時間：2023-08-11 17:01:43
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歐姆定律是電學中的基本定律，是進一步學習電學知識和分析電路的基礎.歐姆定律中電流、電壓、電阻三者之間的定量關系是本章的核心.教材中安排了7個活動，其中探究電流大小與哪些因素有關、探究電流與電壓（或電阻）的關系、伏安法測電阻、串聯電路總電阻與各電阻的關系等實驗是本章的重點活動，這些活動能充分展示物理實驗的研究方法及規律，能充分培養學生實驗探究的能力.
教材編排上充分體現了實驗的探究過程，從小明和小華想設計一盞調光燈為探索背景，以任務驅動的方式將探究問題引向深入，本章緊緊圍繞這個中心任務，在引導學生自主學習的過程中，讓學生充分體驗發現問題、提出問題、研究問題、總結規律、拓展應用、解決問題的樂趣，體會做中學，學中做，既動腦又動手，在潛移默化中感知科學研究的一般方式，接受人類研究自然、尋求真理、不斷追求等崇高思想的熏陶.
下面我們一起分析兩個實驗探究題，來進一步體會實驗探究的思路和方法.
例1（原創）小明是一個愛動腦筋的學生，最近學習了電路的初步知識，對電學現象興趣濃厚.周日，他到住在老城區的奶奶家做客.晚上，他在房間里做作業，對房間里一只60 W的白熾燈發生了興趣.他觀察到：晚上7、8點鐘時，燈不是很亮，但到了夜里11、12點鐘時，燈顯得特別亮.小明想：燈越亮，表明通過燈絲的電流越大.那么，燈絲中的電流大小又取決于什么呢？請你和小明一起探究“電路中電流大小與哪些因素有關？”
（1）小明根據平時對電學實驗的觀察，提出的猜想是：電流大小與電路兩端的電壓有關.你的猜想是：電流大小與_______有關.
（2）根據你已有的知識和經驗，說說小明猜想的依據是_______.
（3）小明決定用實驗來驗證他的猜想，請你和他一起完成下列任務：
①所選用的實驗器材有：_______；
②實驗電路圖：
③小明設計了一個實驗表格來收集實驗中觀察到的實驗現象，你認為此表格存在的缺陷是_______.
④根據實驗數據，分析此次實驗結論：_______.
（4）通過實驗探究，小明知道了電路中電流大小與_______及_______兩個因素有關.他又產生了新的疑問：家庭電路的電壓是220 V，而燈泡燈絲的電阻也不變化，那為什么夜里燈比晚上時要亮呢？小明又開始了新的探究之路.
（5）小明在上面的實驗中經歷了哪些探究過程？請你選出并將相應的字母填入空格中.
___________________________________.
（A.評估、B.猜想與假設、C. 提出問題、D.進行實驗和收集數據、E.設計實驗、F.交流與合作、G.分析結論）
新課程標準中，要求培養學生科學探究的初步能力，科學探究過程中，要求學生能“提出問題、進行猜想與假設、制定計劃和設計實驗、進行實驗和收集證據、分析與論證、評估、交流與合作”.在上題中，小明從日常生活中感興趣的現象選取了一個改變電流大小因素的問題進行探究，從提出問題，并根據已有的知識和經驗進行猜想與假設，制定實驗計劃并進行實驗，根據實驗現象分析結論.最后還提出新的疑問.
分析與解答（1）在許多學生實驗中，能觀察到電燈亮度變化的原因，有的是電池節數變化，有的是兩個燈串聯，降低了燈的亮度，所以電流變化受電壓電阻的影響不難理解.也可用水流來類比電流，分析影響水流大小的因素同樣也能分析出來.第一空填“導體的電阻”.
（2）小燈泡接在兩節電池間時比接在一節電池間亮.
（3）①兩節干電池、開關、導線、小燈泡、電壓表、電流表.
②電路圖如圖1所示.
③缺電流表示數這一列.
④若前后兩次電流相等，則電流大小與電壓無關；若前后兩次電流不等，則電流大小與電壓有關.
（4）電路兩端電壓，導體的電阻.
（5）根據前面分析，可得：CBEDG.
例2（原創）小明在探究影響導體電阻大小的因素的活動后，想到鹽水也能導電，他猜想鹽水導電性可能與哪些因素有關.于是和同學們設計了如下實驗：他們連接了如圖2所示的電路，他們用兩塊表面平整大小相同的金屬板正對著平行地插入鹽水中，并將金屬板連入電路.請你幫他們完成下列探究過程.
（1）小明在實驗探究前先提出了假設，猜想影響兩金屬板間鹽水電阻大小的因素可能有：①_______；②_______；③_______；④_______.
（2）小明根據和同學們的交流和篩選，決定探究從猜想中選出的四個影響因素.他在設計實驗時思考了以下問題：
①實驗中，如何將鹽水電阻大小“顯示”出來？
②如果影響電阻大小的因素有多個，如果只研究其中的一個因素是否影響了電阻的大小以及影響的程度？
③為此，除了裝置圖中出現的器材外，你還需要哪些器材？
（3）小明和同學們分別進行實驗驗證，小明想驗證鹽水電阻大小與兩金屬板間的距離是否有關，請你幫他寫出實驗操作及分析過程.
（4）小明他們將實驗結果記錄在下表中：
①比較_______兩次實驗數據可知：金屬板間鹽水電阻大小與鹽水的濃度有關.
②比較2、3兩次實驗數據可知：_______.
（5）小明在探究實驗結束后，匯總了同學們的實驗結論，總結得出了影響鹽水導電性能的各種因素.他在向全班同學匯報時，又說了這樣的話：“影響液體導體和金屬導體的電阻大小因素都差不多，這又如何解釋呢？”
此題也體現了實驗的探究過程的一般規律.此題中比較突出的是各種實驗方法的運用，有控制變量法、轉換法、類比法.在猜想與假設階段，可將鹽水導電性能與金屬導電性能類比，金屬導體電阻與材料、長度、橫截面積、溫度等有關，同樣，可猜測兩金屬板間鹽水電阻大小與板間距離、板的面積、鹽水的濃度、鹽水的溫度等有關.用類比法幫助進行猜想，可以減少猜想的盲目性，更快捷、更準確地進行假設.電路中沒有測電阻的儀器，如何反映出電阻大小的呢？采用轉換法，當電壓不變時，用電流大小來間接反映電阻大小.在實驗過程中，影響電阻的因素有多個，就應采用控制變量法.并且要會通過分析實驗數據得出結論.
