欧姆定律的实验结论范文

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篇1

《欧姆定律及其应用》这一节在学生学习了电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法及电流与电压、电阻的关系之后才编排的。通过这一节的学习，要求学生初步掌握和运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法，了解运用“控制变量法”研究物理问题的实验方法，为进一步学习电学内容打下一定的基础。

2.教学目标

（1）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计算；根据欧姆定律得出串并联电路中电阻的关系；通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。

（2）技能目标

学习用“控制变量法”研究问题的方法，培养学生运用欧姆定律解决问题的能力。

（3）情感目标

通过介绍欧姆的生平，培养学生严谨细致的科学态度和探索精神，学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神。通过欧姆定律的运用，帮助学生树立物理知识普遍联系的观点以及科学知识在实际中的价值意识。

3.重点和难点

重点：理解欧姆定律的内容及其表达式和变换式的意义，并且能运用欧姆定律进行简单的电学计算。

难点：运用欧姆定律探究串、并联电路中电阻的关系。

二、说学生

1.学生学情分析

在学习这节之前学生已经了解了电流、电压、电阻的概念，并且还初步学会了电压表、电流表、滑动变阻器的使用，具备了学习欧姆定律基础知识的基本技能。但对电流与电压、电阻之间的联系的认识是肤浅的、不完整的，没有上升到理性认识，需要具体的形象来支持。所以在本节学习中应结合实验法和定量、定性分析法。

2.知识基础

要想学好本节，需要学生应具备的知识有：电流、电压、电阻的概念，电流表、电压表、滑动变阻器使用方法，电流与电压、电阻的关系。

三、说教法

结合学生情况和本节特点本人采取以下几个教法：采用归纳总结法、采用控制变量法、采用定性分析法和定量分析法。

四、说教学过程

1.课题导入（采用复习设置疑问的方式，时间3分钟）

复习：电流是如何形成的？导体的电阻对电流有什么作用？

设疑思考：电压、电阻和电流这三个量之间有什么样的关系呢？通过简单的回顾、分析，使学生很快回忆起这三个量的有关概念，通过猜想使学生对这三个量的关系研究产生了兴趣，达到引入新课的目的。

2.展开探究活动，自主总结结论（时间37分钟）

根据上节探究数据的基础，让学生自主总结出两个结论：导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

为了进一步得出欧姆定律的内容，可采用以下几点做法：各小组在教师指导下，对实验数据进行数学处理，理解数学上“成正比关系”“成反比关系”的意思，从而引入欧姆定律的内容；让学生思考用一个什么样的式子可以将这两个结论所包含的意思表示出来，从而引入欧姆定律的表达式。

3.说明事项

在欧姆定律中有两处用到“这段导体”，其意思是电流、电压、电阻应就同一导体而言，即同一性和同时性。

向学生介绍欧姆的生平，以达成教学目标中的情感目标。学习科学家献身科学、勇于探索真理的精神，激发学生的学习积极性。

欧姆定律应用之一：通过课本第26页例题和第29页习题2和习题3，让学生自己先试做，然后教师再加以点评和补充，使学生理解掌握欧姆定律表达式及变形式的应用，达成教学目标的知识目标，充分体现了课堂上学生的自主地位。

应用欧姆定律解题时应注意以下几点问题：

（1）同一性

即公式中的U、I，必须针对同一段导体而言，不许张冠李戴。

（2）统一性

即公式中的U、I、R的单位要求统一（都用国际主单位）。

（3）同时性

即公式中的U、I，必须是同一时刻的数值。

（4）规范性

解题时一定要注意解题的规范性（即按照已知、求、解、答四个步骤解题）。

欧姆定律应用之二：探究串并联电路中电阻的关系。

（1）实验分析

在演示实验之前，要鼓励学生进行各种大胆的猜想，当学生的猜想与实验结果相同时，他会在实验中体验到快乐与兴奋，有利于激发学生的学习兴趣。

①演示实验

将两个电阻串联起来，让学生观察灯泡的亮度情况（变暗了），并说出原因（电路中的电流变小了，说明总电阻变大了）。

得出结论：串联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都大。

②演示实验

将两个电阻并联起来，同样让学生观察灯泡的亮度情况（变亮了），并说出原因（路中的电流变大了，说明总电阻变小了）。

得出结论：并联电阻的总电阻比任何一个分电阻的阻值都小。

（2）定性分析

（提出问题）为什么串联后总电阻会变大？并联后总电阻会变小？

得出结论：电阻串联相当于导体的长度变长了，所以串联电阻的个数越多总电阻就越大；电阻并联相当于导体的横截面积变粗了，所以并联电阻的个数越多总电阻就越小。

（3）定量分析

利用欧姆定律公式以及前面学过的串并联电路中电流和电压的特点推导串并联电路中总电阻的关系得出结论：（1）电阻串联后的总电阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）电阻并联后的总电阻=+…+。

4.小结（4分钟）

（1）理解掌握欧姆定律的内容及其表达式

（2）运用欧姆定律解决有关电学的计算题以及探究串、并联电路中电阻的关系

5.布置作业（1分钟）

本节作业的布置主要是针对欧姆定律表达式及其变形公式的运用，并结合前面学习过的串并联电路中电流、电压的特点的一些常见题型加以知识的巩固。

作业：《课堂点睛》17页至18页的习题。

五、说板书设计

欧姆定律的内容：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。

欧姆定律的表达式：I

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（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。

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欧姆定律是一个实验定律，因此在教学“欧姆定律”一节时，教师必须在学生对“电流与电压、电阻”之间关系进行猜想假设的基础上，引导学生设计实验方案，精心组织学生进行实验。在实验前指导学生：（1）根据电路图准确连接电路；（2）仔细检查电路及电表、滑动变阻器等连接是否准确；（3）在确认无误时，动手实验，并认真观察、精确记录数据；（4）明确滑动变阻器在两次实验中的作用：使定值电阻两端电压成整数倍变化和保持电阻两端电压不变；（5）分析实验中可能出现的数据差异原因，重复实验，直至准确。对于在实验中怕麻烦、凑数据的学生及时用科学家尊重事实、刻苦钻研及时教育他们，端正他们态度，帮助他们用实验得出准确结果。通过实验，使学生得到了欧姆定律实验所需要的数据，也培养了学生观察实验能力和实事求是、客观、细致的科学态度，从而激发学生勤奋求真的热情。

二、寓培养学生科学方法于分析实验数据和归纳出实验结论之中

在得出实验数据之后，就着手组织学生分析数据、归纳出结论。在引导时，引导学生回忆“探究影响导体电阻大小的因素”的实验方法，并要学生用之中方法研究电流跟电压、电阻两个因素的关系，即（1）固定电阻不变时，研究电流跟电压的关系；（2）固定电压不变时，研究电流跟电阻的关系。最后将两次结论综合起来，应用数学函数知识得出电流跟电压、电阻的关系。接着，根据学生实验数据组织讨论，并分析归纳实验结论。（1）分析“研究电流跟电压关系”表格：电流随电压增大而增大，且电压增大几倍电流也增大几倍。得出结论1：当电阻一定时，电流与电压成正比。（2）分析“电流与电阻关系”表格：电流随电阻的增大而减小，且电阻增大几倍，电流就减小到原来的几分之一。得出结论2：当电压一定时，电流与电阻成反比。归纳结论1、2，即得欧姆定律。在整个研究、分析、抽象，归纳过程中，使学生潜移默化地学会了：（1）研究问题的方法――控制变量法；（2）对实验数据的综合――分析――抽象――归纳的处理方法，从而学到了由特殊、个别推到一般的逻辑推理方法。这些方法都是学生终生受益的科学研究方法。在得出实验结论――欧姆定律后，教师接着就组织学生用他们已学过的数学知识推导欧姆定律的计算公式：（1）把电流与电压成正比表达成I∝U；（2）把电流与电阻成反比表达成I∝1/R，把（1）、（2）结合起来得出计算公式：I=U/R；通过公式推导使学生了解到不同学科之间的联系，它不仅开阔了学生的视野，也可使学生学到物理公式常用的科学的数学方法。

