時間：2023-08-10 09:23:02
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇歐姆定律的特點，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞：理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
歐姆定律是初中物理電學部分的核心內容，也是中考中考點的重點內容、難點內容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學生的考試成績，要多用時間將這塊知識夯實，才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎上歸納總結出來的：即在控制電阻不變，得到通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;控制導體兩端的電壓不變，得到通過導體的電流跟導體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結和歸納出歐姆定律：通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
表達式為：I=U/R;I的單位是安（A），U的單位是伏（V），R的單位是歐（Ω）;導出式：U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關系式是一一對應的關系，即具有同一時間，同一段導體的關系。
3、歐姆定律的應用條件
（1）.歐姆定律只適用于純電阻電路;
（2）.歐姆定律只適用于金屬導電和液體導電，而對于氣體、半導體導電一般不適用;
（3）.歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內的“部分電路”;
（4）.歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導體”的電阻R都是同一個導體或同一段電路上對應的物理量，不同導體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關系。
4.區別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導體中的電流的大小取決于這段導體兩端的電壓和這段導體的電阻。當導體中的U或R變化時，導體中的I將發生相應的變化。可見，I、U、R都是變量。另外，I=U/R還反映了導體兩端保持一定的電壓，是導體形成持續電流的條件。若R不為零，U為零，則I也為零;若導體是絕緣體R可為無窮大，即使它的兩端有電壓，I也為零。因此，在歐姆定律I=U/R中，當R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導得出的，表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻。它是電阻的計算式，而不是它的決定式。導體的電阻反映了導體本身的一種性質，因此，在導出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導體，比值U/I是個定值;而對于不同的導體，這個比值是不同的。不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。
二、歐姆定律的應用
在運用歐姆定律，分析、解決實際問題，進行有關計算時應注意以下幾方面的問題：
1.要分析清楚電路圖，搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯，還是并聯，這是解題的關鍵。
2.利用歐姆定律解題時，不能把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算，也不能把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算。為了避免混淆，便于分析問題，最好在解題前先根據題意畫出電路圖，在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標;不能亂套公式，并注意單位的統一。
3.要搞清楚改變和控制電路結構的兩個基本因素：一是開關的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發生變化時對電路的影響情況。因此，電路變化問題主要有兩種類型：一類是由于變阻器滑片的移動，引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關的斷開或閉合，引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為：先看電阻變化，再根據歐姆定律和串、并聯電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中，R=12Ω，Rt的最大阻值為18Ω，當開關閉合時，滑片P位于最左端時電壓表的示數為16V，那么當滑片P位于最右端時電壓表的示數是多少？
解析：分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯的電路，電壓表是測R兩端電壓的。當滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數為6V，說明電路中的總電壓（電源的電壓）是6V，而當滑動變阻器的滑片P位于最右端時，電壓表僅測R兩端的電壓，而此時電壓表的示數小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示，滑動變阻器的滑片P向B滑動時，電流表的示數將;電壓表的示數將。（填“變大”、“變小”或“不變”）如此時電壓表的示數為2.5V，要使電壓表的示數變為3V，滑片P應向端滑動。
圖1
分析：根據歐姆定律I=UR，電源電壓不變時，電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段，動滑片P向B滑動時，AP段變長，電阻變大，所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓，根據Ux=IRx可知，Rx不變，I變小，電壓表示數變小。反之，要使電壓表示數變大，滑片P應向A端滑動。
答案：變小;變小;A。
參考文獻：
內容看起來很少，本節還要花不少時間進行電流、電壓、電阻以及電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法的復習。必須具有一定的知識儲備才能學好“歐姆定律”。
要做好兩次演示實驗，這為學生實驗“伏安法測電阻”打下基礎。并注意兩次演示實驗的異同，講清實驗過程中電流表、電壓表及滑動變阻器的正確連法，以及滑動變阻器在兩個實驗中作用的異同，以及注意事項。
讓學生感知實驗探究電流跟電壓、電阻的關系，經歷科學探究的全過程，使學生感悟：“控制變量”來研究物理多因素問題，是一種有效的科學方法。
第二節“歐姆定律及其應用”繼第一節后對數據的分析歸納，通過用列表法、觀察法、數學比例法、圖象法、類比法、分析、綜合與歸納等方法來對實驗數據進行研究的一些科學方法。從而分析電流、電壓、電阻三者之間的定量關系——歐姆定律及其表達式。最終培養學生運用這些方法對實驗數據進行研究、分析、歸納、概括物理規律的一些能力。
又通過實驗探究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”。歐姆定律是電學中最基本的定律，是分析解決電路問題的關鍵。
在教學中這一節可分為四課時教學：
第一課時理解歐姆定律，進行簡單計算（求電流、電壓和電阻的三種書寫格式），初步掌握運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法；可補充：有兩個用電器的簡單計算（注意強調用不同角碼區分不同用電器）。為下節課講串并聯電阻關系作鋪墊。
第二課時通過歐姆定律的推導定量研究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”，得出：
