欧姆定律的含义篇（1）

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.

欧姆定律的含义篇（2）

骚乱发生后，法国总统萨科齐召开特别会议，决定在3个月内取缔境内半数“旅居者”和罗姆人的非法居住地，由此拉开了大规模遣返罗姆人的序幕。

同样的情况也发生在其他欧盟成员国。过去两年间，意大利以安全威胁为由大批驱逐罗姆人。瑞典去年春季驱逐了50名罗姆人。丹麦7月份驱逐了23名罗姆人。斯洛伐克把数千名罗姆儿童送进专门教育“轻微智障”儿童的学校。在波斯尼亚，罗姆人被剥夺了参选总统和议会上院议员的政治权利。

罗姆人就是人们所熟知的吉普赛人，但在他们看来，“吉普赛人”这一称呼含有歧视意味，所以从不使用。罗姆人起源于古代印度旁遮普地区，以游牧为生。公元8世纪至100世纪，他们大规模迁入欧洲，生活在西班牙、法国、英国，以及现在的俄罗斯和东欧地区。他们居无定所，多从事社会底层职业，如水匠、铁匠、马贩等，也有从事音乐、马戏、舞蹈等民间艺术。第二次世界火战期间，纳粹德国把罗姆人归为，展开大规模种族屠杀和清洗，超过22万罗姆人遇难。近2000万罗姆人散居在欧亚各地。虽然大多数人已经定居下来，但是没有一个国家给予他们公民权利。他们依1日受到社会歧视。每当经济不景气的时候，他们是最先被裁员的对象，而他们所到之处，也时常引起当地居民的歧视甚至攻击。

2005年，保加利亚、克罗地亚、捷克等7个欧洲国家发起“容纳罗姆人10年运动”，旨在提高罗姆人的社会地位和经济地位，赋予他们同等的公民权利。这场运动代表了欧洲首个跨国联合改善罗姆人的生活质索的尝试。但好景不长，2007年保加利亚等国加入欧盟后，罗姆人开始大量流入法国等富裕的欧盟成员国。但按照欧盟相关法律，新入盟国家民众在其他欧盟国家的就业受到定限制。因此，许多罗姆人只能靠乞讨、等灰色职业谋生，居住在贫民或临时建筑内，给周边社区带来一定困扰。“容纳罗姆人10年运动”在这种状况下变得举步维艰。

欧姆定律的含义篇（3）

二、学习任务分析

本节重点是欧姆定律的内容和公式。通过实验探究，归纳总结出欧姆定律，让学生领悟科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，形成尊重事实、探究真理的科学态度，培养学生分析解决问题的能力；理解欧姆定律中电流I、电压U、电阻R的同一性是本节难点，在探究过程中通过适时引导、恰当点拨，利用实物电路使学生达到理解欧姆定律的目的。

三、学习者分析

学习了电路基础知识，学生产生了浓厚的兴趣，多数学生能正确连接电路元件，正确使用电流表、电压表和滑动变阻器，对于控制变量的研究方法也有所了解。学生有较强的好奇心和求知欲，他们渴望自己动手进行科学探究，体验成功的乐趣，但对于U、I、R三者关系知之甚少，规律性知识的概括往往以偏概全。他们的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡，教学中让学生自主设计研究问题的方案，是发展学生思维的有效途径。

四、教学目标

⑴知识与技能

会用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系；

理解欧姆定律的内容、公式；

培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。

⑵过程与方法

通过实验探究学习研究物理问题常用的方法──控制变量法。

⑶情感、态度与价值观

通过探究过程，激发学生的学习兴趣。培养学生实事求是的科学态度；认真谨慎的学习习惯。

重点：欧姆定律的内容和公式；

通过实验使学生知道导体中电流与电压、电阻的关系。

难点：理解欧姆定律的内容；

弄清变形公式的含义。

五、教法设计

依据本节课的知识特点、教学目标和学生实际，确定本节主要采用实验探究法。把学生视为学习的主人，教师当好学习的组织者和引导者。探究式学习可以激活学生已有的知识，在探究新问题时使知识活化、重组，形成知识结构并向能力转化；让学生体会科学发现的全过程，从中感悟科学思想和科学方法。

