時間：2024-03-27 10:23:25
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇歐姆定律含義，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！
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的含義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發點，不能把它當做第二定律的特例；慣性不是狀態量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態，所以......”教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應注意公式F＝Kma中，比例系數K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬有引力定律。教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力常量的實驗，海王星、冥王星的發現等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發現了它的局限性。
四、機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
五、動量守恒定律。歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律，也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤，應該使他們明確，在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用，系統中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學時應注意：①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言；“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的三個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念，并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應明確，普通物理學中的歐姆定律公式多數是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義式。中學物理課本不把 R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
關鍵詞：全電路；歐姆定律；實驗教學；感性教學
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一，技工院校現在使用的《電工基礎》教材（中國勞動社會保障出版社出版，第四版）中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律，由于中學物理課本已作詳細介紹，學生容易接受，但對于全電路歐姆定律，由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜，再加上教材未附相應的實驗，學生缺乏感性認識。因此，學生很難理解和接受，也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產生的困惑和疑問，借助實驗來幫助學生理解，收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續章節中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程，作為教師，要組織好全電路歐姆定律教學，必須先明確教學目標，做到心中有數，才能更好地開展教學。
知識目標：（1）理解電動勢、內電阻、外電阻、內電壓、外電壓、端電壓、內壓降等物理量的物理意義；（2）掌握全電路歐姆定律的表達形式，明確在閉合電路中電動勢等于內、外電壓之和；（3）掌握端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律；（4）掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標：（1）通過實驗教學，培養學生的觀察和分析能力，使學生學會運用實驗探索科學規律的方法；（2）通過對端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律的討論，培養學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多，且各物理量之間的關系復雜。因此，首先，應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路，如圖1所示。其中，R代表負載（即用電器，為簡化電路，只畫一個），r代表電源的內電阻（存在于電源內部），E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內、外兩部分，電源外部的叫外電路（圖1中方框以外的部分），電源內部的叫內電路。外電路上的電阻叫外電阻，內電路上的電阻叫內電阻。當開關S閉合時，電路中就會有電流產生，I=，該式表明：在一個閉合電路中，電流強度與電源的電動勢成正比，與電路中內電阻和外電阻之和成反比，這個規律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律，要先理解以下幾個物理量的物理意義：第一個是電動勢，它是指在電源內部，電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象，涉及知識面較廣，要使學生全面、深刻地理解它是有困難的。考慮到學生的接受能力和滿足后續知識的需要，需向學生講清兩個問題：一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領，是由電源本身的性質決定的。第二個是電源的端電壓（簡稱端電壓），它是指電源兩端的電位差（在圖1中指A、B兩點之間的電壓，也等于負載R兩端的電壓）。需要注意的是，端電壓與電動勢是兩個不同的概念，它們在數值上不一定相等。第三個是內壓降，它是指當電流流過電源內部時，在內電阻上產生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為：“在閉合電路中，電動勢等于內、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規律，也是學生容易產生疑惑的地方。可以利用演示實驗來驗證各物理量之間的變化規律，以增加學生的感性認識，提高學生的邏輯推理能力。
第一，驗證電源內電阻的存在并計算其大小。對于電源的內電阻，由于存在于電源的內部，既看不見，也摸不著，學生對此存在質疑。為此，可用圖2進行實驗，不但可以證明內電阻的存在，還可測出內電阻的大小。在圖2中，用1節1號干電池作電源，電阻R為已知值（可根據實際情況選定）。開關閉合前，記下電壓表的讀數U1（此值即為干電池的電動勢），開關閉合后，記下電壓表的讀數U2，發現U2比U1小（見表1），就是因為電源內部存在內電阻的緣故。
根據公式r=R可算出該電池的內電阻。再用不同型號的干電池（如5號干電池、7號干電池）進行重復實驗，發現它們的電動勢雖然相等（為了后面實驗的需要，盡量選用電動勢相等的電池，并保留這些電池），但內電阻不一定相同。
第二，端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示，用1節1號干電池作為電源，移動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表和電壓表的讀數變化，并將它們的讀數記錄到表2中。通過觀察發現：當滑動片從左向右移動時（為保證實驗設備安全，滑動片不要移到最右端），電流表的讀數慢慢變大，電壓表的讀數慢慢變小；當滑動片從右向左移動時，電流表的讀數慢慢變小，電壓表的讀數慢慢變大。由此得出結論：端電壓隨外電阻上升而上升，隨外電阻下降而下降。根據表2中的數據可繪成曲線（如圖4所示），即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出：電源端電壓隨著電流的大小而變化，當電路接小電阻時，電流增大，端電壓就下降；當電路接大電阻時電流減少，端電壓就上升。
思考：如果滑動片移到最右端，電壓表、電流表的讀數將為多少？
第三，端電壓與內電阻r的關系。
根據公式U=E-Ir分析可知：當電流I 不變時，內阻下降，端電壓就上升；內阻上升，端電壓就下降。實驗電路同圖3，只需將電路中的電源用前面已測過內阻值的不同型號的電池代替即可，觀察電流表、電壓表的讀數，上述結論即可得到驗證。
應用規律，解決實際問題
首先向學生提出問題：你是否注意到，電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些？這個現象的原因何在？在回答這個問題之前，可先通過實驗驗證這一現象的存在，如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同，先將開關全合上，使燈泡發光，再逐個斷開開關，發現燈泡逐漸變亮，原因分析：隨著開關的斷開，外電阻增大，導致干路電流減小，使得內壓降下降，從而端電壓增大，即燈泡兩端的實際電壓增大，故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中，如果盡可能地增加一些實驗，通過生活中的實驗記錄其數據并指導學生得出規律，提高感性認識，不但可以提高學生的學習興趣，也會提高教學效果。
參考文獻：
[1]李書堂.電工基礎（第4版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2001.
