時間：2023-08-25 16:39:07
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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：物理定律；教學方法；多種多樣
關鍵詞：是對物理規律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結論。反映物理現象在一定條件下發生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意：首先要明確、掌握有關物理概念，再通過實驗歸納出結論，或在實驗的基礎上進行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關的物理定律之間的關系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質量不是狀態量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態，所以……”。教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意：公式F＝Kma中，比例系數K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發現等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發現了它的局限性。
（4）機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
（5）動量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規律，也不違反科學規律。中學階段有關動量的問題，相互作用的物體的所有動量都在一條直線上，所以可以用代數式替代矢量式。學生在解題時最容易發生符號的錯誤，應該使他們明確，在同一個式子中必須規定統一的正方向。動量守恒定律反映的是物體相互作用過程的狀態變化，表式中各項是過程始、末的動量。用它來解決問題可以不過程物理量，使問題大大地簡化。若物體不發生相互作用，就沒有守恒問題。在解決實際問題時，如果質點系內部的相互作用力遠比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動量守恒定律來處理。動量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規律之一。無論是宏觀系統或微觀粒子的相互作用，系統中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動量守恒定律都是適用的。
如圖所示，電源電壓U保持不變，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P在某兩點之間來回滑動，電流表的示數變化范圍是0.5A～1A，電壓表的示數變化范圍是2V～7V。
求：（1）電源電壓U
（2）定值電阻R
二、試題分析
令滑片P在滑動變阻器上從左向右由1向2點滑動，由題目分析知：滑動變阻器接入電路的電阻變大，電流表示數變小，電壓表示數變大，故電流表示數從1A變化到0.5A，電壓表示數從2V變化到7V，定值電阻R兩端的電壓從U-2V變化到U-7V，滑動變阻器接入電路的電阻值分別是__________，__________ 。
三、參考解答
解法一：由題意知，當滑片處于1和2兩點時，定值電阻R兩端的電壓分別為U-2V和U-7V，通過的電流分別為1A和0.5A，對于定值電阻R利用歐姆定律，可以兩次列式
解之得：U=12V R=10Ω
評析：本解法使用的物理知識是歐姆定律的數學表達
，使用該公式時，I、U、R三個物理量必須對應于同一用電器或同一段電路，對于整個電路利用歐姆定律也可以列式：
解法二：由題意知，當滑片處于1和2兩點時，定值電阻R兩端的電壓和電流均發生改變，由于R的阻值不變，根據歐姆定律的含義，當電阻不變時，通過的電流與加在兩端的電壓成正比，可以列式：
解之得：U=12V
再由題意易求得：R=10Ω
評析：本解法使用的物理知識是深刻理解歐姆定律的含義之一，當電阻不變時，通過的電流與加在兩端的電壓成正比。
解法三：根據電阻的計算式_____ 可知，當定值電阻R兩端的電壓和電流均發生改變時，定值電阻R的阻值等于R兩端電壓變化值與電流變化值的比值，即_____，因此可以列式：
解之得：R=10Ω
再由題意易求得：U=12V
評析：本解法使用的物理知識是深刻理解電阻計算式的使用，不僅_____ ，而且_____ 。
解法四： 由題意知，當滑片處于1和2兩點時，整個電路的電阻值發生了改變，導致電路中的電流發生了改變，但電源的電壓不變，因此可以列式：
解之得：R=10Ω
再由題意易求得 U=12V
評析：本解法使用的物理知識表面上好像就是電源電壓U=IR總，其深刻理解是歐姆定律的另一個含義，即當電壓不變時，電流與電阻成反比。
解法五：根據串聯電路的分壓規律，各導體兩端的電壓之比等于導體的電阻之比，當滑片處于1和2兩點時，兩次使用串聯電路的分壓規律可以列式：_____
解之得：U=12V R=10Ω
評析：本解法使用的關鍵能熟練使用串聯電路的分壓規律。
解法六：根據串聯電路各串聯導體兩端電壓的計算公式 可以兩次列式：
解之得：U=12V R=10Ω
評析：本解法使用的關鍵能熟練使用串聯電路導體兩端電壓的計算公式。
四、亮點賞析
關鍵詞：全電路；歐姆定律；實驗教學；感性教學
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎》中最常用的基本定律之一，技工院校現在使用的《電工基礎》教材（中國勞動社會保障出版社出版，第四版）中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對于部分電路歐姆定律，由于中學物理課本已作詳細介紹，學生容易接受，但對于全電路歐姆定律，由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關系復雜，再加上教材未附相應的實驗，學生缺乏感性認識。因此，學生很難理解和接受，也是其成為教師教學中重點和難點的原因。筆者針對學生在學習過程中容易產生的困惑和疑問，借助實驗來幫助學生理解，收到了較好的效果。