欧姆定律的含义篇（4）

二、牛顿第二定律。在第一定律的基础上，从物体在外力作用下，它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应注意公式F＝Kma中，比例系数K不是在任何情况下都等于1；a随F改变存在着瞬时关系；牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系，以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

三、万有引力定律。教学时应注意：①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程，卡文迪许测定万有引力常量的实验，海王星、冥王星的发现等物理学史料，对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比（平方反比定律），减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式，只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也发现了它的局限性。

四、机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。

五、动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题，相互作用的物体的所有动量都在一条直线上，所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误，应该使他们明确，在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化，表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以使问题大大地简化。若物体不发生相互作用，就没有守恒问题。在解决实际问题时，如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大，就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用，系统中有多少物体在相互作用，相互作用的形式如何，只要系统不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），动量守恒定律都是适用的。

欧姆定律的含义篇（5）

在职业教学中，《电工学》是作为机械维修、焊工、机电等专业的一门重要的基础课程。由于它具有概念多、知识广、综合性强、实训性强等特点，因此，在教学中要做到重点突出、深入浅出、化解得法，使学生尽快掌握。笔者就《电工学》在职业教学中的细节问题浅谈体会。

一、在教学内容中应突出“学以致用”的理念

《电工学》是一门基础学科，它的对象是非电工专业学生。其基本理论和基本规律应以体现够用为度，以掌握概念、规律，突出应用培养技能为教学重点。例如，电路重点介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法；磁场与电磁感应重点介绍电流的磁场、磁场对电流的作用及电磁感应原理在实际中的应用；单相、三相交流电与控制电路重点介绍变压器与三相异步电动机的原理、控制和使用及安全用电的基本知识；常用电子元器件重点介绍电子元件外部特性与功能及电子电路的定性分析与应用。课程的教学目的不仅是教会学生知识，更重要的是教会学生知道如何在生活、生产实践中运用这些知识。

二、结合教学内容，理论与实际相结合，充分挖掘学生的推理能力

在教学中还应突出教学的实践性，充分强调对实践的指导意义，思考分析理论在实际的具体应用。例如，在讲解串联电路时，为加深学生对实际指导意义的理解，授课时我就举一些实例。例如，若把一只“24V、12W”的灯泡接到110V电源上，应串联多大的降压电阻？可选电阻有160欧姆、200欧姆、250欧姆三种。学生根据灯泡的额定电压、额定功率，算出灯泡的额定电流为0.5A，电阻为48欧姆，再根据串联电路的规律，算出电路的总电阻为220欧姆，最后总电阻减去灯泡的电阻，需要串入的电阻为172欧姆。但是，可选的电阻没有172欧姆，那么接近的电阻160欧姆和200欧姆中应选取哪一个呢？能否取最接近172欧姆的160欧姆呢？答案是否定的。因为如果选了160欧姆的电阻，串联后流过灯泡的电流为0.53A ，超过了它的额定电流，这是不允许的。前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于或等于它，而不能大于它。选取200欧姆的电阻串联后，虽然电流下降到0.44A，灯泡的亮度有所下降，但能保证用电设备安全使用。引导学生理论联系实际，挖掘学生的推理能力，不仅能加深学生对概念的理解和应用，而且能调动学生的学习积极性，让学生感到学的东西有用。

三、合理运用分析、比拟教学法，提高学生学习能动性

在《电工学》中有些概念不易理解，学生学起来感到较吃力。如何帮助学生掌握概念呢？教师在教学中要突出概念的理解性，采用分析、比拟教学法能让学生很好地理解掌握知识。例如，在分析电压与电位的区别时，学生对参考点的含义不易理解，常将电压、电位混淆。那么，教师在教学中可把电位比拟为高度，把电位差（即电压）比拟为高度差。电位是电路中某点相对于参考点的电压。它是相对值，其大小随着参考点的改变而改变。教师可把黑板台的高度比拟为电路中某点的电位，这时，可选择不同的参考点（如地面、黑板台、屋顶等）来观察黑板台的高度。选择的参考点不同，黑板台的高度就会出现不同的值，这些值既可以是正值（以地面为参考点），也可以是负值（以屋顶为参考点），也可以为零（以黑板台为参考点）。以此来加深学生对电位是相对值这一概念的理解和记忆。

