时间：2023-11-15 20:29:58
关键词：全电路；欧姆定律；实验教学；感性教学
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.
[3]王兆良.关于“全电路欧姆定律”的教学[J].福建轻纺，2007（2）.
作者简介：
一、欧姆表测电阻的本质
电池使用一段时间后，由于电动势减小，内阻变大，但仍然能调零，则重新调零后满足Ig=E′R内′，可见欧姆表的内阻减小；根据公式R内=（R0+r+Rg）和内阻r增大可知内部的可变电阻R0的有效阻值增大.由于表盘上所标注的电阻阻值满足关系式： R=（n-1）R内，所以当电动势减小导致欧姆表内阻减小后将导致各个刻度值对应的电阻阻值减小，由于电动势变化后我们并不会在表盘上重新进行标注，所以我们仍然按照原来标注的数值读数，读出的数值比实际值偏大.
说明由于内阻的增大可以通过适当减小R0来进行补偿，所以并不会对读数造成影响，读数造成的影响全部来自于电动势的变化.
3.利用规律解决挡位比较问题
解析在使用欧姆表时，如果指针指到某一位置对于不同的挡位，读出的数值不同，根据关系式R=（n-1）R内可知不同挡位对应的欧姆表的内阻不同，根据Ig=ER内可知，要改变欧姆表的内阻就必须改变欧姆表内置电源的电动势（或等效电动势）或者是改变欧姆表的最大电流.
从高挡位调到低挡位时，欧姆表内阻减小，我们有两种途径可以实现欧姆表内阻的减小.第一种：减小电动势，可以通过切换电路更换连入电路的电源；或者是通过改变电路来减小其有效输出电动势，比如给电源并联一个和它内阻相当的电阻，这样就可以达到减小电动势的目的.第二种：增大欧姆表的电流，可以增大和表头串联的电阻阻值，也可以减小和表头并联的电阻阻值，从而增大分流电路所能分得的电流，增大欧姆表的总电流.
在图3和图4中，将单刀双掷开关在不同的触点之间进行切换时，电源提供的电动势都不会发生变化，那么不同挡位之间只能靠改变电流来实现内阻的改变.图4中将单刀双掷开关在不同的触点之间进行切换时，电流不变，所以欧姆表的量程不变.图3中将单刀双掷开关从b掷到a时，欧姆表内的总电流增大，欧姆表内阻减小，倍率变小，所以开关和b相接触时，表示选用了高挡位.
反思
1.欧姆表的常规改装和使用方法是将待测电阻和表头串联形成回路，简单地说欧姆表的常规使用方法是串联使用.本题中欧姆表的改装和使用方法是将待测电阻和表头并联形成回路，简单地说本题中欧姆表是并联使用的.首先要认真审题发现这一区别，然后还要求熟悉欧姆表的常规测量原理，才有可能正确解题.
2.认识两种改装、使用方式下的欧姆表在测量原理上的异同.
用R0表示可变电阻的有效阻值、r表示内置电源的内电阻、Rg表示表头的阻值.
（1）待测电阻和表头为串联关系的欧姆表
欧姆表使用的第一步就是欧姆调零，调零后满足Ig=ER0+r+Rg，把（R0+r+Rg）称为选择该挡位时的欧姆表内阻，即R内=（R0+r+Rg）.当将欧姆表与一个电阻R串联时，根据闭合电路的欧姆定律得1nIg=ER内+R，n表示满偏电流和实际电流之间的比值，也就是满偏时的偏转角和实际偏转角之间的比值.将Ig=ER0+r+Rg，R内=（R0+r+Rg）和1nIg=ER内+R联立得R=（n-1）R内，表盘上所标注的数值是依据这一关系来确定的，也就是表盘上所标注的数值必须满足这一规律.我们读出的数据总是内阻的一个倍数，这就是欧姆表测量电阻的一个基本规律.
（2）待测电阻和表头为并联关系的欧姆表
这种连接方式下的欧姆表不能进行欧姆调零，如果将两个表笔短接，表头将会被短路，没有电流经过，该连接方式下的欧姆表只能进行“欧姆调无穷”，其方法就是将两个表笔断开，调节可变电阻使指针指到电流的最大值，此时为电阻的无穷大而不是电阻的零.