[2]畢淑娥.電工與電子技術基礎（第2版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2004.
[3]王兆良.關于“全電路歐姆定律”的教學[J].福建輕紡，2007（2）.
課題：閉合電路的歐姆定律（第一課時）
課型：復習課
【教學目標】
一、 知識目標
1. 理解閉合電路的歐姆定律，并用它進行有關電路問題的分析和計算.
2. 理解路端電壓與負載的關系.
二、 能力目標
1. 通過對U-I圖線的分析培養學生應用數學工具解決物理問題的能力.
2. 利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力.
三、 情感目標
通過本節課教學，加強對學生科學素質的培養，通過探究物理規律培養學生創新精神和實踐能力.
【教學重難點】
1. 閉合電路的歐姆定律
2. 路端電壓與電流（外電阻）關系的公式表示法及圖線表示法.
【考點再現 設疑激思】
一、 電動勢
1. 電源是通過非靜電力做功把 的能轉化成 的裝置.
2. 電動勢：非靜電力搬運電荷所做的功跟搬運的電荷電量的比值，E= ，
單位：V .
3.電動勢的物理含義：電動勢表示電源 本領的大小，在數值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓.
電動勢與電壓有什么區別？
（1、其它形式、電能 2、 Wq 3、將其它形式的轉化為電能）
（電動勢反映其它形式的能轉化為電能的本領，電壓形成電場，促使電流做功.）
二、閉合電路歐姆定律
1.定律內容：閉合電路的電流跟電源電動勢成 ， 跟內、外電路的電阻之和成 .
2.定律表達式為I=
3.適用條件
4.閉合電路歐姆定律的兩種常用關系式：
（1）E=
（2）E=
你認為電源的內阻是恒定的還是不斷變化？定律表達式怎樣推導出來的？
電路中電流一定從高電勢流向低電勢，對嗎？
（1、正比、反比；2、I=ER+r； 3.純電阻電路；4.E=U內+U外、E=U外+Ir）
（電源內阻短時間可認為不變、定律從能量守恒推導、不對，內電路電流方向從低電勢流向高電勢）
三、路端電壓U與外電阻R的關系
根據U= 知，當外電路電阻R增大時，電路的總電流I ，電源內電壓U內 ，路端電壓U外 .
（E-Ir 、減小、減小、增大）
四、U-I關系圖
由U= 可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而內電壓 ；
1.當電路斷路即I=0時，縱坐標的截距為 .
2.當外電路電壓為U=0時，橫坐標的截距為 .
3.圖線的斜率的絕對值為電源的 .
注意點：縱軸起點是否為零.
電源的U-I關系圖與電阻的U-I關系圖有什么不同？
（E-Ir、減小 1.E 2.I短 3.r）
（電源的U-I關系圖反映路端電壓與電流關系、電阻的U-I關系圖反映電阻兩端電壓與通過它的電流關系）
五、電源的功率
1.電源的總功率P總= .
2.電源的輸出功率P出=.
（1.EI 2.UI）
考點說明： 閉合電路歐姆定律是二級要求，常在選擇題中出現動態電路分析，實驗中常考查U-I圖線的有關知識點.
復習考點還須引導學生多閱讀教材，多思考，多歸納總結，多聯系實際.
【典型例題剖析 學會歸納總結】
題型1閉合電路歐姆定律的動態分析
例1 如圖所示，電源電動勢E=12 V，內阻r=1 Ω，R1=5 Ω，R2=12 Ω，R3的最大阻值為6 Ω.
（1）求：流過電流表的最小電流？
（2）若R3的阻值減小，其它元件均不變，判斷電路中電壓表、電流表的示數如何變化？
答案：（1）0.8A；（2）V1、V2減小A增大
方法點撥：支路-干路-支路
學生的疑點：1.總電阻的變化不清；
2.內電壓變化忘了分析；
3.路、支路，電壓、電流變換搞昏了頭.