串聯電路：R=R1+R2
并聯電路：1/R=1/R1+1/R2
第三課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點練習靜態固定電路的相關計算；培養學生分析問題、解決問題的能力，注意教給學生解題思路、規范解題。
串聯電路的特點：
①電流：I=I1=I2
②電壓：U=U1+U2
③電阻：R=R1+R2
④串聯分壓成正比，即
U1：U2=R1：R2
電阻變大分得的電壓變大，電阻變小分得的電壓變小。
并聯電路的特點：
①電流：I=I1+I2
②電壓：U=U1=U2
③電阻：R=1/R1+1/R2
④并聯分流成反比，即
I1：I2=R2：R1
電阻變大通過的電流變小，電阻變小通過的電壓變大。
第四課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點，練習動態電路的相關計算。
動態電路------由于開關的通斷、滑動變阻器滑片的移動導致電路中的物理量發生變化的電路。
簡化電路的方法：
1、電流表看成導線，電壓表看成斷路。
2、短路和斷路的電路可以去掉。
3、閉合的開關看成導線
解決變化電路問題的關鍵是把動態電路變成靜態電路（電路的識別），可以把電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的或干脆拿掉。把閉合的開關看成導線，把被局部短路的用電器拿掉；把開關斷開的支路去掉，來簡化電路。畫出每次變化后的等效電路圖，標明已知量和未知量，再根據有關的公式和規律去解題。
第三節“測量小燈泡的電阻”是歐姆定律內容的延續，教學過程中以學生為主，本節主體內容是利用電壓表、電流表測算出小燈泡的電阻，通過實驗探究去發現燈絲電阻變化的規律，并最終找到影響燈絲變化的因素及它們之間的相互關系。注意多測幾組數據，指明不能用平均法求電阻值（測量定值電阻的阻值用平均法求電阻值）。
通過本實驗，進一步讓學生認識到導體的電阻大小是導體本身的一種性質，與導體兩端的電壓和導體中的電流無關，只與導體的材料、長度、橫截面積有關，此外跟溫度有關。這也為電功率中“測量小燈泡的電功率”作了鋪墊。
第四節“歐姆定律及其安全用電”：課前安排學生收集安全用電的常識，課堂上進行交流，教師進行補充。再播放《安全用電》視頻。
節課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手，讓學生學會運用已學的電學知識，解決有關生活中的實際的問題，既增強自我保護意識，又提高在幫助他人時講安全、講規則、講科學的意識。
另外本節涉及電路故障（斷路或短路），在教學中應加強練習，注意區分兩者對電路造成的影響，以及電路中電流表、電壓表的變化。要求學生懂得一些簡單的電路故障的問題，學會簡單的故障排除方法，目的是為了培養學生基本的生活技能。了解短路的知識，使學生懂得安全用電的基本常識，提高安全用電的意識。
教材中介紹了避雷針，使學生注意防雷的重要性，提高自我保護的意識。
通過學習本節教材的知識，學生能了解日常安全用電常識，規范日常用電行為，了解家庭電路中常見故障，提高了學生利用知識解決實際問題的能力。通過學習，使學生認識到電給人類社會帶來了材富，改善了人民的生活。但是，有生產和生活中，如果不注意安全用電，電也會給人類帶來災害。
一、重視實驗探究過程，發現新問題
歐姆定律的探究過程把科學探究的七個環節表現得淋漓盡致，從最初了解基本電路中電流、電壓和導體電阻的定性關系，從而提出“導體兩端的電壓和導體的電阻是怎樣影響導體中電流大小的，電流與電壓和電阻究竟存在什么關系”的問題，到最后處理實驗數據和討論交流，得出電流、電壓和導體電阻的定量關系，即歐姆定律，其數學表達式為I=U/R.探究的過程還是一個發現問題并解決問題的過程，使同學們加深了對歐姆定律的理解.
例1某同學按如圖1所示的電路，研究通過導體的電流與導體兩端的電壓、導體電阻間的關系，若保持電源電壓的大小和電阻箱R1的阻值不變，移動滑動變阻器R2的金屬滑片P，可測得不同的電流、電壓值，如表1；然后，他又改變電阻箱R1的阻值，測得相應的電流值，如表2.請回答：
(1)分析表1中數據可知:_____________________________；
(2)分析表2中數據可知：電流與電阻_____.（填“成”或“不成”）反比，這與歐姆定律_______（填“相符”或“不符”），其原因是________.
解析這是一個典型的歐姆定律實驗探究題，重點考查的是歐姆定律的結論.一個要注意的細節問題是，歐姆定律的整個探究過程運用了控制變量的思想.因此，在處理實驗數據得出正確結論時，一定要體現這種思想.所以分析表1中數據可知：在電阻不變條件下，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比（因為導體兩端的電壓成倍增加時，流過導體的電流也隨著成倍增加）.但分析表2中數據卻發現，電流和導體電阻的乘積不是一個定值，即電流與導體的電阻不成反比，這個結論顯然不符合歐姆定律.那么，為什么得不出正確結論呢？這是我們在探究過程中經常碰到的一個問題，這個問題的解決，本身與這個實驗的設計思想連接在一起，因為在探究電流與電阻關系時，應保持電壓不變.因此當電阻箱R1的阻值改變時，一定要調節滑動變阻器滑片P，使R1兩端的電壓保持不變，再讀出相應的電流值，然后分析數據.那么，當R1的阻值成倍增加時，如何調節滑片P才能使它兩端的電壓保持不變呢？如上圖，應將滑片P向右調節到適當的位置，想想看，為什么呢？
二、創設新情景，解決新問題
近年來，從中考試題來看，在歐姆定律實驗題方面，不僅僅考查了歐姆定律的實驗探究過程和伏安法測電阻，也出現了一些創設新情景，運用歐姆定律去解決一些新問題的實驗題.這類試題的解答一定要抓住“歐姆定律是電路中的交通規則”這一點，運用公式I=U/R和電路的特點來解答.
例2“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重.人們把這種方法叫“等效替代法”.請嘗試利用“等效替代法”解決下面的問題.
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個標準的電阻箱（元件符號_______），一個單刀雙擲開關、干電池、導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表（電流表量程足夠大）．
【設計實驗和進行實驗】
（1）在右邊的方框內畫出你設計的實驗電路圖；
（2）將下面的實驗步驟補充完整，并用字母表示需要測出的物理量.
第一步：開關斷開，并按設計的電路圖連接電路；
第二步：____________________________；
第三步：____________________________.
（3）寫出Rx的表達式：Rx=____________.
解析這是測未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實驗題對同學們的要求比較高，它創設了一個新的情景（“曹沖稱象”），讓你從這個新情景中受到啟發，來解決一個新問題.它不是歐姆定律探究過程的簡單重現，而是要求同學們真正理解歐姆定律中電流、電壓、電阻的關系，即電壓一定時，電流相等，則電阻相等.因此，我們可以按圖3的實驗電路來完成待測電阻Rx的粗略測量.連接好電路后，將開關S與a相接，使電流表的示數指示在某一刻度（因為電流表的刻度不準確，因此不能準確讀數）；接著將開關S與b相接，這個時候需要調節電阻箱，使電流表的示數指示在同一刻度處，讀出電阻箱上電阻值為R，這一步充分利用了歐姆定律的結論，當電壓相等時，電流相同，則電阻相等.即Rx=R.
同學們想想看，本題為什么說只是粗略測量呢？S接a和接b的順序能顛倒嗎？如果電流表的刻度準確且靈敏度良好，那么可不可以較準確地進行測量呢？（這個時候，我們可以直接根據歐姆定律來解決這個問題，即分別讀出S接a和b時，電流表的示數為I1和I2，則通過計算我們可以得到待測電阻Rx=RI2/I1，且這個時候與S先接a還是先接b沒有關系.）
三、尋找實驗規律，滲透數理思想
歐姆定律的實驗探究過程本身就體現了一種數理思想，要求從定性的結論，運用數學方法得出定量的關系式.因此，在以后的中考命題上，這種思想的體現可能是命題者關注的一個焦點.