三、寓培养学生科学思想于理解、应用定律之中

对于实验定律――欧姆定律，在理解其内容时，引导学生讨论：能不能把定律叙述的导体的电流与导体两端电压成正比、与导体两端电阻成反比改叙述成导体两端电压与导体电流成正比、导体电阻与导体电流成反比？让学生在讨论中明白：叙述定律时只能按课本那样叙述，否则是错误的。这是因为事物内部矛盾的双方有主有次，这里电压、电阻是矛盾的主要方面，是事物变化的依据，对事物变化起决定作用的；而电流则是矛盾的次要方面，它是随电压、电阻变化而变化的，在事物变化中处于服从地位；这样使叙述在讨论中理解了定律，在理解定律过程中获得了一次科学的认识教育。

在讲解定律公式的应用时，如教师通过P111教材例1的讲解，强调了定律的应用是有条件的，即（1）同体性：只能适用于同一段电路中的电流、电压以及电阻之间的关系的运算；（2）同时性；（3）计算时数字代入单位必须是国际单位制中主单位。引导学生认识到真理是有局限性的，是离不开特定条件的。又如教师通过课本例2讲解，强调了定律的应用性，即通过欧姆定律可以求出导体的电阻值，也就是可用伏安法测未知电阻，使学生体会到：理论的实践性以及理论与实践的一致性。此外取平均值可以减小实验误差；表格可以得到实验结论1等。

四、寓培养学生的科学精神于介绍科学家的事例之中

结合课本中“信息库”介绍，使学生了解德国的物理学家欧姆发现了电路中遵循的基本“交通规则”，但他幼年家贫，曾中途辍学，后全凭自己努力，完成学业。他为了得到欧姆定律，花费了十年心血。当时的实验条件非常差，他自制了测电流的电流扭秤，花五年时间才找到电压稳定的电源。经过长期细致的研究，终于取得了成果。在教学中把欧姆的对学习勤奋刻苦，对科学知识的执著追求，在科学研究道路上勇于探索、百折不挠的献身精神及对人类社会的贡献，展现在学生面前，使学生从中接受了热爱科学、追求真理的科学接受教育。

教育者在实施科学素养教育时不是生硬的说教，应有机结合教材适时适量地渗透；科学素养教育是素质教育的核心，在实施时教师还应当有意识、有目的地进行，同时联系教材中其他素质教育因素如能力、智力、科学美等全方位地开展，并做到主、次得当，这就需要安排好教学过程和节奏，从而使素质教育得到全面培养。

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这种教学法是教师将欧姆定律的探究过程在课前以边讲边操作的方式制作成录像，然后在上课时直接播放给学生看.教师在上课时不需要做任何讲解，一直等到实验数据分析、归纳得出欧姆定律以后再进行课堂训练，以帮助学生理解欧姆定律的意义，学会用欧姆定律进行简单的计算.

第二种，学生浏览课件

这种方法是教师将教学内容制作成幻灯片，如实验题目、实验方法、实验电路图、电路连接注意点、用实物连接电路、通过滑动变阻器的调节对电压与电阻进行控制、实验数据表格及数据阅读分析、欧姆定律的文字描述、公式、单位等等.在课堂上，教师边讲解边放幻灯片，学生则合着老师的讲解进行观察、思考、分析、归纳与记忆.在欧姆定律得出以后，同样进行课堂训练，以巩固知识，加深理解.

第三种，学生实验探究

这种方法是教师上课时先通过演示实验启发学生发现问题、提出猜想与假设，然后再引导学生思考实验研究方法，帮助学生讨论、设计与制订实验计划、分组进行实验探究，记录、分析、归纳实验结论，再在此基础上对实验误差进行评估与交流等等.具体过程如下：

第一步，教师在演示电路板上用导线将干电池组、开关、小灯泡连接成一简单的电路，闭合开关小灯泡发光后，启发学生思考讨论，要想改变小灯泡的亮度可怎么做？有几种方法？当学生讨论回答出改变电池节数和用滑动变阻器串联移动滑片两种方法时，再引导学生明确灯泡亮度的变化是由于灯泡电压的变化使得通过灯泡的电流发生了变化，从而启发学生提出通过灯泡的电流与电压有关的猜想与假设.

第二步，移去变阻器，在上述简单电路中并联接入另一只不同规格的灯泡，闭合开关，引导学生观察两灯泡亮度的不同，思考讨论灯泡并联电压相同，两灯泡电阻的不同使得通过灯泡的电流不同，从而引起灯泡亮度不同，在此基础上启发学生提出通过灯泡的电流与电阻有关的猜想与假设.

第三步，当学生得出电流与电压和电阻有关的猜想后，教师引导学生讨论实验探究方法、规划实验方案、设计实验电路图、画出实验记录表格.

第四步，分组进行探究与实验、记录实验数据、分析讨论与归纳实验结论，引导学生在坐标纸上将研究电流与电压关系的实验数据用描点的方法作图，验证电流与电压的正比关系.

第五步，在实验结论得出后，介绍欧姆定律及其公式表达形式，讨论各物理量单位的使用，对各小组实验进行评估，分析误差和错误产生的原因.

第六步，讨论欧姆定律变换公式及其物理意义，利用欧姆定律及变换公式进行简单的计算.

以上三种教学方案中，第一种方案是老师在课前要进行实验操作录像并作配音讲解；第二种方案是老师只要从网上下载课件并稍作修改即可；第三种方案是老师在课前要准备演示及分组实验器材.第一种和第二种教学方案中，学生在课堂上主要是在老师放录像和课件时认真地听讲、观察、思考和记忆，这是一种接受式学习方式.而第三种教学方案中，学生在老师的引导下自主发现并提出问题、进行猜想与假设，自行制订实验规划、设计实验电路图，小组合作实验探究，师生共同讨论、归纳建构物理知识，这是一种以生为本的体验式的学习方式.前两种与后一种在落实课程目标和促进学生发展等方面有着明显的差别.我们可以从《欧姆定律》这节课的教学目标进行分析：

教育部2011年新版义务教育物理课程标准将欧姆定律的实验探究由原来的教师演示实验改成了学生必做的实验.根据新课标，《欧姆定律》一课的教学目标大致有以下几个方面：

1.知识与技能目标：

（1）理解欧姆定律及其变换公式的物理意义，能初步运用欧姆定律计算有关问题.

（2）学会同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和其中的电流.

（3） 进一步体会用图像法研究物理问题的优越性.

2.过程与方法目标

（1）通过实验探究电流、电压、电阻的关系，会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压.

（2） 提高学生依据实验事实，分析、探索、归纳问题的能力，知道通过实验总结物理规律的研究方法.

3. 情感态度与价值观目标

介绍欧姆的故事，增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成.

教师如果采用前两种多媒体教学方案替代第三种学生实验探究教学方案，就会改变多媒体教学辅地位，违背教学规律，弱化教学效果.

首先，不恰当地使用多媒体教学手段，会抑制学生的学习兴趣，难以调动学生主体的积极性，从而影响教学效果.

