0 V，内电阻r=1.0 Ω，R=1.0 Ω，图14为灯L的U-I特性曲线，求灯泡的L实际功率是多少？

思路一因为电源与灯泡L和电阻并联，所以两者的电压相等，根据路端电压与干路电流的关系U=E-Ir，在图14中作电源的U-I关系图线，两灯工作时U1=U2=U，I1+I2=I，以电流轴为基准，作一条等电压线，如图虚线所示，四条图线的交点即为两灯和电源的工作点.

U1=1.0 V，I1=1.0 A，

故灯L的实际功率

P1=U1I1=1.0×1.0=1.0 W.

思路二等效电源法

如图15，虚线框内部分当做等效电源.闭合电路的欧姆定律U=E-Ir表述了干路电流I和路端电压U的函数关系，干路电流I和路端电压U分别为函数的自变量和因变量.将电阻看做电源的一部分，则自变量应该变化为灯泡电流IL.

由电流关系有

I=IR+IL（1）

IR=UR（2）

则由闭合电路欧姆定律有U=E-（IL+URr，

变形得到新的函数关系为U=RR+rE-ILRR+rr.

在图16中作等效电源的U-I关系图象，如图虚线所示，

其中E′=RR+rE，r′=RR+rr，

两图象的交点即为电阻L的工作点.

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错解 设所求电阻R′2，当灯L1和L2都正常发光时，即通过灯的电流达额定电流I。

点拨 电路中的局部电路(开关的通断、变阻器的阻值变化等)发生变化必然会引起干路电流的变化，进而引起局部电流电压的变化。应当牢记当电路发生变化后要对电路重新进行分析。

例2 如图2所示电路，已知电源电动势ε=6.3V，内电阻r=0.5Ω，固定电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3是阻值为5Ω的滑动变阻器。按下电键K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围。

错解 将滑动触头滑至左端，R3与R1串联再与R2并联，外电阻

R=（R1+R2）R2R1+R2+R3=（2+5）32+5+3=2.1(Ω)

I= εR+r=6.32.1+0.5=2.4(A)

再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联，外电阻

R′=(R2+R3)R1R1+R2+R3=(3+5)22+5+3=1.6(Ω)

I ′=εR′+r=6.31.6+0.5=3(A)

正确解答 将图2化简成图3。外电路的结构是R′与R2串联、（R3-R′）与R1串联，然后这两串电阻并联。要使通过电路中电流最大，外电阻应当最小，要使通过电源的电流最小，外电阻应当最大。设R3中与R2串联的那部分电阻为R′，外电阻R为

R=(R2+R′)(R1+R2-R′)R2+R′+R1+R3-R′)=(R2+R′)(R1+R3-R′)R2+R1+R3)

因为，两数和为定值，两数相等时其积最大，两数差值越大其积越小。

当R2+R′=R1+R3-R′时，R最大，解得

R′=2Ω，R大=（3+2）（2+5-2）3+2+5=2.5Ω

因为R1=2Ω＜R2=3Ω，所以当变阻器滑动到靠近R1端点时两部分电阻差值最大。此时刻外电阻R最小。

R小=（R2+R3）R1R1+R2+R3=（3+5）22+5+3=1.6Ω

由闭合电路欧姆定律有：

I小= εR大+r=6.32.5+0.5=2.1A

I大= εR小+r=6.31.6+0.5=3A

通过电源的电流范围是2.1A到3A。

点拨 不同的电路结构对应着不同的能量分配状态。电路分析的重要性有如力学中的受力分析。画出不同状态下的电路图，运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化表达式是解电路的首要工作。

例3 在如图4所示电路中，R1=390Ω,R2=230Ω，电源内电阻r=50Ω，当K合在1时，电压表的读数为80V；当K合在2时，电压表的读数为U1=72V，电流表的读数为I1=0.18A，求：（1）电源的电动势（2）当K合在3时，两电表的读数。