四、合理安排教学内容顺序，引导学生注重相似内容的比较

在《电工学》的教学内容中，有些概念和定律容易混淆。如果顺着章节讲授，会造成内容前后脱节，使学生抓不住要领。但若打破章节顺序，把类似的概念放在一起相互比较，集中讲解则可起到事半功倍的效果。例如，在“电磁与电磁感应”教学中，右手螺旋定则（安培定则）、左手定则、右手定则等比较分散，提法又相近，许多学生对这三个定则经常混淆。教师若采用相似内容类比区别、集中的教学方法，就能很好地解决这个问题。首先演示三个实验，并区分三个定则的适用场合。右手螺旋定则，用于判断通电导线周围的磁场方向（即电生磁使用右手螺旋定则），左手定则用于判断通电导线在磁场中的受力方向（即电磁生力用左手定则），而右手定则用于判断导线切割磁力线后产生的感应电流、感应电动势的方向（即磁生电用右手定则）。其次，右手定则针对发电机，左手定则对应电动机。这样，学生对三个定则的概念和运用场合印象就非常深刻了。

五、合理安排好实验教学，强化实验技能的培养

《电工学》是一门实践技能很强的课程。要在实验课中，要求学生课前根据实验题目自己拟定实验方法、实验步骤及使用实验设备。教师在上课之前先进行检查，如发现问题和学生一起讨论解决，然后学生进行独立操作，测出实验数据，最后写出完整的实验报告。这种方法有利于培养学生动手、动脑的习惯，提高学生实际操作和研究问题的能力。

欧姆定律的含义篇（6）

二、教学目标

1.通过对科学家欧姆事迹的介绍，激发学生勇攀科学高峰的斗志；通过欧姆定律的建立，使学生体验自然界各种运动和变化必然遵循一定的客观规律；在科学探究的活动中亲身体验，受到从特殊到一般的科学方法熏陶，以此来培养学生严谨细致、实事求是的科学态度。

2.记录实验数据，知道简单的数据处理方法，提高连接电路及正确使用电流表、电压表、滑动变阻器的技能。

3.使学生初步了解科学实验的设计，培养学生设计实验、控制变量并运用分析、比较、归纳等方法进行科学探究的能力。以此来培养学生初步提出问题的能力及信息的收集和交流能力。

三、教学重点

建立欧姆定律，理解其含义。

四、教学难点

就是实验的设计和探究过程。

五、课时安排

一课时。

六、教学过程

1.提出问题：通过一系列实际问题，引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系”的问题，体现了从生活走向物理的课程理念。

2.猜想或假设：让学生参与到课堂学习中来，结合已有的电学知识和生活经验让学生作出猜想，并说明猜想的依据。

3.设计实验：小组讨论如何改变电压？如何进行研究？（提出解决问题的思路。要求画出实验的电路图，列出所需器材、实验步骤，设计好数据记录表）

全班交流，许x代表用实物投影仪展示自己的方案，由老师或下面的学生当场提问（如：为什么要使用滑动变阻器等），共同完善实验设计。

4.动手探究：动手准备，根据设计方案进行实验时，该由教师引导，让学生动手操作。

5.分析归纳：将学生的数据用投影仪投影，引导学生分析I与U的关系，将不同组的数据进行比较，引导学生分析I与U的关系。在这中间，穿插介绍欧姆的事迹。

七、布置作业

欧姆定律的含义篇（7）

力学是初中物理的重点，同时也是难点。为了帮助学生记忆，我们可以采用以下方式帮助学生理解和记忆。

力的三要素：大小、方向和作用点。我们可以这样记忆：力的三要素，大小、方向、作用点。这样叫做简化记忆。

G=mg公式。物体的重力和质量的关系式G=mg，可用谐音记忆：大鸡（G）等鱼（等于）摸（m）小鸡（g）。

m=■，可用谐音记忆：莫（m）要大鸡（G）压小鸡（g）。

g=■，可用谐音记忆：小鸡（g）在等（=）大鸡（G）吗（m）？

g=9.8牛顿每千克：可用谐音记忆为，记（g）得九点把（9.8）牛（牛顿）牵克（千克）吃水。也可以这样记，小鸡（g）进酒吧（9.8）。

重力公式G=ρvg。计算重力的公式G=ρvg，其中大写的G可记作“大鸡”，ρ像P字母，V谐音“喂”，g可记作“小鸡”。因此，公式谐音记忆为：大鸡（G）等着（=）放屁（ρ）喂（v）小鸡（g）。

