欧姆定律的性质模板(10篇)

时间:2023-08-07 17:05:37

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇欧姆定律的性质,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

欧姆定律的性质

篇1

1、欧姆定律是指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。该定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆1826年4月发表的《金属导电定律的测定》论文提出的。

2、随研究电路工作的进展,人们逐渐认识到欧姆定律的重要性,欧姆本人的声誉也大大提高。为了纪念欧姆对电磁学的贡献,物理学界将电阻的单位命名为欧姆,以符号Ω表示。

3、欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流I为纵坐标,所做出的曲线,称为伏安特性曲线。这是一条通过坐标原点的直线,它的斜率为电阻的倒数。具有这种性质的电器元件叫线性元件,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。

(来源:文章屋网 )

篇2

3、电压有正,负之分,它与标志的参考电压方向有关。

4、沿电路中任一闭合回路行走一圈,各段电压的和恒为零。

5、电压的单位是伏特(V),根据不同的需要,也用千伏(KV),毫伏(mV)和微伏(μV)为单位。1KV=1000V1V=000 mV1mV=1000μV

6、电阻的概念是什么?导体对电流起阻碍作用的能力称为电阻,用符号R表示,当电压为1伏,电流为1安时,导体的电阻即为1欧姆(Ω),常用的单位千欧(KΩ),兆欧(MΩ)。

7、1 MΩ=1000 KΩ

8、1 KΩ=1000Ω

9、什麽是部分电路的欧姆定律?

流过电路的电流与电路两端的电压成正比,而与该电路的电阻成反比,这个关系叫做欧姆定律。用公式表示为I=U/R。

式中:I——电流(A);U——电压(V);R——电阻(Ω)。

部分电路的欧姆定律反映了部分电路中电压,电流和电阻的相互关系,它是分析和计算部分电路的主要依据。

篇3

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)08-0098-02

欧姆定律是《电工基础》中最常用的基本定律之一,技工院校现在使用的《电工基础》教材(中国劳动社会保障出版社出版,第四版)中把欧姆定律分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两部分。对于部分电路欧姆定律,由于中学物理课本已作详细介绍,学生容易接受,但对于全电路欧姆定律,由于其涉及的概念较多且各物理量之间的关系复杂,再加上教材未附相应的实验,学生缺乏感性认识。因此,学生很难理解和接受,也是其成为教师教学中重点和难点的原因。笔者针对学生在学习过程中容易产生的困惑和疑问,借助实验来帮助学生理解,收到了较好的效果。

明确教学目标是教师组织

全电路欧姆定律教学的关键

掌握全电路欧姆定律对于学好《电工基础》这门课程来说至关重要。因为后续章节中多处电路的分析和计算要应用到这一定律。教学是一个教师与学生双向互动的过程,作为教师,要组织好全电路欧姆定律教学,必须先明确教学目标,做到心中有数,才能更好地开展教学。

知识目标:(1)理解电动势、内电阻、外电阻、内电压、外电压、端电压、内压降等物理量的物理意义;(2)掌握全电路欧姆定律的表达形式,明确在闭合电路中电动势等于内、外电压之和;(3)掌握端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律;(4)掌握全电路欧姆定律的应用。

能力目标:(1)通过实验教学,培养学生的观察和分析能力,使学生学会运用实验探索科学规律的方法;(2)通过对端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律的讨论,培养学生的思维能力和推理能力。

理解各物理量的物理意义是

学生掌握全电路欧姆定律的基础

全电路欧姆定律的难点在于概念较多,且各物理量之间的关系复杂。因此,首先,应让学生准确理解各物理量的含义。

全电路是指含有电源的闭合电路,如图1所示。其中,R代表负载(即用电器,为简化电路,只画一个),r代表电源的内电阻(存在于电源内部),E代表电源的电动势。整个闭合电路可分为内、外两部分,电源外部的叫外电路(图1中方框以外的部分),电源内部的叫内电路。外电路上的电阻叫外电阻,内电路上的电阻叫内电阻。当开关S闭合时,电路中就会有电流产生,I=,该式表明:在一个闭合电路中,电流强度与电源的电动势成正比,与电路中内电阻和外电阻之和成反比,这个规律称为全电路欧姆定律。

要理解这个定律,要先理解以下几个物理量的物理意义:第一个是电动势,它是指在电源内部,电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。这个概念比较抽象,涉及知识面较广,要使学生全面、深刻地理解它是有困难的。考虑到学生的接受能力和满足后续知识的需要,需向学生讲清两个问题:一是电动势的值可用电压表测出——电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;二是电动势的物理意义是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领,是由电源本身的性质决定的。第二个是电源的端电压(简称端电压),它是指电源两端的电位差(在图1中指A、B两点之间的电压,也等于负载R两端的电压)。需要注意的是,端电压与电动势是两个不同的概念,它们在数值上不一定相等。第三个是内压降,它是指当电流流过电源内部时,在内电阻上产生的电压降。全电路欧姆定律也可表示为:“在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和。”