错解 （1）因为外电路开路时，电源的路端电压等于电源的电动势，所以ε=U断=80V；

（2）IA= εR2+r=80230+50=0.29A

U2=I2R2=0.29×230V=66.7(V)

正确解答 （1）由题意无法判断电压表、电流表是理想电表。设RA、Rv分别为电流表、电压表的内阻，R′为电流表与电阻器R1串联后的电阻，R″为电流表与电阻器R2串联的电阻。则K合在2时：

RA= U1I1-R1=720.18-390=10(Ω)

R′=RA+R1=10+390=400(Ω)

R″=RA+R2=10+230=240(Ω)

当K合在1时，ε80=RV+50RV

当K合在2时，ε72=RVR′RV+R′+50RVR′RV+R′

由上述两式解得：R1= 400Ω，ε=90V

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“欧姆定律”是在学生学习了电流、电压、电阻等概念以及使用电压表、电流表、滑动变阻器之后的内容，这样的安排既符合学生由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性、系统性。通过学习“欧姆定律”，主要使学生掌握在同一电路中电学三个基本物理量之间的关系，初步掌握运用欧姆定律解决简单电学问题的思路和方法，同时也为下一步学习“电功率”以及“焦耳定律”等其他电学知识与电路分析和计算打下基础，起到了承上启下的作用。

2.教学目标

（1）知识与技能

通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。

（2）过程与方法

运用“控制变量法”探究电流跟电压、电阻的关系，归纳得出欧姆定律。

（3）情感态度与价值观

通过对欧姆定律的认识，体会物理规律的客观性和普遍性，增强对科学和科学探究的兴趣。

3.教学的重难点

重点：理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。

难点：对欧姆定律的理解和应用。

二、说教法

这节课可综合应用目标导学、讲授和讨论等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。

三、说学法

在物理教学中，应该对学生进行学法指导，应重视学情，突出自主学习，锻炼实验操作能力。在本节课的教学中，通过阅读例题，让学生在阅读过程中进行分析、推理，培养学生的自学能力与分析推理能力。

四、说教学设计

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中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）12-0039-2

人教版《普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1》《欧姆定律》一节内容围绕电阻的定义式、欧姆定律和伏安特性曲线三部分展开，图1为教材的两段文字，意思是当金属导体的电阻不变时，伏安特性曲线是一条直线，叫做线性元件，满足欧姆定律；“这些情况”的电流与电压不成正比，是非线性元件，欧姆定律不适用[1]。随后，教材举例小灯泡和二极管的伏安特性曲线，指出两个元件都是非线性元件。在遇到欧姆定律时，不论是年轻教师还是学生常常感到疑惑：欧姆定律适用范围究竟是金属和电解质溶液还是线性元件？小灯泡是金属，又是非线性元件，究竟是否满足欧姆定律？

[导体的伏安特性曲线 在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。图2.3-2中导体A、B的伏安特性曲线如图2.3-3所示。

欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。这个结论对其他导体是否适用，仍然需要实验的检验。实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。]

1 欧姆定律的由来

1826年4月，德国物理学家欧姆《由伽伐尼电力产生的电现象的理论》，提出欧姆定律：在同一电路中，通过某段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。欧姆实验中用八根粗细相同、长度不同的板状铜丝分别接入电路，推导出 ，其中s为金属导线的横截面积，k为电导率，l为导线的长度，x为通过导线l的电流强度，a为导线两端的电势差[2]。当时只有电导率的概念，后来欧姆又提出 为导体的电阻，并将欧姆定律表述为“导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。”