例4某同學想探究導電溶液的電阻是否與金屬一樣，也與長度和橫截面積有關.于是他設計了實驗方案：首先他找來幾根粗細不同的乳膠管，按要求剪下長短不同的幾段.并在其中灌滿質量分數相同的鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱.將鹽水柱分別接入電路中的A、B之間.閉合開關，調節滑動變阻器滑片P，讀出電流表和電壓表的示數，并記錄在表格中，如下表：
根據實驗數據，請解答下列問題.
（1）通過對實驗序號_______或_______的數據處理，我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導電溶液柱的橫截面積成_______.（填“正比”或“反比”）
（2）通過對實驗序號1、4的數據處理，我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導電溶液柱的長度成_______.（填“正比”、“反比”）
（3）請填寫表格中未記錄的兩個數據.
（4）對于實驗序號6，開關閉合，若保持滑動變阻器滑片P不動，將乳膠管拉長，則電流表的示數將_______；電壓表示數將_______.（填“變大”、“變小”或“不變”）
解析這是典型運用自己探究得到的結論解答相關問題的一類題型，要求同學們對整個知識點有一定的駕御能力.實驗中測得的是電流和電壓，而問題是與電阻有關，因此我們先應運用歐姆定律求出相應的電阻值，再進行分析（這是試題的一種創新）.
我們對1、3、4、5組數據的處理得出R1=3Ω，R3=1.5Ω，R4=6Ω，R5=4Ω.運用控制變量的思想，由實驗1和3，或4和5，很容易得出導電溶液的電阻與導電溶液柱的橫截面積成反比；由實驗1和4可以看出，導電溶液的電阻與導電溶液柱的長度成正比.
表2填0.15安和15歐。根據：在電壓不變的情況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比。
2.進行新課
(1)歐姆定律
由實驗我們已知道了在電阻一定時，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，在電壓不變的情況下，導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論，即歐姆定律。
板書：〈第二節歐姆定律
1.內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。〉
歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。
歐姆定律的公式：如果用U表示加在導體兩端的電壓，R表示這段導體的電阻，I表示這段導體中的電流，那么，歐姆定律可以寫成如下公式：
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義：當導體的電阻R一定時，導體兩端的電壓增加幾倍，通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時，導體的電阻增加到原來的幾倍，則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。
板書：<2.公式：I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關歐姆定律的幾點說明：
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。
②對于一段電路，只要知道I、U和R三個物理量中的兩個，就可以應用歐姆定律求出另一個。
③使用公式進行計算時，各物理量要用所要求的單位。
(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。
例題1：課本中的例題1。(使用投影片)
學生讀題，根據題意教師板演，畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據公式，然后代入數值，要有單位，最后得出結果。
板書：〈例題1：
已知：R=807歐，U=220伏。
求：I。
解：根據歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答：通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉
例題2：課本中例題2。(使用投影片)
板書：〈例題2〉
要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。
學生板演完畢，組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。
①電路圖及解題過程是否符合規范要求。
②答題敘述要完整。本題答：要使小燈泡正常發光，在它兩端應加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義：導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比，跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。
例題3：課本中的例題3。(使用投影片)
板書：〈例題3〉
解題方法同例題2。學生板演完畢，組織學生討論、分析正誤。教師小結。
①解釋R=U/I的物理意義：對同一段導體來說，由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，所以i的比值是一定的。對于不同的導體，其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于材料、長度和橫截面積，還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質，所以某導體兩端的電壓是零時，導體中的電流也等于零，而這個導體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答，介紹用伏安法測電阻的原理和方法。
板書：(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結
(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測電阻？原理是什么？
(2)討論：通過課本中本節的"想想議議"，使學生知道：
①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐)，因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則，通過電流表的電流過大，有燒毀電流表的危險。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐)，把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時，由于通過電壓表的電流很小，一般不會燒毀電壓表。
4.布置作業
課本本節后的練習1、4。
(四)說明：通過例題，要領會培養學生在審題基礎上畫好電路圖，按規范化要求解題。
第四節電阻的串聯
(一)教學目的
1.通過實驗和推導使學生理解串聯電路的等效電阻和計算公式。
2.復習鞏固串聯電路電流和電壓的特點。
3.會利用串聯電路特點的知識，解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
學生實驗：每組配備干電池三節，電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只，定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個，導線若干。
(三)教學過程
1.引入新課
(1)閱讀本節課文前的問號中提出的問題，由此引出本節學習的內容。
板書：〈第四節電阻的串聯〉
(2)問：什么叫串聯電路？畫出兩個定值電阻串聯的電路圖。(同學回答略，板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問：串聯電路電流的特點是什么？舉例說明。
學生回答，教師小結，在板演電路圖上標出I1、I2和I。
板書：〈1．串聯電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問：串聯電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么？舉例說明。
學生回答，教師小結，在板演電路圖上標出U1、U2和U。
板書：〈2.串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個已知阻值的電阻串聯后，總電阻和各電阻之間有什么關系？這是本節課學習的主要內容。
2.進行新課
(1)實驗：測R1和R2(R3)串聯的總電阻。
問：實驗的方法和原理是什么？
答：用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯電阻的電流，就可以根據歐姆定律逄出R1和R2串聯后的總電阻。
要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。
進行實驗：
①按伏安法測電阻的要求進行實驗。
②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯后的總電阻R。
③將R1和R3串聯，測出串聯后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。
討論實驗數據，得出：R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明：串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和。
(2)理論推導串聯電路總電阻計算公式。
上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯電路的特點，從理論上推導得出。
結合R1、R2的串聯電路圖(課本圖8-6)講解。