二力平衡的条件，二力平衡应满足“一物二力同直线，大小方向等相同。”其中指二力作用在同一物体上，这是最容易忽视的，因此二力平衡的条件也可记为：要想吃两个等大的梨（力），可在同屋（物）内同一直线的相反方向去找。这里包含了“同物”“等大”“同线”“反向”四个方面的含义。

二、巧妙理解“蒸发、吸热和致冷”

在物理中，蒸发、吸热和致冷等现象与我们的生活实际联系十分紧密，但是其形成原因却有点难于理解，对于这样抽象的问题，学生往往理解不了。液体在沸腾过程中吸收热量但温度保持不变，而蒸发是吸热却有致冷作用，两种气化方式的不同怎样理解？而且蒸发时吸收热量，为何温度又降低？这些内容往往困惑着学生，是学生学习时的一大难点。

液体蒸发时吸热，即使在常温下也可以进行，但又不像沸腾、熔解有明显的供热源。蒸发只能从周围物体和未蒸发的液体中吸收热量，这样，未蒸发的液体因放热而温度降低。确切地说，吸热的液体是液体中已蒸发的那部分，而放热降温的却是未蒸发的液体和周围其他物体。

三、巧记欧姆定律

欧姆定律是物理应用较多的一个定律，准确把握好欧姆定律有利于学生对电学的理解和把握。首先来看一下欧姆定律的因果关系。有人根据欧姆定律I=■的两个变形公式U=IR和R=■，得出“电压与电流强度成正比”“电阻与电流强度成反比”的结论，这是混淆了自变量和函数的因果关系。

电压是电源提供的，其大小由电源及电路结构决定。电阻是由导体的材料、几何形状（长度、横截面积）决定。它们都不随电流强度的变化而变化。恰恰相反，电流的大小是由电压和电阻决定的。这里，电压、电阻的变化关系是“原因”，电流的变化是“结（下转59页）（上接57页）果”，因果关系不可倒置。

假设有人说：“这人长得真像他的儿子，一模一样。”听众一定感到非常可笑。虽然这话反映了两个人相像的事实，但却颠倒了因故关系。只能说儿子像爸爸，不能说爸爸像儿子。用我们方言说就是儿子随爸爸而不是爸爸随儿子。同理，是函数随自变量变化，而不是自变量随函数变化。

巧记欧姆定律：欧姆定律I=■可记作，我（I）有（U）儿（R）子。I是英语的我，U谐音有，R谐音儿。

U=IR可记作，有（U）爱（I）就有儿（R）。

R=■可记作，儿（R）有（U）爱（I）。

四、巧记凸透镜呈像规律

凸透镜对光线的作用可记作：平行必过焦，过焦必平行。

欧姆定律的含义篇（8）

新课程物理教材中的例题都蕴含着重要的物理思想和物理方法，揭示着问题的内涵。例如：人教版选修3―1上P63对于欧姆表的原理的认识，教材就没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而是先让学生做一道闭合电路欧姆定律的应用例题，建立对欧姆表的认识。也就是说，在教学上的要求是让学生练习欧姆定律的应用，其目的是把欧姆表这一新知识建立在对原有学习过程的体验上，通过对该体验的创造性联想来形成新的知识：欧姆表的工作原理。在这道题三个小问的求解过程中学生通过具体数据的计算，不仅会了解欧姆表原理，而且会对自己的学习方法进行认识，从内心深处引起强烈的反思――原来物理例题的分析和解答过程中可以形成新的知识。在这道例题的教学中教师除了让学生回答教材中的问题，还可以从多个角度提出问题，让学生思考和讨论，以及设计实验，等等，如：（1）中间刻度对应的电阻刻度为多少？（2）你能把其他电流刻度改标成电阻刻度吗？为什么电阻刻度是不均匀的？（3）既然电流表、电压表及欧姆表都是由表头改装而成的，那能不能共用一块表头而组合在一起呢？若能，请问怎样设计？通过对例题的充分挖掘来让学生更深入地明白欧姆表的工作原理和内涵，为学生熟悉多用电表及下面的实验操作做好铺垫。因此本题是一道非常典型的例题和可以拓展的好题目，但不少物理教师却另起炉灶重新建立情景来进行欧姆表工作原理的教学，而放弃了最好的教学资源――课本例题，得不偿失。

