发布时间：2023-10-09 15:03:52
导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的13篇欧姆定律的推理范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！
（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。
（4）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。
（5）动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt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。
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。
（4）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作功或所作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。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）08-0098-02
欧姆定律是《电工基础》中最常用的基本定律之一，技工院校现在使用的《电工基础》教材（中国劳动社会保障出版社出版，第四版）中把欧姆定律分为部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两部分。对于部分电路欧姆定律，由于中学物理课本已作详细介绍，学生容易接受，但对于全电路欧姆定律，由于其涉及的概念较多且各物理量之间的关系复杂，再加上教材未附相应的实验，学生缺乏感性认识。因此，学生很难理解和接受，也是其成为教师教学中重点和难点的原因。笔者针对学生在学习过程中容易产生的困惑和疑问，借助实验来帮助学生理解，收到了较好的效果。
明确教学目标是教师组织
全电路欧姆定律教学的关键
掌握全电路欧姆定律对于学好《电工基础》这门课程来说至关重要。因为后续章节中多处电路的分析和计算要应用到这一定律。教学是一个教师与学生双向互动的过程，作为教师，要组织好全电路欧姆定律教学，必须先明确教学目标，做到心中有数，才能更好地开展教学。
知识目标：（1）理解电动势、内电阻、外电阻、内电压、外电压、端电压、内压降等物理量的物理意义；（2）掌握全电路欧姆定律的表达形式，明确在闭合电路中电动势等于内、外电压之和；（3）掌握端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律；（4）掌握全电路欧姆定律的应用。
能力目标：（1）通过实验教学，培养学生的观察和分析能力，使学生学会运用实验探索科学规律的方法；（2）通过对端电压与外电阻、端电压与内电阻之间的变化规律的讨论，培养学生的思维能力和推理能力。
理解各物理量的物理意义是
学生掌握全电路欧姆定律的基础
全电路欧姆定律的难点在于概念较多，且各物理量之间的关系复杂。因此，首先，应让学生准确理解各物理量的含义。
全电路是指含有电源的闭合电路，如图1所示。其中，R代表负载（即用电器，为简化电路，只画一个），r代表电源的内电阻（存在于电源内部），E代表电源的电动势。整个闭合电路可分为内、外两部分，电源外部的叫外电路（图1中方框以外的部分），电源内部的叫内电路。外电路上的电阻叫外电阻，内电路上的电阻叫内电阻。当开关S闭合时，电路中就会有电流产生，I=，该式表明：在一个闭合电路中，电流强度与电源的电动势成正比，与电路中内电阻和外电阻之和成反比，这个规律称为全电路欧姆定律。
要理解这个定律，要先理解以下几个物理量的物理意义：第一个是电动势，它是指在电源内部，电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。这个概念比较抽象，涉及知识面较广，要使学生全面、深刻地理解它是有困难的。考虑到学生的接受能力和满足后续知识的需要，需向学生讲清两个问题：一是电动势的值可用电压表测出——电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压；二是电动势的物理意义是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领，是由电源本身的性质决定的。第二个是电源的端电压（简称端电压），它是指电源两端的电位差（在图1中指A、B两点之间的电压，也等于负载R两端的电压）。需要注意的是，端电压与电动势是两个不同的概念，它们在数值上不一定相等。第三个是内压降，它是指当电流流过电源内部时，在内电阻上产生的电压降。全电路欧姆定律也可表示为：“在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和。”
掌握各物理量的变化规律是
掌握全电路欧姆定律的重点
全电路欧姆定律的难点在于各物理量之间的变化规律，也是学生容易产生疑惑的地方。可以利用演示实验来验证各物理量之间的变化规律，以增加学生的感性认识，提高学生的逻辑推理能力。
第一，验证电源内电阻的存在并计算其大小。对于电源的内电阻，由于存在于电源的内部，既看不见，也摸不着，学生对此存在质疑。为此，可用图2进行实验，不但可以证明内电阻的存在，还可测出内电阻的大小。在图2中，用1节1号干电池作电源，电阻R为已知值（可根据实际情况选定）。开关闭合前，记下电压表的读数U1（此值即为干电池的电动势），开关闭合后，记下电压表的读数U2，发现U2比U1小（见表1），就是因为电源内部存在内电阻的缘故。
根据公式r=R可算出该电池的内电阻。再用不同型号的干电池（如5号干电池、7号干电池）进行重复实验，发现它们的电动势虽然相等（为了后面实验的需要，尽量选用电动势相等的电池，并保留这些电池），但内电阻不一定相同。
第二，端电压U跟外电阻R的关系。
实验电路如图3所示，用1节1号干电池作为电源，移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的读数变化，并将它们的读数记录到表2中。通过观察发现：当滑动片从左向右移动时（为保证实验设备安全，滑动片不要移到最右端），电流表的读数慢慢变大，电压表的读数慢慢变小；当滑动片从右向左移动时，电流表的读数慢慢变小，电压表的读数慢慢变大。由此得出结论：端电压随外电阻上升而上升，随外电阻下降而下降。根据表2中的数据可绘成曲线（如图4所示），即电源的端电压特性曲线。从曲线上可以看出：电源端电压随着电流的大小而变化，当电路接小电阻时，电流增大，端电压就下降；当电路接大电阻时电流减少，端电压就上升。
思考：如果滑动片移到最右端，电压表、电流表的读数将为多少？
第三，端电压与内电阻r的关系。
根据公式U=E-Ir分析可知：当电流I 不变时，内阻下降，端电压就上升；内阻上升，端电压就下降。实验电路同图3，只需将电路中的电源用前面已测过内阻值的不同型号的电池代替即可，观察电流表、电压表的读数，上述结论即可得到验证。
应用规律，解决实际问题
首先向学生提出问题：你是否注意到，电灯在深夜要比晚上七八点钟亮一些？这个现象的原因何在？在回答这个问题之前，可先通过实验验证这一现象的存在，如图5所示。图中5个灯泡完全相同，先将开关全合上，使灯泡发光，再逐个断开开关，发现灯泡逐渐变亮，原因分析：随着开关的断开，外电阻增大，导致干路电流减小，使得内压降下降，从而端电压增大，即灯泡两端的实际电压增大，故灯泡变亮了。上述问题也得到了解决。
在教学过程中，如果尽可能地增加一些实验，通过生活中的实验记录其数据并指导学生得出规律，提高感性认识，不但可以提高学生的学习兴趣，也会提高教学效果。
参考文献：
[1]李书堂.电工基础（第4版）[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2001.
[2]毕淑娥.电工与电子技术基础（第2版）[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.
