歐姆定律的實驗結論范文

導語：如何才能寫好一篇歐姆定律的實驗結論，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：歐姆定律 高中物理教學方法

一、教材分析

《歐姆定律》的內容，在初中階段已經學過，高中階段《物理》安排這節課的目的，主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識；體會物理學的基本研究方法（即通過實驗來探索物理規律）；學習分析實驗數據，得出實驗結論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法；再次領會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了《歐姆定律》教學的教學目的和教學要求。教學不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容，重點在于要讓學生知道結論是如何得出的；在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段；在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的，從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。

《歐姆定律》的內容在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復習初中知識的作用，另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定了基礎。《歐姆定律》實驗中分析實驗數據的兩種基本方法，也將在后續課程中多次應用。因此也可以說，《歐姆定律》是后續課程的知識準備階段。

通過《歐姆定律》的學習，要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學會分析實驗數據的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運用。《歐姆定律》內容的重點是進行演示實驗和對實驗數據進行分析。這是教學的核心，是教學成敗的關鍵，是實現教學目標的基礎。《歐姆定律》教學的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在電場一章中已經接觸過，但學生由于缺乏較多的感性認識，對此還是比較生疏。從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量，還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式，從數學角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學生常將兩種表達式相混，對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清，要注意提醒和糾正。

二、關于教法和學法

《歐姆定律》教學采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法。教師邊演示、邊提問，讓學生邊觀察、邊思考，最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏，給學生充分的時間進行思考和討論，教師可給予恰當的思維點撥，必要時可進行大面積課堂提問，讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點，也有利于充分發揮學生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍。

通過《歐姆定律》的學習，要使學生領會物理學的研究方法，領會怎樣提出研究課題，怎樣進行實驗設計，怎樣合理選用實驗器材，怎樣進行實際操作，怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和物理規律。同時要讓學生知道，物理規律必須經過實驗的檢驗，不能任意外推，從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣。

三、對教學過程的構想

為了達成上述教學目標，充分發揮學生的主體作用，最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性，對一些主要教學環節，有以下構想：

1.在引入新課提出課題后，啟發學生思考：物理學的基本研究方法是什么（不一定讓學生回答）？這樣既對學生進行了方法論教育，也為過渡到演示實驗起了承上啟下作用。

2.對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答。這樣既鞏固了他們的實驗知識，也調動他們盡早投入積極參與。

3.在進行演示實驗時可請兩位學生上臺協助，同時讓其余同學注意觀察，也可調動全體學生都來參與，積極進行觀察和思考。

4.在用列表對比法對實驗數據進行分析后，提出下面的問題讓學生思考回答：為了更直觀地顯示物理規律，還可以用什么方法對實驗數據進行分析？目的是更加突出方法，使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次，通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲。

5.在得出電阻概念時，要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結論，而應給予充分的時間，啟發學生積極思考，并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢，可提問請學生回答或展開討論，讓學生的主體作用得到充分發揮，使課堂氣氛掀起第二次，也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。

6.在得出實驗結論的基礎上，進一步提出歐姆定律，這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結論的普遍性，在此基礎上可讓學生先行，以鍛煉學生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重，不能輕描淡寫。要隨即強調歐姆定律是實驗定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推。

7.為檢驗教學目標是否達成，可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習，達到鞏固之目的。然后結合課本練習題，熟悉歐姆定律的應用，但占時不宜過長，以免沖淡前面主題。

四、授課過程中幾點注意事項

1.注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹。

2.注意正確規范地進行演示操作，數據不能虛假拼湊。

3.注意演示實驗的可視度。可預先制作電路板，演示時注意位置要加高。有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學生都能清晰地看見。

4.定義電阻及歐姆定律時，要注意層次清楚，避免節奏混亂。可把電阻的概念及定義在歸納實驗結論時提出，而歐姆定律在歸納完實驗結論后。這樣學生就不易將二者混淆。

5.所編反饋練習題應重點放在概念辨析和方法訓練上，不能把套公式計算作為重點。

6.注意調控課堂節奏，避免單調枯燥。

參考文獻：

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關鍵詞：歐姆定律；適用范圍；微觀機理；導電材料；能量轉化

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0039-2

人教版《普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節內容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開，圖1為教材的兩段文字，意思是當金屬導體的電阻不變時，伏安特性曲線是一條直線，叫做線性元件，滿足歐姆定律；“這些情況”的電流與電壓不成正比，是非線性元件，歐姆定律不適用[1]。隨后，教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線，指出兩個元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時，不論是年輕教師還是學生常常感到疑惑：歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質溶液還是線性元件？小燈泡是金屬，又是非線性元件，究竟是否滿足歐姆定律？