二、探索习题，一题多解

一题多解是学生在对题目交代的情景熟悉的前提下从不同角度解答同一个问题，这样既减轻了学生读题的负担，又使学生运用多种方法解决问题，达到了和做多种不同类型题一样的效果。课本上许多例习题就非常适合一题多解，在对这种题目的讲解过程中学生既可以对所学知识和规律进行巩固，又可以让学生体会各种方法之间的不同和各自优势。例如：人教版必修一P45中问题与练习部分的第4题：关于频闪摄像研究变速运动的问题。本题可以用以下几种解法：①用h=at，时间t可以从照片读出；②用x=vt+at，选取数据点代入计算；③用v=；a=；④用Δt=aT。通过这几种方法来解决本题，可以把匀变速直线运动的规律的知识都用一遍。这样一题多解给学生带来的收获不仅仅是解一道题的方法，而且有一类规律的运用方法，更使学生记忆深刻。这样在处理课本习题的过程中学生的练习起到了复习知识和领会方法的双重作用。

三、挖掘习题，拓展延伸

欧姆定律的含义篇（9）

1.1 图象用于规律探究

探究“加速度与力、质量的关系”，最后的数据处理和规律的得到就是借助于图象进行分析的，尤其是“加速度与质量的关系”，学生很难直接从数据上看出两者成反比关系，不过当作出如图1所示的a-m函数图象时，学生从经验出发很容易猜测其是双曲线，继而猜测是反比，是不是呢？再进一步变化坐标，作出如图2所示的a-1[]m图象，得到一条过原点的直线，归纳出结论：得到当合力一定时，加速度与质量成反比的结论.

1.2 提取图象信息解运动学问题

从图象中找出解题信息，把图象与物理图景相联系，应用牛顿运动定律及其相关知识解答.

1.3 借助于v-t图象切线斜率的变化比较加速度

x-t图象切线的斜率表示瞬时速度，同样可以推理得v-t图象切线的斜率能表示加速度a，切线斜率的变化可以反映加速度大小的改变.

例2 木块A、B质量相同，现用一轻弹簧将两者连接置于光滑的水平面上，开始时弹簧长度为原长，如图4所示，现给A施加一水平恒力F，弹簧第一次被压缩至最短的过程中，有一个时刻A、B速度相同，试分析此时A、B的加速度谁比较大？

解析 在弹簧压缩过程中，隔离A、B进行受力分析，对A有：F-kx=maA，弹簧形变量变大，A做加速度减小的加速运动；对B有：kx=maB，B做加速度增大的加速运动.接着定性画出A、B运动的v-t图象如图5所示，交点为C表示两者速度相同，直观地呈现该处B切线的斜率大于A的斜率，即aB>aA.[HJ1.5mm]

2 电路中的图象问题

2.1 U-I图象问题

导体的伏安特性曲线能直观的体现导体电流随所加电压的变化关系.线性元件对应的伏安特性曲线是斜直线，直线的斜率k=I/U，物理意义是电阻的倒数.对于非线性元件来说，伏安特性曲线是曲线，任意一点对应坐标的比值k=I/U，物理意义也是电阻的倒数.计算阻值时两者有很大的区别.但任意一点对应坐标的乘积P=UI的物理意义是元件的实际功率，这个结论对两种元件都适用.

