欧姆定律含义范文

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二、学习任务分析

本节重点是欧姆定律的内容和公式。通过实验探究，归纳总结出欧姆定律，让学生领悟科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，形成尊重事实、探究真理的科学态度，培养学生分析解决问题的能力；理解欧姆定律中电流I、电压U、电阻R的同一性是本节难点，在探究过程中通过适时引导、恰当点拨，利用实物电路使学生达到理解欧姆定律的目的。

三、学习者分析

学习了电路基础知识，学生产生了浓厚的兴趣，多数学生能正确连接电路元件，正确使用电流表、电压表和滑动变阻器，对于控制变量的研究方法也有所了解。学生有较强的好奇心和求知欲，他们渴望自己动手进行科学探究，体验成功的乐趣，但对于U、I、R三者关系知之甚少，规律性知识的概括往往以偏概全。他们的思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡，教学中让学生自主设计研究问题的方案，是发展学生思维的有效途径。

四、教学目标

⑴知识与技能

会用实验的方法探究电流与电压、电阻的关系；

理解欧姆定律的内容、公式；

培养学生的观察、实验能力和分析概括能力。

⑵过程与方法

通过实验探究学习研究物理问题常用的方法──控制变量法。

⑶情感、态度与价值观

通过探究过程，激发学生的学习兴趣。培养学生实事求是的科学态度；认真谨慎的学习习惯。

重点：欧姆定律的内容和公式；

通过实验使学生知道导体中电流与电压、电阻的关系。

难点：理解欧姆定律的内容；

弄清变形公式的含义。

五、教法设计

依据本节课的知识特点、教学目标和学生实际，确定本节主要采用实验探究法。把学生视为学习的主人，教师当好学习的组织者和引导者。探究式学习可以激活学生已有的知识，在探究新问题时使知识活化、重组，形成知识结构并向能力转化；让学生体会科学发现的全过程，从中感悟科学思想和科学方法。

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二、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。

三、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常量的实验，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。

四、机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。

五、动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题，相互作用的物体的所有动量都在一条直线上，所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误，应该使他们明确，在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化，表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以使问题大大地简化。若物体不发生相互作用，就没有守恒问题。在解决实际问题时，如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大，就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用，系统中有多少物体在相互作用，相互作用的形式如何，只要系统不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），动量守恒定律都是适用的。

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中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）12-0060-3

1 P于闭合电路欧姆定律

1.定律内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。

2.定律的得出：仔细分析人教版和教科版教材，他们给出定律的过程是相同的。在电源外部，电流由电源正极流向负极，在外电路上有电势降落，习惯上称为路端电压或外电压U，在内电路上也有电势降落，称为内电压U'；在电源内部，由负极到正极电势升高，升高的数值等于电源的电动势。理论和实践证明电源内部电势升高的数值等于电路中电势降低的数值，即电源电动势E等于外电压U和内电压U'之和，即E=U+ U'=U+Ir。若外电路为纯电阻，则U=IR，所以E=IR+Ir，I=

从教学实际看，上述给出定律的方法很多同学并不能理解，只能生硬的接受，这给学生对定律的理解和运用带来困难。在教学中笔者尝试从能量角度推导定律，效果较好，过程如下：从能量转化观点看，闭合电路中同时进行着两种形式的能量转化：一种是把其他形式的能转化为电能，另一种是把电能转化为其他形式的能。

设一个正电荷q，从正极出发，经外电路和内电路回转一周，其能量的转化情况如下：

在外电路中，设外电路的路端电压为U，那么正电荷由正极经外电路移送到负极的过程中，电场力推动电荷所做的功W=qU，于是必有qU的电能转化为其他形式的能量（如化学能、机械能等）。在内电路中，设内电压为U'，那么正电荷由负极移送到正极的过程中，电场力所做的功W=qU'，于是必有qU'的电能转化为内能。若电源电动势为E，在电源内部依靠非静电力把电量为q的正电荷从负极移送到正极的过程中，非静电力做的功W=qE，于是有qE的其他形式的能（化学能、机械能等）转化为电能。

因此，根据能量转化和守恒定律，在闭合电路中，由于电场力移送电荷做功，使电能转化为其他形式的能（qU+qU'），应等于在内电路上由于非静电力移送电荷做功，使其他形式的能转化成电能（qE），因而qE=qU+qU'，即E=U+U'。若外电路为纯电阻R，内电路的电阻为r，闭合电路中的电流强度为I，则U=IR，U'=Ir，代入上式即得I=