关于欧姆定律的m用范围，一直存在争议，笔者认为可以从不同角度进行陈述。

2 欧姆定律的适用范围

2.1 从导电材料看适用范围

欧姆当年通过对金属导体研究得出欧姆定律，后来实验得出欧姆定律也适用于电解质溶液，但不适用于气体导电和半导体元件。

从微观角度分析金属导体中的电流问题，金属导体中的自由电子无规则热运动的速度矢量平均为零，不能形成电流。有外电场时，自由电子在电场力的作用下定向移动，定向漂移形成电流，定向漂移速度的平均值称为漂移速度。电子在电场力作用下加速运动，与金属晶格碰撞后向各个方向运动的可能性都有，因此失去定向运动的特征，又回归无规则运动，在电场力的作用下再做定向漂移。如果在一段长为L、横截面积为S的长直导线，两端加上电压U，自由电子相继两次碰撞的间隔有长有短，设平均时间为τ，则自由电子在下次碰撞前的定向移动为匀加速运动，

2.2 从能量转化看适用范围

在纯电阻电路中，导体消耗的电能全部转化为电热，由UIt=I2Rt，得出 在非纯电阻电路中，导体消耗的电能只有一部分转化为内能，其余部分转化为其他形式的能（机械能、化学能等）， 因此，欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。

金属导体通电，电能转化为内能，是纯电阻元件，满足欧姆定律。小灯泡通电后，电能转化为内能，灯丝温度升高导致发光，部分内能再转化为光能，因此小灯泡也是纯电阻，满足欧姆定律。电解质溶液，在不发生化学反应时，电能转化为内能，也遵守欧姆定律。气体导电是因为气体分子在其他因素（宇宙射线或高电压等条件）作用下，产生电离，能量转化情况复杂，不满足欧姆定律。半导体通电时内部发生化学反应，电能少量转化为内能，不满足欧姆定律。电动机通电但转子不转动时电能全部转化为内能，遵从欧姆定律；转动时，电能主要转化为机械能，少量转化为内能，为非纯电阻元件，也不满足欧姆定律。

2.3 从I-U图线看适用范围

线性元件指一个量与另一个量按比例、成直线关系，非线性元件指两个量不按比例、不成直线的关系。在电流与电压关系问题上，线性元件阻值保持不变，非线性元件的阻值随外界情况的变化而改变，在求解含有非线性元件的电路问题时通常借助其I-U图像。

从 知导体的电阻与自由电子连续两次碰撞的平均时间有关，自由电子和晶格碰撞将动能传递给金属离子，导致金属离子的热运动加剧，产生电热。由 知导体的温度升高，τ减小，电阻增大。因此，导体的电阻不可能稳定不变。当金属导体的温度没有显著变化时，伏安特性曲线是直线，满足“电阻不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比”。理想的线性元件是不存在的，温度降低时，金属导体的电阻减小，当温度接近绝对零度时，电阻几乎为零。小灯泡的伏安特性曲线是曲线，是非线性元件，当灯泡电阻变化时，仍有I、U、R瞬时对应，满足欧姆定律 如同滑动变阻器电阻变化时也满足欧姆定律[3]。

2.4 结论

综上所述，从导电材料的角度看，欧姆定律适用于金属和电解质溶液（无化学反应）；从能量转化的角度看，欧姆定律适用于纯电阻元件。对于线性元件，电阻保持不变，导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，欧姆定律适用。从物理学史推想，欧姆当年用八根不同铜丝进行实验，应该是研究了电压保持不变时，电流与电阻的关系，以及电阻保持不变时，电流与电压的关系。虽然都是非线性元件，小灯泡是金属材料，是纯电阻元件，满足欧姆定律，二极管是半导体材料，却不满足欧姆定律。因此，线性非线性不能作为欧姆定律是否适用的标准。

3 教材编写建议

“有了电阻的概念，我们可以把电压、电流、电阻的关系写成 上式可以表述为：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。这就是我们在初中学过的欧姆定律。”[1]笔者以为，欧姆定律的内容是 这个表达式最重要的意义是明确了电流、电压、电阻三个量的关系，而不是其中的正比关系和反比关系，教材没必要对欧姆定律进行正比反比的表述。

“实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。”教材已明确欧姆定律的适用范围，建议教材将线性元件和非线性元件的概念与欧姆定律的适用范围分开，同时明确线性、非线性不能作为欧姆定律是否适用的标准。