比如学生在学习电学当中最著名的欧姆定律这一物理定律时，预习以后会觉得欧姆定律非常简单，仅仅认为就是研究通过导体的电流与导体两端的电压之间的关系而已，没有什么困难，不就是运用一定的实验器材，电压表电流表可变电阻器、电源、导线若干、连接一个恰当的电路就可以了吗？当然以一个现代的学生看一切都在情理之中，没有非议。可是我给他们的讲解是，在欧姆那个时代，不但没有电流表、电压表之类的仪器，而且连电压、电流、电阻的定义和单位都没有，欧姆在当时面临的困难是我们无法想象的。他到底是通过什么样的方式，经过什么样的思索获得这一物理定律的呢？这个时候学生的兴趣就被调动起来了。在学习欧姆定律诞生的过程时，我通过电脑多媒体教室等先进的教学设施，大量搜集演示各种可能的实验过程。在最后阶段我根据欧姆的实验方式，简单介绍了可以用图线探究新规律的方式。其实物理定律的教学与学习并不是我们想象的那么简单的，如果记住物理定律只是学会了皮毛而已，能够运用也只不过是为了取得高分，我们一定要让学生们学会思考、学会探究，这种学习精神是物理学习中最为宝贵的，有了这种探究精神就可以不断探索大自然的奥秘。
物理规律（包括定律、定理、原理、公式等）反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律，反映了物质运动变化的各个因素之间的本质联系，揭示了物理事物本质属性之间的内在联系，是物理学科结构的核心。整个中学物理是以为数不多的基本概念和基本规律为主干的一个完整体系，物理基本概念是基石，基本规律是中心，基本方法是纽带。要使学生掌握学科的基本结构，就必须让学生学好基本规律。
纵观整个初中物理，可以将物理规律分为以下三类：
1.实验规律
物理学中的很多规律都是在观察和实验的基础上，通过分析归纳总结出来的。我们把它们叫做实验规律。如杠杠平衡原理、欧姆定律、阿基米德原理等。
2.理想规律
有些物理规律不能直接用实验来证明，但是具有足够数量的经验事实。如果把这些经验事实进行整理分析，抓住主要因素，忽略次要因素，推理到理想的情况下，总结出来的规律，这样的规律我们把它叫做理想规律，如牛顿第一定律、真空不能传声等。
3.理论规律
有些物理规律是以已知的事实为根据，通过推理总结出来的，我们把它叫做理论规律。如并联电路中电阻大小的计算等。
怎样才能搞好规律教学呢？
1 联系新旧知识、收集事实依据，学会研究物理规律的方法
物理规律本身反映了物理现象中的相互联系、因果关系和有关物理量间的严格数量关系。因此在物理规律的教学中必须将原来分散学习的有关概念综合起来。只有用联系的观点来引导学生研究新课题提出新问题才能激发学生新的求知欲与新的兴趣。另一方面物理规律本身总是以一定的物理事实为依据的。因此学生学习物理规律也必须在认识、分析和研究有关的物理事实的基础上来进行。尤其是初中学生他们的抽象思维能力不强理解和掌握物理规律更需要有充分的感性材料为基础。
2 建立思维方法，理解物理规律
初中阶段所研究的物理规律一般着重于用文字语言加以表达即用一段话把某一规律的物理意义表述出来，有些规律还用公式加以表达。对于物理规律的文字表述要认真加以分析，使学生真正理解它的含义而不是让学生去死记结论。例如牛顿第一定律这一理想规律的教学就可采用“合理推理法”，即在实验的基础上进行推理想象，由有摩擦的情况推想到无摩擦时的运动情况，最后把这一规律的内容表述出来。在理解时要弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”。还要正确理解“或”这个字的含义，“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态有时保持静止状态，而是指如果物体原来是静止它就保持静止状态，如果物体原来是运动的它就保持匀速直线运动状态；许多理论物理规律的内容可以用数学形式表达出来就是公式。要使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系而不能从纯数学的角度加以理解。例如：对于欧姆定律的表达式应当使学生理解这一公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小，即某段电路中电流的大小与这段电路两端的电压成正比与这段电路中的电阻成反比，公式中的I、U、R三个物理量是对同一段电路而言的。把公式进行变换得到电阻的定义式R=U/I。如果不理解公式的物理意义就可能得出“电阻与电压成正比”这一错误的结论。
3 明确物理规律的适用条件和范围
每一个物理规律都是在一定的条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律，而规律的成立是有条件的。因此每一规律的适用条件和范围也是一定的。学生只有明确规律的适用条件和范围才能正确地运用规律来解决问题才能避免乱用规律、乱套公式的现象。例如，欧姆定律I=U/R，适用于金属导体，不适用于高电压的液体导电，不适用于气体导电，不适用于含源电路或含有非线性元件的电路。而且I、U、R必须是同一段电路上的三个物理量。
4 认清关系，加以区别
物理规律总是与许多物理概念紧密联系在一起的，与某些物理规律也是互相关联的，应当使学生把物理规律与同它相关的物理概念和物理规律之间的关系搞清楚。如：牛顿第一定律与物体的惯性虽有联系但二者有本质的区别不能混为一谈。在教学中经常发现学生把惯性与运动状态等同起来，把物体不受外力作用保持原来的运动状态说成是“保持物体的惯性”。我们知道惯性是物体的固有属性，物体无论是静止还是运动、是否受力，任何时候都有惯性。而牛顿第一定律是一个反映这些客观事实的物理规律，两者不能混为一谈。
1.如何方便地测定电源的电动势？
演示：用伏特表按图（1）电路直接测电源的电动势，测得伏特表示数为2.9伏。
2.若电路中加接电阻R，闭合开关S，观察此时伏特表的读数。
演示：按图（2）电路，测得伏特表的示数为2.1伏。
此时教师及时把握实验造成的认识冲突进行设问：此时电源电动势变化了吗？为何第二次伏特表示数变小了呢？你能知道此时电源的内电压是多大吗？
通过上述的问题情境，使学生的思维进入专注的学习状态，随之，通过学生的思维，有利于理解E=U外+U内的关系式以及伏特表测量的物理意义，为闭合电路欧姆定律的教学埋下了伏笔。
3.若上述电路中再串联一个安培表（图3），当电阻R发生变化时，伏特表和安培表的示数将如何变化？
