简析欧姆定律在相关电学问题中的运用 论文

简析欧姆定律在相关电学问题中摘要：欧姆定律是初中物理电学中的基本定律，是电学内容的基础核心，它既揭示了电流、电压和电阻三者之间的内在联系，又为解决电功、电功率相关计算提供了前提条件，并且为学生以后进入高中阶段学习闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、垫。关键词：欧姆定律疑难问题策略引言：欧姆定律是九年级物理教学的重点也是难点，本节教材包括欧姆定律的定律内容、公式表达、三个物理量的单位及欧姆定律的两个变形公式。教学重容的理解以及能利用欧姆定律公式进行相应的计算。根据探究电流、电压、电阻三者之间的关系得到的两个实验结论，应用创造学的组合原理，便可较容易的得到通过讲解板演例题进行公式的简单应用。提供计算较简单的几个例题，但题目不宜过多、过难。因此，应在解题方法、思路、格式等方面要求规范。以下简单分析问题中的运用。一、突破策1.电流跟电压、电阻的关系1）在研究电流跟电压的关系时，为了排除电阻的变化带来的影响，可以（使电阻值一定，然后改变定值电阻两端的电压，记下对应的电压和电流的示数。在分析实验数据时，发现电压越大，电流也越大，而且进一步发现，电压增大到原来的几倍，电流也增大到原来的几倍，数学上称这种函数关系为正比例关系。即：在电阻一定的条件下，通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比。对这一实验结论的理解，要注意以下两个方面：①这里的导体中的电流和导体两端的电压是针对同一段导体而言的。也就是我们常说的“同一性”②结论千万不能说反了，比如说成：“导体电阻一定时，通过的电流成正比”。因为这里存在一个因果关系，电压是原因，电流是结果，因为只有导体两端有了电压，导体中才会产生电流。而不是先有了电电压，电压和电流的因果关系不能混淆。（2）在电压一定时，研究通过导体中的电流跟导体本身的电阻关系实验数据时，发现导体的电阻增大时，通过它的电流就会越小，可以让学生数据进行分析，并通过画出坐标系对应函数图像，总结出电流与电阻成数学上的反比例函数关系。最后教师板书实验结论：当电压一定的情况下，通电流跟导体本身的电阻成反比。对这一实验结论的理解是：①通过导体中的电流和导体本身的电阻也应该是针对同一段导体中的电流和电阻，千万不能张冠李戴。同样不能说导体本身的电阻与通过它的电流成反比例关系。因为在上一章②中我们已经知道了电阻是导体本身的一种固有的属性，电阻的大小跟材料、长度、横截面积以及温度有关。与导体中的有没有电流、两端有没有电压是没有关系的。另外要强调的是：上述两个实验结论的得出是有相应条件的，也就是当电阻一定或电压一定时，才会有电流与电压或电流与电阻成什么比例关系。换言之，也就是要掌握控制变量法在实验中的运用。2.欧姆定律的应用（1）欧姆定律文字内容：通过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。（2）欧姆定律的数学公式I(U.U为导体两端的电压，单位为伏特（V）；IR为通过导体的电流，A）；R为导体的电阻，单位为UIR（3）变形公式（4）对欧姆定律数学表达式及变形公式的相关理解：①欧姆定律公式I(U，要注意是针对同一段导体的而言，而且是同一时间R导体两端的电压和电流，还要注意电压、电流、电阻三者单位的同一是国际单位。也就是我们常说的“三同性”②变形公式U＝IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。不能说电压是由电流、电阻来决定。③另一个变形公式RI表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端电压与通过导体的电流的比值，由于同一导体的电阻一定，因此不能说成“电阻与电压成正比，与电流成反比”。也就是说这个公式仅仅电阻的一种计算方法仅此而已，没有任何的物理意义。二、典例解1．电流大小与哪些因素有关【典例1】安徽省2014年中考第19小题：在测量U=2.5V的某个小灯泡额电阻的实验中，实验电路图如图a所示。闭合开关，移动滑动节灯泡两端的电压值大小，同观察电流表对应的示数，并记录有关数据如下面所示：电压U/V电流I/A（1）直角坐标系中横坐标表示电压，纵坐标表示电流，将实验中测量的相关数据对应标记，并画出对应图象。（2）根据相关计算和观察所画图像可是_____（填“不”或“变化”）的，且随着灯泡两端电压_____。（选填“变小”或“变大”或“不变”）（3）根据a中的电路图，在图c中将实物图连接起来。解析：本题主要考察了欧姆定律实验的电路连接和数据分析。从给出的数据应能正确处理，根据表格中的数据正确作出灯泡的电流随电压变化关系的图像。根据所作图像可以分析得出小灯泡的电阻是在不断变化的，而且还能进一步分析得出小灯泡的阻值大小随电压增大而增大的正确结论。在连接电路时量程的选择，二要考虑“＋”“—”接线柱。从表中数据可知，电压表量程应选用0～3V小量程，电流表量程应选择0～0.6A的小量程，并注意电流一定要从电表中的“＋”接线柱流进，从“—”接线柱流出。连接滑动变阻器时，还应注意接线柱“一上一下、串联接入”的正确接法。答案：（1）图略，（2）变化变大，（3）图略2．对欧姆定律和两个变形公式的深入解析【典例2】关于变形公式RI，下列说法正确的是（）A.通过导体中的电流越大，电阻会变小B.导体的电阻与其两端电压成正比，和通过它的电流成反比C.导体两端的电压越大，电阻也变大D.导体的电阻阻值大小等于导体两端电压和通过它的电流之比解析：导体两端加载的电压和通过他的电流的比值是固定不变的，这个固定值的大小就是导体的电阻大小，电阻的大小值是由两端电压和通过的决定的量。这个变形公式可以用来计算导体电阻值的大小。仅此而已，不能说电阻与电流和电压成什么比例，因为我们知道电阻是导体本身的一种固生俱来，跟有导体两端没有电压，有没有电流是毫无关系的。再例如，当电阻两端电压为零时，这个电阻的大小并不为零，因此此题选D。3．欧姆定律进行简单的计算【典例3】日常实际测量中我们使用的电流表通常情况是由小量程电流表改装制成的。图a中是灵敏电流计G是满偏电流值（即小量程电流表允许通过的最大电流）I=0.003A的小量程电流表，现已知它的阻值为10Ω，若要将它改装为g一个量程为0～3A的大量程电流表如图b所示，求：（1）当通过灵敏电流计G的电流为满偏电流即I=0.003A时，此时两端电压是g多少？（2）并联电阻R的阻值大小？（结果小数点后保留两位数字）（3）设改装后的电流表的总电阻为R，比较R与R的大小，并简要说明原因？解析：本题考察了欧姆定律公式的应用，在小量程电流表电阻不变时流与其两端电压成正比，当电压最大时电流表也达到最大值，即电流表满偏，因此根据满偏电流可以求出最大电压。改装成0～3A量程的电流表时，量程变大，因此需要并联一个电阻，根据并联电路电压和电流的特点，可知并联路电压相等，再根据并联电路干路电流和支路电流的关系，利用欧姆定律的变形公式即可求出R阻值。由于并联电路总电阻小于任何一支路的电阻，可知R小于R0。解析：（1）Ug=0.03V(2)R=0.01Ω（3）R是R与Rg并联后的等效总电阻，由并联电00阻公式1/R=1/R+1/Rg