掌握各物理量的变化规律是

掌握全电路欧姆定律的重点

全电路欧姆定律的难点在于各物理量之间的变化规律,也是学生容易产生疑惑的地方。可以利用演示实验来验证各物理量之间的变化规律,以增加学生的感性认识,提高学生的逻辑推理能力。

第一,验证电源内电阻的存在并计算其大小。对于电源的内电阻,由于存在于电源的内部,既看不见,也摸不着,学生对此存在质疑。为此,可用图2进行实验,不但可以证明内电阻的存在,还可测出内电阻的大小。在图2中,用1节1号干电池作电源,电阻R为已知值(可根据实际情况选定)。开关闭合前,记下电压表的读数U1(此值即为干电池的电动势),开关闭合后,记下电压表的读数U2,发现U2比U1小(见表1),就是因为电源内部存在内电阻的缘故。

根据公式r=R可算出该电池的内电阻。再用不同型号的干电池(如5号干电池、7号干电池)进行重复实验,发现它们的电动势虽然相等(为了后面实验的需要,尽量选用电动势相等的电池,并保留这些电池),但内电阻不一定相同。

第二,端电压U跟外电阻R的关系。

实验电路如图3所示,用1节1号干电池作为电源,移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的读数变化,并将它们的读数记录到表2中。通过观察发现:当滑动片从左向右移动时(为保证实验设备安全,滑动片不要移到最右端),电流表的读数慢慢变大,电压表的读数慢慢变小;当滑动片从右向左移动时,电流表的读数慢慢变小,电压表的读数慢慢变大。由此得出结论:端电压随外电阻上升而上升,随外电阻下降而下降。根据表2中的数据可绘成曲线(如图4所示),即电源的端电压特性曲线。从曲线上可以看出:电源端电压随着电流的大小而变化,当电路接小电阻时,电流增大,端电压就下降;当电路接大电阻时电流减少,端电压就上升。

思考:如果滑动片移到最右端,电压表、电流表的读数将为多少?

第三,端电压与内电阻r的关系。

根据公式U=E-Ir分析可知:当电流I 不变时,内阻下降,端电压就上升;内阻上升,端电压就下降。实验电路同图3,只需将电路中的电源用前面已测过内阻值的不同型号的电池代替即可,观察电流表、电压表的读数,上述结论即可得到验证。

应用规律,解决实际问题

首先向学生提出问题:你是否注意到,电灯在深夜要比晚上七八点钟亮一些?这个现象的原因何在?在回答这个问题之前,可先通过实验验证这一现象的存在,如图5所示。图中5个灯泡完全相同,先将开关全合上,使灯泡发光,再逐个断开开关,发现灯泡逐渐变亮,原因分析:随着开关的断开,外电阻增大,导致干路电流减小,使得内压降下降,从而端电压增大,即灯泡两端的实际电压增大,故灯泡变亮了。上述问题也得到了解决。

在教学过程中,如果尽可能地增加一些实验,通过生活中的实验记录其数据并指导学生得出规律,提高感性认识,不但可以提高学生的学习兴趣,也会提高教学效果。

参考文献:

[1]李书堂.电工基础(第4版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.

[2]毕淑娥.电工与电子技术基础(第2版)[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.

篇4

重点考点

欧姆定律是通过“探究导体的电流跟哪些因素有关”的实验得出的实验结论.应注意以下考点:(1)公式()说明导体中的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关,其中I、U、R必须对应于同一电路和同一时刻.(2)变形式()说明电阻R的大小可以由()计算得出,但与U、I无关.因为电阻是导体本身的一种性质,由自身的材料、长度和横截面积决定.由此提醒我们,物理公式中各量都有自身的物理含义,不能单独从数学角度理解.(3)串联电路具有分压作用,并联电路具有分流作用.

中考常见题型

中考一般会从两方面考查欧姆定律的应用,一是对欧姆定律及变形公式的理解和简单计算,一般不加生活背景,以纯知识性的题目出现在填空题或选择题中:二是应用欧姆定律进行简单的串并联的相关计算.

例1 (2014.南京)如图1所示,电源电压恒定,R1=20Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3 A;若再闭合开关S1,发现电流表示数变化了0.2 A.则电源电压为____V,R2的阻值为____ Ω.

思路分析:闭合s,断开S1时,电路为只有R1的简单电路,可知电源电压U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V;若再闭合S1时,两电阻并联,则U2=U=6 V,因为R1支路两端的电压没有变化,所以通过该支路的电流仍为0.3 A,电流表示数的变化量即为通过R2支路的电流,则I2=().

答案:6 30

小结:本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用,关键是能判断出闭合开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流.每年的中招都有一个2分的这样的纯计算题目,以考查同学们对基础知识的理解和掌握程度.

例2(2013.鄂州)如图2甲所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图、2乙所示.根据图象的信息可知____.(填“α”或“b”)足电压表V2示数变化的图象,电源电压为____V,电阻R1____的阻值为____ Ω.

