怎样让学生灵活运用欧姆定律

1、怎样让学生灵活运用欧姆定律摘 要对教学内容的知能结构的分析，对思维方法和能力训练的具体研究，对教学内容的归纳总结是落实素质教育的关键环节。而欧姆定律又是初中物理电学知识的核心内容，它贯穿整个电学知识，它既是教学的重点也是教学的难点，对欧姆定律这一教学内容的具体分析，有两个方面的作用：一是为教师改进教学，使教学更具科学化，提高教育质量服务。二是帮助学生提高实验操作能力，逻辑推理能力，抽象思维能力及让学生学会灵活运用知识解决问题的能力，有效地培养学生的物理素质。关键词：欧姆定律，串联电路并联电路，电流，电压，电阻。引 言课堂教学是实施素质教育的主渠道，要提高课堂教学效益，使学科素质教育在课堂教学得

2、到落实，教师必须对所要进行的教学内容的知识结构和能力训练作出系统分析，再结合学生实际，有计划、有步骤地帮助学生提高应用知识解决问题的能力，才能真正提高学生的素质和能力。九年级物理教材中的欧姆定律是初中电学的重点知识，教材中所有概念和规律，虽然都是以经验或实验为基础，往往又不是实验的直接结论。须用不同的方法加以分析、推理和概括，才能抽象出这些概念和规律。教材中欧姆定律的研究是从实验开始的，经过对实验结果的分析、归纳的得出规律欧姆定律，再应用这个规律研究解决电路中的问题，学生不仅要学会欧姆定律这一知识而且要学会利用仪表进行测量，从定性的电现象的分析、归纳得到定量的规律这种研究方法和思维方法，并且在

3、探索研究过程中提高实验技能。在欧姆定律教学中要体现知识、能力、方法三者有机地结合的研究方式。所以在教学中要重视教师的演示实验和学生的分组实验的设计和研究，使实验的分析、推理过程和逻辑关系清晰明了。有助于学生通过实验得出规律，在实验、分析过程中提高实验能力和发展思维能力。 1 欧姆定律整体知能结构分析欧姆定律是电学中的基本定律，它反映了电流、电压、电阻三个量之间的相互关系。欧姆定律既综合了电流、电压、电阻等电学的基础知识，又是测量电阻、研究决定电阻大小因素引入基础，还是分析串联电路、并联电路的研究依据。1.1 背景知识：主要内容有磨擦起电、电流、导体和绝缘体、电路、串联电路和并联电路。

4、在九年义务教材中，电学知识采用了从电路入手，在电路中对几个量的研究时，将有关概念串联起来，所有概念都围绕电路这条主线、以欧姆定律为中心而展开的。1.2 基础知识：主要有电流、电压、电阻的概念及单位，电流表、电压表、滑动变阻器的使用。重点内容是电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流。这部分知识具有很强的基础性，电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器，学会这些电学仪器的操作和使用，是这部要知识的主要实验技能，而要测量这几个量就要组成电路，在电路中进行测量，所以这部分知识无论是在知识内容上，还是技能训练上既承接了背景知识中的串联电路和并联电路的连接方法和特征，又是下一步顺利学习欧

5、姆定律的基础。1.3 核心知识：主要内容有电流、电压、电阻的关系欧姆定律。这部分知识是在实验的基础上归纳、概括出了电路中电流、电压、电阻三者之间的关系。在实验中对学生理解电流随电压和电阻的变化而变化，对于多个变量的问题的研究是采用固定一个量不变，研究其余两个量的变化的处理方法，让学生学会物理学中常用这种方法。欧姆定律在初中只讲部分电路的欧姆定律，是电学中的基本定律。是进一步学习电学知识分析和进行电路计算的基础，是初中电学的重点知识。1.4扩展性知识：主要内容有伏安法测电阻、电阻的串联和并联。用伏安法测电阻是欧姆定律的一个很重要应用，这个实验中同时使用的电表仪器较多，操作要求较高，电流表和电压表

6、的读数同时出现，在接通电路时，电流和电压同时测量。在通过变阻器改变部分电路两端电压时，电流也同时改变。通过训练可以提高学生电学实验的素质，培养学生的实验操作能力。利用欧姆定律来研究串、并联电路中电流、电压、电阻之间的变化规律，这部分知识集中了欧姆定律的计算问题，通过串、并联电路的计算培养学生的计算、分析、综合能力，并且在解题过程中加深对欧姆定律的理解。 2 重点和难点突破欧姆定律是电学中的重点、也是难点，研究欧姆定律首先要建立电流、电压、电阻的关系，并在实验的基础上得出欧姆定律，做好演示实验，归纳、分析、概括实验结果，是使学生正确理解欧姆定律的基础。所以使用电流表、电压表、滑动变阻器

