欧姆定律的实质汇总十篇-9游会

欧姆定律的实质汇总十篇

时间:2023-08-01 17:19:41
欧姆定律的实质篇(1)

一、在欧姆定律教学过程当中,学生经常会遇到的问题

物理学科作为一门科学类学科,其教学内容通常比较枯燥,部分学生表示学习比较费劲,如何能让学生彻底明白和消化欧姆定律,是教师需要考虑的问题。教师可制订相关学习计划,针对不同层次的学生制订适合的学习计划。教学中的重点:电流、电压、电阻等相关知识点,一定要重点讲解以便学生掌握,将理论知识与动手实践结合起来,让学生在实践中加强对实验中的仪器和知识点的把握。

二、让学生明白欧姆定律的主要内容即电流、电压、电阻三者之间的关系

欧姆定律作为初中物理电学的基础,在初中教学之中只涉及部分电路,只有充分掌握了欧姆定律才能进一步学习电学部分的相关理论分析和计算。欧姆定律即阐述电流、电压、电阻三者之间相互关联的关系,教师在实验当中引导学生自己推算出电压、电阻、电流三者之间的关系,从而引出欧姆定律,让学生的记忆更加清楚。演示实验完成后要让学生自己动手,加深理解。

掌握基础定律知识后,教师则应当引导学生分析三者之间变化的问题,即电流是随着电阻与电压的变化而改变。在欧姆定律例题分析中比较常见的问题是多个变量的问题分析,教师要引导学生分析,运用一不变二变的方法来进行问题分析。由于初中学生的理解水平有限,且电压、电流、电阻的概念比较抽象,教师可借助多媒体教学工具,利用相关教学短片帮助学生理解。将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障,电阻越大路越不好走,电阻越小通过速度则快”,并且引导学生明白电阻是导体自身的特有属性,电阻的大小是受到温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的,与其两端的电压跟电流的大小无关,电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变,只是运用电压和通过的电流比例数值表达起来比较方便。

很多学生在学习欧姆定律之后,错误地以为电阻是受电流与电压影响的。相关教师一定要及时纠正学生的错误理解,教师在做演示实验时,需要让学生明白研究方法。运用控制变量法来研究,如电阻不变,研究电流与电压之间的数量关系;电压不变,来分析电阻与电流之间的量变关系,并且要直接将实验方法演示给学生看,从而加深学生的理解。

三、让学生一带一,提高学生掌握程度

不同的学生对欧姆定律的掌握程度不尽相同,教师可将成绩优秀的学生与成绩较差的学生进行分组,形成学习氛围较好的学习小组。采取团体合作的方式来帮助学生学习,有些学生面对老师和面对同学学习效果也不同。学生相互之间的沟通比较方便,理解能力也大体相同,进步速度也相对较快,教师从一旁进行指导。让学生在掌握了基础的相关知识以后,教师再进行分析,让学生充分掌握后再进行巩固提高,能提高举一反三采取多方面思维的能力。学生之间相互讨论,也能形成良性的竞争式学习,另外树立学习的榜样,也能从心理上鼓励学生主动学习,帮助学生产生学习兴趣和学习积极性。并且让学生不定期进行交换学习,以促进学生的整体学习水平。这样既能促进学生相互之间学习进步,又能培养学生团结合作的精神。

总之,欧姆定律作为电学的基础,学生必须真正掌握该定律,教师在实际教学过程当中,应该对物理教学内容进行细化和具体化,让不同层次的学生群体都能充分掌握。此外,还要引导学生在思维方面和动手实践方面进行改进,并且从中归纳出一些行之有效的教学方法,从而让学生更好地掌握欧姆定律的基础理论,为以后的学习做好铺垫,提高相关教学任务的质量,在实际教学过程当中,注重培养学生的动手实践能力、案例分析和其他方面解决问题的能力,让学生能够掌握控制变量法。同时要培养学生积极探索事物本质的科学精神,切实提高学生的物理综合素质。

参考文献:

[1]宣小东.对现行教材中欧姆定律教学设计的一些思考[j].物理教学探讨,2005(3).

[2]许忠林.初中物理欧姆定律教学中常见的问题及对策研究[j].成才之路,2015(9).

[3]符东生.关于初中“欧姆定律”教学的思考[j].物理教学,2014(8).