先让学生进行猜想，后演示，并运用欧姆定律I=U/R进行分析。猜想与实验结论形成了矛盾，使学生的认知再次发生了冲突。接着，在教师的引导下，让学生在矛盾的思索中，以直观的形象进入理性的顿悟，从而得出某部分电路R的变化对电路的影响，只用某部分电路的欧姆定律来分析已不适用，因而必须对整个电路进行认识把握。教师由此把握契机，导出本堂课的研究课题。
接着，我通过设计以下教学程序，让学生主动参与探索规律的活动，使之身临其境，再现了当年科学家研究的思维方法和发现的过程。
1.鼓励学生进行大胆猜想。
设问：闭合电路中的电流强度可能与哪些因素有关？
教师可启发学生在欧姆定律中决定电流强度I的有关要素，从而通过思维方法的迁移、猜想得到：I与R、与E、与r、等因素有关。
2.引导学生设计实验验证上述猜想。
设问：你能用什么方法验证上述猜想呢？（教师提示：物理学中最有说服力的武器――科学实验。）
设问：那么多变量之间的关系又如何处理？（教师启发学生：探索牛顿第二定律时对那么多变量问题的处理――控制变量的方法。）
3.实验的具体设计及演示验证。
通过逐个控制变量的方法，讨论、设计并演示如下实验：
（1）用手摇直流发电机M作电源（图4）。通过改变转速来改变电动势的大小。（当R、r一定时，I与E关系？）
（2）选用可调电源（图5），改变外电阻R，观察安培表示数变化。（当E、r一定时，I与R的关系？）
（3）选用可调电源（图6），改变电源内阻，观察安培表示数变化。（当E、R一定时，I与r的关系？）
通过上述教学程序，学生的思维实现了从猜想到实验性验证的探索过程。
4.引导学生根据已有知识进行科学推理，使之由定性升华到定量。
设问：由E=U外+U内能得出I与上述各量的定量关系吗？
对于外电路U外=IR，那么内电路U内=Ir亦成立吗？
再次引导学生运用实验手段验证。如图（6）所示，用探针接伏特表，可测得内电压，安培表可测得内电路的电流。通过改变R，测得伏特表和安培表的示数如下：
分析上表所得的数据，观察得到U内/I=定值，得出欧姆定律也同样适用于内电路，即U内=Ir。由此，学生可推导出：E=IR+Ir。讨论I的决定因素，将公式变换得I=E/（R+r），即闭合电路欧姆定律的数学表达式。
对闭合电路欧姆定律进行剖析、运用时，好让学生思考、观察、分析、讨论，增强课堂思维量，加深对规律的进一步理解，我通过设计以下问题的思维阶梯来拓展思维层次：
设问：1.请大家运用此规律解释前面导课中、的示数如何变化？
2.当外电路处于断路状态时，=E，为什么？
3.若电源两端连接一根导线（即电路处于短路状态），I=？短路状态有何危害？（学生思考后，教师演示短路状态时保险丝熔断实验。）
4.请大家根据U=E-I r关系式，画出U-I函数图线，并说明物理意义。
5.先通过实验演示，然后提出问题。
如图（7）电路，已知电阻R1=5Ω，当S闭合时，读出的读数（I1=0.35A），据此数据能否求电源的E和r？
（2）如何想法求得？（提示：若再给一只R2 =10Ω的电阻，行吗？）演示实验并测得的示数（I2 =0.22A），请学生列式求得（E=3V，r=3.5Ω）。
然后小结，此题告诉了我们一种测量E、r的重要方法，即课本中例题解决的问题，并进一步设问（留给学生课外思考）：
①若把改成一只，如何设计实验测量E、r？
②若只给一只和一只及一只可变电阻，又如何设计实验测量E、r？
6.先给实物电路，让学生运用规律计算求解，后让学生观察实验，在发生认知冲突中，使学生自悟自解，深化思维层次。
（1）图（8）电路中，若把电阻R换成一只内阻为1.5Ω的电动机，当闭合开关S，的示数多大？（请学生求解。）
二、 对几个物理规律的重构建议
在人教版教材中，《动能定理》《焦耳定律》《闭合电路欧姆定律》三个物理规律都是以特殊模型为演绎起点、通过理论演绎建立起的一般规律，而演绎方法的规则是由一般到特殊，故教材的呈现方式隐含着逻辑问题；《楞次定律》是通过实验归纳方法建立起来的，但在对实验现象进行归纳时，没有充分运用科学方法引导学生进行探究，而是直接提示学生通过“中介”——“感应电流的磁场”来进行归纳. 有鉴于此，建议对它们的呈现方式进行重构.
1. 对动能定理的重构建议
（1） 教材分析
动能定理是通过理论演绎的途径建立起来的，具体过程如下：
由牛顿第二定律F＝ma=m及功的定义dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv，
将上式积分有W=mv22-mv21.
教材据图1所示的物理模型，运用牛顿第二定律F＝ma与运动学公式v22-v21=2ax进行理论演绎，得出W=mv22-mv21，并直接指出此式即为动能定理，纵观上面的推理过程，其逻辑关系实质如图2所示.
上述演绎推理的大前提是牛顿第二定律，小前提是物体做匀变速直线运动，那么，由此演绎得出的W=mv22-mv21的适用条件自然是与小前提相同的，因此，我们不能将其称之为动能定理. 尽管教材此后也就物体受多个力作用及曲线运动情况作了说明或提示，但仍然不是对动能定理真正意义上的建构，故有必要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
由于学生知识结构的限制，在高中阶段不可能运用理论演绎的方法建立起动能定理，为此，建议根据分类方法，分别就直线运动与曲线运动两类情况设计的递进性问题链，变理论演绎为演绎与归纳相结合，引导学生在问题解决中“发现”动能定理.
类型一：直线运动
问题1 在图1所示的水平面上，如果物体与水平面间有摩擦力作用，物体的动能变化量与什么功相对应？
通过对此问题的探究，把W=mv22-mv21的适用范围推广至多力做功情况，此时的W为合外力所做的功，同时能使学生产生问题意识，即：这一结论是否具有普遍性？是否适用变力、曲线运动情况？从而生成新的问题.
问题2 如图3所示，物体在粗糙的水平面运动，在l1、l2段分别受到水平力F1、F2作用，则物体在整个过程中的动能变化量与什么功相对应？
通过对它的探究，引导学生建构起多过程问题中功和动能变化量的关系，并把单过程中的合外力功W扩展至各过程中功的代数和，从而加深了对功W的理解.
问题3 如果物体在粗糙的水平面上运动时，受到的水平作用力F是变化的，则物体的动能变化量又与什么功相对应？
这是由问题2衍生出的直线运动中更为一般的问题，通过问题2的启发，学生能运用微元法进行演绎推理，并得出W=mv22-mv21.
在上面三个问题中，对应的物理模型都是在水平面上的运动物体，对于其他类型的直线运动，学生也容易得出W=mv22-mv21的结论，从而通过问题解决建构起直线运动中功与动能变化量间的关系，那么此结论对于曲线运动是否成立？如果成立，我们就发现了一条新的物理规律，由此生成类型二的问题.