[導體的伏安特性曲線 在實際應用中，常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導體的伏安特性曲線。對于金屬導體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的（不隨電流、電壓改變），它的伏安特性曲線是一條直線，具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。圖2.3-2中導體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。

歐姆定律是個實驗定律，實驗中用的都是金屬導體。這個結論對其他導體是否適用，仍然需要實驗的檢驗。實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣態導體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導體元件并不適用。也就是說，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學元件叫做非線性元件。]

1 歐姆定律的由來

1826年4月，德國物理學家歐姆《由伽伐尼電力產生的電現象的理論》，提出歐姆定律：在同一電路中，通過某段導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。歐姆實驗中用八根粗細相同、長度不同的板狀銅絲分別接入電路，推導出 ，其中s為金屬導線的橫截面積，k為電導率，l為導線的長度，x為通過導線l的電流強度，a為導線兩端的電勢差[2]。當時只有電導率的概念，后來歐姆又提出 為導體的電阻，并將歐姆定律表述為“導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。”

關于歐姆定律的m用范圍，一直存在爭議，筆者認為可以從不同角度進行陳述。

2 歐姆定律的適用范圍

2.1 從導電材料看適用范圍

歐姆當年通過對金屬導體研究得出歐姆定律，后來實驗得出歐姆定律也適用于電解質溶液，但不適用于氣體導電和半導體元件。

從微觀角度分析金屬導體中的電流問題，金屬導體中的自由電子無規則熱運動的速度矢量平均為零，不能形成電流。有外電場時，自由電子在電場力的作用下定向移動，定向漂移形成電流，定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場力作用下加速運動，與金屬晶格碰撞后向各個方向運動的可能性都有，因此失去定向運動的特征，又回歸無規則運動，在電場力的作用下再做定向漂移。如果在一段長為L、橫截面積為S的長直導線，兩端加上電壓U，自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長有短，設平均時間為τ，則自由電子在下次碰撞前的定向移動為勻加速運動，

2.2 從能量轉化看適用范圍

在純電阻電路中，導體消耗的電能全部轉化為電熱，由UIt=I2Rt，得出 在非純電阻電路中，導體消耗的電能只有一部分轉化為內能，其余部分轉化為其他形式的能（機械能、化學能等）， 因此，歐姆定律適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。

金屬導體通電，電能轉化為內能，是純電阻元件，滿足歐姆定律。小燈泡通電后，電能轉化為內能，燈絲溫度升高導致發光，部分內能再轉化為光能，因此小燈泡也是純電阻，滿足歐姆定律。電解質溶液，在不發生化學反應時，電能轉化為內能，也遵守歐姆定律。氣體導電是因為氣體分子在其他因素（宇宙射線或高電壓等條件）作用下，產生電離，能量轉化情況復雜，不滿足歐姆定律。半導體通電時內部發生化學反應，電能少量轉化為內能，不滿足歐姆定律。電動機通電但轉子不轉動時電能全部轉化為內能，遵從歐姆定律；轉動時，電能主要轉化為機械能，少量轉化為內能，為非純電阻元件，也不滿足歐姆定律。

2.3 從I-U圖線看適用范圍

線性元件指一個量與另一個量按比例、成直線關系，非線性元件指兩個量不按比例、不成直線的關系。在電流與電壓關系問題上，線性元件阻值保持不變，非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變，在求解含有非線性元件的電路問題時通常借助其I-U圖像。

從 知導體的電阻與自由電子連續兩次碰撞的平均時間有關，自由電子和晶格碰撞將動能傳遞給金屬離子，導致金屬離子的熱運動加劇，產生電熱。由 知導體的溫度升高，τ減小，電阻增大。因此，導體的電阻不可能穩定不變。當金屬導體的溫度沒有顯著變化時，伏安特性曲線是直線，滿足“電阻不變時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的，溫度降低時，金屬導體的電阻減小，當溫度接近絕對零度時，電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線，是非線性元件，當燈泡電阻變化時，仍有I、U、R瞬時對應，滿足歐姆定律 如同滑動變阻器電阻變化時也滿足歐姆定律[3]。

2.4 結論

綜上所述，從導電材料的角度看，歐姆定律適用于金屬和電解質溶液（無化學反應）；從能量轉化的角度看，歐姆定律適用于純電阻元件。對于線性元件，電阻保持不變，導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比，歐姆定律適用。從物理學史推想，歐姆當年用八根不同銅絲進行實驗，應該是研究了電壓保持不變時，電流與電阻的關系，以及電阻保持不變時，電流與電壓的關系。雖然都是非線性元件，小燈泡是金屬材料，是純電阻元件，滿足歐姆定律，二極管是半導體材料，卻不滿足歐姆定律。因此，線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。

3 教材編寫建議

“有了電阻的概念，我們可以把電壓、電流、電阻的關系寫成 上式可以表述為：導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。這就是我們在初中學過的歐姆定律。”[1]筆者以為，歐姆定律的內容是 這個表達式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個量的關系，而不是其中的正比關系和反比關系，教材沒必要對歐姆定律進行正比反比的表述。

“實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣態導體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導體元件并不適用。”教材已明確歐姆定律的適用范圍，建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開，同時明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。

參考文獻：

[1]普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.