欧姆定律的实质篇(2)

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。

欧姆定律的实质篇(3)

在物理复习的整个知识体系中,电学知识板块儿尤为重要。一是:它占整个三式合一理化试题物理部分的40%左右,即70分中的近30分属于物理电学试题。二是:电学知识在生产实践中的重要作用已凸显出来。而要学生全面掌握、领会初中阶段电学知识,对于相当一部分初中生来说具有较大的难度。从教以来我听过一些初中电学复习课:有的先把所要用到的电学公式板书在黑板上,再讲典型例题,接着练习;有的则通过学生作题中所反馈的问题对知识进行补充强调,再练习;有的直接强调万变不离其宗,让学生多看教材,然后讲例题等。复习中讲例题没错,但选择的例题过多,又无代表性,既延长了复习时间,又不能使学生的知识得到升华。久而久之,学生疲劳,老师厌烦。要使复习课在短时间内生动、奏效,应选择恰当的例题,在讲例题的基础上,对知识进行归纳和升华。

复习课,一要体现“从生活走向物理,从物理走向社会”,教学方式多样化等新课程理念;二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养;三要优化学生的认知结构,让学生在教师的引导、帮助下,把学到的知识归纳起来,从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步,从典型例题入手进行归纳总结。

例1:如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1ω,保护电阻r为4ω。当闭合s后,两电压表的示数分别为6v和2v,则电路中的电流为?摇 ?摇?摇?摇a,电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇w。(这是陕西师范大学出版社出版,经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题)

学生通常按下列方法计算电路中的电流:

r中的电流:i=u/r=2v/4ω=0.5a,

电动机中的电流:i=u/r=4v/1ω=4a,

由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5a和4a。

于是第二空的对应值为:p=ui=4v×0.5a=2w与p=ui=4v×4a=16w。这就存在两个问题:

1.根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等,与串联电路中电流的特点相矛盾。

2.由串联分压原理得:u:u=r∶r=1∶4,得:

①当u=2v时,u=8v,得到u u=2v 8v=10v≠u源;

②当um′=4v时,u′=1v。u′ u=1v 4v=5v≠u,这与串联电路中的电压关系相矛盾。

对此,应找出题中所涉及的知识点,分析这些知识点间的联系,那上面的矛盾就迎刃而解了。

首先,应对欧姆定律有深入的理解。

例2:如图2所示电路(r≠r≠r)。引导学生分析如下:

1.对电路状态的分析。

(1)当s、s、s都闭合时,r与r并联,并联后作为一个整体再与r串联。a测r中的电流,v测r或r两端电压。

(2)当s、s闭合s断开时,则由图-2演变为图-2(a)到(b)。

r与r串联,r处于断开状态,a测整个电路中的电流。

(3)当s、s闭合s断开时,则由图2演变为图-2(c)到(d)。

r与r串联,r处于断开状态,v测r两端电压。

2.欧姆定律中涉及i、u、r三个量间的关系。

(1)欧姆定律中的i、u、r三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的,即必须满足“同一性”。

当图-2中的s、s、s都闭合时,a测r中的电流为i,v测r两端电压为u。此时能否用u与i的比值来计算r或r阻值呢?(即r=u/i)。

如果r=r时,由于r与r并联,所以r两端电压u等于r两端电压u,即u=u=u。根据r=u/i得r=u/i,r=u/i。这样计算出的r2的值虽然是正确的,但属于不正确的方法得出了正确的结果,实属偶然巧合。

若r≠r时,那么r=u/i,若再按r=u/i来计算r的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点,r、r中的电流是不相等的。上述中错误地认为r、r中电流相等。这里的电压是r两端电压,而电流是r中的电流,电压与电流是两个不同电阻(或用电器,或电路)的对应量,也就违背了“同一性”。

这就告诉我们,在应用欧姆定律解题时,一定要遵循“同一性”原则,切忌“张冠李戴”,电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如:w=uit、q=irt、p=ui等。

(2)欧姆定律中的i、u、r三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量,即必须满足“同时性”。

在图-2中,当s、s闭合时,r中的电流大小与s、s闭合时r中的电流大小是否相等?