板書：〈設：串聯電阻的阻值為R1、R2，串聯后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因為串聯電路中各處電流相等，I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請學生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節課文前問號中提出的問題。
指出：把幾個導體串聯起來，相當于增加了導體的長度，所以總電阻比任何一個導體的電阻都大，總電阻也叫串聯電路的等效電阻。
板書：〈3.串聯電路的總電阻，等于各串聯電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習：
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯起來，串聯后的總電阻R是多大？(答：35歐)
②兩只電阻串聯后的總電阻是1千歐，已知其中一只電阻阻值是700歐，另一只電阻是多少歐？(答：300歐。)
(3)練習
例題1：
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數值以及未知量的符號。請一名學生板演，教師講評。
討論解題思路，鼓勵學生積極回答。
小結：注意審題，弄清已知和所求。明確電路特點，利用歐姆定律和串聯電路的特點求解。本題R1、R2串聯，所以I=I1=I2。因U1、U2不知，故不能求出I1或I2。但串聯電路的總電壓知道，總電阻R可由R1+R2求出，根據歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書：〈例題1：
已知：U=6伏，R1=5歐，R2=15歐。
求：I。
解：R1和R2串聯，
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流：I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答：這個串聯電路中的電流是0.3安。〉
例題2：
出示課本中例題2的投影片，學生讀題，畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路，鼓勵學生積極參與。
①問：此題中要使小燈泡正常發光，串聯一個適當電阻的意義是什么？
答：小燈泡正常發光的電壓是2.5伏，如果將其直接連到6伏的電源上，小燈泡中電流過大，燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯一個適當電阻R2，由于串聯電路的總電壓等于各部分電路電壓之和，即U=U1+U2。串聯的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適，就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏，正常發光。
②串聯的電阻R2，其阻值如何計算？
教師引導，學生敘述，分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解：
板書：〈R1和R2串聯，由于：I1=I2，
所以根據歐姆定律得：U1/R1=U2/R2，
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結
串聯電路中電流、電壓和電阻的特點。
4.布置作業
本節后的練習：1、2、3。
(四)說明
1.本節測串聯電路總電阻的實驗，由于學生已學習了伏安法測電阻的知識，一般掌握較好，故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。
2.從實驗測出串聯電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統一。在推導串聯電阻總電阻公式時，應注意培養學生的分析、推理能力。
3.解答簡單的串聯電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養上下功夫。
第五節電阻的并聯
(一)教學目的
1.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。
2.復習鞏固并聯電路電流、電壓的特點。
3.會利用并聯電路的特點，解答和計算簡單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節，電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只，定值電阻2只(5歐和10歐各一只)，導線若干條。
(三)教學過程
1.復習
問：請你說出串聯電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)
問：請解答課本本章習題中的第1題。
答：從課本第七章第一節末所列的數據表可以知道，在長短、粗細相等條件下，鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大；根據串聯電路的特點可知，通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大；根據歐姆定律得U=IR，可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。
問：請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演，其他學生自做，然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖，按規范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請學生閱讀本節課文前問號中所提出的問題，由此提出本節學習的內容。
板書：〈第五節電阻的并聯〉
(2)問：并聯電路中電流的特點是什么？舉例說明。
學生回答，教師小結。
板書：〈1.并聯電路的總電流等于各支路中電流之和。即：I=I1+I2。〉
(4)問：并聯電路電壓的特點是什么？舉例說明。
學生回答，教師小結。
板書：〈2.并聯電路中各支路兩端的電壓相等。〉
(5)幾個已知阻值的電阻并聯后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢？這就是本節將學習的知識。
3.進行新課
(1)實驗：
明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯后的總電阻，然后用伏安法測出R1、R2并聯后的總電阻R，并將這個阻值與R1、R2進行比較。
學生實驗，教師指導。實驗完畢，整理好儀器。
報告實驗結果，討論實驗結論：實驗表明，幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。
板書：〈3.幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。〉
問：10歐和1歐的兩個電阻并聯的電阻小于多少歐？(答：小于1歐。)
(2)推導并聯電路總電阻跟各并聯電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)
板書：〈設：支路電阻分別是R1、R2；R1、R2并聯的總電阻是R。
根據歐姆定律：I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于：I=I1+I2,
因此：U/R=U1/R1+U2/R2。
又因為并聯電路各支路兩端的電壓相等，即：U=U1=U2,
可得：1/R=1/R1+1/R2。
表明：并聯電路的總電阻的倒數，等于各并聯電阻的倒數之和。〉
練習：計算本節實驗中的兩個電阻(R1=5歐，R2=10歐)并聯后的總電阻。
學生演練，一名學生板演，教師講評，指出理論計算與實驗結果一致。
幾個電阻并聯起來，總電阻比任何一個電阻都小，這是因為把導體并聯起來，相當于增加了導體橫截面積。
(3)練習
例題1：請學生回答本節課文前問號中提出的問題。(回答略)
簡介：當n個相同阻值的電阻并聯時總電阻的計算式：R=R''''/n。例題1中：R′=10千歐，n=2，所以：R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中，電源的電壓是36伏，燈泡L1的電阻是20歐，L2的電阻是60歐，求兩個燈泡同時工作時，電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學生讀題，討論此題解法，教師板書：
認請此題中燈泡L1和L2是并聯的。(解答電路問題，首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。
（過程略）
問：串聯電路有分壓作用，且U1/U2=R1/R2。在并聯電路，全國公務員共同天地中，干路中電流在分流點分成兩部分，電流的分配跟電阻的關系是什么？此題中，L1、L2中電流之比是多少？
答：（略）
板書：〈在并聯電路中，電流的分配跟電阻成反比，即：I1/I2=R2/R1。〉
4.小結
并聯電跟中電流、電壓、電阻的特點。
幾個電阻并聯起來，總電阻比任何一個電阻都小。
5.布置作業
課本本節末練習1、2；本章末習題9、10。
參看課本本章的"學到了什么？，根據知識結構圖寫出方框內的知識內容。
(四)說明
一、物理電學相關公式及形象記憶法
初中物理電學相關公式和定理雖然表面看比較抽象難懂，但是因為電流是實際存在的，并且其特點和存在形式可以類比現實中許多形象易懂的實物和現象，因此結合實際對相關定理定律進行理解和記憶會收到很好的效果.
1.歐姆定律
歐姆定律解釋的是電學中電壓、電流、電阻三者之間的關系，是電學最基本的定律.
電流×電阻=電壓，即I×R=U；其他的變形式可以由此公式導出.
可以用水流演示電流，用水壓解釋電壓，以現實中形象的實物來解釋電學相關內容.
2.電功公式
電功公式是講電力做工的計算方法，電流流過導線會產熱，有能量產生，能量可以做功，電功公式就是計算電力做工能力的公式.
電流×電流×電阻×時間=電功，即I2Rt=P；
將I=UR代入，就能成為電功公式的另一形式.