电源的路端电压与干路电流的关系图象也是考查的重点.根据闭合电路欧姆定律的变形式：E=U+Ir，可得出路端电压与电流的关系式为：U=E-Ir.作出此图象可以得出是一个一次函数的图象.斜率物理意义k=-r，纵截距的物理意义b=E.

[TP9GW879.TIF，Y#]

例3 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图6所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是

A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B.对应P点，小灯泡的电阻为R=U1[]I2

C.对应P点，小灯泡的电阻为R=U1[]I2-I1

D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

解析 坐标的比值等于电阻的倒数，所以A选项正确，B选项正确.因为是非线性元件，欧姆定律不再适用，所以不能用切线的斜率等于电阻，C选项错误.坐标的乘积代表实际功率D正确.

点评 本题即为伏安特性曲线的数形结合考查，根据R=U1[]I2，得出图象上点的坐标比值为电阻倒数，根据P=UI得出图象上点的坐标的乘积为实际功率.

2.2 闭合电路中的常见的功率的图象问题

闭合电路中经常遇到的三个功率：电源总功率P=EI，电源的输出功率P=EI-I2r，电源的内热功率：P=I2r.

例4 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，[TP9GW880.TIF，Y#]如图7中的a、b、c所示，根据图线可知

A.反映Pr变化的图线是c

B.电源电动势为8 V

C.电源内阻为2 Ω

D.当电流为0.5 A时，外电路的 [LL]电阻为6 Ω

解析 a为P总-I关系图象，根据P=EI，可得E=4 V，b为P出-I关系图象根据P=EI-I2r，可得r=2 Ω；c为Pr-I关系图象.再根据闭合电路欧姆定律可得R=6 Ω，正确答案：A、C、D.

点评 根据图象和表达式的数形结合，待定系数法可以求出电源的电动势和内阻结合闭合电路欧姆定律求出外电阻的大小.

2.3 电源电动势和内阻测定的常见图象问题

欧姆定律的含义篇（10）

由滑动变阻器滑片的移动引起电路中的总电阻发生改变，进而引起电路中电流的变化或电压的重新分配。在分析电路中各物理量变化时，若题目不加以说明，可以认为电源电压不变，定值电阻阻值不变，导线电阻为零。

1.并联电路中的滑动变阻器

图1例1.（2012・玉林）如图1所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“1A10Ω”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S，通过灯泡L的电流为0.5A，移动滑动变阻器的滑片P，在电路安全工作的情况下，下列说法正确的是（）

A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮

B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A

C.R1消耗的电功率范围是1.5～3W

D.电路消耗的总功率范围是2.4～4.5W

解析：从电路图可以看出，滑动变阻器与灯泡并联。由于并联电路中各个支路相互独立，互不影响，且电源电压不变，所以在电路安全工作的情况下，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，都不影响灯泡的工作情况，因此选项A错误。滑动变阻器R1标有“1A10Ω”的含义是：滑动变阻器允许通过的最大电流是1A，它的最大阻值为10Ω。当滑片P在最右端时，滑动变阻器阻值最大为10Ω，由电源电压为3V，根据欧姆定律I=U1R可计算通过它的电流为0.3A。再根据并联电路的电流等于各支路电流之和，可计算出通过干路中的电流是0.8A，因此选项B错误。因为滑动变阻器允许通过的最大电流是1A，它两端的电压为3V，根据P=UI计算R1消耗的最大电功率为3W。根据P=U21R可知，在R1两端电压不变时，电阻越大，它消耗的电功率越小。所以R1消耗的最小电功率为P=U21R=（3V）2110Ω=0.9W，所以R1消耗的电功率范围是0.9～3W，选项C错误。灯泡消耗的功率P=UI=3V×0.5A=1.5W，电路消耗的总功率等于R1与灯泡消耗的功率之和。电路消耗的最小总功率为0.9W+1.5W=2.4W，消耗的最大总功率为3W+1.5W=4.5W，因此D正确。

答案：D

点拨：并联电路中的滑动变阻器变化电路分析：由于电源电压不变，且并联电路中各个支路相互独立，互不影响，所以含定值电阻的支路其物理量都不变，含滑动变阻器的支路电压不变，其他物理量可以按以下思路分析：若滑动变阻器阻值变大（或变小），则支路电阻变大（或变小），根据欧姆定律，该支路电流变小（或变大），所以干路总电流变小（或变大）。