论文关键词：多用电表,欧姆档,多倍率,电路图
多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点，也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律，而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础，更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中，人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念，摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解，而是先以例题的形式引入，让学生结合教材中的电路图（图1），通过“体验式探究”的方式，来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表，通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的，结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。
笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时，学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同，并向教师提出疑问：教材的电路图（图3）虽然能实现多功能测量，即能测电流、电压、电阻，而且能实现测电流和电压的多量程功能，但却不能实现测电阻的多量程功能，即不能实现电阻档的倍率转换功能。
学生的提出的两个主要问题如下：
1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾
keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时，确实能实现多倍率功能，但有一个基本要求：即每路电源的电动势关系应满足E=nE1。（E1是×1档的那条支路电源电动势）。由此可推知若E1=1.5V，则×10、×100档的电源分别为15V、150V，而×1K档的电源电动势就应高达1500V！显然这不可能，也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!
提出第1个问题，是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路，且通常只装有一节或两节干电池，即电动势只有1.5V或3V，这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。
提出第2个问题，是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表，选择开关置于3或者4，等于制作了两个欧姆表（类似图1），很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时，只要指针偏角相同，流过两个表头的电流就应相等（因为表头G一样），且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同（因为安培表内部结构一定，流入表头的电流占总电流的比例也就确定）。不防设3为×1档，4为×10档，显然多用电表要求用这两档测电阻时，若指针均指在I0（假设为半偏）的地方，3档对应的阻值若为R0，则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻（阻值就为R0），首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔，调节电源支路的可调电阻，使指针满偏，操作的结果是欧姆表现在的总内阻
R内=E/Ig，(由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)决定的)；然后测电阻R0时，指针刚好半偏，则必有R内= R0。同理用4档来测另一个电阻R`X（其阻值为10R0）时，也要进行以上操作，且必有R`内=E`/ Ig ，R`内=10R0，综上可知R`内=10R内，即有E`/Ig= 10E/Ig，显然要求E`=10E。同理可推：若多用电表还有其它倍率档，辟如×n（n可以为1、10、100、1K）档，则必须要增加类似3、4那样的含源支路，且电动势大小应是E`=nE（E为×1档支路电源的电动势）。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足E`=nE这一条件。试想一上，若×1档支路是一节干电池， E1=1.5V，那么×10档的支路电池就必须为15V，而×1K档的电池就会高达1500V！这显然是不可能的！
实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的，更不可能有那么高的电动势，但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢？通过查找各种厂家多用电表的资料，发现实际电路远非教材中的示意图那么简单，矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能，并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现，而是靠改变安培表的量程来实现的！笔者研究后设计了一个简单的电路图（图4），用它向学生说明欧姆档多量程原理，就很容易，也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程IA不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=E/IA可知，由于IA不同（IA是安培表的满偏电流，流过总电路而不是流过电流计的满偏电流Ig），所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的，由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)可知，当指针指在相同的电流值Ix上，由于R内不同，所以RX不同，举例来说：假设现在来测一个未知电阻RX，刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为IA/2，所以所测电阻RX =R内，如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω，则说明所测的RX =15Ω；若开关置的是2且R内=150Ω，则所测的RX =150Ω；如果开关置1且R内=1500Ω，则RX =1500Ω。可见，尽管原来的电流刻度盘一样，但改装时相同电流刻度值I（注：不是电源的总电流，而是流过电流计的电流）所对应的电阻值RX是不同的，因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘，因而实现了多倍率功能。
教材中电路图和本图的最大区别在于，是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档，当表头指针偏转角度相同，电路的总电流也会相同，由Ix=E/(RX+R内)知，欧姆调零时由于指针都要满偏，所以电路总电流Ix相等，此时Ix=E/R内，所以要想R内不同只有改变E才行，这也是前面学生发现的矛盾E=nE1原因所在。对于后者（图4）即使表头指针偏转相同角度，由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化，总电流仍然是不同的。可见，本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同，但流经电源的总电流也是不同的；同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同，这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。