3.電功率公式
電功率就是形容電流做功快慢的公式.
電流×電流×電阻=電功率，即P=I2R.
電功和電功率可以用電燈發光發熱解釋，電流越大，電燈越亮，時間越長，電燈散失的熱量越多，就是電流做功的道理.
二、物理電學題目解題技巧
1.歐姆定律方程解題
熟記歐姆定律，只要是給出電路解電學未知量并且題目中沒有涉及功率內容的題目，結合整個電路列出歐姆定律的基本方程，肯定可以得到答案，即使最初看題時沒有頭緒，在列出歐姆定律方程之后也能從方程中看出解題方法.靜態電路圖列寫一個歐姆定律方程，動態電路圖根據變化次數列出相應數目的歐姆定律方程即可.
例電路圖如圖1所示，閉合開關S，當滑動變阻器滑片在R2上某兩點之間來回滑動時，電流表的讀數變化范圍是2 A～5 A，電壓表的讀數變化范圍是5 V～8 V，問電源電壓及電阻R1的值分別是多少？
乍一看此題確實無從下手，但是可以看出這是一個動態電路題，隨著滑動變阻器阻值的不同電路相關參量產生了變化，因此需要列兩個歐姆定律方程，方程列出，題目便迎刃而解.
解根據題意列歐姆定律方程，首先滑動變阻器在題意中阻值最小時，電流最大為5 A，電壓表度示數最小為5 V，此時滑動變阻器電阻值為5 V÷5 A=1 Ω.
可以列出一個方程：
U÷(R1+1)=5 A(1)
同理，滑動變阻器阻值最大時為8 V÷2 A=4 Ω.
列另一個歐姆定律方程
U÷(R1+4)=2 A(2)
用簡單的解方程法解方程(1)和(2)，很容易得出結果U=10 V；R1=1 Ω.
2.等效電路解含功率動態題
解含有功率內容的動態題的一個很好的方法就是將其各種狀態獨立出來，簡化成等效電路，每種狀態單獨分析，之后綜合考慮并求解.
例如圖2所示，R2與R3的電阻比為R2∶R3=1∶4，最初所有開關處于斷開狀態，同時閉合S1與S2，S3保持斷開，電流表示數為0.3 A，R2消耗功率P2；之后閉合S1、S3，S2斷開，R1消耗功率為0.4 W，R3消耗功率為P3，P2∶P3=9∶4，求電源電壓和R1阻值.
雖然此題表面看是動態且較為復雜，但是將動態電路的兩個狀態拆分成靜態簡單電路，題目便會簡單明了，之后列寫歐姆定律和功率方程，解方程即可.
當閉合S2后電路可簡化成如圖3形式，可列方程如下：
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打開S2閉合S3后電路變成圖4，設此時電流為I3，結合等量關系R3=4R2，將R3用R2代替，后列方程
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
5個方程，5個未知數，此題可解.由(2)式和(5)式可解出I3=0.1 A，其他未知數便順利得出.最終結果：U=36 V，R1=80 Ω.
關鍵詞： 課堂引入; 歐姆定律; 興趣; 物理學史;
良好的開端是成功的一半,引入作為一堂課的開始,是課堂教學環節中必不可少且至關重要的部分.這一環節設計的優劣直接影響到一節課的深入程度、學生進入學習的狀態、學生對本節課授課知識的興趣多少等.對于初中學生,注意力本就不容易集中,那么一個好的引入就是引起學生的學習興趣和帶領學生積極思考并真正進入課堂的關鍵.歐姆定律的教學一直以來都是一個難點,若僅僅是公式,學生在剛學的時候很容易記住,但是對于歐姆定律的來源以及探究的過程總是模糊的,就算教師在課堂上有過演示實驗,在部分學生看來都只是因為教材是這樣安排的.但其實不然,這個探究實驗正是歐姆定律得出的關鍵.可是學生理解不到位,可能是教學哪一步不夠確切.比如其中一個設計點就是引入這個探究實驗,在引入時創設情境,讓學生能夠回到當時歐姆在探究時的過程以及條件中,結合當時的條件可能做到的以及達到的情況,這樣的引入或許會讓學生感同身受,從而產生更加強烈的探究欲望,達到較好的教學效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學過程中最重要的環節之一,教學引入恰當,可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學的第一步,是緊扣學生心弦,激發學生興趣最關鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國著名心理學家奧蘇貝爾從學習心理學的角度分析,“當人們在接觸一個完全不熟悉的知識領域時,從已知的包攝性較廣的整體知識中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節課時,由于前面學生已經掌握了摩擦力的相關知識,就可以將摩擦力作為先行組織者,將其作為上位概念,再將靜摩擦力直接提出,并聯系其與摩擦力之間的關系,學生很容易就理解了靜摩擦力的概念.另一方面,課堂引入容易吸引學生的興趣,集中學生的注意力,初中學生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學生可能還處在下課所經歷事情的愉悅之中,這個時候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學生上課的首要條件,而興趣又是影響學生注意力的關鍵,愛因斯坦也曾經說過,“興趣是最好的老師,它可以激發人的創造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學引入環節中能否調動學生的學習興趣更為關鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實驗引入法,物理作為一門實驗科學,實驗在教學中起著舉足輕重的作用,在引入時采用實驗的方式是中學物理教師常用的,運用一些有趣的小實驗,可以快速把學生吸引到課堂中來,教師既可以采用演示實驗的方法,也可以讓學生參與實驗過程.
(2)直觀導入法,直觀導入可以是視頻、圖片、實物等,某些物理現象不一定是發生在學生周圍,那就可以通過圖片或錄像的方式為學生展現物理現象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發學生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對學生進行提問或者大家一起來辯論,在這個過程中不僅導入了本堂課所要學習的知識材料,同時也讓學生積極地參與了這個過程,關鍵是借助生活中鮮明的例子學生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學中來.
(4)問題激疑法,設置疑問是教師的一種有目的、有方向的思維導向.古人云:“不憤不啟,不悱不發”,教師在教學過程中要善于提出問題,有意激疑啟思,活躍思維,引導學生思考,在解決問題的過程中鍛煉學生各方面的能力,激發學生的求知欲,促進學生積極地學習.