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一、知識網絡

歐姆定律探究電流與電壓、電阻的關系歐姆定律內容、公式歐姆定律的應用伏安法測電阻串聯、并聯電路電阻的特點

二、知識梳理

（一）歐姆定律的探究（探究電流與電壓、電阻的關系）

1.探究方法：控制變量.

2.實驗電路圖：如圖1所示.

3.實驗結論：在電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比；在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比.

（二）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.

2.表達式：I=■

3.適用范圍：歐姆定律所研究的電路是電源外部的一部分或全部電路；在非純電阻電路中（如含有電動機的電路），公式中的U、I、R的關系不成立.

4.適用條件：歐姆定律公式中的各個物理量具有同一性，即I、U、R是對同一段電路（或導體）、同一時刻（或狀態）而言的.

5.公式變形：由歐姆定律數學表達式可得到公式R=■、U=IR，用于計算導體的電阻和導體兩端的電壓.

（三）歐姆定律的應用

1.伏安法測電阻

伏安法測電阻的實驗原理是R=■.用伏安法測量導體電阻的大小，即用電壓表測量導體兩端的電壓大小，用電流表測量導體中電流大小，根據公式R=■，即可得到導體電阻的大小.在用伏安法測電阻時，要正確選擇電壓表與電流表的量程，同時，要利用多次測量求平均值以減小實驗誤差.

2.推導串聯電路的總電阻

如圖2，根據串聯電路中電流、電壓的特點可知：

I=I1=I2，U串=U1+U2

再根據歐姆定律變形公式可得：

IR串=I1R1+I2R2

所以，R串=R1+R2

結論：串聯電路的總電阻等于各串聯導體電阻之和.（若有n個導體串聯，其總電阻為R串=R1+R2……+Rn）

3.推導并聯電路的總電阻

如圖3，根據并聯電路中電流、電壓的特點可知：

I=I1+I2，U=U1=U2

再根據歐姆定律的變形公式可得：

■=■+■

所以，■=■+■

結論：并聯電路總電阻的倒數等于各并聯導體電阻倒數之和.（若有n個導體并聯，其總電阻為■=■+■+……+■）

三、典型例題

例1 由歐姆定律數學表達式可以得出公式R=■.關于此表達式，下列說法正確的是（ ）.

A.當導體兩端的電壓是原來的2倍時，導體的電阻也是原來的2倍

B.當導體中電流是原來的2倍時，導體的電阻是原來的0.5倍

C.當導體兩端的電壓增加幾倍，導體中的電流也增加幾倍，導體的電阻不變

D.當導體兩端的電壓為零時，導體的電阻也為零

解析 公式R=■是由歐姆定律數學表達式變形得到的，它表示一段導體兩端的電壓與通過導體電流的比值是不變的，它反映了導體對電流的阻礙作用.電阻是導體本身的一種屬性，跟導體兩端電壓、電流均無關.

答案 C.

例2 小明同學想探究“一段電路中的電流跟電阻的關系”，設計了如圖4所示的電路圖（電源電壓恒為6V）.

（1）根據小明設計的圖4，用鉛筆將圖5的實物連接完整.

（2）小明將第一次實驗得到的數據填入了下面表格中，然后將E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω，讓滑動變阻器的滑片P向 移動（選填“A”或“B”），直到電壓表的示數為 V.此時電流表的指針位置如圖6所示，請把測得的電流數值填入表格.

（3）小明根據實驗數據得到如下結論：導體中的電流與導體的電阻成反比.請你對以上的探究過程和得出的結論做出評價，并寫出兩點評價意見： ； .

解析 （1）連接實物圖時，電壓表要并聯在定值電阻兩端，并注意選擇合適的量程；連接滑動變阻器要注意連接“一上一下”兩個連接柱.

（2）因為導體中的電流與導體電阻和導體兩端的電壓均有關，所以探究“一段電路中的電流跟電阻關系”時應控制定值電阻兩端電壓相同.當E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω時，如果滑動變阻器滑片P不移動，則電壓表示數會變大，為了保持電壓表示數不變，滑片P應向B端移動，直到電壓表示數與第一次實驗時一樣，即4V.

