欧姆定律的推理十篇

发布时间:2024-04-29 12:01:58

欧姆定律的推理篇1

高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律,从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象,将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果,我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。

1.《闭合电路欧姆定律》教学目标分析

《闭合电路欧姆定律》教学目标主要有以下几个方面:一是,经进闭合电路欧姆定律的理论推导过程,体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用,培养学生推理能力;二是,了解路端电压与电流的U-i图像,培养学生利用图像方法分析电学问题的能力;三是,通过路端电压与负载的关系实验,培养学生利用实验探究物理规律的科学思路和方法;四是,利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。高中物理《闭合电路欧姆定律》教学主要是围绕定律的推导和定律的应用这两个问题展开的,其中涉及到了“电动势和内阻”、“用电势推导电压关系”、“焦耳定律”以及“欧姆定律”等诸多内容,这些内容之间具有一定的联系,只要能够为其构建一个完善的体系,将这些知识有机的结合起来,就能够得出闭合电路的欧姆定律。以建构主义教学思想为基础,采用创设“问题情境”的教学设计,对于提高课堂教学有效性具有积极意义。

2.创设“问题情境”的教学设计具体实践

首先,通过问题的提出激发学生的求知欲。例如:将一个小灯泡接在已充电的电容器两极,另一个小灯泡在干电池两端,会观察到什么现象?并展示生活中的一些电源,演示手摇发电机使小灯泡发光和利用纽扣电池发声的音乐卡片实验,使学生进行思考这些现象出现的原因。通过观察学生会发现手摇发电机是将机械能转化成电能的过程,停止摇动就没有电能,灯泡就不会亮,而干电池、蓄电池是将化学能转化成电能,其化学能能够为干电池提供持续供电的功能,因此小灯泡能够持续发光。然后教师再在这个基础上提出问题:什么是电源的电动势?之后指出电源电动势的概念,帮助学生认识电源的正负极,并画出等效的电路图,利用学生已知的知识,如电势相当于高度,电势差则相当于高度差,这样学生就能够很好的对电势差以及电源电动势的内电压和外电压等概念进行理解了。

其次,在教学中可采用类比、启发、多媒体等多种方法进行教学。教师在课堂教学汇总可借助于多媒体播放flash课件,借助于升降机举起的高度差或者儿童滑梯两端的高度差,帮助学生更好的理解电源电动势。另外还可以从能量的角度引导学生对其进行理解,例如小花去买衣服,共有100元,其中10元用于打车,90元用于买衣服,在这里,100元就相当于电源的电动势,车费相当于内电压(必要的无用功),买衣服的费用就相当于外电压(有用功),从而使学生掌握内外电压的本质属性。

最后,要通过实验来引导学生进行探究。物理学是一门以实验为基础的科学,观察和实验是提出问题的基础,在实验教学中应鼓励学生观察要细致人微,要善于从实验中发现问题,直观、形象的实验现象能激发学生思考。可以让学生通过实验来探究路端电压与外电阻(电流)的关系,得出路端电压与外电阻(电流)的关系,再从理论上进行分析。然后演示电动势分别为3V和9V(旧)的电源向一个灯泡供电实验,引发学生学习的兴趣,让学习进行讨论,解释现象原因。通过这种方式能够让学生很容易就明白流过灯泡的实际电流不仅与电源的电动势有关,还与电路中的总电阻有关,从而顺理成章的得出闭合电路欧姆定律,完成课堂教学任务。

3.总结语

欧姆定律的推理篇2

关键词:欧姆定律高中物理教学方法

一、教材分析

《欧姆定律》的内容,在初中阶段已经学过,高中阶段《物理》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《欧姆定律》教学的教学目的和教学要求。教学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。

《欧姆定律》的内容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了基础。《欧姆定律》实验中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,《欧姆定律》是后续课程的知识准备阶段。

通过《欧姆定律》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。《欧姆定律》内容的重点是进行演示实验和对实验数据进行分析。这是教学的核心,是教学成败的关键,是实现教学目标的基础。《欧姆定律》教学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

《欧姆定律》教学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《欧姆定律》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了承上启下作用。

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。这样既巩固了他们的实验知识,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学生上台协助,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,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,可提问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,进一步提出欧姆定律,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,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。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。

6.注意调控课堂节奏,避免单调枯燥。

参考文献:

欧姆定律的推理篇3

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

欧姆定律的推理篇4

欧姆定律是由乔治•西蒙•欧姆,只要是规范电流,电压和电阻之间关系的定律。其主要公式为i=U/R

1.1欧姆定律并不适用于所有物体

很多人认为欧姆定律适用于所有导电的物体,这个想法是错误的。因为欧姆定律只适用于金属导电和电解液,在气体导电和半导体元件中欧姆定律是不适应的。

1.2导体的电阻不是一成不变的

金属导体的电阻不是一成不变的,它会随温度的升高而增大。比如电灯泡算电阻的时候,刚开灯的时候和开很久的灯的电阻一定是完全不同的。

1.3串并联电路欧姆定律的推广式不同

我们在处理串联电路时我们要记住电流是恒值,电压是各部分电压的总和。而在并联电路中各支路电压和电源电压是相同的。电压是衡量,而干路电流等于各支路电流之和。

2.如何对物理中的欧姆定律进行教学

2.1培养学生对学习物理的兴趣

“兴趣是最好的老师“。作为一名物理教师希望能带动学生的积极主动性,让学生配合老师教学工作,有时在课堂上老师教学会出现不理想的情况,如学生上课睡觉,或看小说等。这样对我们教学工作造成困扰,特别是像物理这一门需要去计算、分析的课程。不像其他科目,它需要的不仅仅只是学生的理解,更重要的是实验能力,以及实践能力。一节课没有吸收到课程的有效资讯就会导致其他章节也一并滞后。而杜绝一现象的发生,首先是要找出学生不听课,不爱听课的原因,我经过多年的教学经验,总结两点:第一点是。举个例子,在我教学情况中遇到一个学生,他在平常上课的表现一直不理想。其他学生按时完成作业,而他总是最迟交或者不交。有一次早晨刚来到办公室路过教室时看到他正拿着别的同学的作业本抄袭,当时我很生气,进去找他谈话。在谈话过程中,我了解到这位学生之所以对物理部感兴趣的原因是他找不到方法去学习。要帮助学生找适合他的学习方法也是教师在教学当中需要重视的。另一点则是老师的问题,老师讲课太枯燥乏味,学生不爱听,自然而然的就会去做其他的事情,这对教学任务的影响是巨大的。我们应该从物理的作用性和启迪性的教育方式对学生对物理的爱好进行开发和挖掘。

2.2加强学生的动手能力

因为物理学由实验和理论两部分组成。其中,物理理论来自于物理实验,物理实验是物理理论的基础。用事实说话,用实验证明,是物理教学是一大特色。同时,实验也是增强趣味性、调动积极性的有效手段。透过以上三点,我让自已的学生多参与到实践课中。那一名我前面所提到男学生,他在我课上的态度在一次学习“压强”的章节中得到了改变。课程里我布置学生自己制作物品,然后去进行试验探究活动。而他在这一方面表现的极为积极,后来得知这男孩对机器零部件的组装,特别是车子感兴趣,我就抓住他这点喜好,在欧姆定律的这一环节中,让同学们自己去试验操作,导体材料,长度,横切面等等,教学生用多种表分别测量电源两端的电压,观察小灯泡的变化。使学生在实验的过程中轻松的学会课程上的知识。而那位男学生也通过实验课程的学习,态度发生了转变。学习的积极性充分调动起来。

欧姆定律的推理篇5

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.

欧姆定律的推理篇6

一、探究过程

欧姆定律是实验定律.要正确理解欧姆定律,应了解如何通过试验来揭示电流、电压、电阻三个物理量之间的关系.因为是三个物理量,所以我们在研究实验时要采用控制变量法,探究过程中分两步.

1.保持电阻不变,研究电流跟电压的关系

研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变,那么,设计实验电路时就要考虑以下几个方面:①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流i?②怎样保持导体的电阻R不变?③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U?设计实验电路图(如图1):

按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,使它成整数倍的增加,并记录所对应的电流值,填入表一中.

表一:R=10Ω

通过上表可得:电阻一定时,电流与电压成正比.

2.保持电压不变,研究电流跟电阻的关系

同学们一定要明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”的思想.实验探究时应考虑:①怎样改变导体电阻R的大小?②怎样保持导体两端的电压U不变?这是这个探究实验的难点,当电阻的大小发生变化时,可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变.