明確教學目標是教師組織
全電路歐姆定律教學的關鍵
掌握全電路歐姆定律對于學好《電工基礎》這門課程來說至關重要。因為后續章節中多處電路的分析和計算要應用到這一定律。教學是一個教師與學生雙向互動的過程，作為教師，要組織好全電路歐姆定律教學，必須先明確教學目標，做到心中有數，才能更好地開展教學。
知識目標：（1）理解電動勢、內電阻、外電阻、內電壓、外電壓、端電壓、內壓降等物理量的物理意義；（2）掌握全電路歐姆定律的表達形式，明確在閉合電路中電動勢等于內、外電壓之和；（3）掌握端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律；（4）掌握全電路歐姆定律的應用。
能力目標：（1）通過實驗教學，培養學生的觀察和分析能力，使學生學會運用實驗探索科學規律的方法；（2）通過對端電壓與外電阻、端電壓與內電阻之間的變化規律的討論，培養學生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學生掌握全電路歐姆定律的基礎
全電路歐姆定律的難點在于概念較多，且各物理量之間的關系復雜。因此，首先，應讓學生準確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路，如圖1所示。其中，R代表負載（即用電器，為簡化電路，只畫一個），r代表電源的內電阻（存在于電源內部），E代表電源的電動勢。整個閉合電路可分為內、外兩部分，電源外部的叫外電路（圖1中方框以外的部分），電源內部的叫內電路。外電路上的電阻叫外電阻，內電路上的電阻叫內電阻。當開關S閉合時，電路中就會有電流產生，I=，該式表明：在一個閉合電路中，電流強度與電源的電動勢成正比，與電路中內電阻和外電阻之和成反比，這個規律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個定律，要先理解以下幾個物理量的物理意義：第一個是電動勢，它是指在電源內部，電源力將單位正電荷從電源負極移到正極所做的功。這個概念比較抽象，涉及知識面較廣，要使學生全面、深刻地理解它是有困難的。考慮到學生的接受能力和滿足后續知識的需要，需向學生講清兩個問題：一是電動勢的值可用電壓表測出——電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓；二是電動勢的物理意義是描述電源把其他形式的能轉化為電能的本領，是由電源本身的性質決定的。第二個是電源的端電壓（簡稱端電壓），它是指電源兩端的電位差（在圖1中指A、B兩點之間的電壓，也等于負載R兩端的電壓）。需要注意的是，端電壓與電動勢是兩個不同的概念，它們在數值上不一定相等。第三個是內壓降，它是指當電流流過電源內部時，在內電阻上產生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為：“在閉合電路中，電動勢等于內、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規律是
掌握全電路歐姆定律的重點
全電路歐姆定律的難點在于各物理量之間的變化規律，也是學生容易產生疑惑的地方。可以利用演示實驗來驗證各物理量之間的變化規律，以增加學生的感性認識，提高學生的邏輯推理能力。
第一，驗證電源內電阻的存在并計算其大小。對于電源的內電阻，由于存在于電源的內部，既看不見，也摸不著，學生對此存在質疑。為此，可用圖2進行實驗，不但可以證明內電阻的存在，還可測出內電阻的大小。在圖2中，用1節1號干電池作電源，電阻R為已知值（可根據實際情況選定）。開關閉合前，記下電壓表的讀數U1（此值即為干電池的電動勢），開關閉合后，記下電壓表的讀數U2，發現U2比U1小（見表1），就是因為電源內部存在內電阻的緣故。
根據公式r=R可算出該電池的內電阻。再用不同型號的干電池（如5號干電池、7號干電池）進行重復實驗，發現它們的電動勢雖然相等（為了后面實驗的需要，盡量選用電動勢相等的電池，并保留這些電池），但內電阻不一定相同。
第二，端電壓U跟外電阻R的關系。
實驗電路如圖3所示，用1節1號干電池作為電源，移動滑動變阻器的滑動片，觀察電流表和電壓表的讀數變化，并將它們的讀數記錄到表2中。通過觀察發現：當滑動片從左向右移動時（為保證實驗設備安全，滑動片不要移到最右端），電流表的讀數慢慢變大，電壓表的讀數慢慢變小；當滑動片從右向左移動時，電流表的讀數慢慢變小，電壓表的讀數慢慢變大。由此得出結論：端電壓隨外電阻上升而上升，隨外電阻下降而下降。根據表2中的數據可繪成曲線（如圖4所示），即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出：電源端電壓隨著電流的大小而變化，當電路接小電阻時，電流增大，端電壓就下降；當電路接大電阻時電流減少，端電壓就上升。
思考：如果滑動片移到最右端，電壓表、電流表的讀數將為多少？
第三，端電壓與內電阻r的關系。
根據公式U=E-Ir分析可知：當電流I 不變時，內阻下降，端電壓就上升；內阻上升，端電壓就下降。實驗電路同圖3，只需將電路中的電源用前面已測過內阻值的不同型號的電池代替即可，觀察電流表、電壓表的讀數，上述結論即可得到驗證。
應用規律，解決實際問題
首先向學生提出問題：你是否注意到，電燈在深夜要比晚上七八點鐘亮一些？這個現象的原因何在？在回答這個問題之前，可先通過實驗驗證這一現象的存在，如圖5所示。圖中5個燈泡完全相同，先將開關全合上，使燈泡發光，再逐個斷開開關，發現燈泡逐漸變亮，原因分析：隨著開關的斷開，外電阻增大，導致干路電流減小，使得內壓降下降，從而端電壓增大，即燈泡兩端的實際電壓增大，故燈泡變亮了。上述問題也得到了解決。
在教學過程中，如果盡可能地增加一些實驗，通過生活中的實驗記錄其數據并指導學生得出規律，提高感性認識，不但可以提高學生的學習興趣，也會提高教學效果。
參考文獻：
[1]李書堂.電工基礎（第4版）[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2001.