夸美纽斯说过：“兴趣是创造一个乐观与光明的教学环境的主要途径之一.”兴趣作为诱发学生学习动机的重要因素，在物理教学中主要是靠教师引导学生观察物理现象、动手做各种实验来激发学生学习兴趣的.虽然第一、第二种教学方案中的光、声、像等信息作用于学生感官，以直觉形象也能激发学生浓厚的学习兴趣，但由于是人为的录制、合成的，学生没有身临其境、亲自动手，就很难体会到电压、电阻对电流的影响.即使通过多媒体教学展示了实验过程，一部分学生会认为这是由老师设计制作好的，缺乏可信性.因此，当老师向学生介绍欧姆的故事时，学生就难以体会到科学家探索知识的艰苦与辛劳、成功与快乐，学生的科学世界观就难以形成.

我们都有这样的体会：电脑电视上歌舞银屏再精彩，也还抵不住到剧院看现场演出，哪怕是一般的演出也会让人感到很兴奋.这是什么原因？这就是人们普遍具有的一种强烈的“参与”意识.卡拉OK的流行不就是人们这种参与意识的外在体现吗？因此用录像投影来代替做实验，往往会抑制学生具有的人类天性――“参与”意识，甚至会让学生对科学知识的形成产生怀疑，学习兴趣就此会大打折扣，主体的积极性很难被调动起来，从而影响教学效果.

其次，不恰当地运用多媒体教学手段取代相关的实验，会违背学生的认知规律.

物理学家牛顿认为：“科学研究离不开实验，应在实验的基础上，运用归纳的方法总结规律，进而建立起理论.”这也是哲学中由实践到理论、由感性认识到理性认识过渡的普遍规律.现行中学物理教材也正是遵循这一规律而编写的.然而在教学中，如果违背学生的认知规律，不恰当地用多媒体教学手段去取代实验，必然会导致事与愿违的结果.实践证明：实验是学生认识过程的起点，通过实验有助于学生将感性认识上升到理性认识的高度，同时还可以使学生在反复的实践中加深对所学知识的理解.第一、第二种教学方案虽然通过多媒体教学方式也能反映实验过程，但这个过程不是学生自己动手做的，缺乏实践体验，因此就没有感性认识，电流与电压、电阻之间关系的结论就不能由学生自主建构.

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“欧姆定律及其应用”的教学目标是让学生理解欧姆定律，并应用欧姆定律进行简单计算；能根据欧姆定律及其电路的特点，更深刻理解串、并联电路的特点；通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，观察、实验能力以及分析问题、概括问题、解决问题的能力，并养成学生解答电学问题的良好习惯。通过实验探究等学习方法，激发和培养学生学习科学的兴趣，培养学生实事求是的科学态度以及认真谨慎的学习习惯。

近几年，中考对“欧姆定律及其应用”的考查非常多，归纳一下，主要是从这么几方面进行考查的。

1、以欧姆定律为基础，结合串、并联电路的电压、电流、电阻特点，解决一些简单的计算。

例1、如图3所示， ，A的示数为2.5A，V的示数为6V；若R1，R2串联在同一电源上，通过R1的电流为0.6A，求R1和R2的电阻值。

图3

解析：此题考查了学生对并联电路特点的掌握和对欧姆定律公式的理解。在解物理题中，数学工具的应用很重要。本题可先根据并联电路的特点，找出R1、R2和总电阻的关系。

2、结合伏安法测电阻的相关知识，更深刻的理解欧姆定律的生成，强化电学实验操作技能的考查。

例2、给出下列器材：电流表（0～0.6A，0～3A）一只，电压表（0～3V，0～15V）一只，滑动变阻器（0～10 ）一只，电源（4V）一个，待测电阻的小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10 ）一个，开关一只，导线若干，要求用伏安法测定正常发光时小灯泡灯丝的电阻，测量时，两表的指针要求偏过表面刻度的中线。

（1）画出电路图；

（2）电流表的量程选 ，电压表的量程选 ；

（3）下列必要的实验步骤中，合理顺序是 。

A. 闭合开关 B. 将测出的数据填入表格中

C. 计算被测小灯泡的灯丝电阻 D. 读出电压表，电流表的数值

E. 断开开关 F. 将滑动变阻器的阻值调到最大

G. 对照电路图连好电路 H. 调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V

解析：欧姆定律的得出是根据伏安法测电阻的电路图来进行探究的，而伏安法测电阻同时也是欧姆定律的一个应用。所以伏安法测电阻与欧姆定律的应用其实是相辅相成的。对伏安法测电阻的相关知识的考查，其实更能帮助学生理解欧姆定律的生成。并且通过自己画电路图的过程，考查了学生对电路连接的作图能力和实验设计能力。

3、应用“欧姆定律”判断电路中各电表的示数变化

例3、如图1所示，电源电压保持不变，当滑动变阻器滑片P由左端向右移到中点的过程中，下列判断正确的是（ ）

A. 电压表和电压表A1，A2和示数变大

B. 电流表A1示数变大，电流表A2和电压表示数不变

C. 电流表A2示数变大，电流表A1，电压表示数不变

D. 条件不足，无法判断

解析：本题考查了利用欧姆定中电压、电流、电阻的关系来判断电流表、电压表示数变化的同时，也考查了学生对复杂电路的判断能力，电表测哪个用电器的电压，测通过哪个用电器的电流等。R1和R2是并联关系， 测电源电压； 测干路电流， 测R2的电流。

答案： B

4、通过解方程的方法结合欧姆定律，解决由于电阻变化而引起电压、电流变化的题。

例4、 如图2所示，变阻器R0的滑片P在移动过程中电压表的示数变化范围是0～4V，电流表的示数变化范围是1A～0.5A，求电阻器R的阻值、变阻器R0的最大阻值和电源电压U。

图2

解析：在电路中由于电阻发生变化引起的电流、电压变化的题，如不能直接用欧姆定律和串、并联电路特点直接求解，可考虑用方程解题。在设未知数时，尽量设电源电压、定值电阻等电路中不会变化的量。首先分析一下电路图，弄清电流表测量对象，同时可看出电压表示数为0V时，电流表示数最大为1A，电压表示数为4V时，电流表示数最小为0.5A。但根据已知，用欧姆定律和串联电路的特点能直接求出的量只有R0的最大电阻值，别的再无法直接求出，因此这里必须要列方程来解。

5、“欧姆定律”和生活实际的结合，提高学生观察生活的能力和解决实际问题的能力。

例5、下图是新型节能应急台灯电路示意图，台灯充好电后，使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度，假定电源电压、灯泡电阻不变，则灯泡两端电压U随R变化的图象是（ ）

解析：灯L和滑动变阻器串联，电源电压U、灯泡电阻 不变。当滑片向左移动时，滑动变阻器的电阻变大，即电路中的总电阻变大，由 知，电路中的电流I会变小，则灯泡两端电压 也会变小。

答案：选C。

结论：授之以鱼不如授之以渔，以上总结的题目类型可能并不完全，但只要学生能掌握并真正理解欧姆定律的内涵，就能很好的应用它来解决生活实际中真正出现的问题，把理论转化为实践才是学习的真正目的。

参考文献

[1] 谢妮.欧姆定律教学的优化设计[J]. 职业

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2、从教材结构看，教材采用传统的处理方法：先利用能量守恒导出闭合电路的欧姆定律，进而得出路端电压随着外电阻变化的规律。这样的程序，数学演绎推理的味道很浓，加之没有令人信服的实验，缺少了对物理规律的感性认识的过程，学生难以形成比较深刻的理解。

二、学情分析

1、从学生的认识结构和能力水平来看，学生不知道电源的内阻对闭合电路的影响，因此，常常把路端电压看成是不随外电路变化的。这种先入为主的错误观念，容易形成思维定势，仅通过几次讲解是难以逆转的。