类型二：曲线运动
问题4 从高为H处将一物体以一速度v0沿水平方向抛出，重力对物体所做的功与物体的动能变化量之间存在什么关系？
以此问题为支架，让学生进一步体会物理科学方法在探究过程中的作用，实践表明，学生对此问题能从两个角度进行探究，一是运用“猜想—检验”模式，先提出假说“重力对物体做的功等于物体动能的变化量”，然后运用平抛运动知识进行检验；二是运用微元方法，化曲为直，进行演绎推理. 同时，也使学生意识到要建立一个新的物理规律，还需要对一般的曲线运动进行分析，从而衍生出问题5.
问题5 如果物体做曲线运动，且受到变力作用，则物体的动能变化量又与什么功相对应？
对此，学生运用类比方法得出W=mv22-mv21.
在对以上两类问题探究的基础上，引导学生进行理论归纳，进而在问题解决中建构起具有普遍意义的动能定理.
2. 对焦耳定律的重构建议
（1） 教材分析
在物理学史上，焦耳定律是由焦耳通过实验归纳方法得出的. 而在新教材中，没有重现物理学史，而是以电流通过纯电阻元件为前提，通过理论演绎方法对其进行重构，具体的逻辑关系如图4.
显然，上面推理过程的大前提是普遍适用的电功公式W=IUt，小前提是电流通过纯电阻元件，因而得到的结论Q=I2Rt也只适用于纯电阻元件，而由实验归纳方法建立起来的焦耳定律是适用于任何电路元件的，故需要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
尽管运用理论演绎方法在建立焦耳定律时面临逻辑问题，但在课堂教学中，完全重现焦耳的实验归纳方法也是不可取的，因为在运用实验归纳方法时，要面临诸如实验类型、精度等一系列问题. 为此，建议运用理想实验与真实实验相结合方法来建构焦耳定律，具体内容如下.
①通过定性分析，得出影响焦耳热的物理量有R、I、t
②理想实验的设计及其思维操作
设阻值为R0的用电器通以电流I0，在时间t0内产生的焦耳热为Q0，依据等效思想，运用控制变量法来探究其他情况下产生的焦耳热与Q0的关系，进而建构起Q与R、I、t的大致关系.
问题1 在电流、电阻不变的情况下，探究焦耳热Q与时间t的关系.
理想实验：如图5，在电流I0、电阻R0不变情况下，在两个时间t0内产生的热量Q之和即为2t0时间内产生的热量Q1，故有Q1＝2Q0，由此可见，Q∝t.
在上面设计的理想实验中，为探究焦耳热Q与时间t的关系，运用了倍增方法和控制变量法，把待探究的时间设计为t0的整数倍，便于学生发现焦耳热Q与时间t的关系，下面两个理想实验的设计思想与此相同.
问题2 在电流I0及时间t0一定的情况下，探究产生的焦耳热Q与电阻R的关系.
理想实验：如图6所示，在电流I0及时间t0一定的情况下，电阻为2R0产生的焦耳热与两个阻值为R0的电阻串联后在时间t0产生的焦耳热等效，也即Q2=2Q0，故有Q∝R.
问题3 在电阻R0及时间t0一定的情况下，探究产生的焦耳热Q与电流I的关系.
在运用理想实验得出Q与R、t的关系后，要探究Q与I的关系，可用倍增方法构造出电流为I0的情况，以便借助上面的结论进行思维操作.
理想实验：在电阻R0及时间t0一定情况下，通以2I0的电流时产生的热量为Q3，根据等效思想，其产生的热量等效为阻值为2R0的两电阻并联后产生的焦耳热之和，见图7. 由问题2知Q′3＝2Q0，而Q3与Q′3的关系为Q3＝2Q′3，也即有Q3＝2Q′3＝4Q0，故有Q∝I2.
③焦耳定律的建构
在对上面的理想实验的思维操作基础上，再运用综合方法，可建构起焦耳热Q与I、R及时间t的关系为Q＝kI2Rt，其中常数k可由实验确定，从而运用理想实验等科学方法建立起焦耳定律.
3. 对闭合电路欧姆定律的重构建议
（1） 教材分析
教材的编写思想是通过理论演绎把能量守恒定律与闭合电路欧姆定律联系起来，充分体现功和能的概念在物理学中的重要性，同时又能帮助学生形成完整的认知结构. 基于这一思想，教材以纯电阻电路为前提，运用能量守恒定律建立起闭合电路欧姆定律，其逻辑关系如图8所示.
从上面逻辑关系可以看出，理论演绎的小前提是纯电阻电路，大前提是能量守恒定律，因而导出的E＝IR+Ir及I=也只适用于纯电阻电路，但是教材紧接着又由只适用纯电阻电路的E＝IR+Ir推出适用于一般电路的E=U外+U内，这就产生了逻辑问题. 因此有必要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
在运用能量守恒定律进行理论演绎时，应该遵循理论演绎的规则，即从一般情况出发，导出相应的规律，然后再运用理论演绎得出纯电阻电路中的闭合电路欧姆定律，具体方式如下.
对于图9所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，方框内元件性质未知，电路中的电流为I，路端电压为U. ①在时间t内，外电路中消耗的电能E外为多少？②在时间t内，内电路中电能转化成内能E内多少？③在时间t内，电源中非静电力做的功W为多少？④根据能量守恒定律，W与E外、E内的关系是什么？
对于上面四个问题，学生依据有关功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt，对其整理后得到E＝U+Ir，其中，Ir是电源的内电压，故此式也可写成E＝U外+U内，这两个关系式即为一般意义上的欧姆定律，它适用于一切电路.
对于纯电阻电路有U＝IR，则有I＝. 这是纯电阻电路中的闭合电路欧姆定律.
4. 对楞次定律的重构建议
（1） 教材分析
本节教材的编写是以问题与问题解决为纽带，引导学生从发现问题分析问题解决问题等步骤去掌握知识，意在突出科学探究，着眼于学生探究能力的提高，其教学流程如下：
其中重温的实验如图10所示，而且运用草图记录相关信息，以便归纳出楞次定律.
在运用图10所示的实验进行归纳时，面临一个关键问题，就是如何从众多的物理现象及实验因素中寻找归纳的方向，对此，教材直接提出：“是否可以通过一个‘中介’——‘感应电流的磁场’来表述这一关系”，以此引导学生归纳出楞次定律. 但问题的关键是，我们是怎么想到从原磁场方向与感应电流的磁场方向的关系进行归纳的？
（2） 重构方案
根据分类方法，影响感应电流方向的因素有如下三类：一类是外部因素（磁场强弱、磁场方向、磁铁运动方向、磁通量变化等）；第二类是自身因素（线圈粗细、线圈的绕制方式等）；最后是自身与外部相互联系的方式. 在探究感应电流方向与哪些因素有关时，需要围绕这三类因素设计一些针对性的问题，让学生在问题解决中，提出猜想，设计实验，修正猜想，最终“发现” 楞次定律，具体方案如下.