分析與解答（1）①金屬板間距離；②金屬板面積；③鹽水濃度；④鹽水溫度.
（2）①電流表示數大小，電流越大，電阻越小；電流越小，電阻越大.②采用控制變量法.③刻度尺、食鹽、玻璃棒、一套加熱裝置、溫度計.
（3）裝配好圖中的實驗裝置，閉合開關讀出電流I1，加大兩金屬板間的距離，再讀出電流I2，比較I1、I2的大小.若I1=I2，則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離無關；若I1≠I2，則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離有關.
關鍵詞：初中物理；歐姆定律；應用
在電學的定律當中，歐姆定律是非常關鍵的一項，它貫穿于整個電學的始終。深入、系統和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學問題的基礎和前提條件，針對歐姆定律的教學，教師需要做好如下的兩個方面：
一、引導學生注重三個物理量之間的關系
“導體當中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比”，這就是歐姆定律。在此，教師應當引導學生注重三個物理量之間的關系。（1）歐姆定律強調電壓與電阻決定了導體當中的電流，而不是由電源提供的電壓，這跟電阻和電流是毫無關系的，電阻屬于導體自身的性質，這跟電壓和電流也是毫無關系的，因此是電壓與電阻一起決定了電流。（2）注重計算關系。在公式：I= 當中，只要確定了任意的兩個物理量，就可以對另外的一個物理量進行計算，這就需要引導學生熟練地掌握公式的變化。（3）注重這三個物理量一定要根據同一段的導體，比如，將R1與R2進行串聯，接在30 V的電源上面，R1是10歐姆，經過R1的電流是0.2安，問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導學生練習或者是講解的時候，需要將電路圖畫出來，注明相應的物理量，突出需要注意的問題，以實現理想的教學效果。
二、拓展和應用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候，需要引導學生注重知識的應用和拓展。通過并、串聯電路的電壓和電流規律，對電阻規律進行推導，可以概括并聯電路的規律是：（1）電流I=I1+I2；（2）電壓U=U1=U2；（3）電阻 。可以概括串聯電路的規律是：（1）電流I=I1=I2；（2）電壓U=U1+U2；（3）電阻R=R1+R2，再應用電阻規律對一些實際問題進行解決。比如，教師在教學的過程中，可以提問學生下面的一些問題：為什么調節臺燈的亮度按鈕，燈泡能夠變亮或者是變暗？為什么手電筒當中的電池使用時間長了之后，燈泡會變暗？這兩個問題的原理是一樣的嗎？這樣，學生就能夠積極主動地探討，紛紛發表自己的看法，課堂氛圍頓時活躍起來。學生通過應用歐姆定律，對實際生活當中一些不好理解的問題進行了解釋，從而調動了學生的學習興趣。
總之，在初中物理教學當中，歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視，實施有效的教學策略，教授學生關于歐姆定律的知識。
參考文獻：
【關鍵詞】歐姆定律 應用 初中科學 教學策略 探索
“歐姆定律及其應用”的教學目標是讓學生理解歐姆定律，并應用歐姆定律進行簡單計算；能根據歐姆定律及其電路的特點，更深刻理解串、并聯電路的特點；通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養學生邏輯思維能力，觀察、實驗能力以及分析問題、概括問題、解決問題的能力，并養成學生解答電學問題的良好習慣。通過實驗探究等學習方法，激發和培養學生學習科學的興趣，培養學生實事求是的科學態度以及認真謹慎的學習習慣。
近幾年，中考對“歐姆定律及其應用”的考查非常多，歸納一下，主要是從這么幾方面進行考查的。
1、以歐姆定律為基礎，結合串、并聯電路的電壓、電流、電阻特點，解決一些簡單的計算。
例1、如圖3所示， ，A的示數為2.5A，V的示數為6V；若R1，R2串聯在同一電源上，通過R1的電流為0.6A，求R1和R2的電阻值。
圖3
解析：此題考查了學生對并聯電路特點的掌握和對歐姆定律公式的理解。在解物理題中，數學工具的應用很重要。本題可先根據并聯電路的特點，找出R1、R2和總電阻的關系。
2、結合伏安法測電阻的相關知識，更深刻的理解歐姆定律的生成，強化電學實驗操作技能的考查。
例2、給出下列器材：電流表（0～0.6A，0～3A）一只，電壓表（0～3V，0～15V）一只，滑動變阻器（0～10 ）一只，電源（4V）一個，待測電阻的小燈泡（額定電壓2.5V，電阻約10 ）一個，開關一只，導線若干，要求用伏安法測定正常發光時小燈泡燈絲的電阻，測量時，兩表的指針要求偏過表面刻度的中線。
（1）畫出電路圖；
（2）電流表的量程選 ，電壓表的量程選 ；
（3）下列必要的實驗步驟中，合理順序是 。
A. 閉合開關 B. 將測出的數據填入表格中
C. 計算被測小燈泡的燈絲電阻 D. 讀出電壓表，電流表的數值
E. 斷開開關 F. 將滑動變阻器的阻值調到最大
G. 對照電路圖連好電路 H. 調節滑動變阻器，使電壓表的示數為2.5V
解析：歐姆定律的得出是根據伏安法測電阻的電路圖來進行探究的，而伏安法測電阻同時也是歐姆定律的一個應用。所以伏安法測電阻與歐姆定律的應用其實是相輔相成的。對伏安法測電阻的相關知識的考查，其實更能幫助學生理解歐姆定律的生成。并且通過自己畫電路圖的過程，考查了學生對電路連接的作圖能力和實驗設計能力。
3、應用“歐姆定律”判斷電路中各電表的示數變化
例3、如圖1所示，電源電壓保持不變，當滑動變阻器滑片P由左端向右移到中點的過程中，下列判斷正確的是（ ）