在图-2中,当s、s闭合s断开时,不难看出,r与r串联:i=i=i则i=u源/(r r);当s、s闭合s断开时,r与r串联:i=i=i,则i=u/(r r)。因为r r≠r r所以u源/(r r)≠u源/(r r),即两次电流不相等。s、s闭合时,r中的电流大小与s、s闭合时r中的电流大小不相等,这是因为s、s闭合时与s、s闭合时电路状态不同,r是在不同的状态下工作,不是同一时间内电流的大小,电流不相等。

在利用公式计算的过程中,不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如:要计算r的电阻值,就不能用第一状态下r两端的电压值与第二状态下r中的电流的比值来计算r的电阻值。在计算电流、电压时,也不能这样处理。

因此在利用公式计算时,带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量,必须满足“同时性”。

(3)欧姆定律中的i、u、r三个量的单位必须同一到国际单位制,即i―a、u―v、r―ω。即应满足“统一性”。

除各物理量的主单位外,还应记住常用单位及其单位换算关系,将常用单位换算为国际单位制单位,在利用其它电学公式计算时也要统一单位。

如:电功的公式w=uit中,各物理量的对应单位:u-v、i-a、t-s;这样w的单位才是j。电热的公式q=irt中:i―a、r―ω、t―s;这样q的单位才是j。电功率的公式p=ui中:u-v、i-a,这样p的单位才是w。

我们要确定欧姆定律的适用条件。

1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立,即只适用于纯电阻电路。因此,欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。

例1中涉及到电磁转换的知识,电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时,其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流,所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。

实际上图1相当于一个“rl”串联电路,总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和,即u≠u u。但得到的电流有效值的关系i=u/z与直流(或部分)电路的欧姆定律相似,各元件上的分电压与该元件的阻抗(z)成正比。

虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来,但无论电动机工作时产生的阻抗为多少,电路中的电流都等于电阻r中的电流,即i=u/r=2v/4ω=0.5a。电动机两端的实加电压等于总电压(电源电压)减去电阻r两端的电压,即u=u-u=6v-2v=4v。则电动机的功率为:p=ui=4v×0.5a=2w。

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上述分析说明,电阻r所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看:电阻r所在的这部分电路是将电能全部转化为热能;而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能,大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路,后者属于非纯电阻电路。

欧姆定律只适用于纯电阻电路,即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇,等等,除了发热外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路(如:w=irt w=u/rt q=uit q=u/rt p=ir p=u/r等。)

2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液;但是对于气态导体(如日光灯管中的汞蒸气)和其它一些导电元器件,欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用,关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻,欧姆定律对它成立;当导体的电阻随电压、电流变化时,其电阻叫非线性电阻,如:电子管、晶体管、热敏电阻等,欧姆定律对它不成立。

3.欧姆定律只有在等温条件下,即导体温度保持恒定时才能成立。当导体温度变化时,欧姆定律对该导体不成立,因为电阻是温度的函数。

在讲解欧姆定律的应用时,常举白炽灯的例子,实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性,随着电流的增大,钨丝的温度升高很多,其电阻也随着变化。对非线性电阻,欧姆定律不成立,但是作为电阻定义的关系式r=u/i仍然成立,只不过对非线性电阻,r不再是常量。

综上所述,例1中第一空电路中的电流有两个值0.5a和4a,一个是在纯电阻电路(电阻r)中用欧姆定律算出的电流0.5a。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路(含电动机的电路)中的电流为4a,显然不对。

通过对例1的全面、透彻的分析,我们对电学知识得到了进一步升华:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电表的作用;(3)利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”;(4)复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式;(5)欧姆定律的适用范围。

学生能够领悟到,复习不是为了解题,而是要掌握知识的前后联系,优化知识结构;仔细观察,认真分析;发散思维,以点带面;举一反三,融会贯通。这样,从而体现出知识与技能、过程与方法,以及情感态度和价值观的培养。

参考文献:

[1]王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社,2003.

[2]阎金铎,田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社,1989.

[3]梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社,1988.