思路分析:国先分析电路的连接情况和电表的作用:电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表V1测的是R1两端的电压,电压表V2测的是滑动变阻器(左侧)两端的电压.因为R1是定值电阻,通过它的电流与电压成正比,所以它对应的图象应是α,那么图象b应是电压表V2的变化图象,观察图象可知:当电流都是0.3 A(找出任一个电流相等的点,两图线对应的电压之和就是电源电压)时,U1=U2=3 V,根据串联电路中电压的关系可知,电源电压为6V,由于R1是定值电阻,所以在图象α上任找一点,代入欧姆定律可知()

答案:b 6 10

小结:欧姆定律提示了电流、电压、电阻三者之间的数量关系和比例关系,三个比例关系分别为:(1)电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,即()(2)电流一定时,导体两端的电压和它的电阻成正比,即().该规律又可描述为:串联分压,电压的分配和电阻成正比,即电阻大的分压多.(3)电压一定时,导体中的电流和导体的电阻成反比,即(),该规律又可描述为:并联分流,电流的分配和电阻成反比,即电阻大的分流小.图象可以很直观地呈现这种关系,学会从图象中找出特殊点足解决欧姆定律问题的一大技巧,

第2节 动态电路中物理量的变化

重点考点

由于滑动变阻器滑片的移动或开关所处状态的不同,使电路中电流和电压发生改变,这样的电路称之为动态电路.这类题目涉及电路的分析、电表位置的确定、欧姆定律的计算、串并联电路中电流和电压分配的规律等众多知识,因此同学们在分析过程中容易顾此失彼,下面我们通过例题梳理一下解决这类问题的一般思路,

中考常见题型

题日常联系生活实际,以尾气监控、超重监控、温度监控、风速监控、身高测量等为背景,考查该部分知识的掌握情况,存中考题中常以选择题的方式呈现,注意:如果题目中没有特别说明,可认为电源电压和定值电阻的阻值是不变的.

例3(2014.济宁)小梦为济宁市2014年5月份的体育测试设计了一个电子身高测量仪.图3所示的四个电路中,Ro是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随身高上下平移.能够实现身高越高,电压表或电流表示数越大的电路是().

思路分析:图A中两个电阻R。和R串联,电流表测量的是整个电路中的电流,当身高越高时,滑动变阻器接入电路中的阻值越大,电路中的电流越小,电流表的示数越小,图B中身高越高时,滑动变阻器连人电路中的阻值越大,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压的规律知道,R越大电压表的示数越大,符合题意.图B与图C中滑动变阻器的接法不同,图C中身高越高,滑动变阻器连入电路中的阻值越小,同理知道电压表的示数越小.图D是并联电路,电流表测的是支路电流,根据并联电路各支路互不影响的特点知道,不论人的身高如何变化,电流表的示数都不会发生变化,选B.

小结:分析这类问题依据的物理知识是:(1)无论串并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大,而电源电压不变,总电流与总电阻成反比.(2)分配关系:串联分压(电阻大的分压多),并联分流(电阻大的分流少).(3)在并联电路中,各支路上的用电器互不影响,滑动变阻器只影响所在支路电流的变化,从而引起干路电流的变化.解决这类问题的一般思维程序是:(1)识别电路的连接方式并确定电表位置.(2)判断部分电阻的变化.(3)判断总电阻及总电流的变化.(4)根据串并联电路的分压或分流特点进行局部判断.

例4如图4所示电路,电源电压不变,开关S处于闭合状态.当开关S.由闭合到断开时,电流表示数将____.电压表示数将 ________ .(均填“变大”“不变”或“变小”)

思路分析:当开关S.闭合时,电灯L被短路,电路如图5所示,电压表测的是电阻R两端的电压(同时也是电源电压),电流表测的是通过电阻R的电流.当开关S1断开时,电灯L和电阻R串联,电路如图6所示,此时电压表测电阻R两端的电压,它是总电压的一部分,所以电压表的示数变小;电流表测的是总电流,但跟S,闭合相比,这个电路的总电阻变大,总电压不变,故电流表的示数变小.

答案:变小 变小

小结:本题引起电表示数变化的原因是开关处于不同状态,解决本题的突破口是弄清楚当开关处于不同状态时,电路的连接情况和电表的位置.

第3节 欧姆定律的探究及电阻的测量

重点考点

电学实验探究题的考查比较常规,有以下几方面:(1)选取器材及连接电路:根据题目要求,分析或计算出电表的量程和滑动变阻器的规格,连接电路时开关应断开,滑动变阻器要“一上一下”接入,且滑片要放在阻值最大的位置.电表的量程和正负接线柱要正确.(2)滑动变阻器的作用:保护电路,改变电路中的电流或用电器两端的电压,实现多次测量.(3)分析实验数据得出结论.怎样分析数据才能得出结论是近年来考试的侧重点,要注意结论成立的条件和物理量的顺序.(4)多次测量的目的有两个,如定值电阻的阻值不变,多次测量是为了求平均值减小误差:灯丝电阻是变化的,多次测量是为了观察在不同电压下,电阻随温度变化的规律.难点是单表测电阻和创新型实验的探究与设计.