参考文献：

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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。

篇8

（2）牛顿第二定律。在第一定律的基础上，从物体在外力作用下，它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意：公式F＝Kma中，比例系数K不是在任何情况下都等于1；a随F改变存在着瞬时关系；牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系，以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

（3）万有引力定律。教学时应注意：①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程，卡文迪许测定万有引力恒量的实验，海王星、冥王星的发现等物理学史料，对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比（平方反比定律），减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式，只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也发现了它的局限性。

（4）机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。

（5）动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。

篇9

高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律，从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象，将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果，我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。

1.《闭合电路欧姆定律》教学目标分析

《闭合电路欧姆定律》教学目标主要有以下几个方面：一是，经进闭合电路欧姆定律的理论推导过程，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用，培养学生推理能力；二是，了解路端电压与电流的U-I图像，培养学生利用图像方法分析电学问题的能力；三是，通过路端电压与负载的关系实验，培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法；四是，利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的，其中涉及到了“电动势和内阻”、“用电势推导电压关系”、“焦耳定律”以及“欧姆定律”等诸多内容，这些内容之间具有一定的联系， 只要能够为其构建一个完善的体系，将这些知识有机的结合起来，就能够得出闭合电路的欧姆定律。以建构主义教学思想为基础，采用创设“问题情境”的教学设计，对于提高课堂教学有效性具有积极意义。

2.创设“问题情境”的教学设计具体实践

首先，通过问题的提出激发学生的求知欲。例如：将一个小灯泡接在已充电的电容器两极，另一个小灯泡在干电池两端，会观察到什么现象？并展示生活中的一些电源，演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验，使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程，停止摇动就没有电能，灯泡就不会亮，而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能，其化学能能够为干电池提供持续供电的功能，因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题：什么是电源的电动势？之后指出电源电动势的概念，帮助学生认识电源的正负极，并画出等效的电路图，利用学生已知的知识，如电势相当于高度，电势差则相当于高度差，这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。

其次，在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件， 借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差，帮助学生更好的理解电源电动势。另外还可以从能量的角度引导学生对其进行理解，例如小花去买衣服，共有100元，其中10元用于打车，90元用于买衣服，在这里，100元就相当于电源的电动势，车费相当于内电压（必要的无用功），买衣服的费用就相当于外电压（有用功），从而使学生掌握内外电压的本质属性。

最后，要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学，观察和实验是提出问题的基础，在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微，要善于从实验中发现问题，直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻（电流）的关系，得出路端电压与外电阻（电流）的关系，再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V（旧）的电源向一个灯泡供电实验，引发学生学习的兴趣，让学习进行讨论，解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关，还与电路中的总电阻有关，从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律，完成课堂教学任务。

篇10

一、在欧姆定律教学过程当中，学生经常会遇到的问题

物理学科作为一门科学类学科，其教学内容通常比较枯燥，部分学生表示学习比较费劲，如何能让学生彻底明白和消化欧姆定律，是教师需要考虑的问题。教师可制订相关学习计划，针对不同层次的学生制订适合的学习计划。教学中的重点：电流、电压、电阻等相关知识点，一定要重点讲解以便学生掌握，将理论知识与动手实践结合起来，让学生在实践中加强对实验中的仪器和知识点的把握。

二、让学生明白欧姆定律的主要内容即电流、电压、电阻三者之间的关系

欧姆定律作为初中物理电学的基础，在初中教学之中只涉及部分电路，只有充分掌握了欧姆定律才能进一步学习电学部分的相关理论分析和计算。欧姆定律即阐述电流、电压、电阻三者之间相互关联的关系，教师在实验当中引导学生自己推算出电压、电阻、电流三者之间的关系，从而引出欧姆定律，让学生的记忆更加清楚。演示实验完成后要让学生自己动手，加深理解。