【當堂鞏固1】
如圖所示，電源電動勢E=8 V，內阻不為零，電燈A標有“10 V，10 W”字樣，電燈B標有“8 V 20 W”字樣，滑動變阻器的總電阻為6 Ω.閉合開關S，當滑動觸頭P由a端向b端滑動的過程中（不考慮電燈電阻的變化） （ A ）
A.電流表的示數一直增大，電壓表的示數一直減小
B.電流表的示數一直減小，電壓表的示數一直增大
C.電流表的示數先增大后減小，電壓表的示數先減小后增大
D.電流表的示數先減小后增大，電壓表的示數先增大后減小
探究：P移動電路總電阻怎樣變化？
題型2探究含電容電路的判斷與計算
例2 如圖所示，E=10 V，r=1 Ω，R1=R3=5 Ω，R2=4 Ω， C=100 F，當S斷開時，電容器中帶電粒子恰好處于靜止狀態.求：
（1）S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向.
（2）S閉合后流過R3的總電荷量.
答案：（1）10 m/s2向上；（2）400 C
方法點撥 電容器兩極電壓與R2兩端電壓關系？R3在電路中有什么作用？
學生疑點：1.電容兩端電壓變化沒搞清；
2.與電容串聯的電阻作用不明；
3.電路結構認識不清.
【當堂鞏固2】
如圖電路中，當滑動變阻器的觸頭P向上滑動時，則 （ D ）
A.電源的總功率變小
B.電容器貯存的電荷量變大
C.燈L1變暗
D.燈L2變亮
題型3 探究 U-I圖象的應用
例3 如圖所示，直線A為電源的路端電壓U與電流I的關系圖象，直線B是電阻R的兩端電壓與通過其電流I的關系圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路，則電源的總功率為 W，電源的輸出功率為 W電源的效率為
.
答案：6 W 4 W 23
探究：圖線的交點有什么物理意義？（工作點）
【當堂鞏固3】
如圖所示，為一個電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關系曲線.由圖可知，兩者不成線性關系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發生了變化的緣故.參考這條曲線探究下列問題（不計電流表的內阻）.
（1） 若把一個這樣的電燈串聯，接到電動勢為6 V，內阻為10 Ω的電源上，如圖甲所示求流過燈泡的電流和燈泡的電阻？
（2） 若將兩個這樣的電燈并聯后接在這個電源上，如圖乙所示，則通過電流表的電流值和每個燈泡的電阻？
方法點撥：寫出U=E-Ir其中I為通過電源的電流，并作圖找交點.
答案：（1）0.35 A 7.1Ω （2）0.24 A 17.5Ω（提示寫出U=E-2Ir其中2I為通過電源的電流，并作圖找交點）
學生難點：
1.圖像特別是曲線，不會找具體信息；
2.對電阻與電源的U-I圖象的區別不清楚；
授課時間： 授課地點:
授課教師： 授課課題:串并聯電路的電阻關系
一 教學目標
知識與技能
1.培養學生理論聯系實際，學以致用的科學思想。
過程與方法
1.體會等效電阻的含義，學會等效替代的研究方法。
情感態度與價值觀
1． 能根據歐姆定律以及電路 的特點，得出串、并聯電路中電阻的關系。
2．能進行兩個電阻的串、并聯電路的分析和計算。
二 教學重難點
重點：歐姆定律在串、并聯電路中的應用。
難點：串、并聯電路計算中公式的選擇。
三 課前準備
電池組、開關、導線、電流表、定值電阻等。
四 教學過程
1. 復習回顧
2. 新課引入
演示：（1）將一個電阻接入電路，讀出電流表示數
（2）將兩個電阻接入電路，讀出電流變示數
現象：一個電阻和兩個電阻電流表示數一樣，效果相同
閱讀課本p93問題與思考，解釋什么叫做等效電阻
1. 串聯電路中的電阻規律：
推論：串聯電路的總電阻比任何一個分電阻都大。
例題1：把一個4Ω的電阻R1和一個5Ω的電阻R2串 聯在電路中，如圖12-7所示，電源兩端的電壓為 6V。這個電路中的電流是多大？
2. 并聯電路中的電阻規律：
推論：并聯電路中，總電阻比任何一個分電阻都小。
練習課本p96例題2，并用不同的方法解答
五 課堂總結：
1．串聯電路中電流、電壓和電阻的關系。
2．并聯電路中電流、電壓和電阻的關系。
1 與牛頓運動定律相關的圖象問題
1.1 圖象用于規律探究
探究“加速度與力、質量的關系”，最后的數據處理和規律的得到就是借助于圖象進行分析的，尤其是“加速度與質量的關系”，學生很難直接從數據上看出兩者成反比關系，不過當作出如圖1所示的a-m函數圖象時，學生從經驗出發很容易猜測其是雙曲線，繼而猜測是反比，是不是呢？再進一步變化坐標，作出如圖2所示的a-1[]m圖象，得到一條過原點的直線，歸納出結論：得到當合力一定時，加速度與質量成反比的結論.