(5)復習引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯系較為密切的時候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學生對前面知識的鞏固,更能為新知識的學習做好鋪墊.例如在做液體壓強的復習題時,引出浮力的知識,浮力其實就是物體在液體中受到上下的壓力差而產生的,學生聯系前面知識能夠快速地理解浮力產生的原因而不會感覺到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學家們的故事,用榜樣的力量去感染學生,喚起他們的探索熱情,通過了解前輩們的物理思想、實驗方法和探索精神,能夠激發學生的興趣,提高課堂教學的效果,提升學生素養[2].比如在講解牛頓第一定律時,先給學生介紹牛頓這個人的一生,學生會由于對牛頓這個人的崇拜而愿意對其所提出的相關知識進行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學生動手做一些簡單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結果激發學生的學習興趣.比如在講解摩擦力這一內容的時候,可以讓學生進行拔河比賽,繩子是經過教師處理過的,所以一定會產生輸贏,學生心有不甘,因此就可能產生對答案的探索欲望,激發他們的學習興趣.
2 、歐姆定律教學引入文獻分析
歐姆定律是整個初中電學的重難點之一,教師在設計的時候往往需要考慮接收者的認知情況以及他們的階段性特點等等,首當其沖考慮的便是引入部分.以下是大部分教師在歐姆定律教學設計中常用的幾種引入方式.
(1)復習引入
學生在接觸歐姆定律之前已經掌握了電流、電壓、電阻3個物理概念,有的教師則是充分的利用學生已經有的舊知識,引導學生探討電流、電壓、電阻之間存在的關系,自然而然的導入本節課的課題.
(2)實際問題引入
在物理教學中,教師不只是讓學生掌握教材知識,更重要的是引導他們運用物理知識來解決實際問題,學生只有把書本中的知識運用到生活中,才能適應社會發展的需要.有的教師會由生活當中電流受電壓、電阻變化的電路來進行提問(比如收音機的音量大小是由什么來進行控制的),然后引發學生進行思考.
(3)創設情境,導入新課
初中的學生最希望得到教師的認可,對于教師提出的問題一定會爭先搶答,有的教師就會抓住學生的這一特點,設置與本節課相關的問題讓學生來搶答.設置如下兩個問題:實驗中當電壓一定的時候,電流隨電阻的變化情況;當電阻一定的時候,電流隨電壓的變化情況.根據學生的回答情況,教師進一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數值關系,教師逐步引導學生進行猜想,進而探究三者的關系得出歐姆定律.
(4)通過實驗引入主題
實驗的創設是根據電流在電路中會受到哪些因素的影響而發生變化,有的教師會根據學生已經掌握的知識事先設計電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實驗現象與學生前面所了解的不一致,通過繼續進行實驗對比解釋才知道電流在電路中同時還會受到電壓的影響,接下來就順理成章地引入對電流與電壓、電流與電阻關系的判斷.
(5)由物理學史引入
新課標中三維目標中的情感態度與價值觀明確規定,要求學生掌握物理學史,學習前人的科學態度與精神.有的教師會通過介紹歐姆這個人,讓學生對其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻---歐姆定律.
3、 總結
通過對歐姆定律教學設計的相關文獻進行分析發現,在大部分文獻中采用的都是慣用的物理引入法,而其中占比最大的就是實驗引入法,由于在前面學生已經學習過電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵學生進行三者之間關系的探究實驗.電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經說得比較清楚了,因此,現在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運用控制變量法分別探究電流與電壓以及電流與電阻之間的關系,從而得出歐姆定律的表達式.這種方式學生比較容易接受,同時也會感興趣.通過這個過程學生不僅能夠學到物理知識,還能在這個過程中經歷實驗探究的步驟,從而加強實驗探究的意識,與初中物理課程所倡導的培養學生的科學探究能力是符合的,因此,實驗探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學引入的首選.
初中物理課程標準中明確指出要注重對學生情感態度與價值觀的培養,但是情感態度與價值觀的培養不是通過一節課就能夠體現出來的,需要教師不斷地進行潛移默化的影響,而在物理學里面最好的方式在筆者看來就是物理學史的滲入.物理學史具有問題情境性、目標指向性、運用靈活性等特點,物理學家們的物理思想、實驗方法和探索精神等不僅能激發學生的學習興趣、啟發學生,還能夠提高課堂的教學效果并且提升學生的素養[1].但是通過對文獻的分析筆者發現在已有的教學設計當中,很多教師就是對歐姆的一生進行簡要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對歐姆的實驗進行驗證,學生或許會深刻地記住歐姆這個人,這樣的引入也對學生的情感態度與價值觀有所滲透,但是,學生的主動性就沒有那么的明顯,筆者曾經也用過這樣的方式進行引入,得到的結果沒有顯著的不同,因此,筆者又設計了另外一種方式的物理學史引入.
由于學生前面已經學習了電流的知識,教師可以提問學生:(1)電流產生的原因是什么?(2)前面已經學習了電流,對于電流是否存在和其大小我們可以用什么來進行測量?電壓是形成電流的原因,初二上學期就已經學過熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個熱源之間是可以直接進行熱量的傳遞,歐姆認為電流也應該具有和熱傳遞相似的性質,既然熱是受到溫度差的驅動,那電流也應該受到某種驅動力而且應該是正比的關系,現在我們知道這個驅動力其實就是電壓;對于電流的測量學生知道用電流表,接下來教師就可以對歐姆定律的發現歷程進行介紹.當電流被發現后的很長一段時間電流表才出現,在電流表出現之前,能夠檢測電流的是一種叫檢流計(原理就是電流的磁效應)的儀器,現在又一個問題了,只有檢流計也沒有辦法去得知電流的大小.歐姆這個人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計可以測量電流是否存在,在此基礎上繼續研究是否可以得到電流大小.”前人已經發明了靜電計可用來測靜電力(這是我們后面即將學到的)——庫侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據檢流計的原理以及測靜電力的扭秤相結合,制成了電流扭力秤,結構很簡單,就是一個小磁針和一根直導線,當直導線通上電流之后,電流產生的磁場就會影響小磁針轉過一定的夾角,并且發現扭轉角度與電流強度成正比,通過角度還可以得出電流的大小.那么如果現在學生就有這樣一個電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對其充分利用,進行實驗的改造,在我們已有知識的基礎上.有的學生肯定會想到電阻的大小與金屬材料的關系,改變金屬材料看所得電流的變化,這樣又解決了電流與電阻之間的關系[3].這是在解決問題的過程中發現了電流、電壓、電阻之間的關系,愛因斯坦曾經說過“提出一個問題往往比解決一個問題更加重要,提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看待問題,卻需要創造性的想象力,而且標志著科學的真正進步.”歐姆就是在不斷發現問題的過程中得出了歐姆定律,這整個教學過程看上去沒有物理知識,很多教師可能會覺得浪費時間再加上還有的是學生還沒有學過的知識,其實不然,學生的接受能力遠遠比我們想象的要多,這樣的介紹讓學生明白歐姆定律其實就是一個電流的探究過程,其實是在這個過程中不斷地創新思考,不斷地提出新的問題,最后得出三者之間的關系I=UR.為了加強學生的理解,筆者建議這個引入過程可以將PPT、教師的描述、板書結合起來使用,效果可能會更好.
