时间：2023-11-13 11:33:33
引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了4篇欧姆定律的由来范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。
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：
电工原理..课程在自学考试电子信息类专业课程体系中起到承上启下的作用，是电子类专业(专科)自学考试计划中的一门重要的必修专业基础课。它是研究电磁现象及规律在电工技术领域中应用的一门学科。其目的是使学生通过自学获得必要的电工技术的基本理论知识和基本技能，培养学生的科学思维能力和分析解决问题的能力。在.必须和够用的原则下，把必须掌握的内容传授给学生，达到应用性人才知识够用的目的，这是我们教学的目标。要达到教学目标，解决教学过程中的重点难点就很有必要。
一、重点、难点一:电工原理
课程内容偏重理论分析，几乎没有工程实例，相对枯燥乏味，怎样激发学生的学习兴趣解决办法:研究案例教学，强调应用性，变纯理论教学为有实际意义的教学活动，以引导学生思考，追求师生互动为主线。.案例教学的要点在于用实际发生的现象，强调应用性，来引导学生思考，建立教与学中师生互动的主线。案例教学例一，建立同电位概念:飞鸟在高压线上自由来往，却不会遇到触电危险同电位间没有电位差，不形成电压。.案例教学例二，掌握电路谐振的理论特点:家里买来新电视机找寻不同频道时，一会儿出现画面，一会儿出现雪花点，再过一会儿出现画面电视机每个频道间会离开一定的距离，而选择频道在电视电路上只有谐振，才会出画面，没有谐振，就显示雪花点。.案例教学例三，建立提高功率因素概念:有一个机床工，在机器断电后，打开电动机，却被电击打残手指。关了电源，怎么会被电击呢?原来是一个电容在作怪。电动机是通过交流电场来建立磁场，又通过磁场力来带动机械运转，但在电动机中还有一个很大的电容不可缺少。电动机是用来做功的，就要讲究效率。交流电作功时，电动机的绕组为电感性质，电感的存在会带来无功功率，加上电容可以抵消电感的无功功率，进而提高了有功功率，这就是功率因素的提高。案例教学例针对电工原理中的每一个新理论、新概念，研究不同的.教学案例进行趣味设问，引入课题，使学生产生强烈的求知欲。使.案例教学真正达到.课前激发学生兴趣，课中引导学生运用所学知识，定量的分析解决实际问题，课后培养学生对知识的应用意识和潜在的思维创新能力，养成科学分析问题的习惯，试图解决.学了的不会用，有用的没有学的矛盾。
二、重点、难点二:电工原理
职高生相对于普通高中生来说一般学习基础较差，知识缺漏多，学习主动性差，自卑心理强，上进心不足，为了彻底改变这一不良状况，作为教师首先要对其加强励志教育，做好耐心细致的思想教育工作，建立融洽的师生关系，真诚相待，主动和他们交知心朋友，不歧视，不训斥。同时要对其加强学习目的教育，从而进一步激其斗志，引导其端正态度，矫正学生的厌学心理，唤醒他们学好物理的积极性和主动性，培养他们学习物理的兴趣。
二、明确目标，端正态度，因材施教
依据职业高中物理教学要求和教学规律，物理教师要明确教学目标，端正教学态度，正确把握教育思想，着力强调基础教育，坚决克服片面追求升学率思想的影响，改变一切围绕升学有望学生转的错误做法，把目光转移到大多数学生身上来。在教学活动中教师既要眷顾拔尖生，又要兼顾中下游学生，要严格按照大纲、教材的内容教学，不超纲要求，不任意加深、加难教学内容，不贪多求全，不加快进度，不频繁考试，不制造人为分化，要着力改变课堂教学枯燥乏味、教学方法陈旧、满堂灌、黑板上做实验的模式，进一步增强教学的趣味性、艺术性，使学生时时有新发现的感觉，从而进一步培养学生学习物理的兴趣。
具体做法是：密切联系生活、生产实际，以一些新奇实例引起学生共鸣，激发兴趣；发挥实验的作用，引起学生的好奇心；开展以小实验、小制作、小竞赛为内容的第二课堂活动；尽量采用多媒体教学投影模型等先进直观的教学手段等。
通过这些手段，让学生充分参与到教学实践活动中，从而进一步增强学生自觉动手的能力，并激发学生学习的兴趣。为了达到这个目的教师在教学中要按学生实际水平制订教学计划，设计教学方案，认真听取他们的意见，给予他们施展才能的机会，使他们在学习中发现问题、提出问题、解决问题。通过学生的回答与补充，教师的点拨和总结，使学生能积极地动脑思考，动口表述，动手操作，使兴趣由分析问题得到强化，由解决问题得到稳定。
三、注重学法指导，加强能力培养
根据教学内容和学生的实际，教师可开设学法课，通过举办学法讲座，矫正学生学习的不良习惯，灌输学习技法和窍门，改变死记硬背的坏习惯，引导他们课前根据学习目标预习教材：在复习、掌握教材的基本概念、原理的前提下完成作业；在掌握原理、步骤及注意事项的基础上进行实验操作；按照就近、自愿的原则，养成好学生帮中差学生的习惯，组织以计、读、做、算、绘等基本技能为内容的各种竞赛活动，使学生所学知识得到巩固，思维能力得到培养，实作能力得到提高。
四、教辅结合，挖潜提效