中考常见题型 中考常以“探究电流与电压或电阻的关系”“测小灯泡的电阻”和“测定值电阻的阻值”这三类题型,以实验探究的方式考查同学们的动手能力和解决实际问题的能力,在常规的考查基础上,近几年又融人器材的选取、电路故障的处理、单表测电阻及如何分析数据才能得出结论等探究内容的考查.

例5用“伏安法”测电阻,小华实验时的电路如图7所示.

(1)正确连接电路后,闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的________(填“左”或“右”)端.

(2)测量时,当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数如图7乙所示,则,_____A,根据实验数据可得R2=____Ω.小华在电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外,还有____.

(3)如果身边只有一只电流表或电压表,利用一已知阻值为Ro的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx请仿照表1中示例,设计出测量Rx阻值的其他方法.

篇5

人类很早就认识了磁现象和电现象,我国在战国末期就发现了磁铁矿吸引铁的现象,在东汉初期就有带电的琥珀吸引轻小物体的记载。但是,人类对电磁现象的系统研究,却是在欧洲文艺复兴之后开展起来的,到19世纪才建立了完整的电磁学理论。在电磁学发展过程中,涌现了无数科学家通过科学假说、实验验证、理论分析等研究过程,一步步对自然规律进行揭示。其中比较典型的有:1785年库仑定律的发现,使电学进入了定量研究阶段,真正成为一门科学;1820年奥斯特电流磁效应的发现,揭示了电流能够产生磁场;1821年安培的分子电流假说,揭示了磁现象的电本质;1831年法拉第电磁感应定律的发现,进一步揭示了电和磁的密切联系;19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上,建立了完整的电磁场理论,并成功预言了电磁波的存在,1888年赫兹的实验证实了麦克斯韦的电磁场理论,从而电磁学发展到了顶峰。

二、电磁学的知识结构和知识规律

1.知识结构

2.知识规律

“电场”一章是学好电磁学的基础和关键,基本概念多,且抽象,如电场强度、电场线、电势和电势能等。教材从电荷在电场中受力和电场力做功两个角度研究电场的基本性质,许多知识要在力学知识的基础上学习。

“恒定电流”一章是在初中基础上的充实、扩展和提高,重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律,电路的等效处理方法和实验的设计是本章的重点。

“磁场”一章阐明了磁与电的统一性,用研究电场的方法进行类比,可较好地解决磁场和磁感强度的概念。由安培力导出洛仑兹力,由洛仑兹力导出带电粒子在匀强磁场中的运动规律等,因此,分析推理是本章的特点。

“电磁感应”一章的重要物理规律是法拉第电磁感应定律和愣次定理,这部分知识中,能量守恒定律是将各知识点串起来的主线。由于楞次定律较抽象,要通过实验进行分析、归纳,需加强学生的抽象思维能力。

“交变电流”和“电磁波”是在电场和磁场基础上结合电磁感应的理论和实践。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律,同时也把波动理论从机械波推到电磁波,从而对物质的波动性的认识提高了一步。

三、电磁学的研究方式:“场”和“路”

电荷周围存在电场,每个带电粒子都被电场包围着,运动电荷的周围除了电场还存在磁场,磁体的周围也存在磁场。现在的科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点,并证明了电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在,电磁场是物质的一种形式,是物质相互作用的特殊方式,也是电磁运动的实质。教材中以场为主线,主要有电场、磁场和电磁场。电场强度和电势是描述电场性质的两个重要物理量。磁感强度是描述磁场性质的重要物理量。电磁感应规律是反映电场和磁场间密切联系的一种物理现象。麦克斯韦从理论上指出了变化的电场和磁场总是相互联系的,一个不可分割的统一体,这就是电磁场。库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律为建立麦克斯韦理论,提供了基础和实验规律。

电路知识具有广泛的实用价值,以路为主线,主要有直流电路、交流电路(包括振荡电路)。欧姆定律是从实验中总结出来的一条重要规律,是解决电路问题的重要依据。要会分析电路的连接方式(串联或并联)及等效处理方法,电功和电功率的计算,不仅能解决直流电路问题,还可以解决交流电路的问题。

篇6

严格地说,万有引力定律的公式只适用于计算质点间的相互作用。质点本身就是一个理想化的模型,当两个物体间的距离比物体本身大得多时,可以认为是质点。认为当r0时,F∞的错误原因就在于实际情况中根本不可能出现r=0的情况,也就是说,在r0时,有质量的物体也就不能再看成质点了。

对于万有引力定律的适用还可以有下面两种情况:一是当两物体距离很近时,如果质量都是分布均匀的球体,此时r应是两球体球心间的距离,二者间距离最小也是在它们接触时,r为两球半径之和,而不是0。二是若为一均匀球体与球外一质点的万有引力也可用此公式,式中r是球心到质点的距离,此距离最小是球的半径,也不是0。

(2)对于库仑定律公式:F=KQ1Q1/r2仅适用于真空中(空气中近似成立)的两个点电荷间的相互作用,在理解库仑定律时,常有同学认为:r0时,得出库仑力F∞。

从数学的角度分析,这是正确的结论,但从物理学的角度分析,这一结论是错误的,错误的原因和对万有引力错误认识是类似的,原因在于当r0时,两电荷已经失去了点电荷成立的条件,何况实际电荷都有一定的大小,根本不会出现r=0的情况,也就是说,在r0时电荷已经不能再看成点电荷了,违背了库仑定律的适用条件(真空、点电荷),不能再运用库仑定律计算两电荷间的相互作用了。

(3)对于闭合电路欧姆定律,根据欧姆定律及串、并联电路的性质来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况,在分析这一动态电路的基本方法中,可以用极限方法。极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。

先用两个例题来分析:

例1 如右图所示电路中,已知电源电动势E=3V,内电阻r=1Ω,R1=2Ω,滑动变阻器R的阻值可连续增大,求:当R多大时,R1将消耗的功率最大,且为多少?