[2]畢淑娥.電工與電子技術基礎（第2版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2004.
[3]王兆良.關于“全電路歐姆定律”的教學[J].福建輕紡，2007（2）.
第一種，學生觀看視頻
這種教學法是教師將歐姆定律的探究過程在課前以邊講邊操作的方式制作成錄像，然后在上課時直接播放給學生看.教師在上課時不需要做任何講解，一直等到實驗數據分析、歸納得出歐姆定律以后再進行課堂訓練，以幫助學生理解歐姆定律的意義，學會用歐姆定律進行簡單的計算.
第二種，學生瀏覽課件
這種方法是教師將教學內容制作成幻燈片，如實驗題目、實驗方法、實驗電路圖、電路連接注意點、用實物連接電路、通過滑動變阻器的調節對電壓與電阻進行控制、實驗數據表格及數據閱讀分析、歐姆定律的文字描述、公式、單位等等.在課堂上，教師邊講解邊放幻燈片，學生則合著老師的講解進行觀察、思考、分析、歸納與記憶.在歐姆定律得出以后，同樣進行課堂訓練，以鞏固知識，加深理解.
第三種，學生實驗探究
這種方法是教師上課時先通過演示實驗啟發學生發現問題、提出猜想與假設，然后再引導學生思考實驗研究方法，幫助學生討論、設計與制訂實驗計劃、分組進行實驗探究，記錄、分析、歸納實驗結論，再在此基礎上對實驗誤差進行評估與交流等等.具體過程如下：
第一步，教師在演示電路板上用導線將干電池組、開關、小燈泡連接成一簡單的電路，閉合開關小燈泡發光后，啟發學生思考討論，要想改變小燈泡的亮度可怎么做？有幾種方法？當學生討論回答出改變電池節數和用滑動變阻器串聯移動滑片兩種方法時，再引導學生明確燈泡亮度的變化是由于燈泡電壓的變化使得通過燈泡的電流發生了變化，從而啟發學生提出通過燈泡的電流與電壓有關的猜想與假設.
第二步，移去變阻器，在上述簡單電路中并聯接入另一只不同規格的燈泡，閉合開關，引導學生觀察兩燈泡亮度的不同，思考討論燈泡并聯電壓相同，兩燈泡電阻的不同使得通過燈泡的電流不同，從而引起燈泡亮度不同，在此基礎上啟發學生提出通過燈泡的電流與電阻有關的猜想與假設.
第三步，當學生得出電流與電壓和電阻有關的猜想后，教師引導學生討論實驗探究方法、規劃實驗方案、設計實驗電路圖、畫出實驗記錄表格.
第四步，分組進行探究與實驗、記錄實驗數據、分析討論與歸納實驗結論，引導學生在坐標紙上將研究電流與電壓關系的實驗數據用描點的方法作圖，驗證電流與電壓的正比關系.
第五步，在實驗結論得出后，介紹歐姆定律及其公式表達形式，討論各物理量單位的使用，對各小組實驗進行評估，分析誤差和錯誤產生的原因.
第六步，討論歐姆定律變換公式及其物理意義，利用歐姆定律及變換公式進行簡單的計算.