①探究感应电流方向与外界因素之间的关系
问题1 感应电流方向与磁场变化快慢有无关系？设计实验验证你的猜想.
问题2 感应电流方向与磁感应强度大小有无关系？设计实验验证你的猜想.
问题3 分析图10甲和图11所示的实验现象，说明影响感应电流方向的外界因素有哪些.
设置问题3的目的是引导学生对两类电磁感应问题的共同的外部特性进行归纳，总结出影响感应电流方向的外部因素是磁场方向和磁通量的变化，从而为进一步探究奠定基础.
②探究感应电流方向与自身因素之间的关系
为了探究感应电流方向与自身因素的关系，可设置以下两个问题.
问题4 试猜测感应电流方向与线圈的粗细、匝数是否有关，设计实验验证你的猜想.
问题5 感应电流方向与线圈的绕行方向是否有关？设计实验验证你的猜想，并把实验信息记录在草图上.
通过问题5，引导学生提出猜想，并通过控制变量法，在保证磁场方向和磁通量变化方式相同的情况下，设计出图12所示的实验对猜想进行检验，进而研究感应电流方向与绕行方向的关系.
根据实验所记录的信息发现，在线圈的绕行方式变化时，回路中的感应电流方向也随之变化，但是线圈中的电流绕行方向是不变的，此时引导学生探究在线圈的绕行方式变化时，什么因素是不变的？
实践表明，按此方法重构后，学生能寻找到以“感应电流的磁场方向”为中介进行归纳，于是衍生出问题6.
1、知道电动势的定义.
2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题.
3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.
4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.
5、理解闭合电路的功率表达式.
6、理解闭合电路中能量转化的情况.
(二)能力目标
1、培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律
2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.
3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力.
(三)情感目标
1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点
2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系
3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想
4、知道用能量的观点说明电动势的意义
教学建议
1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯)，帮助学生接受这个结论.
需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的.
电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，做为电源，由正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极.
2、路端电压与电流(或外电阻)的关系，是一个难点.希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线，可以直观地表示出路端电压与电流的关系，务必使学生熟悉这个图线.
学生应该知道，断路时的路端电压等于电源的电动势.因此，用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时，希望通过第五节的“思考与讨论”，让学生自己解决这个问题.
3、最后讲述闭合电路中的功率，得出公式，.要从能量转化的观点说明，公式左方的表示单位时间内电源提供的电能.理解了这一点，就容易理解上式的意义：电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中.
教学设计方案
闭合电路的欧姆定律
一、教学目标
1、在物理知识方面的要求：
(1)巩固产生恒定电流的条件;
(2)知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
(3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.
(4)掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义
(5)掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.
2、在物理方法上的要求：
(1)通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学，使学生学会运用实验探索物理规律的方法.
(2)从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义.
(3)通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力.
(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析
二、重点、难点分析
1、重点：
(1)电动势是表示电源特性的物理量
(2)闭合电路欧姆定律的内容;
(3)应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.
2、难点：
(1)闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和.
(2)短路、断路特征
(3)应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系
三、教学过程设计
引入新课：
教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流.那么，导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答：导体两端有电势差.)
演示：将小灯泡接在充满电的电容器两端，会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?
分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图1所示，两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流，但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减少为零，所以电流减小为零，因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.
教师：为了形成持续的电源，必须有一种本质上完全不同于静电性的力，能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差，从而在导线中维持恒定的电流，能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时，电源中的非静电力将不断做功，从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加.
板书：1、电源：电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置.它并不创造能量，也不创造电荷.例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置.
教师：电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能，并且能够提供恒定的电压，那么不同的电源，两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号)，请几个同学观察电池上面写的规格，发现尽管电池的型号不同，但是都标有“1.5V”字样.我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量，发现结果确实是1.5V.讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池，它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答：不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生：用电压表直接测量)·
结论：电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)决定，同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的，不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的.为了表示电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念.
板书：2、电源电动势
教师：从上面的演示和分析可知，电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压.
板书：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压.
例如，各种型号的干电池的电动势都是1.5V.那么把一节1号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示
，电路如图所示，结论：开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V.实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了.
教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4V，那么减少的电压哪去了呢?用投影仪展示实验电路，介绍闭合电路可分为内、外电路两部分，电源内部的叫内电路，电源外部的叫外电路.接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压.在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压.我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系.
板书：3、内电压和外电压
教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量.实验中接通电键，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压和的值.再断开电键，由电压表测出电动势.分析实验结果可以发现什么规律呢?
学生：在误差许可的范围内，内、外电压之和等于电源电动势.
板书：在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，即.
下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系.
教师：我们来做一个实验，电路图如图所示
观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度.
结论：把开关拨到2后，发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些.怎么解释这个实验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容——闭合电路的欧姆定律.
板书：闭合电路的欧姆定律
教师：在图1所示电路图中，设电流为，根据欧姆定律，，，那么，电流强度，这就是闭合电路的欧姆定律.
板书：4、闭合电路的欧姆定律的内容：闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比，和电路的内外电阻之和成反比.表达式为.
同学们从这个表达式可以看出，在电源恒定时，电路中的电流强度随电路的外电阻变化而变化;当外电路中的电阻是定值电阻时，电路中的电流强度和电源有关.
教师：同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释上一个实验现象呢?
学生：9V的电源如果内电阻很大，由闭合电路的欧姆定律可知，用它做电源，电路中的电流I可能较小;而电动势3V的电源内阻如果很小，电路中的电流可能比大，用这两个电源分别给相同的小灯泡供电，灯泡的亮度取决于，那么就出现了刚才的实验现象了.
教师：很好.一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的.那么外电阻的变化，就会引起电路中电流的变化，继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的变化.
几个重要推论
(1)路端电压随外电阻变化的规律
板书：5几个重要推论
(l)路端电压随外电阻变化的规律演示实验,图3所示电路，
4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源(因为通常电源内阻很小，的变化也很小，现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的示数是如何随变化?
教师：从实验出发，随着电阻的增大，电流逐渐减小，路端电压逐渐增大.大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗?
学生：因为变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，，电路中的总电流减小，又因为，则路端电压增大.
教师：正确.我们得出结论，路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小.一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的，初中我们认为电路两端电压是不变的，应该是有条件的，当无穷大时，0，外电路可视为断路，0，根据，则，即当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，数值等于电源的电动势;当减小为0时，电路可视为短路，为短路电流，路端电压.
板书5：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小.断路时，∞，0，;短路时，，.
电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下
(2)电源的输出功率随外电阻变化的规律.
教师：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设、r是定值)向变化的外电阻供电时，输出的功率，
又因为，
所以，
当时，电源有最大的输出功率.我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线，如图所示.
板书6：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(即、是定值)向变化的外电阻供电时，输出的功率有最大值.