參考文獻
[1] 丁江鈴,謝元棟,紀熙.愛迪生與特斯拉之爭引入中學物理教學的意義[J].物理通報,2019(2):116
一、滑動變阻器滑片P的移動引起電路中電學三大物理量的變化類
例1：如圖（圖略）所示的電路，電源電壓保持不變，閉合開關，當滑動變阻器的滑片P向左滑動時，各電表的示數將如何變化：（ ）A.電流表A示數變大，電壓表V示數變小；B.電流表A示數變大，電壓表V示數變大；C.電流表A示數變小，電壓表V示數變小；D.電流表A示數變小，電壓表V示數變大。
分析：①首先判斷出這兩個電路的連接方式，電壓表V測量哪個元件兩端的電壓，電流表A測量哪部分的電流；②其次判斷出當滑動變阻器的滑片滑動時，電路中總電阻和總電流的變化情況；③最后結合歐姆定律和串、并聯電路電流、電壓的特點分析電流表和電壓表示數的變化情況。
解答：①電阻R和變阻器R1組成串聯電路，電壓表V測量滑動變阻器R1兩端的電壓，電流表A測電路中的電流；②當滑動變阻器R1的滑片P向右滑動時，其接入電路阻值變小，電路中總電阻變小，根據歐姆定律得電路中電流變大，故電流表示數變大；③定值電阻R兩端的電壓為U=IR，I變大，R不變，因此U變大，故定值電阻R兩端的電壓U變大，電壓表V1示數變大；因定值電阻R兩端的電壓U變大，電源兩端電壓保持恒定，根據串聯電路電壓的特點，滑動變阻器兩端的電壓U1會變小，故電壓表V2的示數變小。故選B。
點評：本題考查了歐姆定律的應用以及滑動變阻器的使用，解決此類問題要判斷滑動變阻器在電路中電阻的變化，再利用串聯電路的特點和歐姆定律來判斷電表示數的變化。
例2：電源電壓保持不變，閉合開關，滑動變阻器滑片P從左向右移到中點的過程中，電流表A1、A2、電壓表V的示數各如何變化？（ ） A.電壓表V和電流表A1、電流表A2的示數都變小；B.電流表A1的示數和電流表A2的示數保持不變；C.電流表A1示數變大，電流表A2和電壓表V的示數不變；D.電流表A2示數變小，電流表A1和電壓表V的示數不變。
分析：從圖（圖略）可知，R1和R2組成的是一個并聯電路，電流表A1測量的是干路電路中的總電流，電流表A2測量的是通過定值電阻R2的電流，首先分析電路中電阻的變化，再利用公式I=U/R來分析電流表示數的變化，電壓表測量的是R2兩端的電壓，可利用并聯電路的特點進行分析。
解答：因為R1和R2組成的是一個并聯電路，電壓表測量的是R2兩端的電壓，故U1=U2=U，而電源兩端電壓保持不變，所以電壓表示數保持不變；電流表A2測量的是通過定值電阻R2的電流，U2不變，R2不變，由公式I=U/R可知，電流表A2的示數保持不變；電流表A1測量的是干路中的電流，滑動變阻器滑片P從左向右滑動時，其連入電路中的電阻變小，所以電路中的總電阻變小，而U不變，由公式I=U/R可知，電流表A1的示數變大，電流表A2的示數保持不變。故選 C。
點評：本題考查了滑動變阻器對電流表和電壓表的影響，解決此類問題要判斷滑動變阻器在電路中電阻的變化，再利用并聯電路的特點和歐姆定律來判斷電壓和電流的變化。
二、開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化類
例3：如圖（圖略）所示，電源電壓不變，當開關S由斷開到閉合時，電表示數的變化情況是：（ ） A.電流表、電壓表示數均變大；B.電流表、電壓表示數均變小；C.電壓表示數變大，電流表示數變小；D.電壓表示數變小，電流表示數變大。
分析：先判斷出開關閉合前后電路的連接方式，再判斷電壓表測哪個用電器兩端的電壓，最后根據歐姆定律解答。
解答：在開關閉合前，電阻R1和 R2組成串聯電路。電壓表V測量R2兩端的電壓，開關閉合后，電阻R1被局部短路，此時，電壓表測量R2兩端的電壓，同時也測量電源兩端的電壓，因此電壓表V的示數和原來相比將變大。
開關閉合前，電流表測量串聯電路的電流；開關閉合后，由于電阻R1和電流表被局部短路，所以電流表的示數為零，和原來相比電流表的示數將變小。故選C。
點評：知道串聯電路的特點，熟悉電壓表的使用，會靈活應用歐姆定律。
例4：如圖（圖略）所示的電路，電源電壓保持不變，當開關s閉合時，電表示數的變化情況是：（ ）A. A1示數不變，A2示數減小；B. A1示數不變，A2示數增大；C. A1、A2的示數均增大；D.A1示數減小，A2示數減小。
分析：先判斷出電阻的連接方式和電流表是測量哪個電阻的電流后分析解答。
解答：兩個電燈是并聯的，電流表A1測支路中的電阻R1的電流，電流表A2測干路中的電流，當開關閉合后，電阻R1兩端的電壓還等于電源電壓，故電流表A1的示數不變；而電路的總電阻變小，根據歐姆定律得，干路中的電流變大，故電流表A2的示數變大。故選B。
關鍵詞：數學推理；科學探究；問題情境；科學方法；理論聯系實際
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內容，其中包含了許多科學思想方法，是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節典型的規律探究課，本節內容較抽象，學生在學習時，對電源內電路認識模糊，難以理解電源有內阻；對內外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑，對其中蘊含的科學方法未能深刻領會。“如何有效突破這些教學難點？”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程，有效實施三維目標教學？”一直是廣大物理教師研究的重要課題，本文試圖通過對本節課的教材、教法的分析，探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節課中如何有效實施探究教學，培養學生的核心素養。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然，這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上，引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律，體現了循序漸進的教學原則。順應這種構想，教材對本節內容以如下方式呈現：先直接給出閉合電路的概念，然后從功能關系出發， 根據能量守恒，理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E，再根據閉合電路的歐姆定律，理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現方式的好處是：既充分體現了功和能的概念在物理學中的重要性，又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學，領略了執教老師們的各種處理方法，比較有代表性的是以下兩種教法：
第一種教法是沿用原教材的思路，采用比較傳統的方式，注重理論探究，先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數學表達式，再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規律，最后引導學生運用規律解題，把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位，發揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創設懸念，引入課題，設計探究實驗，讓學生在實驗中總結歸納出內外電壓之間的關系，再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。
根據課后反饋發現，沿用原教材思路設計的教學，效果并沒有達到設計者想象的結果，究其原因，主要有以下幾個方面：
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的，注重于數學推理，比較抽象，缺乏令人信服的探究實驗，學生無直接經驗感知和相應的認知過程，難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路，特別是內電路的建構過于直接，無感知過程，學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解，加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻，對電源內部的電路無直觀印象，對電源也有內阻心存疑慮，難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E，這種處理方式，會讓學生對U+U=E的普適性產生懷疑：非純電阻電路還適用嗎？