2、学生已学习了电动势、内电阻、外电阻等概念，知道部分电路的欧姆定律。

三、教学目标

1、基础知识技能方面：

（1）导出闭合电路的欧姆定律

（2）研究路端电压的变化规律，掌握闭合电路中的

（3）学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题，知道闭合电路中能量的转化。

2、能力方面：

（1）通过实验，让学生积极主动的探求科学结论，成为知识的探索者和“发现者”，在获得知识的同时发展能力。

（2）通过分组随堂实验，培养学生利用实验研究，得出结论的探究物理规律的科学思路和方法，加强对学生科学素质的培养。

（3）通过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。

3、思想及情感方面：

A.通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生“事物普遍联系”的观点。

B.通过分析外电压变化的原因，了解内因与外因关系。

C.通过短路电流的模拟实验，加强学生的安全用电意识。

D.通过先猜想再验证的教学模式，培养学生“大胆猜想，小心求证”的科学研究态度以及合作实验的意识。

四、重点难点

1.重点：闭合电路的欧姆定律的导出

2.难点：路端电压的变化规律，

应用闭合电路的欧姆定律解决简单的实际问题

五、突破重难点的教学设计思想

1、营造能引起学生认知冲突的问题情景

设计一个如图1所示的电路，让学生先猜测再观察实

验现象。（小灯接电动势为3v电源时较亮）让学生产生强烈的认知冲突，激发了他们的探求新知的动机，为突破重难点提供了良好的开端。

2、让学生积极主动地去归纳物理规律、构建自己的正确理解

教师演示实验， 让学生在实验数据中探索出“新”的物理规律，使学生在探研过程中分析、归纳、推理的能力得到提高，同时也突破了教学难点。

六、课前准备

【教学用具】

自制演示实验电路板、干电池、安培表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、课件等。

七、教学过程

（一）创设情景引入新课

演示实验一：电源电动势增大时小灯泡的亮度变化

教师出示电路板，小灯泡与两节干电池串联，闭合开关，小灯泡发光。在原电源的基础上，再串上4节干电池，让学生猜想：闭合开关后，小灯泡可能会发生什么现象？

教师演示：发现小灯泡变暗了。

留下疑问：是什么原因导致小灯泡没有变得更亮，也没有烧坏，而是变暗了呢？

（二）新课教学

1、闭合电路的欧姆定律的推导

设问：我们已经学习了电动势，知道电动势是反映电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，那如果电源接入了电路，电动势与内电压、外电压之间又有怎样的关系呢？

演示实验二：E与U内、U外的关系

教师向学生介绍可变内阻电源装置。让同学们仔细观察两个电表的读数并记录五组数据。教师边演示边让学生记录数据。

2、路端电压与负载的关系

探究活动二：路端电压与负载的关系

老师引导学生设计电路图。让学生分组实验探究路端电压与负载的关系，注意短路、断路两种特例的分析，记录实验现象。

演示实验三：低压电源短路

电路短路时，电路当中的电流非常大，会造成很严重的后果，生活中一定要避免短路的发生。教师演示模拟电源短路的小实验（为了安全起见，只用10V的学生电源），加强学生安全用电意识。

教师：通过实验我们研究了路端电压和负载的关系，在实验过程中我们发现当外电阻变化时，电流会变，路端电压也会变，那路端电压和电流之间会不会有直接的关系呢？

探究活动三：路端电压与电流的关系（推理法与图象法相结合）

引导学生利用闭合电路的欧姆定律推导路端电压与电流关系的数学表达式：教师：大家利用所学的数学知识推断一下：若以电流为自变量，路端电压为因变量，那么

函数图象应该是怎样的？

教师利用幻灯片展示一张U-I图像，让学生观察这张图像，思考直线与Y轴、X轴的交点分别代表什么物理意义，引导学生深刻理解图像。

探究活动四：闭合电路中的功率关系

教师：引导学生推导得到有关功率的相关结论：

教师：学习了有关闭合电路的欧姆定律相关的知识后，我们一起来看看在刚上课时所留下疑问：电源电动势由3V变成9V，为什么小灯泡会变暗呢？

学生自己分析，推测小灯泡变暗的原因。

演示实验四：多个小灯泡并联时的亮度变化

例题：当开关逐渐闭合时，小灯泡的亮度会发生怎样的变化，电压表的读数呢？

篇7

1．理解欧姆定律及其表达式.

2．能初步运用欧姆定律计算有关问题.

能力目标

培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力.

情感目标

介绍欧姆的故事，对学生进行热爱科学、献身科学的品格教育.

教学建议

教材分析

本节教学的课型属于习题课，以计算为主.习题训练是欧姆定律的延续和具体化.它有助于学生进一步理解欧姆定律的物理意义，并使学生初步明确理论和实际相结合的重要性．

教法建议

教学过程中要引导学生明确题设条件，正确地选择物理公式，按照要求规范地解题，注意突破从算术法向公式法的过渡这个教学中的难点．特别需强调欧姆定律公式中各物理量的同一性，即同一导体，同一时刻的I、U、R之间的数量关系．得出欧姆定律的公式后，要变形出另外两个变换式，学生应该是运用自如的，需要注意的是，对另外两个公式的物理含义要特别注意向学生解释清楚，尤其是欧姆定律公式.

教学设计方案

引入新课

1．找学生回答第一节实验得到的两个结论．在导体电阻一定的情况下，导体中的电流

跟加在这段导体两端的电压成正比；在加在导体两端电压保持不变的情况下，导体中的电

流跟导体的电阻成反比．

2．有一个电阻，在它两端加上4V电压时，通过电阻的电流为2A，如果将电压变为10V，通过电阻的电流变为多少？为什么？

要求学生答出，通过电阻的电流为5A，因为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．

3．在一个10的电阻两端加上某一电压U时，通过它的电流为2A，如果把这个电压加在20的电阻两端，电流应为多大？为什么？

要求学生答出，通过20电阻的电流为1A，因为在电压一定时，通过电阻的电流与

电阻大小成反比，我们已经知道了导体中电流跟这段导体两端的电压关系，导体中电流跟这段导体电阻的关系，这两个关系能否用一句话来概括呢？

启发学生讨论回答，教师复述，指出这个结论就叫欧姆定律．

（－）欧姆定律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．

1．此定律正是第一节两个实验结果的综合，电流、电压、电阻的这种关系首先由德国

物理学家欧姆得出，所以叫做欧姆定，全国公务员共同天地律，它是电学中的一个基本定律．

2．介绍《欧姆坚持不懈的精神》一文．

3．欧姆定律中的电流是通过导体的电流，电压是指加在这段导体两端的电压，电

阻是指这段导体所具有的电阻值．

如果用字母U表示导体两端的电压，用字母R表示导体的电阻，字母I表示导体中的电流，那么欧姆定律能否用一个式子表示呢？

（二）欧姆定律公式

教师强调

（l）公式中的I、U、R必须针对同一段电路．

（2）单位要统一I的单位是安（A）U的单位是伏（V）R的单位是欧（）

教师明确本节教学目标

1．理解欧姆定律内容及其表达式

2．能初步运用欧姆定律计算有关电学问题．

3．培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力．

4．学习欧姆为科学献身的精神

（三）运用欧姆定律计算有关问题

【例1】一盏白炽电灯，其电阻为807，接在220V的电源上，求通过这盏电灯的电流．

教师启发指导

（1）要求学生读题．

（2）让学生根据题意画出简明电路图，并在图上标明已知量的符号及数值和未知量的

符号．

（3）找学生在黑板上板书电路图．

（4）大家讨论补充，最后的简明电路图如下图

（5）找学生回答根据的公式．

已知V，求I

解根据得

（板书）

巩固练习

练习1有一种指示灯，其电阻为6．3，通过的电流为0．45A时才能正常发光，要使这种指示灯正常发光，应加多大的电压？

练习2用电压表测导体两端的电压是7．2V，用电流表测通过导体的电流为0．4A，求这段导体的电阻，

通过练习2引导学生总结出测电阻的方法．由于用电流表测电流，用电压表测电压，

利用欧姆定律就可以求出电阻大小．所以欧姆定律为我们提供了一种则定电阻的方法这种

方法，叫伏安法．

【例2】并联在电源上的红、绿两盏电灯，它们两端的电压都是220V，电阻分别为

1210、484．

求通过各灯的电流．

教师启发引导

（1）学生读题后根据题意画出电路图．

（2）I、U、R必须对应同一段电路，电路中有两个电阻时，要给“同一段电路”的I、U、R加上“同一脚标”，如本题中的红灯用来表示，绿灯用来表示．

（3）找一位学生在黑板上画出简明电路图．

（4）大家讨论补充，最后的简明电路图如下

学生答出根据的公式引导学生答出

通过红灯的电流为

通过绿灯的电流为

解题步骤

已知求.