解析 由P=I2R知,对于R1消耗的功率

P1=I2R1当I最大时,P1最大,要使I最大则由I=E/(r+R1+R)可知应使R=0,当R=0时R1将消耗的功率最大:Pm= R1E2/(r+ R1)2 =2W

例2 分析闭合电路路端电压与电流关系:U=E-Ir ;I=E/(r+R)。(E、r不变)

用极限法来分析是很容易理解的。

篇7

在电学复习课中,笔者认为应以电学中基本的电路为基础,打破章节的束缚,采用问题教学法,引领学生系统梳理本章所涉及的物理概念,重温重要的物理实验,强化重要物理规律的探究方法与过程,同时,以基本电路为原型,设计重要题型,注重变式教学,举一反三,提高学生分析问题解决问题的能力.

苏科版九年级物理第十四章《欧姆定律》中的基本电路如图1所示.以此电学基本电路为主线,进行整个章节的系统复习教学,可以让学生感觉到重点突出,思路清晰,耳目一新,还可以调动学生学习的积极性,活跃课堂气氛,提高复习效果.

1利用基本电路,进行物理概念和规律的复习

物理概念和规律是物理学的基础,在物理的复习课中加强对物理概念和规律的再次重温与梳理,应是复习课的重要内容之一.在对《欧姆定律》复习时,笔者以此基本电路为基础,采用问题教学法,突出学生主体地位,引导学生梳理相关电学概念.

问题1此基本电路由电阻元件组成,请问电阻的定义、单位和影响因素各是什么?在研究影响电阻大小因素时采用了什么物理方法?

学生:电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻的单位是欧姆(Ω),影响电阻的大小的因素有导体的长度、横截面积、材料和外界的温度,电阻是导体本身的一种性质;在研究影响电阻大小因素时采用了控制变量法.

问题2你能为滑动变阻器写一份说明书吗?

学生:滑动变阻器的工作原理是靠改变连入电路的电阻的长度来改变电阻的大小,它在电路中的主要作用是控制电路中的电流大小,起到保护电路的作用,它的正确接法是采用“一上一下”的接法,它的铭牌告诉我们它连入电路的最大阻值和允许通过的最大电流值.

问题3此基本电路中,电路的总电阻应如何计算?电压的分配与电阻值大小存在怎样的关系?

学生:串联电路的总电阻等于各串联电阻阻值之和,公式R总=R1+R2;串联电路电压的分配与电阻成正比,公式U1/U2=R1/R2.

2利用基本电路,加强电学实验的复习

在第十四章《欧姆定律》中,探究电流与电压、电阻的关系和伏安法测电阻是本章的两个重要实验.运用控制变量法,让学生再次重温实验探究过程,探究电流与电压、电阻的关系,从而得出欧姆定律,这对提高学生实验探究能力具有十分重要的意义;会依据欧姆定律测出定值电阻的阻值,在此基础上通过变式教学,让学生设计出测电阻的多种方法,在提高学生的实验操作技能的同时,可以培养学生的的创新能力和创新思维.对上述两个实验的复习与重温应是本章复习的重点.但两个实验的实验电路图是相同的,这为两个实验的复习提供了良好的基础.笔者在复习这两个实验时,通过一系列的问题设计,由表及里,层层推进,引导学生思考,从而进一步促进学生加深对这两个实验的理解与掌握.

2.1问题:利用这个基本电路,可以完成本章的哪些实验

学生:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻.

2.2利用这个基本电路,复习探究电流与电压、电阻关系实验的问题设计

问题1:本实验所采用的实验方法是什么?

学生:控制变量法.

问题2:本实验的操作要点是什么?

学生:手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数.

问题3:本实验滑动变阻器有什么作用?

学生:在探究电流与电压关系的实验中,滑动变阻器的作用是改变定值电阻电压;在探究电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器的作用是控制电压不变;保护电路.

问题4:本实验数据记录表格怎样设计?(略)

问题5:本实验得到的实验结论是什么?怎样用图像表示?

学生:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,这就是欧姆定律的内容.(图像略)

问题6:欧姆定律的公式是什么?运用欧姆定律计算时,应注意什么问题?

学生:欧姆定律公式是I=U/R,运用欧姆定律计算时,应注意电流、电压、电阻是同一时刻同一用电器三个物理量,且该用电器是纯电阻用电器.