4.作為一節規律探究課，本節課包含了許多科學思想方法，教材過于注重理論推導，忽視了實驗探究，淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育，這對培養學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的，也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法，調動學生學習的主動性和積極性，學生能獲得更直觀的認識，有效地突破一些教學難點，但由于本節知識點多，思維量大，設計過多的實驗（特別是設計繁雜的分組實驗）勢必會分散學生的注意力，干擾學生的正常思考，擠壓學生思考和實踐應用的時間，影響了學生主體作用的發揮，效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規律，科學設計探究過程
從物理學史來看，歐姆定律是基于實驗而發現的，并非演繹推理的結果，教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識，沒有參與知識發現過程中的情感體驗，難以形成深刻的理解，課堂上學生學習的積極性也不高。規避這種負面影響的方法就是在教學設計時，應當尊重學生的心理特點和認知規律，科學地設計探究過程，讓學生在親身探究中理解定律，體驗方法。基于這種指導思想，筆者在教學設計時，先用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電，產生了與學生日常生活經驗相矛盾的現象來設置“懸念”――引入新課。然后，引導學生針對“引入實驗”中的現象展開探究，讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納，得出電源內電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系，從理論角度來推導、探究，讓實驗得出結論在理論上獲得支撐。最后，引а生利用所學規律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結合的探究過程”的設計，既避免了設計過多的實驗，又讓學生親身體驗了探究的過程，加深了對知識的理解，深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性，感受到物理的探究之美和應用之美。同時，又能激發學生的學習熱情，使物理課堂教學產生無窮的樂趣，進而實現高效的物理課堂教學。
2.2 合理創設問題情境，引導學生質疑探究
作為一節規律探究課，本節課的重點是如何落實探究教學，讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律，感知科學探究的過程和方法。在探究教學中，問題是探究的起點，沒有問題就不可能有探究，正是在問題的驅動下，學生才能積極思考，從而產生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規律形成過程的基礎上，精心創設問題情境，以問誘思，引導學生融入到探究學習的情境中去。例如：在構建“閉合電路”概念時，用兩節新電池和內阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后，可設置如下問題情境：“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時，亮度反而暗了？難道電池壞了？”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小？減小的電壓哪兒去了？”“電池有內阻？可能嗎？”“我們來看看電池（觸摸電池），電池變熱了，什么原因導致工作的電池會變熱？”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗，由此認識到“電源內部也有電阻和電流”“電源內部電流的通路，稱為內電路”。這種以問題啟發學生思考，以實驗引導學生體驗來構建閉合電路的方法，既彌補了教材對內電路建構的非直觀性，也讓學生經歷了在質疑中分析、探究的過程，學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成，遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結果時，設置如下問題情境：“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規律，這個結論可靠嗎？”“如果我們能從理論上找到依據，是不是更可靠？如何從理論上來分析呢？”“從能量角度行嗎？”“內、外電路在時間 t 內消耗多少電能？ ”“這些能量從何而來？”學生在上述問題的引導下，發現也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關系時，設置以下問題情境：“實驗表明，燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故，你們能說說路端電壓與什么有關嗎？”“它們之間具體的關系是什么？”“如何設計實驗來研究呢？”“從實驗數據中能得出什么結論？”“能從理論上分析為什么會發生這樣的變化嗎？”“如果外電阻斷開，路端電壓為多少？外電阻短路，路端電壓又為多少？”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么？”在這一個個問題的引領下，學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系，不僅體驗了科學探究過程，提高了理論分析和實驗探究的能力，也養成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育，加深對規律本質的認識
作為一根主線，科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中，教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規律，強化科學探究法的顯性教育：以引入實驗為線索，引導學生經歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程，領會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解，突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題，但這種模型對學生來說還是比較抽象，難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比，來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法，既簡單又源于學生的生活經驗，學生容易接受，教學中應注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到，教學中要注意借助問題情境，把規律的探究以一個個問題的形式呈現出來，讓學生在問題的引領下經歷演繹、推理過程，構建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解，體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外，本節課中，要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上，通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現實意義，體會極限法在物理學習中的作用和意義，有效地訓練學生突破思維定勢，培養創造性的思維能力。
2.4 注重理論聯系實際，物理與生活的聯系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯系實際，將理論和實際、物理與生活聯系起來，可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識，培養學生的創造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產、生活聯系密切，教學設計時，應注意還原知識的產生背景，注重將知識應用于實際生活。例如：新課引入可以從生活現象來提出問題，引發學生思考探究；在得出路端電壓與外電阻R的關系后，引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析，來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”；在學完了本節知識后，可引導學生用本節課所學知識分析解決新課引入及生產、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程，培養學生利用物理知識分析解決實際問題的能力，建構對知識（尤其是難點知識）的正確理解，從而真切地感受所學物理知識的實用性，充分理解物理學科對時展的深遠意義。
參考文獻：