（3）通過數據分析找出物理規律是研究物理問題的常用方法，但僅通過一兩次實驗數據就得到結論并不科學，常常會使結果帶有偶然性，因此需要進行多次實驗；得出的結論是有條件限制的，結論缺少前提條件.

答案 （1）如圖7所示.

（2）B 電壓表的示數為4V 0.2

（3）實驗次數太少（沒有進行多次實驗）；結論缺少“電壓一定”的前提條件

例3 小華想測出一個電阻Rx的電阻值，將選用的器材連接成如圖8所示的電路，R0為已知阻值的定值電阻.由于電源電壓未知，所以，沒能測出電阻Rx的阻值.請你選添合適的器材，幫他完成這個實驗.要求：（1）用兩種不同的方法，分別畫出電路圖，簡要說明實驗方法，并寫出電阻Rx的表達式.（2）每一種方法在不拆除原有電路接線的條件下，只允許選添一種器材和導線接入電路.

解析 方法1：如圖9，用電流表測出通過Rx的電流I，用電壓表測出Rx兩端的電壓U，則電阻Rx=■.

方法2：如圖10，用電流表測出通過Rx的電流為I，用電壓表測出Rx和R0兩端的總電壓為U，則電阻Rx=■-R0.

方法3：如圖11，先用電流表測出電路中的電流為I1，再將導線并聯在電阻Rx兩端，測出電流表為I2，則電阻Rx=■R0 .

點評 本題采用特殊方法測量電阻.因為已有電流表，這樣就可以測出電阻Rx和已知電阻R0的電流值.但由于缺少電壓表，因此解決本題的關鍵是如何測量出電阻Rx兩端的電壓.解決本題的方法是開放性的，只要能測出電阻Rx兩端的電壓（或Rx和R0兩端的總電壓），即可利用R=■求出電阻Rx的阻值（或電阻器Rx與R0的總電阻，從而可求Rx的阻值）.另外，將導線并聯在電阻Rx或已知電阻R0兩端，可使得電路中電流發生變化.根據電流表的數值，并利用歐姆定律即可求出電阻Rx的阻值.

例4 在學校舉行的物理創新大賽上，小明和小紅所在的科技小組分別設計了一種測量托盤所受壓力的壓力測量儀，如圖12、圖13所示.兩裝置中所用的器材與規格完全相同，壓力表是由電壓表改裝而成，R1為定值電阻，阻值為10Ω，R2為滑動變阻器，規格為“10Ω 1A”.金屬指針OP可在金屬桿AB上滑動，且與它接觸良好，金屬指針和金屬桿電阻忽略不計.M為彈簧，在彈性限度內它縮短的長度與其所受的壓力大小成正比.當托盤所受壓力為零時，P恰好位于R2的最上端；當托盤所受壓力為50N時，P恰好位于R2的最下端，此時彈簧的形變仍在彈性限度內.

（1）圖12裝置中，當P位于R2的最下端時，電壓表的示數為3V，則電源電壓是多少？

（2）圖12裝置中，壓力25N的刻度位置標在電壓表表盤多少伏的刻度線上？

（3）在圖12、圖13兩種裝置中，兩個壓力表的刻度特點有何不同？試說明理由.

解析 （1）圖12裝置中，當P位于R2的最下端時，

電路中的電流I=■=■=0.3A.

電源電壓U=I（R1+R2）=0.3A×（10Ω

+10Ω）=6V.

（2）圖12裝置中，當托盤所受壓力為25N時，P恰好位于R2的中點，滑動變阻器接入電路的電阻R2為5Ω.電壓表測R2兩端電壓.

電路中的電流I=■=■=0.4A.

電壓表的示數為U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.

壓力25N的刻度位置標在電壓表表盤2V的刻度線上.

（3）圖12裝置中壓力表的刻度是不均勻的，圖13裝置中壓力表的刻度是均勻的.

圖12裝置中，當改變托盤所受的壓力時，R2接入電路中的電阻發生變化，電壓U2=■，U2與R2不是正比關系，壓力表的刻度不均勻.