A. 電壓表和電壓表A1，A2和示數變大
B. 電流表A1示數變大，電流表A2和電壓表示數不變
C. 電流表A2示數變大，電流表A1，電壓表示數不變
D. 條件不足，無法判斷
解析：本題考查了利用歐姆定中電壓、電流、電阻的關系來判斷電流表、電壓表示數變化的同時，也考查了學生對復雜電路的判斷能力，電表測哪個用電器的電壓，測通過哪個用電器的電流等。R1和R2是并聯關系， 測電源電壓； 測干路電流， 測R2的電流。
答案： B
4、通過解方程的方法結合歐姆定律，解決由于電阻變化而引起電壓、電流變化的題。
例4、 如圖2所示，變阻器R0的滑片P在移動過程中電壓表的示數變化范圍是0～4V，電流表的示數變化范圍是1A～0.5A，求電阻器R的阻值、變阻器R0的最大阻值和電源電壓U。
圖2
解析：在電路中由于電阻發生變化引起的電流、電壓變化的題，如不能直接用歐姆定律和串、并聯電路特點直接求解，可考慮用方程解題。在設未知數時，盡量設電源電壓、定值電阻等電路中不會變化的量。首先分析一下電路圖，弄清電流表測量對象，同時可看出電壓表示數為0V時，電流表示數最大為1A，電壓表示數為4V時，電流表示數最小為0.5A。但根據已知，用歐姆定律和串聯電路的特點能直接求出的量只有R0的最大電阻值，別的再無法直接求出，因此這里必須要列方程來解。
5、“歐姆定律”和生活實際的結合，提高學生觀察生活的能力和解決實際問題的能力。
例5、下圖是新型節能應急臺燈電路示意圖，臺燈充好電后，使用時可通過調節滑動變阻器接入電路的阻值R改變燈泡的亮度，假定電源電壓、燈泡電阻不變，則燈泡兩端電壓U隨R變化的圖象是（ ）
解析：燈L和滑動變阻器串聯，電源電壓U、燈泡電阻 不變。當滑片向左移動時，滑動變阻器的電阻變大，即電路中的總電阻變大，由 知，電路中的電流I會變小，則燈泡兩端電壓 也會變小。
答案：選C。
結論：授之以魚不如授之以漁，以上總結的題目類型可能并不完全，但只要學生能掌握并真正理解歐姆定律的內涵，就能很好的應用它來解決生活實際中真正出現的問題，把理論轉化為實踐才是學習的真正目的。
參考文獻
[1] 謝妮.歐姆定律教學的優化設計[J]. 職業
[2] 鄒冠男.歐姆定律知識梳理[J]. 中學生數理化（八年級物理）（人教版）
本節內容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用，是前面電學知識的聚焦；后啟電功、電功率，并為高中階段學習閉合電路的歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內容做了鋪墊。甚至于對學生將來參加生產勞動也有指導作用，即使在電工技術電子專業等學習中，歐姆定律同樣是必不可少的基礎知識，其研究方法──控制變量法是學習關于電阻大小影響因素的研究方法的延續，是物理問題研究思想的再次體現。
二、學習任務分析
本節重點是歐姆定律的內容和公式。通過實驗探究，歸納總結出歐姆定律，讓學生領悟科學探究的方法，體驗科學探究的樂趣，形成尊重事實、探究真理的科學態度，培養學生分析解決問題的能力；理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節難點，在探究過程中通過適時引導、恰當點撥，利用實物電路使學生達到理解歐姆定律的目的。
三、學習者分析
學習了電路基礎知識，學生產生了濃厚的興趣，多數學生能正確連接電路元件，正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器，對于控制變量的研究方法也有所了解。學生有較強的好奇心和求知欲，他們渴望自己動手進行科學探究，體驗成功的樂趣，但對于U、I、R三者關系知之甚少，規律性知識的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡，教學中讓學生自主設計研究問題的方案，是發展學生思維的有效途徑。
四、教學目標
⑴知識與技能
會用實驗的方法探究電流與電壓、電阻的關系；
理解歐姆定律的內容、公式；
培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。
⑵過程與方法
通過實驗探究學習研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態度與價值觀
通過探究過程，激發學生的學習興趣。培養學生實事求是的科學態度；認真謹慎的學習習慣。
重點：歐姆定律的內容和公式；
通過實驗使學生知道導體中電流與電壓、電阻的關系。
難點：理解歐姆定律的內容；
弄清變形公式的含義。
五、教法設計
依據本節課的知識特點、教學目標和學生實際，確定本節主要采用實驗探究法。把學生視為學習的主人，教師當好學習的組織者和引導者。探究式學習可以激活學生已有的知識，在探究新問題時使知識活化、重組，形成知識結構并向能力轉化；讓學生體會科學發現的全過程，從中感悟科學思想和科學方法。
六、教學準備
知識目標
1．理解歐姆定律及其表達式.
2．能初步運用歐姆定律計算有關問題.
能力目標
培養學生應用物理知識分析和解決問題的能力.
情感目標
介紹歐姆的故事，對學生進行熱愛科學、獻身科學的品格教育.
教學建議
教材分析
本節教學的課型屬于習題課，以計算為主.習題訓練是歐姆定律的延續和具體化.它有助于學生進一步理解歐姆定律的物理意義，并使學生初步明確理論和實際相結合的重要性．
教法建議
教學過程中要引導學生明確題設條件，正確地選擇物理公式，按照要求規范地解題，注意突破從算術法向公式法的過渡這個教學中的難點．特別需強調歐姆定律公式中各物理量的同一性，即同一導體，同一時刻的I、U、R之間的數量關系．得出歐姆定律的公式后，要變形出另外兩個變換式，學生應該是運用自如的，需要注意的是，對另外兩個公式的物理含義要特別注意向學生解釋清楚，尤其是歐姆定律公式.