欧姆定律的实质篇(4)

关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式r=u/i),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。

(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式f=kma中,比例系数k不是在任何情况下都等于1;a随f改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

欧姆定律的实质篇(5)

重点考查:

1.探究实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;

2.欧姆定律的意义及应用:对欧姆定律的理解及应用欧姆定律解决问题。

考查热点:

1.实验:探究电流与电压、电阻的关系;伏安法测电阻及变形;

2.理解:对欧姆定律的理解;

3.应用:应用欧姆定律分析动态电路、计算及解决实际问题。

考点1: 电流与电压、电阻的关系

例1:小华用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6v,滑动变阻器r2的最大电阻为20ω,电阻r1为l0ω。实验过程中,将滑动变阻器滑片移到某一位置时,读出电阻r1两端电压为4v,并读出了电流表此时的示数。紧接着小华想更换与电压表并联的电阻再做两次实验,可供选择的电阻有l5ω、30ω、45ω和60ω各一个,为了保证实验成功,小华应选择的电阻是 ω和 ω。

解析:要探究电流与电阻的关系时,必须要控制电阻r1两端的电压一定,即r1两端电压u1=4v不变。要能保证实验成功,滑动变阻器两端电压控制为6v-4v=2v,r2中也就是电路中的最小电流为2v/20ω=0.1a,此时定值电阻最大为u1/i=4v/0.1a=40ω,故只能选择l5ω、30ω的电阻。

答案:15,30。

点拨: 探究电流与电阻的关系,要改变电阻大小,而必须控制其两端电压一定。

考点2: 欧姆定律表达式及其物理意义

例2:关于欧姆定律公式i= ■,下列说法正确的是( )。

a.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比

b.导体两端的电压越大,其电阻越大

c.据欧姆定律公式变形可得r= ■,可见导体电阻大小与通过它的电流与它两端电压有关

d. 根导体电阻的大小等于加在它两端的电压与通过它的电流的比值

解析:i、u、r三者不能随意用正比、反比关系说明,r=u/i,它是电阻的计算式,而不是决定式,导体的电阻是导体本身的性质,与电流电压无关,只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,但可用电压与电流的比值求电阻。

答案:d。

点拨:理解欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系及知道决定电阻大小的因素。

考点3:动态电路分析

例3:如下图所示,电源电压不变.闭合s1后,再闭合s2,电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”。)

解析:当闭合s1后,再闭合s2,此时r2被短路,电压表接到电源两端,因此电压表示数变大,此时电路中的总电阻减小,电流表示数也变大。

答案:变大,变大。

点拨:分清原来开关闭合时电路状态和两个开关同时闭合时电路的状态。

考点4:欧姆定律计算

例4:实验室有甲、乙两只灯泡,甲标有“15v 1.0a”字样,乙标有“10v 0.5a”字样。现把它们串联起来,则该串联电路两端允许加的最高电压为(不考虑温度对灯泡电阻的影响)( )。

a.25v b.35v c.15v d.12.5v

解析:甲灯的电阻是r甲=■=■=15ω。乙灯的电阻r乙=■=■=20ω,两灯串起来后,总电阻是15ω 20ω=30ω,允许通过的最大电流是0.5a,所以最高电压是30ω×0.5a=15v。

答案:c。

点拨:不能把两额定电压的值相加作为最高电压;串联应取小电流。

考点5:电阻的测量

例5:现有一个电池组,一个电流表,一个开关,一个已知电阻r0,导线若干,用上述器材测定待测电阻rx的阻值,要求:①画出实验电路图;②简要写出实验步骤并用字母表示测量的物理量;③根据所测物理量写出待测阻值rx的表达式。

欧姆定律的实质篇(6)

a.u=14blv

b. u=34blv

c. u=blv

d. u=12blv

易错解法

同学在刚开始学习时,经常这样解题:

解根据导体平动切割磁感线产生感应电动势

e=blv①

设每边的电阻为r,根据闭合电路欧姆定律

i=e4r②

根据部分电路欧姆定律,mn边的电阻为r,

两端电压为u=ir③

由以上三式解得 u=14blv

最后选a.

正确的解法:

解根据导体平动切割磁感线产生感应电动势

e=blv①

设每边的电阻为r,根据闭合电路欧姆定律:

i=e4r ②

根据部分电路欧姆定律.mn两端电压为路端电压,u=3ir③

由以上三式解得: u=34blv

最后选b

分析过程

第一、从两种解法对比分析,可以很明显地看出,同学对路端电压的理解不到位,路端电压应该是外电路的总电压,而不是内电阻的电压,在本题中,mn边切割磁感线产生感应电动势,则mn边就是电路中的电源,它本身的电阻就是内电阻,所以要想做对本题,需要理解好电路中电源和内阻由什么充当,内电压和外电压怎么求.这样才能做对.