问题7:欧姆定律实验探究过程中具体问题的设计:在利用这个基本电路探究电流和电阻关系时:

(1)小明先将5 Ω的电阻接入电路读出电流I,再换10 Ω的定值电阻读出电流,发现并不等于I 的一半,请你分析产生这一现象的原因.(没有调节滑动变阻器保持电阻两端的电压不变)

(2)了解原因后,小明重新进行实验,实验过程中他控制定值电阻两端的电压恒为1.5 V.他先用5 Ω的定值电阻进行实验,再换用10 Ω的定值电阻,合上开关后,你认为电压表的示数将(大于)1.5 V,此时应向(右)调节滑片,使电压表的示数仍为1.5 V.

(3)若在这个电路中,电源电压是3 V,滑动变阻器的最大阻值是15 Ω.实验过程中小明控制定值电阻两端的电压恒为1.5 V,最后用20 Ω的电阻替换10 Ω的电阻接入电路中进行实验,发现无法读取与20 Ω的电阻对应的电流值.经检查,电路连接无误,且元件完好,请你帮他找出两种可能的原因.(原因1:滑动变阻器的最大阻值偏小;原因2:控制定值电阻两端电压偏小)

2.3利用这个电路进行伏安法测电阻实验的问题设计

问题1:伏安法测电阻的原理是什么?

学生:根据欧姆定律I=U/R.

问题2:在电路连接过程中应注意哪些问题?

学生:连接电路时,开关应断开.开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值位置.

问题3:在连接电路时,电流表与电压表的量程应怎样选择?

学生:电压表根据电源电压来选择量程;电流表根据电路中所估测的最大电流来选择量程.

问题4:此实验中滑动变阻器的作用是什么?表格应怎样设计?

学生:保护电路;多次测量取平均值,以减小实验误差.(表格略)

问题5:若用这个电路测小灯泡电阻,测出的小灯泡电阻不同,是由于实验误差的原因吗?

学生:不是,灯泡电阻受温度影响.

问题6:在伏安法测电阻的实验和探究电流和电压、电阻关系的实验中都做了三次实验,它们的目的相同吗?

学生:不同,前者是多次测量求平均值以减少误差,后者是排除实验偶然性.

问题7:在利用这个电路测量定值电阻阻值时,若电流表损坏,如何利用余下的实验器材测出定值电阻的阻值?

(1)方法1:如图2甲所示,闭合开关,先用电压表测出待测电阻Rx两端电压为U1,再用电压表测出滑动变阻器R两端电压为U2,变阻器一直处于最大阻值位置,则Rx=U1R/U2.

(2)方法2:如图2乙所示,闭合开关,将滑动变阻器滑片P滑到a端读出电压表示数为U1,滑片P滑到b端读出电压表示数为U2,则Rx=U2RU1-U2.

(3)方法3:若再提供一个电阻箱,如图2丙所示,保持滑动变阻器的滑片P不动,只闭合开关S1读出电压表示数为U;只闭合开关S2,并调节电阻箱R0使电压表示数仍为U,则电阻箱R0的阻值为此时待测电阻的阻值.此方法为等效替代法.

问题8:在利用这个电路测量定值电阻阻值时,若电压表损坏,又如何利用余下的实验器材测出定值电阻的阻值?

实验设计总体思路:电路并联.

3利用基本电路,提高学生解题能力

笔者认为,本章习题繁多,教师在复习时,若不注重总结、归纳和引导,容易使学生陷于题海中.本章虽题目繁多,但通过《义务教育物理课程标准》的学习和对大量题型的认真分析与总结,许多题目设计总是围绕笔者所提供的基本电路展开.在一节课复习时间有限的前提下,以此电路为基础,注重对重要知识点和重点题型的设计就显得尤为重要.通过对此电路相关问题的精心设计,在师生共同讨论与分析前提下,可提高学生分析问题和解决问题的能力,还能使学生触类旁通,起到事半功倍的效果.

问题1根据表1数据回答:在这个基本电路中,连接电路需用导线,应从铜线和铁线中,选用.制作滑动变阻器选择电阻线材料时,应从锰铜合金和镍铬合金中,选用.

表1导线电阻R/Ω导线电阻R/Ω铜0.017锰铜合金0.44铁0.096镍铬合金1.1(导线长1 m,横截面积1 mm2,温度20 ℃)

问题2当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表的示数,电压表的示数,电压表与电

流表的示数之比.

问题3当滑动变阻器的滑片向右移动时,若电流表示数不变且为零,但电压表的示数较大,可能的电路故障是;若电流表有示数,但电压表没有示数,可能的电路故障是.