掌握基础定律知识后，教师则应当引导学生分析三者之间变化的问题，即电流是随着电阻与电压的变化而改变。在欧姆定律例题分析中比较常见的问题是多个变量的问题分析，教师要引导学生分析，运用一不变二变的方法来进行问题分析。由于初中学生的理解水平有限，且电压、电流、电阻的概念比较抽象，教师可借助多媒体教学工具，利用相关教学短片帮助学生理解。将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障，电阻越大路越不好走，电阻越小通过速度则快”，并且引导学生明白电阻是导体自身的特有属性，电阻的大小是受到温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的，与其两端的电压跟电流的大小无关，电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变，只是运用电压和通过的电流比例数值表达起来比较方便。

很多学生在学习欧姆定律之后，错误地以为电阻是受电流与电压影响的。相关教师一定要及时纠正学生的错误理解，教师在做演示实验时，需要让学生明白研究方法。运用控制变量法来研究，如电阻不变，研究电流与电压之间的数量关系；电压不变，来分析电阻与电流之间的量变关系，并且要直接将实验方法演示给学生看，从而加深学生的理解。

三、让学生一带一，提高学生掌握程度

不同的学生对欧姆定律的掌握程度不尽相同，教师可将成绩优秀的学生与成绩较差的学生进行分组，形成学习氛围较好的学习小组。采取团体合作的方式来帮助学生学习，有些学生面对老师和面对同学学习效果也不同。学生相互之间的沟通比较方便，理解能力也大体相同，进步速度也相对较快，教师从一旁进行指导。让学生在掌握了基础的相关知识以后，教师再进行分析，让学生充分掌握后再进行巩固提高，能提高举一反三采取多方面思维的能力。学生之间相互讨论，也能形成良性的竞争式学习，另外树立学习的榜样，也能从心理上鼓励学生主动学习，帮助学生产生学习兴趣和学习积极性。并且让学生不定期进行交换学习，以促进学生的整体学习水平。这样既能促进学生相互之间学习进步，又能培养学生团结合作的精神。

总之，欧姆定律作为电学的基础，学生必须真正掌握该定律，教师在实际教学过程当中，应该对物理教学内容进行细化和具体化，让不同层次的学生群体都能充分掌握。此外，还要引导学生在思维方面和动手实践方面进行改进，并且从中归纳出一些行之有效的教学方法，从而让学生更好地掌握欧姆定律的基础理论，为以后的学习做好铺垫，提高相关教学任务的质量，在实际教学过程当中，注重培养学生的动手实践能力、案例分析和其他方面解决问题的能力，让学生能够掌握控制变量法。同时要培养学生积极探索事物本质的科学精神，切实提高学生的物理综合素质。

参考文献：

[1]宣小东.对现行教材中欧姆定律教学设计的一些思考[J].物理教学探讨，2005（3）.

[2]许忠林.初中物理欧姆定律教学中常见的问题及对策研究[J].成才之路，2015（9）.

[3]符东生.关于初中“欧姆定律”教学的思考[J].物理教学，2014（8）.

篇11

《初中物理新课程标准》将科学探究纳入了物理教学的内容，旨在将学生学习的重心从过去的过于强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化。

所谓“实验探究教学模式”，是指学生在教师的引导下，运用已有的知识和技能，充当新知识的探索者和发现者的角色的学习模式。

笔者多年从事初三物理教学，结合新课改要求，在《欧姆定律》探究教学中进行了尝试，现谈谈自己的实践和体会。

一、在探究过程中，着重应用控制变量法

控制变量法是指决定某一物理量的因素有很多。为了弄清这个量与这些因素之间的关系，往往先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，然后通过比较归纳出与这些量之间的关系。

欧姆定律揭示了电流、电压、电阻三个物理量之间的关系，由于电流大小与电压、电阻都有关系，因此探究步骤中的设计实验应尽量引导学生分为两步设计。

1.保持电阻不变，研究电流跟电压的关系。

要让学生明确“研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变”，设计实验电路时应考虑：①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I呢？②怎样保持导体的电阻R不变呢？③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U呢？