以上三種教學方案中，第一種方案是老師在課前要進行實驗操作錄像并作配音講解；第二種方案是老師只要從網上下載課件并稍作修改即可；第三種方案是老師在課前要準備演示及分組實驗器材.第一種和第二種教學方案中，學生在課堂上主要是在老師放錄像和課件時認真地聽講、觀察、思考和記憶，這是一種接受式學習方式.而第三種教學方案中，學生在老師的引導下自主發現并提出問題、進行猜想與假設，自行制訂實驗規劃、設計實驗電路圖，小組合作實驗探究，師生共同討論、歸納建構物理知識，這是一種以生為本的體驗式的學習方式.前兩種與后一種在落實課程目標和促進學生發展等方面有著明顯的差別.我們可以從《歐姆定律》這節課的教學目標進行分析：
教育部2011年新版義務教育物理課程標準將歐姆定律的實驗探究由原來的教師演示實驗改成了學生必做的實驗.根據新課標，《歐姆定律》一課的教學目標大致有以下幾個方面：
1.知識與技能目標：
（1）理解歐姆定律及其變換公式的物理意義，能初步運用歐姆定律計算有關問題.
（2）學會同時使用電流表和電壓表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流.
（3） 進一步體會用圖像法研究物理問題的優越性.
2.過程與方法目標
（1）通過實驗探究電流、電壓、電阻的關系，會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓.
（2） 提高學生依據實驗事實，分析、探索、歸納問題的能力，知道通過實驗總結物理規律的研究方法.
3. 情感態度與價值觀目標
介紹歐姆的故事，增進學生熱愛科學、追求科學、獻身科學的學習熱情.重視學生對物理規律的客觀性、普遍性和科學性的認識，注意學生科學世界觀的形成.
教師如果采用前兩種多媒體教學方案替代第三種學生實驗探究教學方案，就會改變多媒體教學輔地位，違背教學規律，弱化教學效果.
首先，不恰當地使用多媒體教學手段，會抑制學生的學習興趣，難以調動學生主體的積極性，從而影響教學效果.
夸美紐斯說過：“興趣是創造一個樂觀與光明的教學環境的主要途徑之一.”興趣作為誘發學生學習動機的重要因素，在物理教學中主要是靠教師引導學生觀察物理現象、動手做各種實驗來激發學生學習興趣的.雖然第一、第二種教學方案中的光、聲、像等信息作用于學生感官，以直覺形象也能激發學生濃厚的學習興趣，但由于是人為的錄制、合成的，學生沒有身臨其境、親自動手，就很難體會到電壓、電阻對電流的影響.即使通過多媒體教學展示了實驗過程，一部分學生會認為這是由老師設計制作好的，缺乏可信性.因此，當老師向學生介紹歐姆的故事時，學生就難以體會到科學家探索知識的艱苦與辛勞、成功與快樂，學生的科學世界觀就難以形成.
我們都有這樣的體會：電腦電視上歌舞銀屏再精彩，也還抵不住到劇院看現場演出，哪怕是一般的演出也會讓人感到很興奮.這是什么原因？這就是人們普遍具有的一種強烈的“參與”意識.卡拉OK的流行不就是人們這種參與意識的外在體現嗎？因此用錄像投影來代替做實驗，往往會抑制學生具有的人類天性――“參與”意識，甚至會讓學生對科學知識的形成產生懷疑，學習興趣就此會大打折扣，主體的積極性很難被調動起來，從而影響教學效果.
其次，不恰當地運用多媒體教學手段取代相關的實驗，會違背學生的認知規律.
物理學家牛頓認為：“科學研究離不開實驗，應在實驗的基礎上，運用歸納的方法總結規律，進而建立起理論.”這也是哲學中由實踐到理論、由感性認識到理性認識過渡的普遍規律.現行中學物理教材也正是遵循這一規律而編寫的.然而在教學中，如果違背學生的認知規律，不恰當地用多媒體教學手段去取代實驗，必然會導致事與愿違的結果.實踐證明：實驗是學生認識過程的起點，通過實驗有助于學生將感性認識上升到理性認識的高度，同時還可以使學生在反復的實踐中加深對所學知識的理解.第一、第二種教學方案雖然通過多媒體教學方式也能反映實驗過程，但這個過程不是學生自己動手做的，缺乏實踐體驗，因此就沒有感性認識，電流與電壓、電阻之間關系的結論就不能由學生自主建構.
再次，以多媒體教學手段取代物理實驗，會影響學生實驗技能和各種能力的發展，不利于學生學習情感、態度、價值觀的培養.