教學設計方案
引入新課
1．找學生回答第一節實驗得到的兩個結論．在導體電阻一定的情況下，導體中的電流
跟加在這段導體兩端的電壓成正比；在加在導體兩端電壓保持不變的情況下，導體中的電
流跟導體的電阻成反比．
2．有一個電阻，在它兩端加上4V電壓時，通過電阻的電流為2A，如果將電壓變為10V，通過電阻的電流變為多少？為什么？
要求學生答出，通過電阻的電流為5A，因為電阻一定時通過電阻的電流與加在電阻兩
端的電壓成正比．
3．在一個10的電阻兩端加上某一電壓U時，通過它的電流為2A，如果把這個電壓加在20的電阻兩端，電流應為多大？為什么？
要求學生答出，通過20電阻的電流為1A，因為在電壓一定時，通過電阻的電流與
電阻大小成反比，我們已經知道了導體中電流跟這段導體兩端的電壓關系，導體中電流跟這段導體電阻的關系，這兩個關系能否用一句話來概括呢？
啟發學生討論回答，教師復述，指出這個結論就叫歐姆定律．
（－）歐姆定律導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比．
1．此定律正是第一節兩個實驗結果的綜合，電流、電壓、電阻的這種關系首先由德國
物理學家歐姆得出，所以叫做歐姆定，全國公務員共同天地律，它是電學中的一個基本定律．
2．介紹《歐姆堅持不懈的精神》一文．
3．歐姆定律中的電流是通過導體的電流，電壓是指加在這段導體兩端的電壓，電
阻是指這段導體所具有的電阻值．
如果用字母U表示導體兩端的電壓，用字母R表示導體的電阻，字母I表示導體中的電流，那么歐姆定律能否用一個式子表示呢？
（二）歐姆定律公式
教師強調
（l）公式中的I、U、R必須針對同一段電路．
（2）單位要統一I的單位是安（A）U的單位是伏（V）R的單位是歐（）
教師明確本節教學目標
1．理解歐姆定律內容及其表達式
2．能初步運用歐姆定律計算有關電學問題．
3．培養學生應用物理知識分析和解決問題的能力．
4．學習歐姆為科學獻身的精神
（三）運用歐姆定律計算有關問題
【例1】一盞白熾電燈，其電阻為807，接在220V的電源上，求通過這盞電燈的電流．
教師啟發指導
（1）要求學生讀題．
（2）讓學生根據題意畫出簡明電路圖，并在圖上標明已知量的符號及數值和未知量的
符號．
（3）找學生在黑板上板書電路圖．
（4）大家討論補充，最后的簡明電路圖如下圖
（5）找學生回答根據的公式．
已知V，求I
解根據得
（板書）
鞏固練習
練習1有一種指示燈，其電阻為6．3，通過的電流為0．45A時才能正常發光，要使這種指示燈正常發光，應加多大的電壓？
練習2用電壓表測導體兩端的電壓是7．2V，用電流表測通過導體的電流為0．4A，求這段導體的電阻，
通過練習2引導學生總結出測電阻的方法．由于用電流表測電流，用電壓表測電壓，
利用歐姆定律就可以求出電阻大小．所以歐姆定律為我們提供了一種則定電阻的方法這種
方法，叫伏安法．
【例2】并聯在電源上的紅、綠兩盞電燈，它們兩端的電壓都是220V，電阻分別為
1210、484．
求通過各燈的電流．
教師啟發引導
（1）學生讀題后根據題意畫出電路圖．
（2）I、U、R必須對應同一段電路，電路中有兩個電阻時，要給“同一段電路”的I、U、R加上“同一腳標”，如本題中的紅燈用來表示，綠燈用來表示．
（3）找一位學生在黑板上畫出簡明電路圖．
（4）大家討論補充，最后的簡明電路圖如下
學生答出根據的公式引導學生答出
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
解題步驟
已知求.
解根據得
通過紅燈的電流為
通過綠燈的電流為
答通過紅燈和綠燈的電流分別為0．18A和0．45A.
板書設計
2．歐姆定律
一、歐姆定律
導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比.
二、歐姆定律表達式
三、歐姆定律計算
1．已知V，求I
解根據得
答通過這盞電燈的電流是0.27A
2．已知求.
解根據得
通過的電流為
通過的電流為
答通過紅燈的電流是0．18A，通過綠燈的電流是0．45A
探究活動
【課題】歐姆定律的發現過程
【組織形式】個人和學習小組
【活動方式】
1.制定子課題.
例1. 手電筒的小燈泡上標有“2.5V，0.3A”，表示加2.5V電壓時，通過的電流為0.3A，燈泡正常發光。1燈泡發光時的電阻是多少？
2燈泡正常發光時的功率？
3能燈泡正常發光10min消耗的電?
解：1 由歐姆定律得：R=U/I=2.5V/0.3A=8.3Ω
2由功率的公式得：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
3由W=UIt=2.5V×0.3A×10×60S=450J.
下面我們再來看一道題
例2. 某一電動機銘牌上標有“36V,0.5A”。求：
1. 問能否求出電動機正常工作時的電阻嗎？
因為上題我們用歐姆定律求出燈泡正常發光時的電阻，同學們回答：能。大部分同學都很熟練的用R＝U/I＝36V／0.5A＝72Ω 計算出電動機的電阻。
2. 問能否求出電動機正常工作時的功率嗎？
學生根據功率的公式得：P=UI=36V×0.5A=18W。
3. 問能否求出電動機正常工作10min消耗的電能嗎？
由W=UIt=36V×0.5A×10×60S＝1.08×10 J
4.問能否求出電動機正常工作10min產生的熱量嗎/
學生根據焦耳定律，得Q= Rt＝ ×72 Ω×600S=1.08×10 J
教師首先引導學生比較電機消耗的電能和產生的熱量關系發現：W=Q
思考1. 電動機消耗的電能是否全部轉化為內能呢？
學生回答：不是。因為電動機消耗的電能主要轉化為機械能和還有一部分內能。例如，電風扇消耗的電能主要轉化為機械能（風扇轉動）和內能（用手摸一摸開關旋鈕感覺很熱）
思考2.上述求解過程中什么地方出錯？
學生發現：電動機的電阻不能用歐姆定律求，那么例1中的燈泡的電阻可以根據歐姆定律計算為什么？
因為燈泡消耗的電能全部轉化為內能，是純電阻電路。以根據歐姆定律計算電動機消耗的電能主要轉化為機械能和還有一部分內能，電動機消耗的電能的電路是非純電阻電路。電動機的電阻不能用歐姆定律求
關鍵詞： 課堂引入; 歐姆定律; 興趣; 物理學史;
良好的開端是成功的一半,引入作為一堂課的開始,是課堂教學環節中必不可少且至關重要的部分.這一環節設計的優劣直接影響到一節課的深入程度、學生進入學習的狀態、學生對本節課授課知識的興趣多少等.對于初中學生,注意力本就不容易集中,那么一個好的引入就是引起學生的學習興趣和帶領學生積極思考并真正進入課堂的關鍵.歐姆定律的教學一直以來都是一個難點,若僅僅是公式,學生在剛學的時候很容易記住,但是對于歐姆定律的來源以及探究的過程總是模糊的,就算教師在課堂上有過演示實驗,在部分學生看來都只是因為教材是這樣安排的.但其實不然,這個探究實驗正是歐姆定律得出的關鍵.可是學生理解不到位,可能是教學哪一步不夠確切.比如其中一個設計點就是引入這個探究實驗,在引入時創設情境,讓學生能夠回到當時歐姆在探究時的過程以及條件中,結合當時的條件可能做到的以及達到的情況,這樣的引入或許會讓學生感同身受,從而產生更加強烈的探究欲望,達到較好的教學效果.