7、是这部分知识中重点实验基础。电流、电压、电阻的概念是学生学习的难点，由于初中学生水平有限，对电流、电压的概念要求较低，并没有下准确的定义。因此电阻的概念就成了学生理解的难点，要多举例子帮助学生理解电阻是导体本身的属性，决定于导体的材料、长度、横截面和温度，它用两端的电压和通过的电流的比值来表示是为了测量的方便，却与外加电压、电流无关。一定要纠正学生中常常出现的电阻随电压、电流的变化而变化的错误说法，也就是对欧姆定律的错误理解。欧姆定律在学生头脑的建立过程是非常重要的，认真做好演示实验是关键，用实验来探索一个量随两个量变化的定量关系是第一次。首先要向学生交待清楚实验的研究方法，本实验彩用控制变量

8、法来研究，即“固定电阻不变，研究电流跟电压的关系。固定电压不变，研究电流跟电阻的关系”。在连接如图所示的实验电路时，要将具体接法演示给学生看，可以先从电源正极开始，按电流方向依次为电池、开关S、滑动变阻器R、定值电阻R、电流表串联起来组成一个闭合回路，最后将电压表并联在定值电阻R两端。同时提醒学生注意电流必须从电流表和电压表的正接线柱流进电表，负接线柱流出电表及量程选择，电流表与R串联，其示数等于通过R的电流。电压表与R并联其数等于R两端的电压。在实验中让学生积极认真的参与，要求学生认真记录好每组数据，每个实验做完后，可利用取得的数据启发学生讨论得出结论，并且要再次强调实验条件，即电流跟电压成

9、正比是在电阻一定的条件下成立的。电流跟电阻成反比是在电压一定的条件下成立的，所以，认真做好实验数据和认真做好实验分析、归纳、找出规律是正确理解欧姆定律的关键。 在电路计算中运用欧姆定律也是学生的难点，如电路中使用滑动变阻器来改变电路中的电阻进而改变电路中的电流、电压就是学生学学习的难点，因为电路中一个量发生变化时，会引起其它几个量随之而变化。学生不适应从多方面考虑问题，往往在众多的变化中找不到规律而无所适从，所以电路变化问题要循序渐进，不宜一开始就搞变化繁难问题。在串并联电路问题中可以加深对欧姆定律的理解和掌握。所以串并联电路中的电流、电压、电阻的规律属于“理解层次，要求学生理解并会应用。串并

10、联电路的问题由于信息大、变化多、运用数学知识要求较高，所以也是学生学习的难点。学生由于思维能力有限、综合能力较差、运用所学知识解决问题的能力较差，对串并联电路的计算会有一定困难，因此串并联电路的教学也应注意循序渐进。教学中要注意教会学生判断欧姆定律所适用的条件和范围。将等效的思维方法教给学生，同时引导学生注意解题材思路、步骤及解题方法和技巧，培养学生分析问题、解决问题的能力。  3 欧姆定律在电路中的几个具体运用3.1 运用欧姆定律可以推导串联电路中的总电阻跟各串联电阻之间的关系及电压分配跟导体电阻的关系，具体推导如下：在串联电路中：I=I1=I2；U=U1+U2；由欧姆定律公式I=

11、U/R可得U=IR；U1=I1R1；U2=I2R2将这些式子代入上式得：IR=I1R1+I2R2即R=R1+R2；也就是说串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和。在串联电路中：I=I1=I2；由欧姆定律公式I=U/R可得：I1=U1/R1；I2=U2/R2；将这些式子代入上式得：U1/R2=U2/R2 变换一下形式得：U1/U2=R1/R2；即串联电路中，电压分配跟导体电阻成正比。例如：电阻R1与R2串联后接入电路中，已知R1=4 R2，R2两端的电压为4V，则电路两端的总电压为         

12、60;  V。    分析：如果用导出公式U1：U2 = R1：R2可以直接计算出R1两端的电压是16V，从而很轻松地计算出电路两端的总电压是20V。3.2 运用欧姆定律可以推导并联电路中的总电阻跟各支路电阻的关系及电流分配跟各支路电阻的关系，具体推导如下：在并联电路中：U=U1=U2；I=I1+I2；由欧姆定律公式I=U/R可得I1=U1/ R1；I2=U2/R2；将这些式子代入上式得：U/R=U1/R1+U2/R2即I/R=I1/R1+I2/R2也就是说并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。在并联电路中：U=U1=U2；由欧姆定律公式I=U

13、/R可得U1=I1 R1；U2=I2R2；将这些代入上式得：I1R1=I2R2变换一下形式得：I1/I2= R2/ R1，也就是说并联电路中的电流分配跟各支路的电阻成反比。3.3 运用欧姆定律由电功的基本计算公式W=UIt可推导出W=I2Rt和W=U2t/R两个导出公式，具体推导如下：由欧姆定律公式I=U/R可得：U=IR代入基本公式W=UIt得：W=I2Rt。由欧姆定律公式I=U/R可得：I=U/R代入基本公式W=UIt得：W=U2t/R.注意：基本公式适应于任何电路的电功率计算，而导出公式只适应纯电阻电路的电功率计算。3、4 运用欧姆定律可电功率的计算公式P=UI推导出P=I²R