第二、从含源电路欧姆定律角度进一步分析.从上边的分析来看,学生能够理解上边的基本概念和计算方法,但是学生还是不理解直接从mn求为什么不对,问题出在了哪里.

补充知识

一段含源电路欧姆定律:电路中任意两点间的电势差等于连接这两点的支路上各电路元件上电势降落的代数和,其中电势降落的正、负符号规定如下:

a.当从电路中的一点到另一点的走向确定后,如果支路上的电流流向和走向一致,该支路电阻元件上的电势降取正号,反之取负号.

b.支路上电源电动势的方向和走向一致时,电源的电势降为电源电动势的负值(电源内阻视为支路电阻).反之,取正值.

如图2所示,对某电路的一部分,由一段含源电路欧姆定律可求得

ua-ub=i1r1-ε1 i1r1 ε2-i2r2-i2r2-ε3-i2r3

根据以上知识能很好地解决同学的疑问,可以解释为什么直接计算mn边的电压u=ir不对.正确的计算,应该是一段含源的欧姆定律,mn本身就是一个电源,它两端的电压应该除了内阻电压降之外,还要加上产生的感应电动势,所以直接从mn边计算的方程应该是u=-ir e,就可以得出正确答案.

巩固练习

例(选自2007年,山东理综卷)用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,m、n两点间的电压分别为ua、ub、uc和ud.下列判断正确的是( ).

a. ua

b.ua

c.ua=ub

d.ub

答案b

本文就一道路端电压问题,分析了学生易出现的错误,并从一段含源电路欧姆定律进一步分析了产生错误的原因.从正反两面的分析过程、补充知识点的讲解再加上巩固练习,因此夯实了学生的相关知识,分析与解决问题的能力都得到相应的提高.

如图1所示,取小车和砝码(包括砝码盘)组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得 a=mgm m=mg1m m=

欧姆定律的实质篇(7)

人教版教材对这节课的安排是:直接给出全电路的概念,从功能关系出发,根据能量守恒,理论推导出闭合电路欧姆定律和u内 u外=e;再根据闭合电路欧姆定律理论分析电源的路端电压与负载的关系.

教材的顺序安排优点是逻辑主线明了,缺点是对闭合电路特别是内电路的建构不够直观.而学生的具体情况是,已经掌握了部分电路的欧姆定律;根据初中学习的经验,他们认为电源两端的电压是恒定不变的;如何直观认识内电路的结构以及形成电源两端电压会随着负载的变化而变化的观点是本节课的重点之一.显然教材仅从理论角度来推导闭合电路的欧姆定律是不够解决学生的问题的.因此,笔者从学生的学情出发,深入地研究了本节课教材的编写意图和本校的实际情况,进行了教材的二次开发.

2怎样实施《闭合电路的欧姆定律》的教材二次开发

2.1教学呈现顺序的二次开发

如图1所示的演示实验引入,提出当开关s2、s3合上时电灯甲的亮度怎样变化,学生的回答是甲灯亮度不变.而实验发现甲灯的亮度逐渐变暗,引起学生认知的强烈冲突.课堂上通过实验探究甲灯亮度变暗的原因,引入内电路的概念.再呈现演示实验2,直接呈现出电源的内电路部分,用两只电压表测量出外电压和内电压,当负载变化时,实验发现u内 u外为常数.通过这样两个演示实验,学生对内电路有了非常直观的认识,从本质上理解电源具有内阻的原因,知道了如何测量内电压,对全电路的认识更加清晰.总体的教学顺序是:首先是演示实验一、二,然后得到u内 u外为常数,教师指出这个常数就是电源的电动势e,最后推导出闭合电路的欧姆定律.

本节课的最后环节是重新解释演示实验一电灯甲的亮度变暗的原因.这样的教学顺序,始终围绕着实验一展开讨论,在解决问题的过程中获得新知.比较符合学生的认知规律,对于本节课出现的新概念如闭合电路、外电路、内电路、路端电压、内电压有了非常直观的认识.