1、 初中物理課堂引入
課堂引入是教學過程中最重要的環節之一,教學引入恰當,可以起到事半功倍的效果;作為課堂教學的第一步,是緊扣學生心弦,激發學生興趣最關鍵的一步.一方面,課堂引入具有先行組織者的作用,美國著名心理學家奧蘇貝爾從學習心理學的角度分析,“當人們在接觸一個完全不熟悉的知識領域時,從已知的包攝性較廣的整體知識中掌握分化的部分,比從已知的分化部分中掌握整體知識難度要低些.”比如在講解“靜摩擦力”這一節課時,由于前面學生已經掌握了摩擦力的相關知識,就可以將摩擦力作為先行組織者,將其作為上位概念,再將靜摩擦力直接提出,并聯系其與摩擦力之間的關系,學生很容易就理解了靜摩擦力的概念.另一方面,課堂引入容易吸引學生的興趣,集中學生的注意力,初中學生的注意力本就不容易集中,在剛上課的幾分鐘,學生可能還處在下課所經歷事情的愉悅之中,這個時候就需要教師找到一種吸引他們注意力的方法.注意力是保證學生上課的首要條件,而興趣又是影響學生注意力的關鍵,愛因斯坦也曾經說過,“興趣是最好的老師,它可以激發人的創造性、好奇心、求知欲.”所以,教師在教學引入環節中能否調動學生的學習興趣更為關鍵.
在初中物理課堂中教師常用的幾種引入方法:
(1)實驗引入法,物理作為一門實驗科學,實驗在教學中起著舉足輕重的作用,在引入時采用實驗的方式是中學物理教師常用的,運用一些有趣的小實驗,可以快速把學生吸引到課堂中來,教師既可以采用演示實驗的方法,也可以讓學生參與實驗過程.
(2)直觀導入法,直觀導入可以是視頻、圖片、實物等,某些物理現象不一定是發生在學生周圍,那就可以通過圖片或錄像的方式為學生展現物理現象或物理情境,這樣就顯得更加直觀,易激發學生的求知欲.
(3)討論引入法,一般就是選取日常生活中的某一事例,對學生進行提問或者大家一起來辯論,在這個過程中不僅導入了本堂課所要學習的知識材料,同時也讓學生積極地參與了這個過程,關鍵是借助生活中鮮明的例子學生更容易理解,更容易將注意力集中到課堂教學中來.
(4)問題激疑法,設置疑問是教師的一種有目的、有方向的思維導向.古人云:“不憤不啟,不悱不發”,教師在教學過程中要善于提出問題,有意激疑啟思,活躍思維,引導學生思考,在解決問題的過程中鍛煉學生各方面的能力,激發學生的求知欲,促進學生積極地學習.
(5)復習引入法,這是最便捷的引入方法,往往是在與新課聯系較為密切的時候使用,起著承上啟下的作用,不僅有利于學生對前面知識的鞏固,更能為新知識的學習做好鋪墊.例如在做液體壓強的復習題時,引出浮力的知識,浮力其實就是物體在液體中受到上下的壓力差而產生的,學生聯系前面知識能夠快速地理解浮力產生的原因而不會感覺到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理學家們的故事,用榜樣的力量去感染學生,喚起他們的探索熱情,通過了解前輩們的物理思想、實驗方法和探索精神,能夠激發學生的興趣,提高課堂教學的效果,提升學生素養[2].比如在講解牛頓第一定律時,先給學生介紹牛頓這個人的一生,學生會由于對牛頓這個人的崇拜而愿意對其所提出的相關知識進行了解.
(7)游戲引入法,在正式上課前讓學生動手做一些簡單的小游戲,從而引入新課,利用游戲結果激發學生的學習興趣.比如在講解摩擦力這一內容的時候,可以讓學生進行拔河比賽,繩子是經過教師處理過的,所以一定會產生輸贏,學生心有不甘,因此就可能產生對答案的探索欲望,激發他們的學習興趣.
2 、歐姆定律教學引入文獻分析
歐姆定律是整個初中電學的重難點之一,教師在設計的時候往往需要考慮接收者的認知情況以及他們的階段性特點等等,首當其沖考慮的便是引入部分.以下是大部分教師在歐姆定律教學設計中常用的幾種引入方式.
(1)復習引入
學生在接觸歐姆定律之前已經掌握了電流、電壓、電阻3個物理概念,有的教師則是充分的利用學生已經有的舊知識,引導學生探討電流、電壓、電阻之間存在的關系,自然而然的導入本節課的課題.
(2)實際問題引入
在物理教學中,教師不只是讓學生掌握教材知識,更重要的是引導他們運用物理知識來解決實際問題,學生只有把書本中的知識運用到生活中,才能適應社會發展的需要.有的教師會由生活當中電流受電壓、電阻變化的電路來進行提問(比如收音機的音量大小是由什么來進行控制的),然后引發學生進行思考.