解根据得

通过红灯的电流为

通过绿灯的电流为

答通过红灯和绿灯的电流分别为0．18A和0．45A.

板书设计

2．欧姆定律

一、欧姆定律

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.

二、欧姆定律表达式

三、欧姆定律计算

1．已知V，求I

解根据得

答通过这盏电灯的电流是0.27A

2．已知求.

解根据得

通过的电流为

通过的电流为

答通过红灯的电流是0．18A，通过绿灯的电流是0．45A

探究活动

【课题】欧姆定律的发现过程

【组织形式】个人和学习小组

【活动方式】

篇8

⑵分析图象，可得出什么结论?

⑶小明在与其他实验小组同学交流时，又得到了电压为6 V时的相关数据如下表（作者又补写了“表2：U=6V”）所示：分析这些数据，可得出什么结论?

说明：该题没有给出答案。推测的答案应为：

⑴图像如右所示；

⑵电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。

⑶电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

浅见1：分析图像或“表1：R=5Ω ”中的6组对应的3个数据，不仅能够得出教科书里编写的“结论”内容：“电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比”，而且还可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论：

对于同一段导体均有：⑴U=IR；⑵I=U/R；⑶R=U/I=定值！

浅见2：我们强调“R=U/I=定值”的意义在于：

⑴它能简明、正确、完整的“表达出:某段导体中的I 跟 U 与 R三者之间的定量关系.”！正如西德5―9（10）年级（国民学校）《物理》课本（塞尔肖夫―乌劳贝尔著、安文铸译，文化教育出版社1982.7.第1次印刷本）第189页里写的：“在一个通电导体上的电压和导体中的电流强度之比是一个固定的值（常数），这个关系叫欧姆定律”！众所周知：欧姆是德国人！对照一下我国物理课本里欧姆定律的条文，应该有所质疑吧！

⑵在常规教学中，人们总把“R = U / I”说成是欧姆定律公式“I = U / R”的变形式或称“导出式”。从上面的分析可知：“R = U / I”与“I = U / R”、同样都是“实验结论表达式”、是并列关系！“R = U / I = 定值”、更是医治“I = U / R，R = U / I（因受“欧姆定律”不科学表述的误导）R跟U 成正比、R跟I成反比”错误观点的灵丹妙药（注：参看课本第29页第6题。欧姆定律的表述，不能丢掉前提条件、只讲实验结果！正确的表述应为：

①“某段电路中的电流，等于这段电路两端的电压除以这段电路的电阻”；或简化为“电路中的电流，等于它两端的电压除以它的电阻”；或“导体中的电流，等于它两端的电压与其电阻的比值”。

②假若非“要保留成什么比”，那么欧姆定律内容只能这样表述：“导体中的电流，当电阻一定时，跟这段导体两端的电压成正比；当两端的电压不变时，跟这段导体的电阻成反比”；或简化为“导体中的电流，跟这段导体两端的电压与这段导体电阻的比值成正比”；或“导体中的电流，跟它两端的电压与其电阻的比值成正比”）。

⑶承认“R = U / I”是一条独立的科学结论，那就为“用伏安法测电阻”的实验原理又提供了一条简明的理论依据：勿须再书写“I = U / R ”（R = U / I）。

浅见3：该探究实验设计的最大错误是：5Ω定值电阻“允许通过的最大电流是1.5A”！通过2.4A电流，它将变成P=UI=I2R=28.8w≈30w的电烙铁啦！此时温度对金属电阻变大的影响可以忽略不计吗？由此可知：“表1：R=5Ω ”里的6组对应的的数据，纯属凭空想象填写的，根本不是真实的实验记录！

浅见4：该探究实验为什么不能采用“低电压、弱电流的设计原则”呢？比如：U值顺次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……，1节干电池足够用啦！则对应的I值依次为：0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要选用“0～3A”、表V要选用“0～15V”的大量程！从而能够提高测量的精确度（注：实验室使用的2.5级直流电表，本身允许误差多达“±0.75个分度值”。所以探究时勿须考虑表针偏转多大误差最小）。

浅见5：分析“表2：R=5Ω ”表中前6组数据，不仅能够得出“电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比。”――教科书里编写的“结论”内容，而且仍然可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论：

篇9

姓名：

【学习目标】

1、掌握欧姆定律，能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。

2、培养学生解答电学问题的良好习惯。

【学习重、难点】

欧姆定律的内容、数学表达式及其应用。

【自主预习】

1、欧姆定律的内容：

2、公式：

【课堂导学】

上一节课的实验得出的实验结论是什么？把上一节课的实验结果综合起来，即为欧姆定律：

1、欧姆定律的内容：

2、公式：

公式中符号的意义及单位：

U—

—

R—

—

I—

——

说明：

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。

3、应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。

(1)、利用欧姆定律求电流：应用公式：

例1：一条电阻丝的电阻是97Ω，接在220V的电压上，通过它的电流是多少？

(2)、利用欧姆定律求电路的电压：由公式

变形得

例2、一个电熨斗的电阻是0.1KΩ，使用时流过的电流是2.1A，则加在电熨斗两端的电压是多少？

(3)、利用欧姆定律求导体的电阻：由公式

变形得

例3、在一个电阻的两端加的电压是20V，用电流表测得流过它的电流是1A，，则这个电阻的阻值是多少？

4、通过以上的简单电学题目的计算，提出以下要求：

(1)、要画好电路图,在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。

(2)、要有必要的文字说明，物理公式再数值计算，答题叙述要完整。

我的收获：

课后反思：

课堂练习

1、对欧姆定律公式I=U/R的理解，下面哪一句话是错误的：(

)

A．对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比；

B．在相同电压的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比；

C．导体中的电流既与导体两端的电压有关也与导体电阻有关；

D．因为电阻是导体本身的属性，所以导体中的电流只与导体两端电压有关，与电阻无关。

2、如果某人的身体电阻约在3000Ω到4000Ω之间，为了安全，要求通过人体的电流不能大于

5mA，那么此人身体接触的电压不能大于：（

）

A．5V

B.15V

C．30V

D．36V

3、甲、乙两导体通过相同的电流，甲所需的电压比乙所需的电压大，则它们的阻值大小关系是：(

)

A．R甲>R乙；

B．R甲=R乙；

C．R甲

D．无法比较

4、有一电阻两端加上

6

V电压时，通过的电流为

0．5A，可知它的电阻为

Ω，若给它加上

18

V电压，导线中电流为

A，此时导线电阻为

Ω，若导线两端电压为零，导线中电流为

A，导线电阻为

Ω。

5、要想使1000Ω的定值电阻通过8mA的电流，那么应给它加________V的电压；如果该定值电阻所允许通过的最大电流是25

mA，那么它两端所能加的最大电压是_________V。

6、一个定值电阻接在某段电路中，当电压为1.5V时，通过的电流为0.15A，当电压增大为原来的2倍时，则下列说法正确的是（

）

A．电流为原来的2倍

B．电阻为原来的2倍

C．电流为原来的1/2

D．电阻为原来的1/2

7、将2Ω和4Ω的电阻串联后接人电路，已知2Ω电阻通过的电流是0.5A，则4Ω电阻上的电压和电流分别为：(

)

A．1

V、0.5

A；

B．2

V、0.5

A；

C．2

V、1

A；

D．0.5

V、1

A。

8．一个20Ω的电阻，接在由4节干电池串联的电源上，要测这个电阻中的电流和两端的电压，电流表，电压表选的量程应为

(

)

A．0～0.6A，0～3V

B．0～0.6A，0～15V

C．0～3A，0～3V

D．0～3A，0～15V

9．如图所示电路，当图中的开关S闭合时，电流表的示数为1.2A，电阻R的阻值

是2.6Ω，电压表有“+”、“3V”、“15V”三个接线柱，问电压表应使用的是哪两

个接线柱?