参考文献
1．廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社
2．赵沃槐．优化物理实验教学培养学生创新能力．教学仪器与实验，2002，（10）．
3．安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社
4．《中学物理实验教学与自制教具》冯容士上海教育出版社，2000,2
一、教材分析《欧姆定律》一课，学生在初中阶段已经学过，高中必修本（下册）安排这节课的目的，主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识；体会物理学的基本研究方法（即通过实验来探索物理规律）；学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法；再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法．这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的，从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用．因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段．
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用．
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析．这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础．
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义．尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏．从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度．对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从数学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义．有些学生常将两种表达式相混，对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清，要注意提醒和纠正．
二、关于教法和学法根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法．教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动．在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行大面积课堂提问，让学生充分发表意见．这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃．
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实际操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律．同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯．
三、对教学过程的构想为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：1．在引入新课提出课题后，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么（不一定让学生回答）？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用．2．对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答．这样使他们既巩固了实验知识，也调动他们尽早投入积极参与．3．在进行演示实验时可请两位同学上台协助，同时让其余同学注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考．4．在用列表对比法对实验数据进行分析后，提出下面的问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识．到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨．5．在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义．此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨．此处节奏应放慢，可提请学生回答或展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出实验结论的基础上，进一步总结出欧姆定律，这实际上是认识上的又一次升华．要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力．教师重申时语气要加重，不能轻描淡写．要随即强调欧姆定律是实验定律，必有一定的适用范围，不能任意外推．7．为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习，达到巩固之目的．然后结合课本练习题，熟悉欧姆定律的应用，但占时不宜过长，以免冲淡前面主题．
四、授课过程中几点注意事项1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍．
2．注意正确规范地进行演示操作，数据不能虚假拼凑．
3．注意演示实验的可视度．可预先制作电路板，演示时注意位置要加高．有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上，使全体学生都能清晰地看见．
4．定义电阻及总结欧姆定律时，要注意层次清楚，避免节奏混乱．可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出，而欧姆定律在归纳完实验结论后总结．这样学生就不易将二者混淆．
5．所编反馈练习题应重点放在概念辨析和方法训练上，不能把套公式计算作为重点．
知识目标
1．理解欧姆定律及其表达式.
2．能初步运用欧姆定律计算有关问题.
能力目标
培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力.
情感目标
介绍欧姆的故事，对学生进行热爱科学、献身科学的品格教育.
教学建议
教材分析
本节教学的课型属于习题课，以计算为主.习题训练是欧姆定律的延续和具体化.它有助于学生进一步理解欧姆定律的物理意义，并使学生初步明确理论和实际相结合的重要性．
教法建议
教学过程中要引导学生明确题设条件，正确地选择物理公式，按照要求规范地解题，注意突破从算术法向公式法的过渡这个教学中的难点．特别需强调欧姆定律公式中各物理量的同一性，即同一导体，同一时刻的I、U、R之间的数量关系．得出欧姆定律的公式后，要变形出另外两个变换式，学生应该是运用自如的，需要注意的是，对另外两个公式的物理含义要特别注意向学生解释清楚，尤其是欧姆定律公式.