(3)創設情境,導入新課
初中的學生最希望得到教師的認可,對于教師提出的問題一定會爭先搶答,有的教師就會抓住學生的這一特點,設置與本節課相關的問題讓學生來搶答.設置如下兩個問題:實驗中當電壓一定的時候,電流隨電阻的變化情況;當電阻一定的時候,電流隨電壓的變化情況.根據學生的回答情況,教師進一步提出,電流、電壓、電阻之間是否存在某一數值關系,教師逐步引導學生進行猜想,進而探究三者的關系得出歐姆定律.
(4)通過實驗引入主題
實驗的創設是根據電流在電路中會受到哪些因素的影響而發生變化,有的教師會根據學生已經掌握的知識事先設計電路圖,然后改變其中的電阻看電路中電流的變化情況,實驗現象與學生前面所了解的不一致,通過繼續進行實驗對比解釋才知道電流在電路中同時還會受到電壓的影響,接下來就順理成章地引入對電流與電壓、電流與電阻關系的判斷.
(5)由物理學史引入
新課標中三維目標中的情感態度與價值觀明確規定,要求學生掌握物理學史,學習前人的科學態度與精神.有的教師會通過介紹歐姆這個人,讓學生對其有一定的了解,再提出歐姆的杰出貢獻---歐姆定律.
3、 總結
通過對歐姆定律教學設計的相關文獻進行分析發現,在大部分文獻中采用的都是慣用的物理引入法,而其中占比最大的就是實驗引入法,由于在前面學生已經學習過電流、電阻、電壓等,教師在這里就可以鼓勵學生進行三者之間關系的探究實驗.電壓和電阻的影響因素,前面的定義已經說得比較清楚了,因此,現在最為疑惑的就是電流的影響因素,然后運用控制變量法分別探究電流與電壓以及電流與電阻之間的關系,從而得出歐姆定律的表達式.這種方式學生比較容易接受,同時也會感興趣.通過這個過程學生不僅能夠學到物理知識,還能在這個過程中經歷實驗探究的步驟,從而加強實驗探究的意識,與初中物理課程所倡導的培養學生的科學探究能力是符合的,因此,實驗探究法引入歐姆定律總是作為歐姆定律教學引入的首選.
初中物理課程標準中明確指出要注重對學生情感態度與價值觀的培養,但是情感態度與價值觀的培養不是通過一節課就能夠體現出來的,需要教師不斷地進行潛移默化的影響,而在物理學里面最好的方式在筆者看來就是物理學史的滲入.物理學史具有問題情境性、目標指向性、運用靈活性等特點,物理學家們的物理思想、實驗方法和探索精神等不僅能激發學生的學習興趣、啟發學生,還能夠提高課堂的教學效果并且提升學生的素養[1].但是通過對文獻的分析筆者發現在已有的教學設計當中,很多教師就是對歐姆的一生進行簡要的介紹之后就直接提出本堂課我們要做的就是對歐姆的實驗進行驗證,學生或許會深刻地記住歐姆這個人,這樣的引入也對學生的情感態度與價值觀有所滲透,但是,學生的主動性就沒有那么的明顯,筆者曾經也用過這樣的方式進行引入,得到的結果沒有顯著的不同,因此,筆者又設計了另外一種方式的物理學史引入.
由于學生前面已經學習了電流的知識,教師可以提問學生:(1)電流產生的原因是什么?(2)前面已經學習了電流,對于電流是否存在和其大小我們可以用什么來進行測量?電壓是形成電流的原因,初二上學期就已經學過熱量之間的傳遞,有溫度差的兩個熱源之間是可以直接進行熱量的傳遞,歐姆認為電流也應該具有和熱傳遞相似的性質,既然熱是受到溫度差的驅動,那電流也應該受到某種驅動力而且應該是正比的關系,現在我們知道這個驅動力其實就是電壓;對于電流的測量學生知道用電流表,接下來教師就可以對歐姆定律的發現歷程進行介紹.當電流被發現后的很長一段時間電流表才出現,在電流表出現之前,能夠檢測電流的是一種叫檢流計(原理就是電流的磁效應)的儀器,現在又一個問題了,只有檢流計也沒有辦法去得知電流的大小.歐姆這個人最明顯的特征就是善于思考,“既然檢流計可以測量電流是否存在,在此基礎上繼續研究是否可以得到電流大小.”前人已經發明了靜電計可用來測靜電力(這是我們后面即將學到的)——庫侖定律(靜電力與距離的平方成反比),他就根據檢流計的原理以及測靜電力的扭秤相結合,制成了電流扭力秤,結構很簡單,就是一個小磁針和一根直導線,當直導線通上電流之后,電流產生的磁場就會影響小磁針轉過一定的夾角,并且發現扭轉角度與電流強度成正比,通過角度還可以得出電流的大小.那么如果現在學生就有這樣一個電流扭力秤,除了用它可以得出電流的大小,那還可以對其充分利用,進行實驗的改造,在我們已有知識的基礎上.有的學生肯定會想到電阻的大小與金屬材料的關系,改變金屬材料看所得電流的變化,這樣又解決了電流與電阻之間的關系[3].這是在解決問題的過程中發現了電流、電壓、電阻之間的關系,愛因斯坦曾經說過“提出一個問題往往比解決一個問題更加重要,提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看待問題,卻需要創造性的想象力,而且標志著科學的真正進步.”歐姆就是在不斷發現問題的過程中得出了歐姆定律,這整個教學過程看上去沒有物理知識,很多教師可能會覺得浪費時間再加上還有的是學生還沒有學過的知識,其實不然,學生的接受能力遠遠比我們想象的要多,這樣的介紹讓學生明白歐姆定律其實就是一個電流的探究過程,其實是在這個過程中不斷地創新思考,不斷地提出新的問題,最后得出三者之間的關系I=UR.為了加強學生的理解,筆者建議這個引入過程可以將PPT、教師的描述、板書結合起來使用,效果可能會更好.