不断更换定值电阻,利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值,填入表二中.

表二:U=3V

通过上表可得:电压一定时,电流与电阻成反比.

综上所述: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.

同学们在具体的探究活动中可能会遇到这样的问题:在电阻R阻值改变时,电阻R两端的电压也发生变化,如何移动滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值.这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面.

例1小刚同学用如图2电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当a、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的惟一操作是().

a.保持变阻器滑片不动

B.将变阻器滑片适当向左移动

C.将变阻器滑片适当向右移动

D.将电池个数增加

解析当a、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,而a、B两点间的电压增大,所以滑动变阻器的电阻应当增大才能使a、B两点间的电压保持不变.这道题让大家真正了解到应如何灵活应用控制变量法.

二、正确理解欧姆定律

在欧姆定律中,三个物理量是指同一导体或同一段电路在同一时刻的i、U、R,同时三个物理量的单位必须要用国际单位制.

对于欧姆定律i=U/R和欧姆定律的变形式R=U/i,这两个公式是大家最容易混淆的.

特别是R=U/i只是用来计算导体电阻的,决不能认为R与U成正比,R与i成反比;对同一导体而言,即使导体上不加电压,导体电阻仍然存在.切记导体电阻与电压电流无关,它是导体本身的一种性质.

为了更形象深刻地理解欧姆定律,我们可以借助图像来描述.

根据i=U/R,当R一定时,i与U成正比,相当于数学中的正比例函数的图像.如图3甲所示.而在U一定时,i与R成反比,相当于数学中的反比例函数的图像.如图3乙所示.

应用这种图像可以来比较电阻的大小.

例如图4所示为接入闭合电路中阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的i-U图像,从图中可知().

a.R1R2

B.R1R2串联后,总电阻i-U图线在区域Ⅱ内

C.R1R2并联后,总电阻i-U图线在区域Ⅲ内

D.R1R2并联后,总电阻i-U图线在区域Ⅰ内

解析首先大家要对串并联电路的总电阻非常清楚,串联的总电阻大于任何一个分电阻,并联的总电阻小于任何一个分电阻.从图上可以选择电压一定时,比较电流的大小关系,i1i2,所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ,所以正确答案为D.

三、欧姆定律的应用

根据欧姆定律:①知道导体两端的电压和导体的电阻就可以求出导体中的电流;②知道通过导体的电流和导体的电阻就可以求出导体两端的电压;③知道通过导体的电流和导体两端的电压就可以求出导体的电阻值,即i=U/R,U=iR,R=U/i.

例2一个定值电阻两端加上6V电压时,通过它的电流是0.4a.如果给它加上3V的电压时,则流过它的电流是多少?为什么?

解析一

要求当电压是3V时,电流是多少,还需知道电阻,根据前面的两个条件可以求出电阻是15Ω,因为电阻是不变的,所以i=U/R=3V/15Ω

=0.2a.

解析二

根据欧姆定律,R一定时,i与U成正比,即得i=0.2a.

例3如图5所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片p向右滑动过程中().

a.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数变小

C.电流表示数变大,电压表示数变大

D.电流表示数变大,电压表示数变小

解析当滑动变阻器滑片p向右滑动时,电路的总电阻变大.电压一定时,电阻变大,电流变小,所以电流表示数变小;通过定值电阻的电流减小,所以定值电阻分担的电压减小,电压表的示数变大.故选a.

例4如图6所示是“伏安法测电阻”的实验电路图.

(1)在图6中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;

(2)某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:U1=2.4V,i1=0.20a;U2=4.5V,i2=0.38a;U3=6.0V,i3=0.50a.请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内.

(3)根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx≈_______Ω.

(4)分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:_______________________________.

解析(1)填入电流表和电压表,如图7所示.

(2)实验数据表格设计如下表:

(3)根据公式R=U/i分别求得三次实验测得的电阻为12Ω、11.8Ω、12Ω,求平均值从而算出待测电阻Rx≈11.9Ω.

欧姆定律的推理篇7

教学目标

知识目标

1.巩固串联电路的电流和电压特点.

2.理解串联电路的等效电阻和计算公式.

3.会用公式进行简单计算.

能力目标

1.培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.

2.培养学生理论联系实际的能力.

情感目标

激发学生兴趣及严谨的科学态度,加强思想品德教育.

教学建议

教材分析

本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题,从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点,用等效的观点分析串联电路是本书的难点,协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键.