10、如图所示的电路中，A、B两端的电压是6V，灯L1的电阻是8Ω，通过

的电流是0.2

A，求：

(1)

篇10

欧姆定律是实验定律.要正确理解欧姆定律，应了解如何通过试验来揭示电流、电压、电阻三个物理量之间的关系.因为是三个物理量，所以我们在研究实验时要采用控制变量法，探究过程中分两步.

1.保持电阻不变，研究电流跟电压的关系

研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变，那么，设计实验电路时就要考虑以下几个方面：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？②怎样保持导体的电阻R不变？③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U？设计实验电路图（如图1）:

按电路图连接实物电路，利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，使它成整数倍的增加，并记录所对应的电流值，填入表一中.

表一：R＝10Ω

通过上表可得：电阻一定时，电流与电压成正比.

2.保持电压不变，研究电流跟电阻的关系

同学们一定要明确“研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变”的思想.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？这是这个探究实验的难点，当电阻的大小发生变化时，可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变.

不断更换定值电阻，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，填入表二中.

表二：U＝3V

通过上表可得：电压一定时，电流与电阻成反比.

综上所述：导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.

同学们在具体的探究活动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.

例1小刚同学用如图2电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的惟一操作是（）.

A.保持变阻器滑片不动

B.将变阻器滑片适当向左移动

C.将变阻器滑片适当向右移动

D.将电池个数增加

解析当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电路中的电流减小，滑动变阻器两端的电压减小，而A、B两点间的电压增大，所以滑动变阻器的电阻应当增大才能使A、B两点间的电压保持不变.这道题让大家真正了解到应如何灵活应用控制变量法.

二、正确理解欧姆定律

在欧姆定律中，三个物理量是指同一导体或同一段电路在同一时刻的I、U、R，同时三个物理量的单位必须要用国际单位制.

对于欧姆定律I=U/R和欧姆定律的变形式R=U/I，这两个公式是大家最容易混淆的.

特别是R=U/I只是用来计算导体电阻的，决不能认为R与U成正比，R与I成反比；对同一导体而言，即使导体上不加电压，导体电阻仍然存在.切记导体电阻与电压电流无关，它是导体本身的一种性质.

为了更形象深刻地理解欧姆定律，我们可以借助图像来描述.

根据I=U/R，当R一定时，I与U成正比，相当于数学中的正比例函数的图像.如图3甲所示.而在U一定时，I与R成反比，相当于数学中的反比例函数的图像.如图3乙所示.

应用这种图像可以来比较电阻的大小.

例如图4所示为接入闭合电路中阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I-U图像，从图中可知（）.

A.R1R2

B.R1R2串联后，总电阻I-U图线在区域Ⅱ内

C.R1R2并联后，总电阻I-U图线在区域Ⅲ内

D.R1R2并联后，总电阻I-U图线在区域Ⅰ内

解析 首先大家要对串并联电路的总电阻非常清楚，串联的总电阻大于任何一个分电阻，并联的总电阻小于任何一个分电阻.从图上可以选择电压一定时，比较电流的大小关系，I1I2，所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ，所以正确答案为D.

三、欧姆定律的应用

根据欧姆定律：①知道导体两端的电压和导体的电阻就可以求出导体中的电流；②知道通过导体的电流和导体的电阻就可以求出导体两端的电压；③知道通过导体的电流和导体两端的电压就可以求出导体的电阻值，即I=U/R，U=IR，R=U/I.

例2一个定值电阻两端加上6V电压时,通过它的电流是0.4A.如果给它加上3V的电压时,则流过它的电流是多少？为什么？

解析一

要求当电压是3V时，电流是多少，还需知道电阻，根据前面的两个条件可以求出电阻是15Ω，因为电阻是不变的，所以I=U/R=3V/15Ω

=0.2A.

解析二

根据欧姆定律，R一定时，I与U成正比，即得I=0.2A.

例3如图5所示，开关闭合后，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中（）.

A.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数变小

C.电流表示数变大,电压表示数变大

D.电流表示数变大,电压表示数变小

解析当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电路的总电阻变大.电压一定时，电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小；通过定值电阻的电流减小，所以定值电阻分担的电压减小，电压表的示数变大.故选A.

例4如图6所示是“伏安法测电阻”的实验电路图．

(1)在图6中的圆圈内填入电流表、电压表的符号；

(2)某同学规范操作，正确测量，测得3组实验数据分别是：U1＝2．4V，I1＝0．20A；U2＝4．5V，I2＝0．38A；U3＝6．0V，I3＝0．50A.请你在虚线框内为他设计一个表格，并把这些数据正确填写在你设计的表格内．

(3)根据表格中数据，请你算出待测电阻Rx≈_______Ω．

(4)分析表格中的数据，你能得出的一个结论是：_______________________________.

解析(1)填入电流表和电压表，如图7所示.

(2)实验数据表格设计如下表：

篇11

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）1-0019-3

人教版高中物理选修3-1第二章第七节《闭合电路的欧姆定律》是电学知识的核心内容，其中包含了许多科学思想方法，是学生学习和体会科学思想方法的好素材。作为一节典型的规律探究课，本节内容较抽象，学生在学习时，对电源内电路认识模糊，难以理解电源有内阻；对内外电路的电压与电源电动势的关系及路端电压与负载关系感到疑惑，对其中蕴含的科学方法未能深刻领会。“如何有效突破这些教学难点？”“如何设计好闭合电路欧姆定律的探究过程，有效实施三维目标教学？”一直是广大物理教师研究的重要课题，本文试图通过对本节课的教材、教法的分析，探究形成学生认知困难的主要原因以及在本节课中如何有效实施探究教学，培养学生的核心素养。

1 教材、教法分析

人教版教材是把《闭合电路的欧姆定簟钒才旁诘缭础⒌缍势、欧姆定律、串并联电路、焦耳定律和导体的电阻之后来学习的。很显然，这种安排的意图是在承接“从做功角度认识电动势”的基础上，引导学生从功能关系角度来建立闭合电路的欧姆定律，体现了循序渐进的教学原则。顺应这种构想，教材对本节内容以如下方式呈现：先直接给出闭合电路的概念，然后从功能关系出发， 根据能量守恒，理论推导出闭合电路的欧姆定律和U+U=E，再根据闭合电路的欧姆定律，理论分析路端电压与负载的关系。这种呈现方式的好处是：既充分体现了功和能的概念在物理学中的重要性，又有利于学生从理论角度理解闭合电路的欧姆定律。从教材体系来看这种呈现方式具有一定的合理性和科学性。

笔者曾多次参与“闭合电路的欧姆定律”的观摩教学，领略了执教老师们的各种处理方法，比较有代表性的是以下两种教法：

第一种教法是沿用原教材的思路，采用比较传统的方式，注重理论探究，先从理论上推导得出闭合电路欧姆定律的数学表达式，再应用定律讨论了路端电压随外电路电阻的变化规律，最后引导学生运用规律解题，把立足点放在训练学生的解题能力上。