參考文獻
[1] 丁江鈴,謝元棟,紀熙.愛迪生與特斯拉之爭引入中學物理教學的意義[J].物理通報,2019(2):116
1.歐姆定律的理解問題
歐姆定律是電力計算的基礎，在初中階段我們只是簡單地對歐姆定律做一些介紹，但是許多同學還是對于基本概念問題感到疑惑，如果學生在歐姆定律的基本概念上犯了錯誤的話，將會對于今后的學習生活帶來更大的錯誤．歐姆定律的內容是，在同一段電路中，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比，與電阻成反比．隨著社會快速的發展，歐姆定律逐漸被人們看重，世人也逐漸明白歐姆定律的重要性．在初中物理中，老師主要建立學生對于歐姆定律的根本認知，讓學生了解定律中的內涵，在變換知識重點時也可以迎刃而解．歐姆定律只適用于最簡單的純電阻電路，但是這在初中范圍內已經十分實用了，不考慮在工作時的損耗，電能直接轉化為內能．在解決歐姆定律的問題時要使用標準的國際單位制，單位使用伏(V)、安(A)、歐(Ω)．例如在題目中對于歐姆定律的公式進行進一步的理解，在電流流過時改變長短、改變橫截面積、改變導線的材質等方法，這些因素是否會改變導線的電流變成了學生和老師進行探討的課題．根據公式，改變橫截面積與改變導線的材質會使電流的大小改變．電阻的概念問題是學生學習的重點與難點，很多同學不知道電阻其實是導體本身的屬性，取決于導體本身的材質與屬性，電阻值只是為了計算時方便使用的一種計量單位與外加的電壓與電流并沒有什么關聯，所以要改正學生所想的電阻隨著電壓改變的錯誤觀點，要及時在學生的腦中建立正確的物理概念．
2.基本概念的應用問題
歐姆定律中的基礎元件其實很簡單就是導線中的電阻，歐姆定律中主要討論的就是電壓、電流與電阻三者之間的關系，要理解他們之間的關系，讓學生理解電流隨著電壓與電阻的變化而變化，對于多個變量的問題要盡量將變量統一成為一個，這樣方便學生對于事物的處理能力，在初中學習生活中要使學生盡量掌握這種方法幫助解決其他的物理問題，當學生掌握這些知識時，可以進一步地學習電學知識和簡單的電力計算，這也是初中物理的重點知識．在基本元件使用時，學生要注意電阻在電路中是串聯還是并聯，在使用情況不同的場景下，電阻所起到的作用是一樣的，但是電流與電壓的關系卻恰恰相反．在并聯的情況下，每條支路的電流總和為從電源出來的電流，這條定律在現在大學的知識中依舊使用，只是變得更加高級———在一個節點流入和流出的電流之和為零;并聯電路的電壓都是相同的．在串聯的情況下，回路中的電阻的電流都是相同的，電壓根據電阻進行分壓．在使用基礎式子時，學生要理清串聯與并聯之間的關系，通過變量之間的關系才可以記住繁瑣的知識點．在題目中我們經常看到通過改變支路的個數或者電阻的個數來討論電流與電壓的大小，經過這樣的問題，我們要時刻保持警惕，清楚準確地了解并聯與串聯的關系導致電流電壓的不同．
3.基本元件的使用問題
在初中物理知識中，主要使用的基本元件是電流表、電壓表和變阻器，這些元件是最基本的，不僅僅要在題目中能分辨出它們，還要在現實生活中可以自在地使用這些元器件．這些內容是學生無法立即掌握的知識，要經過長時間的演示才可以讓學生明白這些儀器的使用與操作．這項工作要直接將學習的內容建立在學生的頭腦中，不要讓學生對于這項實驗有誤解，不帶有一絲疑問地學習下去，認真地做好演示．在研究方法上我們將選擇在上述中說過的控制變量法，對于所擁有的三個變量進行限制:如固定電阻不改變，研究電流與電壓的關系;固定電壓不變，研究電流與電阻的關系，在這樣的情況下我們才可以看清變量之間的實驗關系．要直接在電源的正極開始，按照正極入、負極出的原則進行接線，要將線路連接起來形成一個閉合回路，電壓表要并聯在電阻上，這樣不會使線路斷路，不要忘掉電源和滑動變阻器在線路中的重要作用，可以根據真實的題目來進行連線．這時候電流表所顯示出來的數為所接線路上的電流值，電壓表所顯現出來的數字為所并線路上的電壓數值．
4.歐姆定律的變量問題
在初中物理的歐姆定律的講解中，變化量的問題往往是難住學生與老師的一類的題型，難住學生使學生無法在知識中找到有效解決這類問題的方法，難住教師是因為教師因為這類題目過于繁瑣，無法將這類知識有效地、系統地將學生教會，所以找出有效的方法教給學生是解決變量問題得分少的方法．本著從易到難的原則，先從一個電阻的問題講起，再擴展到兩個電阻、三個電阻的情況，在此基礎上逐漸拓寬學生的思路，逐漸掌握所學知識，讓學生找到學習的目標以及方法．當定值電阻接在電源兩端后，電壓由U1變為U2，電路中的電流由I1增大到I2，這個定值電阻是多少呢?很簡單利用歐姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R，通過這個公式可以得到電阻的值．當難度增加時，由一個電阻變為兩個電阻，定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端，電壓表V1的變化量為ΔU1，電壓表V2的變化量為ΔU2，電流表的示數為ΔI，在這樣的問題上將變化電阻上的電壓與電流之比轉化為定值電阻上電壓與電流之間的關系就可以了，將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值，明顯地簡化了許多變量問題的計算．當變量變為三個電阻時，難度進一步的增大，大部分學生認為這是一項不可能完成的任務，大部分學生放棄了這類題，在遇到這類問題時我們要將三個電阻盡量化為兩個電阻的問題，在這個問題上學生可以恢復自信心，跨過思維障礙．通過電壓表與電流表的位置，將電阻進行合并，這樣不管有多少電阻都可以化簡為兩個電阻，這樣學生會感覺題目簡單多了．
5.實驗中遇到的問題