问题4在这个电路中,若电源电压为6 V且保持不变,定值电阻阻值为8 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω.小明所选用的电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A.为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是

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“伏安法”测电阻可以加深理解欧姆定律,在实践教学中,通过把教材中的电阻替换为小灯泡来进行实验,有助于学生构建知识,重在质疑能力。达到电学中教学中的以下目的。

一、可以弄清各物理量之间的关系。

认识定律中的“电压”、“电流”、“电阻”这三个物理量是对同一导体(或同一部分电路),在同一状态下的三个物理量。这就是欧姆定律的“同一性”和“同时性”。欧姆定律的数学表达式可写成I=U/R,其物理意义是:导体中的电流跟这段导体两端的电压在正比,跟这段导体的电阻成反比。

在学习中,由于学生的数学经验,把公式变形U=IR,会错误认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,理论上电压是形成电流的原因,给电阻R加上电压U,在电阻中就有电流I=U/R,如果电阻R改变了,会引起R中的电流I改变,但不会引起电压U的变化。公式还可以变形为R=U/I,同样,又能否认为导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟其中的电流成反比呢?当然不可以,因为电阻是由导体本身的性质决定的。

二、建立电路的图景。

根据要求,学生可以画出等效电路图,在图上标出已知量的符号、数值和未知量的符号,其中标注的各物理量符号,应该是SI制中统一规定的字母,加深对物理SI制物理量的理解。

三、更好地理解串联电路中电压与电流的关系,认识滑动变阻器的作用。

在实验中,把滑动变阻器与作为研究对象的小灯泡串联,总电压就等于小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压之和。小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压的大小与它们的阻值的大小有关,当滑动片移动时,不仅改变了串联电路中的电流,同时也改变了各电阻两端的电压。这样,当改变定值电阻R的大小时,调节R′可使R两端的电压发生变化。所以,在实验中,滑动变阻器的作用是改变或控制定值电阻R两端的电压。

四、对于计算得到的结果,应该用学过的物理概念和规律去评估是否合理,然后作出答案,对结果的物理意义加以讨论。

在学生的分组实验中,根据欧姆定律的数学表达式I=U/R,假定小灯泡的电阻R不变,逐步调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压增大,小灯泡的电流会随着电压增大而增大,它们的值应该是定值。这样做是基于学生对控制变量法的掌握和理解,并采用物理学方法中减少误差的方法多测几次来求平均。在实验中注意要求观察实验现象,学生发现电压发生变化时,小灯泡的亮度也发生变化这个现象。

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1.1 贴近生活。各种家用电器的大量使用,为物理教学提供了丰富的感性材料。如电压、电流、电磁炉等,学生在日常生活中,观察和接触的电现象和应用电的知识的事例,恰当地利用学生已有的感性认识及生活经验,通过举例引导学生提取储存在头脑中的印象。教师在课堂上应密切联系生活实际,注意身边的科学,如学生普遍对现代电子信息技术比较感兴趣,教师可以针对这一问题,有意识地讲述物理知识在电子信息技术中的重要作用等。以日常生活中的电学概念教学,可以增加学生学习的主动性。

1.2 注重实验。物理学是一门以实验为基础的自然学科,物理规律和理论是以实验为基础并验正的。在物理学里,某些性质不同的物理现象都是要通过实验来验证的,运用演示实验或学生亲自做实验来获得感性认识,容易更好的集中学生的注意力,培养学生的观察力,激发学生的学习兴趣。新颖的实验往往更能吸引学生注意,恰当地将教材中的实验加以发展、变化,可以增加学生的好奇心和求知欲。采用演示教学法,在整个教学过程中,教师边演示、边提问、边解答,学生边观察,边考虑问题,把抽象的理论变得具体、生动。使学生在愉悦的教学环境中,深深感受到学习的趣味性和有用性。

1.3 利用多媒体课件模拟演示。物理概念和原理是比较抽象的,有些现象在传统的实验中也是无法展示的,所以仅靠形象、表象和想象对初学者来说是不容易理解和掌握的。但是,利用多媒体课件可以较好地解决这一难点。例如“电流”概念比较抽象,可以利用多媒体模拟电路中电流的流动,看到正电荷从正极向负极运动,这样将电流转换成电荷的流动,让本来看不见的电流变成动态的画面,将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画。遵循学生的思维由浅入深、由表及里,从具体到抽象,由现象到本质的循序渐进的思维过程,可以比较容易地解决这一教学难点。加深学生对电流的感观认识,从而为建立电流概念打下基础。

1.4 在公式分析。讲解公式时,注重公式推理、得出过程,注重公式的使用条件,主要学习公式的如何使用。这是物理式正确使用的前提,前期学不好,后期无法正确应用。中职学生在初中物理中已学过的部分电路欧姆定律,它只适用于电路中某个导体或某一部分电路的电压、电流和电阻三者之间的关系。《电工基础》中引入了全电路欧姆定律新知识,进一步完善电路中内、外电路的电流、电压(电动势)和电阻间的关系,使知识由“部分电路”向“全电路”深化和发展。教学中可以充分利用部分电路欧姆定律的概念和相关知识,引入全电路欧姆定律的概念。如在课本电路中,将全电路分解为外电路和内电路两部分,在外电路中,根据部分电路欧姆定律可知负载R两端的电压降为:U=IR.在内电路中,电源电动势E与内阻r的电压降Ur和电源端电压的关系是:U=E-Ir。在全电路中,负载两端电压U与电源端电压U相等,且内外电路电流相等,则可得:I=E/R+r即为全电路欧姆定律。通过实例的讲解,注意强调部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两种概念的共同点、不同点以及相互联系,使学生对新知识能进一步理解和掌握。