1.2 提取圖象信息解運動學問題
從圖象中找出解題信息，把圖象與物理圖景相聯系，應用牛頓運動定律及其相關知識解答.
1.3 借助于v-t圖象切線斜率的變化比較加速度
x-t圖象切線的斜率表示瞬時速度，同樣可以推理得v-t圖象切線的斜率能表示加速度a，切線斜率的變化可以反映加速度大小的改變.
例2 木塊A、B質量相同，現用一輕彈簧將兩者連接置于光滑的水平面上，開始時彈簧長度為原長，如圖4所示，現給A施加一水平恒力F，彈簧第一次被壓縮至最短的過程中，有一個時刻A、B速度相同，試分析此時A、B的加速度誰比較大？
解析 在彈簧壓縮過程中，隔離A、B進行受力分析，對A有：F-kx=maA，彈簧形變量變大，A做加速度減小的加速運動；對B有：kx=maB，B做加速度增大的加速運動.接著定性畫出A、B運動的v-t圖象如圖5所示，交點為C表示兩者速度相同，直觀地呈現該處B切線的斜率大于A的斜率，即aB>aA.[HJ1.5mm]
2 電路中的圖象問題
2.1 U-I圖象問題
導體的伏安特性曲線能直觀的體現導體電流隨所加電壓的變化關系.線性元件對應的伏安特性曲線是斜直線，直線的斜率k=I/U，物理意義是電阻的倒數.對于非線性元件來說，伏安特性曲線是曲線，任意一點對應坐標的比值k=I/U，物理意義也是電阻的倒數.計算阻值時兩者有很大的區別.但任意一點對應坐標的乘積P=UI的物理意義是元件的實際功率，這個結論對兩種元件都適用.
電源的路端電壓與干路電流的關系圖象也是考查的重點.根據閉合電路歐姆定律的變形式：E=U+Ir，可得出路端電壓與電流的關系式為：U=E-Ir.作出此圖象可以得出是一個一次函數的圖象.斜率物理意義k=-r，縱截距的物理意義b=E.
[TP9GW879.TIF，Y#]
例3 小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖6所示，P為圖線上一點，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是
A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B.對應P點，小燈泡的電阻為R=U1[]I2
C.對應P點，小燈泡的電阻為R=U1[]I2-I1
D.對應P點，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
解析 坐標的比值等于電阻的倒數，所以A選項正確，B選項正確.因為是非線性元件，歐姆定律不再適用，所以不能用切線的斜率等于電阻，C選項錯誤.坐標的乘積代表實際功率D正確.
點評 本題即為伏安特性曲線的數形結合考查，根據R=U1[]I2，得出圖象上點的坐標比值為電阻倒數，根據P=UI得出圖象上點的坐標的乘積為實際功率.
2.2 閉合電路中的常見的功率的圖象問題
閉合電路中經常遇到的三個功率：電源總功率P=EI，電源的輸出功率P=EI-I2r，電源的內熱功率：P=I2r.
例4 某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標上，[TP9GW880.TIF，Y#]如圖7中的a、b、c所示，根據圖線可知
A.反映Pr變化的圖線是c
B.電源電動勢為8 V
C.電源內阻為2 Ω
D.當電流為0.5 A時，外電路的 [LL]電阻為6 Ω
解析 a為P總-I關系圖象，根據P=EI，可得E=4 V，b為P出-I關系圖象根據P=EI-I2r，可得r=2 Ω；c為Pr-I關系圖象.再根據閉合電路歐姆定律可得R=6 Ω，正確答案：A、C、D.
點評 根據圖象和表達式的數形結合，待定系數法可以求出電源的電動勢和內阻結合閉合電路歐姆定律求出外電阻的大小.
2.3 電源電動勢和內阻測定的常見圖象問題
測量電源電動勢和內阻的常見方法有三種：U-I法，I-R法，U-R法，三種方法都是圍繞閉合電路歐姆定律的表達式來的.在研究圖象問題上卻是有所不同，斜率和截距的物理意義大不一樣，需要我們數形結合明確各自的含義.
