欧姆定律的原理范文

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篇1

在电学的定律当中，欧姆定律是非常关键的一项，它贯穿于整个电学的始终。深入、系统和全面地理解欧姆定律是有效解决牵涉电学问题的基础和前提条件，针对欧姆定律的教学，教师需要做好如下的两个方面：

一、引导学生注重三个物理量之间的关系

“导体当中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比”，这就是欧姆定律。在此，教师应当引导学生注重三个物理量之间的关系。（1）欧姆定律强调电压与电阻决定了导体当中的电流，而不是由电源提供的电压，这跟电阻和电流是毫无关系的，电阻属于导体自身的性质，这跟电压和电流也是毫无关系的，因此是电压与电阻一起决定了电流。（2）注重计算关系。在公式：I= 当中，只要确定了任意的两个物理量，就可以对另外的一个物理量进行计算，这就需要引导学生熟练地掌握公式的变化。（3）注重这三个物理量一定要根据同一段的导体，比如，将R1与R2进行串联，接在30 V的电源上面，R1是10欧姆，经过R1的电流是0.2安，问R2的电阻与R2两端的电压是多少。教师在指导学生练习或者是讲解的时候，需要将电路图画出来，注明相应的物理量，突出需要注意的问题，以实现理想的教学效果。

二、拓展和应用欧姆定律

教师在讲解欧姆定律的时候，需要引导学生注重知识的应用和拓展。通过并、串联电路的电压和电流规律，对电阻规律进行推导，可以概括并联电路的规律是：（1）电流I=I1+I2；（2）电压U=U1=U2；（3）电阻 。可以概括串联电路的规律是：（1）电流I=I1=I2；（2）电压U=U1+U2；（3）电阻R=R1+R2，再应用电阻规律对一些实际问题进行解决。比如，教师在教学的过程中，可以提问学生下面的一些问题：为什么调节台灯的亮度按钮，灯泡能够变亮或者是变暗？为什么手电筒当中的电池使用时间长了之后，灯泡会变暗？这两个问题的原理是一样的吗？这样，学生就能够积极主动地探讨，纷纷发表自己的看法，课堂氛围顿时活跃起来。学生通过应用欧姆定律，对实际生活当中一些不好理解的问题进行了解释，从而调动了学生的学习兴趣。

总之，在初中物理教学当中，欧姆定律是非常重要的。教师一定要引起高度的重视，实施有效的教学策略，教授学生关于欧姆定律的知识。

篇2

苏科版物理教材中欧姆定律处在一章的第三节，在探究欧姆定律之前，学生已经学习的电学内容有：初始家用电器和电路，电路连接的基本方式（串并联电路的认识），电流和与电流表的使用，电压和电压表的使用，电阻，变阻器。通过这些内容的学习，学生已经知道改变电流大小的两种方法：1. 改变电路中的电源电压；2. 改变电路中的电阻。带着这样的知识基础，进行欧姆定律的探究学习。

教学过程中，按照教科书上实验电路图，采用控制变量的方法，根据实验探究的一般过程进行两次实验。因此在利用教材中的实验设计进行教学的过程中遇到了一些有待商榷的问题。

问题1：“移动变阻器的滑片，改变滑动变阻器连入电路的电阻，可以改变电路中的电流，但为什么就可以改变加在电阻两端电压呢？”

问题2：“调节变阻器，使电阻R两端电压改变，为什么同样是调节变阻器，却又是使加在R两端的电压不变呢？”

分析：学生对电流的认知是通过教材中用水流做类比，从而知道电压是形成电流的原因。从认知的过程来看，正是因为有了电压，才会有电流的产生。

而在本书欧姆定律的探究实验中，二次实验都是通过移动滑动变阻器来改变电流的大小，利用欧姆定律的原理，从而改变了电阻两端的电压或使不同电阻两端的电压不变。这样就会给学生有一个错误的印象：“电阻改变电流，电流改变电压”。使学生认知电流、电压的因果关系上容易出现倒置，认为电压的改变是由于电流的变化而引起的。因此在未探究出欧姆定律之前，根本不可能向学生解释他们提出的这两个问题。更严重的是在课后的作业反馈中，有学生对于这个的实验做出了错误的总结：在电阻一定时，电压和电流成正比。所以这个实验设计在学生探究学习欧姆定律的思维逻辑上存在着错误的引导，必须加以改进。