14、和P=U²/R两个导出公式具体如下：由欧姆定律公式I=U/R可得：U=IR代入电功率的基本公式P=UI得：P=I ²R。由欧姆定律公式I=U/R代入电功率的基本公式P=UI得：P=U²/R. 注意：基本公式适应于任何电路的电功率计算，而导出公式只适应纯电阻电路的电功率计算。例如：两个电阻R1：R2=2：3，串联后接在电源上，它们消耗的电功率之比为_，若将它们并联后接到电源上，它们消耗的电功率之比为_。 分析：对于第一个问题，因为串联电路的电流处处相等，用导出公式P=I²R很容易看出P ：P= R1：R2=2 ：3。对于第二个问题，因为

15、并联电路中各支路两端的电压相等，用推导公式P=U²/R很容易看出它们消耗的电功率之比等于它们的电阻之比的倒数。3.5 运用欧姆定律可由焦耳定律的基本公式Q=I2Rt得：Q=UIt和Q=U2t/R两个导公式。具体推导如下： 由欧姆定律公式I=U/R可得：IR=U代入焦耳定律的基本公式Q=I2Rt得:Q=UIt。由欧姆定律可得：I=U/R代入焦耳定律的基本公式Q=I2Rt得：Q=U2t/R。注意：焦耳定律基本公式适用于任何电路的电热计算，而导出公式只适应于纯电阻电路的电热计算。3、6 用伏安法测电阻教师可以安排如下这个探究性实验：取一只额定电压6V的灯泡，分别测出两端电压为1V、2V、3

16、V、4V、5V、6V的对应电流，再分别用欧姆定律计算出灯丝的电阻。教师可根据学生的实验进度，适时提出下面问题：你发现了什么问题？由此可得出什么结论？通过这个实验：一方面可让学生加深对欧姆定律的理解，另一方面又巩固了“金属导体的电阻随温度的升高而增大”。  4 运用欧姆定律要注意的几个问题4. 1对欧姆定律的正确理解. 欧姆定律反映了电路、电阻、电压三个量之间的内在关系，即“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”。值得注意的是，这里的“成正比、成反比”关系，分别是在不同的条件下成立的，这就是说：当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，当电压一定时，通

17、过导体的电流跟导体的电阻成反比。脱离了前提条件，这种比例关系就不成立了。如图变阻器的滑片右滑动时，连入电路的电阻增大了，变阻器两端的电压也增大了，而通过变阻器的电流既不跟电压成正比，也不跟电阻成反比。 4.2 运用欧姆定律I=U/R计算时，必须明确公式中I、U、R是指同一段导体或同一段电路上的电流、电压、电阻，不得张冠李戴。同时还必须注意是同一状态的三个物理量。在讲到电路中有两个或多个电阻，要给“同一段电路”的I、U、R加上同一种脚标。由两个电阻R1、R2组成的串联电路，R1两端的电压和通过R1的电流要用U1、I1来表示，R2两端的电压和通过R2的电流要用U2、I2来表示，串联后的总

18、电阻及它们两端的电压和通过的电流要用R、U、I来表示，这里根据串联电路的特点R=R1+R2；U=U1+U2；I=I1=I2。教师虽然讲清了上述问题，但不 要期望在一次就能解决问题，而应注意在以后的教学中不断注意，结合学生存在的问题加以收正。R1是同一段电路，当滑动变阻器的滑片P在A点、中点、B点，电阻R1就有三个不同的状态,当滑片在A点时，与R1这段电路所对应的电流I1 、电压U为一个状态，当滑片在变阻器的中点时，与R1这段电路所对应的电流I1和电压U1为另一个状态；当滑片在B点时，与R1这段电路所对应的电流I1和电压U1为另一个状态。上述这个问题也不要期望一次就能完全解决问题而应在以后的教学

19、不断注意，结合学生作业中出现的问题加以纠正。在一次测验中考了这样一道题：用久了的电灯，灯丝变细了，接在额定电压下工作的实际功率_灯泡上标的额定功率。（填“大于”、“小于”或“等于”）这个问题有百分之七十以上的同学填了“等于”，为什么会出现这样的错误呢？他们认为在额定电压工作，它的实际功率就等于额定功率。出现这样错误的原因在于学生对电路中的“同一状态”理解不透彻。虽然是同一个灯泡，灯泡标的额定功率是出厂时测定的，而用过一段时间后，灯丝变细了，电阻变大了，即使在相同的电压下，已经是不同的两个状态，根据欧姆定律，通过灯丝的电流变小了，此时电功率也变小了，其实是灯泡的额定功率变小了。 4.3 对公式R=U/I的正确理解R=U/I是由I=U/R变形而成的，要正确理解R=U/I只是说明导体的电阻的大小可以用加在它两端的电压和通过它的电流的比值来表示，对于同一段导体，加在它两端的电压增大或减小几倍通过它的电流也增大或减小几倍，而它们的比值不变。即R=U/I也就是电阻的量度公式，它提供了一种测量导体电阻的方法伏安法。上述问题