篇4

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

篇5

【關鍵詞】教材分析;科學探究;適當類比;體會與反思

教材分析及課堂教學設計思想

歐姆定律一課時初中物理電學部分的核心知識，是進一步學習電學知識和分析電路的基礎，為了使學生能更好地學習本節內容，我在課堂教學過程中作了如下設計：先從生活實際引出課堂探究課題，然后與學生一起設計實驗一一探究電流與電壓和電阻的關系，在得出數據的基礎上在進一步體會用圖像法研究物理問題的優越性，在實驗的基礎上提高學生依據實驗事實，分析、探索、歸納問題的能力，分組體驗通過實驗總結物理規律的過程與方法，同時通過介紹歐姆的故事，增進學生熱愛科學、追求科學、獻身科學的學習熱情，最后自然而然得出歐姆定律的結論與公式。下面筆者就詳細談談歐姆定律一課的課堂教學設計。

一、從生活實例中引出科學探究問題

將電源開關燈泡組成一個簡單電路，燈泡發光，讓學生自己動手設法改變燈的亮度，要想改變燈泡的亮度就是要改變通過燈泡中的電流，而改變燈泡中電流的方法歸納起來就兩種改變電路兩端電壓或改變接入電路中電阻，從而引出課堂探究的問題，通過導體的電流與電壓、電阻有何關系。

二、設計分組實驗，用控制變量法分別探究電流與電壓、電阻的關系

探究一：電阻R不變時，研究通過它的電流與其兩端電壓的關系

按圖示電路他接好電路引導學生采用控制變量法進行分組實驗

便把測量的數據填入下表

R=____Ω

然后引導學生分析數據，歸納得出結論：電阻一定時，電流與電壓成正比。

探究二：保持電阻R兩端電壓不變時，研究通過它的電流與其電阻大小的關系

按圖示電路他接好電路引導學生采用控制變量法進行分組實驗

便把測量的數據填入下表

U=____V

然后引導學生分析數據，歸納得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比。

三、適當類比，提升學生理解定律和運用公式能力

在學生分組實驗探究的基礎上得到歐姆定律，導體中電流與導體兩端電壓成正比，與導體的電阻成反比，用公式表示為I=U/R，推導出歐姆定律的變形公式U=IR和R=U/I，對于變形公式R=U/I一定要理解其物理意義，因為電阻是導體本身的一種性質，所以不能說電阻與電壓成正比，不能說電阻與電流成反比，也不能說電阻與電壓和電流有關，要理解電阻的大小決定于本身的材料、橫截面積和長度，與加在它兩端電壓大小和通過它的電流大小無關，即使電阻兩端不加電壓，它的阻值還是本身那么大，但在不知道電阻值大小的情況下利用公式R=U/I可以算出電阻值的大小，電阻值一旦算出后，如果不考慮溫度影響，電阻值就不會再發生變化。為了更好地理解公式R=U/I的物理意義，可以將電阻與密度、比熱容、熱值等相似的物理量進行類比。

四、課堂教學中體會與反思

通過本堂課教學實踐，筆者體會到以下幾點務必在教學環節中得到體現與完成：1.在探究電流與電壓關系和探究電流與電阻關系時務必弄清滑動變阻器在兩次實驗中的作用是不同的，前者是為了改變定值電阻兩端的電壓，后者是換了不同阻值的電阻后每次都要重新調節滑動變阻器使電阻兩端的電壓保持不變。2.在探究電流與電壓關系時，在學生得到實驗數據后由于測量數據肯定存在誤差，可引導學生以電流I為縱坐標，以電壓U為橫坐標，建立平面直角坐標系，根據表中數據，在坐標系中描點，畫出I-U的圖像，可以幫助學生較為直觀地得到電阻一定時電流與電壓成正比的結論。同樣在探究電流與電阻的關系時也可采用圖像法，這樣做的好處，一是比較直觀，二是可以修復實驗數據測量時的誤差，使學生更易得到實驗結論。3.在探究電流與電阻關系時要控制電壓相同，在這部分實驗中，要讓學生明確兩個問題，一是控制的電壓大小要合適，尤其是相對于電源電壓而言不能太小，二是要知道選最大值多大的變阻器較為合適，當定值電阻由小換成大的或由大換成小的時滑動變阻器接入電路中的電阻應如何調節，這里的能力培養相當重要，學生一旦理解了，那么在以后考試中遇到相關的實驗題做起來就會很得心應手，反之這里的實驗考題將一直成為學生的考試難題。4.得到歐姆定律公式后，務必讓學生理解在運用公式I=U/R時，三個量必須是同一電路上的電流、電壓、電阻，即必須滿足同一性和同時性，在訓練學生歐姆定律公式及變形公式運用時一定要結合串聯和并聯電路的特點展開訓練，一方面要注重訓練學生看懂電路圖的能力，另一方面要培養學生一題多解的能力。

篇6

一、基礎知識綜述

1．探究電流與電壓、電阻的關系

探究電流與電壓、電阻的關系時，我們采用控制變量法。一般的結論是：（1）當導體的電阻不變時，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比；（2）當導體兩端電壓恒定不變時，導體中的電流跟導體的電阻成反比。有時，我們也采用“圖像法”通過描點、畫圖，分析導體的U-I圖像、I-R圖像得出上述結論。