图22.串联电路中的滑动变阻器

例2.（2012・福州）如图2所示电路，灯L标有“3V0.9W”，滑动变阻器R上标有“50Ω1A”的字样，电压表量程为0～3V，则灯L正常工作时的电流为A。若电源电压为4.5V，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是。

解析：灯L标有“3V0.9W”的含义是灯泡的额定电压为3V，额定功率为0.9W，根据公式I=P1U可求灯L正常工作时的电流为0.3A，利用R=U1I进一步能求出灯泡电阻为10Ω。要保证电路中各元件安全工作，综合考虑就是电路中的电流不能超过灯L正常工作时的电流0.3A，滑动变阻器R两端的电压不能超过电压表量程3V。因为L与R串联，当滑动变阻器连入电路的阻值最小时，电路中电流最大为0.3A，此时灯泡两端电压为3V。R的最小阻值可以这样计算：R小=U1I=4.5V-3V10.3A=5Ω。当电压表示数为3V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时通过灯泡的电流为I=4.5V-3V110Ω=0.15A，R的最大阻值为R大=3V10.15A=20Ω。

答案：0.35～20Ω

点拨：串联电路中的滑动变阻器变化电路分析：由于电源电压不变，按以下思路分析：若滑动变阻器阻值变大（或变小），则总电阻变大（或变小），根据欧姆定律，电路中的电流变小（或变大），定值电阻两端电压变小（或变大），根据串联电路的电压特点，得出滑动变阻器两端电压变大（或变小）。

二、开关通断引起电路变化

开关的开、闭能改变电路的结构，使电路处于不同的连接状态：可能串联，可能并联，甚至可以有部分电路被短路，这使得电路有许多变化。解题过程中，应首先弄清开关在断开、闭合时电路中各电阻的连接情况，其次画出开关不同状态时的电路等效电路图，然后根据串、并联电路的特点进行相关的计算。

1.开关转换串并联电路

图3例3.（2012・昆明）如图3所示，电源电压恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A。（1）求电源电压；（2）当开关S3断开，S1、S2都闭合时，求电流表的示数、电路消耗的总功率和通电一分钟电流对R1所做的功。

解析：试题的开关较多，而且开关的开闭情况复杂，要判断每一情况下电路的连接情况，不妨考虑“擦除法”。

（1）当开关S3闭合，S1、S2都断开时，可以先把S1、S2擦除，得到图4（a）。容易看出R1、R2串联，根据电流表示数及串联电路特点和欧姆定律，很容易计算电源电压电源。电压U=IR=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V。

图4（2）当开关S3断开，S1、S2都闭合时，电路的连接情况如图4（b）。此时R1、R2并联，电流表测量的是干路电流，电流表示数I′=I1+I2=U1R1+U1R2=9V130Ω+9V160Ω=0.45A。电路消耗的总功率P=UI=9V×0.45A=4.05W，电流对R1所做的功W=U21R1t=（9V）2130Ω×60s=162J。

答案：（1）9V（2）0.45A4.05W162J

点拨：解决电学问题的关键，首先是要能够准确地辨别电路是串联电路还是并联电路，能够把比较复杂的电路图准确地简化为等效的串、并联电路。其次要会运用串、并联电路的特点及电学的基本规律正确解题。

2.开关造成用电器短路

图5例4.（2012・宿迁）某电饭锅内有R0=44Ω、R=2156Ω的两根电热丝，将它接入电路，如图5。当S分别置于“1”挡和“2”挡时，挡是保温状态；当S接“2”挡时，电路中的电流大小是A，通电100s电路产生的热量是J。

解析：从电路图看出，当S置于“1”挡时，R0和R串联。当S置于“2”挡时，R被短路无电流通过，电路中只有R0。根据P=U21R可知，在电源电压不变的情况下，电路中的电阻越大，电功率越小，单位时间内产生的热量越少，所以“1”挡是保温电路。当S接“2”挡时，电路中的电流可以利用欧姆定律计算，I=U1R0=220V144Ω=5A。电路产生的热量可利用电热公式计算，Q=I2Rt=（5A）2×44Ω×100s=1.1×105J。