關鍵詞：物理；規律教學；思維
物理規律（包括定律、定理、原理、公式等）反映了物理現象、物理過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律，反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯系，揭示了物理事物本質屬性之間的內在聯系，是物理學科結構的核心。整個中學物理是以為數不多的基本概念和基本規律為主干的一個完整體系，物理基本概念是基石，基本規律是中心，基本方法是紐帶。要使學生掌握學科的基本結構，就必須讓學生學好基本規律。
縱觀整個初中物理，可以將物理規律分為以下三類：
1.實驗規律
物理學中的很多規律都是在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的。我們把它們叫做實驗規律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規律
有些物理規律不能直接用實驗來證明，但是具有足夠數量的經驗事實。如果把這些經驗事實進行整理分析，抓住主要因素，忽略次要因素，推理到理想的情況下，總結出來的規律，這樣的規律我們把它叫做理想規律，如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規律
有些物理規律是以已知的事實為根據，通過推理總結出來的，我們把它叫做理論規律。如并聯電路中電阻大小的計算等。
怎樣才能搞好規律教學呢？
1 聯系新舊知識、收集事實依據，學會研究物理規律的方法
物理規律本身反映了物理現象中的相互聯系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系。因此在物理規律的教學中必須將原來分散學習的有關概念綜合起來。只有用聯系的觀點來引導學生研究新課題提出新問題才能激發學生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規律本身總是以一定的物理事實為依據的。因此學生學習物理規律也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行。尤其是初中學生他們的抽象思維能力不強理解和掌握物理規律更需要有充分的感性材料為基礎。
2 建立思維方法，理解物理規律
初中階段所研究的物理規律一般著重于用文字語言加以表達即用一段話把某一規律的物理意義表述出來，有些規律還用公式加以表達。對于物理規律的文字表述要認真加以分析，使學生真正理解它的含義而不是讓學生去死記結論。例如牛頓第一定律這一理想規律的教學就可采用“合理推理法”，即在實驗的基礎上進行推理想象，由有摩擦的情況推想到無摩擦時的運動情況，最后把這一規律的內容表述出來。在理解時要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個字的含義，“或”不是指物體有時保持勻速直線運動狀態有時保持靜止狀態，而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止狀態，如果物體原來是運動的它就保持勻速直線運動狀態；許多理論物理規律的內容可以用數學形式表達出來就是公式。要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系而不能從純數學的角度加以理解。例如：對于歐姆定律的表達式應當使學生理解這一公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小，即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比，公式中的I、U、R三個物理量是對同一段電路而言的。把公式進行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯誤的結論。
3 明確物理規律的適用條件和范圍
每一個物理規律都是在一定的條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律，而規律的成立是有條件的。因此每一規律的適用條件和范圍也是一定的。學生只有明確規律的適用條件和范圍才能正確地運用規律來解決問題才能避免亂用規律、亂套公式的現象。例如，歐姆定律I=U/R，適用于金屬導體，不適用于高電壓的液體導電，不適用于氣體導電，不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個物理量。
4 認清關系，加以區別
物理規律總是與許多物理概念緊密聯系在一起的，與某些物理規律也是互相關聯的，應當使學生把物理規律與同它相關的物理概念和物理規律之間的關系搞清楚。如：牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯系但二者有本質的區別不能混為一談。在教學中經常發現學生把慣性與運動狀態等同起來，把物體不受外力作用保持原來的運動狀態說成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性，物體無論是靜止還是運動、是否受力，任何時候都有慣性。而牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規律，兩者不能混為一談。
