欧姆定律的作用范文

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关键词：物理选修3-1；焦耳定律；欧姆定律；纯电阻电路

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1课本对焦耳定律的引入过程如下：

电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能，电流在这段电路中做的功W等于这段电路发出的热量Q，即

Q=W=UIt

由欧姆定律

U=IR

代入上式后可得热量Q的表达式

Q=I2Rt

即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比，这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做焦耳定律。

这里用公式推导的方式得出了焦耳定律的公式和内容，笔者认为不太恰当，理由如下：

第一，焦耳定律是焦耳通过大量实验总结出来的规律，科学实验是自然规律最直接的反映，科学理论正确与否必须接受实验的检验，正如课本上所说焦耳定律是焦耳用实验直接得到的，焦耳定律本身就是一个实验规律，这是焦耳通过大量实验总结得到并经过无数次实验验证了的实验结论，我们不应该淡化科学实验在焦耳定律建立过程中所起的巨大作用，公式推导的方式掩盖了焦耳定律的真实面目。

第二，这里Q=W应用了能量转化与守恒定律来推导焦耳定律，而实际情况是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又进行了长期的、大量的、精确的科学实验，在大量实验事实面前焦耳提出了能量转化和守恒定律.并且电流通过导体时所做的电功和导体发出的电热相等是焦耳得出能量转化与守恒定律的重要实验基础.由此看来，用能量转化和守恒定律来推导焦耳定律是不符合科学发展的实际历程的。

第三，上述推导过程用到了欧姆定律，欧姆定律的表达式应该为[I=UR]，不应该用U=IR，另外，欧姆定律是只能在纯电阻电路中才适用的规律，用欧姆定律来推导焦耳定律会使学生认为焦耳定律也只适用于纯电阻电路，对电动机等非纯电阻元件求电热不适用的错误认识.学生一旦建立这样的错误认识再来纠正是比较困难的.

基于以上考虑，笔者认为引入焦耳定律的过程可以做一些调整.建议设计“电流通过电学元件时产生的电热与谁有关？”的探究实验（或者介绍焦耳所做的实验）.通过探究实验得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后结合能量转化与守恒定律在纯电阻电路中电流做功全部转化为电热W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可见欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的具体反映和内在要求.

这样设计的好处是还原了人们认识自然规律的实际历程，体现出了科学实验在科学理论建立过程中的巨大作用，使人们认识到焦耳定律是一条实验规律，物理学科是一门实验科学，能真实反映自然规律.通过探究实验的设计我们可以引导学生像科W家那样设计实验方案，探究、总结得出规律，使学生在实验中体会科学实验对自然科学的重要意义，也能使学生获得科学研究的方法.

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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。

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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，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，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。

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初中物理“闭合电路欧姆定律”这一节教学内容有过多次变动，实验教材里的内容主要有两点：一是闭合电路欧姆定律；二是路端电压和负载的关系；此外还外加了路端电压和电流的关系。因为知识点较多，课堂教学量很大，所以课堂上时间紧，学生思考和参与实践都比较少，课堂上没有充分发挥学生的主体作用。从课后反馈的情况来看，学生掌握的情况并不是太好。

因此，针对这种情况，在该课的教学中，教师可以将这一节课的内容分成两节课来讲。第一节课讲闭合电路欧姆定律，在复习电动势、内阻等概念和规律的基础上，通过闭合电路欧姆定律的推导，引出闭合电路欧姆定律。然后对照比较简单的电路图，阐述能量转化的关系以及定律的使用范围等。紧接着通过例题的讲解和课堂训练，使学生对欧姆定律有个全面的认识。在引导学生理解电流和外电阻的关系时，教师演示实验，让学生有个直观的感受，然后再加上理论分析，让学生对物理知识的认知由感性到理性。第二节课讲路端电压和负载的关系，路端电压和电流的关系，在上一节欧姆定律的基础上，导出路端电压和负载的关系U=E1+rR，仍然是先进行演示实验，后进行理论分析，让学生对路端电压和负载的关系有一个从感性到理性的认识。最后讲路端电压和电流的关系U=E―IR，先观察实验，通过改变滑动变阻器的阻值，使电路中电流表和电压表的示数同时发生变化，学生会观察到电流变大时，路端电压变小，反之电流变小，路端电压变大，再利用公式进行分析，这样可给学生留下比较深的印象。

二、演示实验，可视性较差

在演示路端电压和负载（或电流）的关系时，学生要观察电流表、电压表指针的偏转情况，由于表盘小，颜色暗，放在桌面上又有些低，所以站在后面的同学看不清楚，影响了实验效果。针对这种情况，教师可以做如下改进。

在实验课堂上做演示实验时，一方面教师可以把仪器放在一个升降台上，把台子升起来，使全班学生都能看清楚；另一方面对有些演示实验，用投影仪把实验情况投影到大屏幕上，便于学生观察；此外，如果课堂人数较少，教师还可以将演示实验改为6组学生实验，真实性、可视性都会更好。这样不仅能够达到演示实验的预期效果，也能提高学生的动手能力和学习兴趣。

三、 学生活动少，主体作用没有很好体现

在“闭合电路欧姆定律”教学中，一方面是教学内容安排得比较多，为了在规定的时间内完成任务，必须按照设定好的节奏进行，课堂上并没有给学生留下较多思考和发散的时间；另一方面，教师思想保守，教学不够大胆，认为学生物理基础较差，害怕学生不发言，出现冷场情况，或者学生课堂发言不入主题而不好收场。针对这种情况，教师可以做如下改进。

对教学内容做了相应的调整以后，就可以给学生留有更多的思考时间和发表见解的机会，如果学生在课堂上不敢发言，教师可以鼓励、引导学生融入课堂教学活动，学生说错了正好可以纠正其错误，只要学生积极思考，积极参与，勇于发言，就要给予鼓励，这是培养学生良好思维习惯的大好时机。因为，在课堂教学中，任何层次的学生都可以与他互动起来，就看教师怎样引导，如何让学生互动。当然，在实验教学中，很多实验具有安全性和特殊操作性，对于这类实验教师要规范学生的实验行为。加强学生动手实验的目的就是为了充分发掘学生的好动性、探知性，让学生从自己的角度去思考问题，让学生在张扬个性的同时，拓展创新能力。

参考文献

[1]雷光锦.《闭合电路欧姆定律》教学设计[J].昭通师范高等专科学校学报，2011，1（25）：111.

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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