在做實驗的時候，我們在碰到復雜的電路時，很難將線路在實驗臺上理清或是自己設計實驗電路是沒有思路，不了解線路是怎樣的，無法在原有的知識上將思維進行發散，讓自己的思維投入到更深層次的知識學習中，在每做一步實驗步驟時要仔細想一想，這一步會對實驗線路有怎樣的影響，不要只是照葫蘆畫瓢，只知其然不知其所以然．學生在實驗時會遇到許多他們無法預測的問題，在遇到問題時不要驚慌，仔細分析，當解決一類問題時，學生的激情就會提升上來，會使學生解決問題的能力提升，所以改變這一問題的根本方法就是提升學生的自信心以及對待問題的好奇心和決心．對待問題要舉一反三，進行邏輯思維，對于電路要進行不斷的猜想，這樣得到的結論才是有意義的，學生通過猜想與假設的階段，即使不成功也會提供給自己不少的經驗，在實驗中找經驗才可以提升自己的能力．學生之間也要有溝通和交流，讓彼此的思想互相交流一下，有助于電路的優化，群策群力幫助學生得到更好的學習效果．
關鍵詞：理解;歐姆定律;電流;電壓;電阻
歐姆定律是初中物理電學部分的核心內容，也是中考中考點的重點內容、難點內容。歐姆定律掌握的好壞直接影響學生的考試成績，要多用時間將這塊知識夯實，才能取得高考的勝利。
一、明確歐姆定律的內容
1、實驗思想和方法
歐姆定律在教材上是通過在“控制變量法”的實驗思想基礎上歸納總結出來的：即在控制電阻不變，得到通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比;控制導體兩端的電壓不變，得到通過導體的電流跟導體的電阻成反比。由此得到了電路中電流與電壓、電阻之間的關系。
2、歐姆定律的表達式
由實驗總結和歸納出歐姆定律：通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。
表達式為：I=U/R;I的單位是安（A），U的單位是伏（V），R的單位是歐（Ω）;導出式：U=IRR=U/I
注意表達式中的三個物理量之間的關系式是一一對應的關系，即具有同一時間，同一段導體的關系。
3、歐姆定律的應用條件
（1）.歐姆定律只適用于純電阻電路;
（2）.歐姆定律只適用于金屬導電和液體導電，而對于氣體、半導體導電一般不適用;
（3）.歐姆定律表達式I=U/R表示的是研究不包含電源在內的“部分電路”;
（4）.歐姆電律中“通過”的電流I、“兩端”的電壓U及“導體”的電阻R都是同一個導體或同一段電路上對應的物理量，不同導體之間的電流、電壓和電阻間不存在上述關系。
4.區別I=U/R和R=U/I的意義
歐姆定律中I=U/R表示導體中的電流的大小取決于這段導體兩端的電壓和這段導體的電阻。當導體中的U或R變化時，導體中的I將發生相應的變化。可見，I、U、R都是變量。另外，I=U/R還反映了導體兩端保持一定的電壓，是導體形成持續電流的條件。若R不為零，U為零，則I也為零;若導體是絕緣體R可為無窮大，即使它的兩端有電壓，I也為零。因此，在歐姆定律I=U/R中，當R一定時I與U成正比;當U一定時I與R成反比。
R=U/I是歐姆定律推導得出的，表示一段導體兩端的電壓跟這段導體中的電流之比等于這個導體的電阻。它是電阻的計算式，而不是它的決定式。導體的電阻反映了導體本身的一種性質，因此，在導出式R=U/I中R與I、U不成比例。
對于給定的一個導體，比值U/I是個定值;而對于不同的導體，這個比值是不同的。不能認為導體的電阻跟電壓和電流有關。
二、歐姆定律的應用
在運用歐姆定律，分析、解決實際問題，進行有關計算時應注意以下幾方面的問題：
1.要分析清楚電路圖，搞清楚要研究的是哪一部分電路。這部分電路的連接方式是串聯，還是并聯，這是解題的關鍵。
2.利用歐姆定律解題時，不能把不同導體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導出式U=IR和R=U/I進行計算，也不能把同一導體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻代入歐姆定律的表達式及導出式進行計算。為了避免混淆，便于分析問題，最好在解題前先根據題意畫出電路圖，在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。同時要給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標;不能亂套公式，并注意單位的統一。
3.要搞清楚改變和控制電路結構的兩個基本因素：一是開關的通、斷情況;二是滑動變阻器連入電路中的阻值發生變化時對電路的影響情況。因此，電路變化問題主要有兩種類型：一類是由于變阻器滑片的移動，引起電路中各個物理量的變化;另一類是由于開關的斷開或閉合，引起電路中各個物理量的變化。解答電路變化問題的思路為：先看電阻變化，再根據歐姆定律和串、并聯電路的特點來分析電壓和電流的變化。這是電路分析的基礎。
三、典型例題剖析
例1 在如圖所示的電路中，R=12Ω，Rt的最大阻值為18Ω，當開關閉合時，滑片P位于最左端時電壓表的示數為16V，那么當滑片P位于最右端時電壓表的示數是多少？
解析：分析本題的電路得知是定值電阻R和滑動變阻器Rt 串聯的電路，電壓表是測R兩端電壓的。當滑動變阻器的滑片P位于最左端時電壓表的示數為6V，說明電路中的總電壓（電源的電壓）是6V，而當滑動變阻器的滑片P位于最右端時，電壓表僅測R兩端的電壓，而此時電壓表的示數小于6V。
滑片P位于變阻器的最右端時的電流為I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此時電壓表的示數為U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如圖所示，滑動變阻器的滑片P向B滑動時，電流表的示數將;電壓表的示數將。（填“變大”、“變小”或“不變”）如此時電壓表的示數為2.5V，要使電壓表的示數變為3V，滑片P應向端滑動。
圖1
分析：根據歐姆定律I=UR，電源電壓不變時，電路中的電流跟電阻成反比。此電路中滑動變阻器接入電路的電阻是AP段，動滑片P向B滑動時，AP段變長，電阻變大，所以電流變小。電壓表是測Rx兩端的電壓，根據Ux=IRx可知，Rx不變，I變小，電壓表示數變小。反之，要使電壓表示數變大，滑片P應向A端滑動。
答案：變小;變小;A。
參考文獻：