5 聯系實際應用，掌握物理規律
關鍵詞：電源的輸出功率；外電路電阻；極值；圖像
在閉合電路歐姆定律的教學中，電源的輸出功率與外電阻的關系是高中物理的主干知識，是高考的熱點，但對學生來講卻是一個難點，特別遇到外電路是非純電阻電路的題目時，學生會順理成章的把R=r作為電源的輸出功率達到最大的條件，導致錯誤。下面就針對這部分內容的教學方法與大家共享。
一、實驗法
將滑動變阻器作為外電路電阻，用電壓表測出滑動變阻器兩端的電壓，用電流表測出通過滑動變阻器的電流。根據P=UI計算出電源的輸出功率。改變滑動變阻器的阻值再繼續測量，測出不同電阻對應的電壓和電流值。在這個實驗中，我們探究三種情況下電源的輸出功率與外電路電阻的關系。
第一，當R
第二，當R=r時,電源的輸出功率怎樣變化？
第三，當R>r時,隨著R的增大，電源的輸出功率怎樣變化？
由于在此實驗中，電源的內阻較小，想使R
■
通過實驗獲取數據如下：
■
分析實驗數據可得：當Rr時隨著R的增大輸出功率減小。
二、求極值法
如果外電路是純電阻電路，閉合電路歐姆定律適用，那么電源輸出功率，根據P出=UI=I2R=（■）■R=■=■=■。由上式可得當R=r時,電源的輸出功率最大Pmax=■；當Rr時，電源的輸出功率隨R的增大而減小。
三、圖像法
根據P=■畫出電源的輸出功率與外電路電阻的圖像。
■
由圖像獲得信息：
當R
當R=r時，電源的輸出功率最大Pmax=■。
當R>r時，隨外電路電阻R的增大電源的輸出功率P減小。
通過三種教學方法的結合，學生能較熟練地應用該部分內容來解決相關問題。
典型例題：
如圖所示：R為電阻箱，電表V為理想電壓表。當電阻箱讀數為R1=2 Ω時，電壓表讀數為U1=4 V；當電阻箱的讀數為R2=5 Ω時，電壓表讀數為U2=5 V。求：
（1）電源的電動勢E和內阻r。
（2）當R的讀數為多少時，電源輸出功率最大？最大值是多少？
■
解析：（1）閉合電路歐姆定律，上述兩種情況可列以下兩個方程：
E=U1+I1r（1）
E=U2+I2r（2）
而I1=■=■A=2 A,I2=■=■ A=1 A,代入數據解得r=1 Ω,E=6 V。
（2）當R=r=1 Ω時，電源的輸出功率最大，Pmax=■=9 W。
擴展：如圖所示：
■
電源電動勢E=6 V,r=10 Ω，固定電阻R1=90 Ω，R2為變阻器，在R2從0 Ω增大到400 Ω的過程中，求:
（1）可變電阻R2所消耗的功率最大的條件和最大功率。
（2）電源的內阻r和固定電阻R1上消耗的最小功率之和。
解析：（1）如圖電路為純電阻電路，把R1看成電源內阻的一部分，則r'=r+R1,根據電源輸出功率最大的條件，有R2=r+R1=100 Ω時，R2上消耗功率最大P2max=■=■=■ W。
（2）因為r和R1是固定電阻，所以當電路電流最小時，電阻最大，即R2=400 Ω時，電源的內阻和固定電阻R1上消耗的功率之和最小。
以上方法和結論只是滿足外電路是純電阻電路,如果外電路是非純電阻電路,閉合電路歐姆定律不再適應,那么電源的輸出功率P出=IE-I2r-I2+■=-（I-■）2+■。
不難看出當I=■時,電源的輸出功率有最大值P出max=■，且此最大值與外電路電阻R無關,僅由電源本身決定。
典型例題:
一個電源，電動勢E=6 V，內電阻r=1 Ω，下列結論正確的是（ ）
A.當外電路只分別單獨接R1，R2時，若R1
B.此電源可對額定電壓為2 V，額定功率為5 W的電動機供電，使其正常工作。
C.此電源可對額定功率是12 W的用電器供電，使其正常工作。
解析：①當外電路分別接電阻R1，R2時，是純電阻電路，R1，R2消耗的功率是電源的輸出功率，有圖可知，由于不知道R1，R2的具體數值以及R1，R2和r的大小關系。可能會有P1>P2，P1
綜合以上可知，電源的輸出功率最大的一般條件應該是I=■，這既適合純電阻電路，也適合于非純電阻電路。條件R=r只是當外電路是純電阻電路的一種特殊情況。所以我們要挖掘物理規的本質，體會其真正含義，才能收到事半功倍的效果。
（作者單位 安徽省固鎮縣第二中學）
一、滑動變阻器滑片移動引起電路變化
由滑動變阻器滑片的移動引起電路中的總電阻發生改變，進而引起電路中電流的變化或電壓的重新分配。在分析電路中各物理量變化時，若題目不加以說明，可以認為電源電壓不變，定值電阻阻值不變，導線電阻為零。
1.并聯電路中的滑動變阻器
圖1例1.（2012?玉林）如圖1所示的電路，電源電壓為3V且保持不變，滑動變阻器R1標有“1A10Ω”的字樣。當滑動變阻器的滑片P在最右端時閉合開關S，通過燈泡L的電流為0.5A，移動滑動變阻器的滑片P，在電路安全工作的情況下，下列說法正確的是（）
A.向左移動滑動變阻器的滑片P時燈泡變亮
B.滑片P在最右端時通過干路中的電流是0.9A
C.R1消耗的電功率范圍是1.5～3W
D.電路消耗的總功率范圍是2.4～4.5W