教法建议

本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.

实验法和理论推导法并举,不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些,而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些.

由于实验法放在理论推导法之前,因此该实验就属于探索性实验,是伏安法测电阻的继续.对于理论推导法,应先明确两点:一是串联电路电流和电压的特点.二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体(或某段电路)计算串联电路的电流、电压和电阻时,常出现一个“总”字,对“总”字不能单纯理解总和,而是“总代替”,即“等效”性,用等效观点处理问题常使电路变成简单电路.

教学设计方案

1.引入课题

复习巩固,要求学生思考,计算回答

如图所示,已知,电流表的示数为1a,那么

电流表的示数是多少?

电压表的示数是多少?

电压表的示数是多少?

电压表V的示数是多少?

通过这道题目,使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系

(1)串联电路中各处的电流相等.

(2)串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和.

在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路,几个导体串联以后总电阻是多少?与分电阻有什么关系?例如在修理某电子仪器时,需要一个10的电阻,但不巧手边没有这种规格的电阻,而只有一些5的电阻,那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢?

电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题.

2.串联电阻实验

让学生确认待测串联的三个电阻的阻值,然后通过实验加以验证.指导学生实验.按图所示,连接电路,首先将电阻串联入电路,调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数(如3V),电流表的读数为0.6a,根据伏安法测出.

然后分别用代替,分别测出.

将与串联起来接在电路的a、b两点之间,提示学生,把已串联的电阻与当作一个整体(一个电阻)闭合开关,调节滑动变阻器使电压示数为一整数(如3V)电流表此时读数为0.2a,根据伏安法测出总电阻.

引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.

再串入电阻,把已串联的电阻当作一个整体,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为一整数(如3V)电流表此时示数为0.1a,根据伏安法测出总电阻.

引导学生比较测量结果,得出总电阻与的关系:.

3.应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系:

作图并从欧姆定律分别求得

在串联电路中

所以

这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和.

4.运用公式进行简单计算

例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上,求这串联

电路中的电流

让学生仔细读题,根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值,未知量的符号.

引导学生找出求电路中电流的三种方法

(1)(2)(3)

经比较得出第(3)种方法简便,找学生回答出串联电路的电阻计算

解题过程

已知V,求i

根据得

答这个串联电路中的电流为0.3a.

强调欧姆定律中的i、U、R必须对应同一段电路.

例二有一小灯泡,它正常发光时灯丝电阻为8.3,两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源,要使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?

让学生根据题意画出电路图,并标明已知量的符号及数值,未知量的符号.

引导学生分析得出

(1)这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V,而电源电压是6V,那么串联的电阻要分担的电压为

(2)的大小根据欧姆定律求出

(3)因为与串联,通过的电流与通过的电流相等.

(4)通过的电流根据求出.

解题过程

已知,求

解电阻两端电压为

电路中的电流为

欧姆定律的推理篇8

关键词:静电场;直流电;电流方向;电压方向;基尔霍夫定律

静电场是电荷周围存在的一种特殊形式的物质,电荷之间的相互作用是通过电场实现的。对电场的任何一点来说,放在这点的电荷所受的电场力跟它的电荷的比值,总是一个常量,可以用来表示电厂的强弱叫做这一点的电场强度。电场强度是矢量,它的方向规定为正电荷所受电场力方向。除了用电场强度来描述电场的强弱及方向外,电场线也用来形象表示电场强弱及方向。电场线是在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线,并且使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致;电场强度越大的地方,电场线越密,电场强度越小的地方,电场线越疏,沿着电场线的方向是电势降落的方向。

在复杂电路的某一段电路或一个电路元件的分析与计算时,可事先假定一个电流的方向,这个假定的方向叫做电流的“参考方向”。我们规定:若电流的“参考方向”与实际方向相同,则电流值为正值,即i>0;若电流的“参考方向”与实际方向相反,则电流值为负值,即i<0。和分析电流一样,有时很难对电路或元件中电压的实际方向做出判断,必须对电路或元件中两点之间的电压任意假定一个方向为“参考方向”,在电路中一般用实线箭头表示,箭头所指的方向为参考方向。当电压的“参考方向”与实际方向一致时,电压值为正,即U>0;反之,当电压的“参考方向”与实际方向相反时,电压值为负,即U<0。电流与电压有了参考方向后,电流与电压就有了正负。