教师：当输出功率最大时，电源的效率是否也最大呢?
板书7：电源的效率随外电阻变化的规律
教师：在电路中电源的总功率为，输出的功率为，内电路损耗的功率为，则电源的效率为，当变大，也变大.而当时，即输出功率最大时，电源的效率=50%.
板书8：电源的效率随外电阻的增大而增大.
四、讲解例题
五、总结
探究活动
1、调查各种不同电源的性能特点。
(包括电动势、内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电)
2、考察目前对废旧电池的回收情况。
(1)化学电池的工作原理;
(2)废旧电池对环境的污染主要表现在哪些方面;
(3)当前社会对废旧电池的重视程度;
1.1 贴近生活。各种家用电器的大量使用，为物理教学提供了丰富的感性材料。如电压、电流、电磁炉等，学生在日常生活中，观察和接触的电现象和应用电的知识的事例，恰当地利用学生已有的感性认识及生活经验，通过举例引导学生提取储存在头脑中的印象。教师在课堂上应密切联系生活实际，注意身边的科学，如学生普遍对现代电子信息技术比较感兴趣，教师可以针对这一问题，有意识地讲述物理知识在电子信息技术中的重要作用等。以日常生活中的电学概念教学，可以增加学生学习的主动性。
1.2 注重实验。物理学是一门以实验为基础的自然学科，物理规律和理论是以实验为基础并验正的。在物理学里，某些性质不同的物理现象都是要通过实验来验证的，运用演示实验或学生亲自做实验来获得感性认识，容易更好的集中学生的注意力，培养学生的观察力，激发学生的学习兴趣。新颖的实验往往更能吸引学生注意，恰当地将教材中的实验加以发展、变化，可以增加学生的好奇心和求知欲。采用演示教学法，在整个教学过程中，教师边演示、边提问、边解答，学生边观察，边考虑问题，把抽象的理论变得具体、生动。使学生在愉悦的教学环境中，深深感受到学习的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒体课件模拟演示。物理概念和原理是比较抽象的，有些现象在传统的实验中也是无法展示的，所以仅靠形象、表象和想象对初学者来说是不容易理解和掌握的。但是，利用多媒体课件可以较好地解决这一难点。例如“电流”概念比较抽象，可以利用多媒体模拟电路中电流的流动，看到正电荷从正极向负极运动，这样将电流转换成电荷的流动，让本来看不见的电流变成动态的画面，将课本中不动的图形变为电荷不断流动的动画。遵循学生的思维由浅入深、由表及里，从具体到抽象，由现象到本质的循序渐进的思维过程，可以比较容易地解决这一教学难点。加深学生对电流的感观认识，从而为建立电流概念打下基础。
1.4 在公式分析。讲解公式时，注重公式推理、得出过程，注重公式的使用条件，主要学习公式的如何使用。这是物理式正确使用的前提，前期学不好，后期无法正确应用。中职学生在初中物理中已学过的部分电路欧姆定律，它只适用于电路中某个导体或某一部分电路的电压、电流和电阻三者之间的关系。《电工基础》中引入了全电路欧姆定律新知识，进一步完善电路中内、外电路的电流、电压（电动势）和电阻间的关系，使知识由“部分电路”向“全电路”深化和发展。教学中可以充分利用部分电路欧姆定律的概念和相关知识，引入全电路欧姆定律的概念。如在课本电路中，将全电路分解为外电路和内电路两部分，在外电路中，根据部分电路欧姆定律可知负载R两端的电压降为：U=IR.在内电路中，电源电动势E与内阻r的电压降Ur和电源端电压的关系是：U=E-Ir。在全电路中，负载两端电压U与电源端电压U相等，且内外电路电流相等，则可得：I=E/R+r即为全电路欧姆定律。通过实例的讲解，注意强调部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律两种概念的共同点、不同点以及相互联系，使学生对新知识能进一步理解和掌握。
2 提高基础学力，促进科学素养可持续发展
学力，是指通过学习获得的能力。物理教育在提高学生科学素养的同时，还要提高学生的学力水平，并使更多的学生对物理产生兴趣。学力是教育的内核，是学校课程设计的前提。任何一门学科教学的目标大体有四个组成部分：①知识、理解；②技能；③思考力、判断力；④关系、动机、态度。前两部分为显性学力，后两部分为隐形学力。就犹如浮在水面上的冰山，浮出水面的仅仅只是冰山一角，而更多的、隐匿在水面下的才是支撑浮出水面部分的基础，四部分做为一个整体反映了一种学力观。
1．巩固串联电路的电流和电压特点.
2．理解串联电路的等效电阻和计算公式.
3．会用公式进行简单计算.
能力目标
1．培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.
2．培养学生理论联系实际的能力.
情感目标
激发学生兴趣及严谨的科学态度，加强思想品德教育.
教学建议
教材分析
本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题，从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点，用等效的观点分析串联电路是本书的难点，协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键．
教法建议
本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.
实验法和理论推导法并举，不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些，而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些．
由于实验法放在理论推导法之前，因此该实验就属于探索性实验，是伏安法测电阻的继续．对于理论推导法，应先明确两点：一是串联电路电流和电压的特点．二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体（或某段电路）计算串联电路的电流、电压和电阻时，常出现一个“总”字，对“总”字不能单纯理解总和，而是“总代替”，即“等效”性，用等效观点处理问题常使电路变成简单电路．
教学设计方案
1．引入课题
复习巩固，要求学生思考，计算回答
如图所示，已知，电流表的示数为1A，那么
电流表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表V的示数是多少？
通过这道题目，使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系
（1）串联电路中各处的电流相等．
（2）串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和．
在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路，几个导体串联以后总电阻是多少？与分电阻有什么关系？例如在修理某电子仪器时，需要一个10的电阻，但不巧手边没有这种规格的电阻，而只有一些5的电阻，那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢？
电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题．
2．串联电阻实验
让学生确认待测串联的三个电阻的阻值，然后通过实验加以验证．指导学生实验．按图所示，连接电路，首先将电阻串联入电路，调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数（如3V），电流表的读数为0．6A，根据伏安法测出.
然后分别用代替，分别测出．
将与串联起来接在电路的a、b两点之间，提示学生，把已串联的电阻与当作一个整体（一个电阻）闭合开关，调节滑动变阻器使电压示数为一整数（如3V）电流表此时读数为0．2A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.
再串入电阻，把已串联的电阻当作一个整体，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为一整数（如3V）电流表此时示数为0．1A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果，得出总电阻与的关系：.
3．应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系：
作图并从欧姆定律分别求得
在串联电路中
所以
这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和．
4．运用公式进行简单计算
例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上，求这串联
电路中的电流
让学生仔细读题，根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值，未知量的符号．
引导学生找出求电路中电流的三种方法
（1）（2）（3）
经比较得出第（3）种方法简便，找学生回答出串联电路的电阻计算
解题过程
已知V，求I
解
根据得
答这个串联电路中的电流为0.3A.