为了进一步挖潜提效，激发学生学习物理的自觉性、主动性，提高他们的动手能力和创造性，教师在教学实践中要做到教辅结合，要采取统一授课、分组练习、分别辅导的方法进行教学，具体要做到“五多一先”：多鼓励、多提问、多板书、多检查、多辅导，先批改作业。针对不同层次的学生在课堂练习、布置作业和考试命题时要提出不同层次的要求。与此同时，教师还要办好辅导班，帮助学生消化书本知识，帮助解答疑难，指导解题方法，及时补齐知识上的缺陷。教师在日常教学工作中要有的放矢地抓住学生的闪光点，为他们创造成功的条件和机会，保证他们在学习活动中的平等地位，同时要采用各种形式或途径，进行表扬鼓励，实行激励评价，激起他们的成功欲望，使他们能品尝到成功的喜悦，唤起他们的自信心，使他们学有目标，赶有方向，逐步提高。通过这些途径，以知识为载体，从“以人为本”的思想出发，来进一步培养和提高学生求知欲望，使学生从自己的进步中看到自己的潜力，从而重新认识了自己。
五、采用多种教学方法，降低学习难度
在图2中R1＝14 Ω，R2=9 Ω，当只闭合S1时，电流表读数JI＝0.2A；当只闭合S2时，电流表读数I2＝0.3A，把电源按图1中的等效方法处理，求电源的电压U和电阻r。
解析 这道题以高中闭合电路的欧姆定律为背景，要求初中学生去解答，学生只要认真理解试题中提供电源的相关信息，再利用初中知识：串联电路电流、电阻特点、欧姆定律，就能顺利解题。
教学衔接启示 高中物理教学要找出初、高中知识的结合点，所谓知识的结合点，就是指初三和高一都涉及的，但内容在深度、广度上有所不同的知识，教师在备课时应分析高、初中的知识点，找出两者间的结合点，从结合点展开教学，学生自然感到顺理成章，也容易理解和掌握，例如人教版高中物理必修l第三章第二节《弹力》教学，学生在初中时对压力、支持力、拉力已有初步的了解，这便是知识的结合处，所以，在上这节课时可以不直接从弹性形变入手来介绍弹力，而从对压力、支持力、拉力的认识来引入，教师用多媒体在屏幕上演示放在桌上的书对桌面的压力和桌面对书的支持力，分析力产生的原因，从而引出形变的概念，讲清弹力产生的条件，最后做微形形变实验，得到只要物体之间存在着接触并产生挤压作用，必然会产生形变的结论，从而形成弹力的概念，这样教学，在高、初中知识之间搭建一个“引桥”，减缓了知识的坡度，促进学生对高中知识的同化和顺应，另外，像第四章牛顿第一定律、牛顿第三定律，第七章功、功率、重力势能等知识点都是存在知识的结合处，只要教师深入挖掘分析，一定会给初、高中物理教学衔接带来益处。
例2(2007年汕头市卷)图3是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流，某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图4)，对影响电流大小的因素进行如下探究：
①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟______有关；
②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟______有关；
③保持圆盘转速不变，换用_______，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关，
解析
这道题是以高中知识法拉第电磁感应定律为背景，以图片的形式向学生介绍法拉第发明的发电机，引导学生沿着科学家的足迹，仿制发电机探究感应电流(电动势)的大小跟什么因素有关。
教学衔接启示 高中物理教学要适当渗透物理学史，“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地，这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘，”高中物理教学引入物理学史，除了能使学生掌握扎实的知识与技能之外，最重要的是能激发学生学习物理的兴趣、培养学生学习物理的情感、掌握学习物理的科学方法、激励学生自主探索的精神，高一新生不适应物理教学，正与学生学习兴趣不浓厚、缺乏自主探索精神有很大关系，因此，在高中物理教学中，适当渗透物理学史，这将有助于学生完成初中到高中的物理衔接。
例如人教版高中物理必修1第二章第四节《自由落体运动》的教学，如果仅按教材的逻辑顺序“自由落体运动的定义、自由落体运动的加速度、自由落体运动的规律”来展开教学，这无疑已失去了物理学史的本来面目，失去了有声有色，波澜壮阔的科学斗争的历史光辉，使学生容易失去兴趣，如果按照物理学史客观发展顺序提出问题，帮助学生揭示出科学探究的一般程序：观察一猜想、假设一实验验证一修正推广，使学生感受到物理知识并不是那么难以理解，而是非常亲切、具有真实感，同时受到科学的思维方法的熏陶，促进学生从“被动思考、获得知识”向“积极思考、勇于探索”转化，获得真正的智慧。
高中物理教材提供了许多物理学史方面的内容，为渗透物理学史教育提供了方便，教学时可以根据实际需要进行适当增减，当然，在课堂教学中引入物理学史，应抓住重点、言简意赅，切记喧宾夺主、主次颠倒，才能真正起到事半功倍的教学效果。
在高中渗透物理学史，除了上述课堂教学渗透方式外，还可以在作业中渗透，如学完牛顿第一定律以后，可布置作业：阅读课文、查阅资料或网站搜索完成表1，并思考各位物理学家的贡献。
例3(2004赤峰市卷)实验可以得出：在温度不变时，导线的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，写成公式为：R＝ρl／S，其中R表示导线的电阻，z表示导线的长度，s表示导线的横截面积，ρ是比例常数，叫电阻率，不同材料的ρ不同。
现有一段粗细均匀的细电阻丝，用你在初中物理实验中使用过的仪器和掌握的实验方法，如何用公式R＝ρl／s测这段金属丝的电阻率ρ?