教学设计方案
引入新课
1．找学生回答第一节实验得到的两个结论．在导体电阻一定的情况下，导体中的电流
跟加在这段导体两端的电压成正比；在加在导体两端电压保持不变的情况下，导体中的电
流跟导体的电阻成反比．
2．有一个电阻，在它两端加上4V电压时，通过电阻的电流为2A，如果将电压变为10V，通过电阻的电流变为多少？为什么？
要求学生答出，通过电阻的电流为5A，因为电阻一定时通过电阻的电流与加在电阻两
端的电压成正比．
3．在一个10的电阻两端加上某一电压U时，通过它的电流为2A，如果把这个电压加在20的电阻两端，电流应为多大？为什么？
要求学生答出，通过20电阻的电流为1A，因为在电压一定时，通过电阻的电流与
电阻大小成反比，我们已经知道了导体中电流跟这段导体两端的电压关系，导体中电流跟这段导体电阻的关系，这两个关系能否用一句话来概括呢？
启发学生讨论回答，教师复述，指出这个结论就叫欧姆定律．
（－）欧姆定律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．
1．此定律正是第一节两个实验结果的综合，电流、电压、电阻的这种关系首先由德国
物理学家欧姆得出，所以叫做欧姆定，全国公务员共同天地律，它是电学中的一个基本定律．
2．介绍《欧姆坚持不懈的精神》一文．
3．欧姆定律中的电流是通过导体的电流，电压是指加在这段导体两端的电压，电
阻是指这段导体所具有的电阻值．
如果用字母U表示导体两端的电压，用字母R表示导体的电阻，字母I表示导体中的电流，那么欧姆定律能否用一个式子表示呢？
（二）欧姆定律公式
教师强调
（l）公式中的I、U、R必须针对同一段电路．
（2）单位要统一I的单位是安（A）U的单位是伏（V）R的单位是欧（）
教师明确本节教学目标
1．理解欧姆定律内容及其表达式
2．能初步运用欧姆定律计算有关电学问题．
3．培养学生应用物理知识分析和解决问题的能力．
4．学习欧姆为科学献身的精神
（三）运用欧姆定律计算有关问题
【例1】一盏白炽电灯，其电阻为807，接在220V的电源上，求通过这盏电灯的电流．
教师启发指导
（1）要求学生读题．
（2）让学生根据题意画出简明电路图，并在图上标明已知量的符号及数值和未知量的
符号．
（3）找学生在黑板上板书电路图．
（4）大家讨论补充，最后的简明电路图如下图
（5）找学生回答根据的公式．
已知V，求I
解根据得
（板书）
巩固练习
练习1有一种指示灯，其电阻为6．3，通过的电流为0．45A时才能正常发光，要使这种指示灯正常发光，应加多大的电压？
练习2用电压表测导体两端的电压是7．2V，用电流表测通过导体的电流为0．4A，求这段导体的电阻，
通过练习2引导学生总结出测电阻的方法．由于用电流表测电流，用电压表测电压，
利用欧姆定律就可以求出电阻大小．所以欧姆定律为我们提供了一种则定电阻的方法这种
方法，叫伏安法．
【例2】并联在电源上的红、绿两盏电灯，它们两端的电压都是220V，电阻分别为
1210、484．
求通过各灯的电流．
教师启发引导
（1）学生读题后根据题意画出电路图．
（2）I、U、R必须对应同一段电路，电路中有两个电阻时，要给“同一段电路”的I、U、R加上“同一脚标”，如本题中的红灯用来表示，绿灯用来表示．
（3）找一位学生在黑板上画出简明电路图．
（4）大家讨论补充，最后的简明电路图如下
学生答出根据的公式引导学生答出
通过红灯的电流为
通过绿灯的电流为
解题步骤
已知求.
解根据得
通过红灯的电流为
通过绿灯的电流为
答通过红灯和绿灯的电流分别为0．18A和0．45A.
板书设计
2．欧姆定律
一、欧姆定律
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.
二、欧姆定律表达式
三、欧姆定律计算
1．已知V，求I
解根据得
答通过这盏电灯的电流是0.27A
2．已知求.
解根据得
通过的电流为
通过的电流为
答通过红灯的电流是0．18A，通过绿灯的电流是0．45A
探究活动
【课题】欧姆定律的发现过程
【组织形式】个人和学习小组
【活动方式】
1.制定子课题.