强调欧姆定律中的I、U、R必须对应同一段电路.
例二有一小灯泡，它正常发光时灯丝电阻为8.3，两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源，要使灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？
让学生根据题意画出电路图，并标明已知量的符号及数值，未知量的符号.
引导学生分析得出
（1）这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V，而电源电压是6V，那么串联的电阻要分担的电压为
（2）的大小根据欧姆定律求出
（3）因为与串联，通过的电流与通过的电流相等.
（4）通过的电流根据求出.
解题过程
已知，求
解电阻两端电压为
1．巩固串联电路的电流和电压特点.
2．理解串联电路的等效电阻和计算公式.
3．会用公式进行简单计算.
能力目标
1．培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.
2．培养学生理论联系实际的能力.
情感目标
激发学生兴趣及严谨的科学态度，加强思想品德教育.
教学建议
教材分析
本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题，从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点，用等效的观点分析串联电路是本书的难点，协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键．
教法建议
本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.
实验法和理论推导法并举，不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些，而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些．
由于实验法放在理论推导法之前，因此该实验就属于探索性实验，是伏安法测电阻的继续．对于理论推导法，应先明确两点：一是串联电路电流和电压的特点．二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体（或某段电路）计算串联电路的电流、电压和电阻时，常出现一个“总”字，对“总”字不能单纯理解总和，而是“总代替”，即“等效”性，用等效观点处理问题常使电路变成简单电路．
教学设计方案
1．引入课题
复习巩固，要求学生思考，计算回答
如图所示，已知，电流表的示数为1A，那么
电流表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表V的示数是多少？
通过这道题目，使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系
（1）串联电路中各处的电流相等．
（2）串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和．
在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路，几个导体串联以后总电阻是多少？与分电阻有什么关系？例如在修理某电子仪器时，需要一个10的电阻，但不巧手边没有这种规格的电阻，而只有一些5的电阻，那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢？
电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题．
2．串联电阻实验
让学生确认待测串联的三个电阻的阻值，然后通过实验加以验证．指导学生实验．按图所示，连接电路，首先将电阻串联入电路，调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数（如3V），电流表的读数为0．6A，根据伏安法测出.
然后分别用代替，分别测出．
将与串联起来接在电路的a、b两点之间，提示学生，把已串联的电阻与当作一个整体（一个电阻）闭合开关，调节滑动变阻器使电压示数为一整数（如3V）电流表此时读数为0．2A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.
再串入电阻，把已串联的电阻当作一个整体，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为一整数（如3V）电流表此时示数为0．1A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果，得出总电阻与的关系：.
3．应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系：
作图并从欧姆定律分别求得
在串联电路中
所以
这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和．
4．运用公式进行简单计算
例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上，求这串联
电路中的电流
让学生仔细读题，根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值，未知量的符号．
引导学生找出求电路中电流的三种方法
（1）（2）（3）
经比较得出第（3）种方法简便，找学生回答出串联电路的电阻计算
解题过程
已知V，求I
解
根据得
答这个串联电路中的电流为0.3A.
强调欧姆定律中的I、U、R必须对应同一段电路.
例二有一小灯泡，它正常发光时灯丝电阻为8.3，两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源，要使灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？
让学生根据题意画出电路图，并标明已知量的符号及数值，未知量的符号.
引导学生分析得出
（1）这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V，而电源电压是6V，那么串联的电阻要分担的电压为
（2）的大小根据欧姆定律求出
（3）因为与串联，通过的电流与通过的电流相等.
（4）通过的电流根据求出.
解题过程
已知，求
解电阻两端电压为
2.在初中物理教学中培养学生逻辑思维能力的方法
2.1在物理知识授课中培养学生逻辑思维教师在物理概念、原理、公式等授课过程中要着重培养学生的逻辑思维能力。课堂教学是目前传授知识的主要方式与方法，课堂也是老师与学生接触与沟通机会最多的地方，因此，在课堂教学中教师可以更为直接的培养学生的逻辑思维能力。例如，教师在讲解物理公式时所展现的推导过程就是一个培养学生逻辑思维能力的过程。已知欧姆定律U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。下面推导串联电路的串联公式。
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)5(S)-0032-3
物理规律教学在中学物理教学中占有重要地位，其教学成效直接影响到物理教学质量和学生科学素养的培养。提高物理规律教学效果的前提是了解物理规律内涵、本质和特征，并在此基础上结合学生的认知特点设计科学的教学策略。
1 物理规律的内涵
“规律就是相互联系着的事物、现象、分子、元素(因素、要素)或方面的本质之间的关系”。相应的，物理规律就是物理现象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的内在、必然的联系。
1.1 物理规律的类型
经过2000多年的建设，物理大厦恢宏庞大，其组成规律自然纷繁复杂。为了认识物理规律本身，我们有必要对物理规律进行必要的分类。从物理规律获得途径的角度来看，物理规律可分为实验规律和理论规律；从物理规律知识形式的角度来看，物理规律可分为定律、定理、原理等类型；从过程中不同质的运动角度来看，物理规律可分为力学规律、热学规律、电磁规律、光学规律等；从“定性―定量”维度来看，物理规律可分为定性规律、定量规律。
1.1.1 实验规律与理论规律
从物理规律建立基础和过程的不同，可以将物理规律划分为实验规律和理论规律两种。实验规律是在观察和实验的基础上，通过分析归纳总结出来的，中学物理中的绝大多数规律都属于实验规律。如电磁感应定律、欧姆定律等即为实验规律。理论规律是由已知的物理规律经过理论推导，得出的新物理规律。动能定理、万有引力定律等即为理论规律。我们以万有引力定律为例来说明一下理论规律的建立过程。牛顿在伽利略的自由落体运动定律、牛顿自己的第三定律、开普勒的行星运动第三定律等前人工作的基础上，应用他超凡的数学才能，通过理论计算建立了万有引力定律。
1.1.2 定律、定理与原理
从物理规律知识形式的角度来看，可以将物理规律划分为物理定律、定理与原理三种类型。通过大量具体事实(包括实验和观察)归纳而成的结论称为物理定律，如牛顿第二定律、电磁感应定律、光的折射和反射定律等。通过一定的论据，经过逻辑推理而证明为真实的结论称为物理定理，如动量定理、动能定理等属于物理定理类。对大家公认的具有普遍性，而且可以作为其它规律基础的物理规律一般称为物理原理，如我们中学阶段比较熟悉的功能原理、叠加原理等即属于物理原理类。
1.1.3 定性规律与定量规律
从“定性―定量”维度来看，可以将物理规律划分为定性与定量两种类型。定性规律揭示的是各物理量间必然联系的存在和发展趋势；定量规律揭示的是必然联系中量的相互制约。例如牛顿第一定律就定性的描述了一切物体在不受外力作用或所受合外力为零的情况下的运动趋势，不反映外力与运动趋势之间的量化关系，属于定性规律。而定量规律则不同，如欧姆定律，除文字描述外，我们还可以用公式I=U/R来揭示各物理量之间的相互制约关系。
不同的物理规律分类之间并不是完全对立的，比如欧姆定律即属于物理定律，又是实验规律，同时也属于定量规律。
1.2 物理规律的特点
1.2.1 物理规律的实践性
物理学是一门以实验为基础的自然学科。中学物理的众多规律都是在实践、实验的基础上建立起来的。新课程标准倡导“从生活走向物理，从物理走向社会”，在教学中应重视引导学生运用物理规律解决生活实际问题，在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解，这对学生能力的发展、科学素养的提升，显得尤为重要!