一、將定值電阻改用電阻箱進行實驗
絕大部分老師在進行蘇科版歐姆定律實驗教學時常常有這樣的一個困惑，定值電阻標有10歐姆，在進行實驗時定值電阻的阻值卻不準確，給歐姆定律實驗帶來了一些不必要的麻煩。我認為定值電阻不準確的原因是：定值電阻出廠時是很精確的，但是由于學校購置后存放在實驗室的條件不好，另一方面定值電阻存放時間過長，現在實驗室中的定值電阻還是八十年代的產品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化，電阻線也發生了化學變化，常見的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學校的實驗經費有限，不可能每年都購買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關系時，要多次改變定值電阻的阻值，多次改變所連的電路，浪費了許多實驗時間。為此我嘗試用電阻箱來代替定值電阻進行實驗，效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內，不易氧化。另一方面電阻箱內電阻的精確度高，一般實驗室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆，大大高于定值電阻的精確度。另外在進行研究電流與電阻的關系時，要多次改變定值電阻的阻值，利用電阻箱進行實驗就不必重復拆線連線，節省了許多實驗時間，大大提高了課堂效率，讓學生在課堂上有更多的時間來提高自己的知識技能。
二、電源由干電池組改為學生電源
這個探究歐姆定律的實驗在書本上用干電池組進行學生實驗，但是使用時由于干電池使用時間較長，干電池內部會發生化學變化，干電池的電阻會發生變化，對實驗的操作會產生影響。即使用了三節干電池，定值電阻兩端的電壓不一定達到3伏。另外從環保的角度分析，一學期電學內容的學習，學生至少要進行三次電學學生實驗。如果大量使用干電池作為電源進行實驗，一個中等規模的初級中學會產生一千多個廢舊電池，一方面大量浪費了學校有限的辦公經費，另一方面學校對廢舊電池處理不當，對周圍環境會產生嚴重影響。綜合上述考慮，我認為用學生電源來替代干電池，學生電源干凈污染少，還可以避免干電池內阻對實驗的影響。當然學生電源并不是沒有缺點，學生電源如果使用不當對人身安全有危險。我認為今后物理老師進行電學物理實驗時，盡可能使用學生電源，只要安全措施恰當，學生電源是進行歐姆定律和其他電學實驗最好的電源選擇。
三、導線由接線端帶叉口的導線改為兩端是鱷魚夾的導線
學生在進行歐姆定律實驗時連七根線，學生在連接電路時，經常不能捏緊螺母，造成接觸不良，實驗效果較差，為了提高學生做歐姆定律實驗的效率，我校在進行歐姆定律實驗時，用鱷魚夾來代替帶叉口的導線。可節省連接導線的時間，我做過調查，學生用鱷魚夾代替帶叉口的導線連接電路后，連接歐姆定律實驗電路圖的時間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來的50％提高到80％左右，減少了一些不必要的檢修時間。節省了實驗操作時間，增加了學生進行探究的時間。另外為了提高實驗的精確度鱷魚夾最好用銅制，導線改用較粗的銅導線，在導線與鱷魚夾連接處應用錫焊或銀焊，這樣導線與鱷魚夾不易脫落。焊接處應加一根橡膠管加以保護，這樣同學們在使用時不易折斷，盡可能提高實驗的成功率和精確度。有些老師認為實驗存在誤差可以證明實驗的真實性，其實這種觀點是不科學的，在以前實驗環境較差、實驗器材精確度不高，在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現在無錫地區經濟基礎較好，各校都在進行現代化實驗改造或已經完成現代化實驗改造。如果此時實驗誤差較大，這與物理老師的嚴謹，對科學的一絲不茍的精神是不相符的。
四、數據處理時采用整數
內容看起來很少，本節還要花不少時間進行電流、電壓、電阻以及電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法的復習。必須具有一定的知識儲備才能學好“歐姆定律”。
要做好兩次演示實驗，這為學生實驗“伏安法測電阻”打下基礎。并注意兩次演示實驗的異同，講清實驗過程中電流表、電壓表及滑動變阻器的正確連法，以及滑動變阻器在兩個實驗中作用的異同，以及注意事項。
讓學生感知實驗探究電流跟電壓、電阻的關系，經歷科學探究的全過程，使學生感悟：“控制變量”來研究物理多因素問題，是一種有效的科學方法。
第二節“歐姆定律及其應用”繼第一節后對數據的分析歸納，通過用列表法、觀察法、數學比例法、圖象法、類比法、分析、綜合與歸納等方法來對實驗數據進行研究的一些科學方法。從而分析電流、電壓、電阻三者之間的定量關系——歐姆定律及其表達式。最終培養學生運用這些方法對實驗數據進行研究、分析、歸納、概括物理規律的一些能力。
又通過實驗探究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”。歐姆定律是電學中最基本的定律，是分析解決電路問題的關鍵。
在教學中這一節可分為四課時教學：
第一課時理解歐姆定律，進行簡單計算（求電流、電壓和電阻的三種書寫格式），初步掌握運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法；可補充：有兩個用電器的簡單計算（注意強調用不同角碼區分不同用電器）。為下節課講串并聯電阻關系作鋪墊。
第二課時通過歐姆定律的推導定量研究“串聯電路與并聯電路中電阻的特點”，得出：
串聯電路：R=R1+R2
并聯電路：1/R=1/R1+1/R2
第三課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點練習靜態固定電路的相關計算；培養學生分析問題、解決問題的能力，注意教給學生解題思路、規范解題。
串聯電路的特點：
①電流：I=I1=I2
②電壓：U=U1+U2
③電阻：R=R1+R2
④串聯分壓成正比，即
U1：U2=R1：R2
電阻變大分得的電壓變大，電阻變小分得的電壓變小。