2.2教学内容的二次开发

欧姆定律的实质篇(8)

要做好两次演示实验,这为学生实验“伏安法测电阻”打下基础。并注意两次演示实验的异同,讲清实验过程中电流表、电压表及滑动变阻器的正确连法,以及滑动变阻器在两个实验中作用的异同,以及注意事项。

让学生感知实验探究电流跟电压、电阻的关系,经历科学探究的全过程,使学生感悟:“控制变量”来研究物理多因素问题,是一种有效的科学方法。

第二节“欧姆定律及其应用”继第一节后对数据的分析归纳,通过用列表法、观察法、数学比例法、图象法、类比法、分析、综合与归纳等方法来对实验数据进行研究的一些科学方法。从而分析电流、电压、电阻三者之间的定量关系——欧姆定律及其表达式。最终培养学生运用这些方法对实验数据进行研究、分析、归纳、概括物理规律的一些能力。

又通过实验探究“串联电路与并联电路中电阻的特点”。欧姆定律是电学中最基本的定律,是分析解决电路问题的关键。

在教学中这一节可分为四课时教学:

第一课时理解欧姆定律,进行简单计算(求电流、电压和电阻的三种书写格式),初步掌握运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法;可补充:有两个用电器的简单计算(注意强调用不同角码区分不同用电器)。为下节课讲串并联电阻关系作铺垫。

第二课时通过欧姆定律的推导定量研究“串联电路与并联电路中电阻的特点”,得出:

串联电路:r=r1 r2

并联电路:1/r=1/r1 1/r2

第三课时运用欧姆定律及串并联电路的特点练习静态固定电路的相关计算;培养学生分析问题、解决问题的能力,注意教给学生解题思路、规范解题。

串联电路的特点:

①电流:i=i1=i2

②电压:u=u1 u2

③电阻:r=r1 r2

④串联分压成正比,即

u1:u2=r1:r2

电阻变大分得的电压变大,电阻变小分得的电压变小。

并联电路的特点:

①电流:i=i1 i2

②电压:u=u1=u2

③电阻:r=1/r1 1/r2

④并联分流成反比,即

i1:i2=r2:r1

电阻变大通过的电流变小,电阻变小通过的电压变大。

第四课时运用欧姆定律及串并联电路的特点,练习动态电路的相关计算。

动态电路------由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动导致电路中的物理量发生变化的电路。

简化电路的方法:

1、电流表看成导线,电压表看成断路。

2、短路和断路的电路可以去掉。

3、闭合的开关看成导线

解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路(电路的识别),可以把电流表简化成导线,将电压表简化成断开的或干脆拿掉。把闭合的开关看成导线,把被局部短路的用电器拿掉;把开关断开的支路去掉,来简化电路。画出每次变化后的等效电路图,标明已知量和未知量,再根据有关的公式和规律去解题。

第三节“测量小灯泡的电阻”是欧姆定律内容的延续,教学过程中以学生为主,本节主体内容是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻,通过实验探究去发现灯丝电阻变化的规律,并最终找到影响灯丝变化的因素及它们之间的相互关系。注意多测几组数据,指明不能用平均法求电阻值(测量定值电阻的阻值用平均法求电阻值)。

通过本实验,进一步让学生认识到导体的电阻大小是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和导体中的电流无关,只与导体的材料、长度、横截面积有关,此外跟温度有关。这也为电功率中“测量小灯泡的电功率”作了铺垫。

第四节“欧姆定律及其安全用电”:课前安排学生收集安全用电的常识,课堂上进行交流,教师进行补充。再播放《安全用电》视频。

节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手,让学生学会运用已学的电学知识,解决有关生活中的实际的问题,既增强自我保护意识,又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。

另外本节涉及电路故障(断路或短路),在教学中应加强练习,注意区分两者对电路造成的影响,以及电路中电流表、电压表的变化。要求学生懂得一些简单的电路故障的问题,学会简单的故障排除方法,目的是为了培养学生基本的生活技能。了解短路的知识,使学生懂得安全用电的基本常识,提高安全用电的意识。

教材中介绍了避雷针,使学生注意防雷的重要性,提高自我保护的意识。

欧姆定律的实质篇(9)

2、从教材结构看,教材采用传统的处理方法:先利用能量守恒导出闭合电路的欧姆定律,进而得出路端电压随着外电阻变化的规律。这样的程序,数学演绎推理的味道很浓,加之没有令人信服的实验,缺少了对物理规律的感性认识的过程,学生难以形成比较深刻的理解。

二、学情分析

1、从学生的认识结构和能力水平来看,学生不知道电源的内阻对闭合电路的影响,因此,常常把路端电压看成是不随外电路变化的。这种先入为主的错误观念,容易形成思维定势,仅通过几次讲解是难以逆转的。