要求：(1)写出实验步骤；(2)直接写出p的表达式，(为简单，每个要测的量只测一次，需画电路图的要画出。)
解析 这道题是以高中知识电阻定律为背景的较复杂的间接测量型实验题，要求学生运用数学知识进行公式推导、得出测量原理，根据使用过的仪器和实验方法即可作答。
由于这道测量型实验涉及测量物理量较多，测量方法多是间接测量，再加上要进行数学推导运算，所以解答此题有一定的难度。
教学衔接启示 初中教学要注重基础知识和基本技能，培养数学解题能力，初中教材内容要求学生了解、知道的多，理解的少；定性多、定量少，而高中则要求学生理解应用多、定量研究、数学工具与技巧的应用多，因此，升入高一的学生不能适应高中物理教学则在所难免，知识是迁移的大道，在初中物理教学中注重基础，在部分定量计算中有意识培养数学能力，对初、高中物理教学衔接会起到促进作用。
注重基础知识，就要让学生深刻理解物理基本概念和基本规律，例如速度、密度、机械效率、杠杆的平衡条件、欧姆定律等都是初中阶段的重要概念和规律，要重视这些概念和规律的建立过程，知道它们的由来，二是要让学生弄清每一概念的内涵和外延，在掌握物理规律和表达式的同时，还要明确公式中量的意义和单位、适用条件、应用时的注意事项、使
学生掌握初中阶段物理学科完整的基础知识，真正培养学生的物理思维能力。
注重基本技能，尤其要重视测量型实验的技能，实验是物理学的基础，物理量的测量是实验活动的基本内容和最大量的工作，在测量性实验中，熟悉各种仪器及仪表的操作规则是实验的基础，明确实验原理和实验的基本方法是重点。
初中物理常用的测量工具有八种，分为两类：一类是直读式的测量仪器，如刻度尺、温度计、弹簧测力计、量筒(量杯)、秒表、电流表、电压表，一类是比较式的测量仪器，天平，在这些测量工具(量杯除外)中，其相邻的刻度之间的长度与相关物理量之间都成线性关系，有其共同的特性，在使用这些测量工具时，教师应有意识地引导学生去综合、对比，注意它们的单位、量程、最小分度值，让学生养成以刻度的分度值为基础的观察力。
在物理测量实验中，根据测量原理(思路)及运算难度，将测量方法分为三种：(1)直接测量，如用天平测固体质量；用电压表测电压等，(2)简单间接测量，如用刻度尺测量规则物体的体积；用电压表、电流表测电阻等，(3)复杂间接测量，如上述例3。
培养数学解题能力，首先要培养学生的基本计算能力，如指数运算、密度、速度复合单位之间的换算等，其次要培养学生把物理问题转化为数学问题的能力及运用数学知识对物理问题进行分析、计算的能力，如初中液体内部压强规律、浮力公式、并联电路的总电阻等的推导虽然不是中考的内容，但也要让学生经历推导过程，因为是培养运用运用数学知识解决物理问题的最佳时机。
例4(2006年宿迁市卷)物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力的作用比较小可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动，为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关，小明有如下猜想：
猜想一：物体下落的快慢与物体的材料有关：
猜想二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关：
猜想三：物体下落的快慢与物体的质量有关，
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列的实验，实验数据记录如表2：
(1)为验证猜想一：应比较实验序号______和______，结论是：_______。
(2)请你帮助小明验证猜想三：
①器材：0.5 kg的铁球A、1 kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是_____；
②实脸步骤：
③结论：
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究，她让两片完全相同的纸(一张平展，另一张对折)同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸______(填“同时”或“不同时”)着地，此下落过程一中两片纸作的_____(填“是”或“不是”)自由落体运动，因为______。
解析 这道题是以高中知识自由落体运动为背景的探究性实验题，重点考查探究实验中控制变量法及运用控制变量法进行设计实验、通过实验数据归纳分析实验结论的能力，这道题是考查探究要素比较全面的中考题。
教学衔接启示