并聯電路的特點：
①電流：I=I1+I2
②電壓：U=U1=U2
③電阻：R=1/R1+1/R2
④并聯分流成反比，即
I1：I2=R2：R1
電阻變大通過的電流變小，電阻變小通過的電壓變大。
第四課時運用歐姆定律及串并聯電路的特點，練習動態電路的相關計算。
動態電路------由于開關的通斷、滑動變阻器滑片的移動導致電路中的物理量發生變化的電路。
簡化電路的方法：
1、電流表看成導線，電壓表看成斷路。
2、短路和斷路的電路可以去掉。
3、閉合的開關看成導線
解決變化電路問題的關鍵是把動態電路變成靜態電路（電路的識別），可以把電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的或干脆拿掉。把閉合的開關看成導線，把被局部短路的用電器拿掉；把開關斷開的支路去掉，來簡化電路。畫出每次變化后的等效電路圖，標明已知量和未知量，再根據有關的公式和規律去解題。
第三節“測量小燈泡的電阻”是歐姆定律內容的延續，教學過程中以學生為主，本節主體內容是利用電壓表、電流表測算出小燈泡的電阻，通過實驗探究去發現燈絲電阻變化的規律，并最終找到影響燈絲變化的因素及它們之間的相互關系。注意多測幾組數據，指明不能用平均法求電阻值（測量定值電阻的阻值用平均法求電阻值）。
通過本實驗，進一步讓學生認識到導體的電阻大小是導體本身的一種性質，與導體兩端的電壓和導體中的電流無關，只與導體的材料、長度、橫截面積有關，此外跟溫度有關。這也為電功率中“測量小燈泡的電功率”作了鋪墊。
第四節“歐姆定律及其安全用電”：課前安排學生收集安全用電的常識，課堂上進行交流，教師進行補充。再播放《安全用電》視頻。
節課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手，讓學生學會運用已學的電學知識，解決有關生活中的實際的問題，既增強自我保護意識，又提高在幫助他人時講安全、講規則、講科學的意識。
另外本節涉及電路故障（斷路或短路），在教學中應加強練習，注意區分兩者對電路造成的影響，以及電路中電流表、電壓表的變化。要求學生懂得一些簡單的電路故障的問題，學會簡單的故障排除方法，目的是為了培養學生基本的生活技能。了解短路的知識，使學生懂得安全用電的基本常識，提高安全用電的意識。
教材中介紹了避雷針，使學生注意防雷的重要性，提高自我保護的意識。
通過學習本節教材的知識，學生能了解日常安全用電常識，規范日常用電行為，了解家庭電路中常見故障，提高了學生利用知識解決實際問題的能力。通過學習，使學生認識到電給人類社會帶來了材富，改善了人民的生活。但是，有生產和生活中，如果不注意安全用電，電也會給人類帶來災害。
一、教材分析
《歐姆定律》一課，學生在初中階段已經學過，高中必修本（下冊）安排這節課的目的，主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識；體會物理學的基本研究方法（即通過實驗來探索物理規律）；學習分析實驗數據，得出實驗結論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法；再次領會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了本節課的教學目的和教學要求。這節課不全是為了讓學生知道實驗結論及定律的內容，重點在于要讓學生知道結論是如何得出的；在得出結論時用了什么樣的科學方法和手段；在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的，從而讓學生沿著科學家發現物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
本節課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復習初中知識的作用，另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎。本節課分析實驗數據的兩種基本方法，也將在后續課程中多次應用。因此也可以說，本節課是后續課程的知識準備階段。
通過本節課的學習，要讓學生記住歐姆定律的內容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學會分析實驗數據的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運用．
本節課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數據進行分析。這是本節課的核心，是本節課成敗的關鍵，是實現教學目標的基礎。
本節課的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經接觸過，但學生由于缺乏較多的感性認識，對此還是比較生疏。從數學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量，還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式，從數學角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學生常將兩種表達式相混，對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清，要注意提醒和糾正。
二、關于教法和學法
根據本節課有演示實驗的特點，本節課采用以演示實驗為主的啟發式綜合教學法。教師邊演示、邊提問，讓學生邊觀察、邊思考，最大限度地調動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節奏，給學生充分的時間進行思考和討論，教師可給予恰當的思維點撥，必要時可進行大面積課堂提問，讓學生充分發表意見。這樣既有利于化解難點，也有利于充分發揮學生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍。