设计并连接电路利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，使它成整数倍地增加，并记录所对应的电流值，

2.保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。

要让学生明确“研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变”，实验探究时应考虑：①怎样改变导体电阻R的大小？②怎样保持导体两端的电压U不变呢？让学生讨论交流，使学生认识到：当定值电阻的大小发生变化时，可通过滑动变阻器控制其两端的电压U保持不变。

更换定值电阻，利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变，记录对应的电流值，在具体的探究教学中可能会遇到这样的问题：在电阻R阻值改变时，电阻R两端的电压也发生变化，如何移动滑动变阻器的滑片，使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值。这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面。

二、在探究过程中，让学生亲身体验，增强课堂教学效果

学生是教学活动的主体，教师对思维活动过程的展开，不能代替学生自己的思维活动。因此，在设计本节探究活动时笔者以学生为中心，进行分组实验。激发学生的求知欲和参与意识，使不同层次学生的认知结构、个性品质在参与中都得到发展。设计学生活动程序如下：

（1）提出问题：电流与电压，电流与电阻的关系？

（2）作出假设：①不成比例。②成正比。③成反比。

（3）设计并进行实验：①设计电路图。②设计步骤。③进行实验。

（4）分析数据得出结论。

这样做有以下好处：第一，可以充分调动学生的积极性。对于初中学生来说，他们已不再局限于看老师演示实验，都喜欢自己动手操作，通过自己的实践解决问题。第二，可以清楚地发现并指出学生的操作中的错误，物理实验中一些仪器的使用，要求学生掌握，培养学生正确而良好的操作技能。但是，在实践过程中，笔者认为学生的练习机会实在太少，有些仪器的使用方法尽管学生课上听懂了，但真正操作起来并不如想象的那样简单顺手。就像本节中的电流表、电压表的使用，学生往往会把电表的串并连搞错，把正负接线柱接错等，滑动变阻器的使用也不够到位。第三，可以巩固学生对相应知识的掌握情况。对于人的记忆方式来说，自己动手操作过的情景记忆起来要比单纯的聆听接受记忆要牢固得多。

三、在探究过程中，引导学生反思应用迁移

这一方法要求把已知迁移到未知、把此一类知识迁移到另一类知识中，使学生受到相互渗透、影响和转化的观点的教育。例如，启发学生把已有的知识迁移到欧姆定律的探究中，把欧姆定律的知识迁移到其他知识的学习中。这样就使学生不仅提高了知识学习的效率，而且逐渐树立普遍联系、转化的观点。

例如：在总结欧姆定律的公式（I=U/R）时，可以压强的公式为母本，压强的公式是P=F/S，它的理解可以是：当受力面积一定时，压强与压力成正比；当压力一定时，压强与受力面积成反比。而欧姆定律是：通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。两者是可以相互迁移的，所以很顺利地得出欧姆定律的公式I=U/R。这对于知识和思维不是很完善的初中学生来说，可以很容易地掌握知识，得出结论。

当然在欧姆定律的探究教学中还有很多地方可以运用知识迁移，例如：在运用探究的基本过程解决电流、电压、电阻三者关系时，可以反思以往用探究的方法解决过的问题，如液体压强、深度、液体密度三者的关系，用以往的经验为本次探究的顺利完成做铺垫。

四、在探究过程中，利用教材对学生进行德育教育

德育是五育之首，新课程标准关注人的发展，把德育放在十分重要的地位。作为基础学科的物理理所当然承担着重要的德育任务。

在《欧姆定律》探究教学中，笔者首先做了大量的准备工作，这样学生不仅学得很愉快，而且在心里会产生一种对教师的敬佩之情，并从老师身上体会到一种责任感，这对以后的学习工作都有巨大的帮助作用。其次，在教学过程中，利用分组实验的合作性学习潜移默化地对学生进行德育教育，培养他们团结协作的精神。最后，利用欧姆的事迹和成果激发学生的学习热情，树立崇高理想，榜样的力量是无穷的，它对学生具有强大的感染力和说服力。