E/（R+r）。

3.定律的理解：不论外电路是否为纯电阻，E=U+ U'=U+Ir总是成立的，只有当外电路为纯电阻时，才能成立。闭合电路欧姆定律的适用条件跟部分电路欧姆定律一样，都是只适用于金属导电和电解液导电。

2 不同的物理量间的图像关系以及对图像的理解（以外电路为纯电阻为例）

图像1 电路中的总电流与外电阻的关系即I-R图像

图像2 外电压与外电阻的关系即U-R图像

由闭合电路欧姆定律可得：

分析可得：R增大，U增大；R减小，U减小，但不成线性关系。R0，U0； R∞，UE。故U-R图像如图2所示。当外电路短路（R=0），外电压为0；当外电路开路R∞，外电压等于电动势E，即若题目中告诉某一电源的开路电压，则间接告诉了电动势E的值。

图像3 外电压与总电流的关系即U-I图像

由闭合电路欧姆定律可得：U=E-U'=E-Ir。

分析可得：由于E、r为定值，故U与I成线性关系，斜率为负，故图像应如图3所示。当I=0，U=E，即图像的纵截距表示电动势；当 此时外电路短路，此电流即为短路电流，即横截距表示短路电流。斜率k=-r，即斜率的绝对值表示内电阻。

由上述分析可知，若给出了U-I图像，则由图像就可以知道电源电动势E和内阻r这两个重要的参量。若将不同电源的U-I图像画在同一个图中，如图4所示，则可以比较不同电源的电动势和内阻的大小。由图4可知E1=E2、r1

图像4 电源的输出功率与外电阻的关系，即P-R图像

图像5 电路中的功率与总电流的关系，即P-I图像

与闭合电路相关的功率有3个：电源的总功率、电源内部的热功率、电源的输出功率。

由P=IE可知P与I成正比，图像应为过原点的一条倾斜的直线。

由P=I2r可知图像应为顶点过原点的关于纵轴对称的开口向上的抛物线的一半。

由P=P-P=IE-I2r可知图像应为过原点的开口向下的抛物线的一部分。

若将3个功率与电流的关系图像画在同一图像中，则分别对应着图6中的图线1、2、3。

利用图线1可求电动势E，利用图线2可求内阻r，需要特别注意的是：此图像中3条图线不能随意画。“1”“2”交点说明此时P=P，即P=0，外电路短路，电流最大，此状态下图线“3”与横轴交点值一定是“1”“2”交点对应的横坐标值，否则就是错误的。“2”“3”交点的含义为P=P，此状态下R=r，则“2”“3”交点对应的横坐标一定为 ，若不是则错误。还必须注意的是“2”“3”的交点一定是“3”的最高点，因为R=r时，P最大，若不是这样则此图画错了。

案例 在图7（a）所示电路中，R0是阻值为5 Ω的定值电阻，R1是一滑动变阻器，在其滑片从最右端滑至最左端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图7（b）所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点时分别得到的，讨论以下问题：

问题1 滑片从最右端滑至最左端的过程中，电流表示数如何变化？

分析：滑片从最右端滑至最左端的过程中，由电路结构可知外电阻R变小，由I-R图像可知电流表示数变大。

问题2 滑片从最右端滑至最左端的过程中，电压表示数如何变化？

分析：滑片淖钣叶嘶至最左端的过程中，由电路结构可知外电阻R变小，电压表测量的是外电压，由U-R图像可知电压表示数变小。

问题3 电源电动势和内阻各为多大？

分析：图7（b）给出的是外电压与电流的关系，由图可求得斜率绝对值为20，将图线延长与纵轴相交，可得纵截距为20，由U-I图像的物理含义可知电源电动势E=20 V，内阻r=20 Ω。

问题4 滑片从最右端滑至最左端的过程中，电源的输出功率如何变化？最大输出功率为多少？

分析：由题目所给条件可求得R1的最大阻值为75 Ω，滑片从最右端滑至最左端的过程中，外电阻的变化范围为80 Ω～5 Ω，由P-R图像可知P先变大再变小。调节过程中可以满足R=r，则当R1的有效阻值为15 Ω时，电源输出功率达最大 ，即为5 W。