通過本節課的學習，要使學生領會物理學的研究方法，領會怎樣提出研究課題，怎樣進行實驗設計，怎樣合理選用實驗器材，怎樣進行實際操作，怎樣對實驗數據進行分析及通過分析得出實驗結論和總結出物理規律。同時要讓學生知道，物理規律必須經過實驗的檢驗，不能任意外推，從而養成嚴謹的科學態度和良好的思維習慣。
三、對教學過程的構想
為了達成上述教學目標，充分發揮學生的主體作用，最大限度地激發學生學習的主動性和自覺性，對一些主要教學環節，有以下構想：1．在引入新課提出課題后，啟發學生思考：物理學的基本研究方法是什么（不一定讓學生回答）？這樣既對學生進行了方法論教育，也為過渡到演示實驗起承上啟下作用。2．對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發學生思考回答。這樣使他們既鞏固了實驗知識，也調動他們盡早投入積極參與。3．在進行演示實驗時可請兩位同學上臺協助，同時讓其余同學注意觀察，也可調動全體學生都來參與，積極進行觀察和思考。4．在用列表對比法對實驗數據進行分析后，提出下面的問題讓學生思考回答：為了更直觀地顯示物理規律，還可以用什么方法對實驗數據進行分析？目的是更加突出方法教育，使學生對分析實驗數據的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節課的第一次，通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉向高漲。5．在得出電阻概念時，要引導學生從分析實驗數據入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結論，而應給予充分的時間，啟發學生積極思考，并給予適當的思維點撥。此處節奏應放慢，可提請學生回答或展開討論，讓學生的主體作用得到充分發揮，使課堂氣氛掀起第二次，也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6．在得出實驗結論的基礎上，進一步總結出歐姆定律，這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結論的普遍性，在此基礎上可讓學生先行總結，以鍛煉學生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重，不能輕描淡寫。隨即強調歐姆定律是實驗定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推。7．為檢驗教學目標是否達成，可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習，達到鞏固之目的。然后結合課本練習題，熟悉歐姆定律的應用，但占時不宜過長，以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點注意事項
1．注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數規則進行介紹。
2．注意正確規范地進行演示操作，數據不能虛假拼湊。
3．注意演示實驗的可視度．可預先制作電路板，演示時注意位置要加高．有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學生都能清晰地看見。
4．定義電阻及總結歐姆定律時，要注意層次清楚，避免節奏混亂．可把電阻的概念及定義在歸納實驗結論時提出，而歐姆定律在歸納完實驗結論后總結．這樣學生就不易將二者混淆。
一、重視實驗探究過程，發現新問題
歐姆定律的探究過程把科學探究的七個環節表現得淋漓盡致，從最初了解基本電路中電流、電壓和導體電阻的定性關系，從而提出“導體兩端的電壓和導體的電阻是怎樣影響導體中電流大小的，電流與電壓和電阻究竟存在什么關系”的問題，到最后處理實驗數據和討論交流，得出電流、電壓和導體電阻的定量關系，即歐姆定律，其數學表達式為I=U/R.探究的過程還是一個發現問題并解決問題的過程，使同學們加深了對歐姆定律的理解.
例1某同學按如圖1所示的電路，研究通過導體的電流與導體兩端的電壓、導體電阻間的關系，若保持電源電壓的大小和電阻箱R1的阻值不變，移動滑動變阻器R2的金屬滑片P，可測得不同的電流、電壓值，如表1；然后，他又改變電阻箱R1的阻值，測得相應的電流值，如表2.請回答：
(1)分析表1中數據可知:_____________________________；
(2)分析表2中數據可知：電流與電阻_____.（填“成”或“不成”）反比，這與歐姆定律_______（填“相符”或“不符”），其原因是________.
解析這是一個典型的歐姆定律實驗探究題，重點考查的是歐姆定律的結論.一個要注意的細節問題是，歐姆定律的整個探究過程運用了控制變量的思想.因此，在處理實驗數據得出正確結論時，一定要體現這種思想.所以分析表1中數據可知：在電阻不變條件下，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比（因為導體兩端的電壓成倍增加時，流過導體的電流也隨著成倍增加）.但分析表2中數據卻發現，電流和導體電阻的乘積不是一個定值，即電流與導體的電阻不成反比，這個結論顯然不符合歐姆定律.那么，為什么得不出正確結論呢？這是我們在探究過程中經常碰到的一個問題，這個問題的解決，本身與這個實驗的設計思想連接在一起，因為在探究電流與電阻關系時，應保持電壓不變.因此當電阻箱R1的阻值改變時，一定要調節滑動變阻器滑片P，使R1兩端的電壓保持不變，再讀出相應的電流值，然后分析數據.那么，當R1的阻值成倍增加時，如何調節滑片P才能使它兩端的電壓保持不變呢？如上圖，應將滑片P向右調節到適當的位置，想想看，為什么呢？
二、創設新情景，解決新問題
近年來，從中考試題來看，在歐姆定律實驗題方面，不僅僅考查了歐姆定律的實驗探究過程和伏安法測電阻，也出現了一些創設新情景，運用歐姆定律去解決一些新問題的實驗題.這類試題的解答一定要抓住“歐姆定律是電路中的交通規則”這一點，運用公式I=U/R和電路的特點來解答.
