小议“欧姆定律在串、并联电路中的应用”教学

摘要：老教材的安全用电放到了新教材的第19章，缓解了梯度，降低了难度。而本节是利用串、并联电路的特点和欧姆定律解决串联和并联电路的问题，是欧姆定律的又一次具体应用，具有极强的针对性，锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，也是对以往本章教学难点的一次提炼。

关键词：规范；知识的补充与拓展；灵活运用和融会贯通

中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）34-0116-02

教科书中所给的两道例题具有很强的代表性，第一个例题是让学生体会：当串联电路中一个电阻改变时，电路中电流及另一个电阻两端电压会随之改变。例题二让学生体会：当并联电路一个支路电阻改变时，干路中电流会发生变化，但另一个电路电流和电压不会发生变化。两个例题做下对比，解决了学生疑惑。下面笔者从以下几方面谈谈本节教学的注意事项以及心得体会。

一、仔细分析题目

分析题目是思维能力的展示，是对知识的具体运用。首先让学生熟练掌握欧姆定律的内容及形变公式，然后对电路进行分析判断，确定电路特点，然后再根据电流电压电阻关系解答。

二、规范解题

初中学生接触物理学习时间不长，对于会做的题目往往不知怎样表达，有时表达顾此失彼造成丢分。究其原因是解题不规范，所以养成规范的解题习惯，对提高教学成绩和养成严谨的思维能力尤其重要。本节中，利用该定律解题应注意：（1）I，U，R都是指同一导体或同一段电路在同一状态下的物理量。（2）利用好该定律的两个变形公式U=IR，R=U/I。（3）单位必须统一用国际单位的主单位。（4）在I，U，R下方标上角标，表示不同的导体，或者同一导体的不同时刻。（5）要有必要的文字表达，在物理语言的表达上要严谨、有序。

三、注意知识的补充与拓展

以例一为例：电阻R1为10欧，电源两端电压6伏，开关S闭合后，求：（1）当滑动变阻器R接入电路中的电阻R2为50欧时，通过R1的电流I；（2）当滑动变阻器接入电路中电阻为20欧时，通过R1的电流I。本题中，由于电阻串联，通过R1的电流与总电流相等，由于知道总电压U，只要知道总电阻就可以了，我就提问学生：总电阻是多少呢？学生异口同声回答：R1+R2。我又问，为什么是两个电阻之和呢？此时学生无语，引起认知冲突。这时，我把学生带入最近发展区，得出串联电路电阻关系。串联电路电阻关系U=U1+U2；电流关系：I=I1=I2，得U/I=U1/I1+U2/I2。由欧姆定律可知R=R1+R2。所以也可以求出通过R1电流I=U/R=6/60=0.1（A）。同理可以求出当R3=20欧时电流I=0.2A。此时老师可以让学生分别求出两个小题滑动变阻器两端电压和电阻R1两端电压分别是多少。当滑动变R2=50欧时，U1=I1xR1=0.1x10=1（v），U2=I2xR2=0.1x50=5（v）；当滑动变阻器电阻R3=20欧时，U1=I1xR1=0.2x10=2（v），U3=I3xR3=0.2x20=4（v）。引导学生比较两种情况下电阻与各自电压关系发现：第一种情况下U1/R1=U2/R2；第二种情况下：U1/R1=U3/R3。由此得出串联电路电压比等于各自电阻比，即：U1/U2=R1/R2。老师点拨学生认识到，串联电路中，当一个电阻改变时，另一个电阻两端电压和电流都要改变，可谓“牵一发而动全身”。以例二为例：电阻R1为10欧，与滑动变阻器组R并联电路，电源电压12V，开关S闭合后，求：（1）当滑动变阻器R接入电路中电阻R2=40欧时，通过R1的电流I1和总电流I；（2）当滑动变阻器接入电路中电阻R3=20欧时，通过R1电流I1和总电流I。本题由于电阻与变阻器组成并联，所以它们两端电压U1=U2=U=12V。以第一小题看，由欧姆定律得，通过R1的电流I1=U1/R1=12/10=1.2A；通过R2的电流I2=U2/R2=12/40=0.3A；总电流I=I1+I2=1.2+0.3=1.5（A）。我此时问学生：由欧姆定律，总电流I可以用总电压U与总电阻R的比求得，那么并联电路总电阻是多少呢？这时学生很快回答：等于两个电阻之和。我没有否定学生的回答，而是让他们用总电压除以总电流看看总电阻是多少，和想象的是否一样？即：R=U/I=12/1.5=8（欧）。通过计算同学们发现并联电路总电阻并不等于各电阻大小之和，不但比它们的和要小，而且比任何一个都要小。但又找不出到底有什么关系。我把三个电阻大小依次列出来：8 10 40。让学生发现三个数据关系，当我意识到没有学生发现时，我又把三个数写成倒数形式。这时熊可佳同学首先发现：1/8=1/10+1/40。我虽然欣喜，对她给予了表扬，但并没急于下结论。而是让学生用同理计算第二题，发现同样的规律。此时我告诉学生并联电路电阻的关系：总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。即1/R=1/R1+1/R2。

当满足学生一时的求知欲时，学生的好奇心被进一步调动，老师趁热打铁，让学生找找两种情况下，电阻和通过它们的电流的关系。以第一小题中，R1=10欧，I1=1.2安；R2=40欧，I2=0.3安。学生马上就发现：I1/I2=R2/R1。即，并联电路电流比等于电阻比的倒数。通过数据，可以进一步引导学生发现：并联电路中，当一个支路电阻改变时，只能改变本支路电流，对其他支路的电压，电流没有影响。这也是我们经常说的并联电路各支路地位平等，相互不影响。

四、重视“动手动脑学物理”的题目比较与分析

通过课后习题鼓励学生用多种方法计算，以求灵活运用和融会贯通所学知识。通过一个电流表和一个电压表测电阻，对比不同，让学生发现有多种方法测电阻，拓宽学生视野，其关键是让学生理解这两种方法的原理。对培养学生的思维能力很有帮助。课后，组织学生在实验室把这两个实验做了一遍，对培养学生实事求是的科学精神和动手能力，提高学生的学习兴趣很有帮助。