2.图书馆、互联网，全国公务员共同天地查找资料
【学习目标】
1.进一步熟练掌握欧姆定律，
2.能熟练地运用欧姆定律计算有关电压、电流和电阻的简单问题。
【学习重、难点】
欧姆定律在串、并联电路中的应用
【知识回顾】
1、复习欧姆定律的内容：
。
2、公式：
；两个变形式
和
。
3、串联电路中电流的规律：
串联电路中电压的规律：
并联电路中电流的规律：
并联电路中电压的规律：
【课堂检测】
1、如图所示，电源电压为6V，R2的电阻为10Ω，电压表的示数为2V。对于R1和R2可求那些物理量？
2、如图所示，灯泡L1的电阻
为20Ω，灯泡L2电阻为10Ω，通过灯泡L2的电流表为0.6A。
L1
L2
对于灯泡L1和L2可求那些物理量？
3、如图所示，开关闭合后小灯泡L1两端的电压是3
V,
L2的电阻是12Ω,电源电压是9V特,
则L1的电阻是多少？
4、在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A。求：
（1）电源电压U；
（2）电阻R2的阻值。
5、如图10所示，电源电压为6V。闭合开关S，电压表V1示数为4V，电流表示数为0.4A．求：(1）电压表V2的示数；(2
)R1、R2的阻值．
6、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21甲所示。当酒精气体的浓度为0时，R1的电阻为60
Ω。在图21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
一、实验探究中错误资源的类型
1.技能性错误
技能性错误指学生因缺乏操作技能和仪表读数技能而产生的错误。“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”实验包括电流表、电压表、滑动变阻器等众多电学器材，实验操作具有综合性，主要表现在：（1）两表怎样接入、如何选择量程、如何读数？（2）滑动变阻器涉及四个接线柱，怎样接入可以达到实验目的？（3）电池盒电源的选择。（4）连接电路应注意断开开关，滑片移到电阻最大的地方。（5）探究活动暂停时，及时断开开关。由于学生对每种器材掌握程度可能不一样，一旦这些器材整合在一起后，在操作或读数上就容易犯错，成为实验探究的障碍。
2.客观性错误
客观性错误指并非由于学生知识、能力等主观因素造成，而是由于客观因素的影响而造成的错误。主要表现为：（1）器材自身原因。其一，器材使用时间过长，致使局部损坏，影响测量准确性；其二，器材质量有问题，如，劣质电表在使用中指针来回晃动，影响学生收集数据，导致得不到正确的实验结论；其三，器材设计复杂，如图1，电池盒接线柱太多，电池的组装和接线变成了难点，而这并不是实验重点，人为地制造困难。（2）实验综合性强，只要一种仪器的使用存在短板，就会造成结论错误。（3）缺乏适度的引导，或没有提供充裕的探究时间。第一种情况，探究盲目，导致学生“盲”中出错；第二种情况，时间紧迫，导致学生“忙”中出错。
3.生成性错误
生成性错误指在实验探究中产生的、在教师预设之外的错误。怎样利用这类错误资源，对教师的教学智慧是一种挑战。在探究通过导体的电流与导体电压的关系时，基于学生实际，预设的电路设计为图2，预设的教学过程是：引导学生发现该电路只能收集一组数据，不能发现规律，再启发学生如何获得多组数据，学生想到改变电池个数来改变电压和电流，最后从操作方便程度和采集数据连续性方面，说明该电路存在缺陷，从而引导出串联一个滑动变阻器。在笔者按部就班教学时，有学生提出用电阻箱代替定值电阻R，通过改变电阻箱电阻来收集多组数据，该方案得到一些学生的认可，但该方案的最大错误是没有控制R不变。
4.素养性错误
素养性错误指学生因缺乏科学素养所表现出的错误行为、习惯和意识。《义务教育物理课程标准（2011版）》指出，物理课程应“以提高学生科学素养为宗旨”，使学生“养成实事求是、尊重自然规律的科学态度”，“具有保护环境和可持续发展的意识”。回首课堂，实验过程中学生篡改数据、拼凑数据的现象时有发生，而且学生节能意识淡薄，如，探究活动暂停，开关还一直闭合，没有及时断开开关。
5.观念性错误