例2“曹沖稱象”的故事流傳至今，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重.人們把這種方法叫“等效替代法”.請嘗試利用“等效替代法”解決下面的問題.
【探究目的】粗略測量待測電阻Rx的值
【探究器材】待測電阻Rx、一個標準的電阻箱（元件符號_______），一個單刀雙擲開關、干電池、導線和一個刻度不準確但靈敏度良好的電流表（電流表量程足夠大）．
【設計實驗和進行實驗】
（1）在右邊的方框內畫出你設計的實驗電路圖；
（2）將下面的實驗步驟補充完整，并用字母表示需要測出的物理量.
第一步：開關斷開，并按設計的電路圖連接電路；
第二步：____________________________；
第三步：____________________________.
（3）寫出Rx的表達式：Rx=____________.
解析這是測未知電阻的另一種方法――“等效替代法”.這種實驗題對同學們的要求比較高，它創設了一個新的情景（“曹沖稱象”），讓你從這個新情景中受到啟發，來解決一個新問題.它不是歐姆定律探究過程的簡單重現，而是要求同學們真正理解歐姆定律中電流、電壓、電阻的關系，即電壓一定時，電流相等，則電阻相等.因此，我們可以按圖3的實驗電路來完成待測電阻Rx的粗略測量.連接好電路后，將開關S與a相接，使電流表的示數指示在某一刻度（因為電流表的刻度不準確，因此不能準確讀數）；接著將開關S與b相接，這個時候需要調節電阻箱，使電流表的示數指示在同一刻度處，讀出電阻箱上電阻值為R，這一步充分利用了歐姆定律的結論，當電壓相等時，電流相同，則電阻相等.即Rx=R.
同學們想想看，本題為什么說只是粗略測量呢？S接a和接b的順序能顛倒嗎？如果電流表的刻度準確且靈敏度良好，那么可不可以較準確地進行測量呢？（這個時候，我們可以直接根據歐姆定律來解決這個問題，即分別讀出S接a和b時，電流表的示數為I1和I2，則通過計算我們可以得到待測電阻Rx=RI2/I1，且這個時候與S先接a還是先接b沒有關系.）
三、尋找實驗規律，滲透數理思想
歐姆定律的實驗探究過程本身就體現了一種數理思想，要求從定性的結論，運用數學方法得出定量的關系式.因此，在以后的中考命題上，這種思想的體現可能是命題者關注的一個焦點.
例4某同學想探究導電溶液的電阻是否與金屬一樣，也與長度和橫截面積有關.于是他設計了實驗方案：首先他找來幾根粗細不同的乳膠管，按要求剪下長短不同的幾段.并在其中灌滿質量分數相同的鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱.將鹽水柱分別接入電路中的A、B之間.閉合開關，調節滑動變阻器滑片P，讀出電流表和電壓表的示數，并記錄在表格中，如下表：
根據實驗數據，請解答下列問題.
（1）通過對實驗序號_______或_______的數據處理，我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導電溶液柱的橫截面積成_______.（填“正比”或“反比”）
（2）通過對實驗序號1、4的數據處理，我們可以看出導電溶液的電阻與金屬一樣，電阻的大小與導電溶液柱的長度成_______.（填“正比”、“反比”）
（3）請填寫表格中未記錄的兩個數據.
（4）對于實驗序號6，開關閉合，若保持滑動變阻器滑片P不動，將乳膠管拉長，則電流表的示數將_______；電壓表示數將_______.（填“變大”、“變小”或“不變”）
解析這是典型運用自己探究得到的結論解答相關問題的一類題型，要求同學們對整個知識點有一定的駕御能力.實驗中測得的是電流和電壓，而問題是與電阻有關，因此我們先應運用歐姆定律求出相應的電阻值，再進行分析（這是試題的一種創新）.
我們對1、3、4、5組數據的處理得出R1=3Ω，R3=1.5Ω，R4=6Ω，R5=4Ω.運用控制變量的思想，由實驗1和3，或4和5，很容易得出導電溶液的電阻與導電溶液柱的橫截面積成反比；由實驗1和4可以看出，導電溶液的電阻與導電溶液柱的長度成正比.