2．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。

（2）表達式I=■。公式中符號U表示導體兩端的電壓，單位是伏（V）；I表示導體中的電流，單位是安（A）；R表示導體的電阻，單位是歐（Ω）。該公式的兩個變形式：U=IR和R=■。

3．電阻的串聯和并聯

（1）串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和，以兩個電阻為例可用公式表示為：R＝R1＋R2；串聯電路的總電阻比其中任何一個都大，因為電阻串聯后相當于增加了導體的長度。若n個相等的電阻串聯，則有R串＝nR。

（2）并聯電路總電阻的倒數等于各并聯電阻倒數的和，以兩個電阻為例可用公式表示為：■=■+■；并聯電路的總電阻比其中任何一個都小，因為并聯后相當于增加了導體的橫截面積。若n個相等的電阻并聯，則有R并＝R/n。

4．伏安法測量小燈泡電阻

（1）方法：用電壓表和電流表間接測量。

（2）原理：歐姆定律的變形公式R=■。

（3）實驗用的電路圖如圖1所示，電路中滑動變阻器的作用一是改變小燈泡兩端的電壓，另一個是保護電路。

（4）實驗過程中的注意事項：a.連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器滑片調到阻值最大位置，以保護電路元件的安全。b.閉合開關后，移動滑片，使電壓表示數等于小燈泡的正常工作電壓，從該電壓開始逐次降低，獲得幾組數據。c.利用公式R=■分別算出不同電壓下小燈泡燈絲的阻值，測得的結果不能求平均值，燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。

5．歐姆定律和安全用電

（1）斷路：在某處斷開的電路。此狀態下電路中沒有電流，用電器也無法工作。

（2）短路：電路中不該相連的兩點被直接用導線連在一起的現象，叫做短路。一種是電源短路，它是電源兩極直接用導線相連，此時電路中電流非常大，電源會被燒壞，所以這種情況是絕對不允許的；另一種是用電器短路，它是用電器兩端直接用導線相連，被短路的用電器中沒有電流經過。

（3）安全用電：a.人體是導體，電壓越高時，流過人體的電流越大，越危險，實驗證明只有不高于36V的電壓對人體才是安全的。b.雷電是大氣中一種劇烈的放電現象，雨天不能在大樹下躲雨，人們通過在建筑物頂部安裝避雷針的方法防止雷電。

二、典例分析

例　（2012菏澤）實驗室內所用導線很短，導線的電阻忽略不計。但長距離輸電需要兩條輸電線，輸電線的電阻則不能忽略不計。當輸電線某處發生短路時，整個輸電線路的電阻會發生改變。已知每米輸電線的電阻是0.01Ω。（1）請你利用學過的電學知識，在如圖2所示的虛線框內為檢修人員設計一個檢修電路（器材和儀表任選），可以根據儀表的示數進行有關的計算，以確定輸電線短路的位置，便于檢修人員迅速趕往短路所在位置排除故障。（2）計算“短路點與測量點之間的距離”的表達式為：L=_______。

篇7

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

篇8

學生在進入高中階段學習了閉合電路歐姆定律以后，知道了利用伏安法測定電源的電動勢和內阻的基本思路，但他們沒有深層次研究在伏安法基礎上所派生出來的很多種測量方法.當學生在常規的伏安法的基礎上猛地接觸到沒有電壓表或電流表，取而代之的是電阻箱等電學儀器時總感不適應，難度太大.如何從思維的抽象上升到思維的具體，如何把伏安法知識靈活應用起來，這是學生認識水平的需要，也是教師在教學中不可回避的問題.

1 建構模型，提出問題

（1）在實驗室里測定電源的電動勢與內阻的電路如圖1所示.

提出問題：在不考慮系統誤差時，依據什么原理測定電源的電動勢和內阻？

教師引導學生從閉合電路歐姆定律的基本表達式出發，總結出測量原理.

本質是采用伏安法原理，測出電流I和電壓U.I、U應滿足的函數表達式.

過利用電壓表測得的電壓U和電流表測出的電流I作為已知數，在閉合電路歐姆定律的基礎上建立相應的函數表達式，利用計算法和圖象法這兩種方法中的其中一種都可以得到需要測量的值.

設計意圖 探究始于問題，作為復習課，學生已經有了一定的基礎，選擇典型的問題作為切入后，構建模型，通過解決問題的過程復習所學知識點，將學生從抽象的概念中引入到具體的實踐中，是一種直觀的，既能夠調動學生學習積極性的做法，避免干巴巴的重復，又能使學生在實際中得到鍛煉.

解決問題都有自己的規律，要通過典型試題找到解決問題的基本思路，避免就題論題，無法提高學生的能力.