解析：從電路圖可以看出，滑動變阻器與燈泡并聯。由于并聯電路中各個支路相互獨立，互不影響，且電源電壓不變，所以在電路安全工作的情況下，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，都不影響燈泡的工作情況，因此選項A錯誤。滑動變阻器R1標有“1A10Ω”的含義是：滑動變阻器允許通過的最大電流是1A，它的最大阻值為10Ω。當滑片P在最右端時，滑動變阻器阻值最大為10Ω，由電源電壓為3V，根據歐姆定律I=U1R可計算通過它的電流為0.3A。再根據并聯電路的電流等于各支路電流之和，可計算出通過干路中的電流是0.8A，因此選項B錯誤。因為滑動變阻器允許通過的最大電流是1A，它兩端的電壓為3V，根據P=UI計算R1消耗的最大電功率為3W。根據P=U21R可知，在R1兩端電壓不變時，電阻越大，它消耗的電功率越小。所以R1消耗的最小電功率為P=U21R=（3V）2110Ω=0.9W，所以R1消耗的電功率范圍是0.9～3W，選項C錯誤。燈泡消耗的功率P=UI=3V×0.5A=1.5W，電路消耗的總功率等于R1與燈泡消耗的功率之和。電路消耗的最小總功率為0.9W+1.5W=2.4W，消耗的最大總功率為3W+1.5W=4.5W，因此D正確。
答案：D
點撥：并聯電路中的滑動變阻器變化電路分析：由于電源電壓不變，且并聯電路中各個支路相互獨立，互不影響，所以含定值電阻的支路其物理量都不變，含滑動變阻器的支路電壓不變，其他物理量可以按以下思路分析：若滑動變阻器阻值變大（或變小），則支路電阻變大（或變小），根據歐姆定律，該支路電流變小（或變大），所以干路總電流變小（或變大）。
圖22.串聯電路中的滑動變阻器
例2.（2012?福州）如圖2所示電路，燈L標有“3V0.9W”，滑動變阻器R上標有“50Ω1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，則燈L正常工作時的電流為A。若電源電壓為4.5V，為了保證電路中各元件安全工作，滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍是。
解析：燈L標有“3V0.9W”的含義是燈泡的額定電壓為3V，額定功率為0.9W，根據公式I=P1U可求燈L正常工作時的電流為0.3A，利用R=U1I進一步能求出燈泡電阻為10Ω。要保證電路中各元件安全工作，綜合考慮就是電路中的電流不能超過燈L正常工作時的電流0.3A，滑動變阻器R兩端的電壓不能超過電壓表量程3V。因為L與R串聯，當滑動變阻器連入電路的阻值最小時，電路中電流最大為0.3A，此時燈泡兩端電壓為3V。R的最小阻值可以這樣計算：R小=U1I=4.5V-3V10.3A=5Ω。當電壓表示數為3V時，滑動變阻器連入電路的阻值最大，此時通過燈泡的電流為I=4.5V-3V110Ω=0.15A，R的最大阻值為R大=3V10.15A=20Ω。
答案：0.35～20Ω
點撥：串聯電路中的滑動變阻器變化電路分析：由于電源電壓不變，按以下思路分析：若滑動變阻器阻值變大（或變小），則總電阻變大（或變小），根據歐姆定律，電路中的電流變小（或變大），定值電阻兩端電壓變小（或變大），根據串聯電路的電壓特點，得出滑動變阻器兩端電壓變大（或變小）。
二、開關通斷引起電路變化
開關的開、閉能改變電路的結構，使電路處于不同的連接狀態：可能串聯，可能并聯，甚至可以有部分電路被短路，這使得電路有許多變化。解題過程中，應首先弄清開關在斷開、閉合時電路中各電阻的連接情況，其次畫出開關不同狀態時的電路等效電路圖，然后根據串、并聯電路的特點進行相關的計算。
1.開關轉換串并聯電路
圖3例3.（2012?昆明）如圖3所示，電源電壓恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，當開關S3閉合，S1、S2都斷開時，電流表的示數為0.1A。（1）求電源電壓；（2）當開關S3斷開，S1、S2都閉合時，求電流表的示數、電路消耗的總功率和通電一分鐘電流對R1所做的功。
解析：試題的開關較多，而且開關的開閉情況復雜，要判斷每一情況下電路的連接情況，不妨考慮“擦除法”。
（1）當開關S3閉合，S1、S2都斷開時，可以先把S1、S2擦除，得到圖4（a）。容易看出R1、R2串聯，根據電流表示數及串聯電路特點和歐姆定律，很容易計算電源電壓電源。電壓U=IR=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V。
圖4（2）當開關S3斷開，S1、S2都閉合時，電路的連接情況如圖4（b）。此時R1、R2并聯，電流表測量的是干路電流，電流表示數I′=I1+I2=U1R1+U1R2=9V130Ω+9V160Ω=0.45A。電路消耗的總功率P=UI=9V×0.45A=4.05W，電流對R1所做的功W=U21R1t=（9V）2130Ω×60s=162J。
答案：（1）9V（2）0.45A4.05W162J
點撥：解決電學問題的關鍵，首先是要能夠準確地辨別電路是串聯電路還是并聯電路，能夠把比較復雜的電路圖準確地簡化為等效的串、并聯電路。其次要會運用串、并聯電路的特點及電學的基本規律正確解題。
2.開關造成用電器短路
圖5例4.（2012?宿遷）某電飯鍋內有R0=44Ω、R=2156Ω的兩根電熱絲，將它接入電路，如圖5。當S分別置于“1”擋和“2”擋時，擋是保溫狀態；當S接“2”擋時，電路中的電流大小是A，通電100s電路產生的熱量是J。