问题5 若在上述条件下，仅将R0的阻值改为30 Ω，滑片从最右端滑至最左端的过程中，电源的输出功率如何变化？电源的最大输出功率为多少？

分析：滑片从最右端滑至最左端的过程中，外电阻的变化范围为105 Ω～30 Ω，由P-R图像可知P一直变小。由于无法满足R=r，则电源输出功率不可能为，则当R与r最最接近即R1=0 Ω时电源输出功率最大，计算可得为4.8 W。

与闭合电路欧姆定律应用相关的题目较多，题型多种多样，解决这类题目的关键是要搞清电路结构，搞清电表的测量对象，分清已知量与未知量，再运用相应规律求解则可。当然，这也不是一蹴而就的，只有多做、多练、多思考才能达到较好的效果。在解答闭合电路问题时，部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律经常交替使用，这就要求我们认清研究对象是全电路还是某一段电路，是这一段电路还是另一段电路，以便选用对应的欧姆定律，并且要注意每一组物理量（I、U或I、E、R、r）的对应关系是对同一研究对象的，不可“张冠李戴”。

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二、教学目标

1.通过对科学家欧姆事迹的介绍，激发学生勇攀科学高峰的斗志；通过欧姆定律的建立，使学生体验自然界各种运动和变化必然遵循一定的客观规律；在科学探究的活动中亲身体验，受到从特殊到一般的科学方法熏陶，以此来培养学生严谨细致、实事求是的科学态度。

2.记录实验数据，知道简单的数据处理方法，提高连接电路及正确使用电流表、电压表、滑动变阻器的技能。

3.使学生初步了解科学实验的设计，培养学生设计实验、控制变量并运用分析、比较、归纳等方法进行科学探究的能力。以此来培养学生初步提出问题的能力及信息的收集和交流能力。

三、教学重点

建立欧姆定律，理解其含义。

四、教学难点

就是实验的设计和探究过程。

五、课时安排

一课时。

六、教学过程

1.提出问题：通过一系列实际问题，引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系”的问题，体现了从生活走向物理的课程理念。

2.猜想或假设：让学生参与到课堂学习中来，结合已有的电学知识和生活经验让学生作出猜想，并说明猜想的依据。

3.设计实验：小组讨论如何改变电压？如何进行研究？（提出解决问题的思路。要求画出实验的电路图，列出所需器材、实验步骤，设计好数据记录表）

全班交流，许x代表用实物投影仪展示自己的方案，由老师或下面的学生当场提问（如：为什么要使用滑动变阻器等），共同完善实验设计。

4.动手探究：动手准备，根据设计方案进行实验时，该由教师引导，让学生动手操作。

5.分析归纳：将学生的数据用投影仪投影，引导学生分析I与U的关系，将不同组的数据进行比较，引导学生分析I与U的关系。在这中间，穿插介绍欧姆的事迹。

七、布置作业

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授课教师：      授课课题:串并联电路的电阻关系

一  教学目标

知识与技能

1.培养学生理论联系实际，学以致用的科学思想。

过程与方法

1.体会等效电阻的含义，学会等效替代的研究方法。

情感态度与价值观

1． 能根据欧姆定律以及电路 的特点，得出串、并联电路中电阻的关系。

2．能进行两个电阻的串、并联电路的分析和计算。

二 教学重难点

重点：欧姆定律在串、并联电路中的应用。

难点：串、并联电路计算中公式的选择。

三 课前准备

电池组、开关、导线、电流表、定值电阻等。

四 教学过程

1. 复习回顾

2. 新课引入

演示：（1）将一个电阻接入电路，读出电流表示数

（2）将两个电阻接入电路，读出电流变示数

现象：一个电阻和两个电阻电流表示数一样，效果相同

阅读课本p93问题与思考，解释什么叫做等效电阻 

1. 串联电路中的电阻规律：

推论：串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大。

例题1：把一个4Ω的电阻R1和一个5Ω的电阻R2串 联在电路中，如图12-7所示，电源两端的电压为 6V。这个电路中的电流是多大？

2. 并联电路中的电阻规律：

推论：并联电路中，总电阻比任何一个分电阻都小。

练习课本p96例题2，并用不同的方法解答

五 课堂总结：

1．串联电路中电流、电压和电阻的关系。