电流与电压参考方向,在应用基尔霍夫定律解决复杂电路计算中,贯穿始终。

欧姆定律是分析与计算电路的基础。如果电阻元件上的电压与通过它的电流参考方向相同,欧姆定律可表示为U=iR,如果电阻元件上电压的参考方向与电流的参考方向不同时,则欧姆定律可表示为U=-Ri。除了欧姆定律,分析与计算电路还离不开基尔霍夫电流定律和电压定律。基尔霍夫电流定律应用于节点,基尔霍夫电压定律应用于回路。

基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一节点上的各个支路电流之间的关系的。由于电流的连续性,电路中任何一点(包括节点)均不能堆积电荷。因此“任何一瞬时,流入任一节点的支路电流之和恒等于流出该节点的支路电流之和”,这就是基尔霍夫电流定律的基本内容。

基尔霍夫电压定律是用来确定回路中的各段电压之间的关系。“在任一回路中,从任何一点出发以顺时针或逆时针方向沿回路循行一周,回路中各段电压的代数和等于零”,这就是基尔霍夫电压定律的基本内容。为了应用基尔霍夫电压定律,必须选定回路的参考方向,当电压的参考方向与回路的循行方向一致时取正号,反之取负号。列方程时,不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律,首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的参考方向;因为方程式中的正负号是由它们的参考方向决定的,若参考方向选得相反,则会相差一个负号。

如图所示电路中,已知R1=10Ω,R2=5Ω,R3=5Ω,Us1=12v,Us2=6V。

求:R1、R2、R3所在支路电流i1、i2、i3。

解:1.先假定各支路电流的参考方向,如图所示。

2.根据KCL列出节点电流方程,由节点a得到i1+i3-i2=0。

3.选定回路的绕行方向就是电势降落的方向,如图所示。

4.根据KVL列出两个网孔的电压方程。

网孔adcBba:-i2R2-i3R3+Us2=0;其中i2R2、i3R3为负是因为电流与电压参考方向相反,欧姆定律用负的。

网孔abBaa:i1R1+i2R2-Us1=0;其中Us1为负是因为它电压的方向与循行方向相反。

代入电路参数,得方程组:

i1+i3-i2=0

-6=-5i2-5i3

12=10i1+5i2

解方程组,得:i1=0.72a,i2=0.96a,i3=0.24a。

从基尔霍夫定律的应用中可以看到,电流、电压的方向问题就是解题的对错问题,足以见证电流、电压方向的重要性。如果没有静电场的电场线的形象讲解,学生就很难看出电流与电压实际方向的一致性,那么,欧姆定律正负公式推出就难讲述,欧姆定律讲不好,基尔霍夫定律就很难讲,更别说应用基尔霍夫定律解决实际问题了。所以,静电场内容是是直流电内容讲解的前提和基础,两章内容密不可分。

参考文献:

1.《大学物理教程》.山东大学出版社.

欧姆定律的推理篇9

一、巧记力学知识

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。

凸透镜呈像规律可记作:一焦分虚实、二焦分大小,虚像正来实像倒;(虚像是正立的,实像是倒立的)虚像同侧实像异,(成虚像时,像和物在透镜的同一侧,成实像时,像和物在透镜的两侧。)物近像远像变大;(物体距离凸透镜越近,即物近;像距离凸透镜就越远即:像远;所成的像会变大。)物远像近像变小。

欧姆定律的推理篇10

在“闭合电路欧姆定律”一节教学的导课中,我凭借上节课学习的电源及其特性等知识,运用演示实验,并在演示实验的前后以及过程中揭示矛盾、提出疑问,以激发学生思维的积极性,诱发学生的创造性思维。

1.如何方便地测定电源的电动势?

演示:用伏特表按图(1)电路直接测电源的电动势,测得伏特表示数为2.9伏。

2.若电路中加接电阻R,闭合开关S,观察此时伏特表的读数。

演示:按图(2)电路,测得伏特表的示数为2.1伏。

此时教师及时把握实验造成的认识冲突进行设问:此时电源电动势变化了吗?为何第二次伏特表示数变小了呢?你能知道此时电源的内电压是多大吗?