2 變換儀器，總結規律

2.1 教師對學生進行啟發式引導

通過上述試題，學生能夠解決當電路中有電壓表和電流表的前提下，測定電源電動勢和內阻的問題，那么如果在實驗器材中缺少電壓表或電流表，或者所給的電壓表或電流表不符合題意需要時，我們能不能用其他的儀器等效代替呢？

為了回答這個問題，我們先來看如下試題：

某班舉行了一次物理實驗操作技能比賽，其中一項比賽為用規定的電學元件設計合理的電路圖，并能較準確地測量一電池組的電動勢及其內阻.

設計意圖 上述試題的求解過程從本質上來看，仍舊是伏安法，只是其電壓表是利用電流表和合適的定值電阻等效代替而已，只要引導學生認清這個本質，試題就變得很簡單了.

2.2 教師引導學生總結出解題的思維

（1）遵循本質的思維.電源電動勢、內阻的測定實驗，在實驗室采用的是伏安法，其本質是建立了路端電壓與總電流之間的函數關系.

（2）等效替代的思維.缺少電壓表時，可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻相串聯來代替.同樣的，在缺少電流表時，可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻并聯來代替.

（3）數學分析的思維.建立起函數表達式與相關圖象的對應關系，就通過截距和斜率得到需要測定的物理量.

在以上分析結論的過程中啟發我們基本思維：

（1）閉合電路歐姆定律為基礎；（2）等效代替法的思維；（3）確立測量值之間的函數關系并畫出圖象.

設計意圖 學生在考慮電學實驗試題時，頭腦中出現的信息往往是最基本的伏安法測定電阻的模型，只能就題論題，試題稍作變動，就無所適從.在伏安法的基礎上，通過等效替代法創設一類問題的情景，幫助學生找到解決問題的基本思維、基本規律.這種解決問題的方法，可以遷移到其他更深層次，綜合性更強的問題上面，為后期解決復雜問題奠定基礎，明確方向.

3 層層深入，拓寬思維

師：如果在測定電源電動勢和內阻的試驗中，沒有電壓表，只有電流表和電阻箱，以上總結的規律還有存在的價值嗎？

思維整合 實際上，無論是伏安法測定電源電動勢、內阻的問題，還是缺少電壓（流）表，利用其它電學儀器等效代替的問題，只要學生能認清實驗的原理，明確了等效替代的本質，即：仍舊按照伏安法測電源電動勢和內阻的思路，在做圖象時，通過公式變型找到測量值所滿足的基本關系式（重點表現形式為一次函數）即可.

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一、歸納對比，培養比較概括能力

歸納推理與演繹推理不同，演繹推理是由一般到個別，即從一般性的結論判斷出發，推之于個別也具一般事物的那種特性；歸納推理是由個別到一般，由觀察實驗研究發現找到個別事物有某種特性，而這個別事物的同類，也具有那種特性，那么這同類事物就具有那種特性了。而對比（比較）是確定現實對象及其現象異同的一種思維過程；概括是把比較中抽取出來的本質特點進行綜合。

物理教學中要善于從形式和本質兩方面引導學生認知物理現象或物理知識的相似點與差異點，以培養對比、概括能力。我們在進行物理概念教學時，就常用異中求同法。如通過火車在軌道上行駛，飛機在高空飛行，蟲子在地上爬行，人在路上行走等各種運動形式中，找出其共同點：一個物體相對另一物體的位置發生了變化，從而概括出“機械運動”的概念。亦可在學了有關時間與時刻，路程與位移，電壓、路端電壓、電勢、平衡力、作用力與反作用力，動通定理、動量定律，機械守恒定律、動量守恒定律以后，用圖表進行對比。

二、聯系實際，培養分析綜合能力

分析和綜合是思維的基本過程。分析是把整體分解為部分，把復雜的事物分解為最簡單的要素，然后分別加以研究的一種思維方法。綜合則是把對象的各個部分、各個方面和各種因索聯系起來的一種思維方法。例如在力學中，研究物體的運動狀態和所受的外力（即與其他物體的相互作用）的關系時，問題就比較復雜，學生普遍感到很不易掌握。但如果用“隔離法”進行分解教學，首先把要研究的對象和其對象（物體）“隔離”開來，而后逐一分析，從各個側面去分析該物體收到其他物體的作用力的性質（重力、彈力、摩擦力等），求出合力；再研究物體的質量和所受的合力與外力的關系，從而得到“一個物體運動的速度的變化率和外力成正比”的結論。這便是力學研究中常用的分析法。