第二种教法注重突出实验的地位，发挥实验在探究教学中的作用。利用实验创设悬念，引入课题，设计探究实验，让学生在实验中总结归纳出内外电压之间的关系，再利用教材中的图2.7-3实验探究路端电压与负载的关系。

根据课后反馈发现，沿用原教材思路设计的教学，效果并没有达到设计者想象的结果，究其原因，主要有以下几个方面：

1.教材中的闭合电路的欧姆定律是从理论角度得出的，注重于数学推理，比较抽象，缺乏令人信服的探究实验，学生无直接经验感知和相应的认知过程，难以形成深刻的理解。

2.教材对闭合电路，特别是内电路的建构过于直接，无感知过程，学生对教材中为了突出闭合电路而提供的闭合电路中电势高低变化的模型图难以理解，加之学生对部分电路的欧姆定律印象深刻，对电源内部的电路无直观印象，对电源也有内阻心存疑虑，难以突破初中形成的“路端电压不随外电路变化”的思维定势。

3.教材是利用纯电阻电路中的能量守恒关系推导得到IR+Ir=E和U+U=E，这种处理方式，会让学生对U+U=E的普适性产生怀疑：非纯电阻电路还适用吗？

4.作为一节规律探究课，本节课包含了许多科学思想方法，教材过于注重理论推导，忽视了实验探究，淡化了猜想、类比、比较、分析等多种科学思想方法教育，这对培养学生的探究能力和体验研究物理问题的方法是不利的，也不利于提高课堂教学的有效性。

第二种“通过设计多个实验来进行实验探究”的处理方法，调动学生学习的主动性和积极性，学生能获得更直观的认识，有效地突破一些教学难点，但由于本节知识点多，思维量大，设计过多的实验（特别是设计繁杂的分组实验）势必会分散学生的注意力，干扰学生的正常思考，挤压学生思考和实践应用的时间，影响了学生主体作用的发挥，效果同样不尽如人意。

2 教学建议

2.1 尊重学生的认知规律，科学设计探究过程

从物理学史来看，欧姆定律是基于实验而发现的，并非演绎推理的结果，教材通过功能关系分析来建立闭合电路的欧姆定律。这种处理方法带来的负面影响是学生缺乏感性认识，没有参与知识发现过程中的情感体验，难以形成深刻的理解，课堂上学生学习的积极性也不高。规避这种负面影响的方法就是在教学设计时，应当尊重学生的心理特点和认知规律，科学地设计探究过程，让学生在亲身探究中理解定律，体验方法。基于这种指导思想，笔者在教学设计时，先用两节新电池和内阻较大的9 V电池组分别给灯泡供电，产生了与学生日常生活经验相矛盾的现象来设置“悬念”――引入新课。然后，引导学生针对“引入实验”中的现象展开探究，让学生在实验探究中分析、思考、归纳，得出电源内电压和外电压之间的关系。接着再引导学生利用功能关系，从理论角度来推导、探究，让实验得出结论在理论上获得支撑。最后，引а生利用所学规律解决引入实验和实际生活中的问题。这种在引入实验为基础的“实验和理论推导相互结合的探究过程”的设计，既避免了设计过多的实验，又让学生亲身体验了探究的过程，加深了对知识的理解，深刻领会到物理学科的严谨性和流畅性，感受到物理的探究之美和应用之美。同时，又能激发学生的学习热情，使物理课堂教学产生无穷的乐趣，进而实现高效的物理课堂教学。

2.2 合理创设问题情境，引导学生质疑探究

作为一节规律探究课，本节课的重点是如何落实探究教学，让学生在探究中理解闭合电路的欧姆定律，感知科学探究的过程和方法。在探究教学中，问题是探究的起点，没有问题就不可能有探究，正是在问题的驱动下，学生才能积极思考，从而产生探究欲望。这就需要教师在深入挖掘规律形成过程的基础上，精心创设问题情境，以问诱思，引导学生融入到探究学习的情境中去。例如：在构建“闭合电路”概念时，用两节新电池和内阻较大的9 V电池组分别给灯泡供电后，可设置如下问题情境：“为什么灯泡接到电动势为9 V的电池时，亮度反而暗了？难道电池坏了？”“为什么电池与灯泡接通时两端的电压变小？减小的电压哪儿去了？”“电池有内阻？可能吗？”“我们来看看电池（触摸电池），电池变热了，什么原因导致工作的电池会变热？”学生在问题的引领下观察、实验、体验，由此认识到“电源内部也有电阻和电流”“电源内部电流的通路，称为内电路”。这种以问题启发学生思考，以实验引导学生体验来构建闭合电路的方法，既弥补了教材对内电路建构的非直观性，也让学生经历了在质疑中分析、探究的过程，学生对闭合电路的认识潜移默化、水到渠成，远比直接灌输效果好。

在引导学生从能量角度验证实验探究结果时，设置如下问题情境：“刚才我们通过实验探究了闭合电路中的电流规律，这个结论可靠吗？”“如果我们能从理论上找到依据，是不是更可靠？如何从理论上来分析呢？”“从能量角度行吗？”“内、外电路在时间 t 内消耗多少电能？ ”“这些能量从何而来？”学生在上述问题的引导下，发现也可以从能量角度来推导得出与实验相同的结果。

在引导学生探究路端电压与负载的关系时，设置以下问题情境：“实验表明，灯泡变暗是由于路端电压变小的缘故，你们能说说路端电压与什么有关吗？”“它们之间具体的关系是什么？”“如何设计实验来研究呢？”“从实验数据中能得出什么结论？”“能从理论上分析为什么会发生这样的变化吗？”“如果外电阻断开，路端电压为多少？外电阻短路，路端电压又为多少？”“谁能说说路端电压随外电阻变化的根本原因是什么？”在这一个个问题的引领下，学生从实验探究到理论分析两个方面找到了路端电压与外电阻的关系，不仅体验了科学探究过程，提高了理论分析和实验探究的能力，也养成了乐于探索、勤于动手的好习惯。

2.3 注重渗透科学方法教育，加深对规律本质的认识

作为一根主线，科学探究法贯穿在整个课堂教学过程中，教学中要注意尊重学生的心理特点和认知规律，强化科学探究法的显性教育：以引入实验为线索，引导学生经历“观察实验、提出问题、猜想假设、设计实验、分析论证”等过程，领会科学探究的方法。

“闭合回路中的电势变化”抽象而难以理解，突破这一难点的最重要的方法就是“比法”。教材试图以图1的模型来形象地说明这个问题，但这种模型对学生来说还是比较抽象，难以理解。笔者用如图2所示的“电梯加滑梯”模型和闭合电路加以类比，来说明闭合电路中的电势高低变化情况。这样的方法，既简单又源于学生的生活经验，学生容易接受，教学中应注意引导学生体会类比法的作用。

“演绎推理法”在“闭合电路欧姆定律的推导”和“路端电压与负载的关系推导”中两次用到，教学中要注意借助问题情境，把规律的探究以一个个问题的形式呈现出来，让学生在问题的引领下经历演绎、推理过程，构建对“闭合电路的欧姆定律”和“路端电压与负载关系”的正确理解，体验演绎推理过程中获得成功的愉悦。

另外，本节课中，要特别注意引导学生在了解路端电压与负载电阻的关系的基础上，通过极限法分析和理解电路断路时的路端电压和短路电流的现实意义，体会极限法在物理学习中的作用和意义，有效地训练学生突破思维定势，培养创造性的思维能力。