通过上述的问题情境,使学生的思维进入专注的学习状态,随之,通过学生的思维,有利于理解e=U外+U内的关系式以及伏特表测量的物理意义,为闭合电路欧姆定律的教学埋下了伏笔。

3.若上述电路中再串联一个安培表(图3),当电阻R发生变化时,伏特表和安培表的示数将如何变化?

先让学生进行猜想,后演示,并运用欧姆定律i=U/R进行分析。猜想与实验结论形成了矛盾,使学生的认知再次发生了冲突。接着,在教师的引导下,让学生在矛盾的思索中,以直观的形象进入理性的顿悟,从而得出某部分电路R的变化对电路的影响,只用某部分电路的欧姆定律来分析已不适用,因而必须对整个电路进行认识把握。教师由此把握契机,导出本堂课的研究课题。

接着,我通过设计以下教学程序,让学生主动参与探索规律的活动,使之身临其境,再现了当年科学家研究的思维方法和发现的过程。

1.鼓励学生进行大胆猜想。

设问:闭合电路中的电流强度可能与哪些因素有关?

教师可启发学生在欧姆定律中决定电流强度i的有关要素,从而通过思维方法的迁移、猜想得到:i与R、与e、与r、等因素有关。

2.引导学生设计实验验证上述猜想。

设问:你能用什么方法验证上述猜想呢?(教师提示:物理学中最有说服力的武器――科学实验。)

设问:那么多变量之间的关系又如何处理?(教师启发学生:探索牛顿第二定律时对那么多变量问题的处理――控制变量的方法。)

3.实验的具体设计及演示验证。

通过逐个控制变量的方法,讨论、设计并演示如下实验:

(1)用手摇直流发电机m作电源(图4)。通过改变转速来改变电动势的大小。(当R、r一定时,i与e关系?)

(2)选用可调电源(图5),改变外电阻R,观察安培表示数变化。(当e、r一定时,i与R的关系?)

(3)选用可调电源(图6),改变电源内阻,观察安培表示数变化。(当e、R一定时,i与r的关系?)

通过上述教学程序,学生的思维实现了从猜想到实验性验证的探索过程。

4.引导学生根据已有知识进行科学推理,使之由定性升华到定量。

设问:由e=U外+U内能得出i与上述各量的定量关系吗?

对于外电路U外=iR,那么内电路U内=ir亦成立吗?

再次引导学生运用实验手段验证。如图(6)所示,用探针接伏特表,可测得内电压,安培表可测得内电路的电流。通过改变R,测得伏特表和安培表的示数如下:

分析上表所得的数据,观察得到U内/i=定值,得出欧姆定律也同样适用于内电路,即U内=ir。由此,学生可推导出:e=iR+ir。讨论i的决定因素,将公式变换得i=e/(R+r),即闭合电路欧姆定律的数学表达式。

对闭合电路欧姆定律进行剖析、运用时,好让学生思考、观察、分析、讨论,增强课堂思维量,加深对规律的进一步理解,我通过设计以下问题的思维阶梯来拓展思维层次:

设问:1.请大家运用此规律解释前面导课中、的示数如何变化?

2.当外电路处于断路状态时,=e,为什么?

3.若电源两端连接一根导线(即电路处于短路状态),i=?短路状态有何危害?(学生思考后,教师演示短路状态时保险丝熔断实验。)

4.请大家根据U=e-ir关系式,画出U-i函数图线,并说明物理意义。

5.先通过实验演示,然后提出问题。

如图(7)电路,已知电阻R1=5Ω,当S闭合时,读出的读数(i1=0.35a),据此数据能否求电源的e和r?

(2)如何想法求得?(提示:若再给一只R2=10Ω的电阻,行吗?)演示实验并测得的示数(i2=0.22a),请学生列式求得(e=3V,r=3.5Ω)。

然后小结,此题告诉了我们一种测量e、r的重要方法,即课本中例题解决的问题,并进一步设问(留给学生课外思考):

①若把改成一只,如何设计实验测量e、r?

②若只给一只和一只及一只可变电阻,又如何设计实验测量e、r?

6.先给实物电路,让学生运用规律计算求解,后让学生观察实验,在发生认知冲突中,使学生自悟自解,深化思维层次。

(1)图(8)电路中,若把电阻R换成一只内阻为1.5Ω的电动机,当闭合开关S,的示数多大?(请学生求解。)

(2)演示实验:闭合S,让学生观察电动机转动以及电动机不转动,两种情况下的示数。