观念性错误指学生将课堂探究与真正的科学探究等同起来，意识不到科学发现的艰辛与曲折，形成“物理发现不过如此”的错误观念。学生探究的问题和模式都是由教材或教师给出的，而且教材中的各种提示为学生指明了探究方向。因此，学生感到概念规律的得出十分容易，顺理成章，甚至感叹自己生不逢时。但真正的科学探究都是在黑暗中摸索，没有人可以引路，经过许多年、很多次的不断猜测和实验，仍有可能以失败告终。这些情况，学生是没有遇到也体会不到的。当介绍欧姆定律的发现经历了约十年时间，付出了艰辛的努力时，学生在内心深处并不认同，他们认为一堂课的功夫就探究出欧姆定律，哪里来的“艰辛与曲折”？
二、基于错误资源的实验教学策略
1.变“讲授”为“探索”，促进实验技能的构建
实验仪器的操作都有一定的规范，正确操作实验仪器是一项基本技能。在刚接触新仪器时就要严格要求、熟练掌握，为今后的综合探究夯实基础。对实验仪器的教学，有人提倡采用讲授式，以师讲生听为主，而教学实践证明，这种方法不易引起学生兴趣，扼杀学生使用新仪器的欲望。科学技术在不断发展，现在没有的东西，可能明天就会出现，学生在未来的生活、工作中肯定会遇到许多新的科技产品，这些产品怎么使用，需要学生自己摸索。因此，物理课堂上，教师的一个重要职责就是培养学生探索新器材的能力，这是一种适应现代化生活的能力。
基于这些考虑，可以采用探索式教法，充分调动学生对新鲜事物的好奇心和探究欲。比如，教学“电流表的使用”，可以将教材内容编辑成仪器使用说明书的形式，在前面部分列出几个注意事项，学生阅读说明书后，试着去测电路中的电流。探索中，学生必然要经历犯错、反思、纠错的过程，而这正是学生自我建构操作技能的过程，印象自然根深蒂固，同时，培养了学生使用新仪器的能力。又如，对电流表的读数，教师先投影一组学生的表盘，但故意不显示接线柱，如图3，请学生读数，有些学生马上就报出读数，但出现不同结果，还有学生犹豫不决，教师启发学生为什么出现这种现象？学生反映，不知道接线柱。此时，学生就会明白，读数先要明确接线柱或量程。接着，告诉学生是小量程，再请学生读数，又出现了两个答案：0.24A和0.28A。教师追问，到底哪个正确，为什么？引导学生要看清分度值，并回答不同量程下的分度值分别是多少？两种量程、相同的偏转角度，示数有何关系？经历“发现问题、分析原因”的探索过程，学生自主完成读数技能的构建，最后总结读数步骤：先看量程，再看分度值。这种探索式教法同样适合电压表的使用与读数，为探究欧姆定律作好技能铺垫。
2.变“异常”为“正常”，营造良好的探究环境
每堂探究课都有预期目标和探究重点，而时间有限，所以，要为学生创造一个好的实验环境，避免一些客观的、非重点因素的干扰，为探究重点赢得更多时间。实验器材使用时间过长或质量不过关，不能正常工作，学生在操作过程中就会麻烦不断，影响探究情绪。尤其是测量类器材，比如电流表和电压表，如果器材质量有问题，学生的数据能准确吗？又谈何发现数据中蕴藏的物理规律？因此，学校采购器材时应严把质量关，对有问题的器材要及时更换，同时，检修器材也非常重要，特别是使用频繁高、易损耗的器材。建议教研组抽出专门的时间和精力，集中检修，一来减轻实验员的工作压力，二来掌握一些检修技能。当提供的都是能正常使用的器材后，学生的实验就不会受其他因素影响，从而保障探究正常进行。
3.变“错误”为“正确”，彰显错误资源的价值
学生对教师问题的即时性反映，折射出学生的原始思维和创造性火花，这些想法有的是正确的，有的虽然错误，但能给教学启发，其价值不亚于正确的创意。学生错误的想法里可能蕴藏着创新思维，我们要善于发现并加以利用。
例如，图2中，用电阻箱代替定值电阻R的方案是错误的，但这种想法在研究通过导体的电流与导体电阻的关系时，却可以派上用场。如图4，用电阻箱代替定值电阻R，有以下优点：其一，电阻箱是一种可读出阻值的变阻器。初中阶段学生对不能读出示数的滑动变阻器使用频率高，使用较熟练，但对电阻箱，教材只局限于读出电阻大小，没有机会让学生体验电阻箱的优势，而在这里，电阻箱的接线和读数得到运用，体现了其教学价值，弥补教材的不足。其二，简化实验操作过程。本电路的连接在研究电流与电压的关系时已经得到强化，因此，连接电路不是本探究内容的重点。当定值电阻R不断改变时，该电路局部要不断拆装、重组，这在技能上只是简单重复，缺乏教育意义。而换为电阻箱后，只要旋转旋钮就能快速改变电阻，不需要拆装电路，为数据的采集与分析等重点内容争取更多时间。其三，实验探究提倡开放性，不应是封闭的，数据的采集要常态化。如果选教师提供的三个定值电阻，学生会想，为什么要选这几个电阻？随机一点不可以吗？是不是也能得出反比结论？而这一系列问题均由电阻箱的使用得到较好突破，供选择的电阻值范围更广、更灵活，为学生采集数据拓展空间，增加实验结论的可信度。