分析和綜合是相互聯系的：分析是綜合的基礎，綜合是分析的目的。沒有分析就不能綜合，沒有綜合分析就毫無意義。在認識物理現象的過程中，分析和綜合總是交替進行的，二者相互依存，相互制約。如教學直流電規律時，先讓學生學習電流、電壓、電阻以及串并聯電路的特征等，在此基礎上學習部分電路的歐姆定律，這便是在分析基礎上的第一次綜合。這時學生對直流電規律的認識仍囿于部分電阻即一段電路上的。待學習電動勢概念，分析電流通過內外電路電壓降落的情況及能量變化情況，得到閉合電路歐姆定律，即全電路歐姆定律后，學生才對電路的部分和整體及各種因素的相互制約關系獲得較為完整的認識。所以，對物理綜合問題的教學，先要引導學生分析，研究復雜現象包含的物理過程，及其解決的方法，再引導學生綜合，把各物理過程連成一個整體思考求解。從而使學生養成分析綜合的良好習慣，培養運用數學解決物理問題的能力。

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關鍵詞：數學方法；物理問題；分析

一、數學知識的應用能力在物理學習中占據著重要的地位

首先，數學是物理的語言，它以簡潔精確的特點描述物理概念和規律。例如，物理量的定義，像加速度、電阻、電場強度、磁感應強度等物理量的定義均用了比值定義。在物理規律的表達如牛頓第二定律、歐姆定律等都體現了函數關系自變量與函數的關系。在運動學中如v-t圖像更能形象地描述運動特點、運動過程。所以在物理概念規律時正是體現了數學的邏輯性。所以，對學生來說，需要有良好的數學基礎，如公式變形、比例運算、三角函數、函數方程、圖象、對數、數列……

其次，分析和解決物理問題的過程，就是應用所學物理知識和原理，將問題給出的物理情景，抽象或簡化成各種概念模型和過程模型，用數學化的公式或方程表達出來，最后用數學知識解得結果。在高中物理學習中，除了要掌握概念、規律，更重要的是應用規律概念解決問題。在高中物理的學習中，解決力學、電磁學的三種途徑；牛頓第二定律、能量、動量貫穿了整個高中物理的始終。從平衡等式到牛頓第二定律到動能定理機械能守恒定律，到動量定理，到動量守恒定律，無不是列方程去解決物理問題。

二、高中物理學習中數理結合的具體體現

高中物理“培養學生運用數學處理物理問題的能力”的要求是：學生能理解公式和圖象的物理意義，能運用數學進行邏輯推理，得出物理結論，要學會用圖象表達和處理問題；能進行定量計算，也能進行定性和半定量分析。要實現上述目標，必須在物理學習中注重數理結合。在中學階段，運用數學工具解決物理問題的學習主要表現在以下兩個方面：

1.運用數理結合進行物理概念和物理規律的學習

物理概念是對物理現象的概括，是從個別的物理現象、具體過程和狀態中抽象出的具有相同本質的物理實體。它反映的是物理現象的本質屬性，是構成物理知識的最基本的單位。如：加速度定義式、電場強度的定義式、磁感應強度定義式、歐姆定律，電容的定義式、決定式等，動能定理表達式、機械能守恒定律表達式、動量定理表達式、動量守恒表達式等，在抽象出一類物理現象和物理過程的共同特征和本質屬性之后，用簡潔的文字語言、數學式子或圖表表達物理概念。

2.運用數理結合進行實驗數據的處理

應用準確的實驗方法得出實驗數據后，從實驗數據中分析、計算得出實驗結論，是實驗能力的主要方面。在實驗數據的處理中，數學工具的應用使得處理過程顯得特別簡捷、直觀。例如：驗證勻變速實驗中求解加速度我們可以用逐差法，還可用v-t圖象斜率球加速度。再有在電學實驗中描繪小燈泡的伏安特性曲線通過圖線的變化趨勢判斷電阻的變化。在測電源電動勢和內阻的實驗中閉合電路的伏案特性曲線的截距、斜率的值各是我們沿得到的電動勢和內阻值，這比列方程就解更準些。

三、物理解題中常用的數學知識

物理解題運用的數學方法通常包括方程（組）法、比例法等。

1.方程法

在物理計算題中是通過物理方程求解物理未知量的，方程組是由描述物理情景中的物理概念，物理基本規律，各種物理量間數值關系，時間關系，空間關系的各種數學關系方程組成的。

2.比例法

比例計算法可以避開與解題無關的量，直接列出已知和未知的比例式進行計算，使解題過程大為簡化。應用比例法解物理題，要討論物理公式中變量之間的比例關系，清楚公式的物理意義，

每個量在公式中的作用，所要討論的比例關系是否成立。同時，要注意比例條件是否滿足：物理過程中的變量往往有多個。討論某兩個量比例關系時要注意只有其他量為常量時才能成比例。