教育部颁布的《物理课程标准》首先提出科学探究，其次才是科学内容，它把科学探究作为很重要很有价值的学习方法和教学方法提出来，说明越来越多的教育者注意到探究教学在教改中的重要地位。《欧姆定律》一课的探究教学不仅要求教师有较高自身的修养素质，还要做好在探究教学中与学生一起双向地、互动地建构学科知识、促进能力发展。因此，在初中物理新课标下如何更好地开展探究教学，值得我们探讨。

篇12

既然是复习，学生对每一部分的知识还都是有一定的认识的。所以我们在明确复习目标时，学生并不会觉得空洞，而会帮着他们知识系统化，这也是新课与复习课的不同之处。我们不仅要有一个知识板块的目标，还要有每一节的目标。让学生做到心中有数。

案例：电学部分的复习目标

1.电流、电压、电阻及电流表、电压表的使用。

2.串、并电路的特点及规律

3.欧姆定律及应用

4.电压表、电流表示数变化问题和电路故障分析专题

5.测电阻（定值电阻、小灯泡灯丝电阻、及简单的单表测量）

6.电功率

7.家庭电路、安全用电

8.电与磁

二.让学生成为课堂的主体

课堂是学生的课堂，学生是课堂的主体，而老师是课堂的主导。我们要腾出时间和空间，让学生去说、去做。像原来的“教学目标”，而今要改成“学习目标”，也许两者的内容没有发生改变，但是却体现出了教学理念的改变，课堂主人的改变。

说一个我的亲身经历。几年前，我教的三个班成绩一直不太好，我就很郁闷，有一次向史校长请教，我还愤愤不平，我说“我教的很好呀，我已经讲的相当到位了，怎么就学不会呢？”，史校长说：“这个我信，但是你更应该看学生学的是不是很到位”。这句话让我思考了很久，在物理复习课上，我们应该关注“教”，但是我们更应该关注“学”。观念的改变才能促进课堂的改变。

案例：欧姆定律及应用课堂设计

本节课共分四部分：

1.熟悉串、并电路的规律2.理解欧姆定律

3.欧姆定律的应用4.拓展延伸

设计思路：

1.串、并联电路规律：

熟悉串、并联电路规律是利用欧姆定律解题的基础。需要再次强化。

具体操作：

⑴和学生一起复习串、并联电路的规律。

⑵学生完成针对性练习。

⑶同桌交换对改。（要求：语言必须准确）

⑷找学生说出自己的错误之处。

2.理解欧姆定律

欧姆定律就是要研究电流、电压、电阻这三个物理量的关系。通过两个实验完成研究： ⑴探究电流与电压的关系。 ⑵探究电流与电阻的关系。

具体操作：

⑴和学生一起理解欧姆定律。

⑵学生完成针对性习题。

（两个实验探究题：①探究电流与电阻的关系（2007年第21题）。

②探究电流与电压的关系。）

目的：让学生觉得，听了老师的分析立即就可以轻松做题，提高课堂的吸引力。让学生乐于参与到课堂中。

3.欧姆定律的应用

应用欧姆定律完成简单计算是河南中考填空题的经典题型。从2005—2012年间，只有2011年没有出现此题型。所以，几乎是确定要考的题型。

具体操作：

⑴学生完成针对性练习题。

⑵和学生一起总结解题思路、方法。

目的：学生不仅得到了解题方法，也让学生学会了反思，学会了总结。正所谓授之以鱼，不如授之以渔。

4.拓展延伸

让学生抢答两道与本节课密切相关但有一定难度的题目。对于最先完成题目的学生予以表扬或简单的奖励。

目的：给好学生展示的机会。复习时，我们需要照顾到成绩一般的学生，所以强调基础，但是这样又会“伤害”到好学生，他们会觉得没意思。该环节给他们以展示自己的机会，同时解决该部分的难点，完成知识的拓展。