4.变“说教”为“身教”，给学生潜移默化的影响
在实验细节上，教师苦口婆心，谆谆教导，而学生一意孤行，当耳边风，教学效果一直欠佳。什么原因呢？要学生低碳环保，教师自己在实验教学中的一言一行、一举一动反馈给学生的却是铺张浪费；要学生尊重实验事实，不得篡改数据，教师却图方便省事，不做实验，空降实验数据；要学生表达准确，教师的教学语言却欠科学性，甚至“脚踩西瓜皮，滑到哪是哪”。这样矛盾的教学言行，怎能让学生养成低碳环保的意识和实事求是的科学态度？要提升学生的科学素养，除平常注意要求外，更重要的是教师要加强自身修养，以身垂范，给学生树立良好的榜样。
5.变“单一”为“饱满”，落实三维教学目标
探究教学不能仅局限于学生掌握物理概念和规律，还应将历史上物理学家进行探究、获得发现的历史资料引入教学，通过历史情境再现，展现科学研究方法，体验科学发现的艰辛，实现教育价值最大化。
历史上欧姆定律的建立过程与课堂上的科学探究有很大差异，将欧姆的探究过程和对他成功的分析补充到课堂中，可以使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上获益。
在欧姆所处的时代，他遇到的最大困难与挑战有以下几点[1]：（1）当时的直流电源只有伏打电堆，最初用它进行实验，电流不稳定，未能获得理想结果。后来，接受其他科学家的建议，将伏打电堆改为温差电源，提高了电流的稳定性，使测量结果更准确。这与他善于学习、关心科技发展、重视科学交流是分不开的。（2）在欧姆进行研究时，没有现成的电压表和电流表，也不知道如何测电阻，也就是说，I、U、R均无法测量，这些问题都得一一解决。欧姆巧妙地设计出电流扭秤，用磁针的扭角实现了电流大小的测量；用相同粗细、不同长度的铜导线来得到不同电阻；用温差电池两个接点的温度差得到不同电势差，这在当时是想象不到的，都是开创性研究。而且，欧姆凭直觉假定电流大小与扭秤的扭角成正比，电阻与导线长度成正比，而电压与温差电池的温度差成正比。这种直觉思维，是科学创造力的重要表现。（3）欧姆定律发表后，遇到权威人士的反对甚至诋毁，认为他的理论是空洞的臆造，许多年后他的成果才得到科学界的普遍认同。为了科学研究，欧姆在孤独与困难的环境中，自己动手制作仪器，坚持进行科学探索，把全部生命都奉献给了科学事业，这种献身精神是值得钦佩和学习的。
通过物理学史的引入，“欧姆”在学生思想里不再只是一个物理量的单位，“欧姆定律”也不再只是一个物理公式，它们汇成了一部有血有肉、富有立体感的科学励志故事，深深地感染和激励着学生。
参考文献
一、初中物理电路计算题的类型分析
在初中物理的教学内容当中，我们可以看出初中物理电学在整体物理内容中所占比重极大，这也导致了其计算种类和题型的复杂多变。而且再加上学生第一次接触物理电学，令学生很难对其特点完全了解，从而导致学生在解题时无法做到活学活用。而且在解题中，由于学生对欧姆定律的了解不透彻，常常忽略其重要的“同一性”和“同时性”，最终导致解题失败。
因此针对这一情况，我们可以对复杂的电学问题根据其电路特点进行分类，从而对其进行有针对性的解答。由于每个电路的特点不同，我们可以根据其串联或并联的特性，将其分为“最简单的只有一个用电器的电路”、“由两个用电器串联得到的串联电路”、“由两个用电器并联得到的并联电路”、“由滑动变阻器组成的可变电路”、“由开关来进行电路变化控制的电路”这五种类型的电路计算问题。
二、初中物理电路计算题例题解析
（一）两个用电器的串联电路计算解析
例：将一直电阻R1与R2串联在电压U=12V的电源上，R1=20Ω，R2=40Ω。求：①电路总电阻R总；②电路电流I；③R1两端的电压；④R2的电功率。