本人认为问题产生的根本原因就出在滑动变阻器在实验中的引入。

虽然滑动变阻器的联入使实验操作更为方便更为简单，但产生的负面影响是巨大的，导致了学生知识认知逻辑上的混乱，迷惑，弊大于利。本人提出的改进建议是舍去滑动变阻器：

电阻不变时，探究电流与电压的关系的实验中，完全可以舍去滑动变阻器，直接把电阻接入电路，通过直接改变电源电压的方法来进行实验。

电压不变时，探究电流与电阻的关系。而舍去滑动变阻器后，通过固定的电池数目的方法很难实现电阻两端的电压不变。其原因在于电池组存在一定的内阻，就会导致路端电压随外电路电阻的变化而变化（外电路电阻变大路端电压也变大），而不能达到控制电压不变的目的。同时电压表示数的变化也会引起学生的质疑。初中阶段，由于电池的内阻不作要求，因此最合适的方法就是采用输出电压恒定的学生电源进行实验。

综上分析，本人设计这样的探究实验：

实验器材：学生电源，电阻箱（或若干已知阻值电阻），电压表，电流表，导线，开关

实验步骤：按实物图连接好电路：

实验一，先保持电阻R不变，通过调节学生电源的输出电压（电压取值要小），研究电流跟电压的关系。将所测数值填入表格，分析数据，得出结论。

实验二，保持学生电源输出电压不变，调节电阻箱的阻值，研究电流和电阻的关系。将所测数值填入表格，分析数据，得出结论。

篇3

在物理复习的整个知识体系中，电学知识板块儿尤为重要。一是：它占整个三式合一理化试题物理部分的40%左右，即70分中的近30分属于物理电学试题。二是：电学知识在生产实践中的重要作用已凸显出来。而要学生全面掌握、领会初中阶段电学知识，对于相当一部分初中生来说具有较大的难度。从教以来我听过一些初中电学复习课：有的先把所要用到的电学公式板书在黑板上，再讲典型例题，接着练习；有的则通过学生作题中所反馈的问题对知识进行补充强调，再练习；有的直接强调万变不离其宗，让学生多看教材，然后讲例题等。复习中讲例题没错，但选择的例题过多，又无代表性，既延长了复习时间，又不能使学生的知识得到升华。久而久之，学生疲劳，老师厌烦。要使复习课在短时间内生动、奏效，应选择恰当的例题，在讲例题的基础上，对知识进行归纳和升华。

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?摇 ?摇?摇?摇A，电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇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/R=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：U:U=R∶R=1∶4，得：

①当U=2V时，U=8V，得到U+U=2V+8V=10V≠U源；

②当UM′=4V时，U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U，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（R≠R≠R）。引导学生分析如下：

1.对电路状态的分析。

（1）当S、S、S都闭合时，R与R并联，并联后作为一个整体再与R串联。A测R中的电流，V测R或R两端电压。

（2）当S、S闭合S断开时，则由图-2演变为图-2（a）到（b）。

R与R串联，R处于断开状态，A测整个电路中的电流。

（3）当S、S闭合S断开时，则由图2演变为图-2（c）到（d）。

R与R串联，R处于断开状态，V测R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、S、S都闭合时，A测R中的电流为I，V测R两端电压为U。此时能否用U与I的比值来计算R或R阻值呢？（即R=U/I）。

如果R=R时，由于R与R并联，所以R两端电压U等于R两端电压U，即U=U=U。根据R=U/I得R=U/I，R=U/I。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R≠R时，那么R=U/I，若再按R=U/I来计算R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，R、R中的电流是不相等的。上述中错误地认为R、R中电流相等。这里的电压是R两端电压，而电流是R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=IRt、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、S闭合时，R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小是否相等？

在图-2中，当S、S闭合S断开时，不难看出，R与R串联：I=I=I则I=U源/（R+R）；当S、S闭合S断开时，R与R串联：I=I=I，则I=U/（R+R）。因为R+R≠R+R所以U源/（R+R）≠U源/（R+R），即两次电流不相等。S、S闭合时，R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小不相等，这是因为S、S闭合时与S、S闭合时电路状态不同，R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R的电阻值，就不能用第一状态下R两端的电压值与第二状态下R中的电流的比值来计算R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=IRt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≠U+U。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=U/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=U-U=6V-2V=4V。则电动机的功率为：P=UI=4V×0.5A=2W。

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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=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/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。

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.

［3］梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社，1988.

篇4

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.