2、学生已学习了电动势、内电阻、外电阻等概念,知道部分电路的欧姆定律。

三、教学目标

1、基础知识技能方面:

(1)导出闭合电路的欧姆定律

(2)研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的

(3)学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题,知道闭合电路中能量的转化。

2、能力方面:

(1)通过实验,让学生积极主动的探求科学结论,成为知识的探索者和“发现者”,在获得知识的同时发展能力。

(2)通过分组随堂实验,培养学生利用实验研究,得出结论的探究物理规律的科学思路和方法,加强对学生科学素质的培养。

(3)通过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。

3、思想及情感方面:

a.通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生“事物普遍联系”的观点。

b.通过分析外电压变化的原因,了解内因与外因关系。

c.通过短路电流的模拟实验,加强学生的安全用电意识。

d.通过先猜想再验证的教学模式,培养学生“大胆猜想,小心求证”的科学研究态度以及合作实验的意识。

四、重点难点

1.重点:闭合电路的欧姆定律的导出

2.难点:路端电压的变化规律,

应用闭合电路的欧姆定律解决简单的实际问题

五、突破重难点的教学设计思想

1、营造能引起学生认知冲突的问题情景

设计一个如图1所示的电路,让学生先猜测再观察实

验现象。(小灯接电动势为3v电源时较亮)让学生产生强烈的认知冲突,激发了他们的探求新知的动机,为突破重难点提供了良好的开端。

2、让学生积极主动地去归纳物理规律、构建自己的正确理解

教师演示实验, 让学生在实验数据中探索出“新”的物理规律,使学生在探研过程中分析、归纳、推理的能力得到提高,同时也突破了教学难点。

六、课前准备

【教学用具】

自制演示实验电路板、干电池、安培表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、课件等。

七、教学过程

(一)创设情景引入新课

演示实验一:电源电动势增大时小灯泡的亮度变化

教师出示电路板,小灯泡与两节干电池串联,闭合开关,小灯泡发光。在原电源的基础上,再串上4节干电池,让学生猜想:闭合开关后,小灯泡可能会发生什么现象?

教师演示:发现小灯泡变暗了。

留下疑问:是什么原因导致小灯泡没有变得更亮,也没有烧坏,而是变暗了呢?

(二)新课教学

1、闭合电路的欧姆定律的推导

设问:我们已经学习了电动势,知道电动势是反映电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,那如果电源接入了电路,电动势与内电压、外电压之间又有怎样的关系呢?

演示实验二:e与u内、u外的关系

教师向学生介绍可变内阻电源装置。让同学们仔细观察两个电表的读数并记录五组数据。教师边演示边让学生记录数据。

2、路端电压与负载的关系

探究活动二:路端电压与负载的关系

老师引导学生设计电路图。让学生分组实验探究路端电压与负载的关系,注意短路、断路两种特例的分析,记录实验现象。

演示实验三:低压电源短路

电路短路时,电路当中的电流非常大,会造成很严重的后果,生活中一定要避免短路的发生。教师演示模拟电源短路的小实验(为了安全起见,只用10v的学生电源),加强学生安全用电意识。

教师:通过实验我们研究了路端电压和负载的关系,在实验过程中我们发现当外电阻变化时,电流会变,路端电压也会变,那路端电压和电流之间会不会有直接的关系呢?

探究活动三:路端电压与电流的关系(推理法与图象法相结合)

引导学生利用闭合电路的欧姆定律推导路端电压与电流关系的数学表达式:教师:大家利用所学的数学知识推断一下:若以电流为自变量,路端电压为因变量,那么

函数图象应该是怎样的?

教师利用幻灯片展示一张u-i图像,让学生观察这张图像,思考直线与y轴、x轴的交点分别代表什么物理意义,引导学生深刻理解图像。

探究活动四:闭合电路中的功率关系

教师:引导学生推导得到有关功率的相关结论:

教师:学习了有关闭合电路的欧姆定律相关的知识后,我们一起来看看在刚上课时所留下疑问:电源电动势由3v变成9v,为什么小灯泡会变暗呢?

学生自己分析,推测小灯泡变暗的原因。

演示实验四:多个小灯泡并联时的亮度变化

例题:当开关逐渐闭合时,小灯泡的亮度会发生怎样的变化,电压表的读数呢?

欧姆定律的实质篇(10)

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:

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