解析：先根据已知条件求出电路总电阻，再利用总电阻和总电压，根据欧姆定律 求出电路电流I，再然后通过欧姆定律和串联电阻“分压不分流”的定律，求出R1两端电压，最后根据电功率公式P=I2R，求出电功率。
针对这类问题，首先我们要进行细致的审题，通过题目的第一句话，我们可以根据电阻串联的信息想到“串联电路分压不分流”这一定律，从而列出“I总=I1=I2”、“R总=R1+R2”的相关电路信息。然后针对第一个问题，直接将R1、R2的数值带入公式求出R总，即：R总=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω。
然后针对第二个问题，我们可以根据欧姆定律“I=U/R”带入数值，求出电路的总电流I总，即：I=U/R总=12V/60Ω=0.2A。
而根据审题时对已知串联电路的特点分析，我们知道“I总=I1=I2”，所以我们可以得出I1=0.2A，然后我们再根据欧姆定律“U=IR”求出R1两端的电压，即U1=I1*R1=0.2A*20Ω=4V。
最后进行第四个问题的解答，我们首先需要列出电功率的计算公式“P=I2R”，根据串联电路的特点“I总=I1=I2”，我们可以得到I2=0.2A，而R2已知，带入数值便可以求出R2的电功率，即P2=I2R2=0.22A*40Ω=1.6W。
（二）两个用电器的并联电路计算解析
例：如图所示，将R1、R2并联在电路中，R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表显示I1=2.4A，求电路的总电流。
解析：想要解决此题，必须利用“并联电路分流不分压”的特点，先求出R1两端的电压，然后再根绝U1=U2求出R2的电流，从而求出此电路的总电流。
针对本体进行审题，首先从第一句话中，我们可以根据并联电路的关系“并联电路分流不分压”得出电路电压关系“U总=U1=U2”以及电流关系“I总=I1+I2”。然后再对问题进行分析，发现我们所要求的最终答案为I总。
而想要求出I总，我们就必须求出I2。根据欧姆定律“I=U/R”，我们可以发现R2的电压U2仍然是未知条件。然后我们对电压进行分析，可以从已知的条件中，发现R1与I1是已知的，这样我们就能得出U1。这时，我们审题时分析的电压关系“U总=U1=U2”就起到了关键的作用。
答：U2=U1=I1*R1=2.4A*10Ω=24V，I2=U2/R2=24V/20Ω=1.2A，I总=I1+I2=2.4A+1.2A=3.6A。
（三）滑动变阻器的可变电路计算解析
例：如图所示，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，阻值为10Ω，R2为滑动变阻器。闭合开关后，将P移动至b点时，电流表显示为1A，当P移动至中点时，电流表显示为1.5A。求：①电源电压；②R2的最大阻值。
解析：根据已知的两次电流表显示数值，以及定值电阻和滑动变阻器当时相对应的阻值，可以确定求出电源的总电压15V，然后根据电源的总电压及电路总电流，求出最后的滑动变阻器最大阻值为20Ω。
（四）由开关控制的可变电路计算解析
在初中物理的电学习题中，还会经常遇到这样一类问题：某个开关闭合或断开引起阻值变化，然后判断电路的电流、各电阻两端的电压以及电功率发生变化。例如：当开关S由闭合到断开时，电流表示数有什么变化？电压表示数有什么变化？电压表和电流表的示数的比值有什么变化？
解决方法：首先弄清电路的串并联关系，然后根据电压、电阻、电流间的变化关系，在寻找变量的同时，要注意哪些是不变的物理量，便可以顺利解决问题。局部电阻的变化整个电路的电阻的变化总电流的变化其他量的变化。当把开关S闭合时，灯泡L被短路，只有R工作，电压表测量电阻两端的电压，电流表测量电路中的电流；开关断开时，灯泡L与电阻R串联，电压表测量电阻R两端的电压，电流表测量电路中的电流；根据串联电路的电阻特点可知开关S由闭合到断开时电路总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，再根据欧姆定律判断电压表与电流表示数比值的变化.
三、初中物理电路计算题解决方法经验总结