2 提高基础学力,促进科学素养可持续发展

学力,是指通过学习获得的能力。物理教育在提高学生科学素养的同时,还要提高学生的学力水平,并使更多的学生对物理产生兴趣。学力是教育的内核,是学校课程设计的前提。任何一门学科教学的目标大体有四个组成部分:①知识、理解;②技能;③思考力、判断力;④关系、动机、态度。前两部分为显性学力,后两部分为隐形学力。就犹如浮在水面上的冰山,浮出水面的仅仅只是冰山一角,而更多的、隐匿在水面下的才是支撑浮出水面部分的基础,四部分做为一个整体反映了一种学力观。

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在物理教学中,重视对学生“物理思维方法”的培养,对学生整体思维素质的提高起着积极的作用。在初中物理教学中,应着重应培养以下几种思维方法:

1、理想化的思维方法

人们为了科学研究,通常需要建立一种理想化的模型,抛开具体事物中的无关因素和次要因素,抓住影响事物的主要因素,从而使物理问题得到简化。理想化的方法是科学家们常用的一种思维方法。教学中我们应充分利用好教材,向学生渗透这种思维方法,从而使学生逐步认识科学家们为简化实际问题所采用的这种思维方法。

2、类比思维方法

许多物理规律的建立,都采用了类比的思维方法。在物理教学中,我们也应重视对学生进行类比思维方法的训练,使学生逐步领会这一思维方法。

例如,在功率、电功率的教学中,为了反映做功快慢的情况,我们均可采用类比方法,仿照速度的概念建立,能较容易地引导学生形成功率、电功率的概念。又如在惯性的教学中,为了帮助学生认识惯性是物体的固有属性这一知识,我也采用了类比方法进行教学:一个正常健康人具有劳动能力(假定成立),正常健康人在参加劳动时具有劳动能力,在休息时也具有劳动能力。物体的惯性正如正常健康人的劳动能力,物体无论是否处于静止或匀速直线运动状态,都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质,也就是一切物体任何时候都具有惯性。运用类比方法能帮助学生深刻理解惯性概念,起到较好的效果。

3、分析与综合的思维方法

任何事物和现象,都是由许多要素、许多属性组成的统一体。分析就是以事物的整体与部分为客观基础,为了从总体上把握事物的性质以及运动规律,就必须了解其各个组成部份和要素的性质、特点和相互联系。综合是把事物各个部分、侧面做为基础,分析以综合为前提。分析与综合所关心和强调的面不同,但都是重要的思维方法。掌握分析与综合的方法,训练分析与综合的思维方法,提高分析与综合的能力,是中学物理科学方法教育的最主要内容。因此,教师应充分重视对学生进行分析与综合思维方法的训练。

例如,《欧姆定律》的教学中、为了探索电流、电压、电阻这三个相互关联的物理量之间的关系,就采取了先分析后综合的思维方法。先保持其中一个物理量不变,研究其余两个物理量之间的变化关系;再保持另外一个物理量不变,研究剩余的两个物理量之间的变化关系。通过实验在得出:“保持电阻不变时,电流跟电压成正比;保持电压不变时,电流跟电阻成反比”结论的基础上,再综合得出了欧姆定律。在教学中,教师因充分认识到引导学生领会探索电流、电压、电阻三者变化关系的思维方法,这比学生知道欧姆定律的结论更为重要。

又如,在《电阻》一节的教学中,我也采用了分析与综合的思维进行教学。由于导体可以用不同的材料制成长度不同或横截面积不同的导体。教师首先提出问题;导体的电阻是否跟材料、长度、横截面积都有关呢?接着引导学生思考如何探索上述问题,通过讨论学生较容易想到采用如同探究《欧姆定律》类似的控制变量的方法进行探索。再通过实验在分别得出结论的基础上,再综合得出导体的电阻跟材料、长度、横截面积的关系。采取上述方法进行教学,以便学生有更多机会接受分析与与综合思维的训练。

4、抽象与概括的思维方法

抽象是在人脑中把事物的本质属性抽出来的过程。概括是在人脑中把抽象出来的事物的本质属性加以综合,推广到同类事物的过程。抽象与概括也是形成概念与规律的常用思维方法。例如,惯性概念的形成,为了使学生在感性认识的基础上进行分析,我们首先精选了如下两个典型事例:

(1)玻璃杯盛半杯水,上面盖一块塑料板,板上放一只鸡蛋。当用小棒猛击塑料板,塑料板离杯飞出,鸡蛋却稳稳地落入杯中。以此引导学生认识静止的物体(鸡蛋)具有保持静止的性质,我们把这种性质叫做惯性。

(2)两块长方体木块A、B一起沿着水平面向右作匀速直线运动,当木块B突然停止时,能观察到木块A仍能继续向前运动致使出现滑离木块B。 引导学生认识运动的物体(木块A)具有保持原来运动状态的性质, 我们把这种性质也叫做惯性。