解析：從電路圖看出，當S置于“1”擋時，R0和R串聯。當S置于“2”擋時，R被短路無電流通過，電路中只有R0。根據P=U21R可知，在電源電壓不變的情況下，電路中的電阻越大，電功率越小，單位時間內產生的熱量越少，所以“1”擋是保溫電路。當S接“2”擋時，電路中的電流可以利用歐姆定律計算，I=U1R0=220V144Ω=5A。電路產生的熱量可利用電熱公式計算，Q=I2Rt=（5A）2×44Ω×100s=1.1×105J。
答案：151.1×105
點撥：用電器與開關并聯時，當開關閉合，用電器就會被短路，使用電器中無電流通過，分析電路時可以把這個用電器直接拆除。
三、電表變化引起電路變化
電路中含有電流表和電壓表以后，電路變得更為復雜。解決這類問題的關鍵是正確認識電表的雙重作用。一是指示作用，即電表能指示出電路中的電流或電路兩端的電壓；二是連接作用，即電路中的電流表自身電阻很小，相當于一根導線。在分析電路時可以把電流表去掉，并用導線替代電流表；電壓表電阻很大，相當于斷開的開關，在分析電路時可以把電壓表直接拆除。注意：千萬不能把去掉電壓表的地方用導線連起來。
例5.（2012?沈陽）如圖6所示電路，電源電壓為6V，燈泡L標有“6V2W”的字樣，設燈泡燈絲電阻不變。
圖6（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當S閉合時，電流表的示數為1A，求電阻R的阻值。
（2）若表a、表b均為電壓表，閉合開關S，求燈泡L的功率及通電4min消耗的電能。
圖7解析：（1）首先簡化電路。因為表a為電流表，相當于一根導線；表b為電壓表，相當于斷開的開關，在分析電路時可以把電壓表直接拆除。處理后的電路如圖7甲所示，此時燈泡L因與導線并聯被短路，而無電流通過，又可以直接拆除，電路進一步簡化為圖7乙所示，容易看出電路中只有一個用電器R。根據電流表示數和電源電壓，結合歐姆定律容易求出電阻R的阻值。
（2）表a、表b均為電壓表時，可以把電壓表直接拆除，得到圖7丙所示，此時燈泡L與電阻器R串聯。這一問中，根據燈泡銘牌數據求出其電阻是解題的關鍵。
答案：（1）當a為電流表、b為電壓表時L被短路，只有R連入電路
R=U1I=6V11A=6Ω
（2）當a、b均為電壓表時，L與R串聯
RL=U2額1P額=（6V）212W=18Ω
I=U1R總=U1RL+R=6V118Ω+6Ω=0.25A
P=I2RL=（0.25A）2×18Ω=1.125W
W=Pt=1.125W×240s=270J
點撥：用電器的銘牌上提供的數據主要有額定電壓和額定功率，這兩個量在計算中非常重要。（1）正常工作時的電流：I額=P額1U額；（2）電路中，我們一般認為用電器在不同電壓下工作時的電阻不變，因此電阻是計算中的“橋梁”，非常有用。用電器的電阻能通過額定電壓和額定功率計算出來：由P額=U2額1R得R=U2額1P額。（3）如果知道實際電壓，可以利用比例求出實際功率：P實1P額=U2實1U2額。
四、傳感器引起電路變化
傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們按一定規律轉換為電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷。即傳感器能將被測信號量的微小變化轉換成電信號的變化。
例6.（2012?德州）為防止酒駕事故的出現，酒精測試儀被廣泛應用。有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀，當接觸到的酒精氣體濃度增加時，其電阻值降低，如圖8甲所示。當酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω。在圖8乙所示的工作電路中，電源電壓恒為8V，定值電阻R2=20Ω。求：
（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是多少；
（2）現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表的示數為0.2A時，試通過計算判斷被檢測者是否酒駕。
圖8解析：（1）由題目中的已知條件，當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω。電路圖中兩電阻串聯，電壓表測量的是R1的電壓。根據串聯電路中電壓的分配規律或歐姆定律容易求出電壓表示數。
（2）當電流表的示數為0.2A時，根據歐姆定律容易求出串聯電路的總電阻，進一步算出R1的電阻，結合甲圖可判斷對應的酒精氣體濃度，進而判斷被檢測者是否酒駕。
答案：（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω。
I=U1R=8V160Ω+20Ω=0.1A
U1=IR1=0.1A×60Ω=6V
（2）當電流表的示數為0.2A時
R1=U1I-R2=8V10.2A-20Ω=20Ω
由圖8甲可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml。
0.2mg/ml