2.4 注重理论联系实际，物理与生活的联系

研究和学习物理最重要的方法就是理论联系实际，将理论和实际、物理与生活联系起来，可以帮助学生更透彻地理解所学的物理知识，培养学生的创造性思维和逻辑思维能力。欧姆定律与生产、生活联系密切，教学设计时，应注意还原知识的产生背景，注重将知识应用于实际生活。例如：新课引入可以从生活现象来提出问题，引发学生思考探究；在得出路端电压与外电阻R的关系后，引导学生通过将R推向两个极端情况的分析，来理解实际中“为什么电源开路时路端电压就等于电源的电动势”及“为什么电源不能用导线直接相连”；在学完了本节知识后，可引导学生用本节课所学知识分析解决新课引入及生产、生活中的实际问题。让学生充分地感知从生活走进物理、从物理回到生活的过程，培养学生利用物理知识分析解决实际问题的能力，建构对知识（尤其是难点知识）的正确理解，从而真切地感受所学物理知识的实用性，充分理解物理学科对时展的深远意义。

篇12

关键词：欧姆定律；教学设计；传感器；DIS 线性元件；非线性元件；伏安特性；屏幕广播

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0073-6

1 教学内容分析

（1）教材分析：“人教版”高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》，教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律，然后重点阐述了导体的伏安特性，并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线，对比了它们的导电性能。

（2）《课程标准》要求：①观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。

2 教学对象分析

（1）学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识，为本节实验方案设计打下了基础；

（2）初中已经学习过的欧姆定律基础知识，为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用；

（3）学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。

3 教学目标

3.1 知识与技能

（1）了解线性元件及其特点；

（2）理解欧姆定律及其适用条件；

（3）了解非线性元件及其特点。

3.2 过程与方法

（1）通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程，进一步熟知科学探究的各环节；

（2）通过描绘导体伏安特性曲线，体会图线法在物理学中的作用；

（3）初步掌握传感器、DIS（数字化信息系统）的操作和使用方法。

3.3 情感态度与价值观

（1）通过使用传感器和DIS（数字化信息系统），增强数字化、信息化科学意识；

（2）通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；

（3）通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。

4 教学重点

（1）线性元件与欧姆定律

（2）线性伏安特性曲线的理解与应用

5 教学难点

（1）实验方案的设计与电路连接、DIS（数字化信息系统）的使用；

（2）非线性伏安特性曲线的理解与应用。

6 教学策略设计

6.1 《课程标准》要求

（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；

（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。

这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标！而采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识。

6.2 本节课设计了四个探究环节

（1）探究环节一：描绘金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）伏安特性曲线

该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中，包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节。

（2）探究环节二：线性元件与欧姆定律

（3）探究环节三：描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线

（4）探究环节四：非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用

其中，环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5 Ω与10 Ω电阻，小灯泡与二极管。这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。

6.3 本节课采用小组合作形式

使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦，提高学生合作共享意识。

7 教学设备

25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。

8 教学过程

引入新课

【教师】

实物投影：整流、滤波线路板，介绍元件、功能。

引入课题：该线路板为何能实现如此神奇的功能呢？那就要求设计者对各元件的性能非常了解，而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。

【学生】

观察、思索、好奇、兴奋。

【设计说明】

激发学生研究导体伏安特性的兴趣。

新课教学

探究环节一：描绘金属导体伏安特性曲线

（一）提出问题

【教师】

（1）今天我们就首先探究金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）的伏安特性。

（2）划分四个研究小组，每组六台电脑。

【学生】

熟悉小组成员，选出小组长。

【设计说明】

小组合作。

（二）设计实验

（1）方案设计

【教师】

导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线。

注意解决三个问题：

①如何测量导体的电流、电压？

②如何改变导体的电流、电压？

③怎样描绘导体的伏安特性曲线？

【学生】

分组讨论：

①达到实验目的所需的实验器材；

②画出实验电路图、概述实验方案。

【设计说明】

①提高学生的实验设计能力；

②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。

（2）方案论证

【学生】

小组长说明实验器材。

【教师】

展示实验器材实物图（图1）。

【学生】

小组长投影实验电路、简述实验方案。

【教师】

展示实验电路（图2）。

（3）方案改进

【教师】

在数字化时代，我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表，利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究（图3）。

【学生】

阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。

【设计说明】

采用传感器和DIS，提高效率，完成传统实验器材不可能完成的任务。

（三）数据收集

（1）分组实验

【学生】

分组实验：1、2组10 Ω电阻；3、4组5 Ω电阻，同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据（图4）。

②巡回指导。

④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

（2）成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出线性元件的概念。

（四）结论评估

【教师】

请分析两图线的异同。

【学生】

（1）两图线均为过原点的直线――线性元件。

（2）两图线的斜率不同――电阻值不相等。

探究环节二：线性元件与欧姆定律

（一）线性元件

【教师】

（1）金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的元件称为线性元件。

那么，线性元件有什么特点呢？

【学生】

观察、思考后回答。

（2）通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。

【教师】

展示两个电阻的伏安特性曲线（图5）。

【学生】

观察、思考后回答。

（3）电压一定时，通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。

【教师】

线性元件这两大特点你联想到哪条规律？

【学生】

齐答：欧姆定律。

【设计说明】

线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。

（二）欧姆定律

【教师】

内容：通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比，跟导体本身的电阻成反比。

适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路

【学生】

回顾、归纳。

【教师】

情感教育：介绍欧姆及其实验装置（图6），阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响！

【学生】

好奇、兴奋。

探究环节三：描绘二极管小灯泡伏安特性曲线

（一）提出问题

【教师】

下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。

【学生】

更换器材、连接电路（图7）。

（二）数据收集

（1）分组实验

【学生】

分组实验：1、2组二极管；3、4组小灯泡，同组成员相互协作。

【教师】

①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据。

②巡回指导。

③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。

（2）成果分享

【教师】

通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。

【学生】

观察、对比。

【设计说明】

采用两组差异化的实验器材，提高了实验效率，而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出非线性元件的概念。

（三）结论评估

【教师】

请分析两图线的异同（图8）。

【学生】

（1）两图线均为曲线――二极管为非线性元件。

（2）两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小；钨丝的电阻随电压升高而增大。

（四）知识点辨析

【教师】

钨丝（小灯泡灯丝）属于金属导体，但其伏安特性曲线为何呈现曲线？（图9）

【学生】

因为灯丝温度变化范围过大。

【教师】

动画：手工绘制钨丝伏安特性曲线。

可以看出：曲线起始端温度变化很小，呈现线性。

探究环节四：非线性元件

（一）非线性元件的概念

【教师】

（1）气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件。

（2）对非线性元件，欧姆定律不适用。

（3）非线性元件的电阻除了由材料本身决定外，还与加在其两端的电压有关。

【学生】

观察、思考。

【设计说明】

实验与知识点自然衔接。

（二）非线性伏安曲线的理解与应用

（1）跟踪练习――非线性伏安曲线的理解

【教师】

①小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图10所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ）

（2）拓展练习――非线性伏安曲线的应用

【教师】

②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示，将该灯泡与一个R=6 Ω的定值电阻串联，接入输出电压U=3 V的恒压电源，如图12所示，试求通过小灯泡的电流强度。

【学生】

解析：在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6I 的图线（图13）。

从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为I = 0.22 A。

【设计说明】

拓展学生解题思路，增强学生图线法解决问题的意识！

课堂小结

【教师】

引导学生回顾、归纳总结。

知识小结：线性元件、欧姆定律、非线性元件。

方法小结：实验探究、图线法、数字化。

【设计说明】

比知识更重要的是方法！

作业布置

【教师】

（1）课本P48页2、3、4题。

（2）请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线（含正、反向电压）的方案。

（3）网上查阅欧姆定律的发现历程。

【设计说明】

三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。

参考文献：