答案：151.1×105

点拨：用电器与开关并联时，当开关闭合，用电器就会被短路，使用电器中无电流通过，分析电路时可以把这个用电器直接拆除。

三、电表变化引起电路变化

电路中含有电流表和电压表以后，电路变得更为复杂。解决这类问题的关键是正确认识电表的双重作用。一是指示作用，即电表能指示出电路中的电流或电路两端的电压；二是连接作用，即电路中的电流表自身电阻很小，相当于一根导线。在分析电路时可以把电流表去掉，并用导线替代电流表；电压表电阻很大，相当于断开的开关，在分析电路时可以把电压表直接拆除。注意：千万不能把去掉电压表的地方用导线连起来。

例5.（2012・沈阳）如图6所示电路，电源电压为6V，灯泡L标有“6V2W”的字样，设灯泡灯丝电阻不变。

图6（1）若表a为电流表、表b为电压表，当S闭合时，电流表的示数为1A，求电阻R的阻值。

（2）若表a、表b均为电压表，闭合开关S，求灯泡L的功率及通电4min消耗的电能。

图7解析：（1）首先简化电路。因为表a为电流表，相当于一根导线；表b为电压表，相当于断开的开关，在分析电路时可以把电压表直接拆除。处理后的电路如图7甲所示，此时灯泡L因与导线并联被短路，而无电流通过，又可以直接拆除，电路进一步简化为图7乙所示，容易看出电路中只有一个用电器R。根据电流表示数和电源电压，结合欧姆定律容易求出电阻R的阻值。

（2）表a、表b均为电压表时，可以把电压表直接拆除，得到图7丙所示，此时灯泡L与电阻器R串联。这一问中，根据灯泡铭牌数据求出其电阻是解题的关键。

答案：（1）当a为电流表、b为电压表时L被短路，只有R连入电路

R=U1I=6V11A=6Ω

（2）当a、b均为电压表时，L与R串联

RL=U2额1P额=（6V）212W=18Ω

I=U1R总=U1RL+R=6V118Ω+6Ω=0.25A

P=I2RL=（0.25A）2×18Ω=1.125W

W=Pt=1.125W×240s=270J

点拨：用电器的铭牌上提供的数据主要有额定电压和额定功率，这两个量在计算中非常重要。（1）正常工作时的电流：I额=P额1U额；（2）电路中，我们一般认为用电器在不同电压下工作时的电阻不变，因此电阻是计算中的“桥梁”，非常有用。用电器的电阻能通过额定电压和额定功率计算出来：由P额=U2额1R得R=U2额1P额。（3）如果知道实际电压，可以利用比例求出实际功率：P实1P额=U2实1U2额。

四、传感器引起电路变化

传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按一定规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。即传感器能将被测信号量的微小变化转换成电信号的变化。

例6.（2012・德州）为防止酒驾事故的出现，酒精测试仪被广泛应用。有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪，当接触到的酒精气体浓度增加时，其电阻值降低，如图8甲所示。当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60Ω。在图8乙所示的工作电路中，电源电压恒为8V，定值电阻R2=20Ω。求：

（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是多少；

（2）现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml≤酒精气体浓度≤0.8mg/ml，当电流表的示数为0.2A时，试通过计算判断被检测者是否酒驾。

图8解析：（1）由题目中的已知条件，当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60Ω。电路图中两电阻串联，电压表测量的是R1的电压。根据串联电路中电压的分配规律或欧姆定律容易求出电压表示数。

（2）当电流表的示数为0.2A时，根据欧姆定律容易求出串联电路的总电阻，进一步算出R1的电阻，结合甲图可判断对应的酒精气体浓度，进而判断被检测者是否酒驾。

答案：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60Ω。

I=U1R=8V160Ω+20Ω=0.1A

U1=IR1=0.1A×60Ω=6V

（2）当电流表的示数为0.2A时

R1=U1I-R2=8V10.2A-20Ω=20Ω

由图8甲可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/ml。