1.2.2 物理规律的联系性
物理规律都存在一定的联系，包括物理规律内在的概念、现象之间的联系；规律与规律之间的关系。
以牛顿运动定律为例，牛顿第一定律是说物体不受外力时做什么运动；牛顿第二定律公式F=ma揭示了物体的惯性质量、所受到的合外力与由此而产生的加速度之间的关系，是阐述物体受力时做什么运动，二者是从不同的角度回答了力与运动的关系。第一定律是第二定律的基础，没有第一定律，就不会有第二定律。虽然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能取消第一定律。
1.2.3 物理规律的对应性
物理规律中的各物理量都针对于某一研究对象。如果是状态量则对应于某一时刻、某一位置、某一状态。如果是过程量则对应于某一段时间、某一个过程、某一空间等，这就是物理规律的对应性。如，欧姆定律U=IR中各量均对应于同一导体、同一段电路在同一时刻的量值。
1.2.4 物理规律的因果性
因果性是物理规律的重要特点，任何物理规律都是在规律所表述的具体条件下才具有规律所阐述的结论。例如牛顿运动定律是在研究宏观低速运动物体的“前因”下，才有其结论的“正果”修成。
1.2.5 物理规律的发展性
物理规律是认识的结果，是在一定的事实基础上，归纳、推理得出的结论，具有历史局限性，只能部分地反映客观世界及其内在联系。规律会随着人的认识能力的提高和认识的深入不断发展。发展有时是温和的――是对已有规律的修正、丰富；有时是激进的――是对已有规律的否定、颠覆。换言之，物理规律不是绝对的真理，而是逐渐发展变化的，具有一定的相对性。如从经典力学到相对论、量子力学的发展变化过程。
2 物理规律教学的重要性
物理新课程改革强调改变过去过于注重知识传授的一维目标而向三维课程目标迈进。教学要以人为本，在学生获得知识的过程中，同样注重学生终身学习与发展所需的各种能力的培养。如何实现物理规律教学由传统向新课程理念的转变，应进一步明确物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用。
2.1 物理规律教学，有助于学生对知识的理解
新课程改革倡导从三个维度对学生进行全面的培养，知识的理解历来是一个重要培养目标。依据布鲁纳的认知结构学习理论，我们教学的目的，就是引导学生建构一个理解物理知识的学科结构，从而运用知识解决具体问题。在最终建构的物理知识结构中，分散的各个点表示物理概念，联接各点的线就代表了物理规律，通过点和线及其之间的相互联系的讲解，引导学生在头脑中建构物理知识网络图。
2.2 物理规律教学，有助于学生思维能力的发展
作为智力核心的思维能力的培养对学生的发展是至关重要的。物理规律教学既是物理知识教学的核心内容，同时也是对学生思维能力培养的重要途径。
物理规律教学是在学生的感性认识(已有的对实验和事实认识)基础上，教师指导学生探索物理规律的过程。根据规律建立的思维过程和学生的认知特点，选择适当的途径方法，指导学生对感性材料进行思维加工，认识到物理规律中某些物理概念之间的内在联系，考虑到物理规律的近似性与局限性，从而概括出物理规律。作为近似反映物理对象、物理过程在一定条件下发生、发展和变化的物理规律的建立，离不开观察、实验和数学推理，也离不开物理思维，是诸多因素相结合的产物，学生在理解具有这些特点的物理规律的同时，其思维能力就会得到培养。
2.3 物理规律教学，有助于学生科学方法的掌握
物理规律的教学过程，其实也是科学方法教育的过程。我们知道物理规律的获得，少不了一些科学方法的使用，在物理规律教学过程中，合理运用一些研究方法并适时适当地进行显性教育，使学生不仅学到了物理规律，同时也学到了科学方法，培养了能力，可谓一举多得。
例如，在牛顿第一定律的教学过程中，教师重点要向学生说明的，除了牛顿第一定律的内容外，就是讲解这个规律获得过程中所用到的一个重要的科学方法――理想实验法。在欧姆定律、牛顿第二定律等的实验探究过程中，可以重点要求学生设计实验方案，在这一过程中，使学生明确研究3个变量的关系时，通常采用“控制变量”的方法。
2.4 物理规律教学，有助于学生科学探究能力的形成
提倡对学生进行科学探究能力的培养，是新课程改革的一大亮点，在新教材的编写中贯穿了科学探究精神并安排了一些科学探究的内容。由于物理规律的实践性特点，便于在课堂教学中开展实验教学，创设问题情境，从而激发学生探究物理问题的兴趣，经历物理规律发现的过程，培养学生的科学探究能力，并能使学生更好地运用物理规律去解释生活中的物理现象、解决生活中遇到的物理问题。
2.5 物理规律教学，有助于学生情感、态度与价值观的培养
我们知道，情感、态度与价值观培养，是物理新课程改革所倡导的三维课程目标中的一个维度。在物理规律的教学过程中，无时无刻不渗透着对学生情感、态度与价值观的培养。我们在进行物理规律教学时，可以通过创造良好的物理学习氛围、对相关物理学史内容的选择性介绍、开展科技创作活动、采用科学探究的教学方式等等，对学生进行情感、态度与价值观的培养。
比如，在进行牛顿第一定律的教学过程中，就可以适当地给学生讲述一下它的发展历史，激发学生的学习兴趣，同时使学生在了解亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿等大科学家的观点的基础上，使其不畏权威、理性求真的科学态度与科学精神得到培养。而在进行万有引力定律教学的时候，可以联系神舟六号载人飞船的发射与回收过程进行讲解，把物理知识与科技发展、应用技术相结合，能使学生获得一个更为宽广的视野，有助于学生形成科学的价值观。
3 物理规律教学的基本策略
当明确了物理规律教学在新课程实施过程中所发挥的重要作用之后，为行之有效的进行物理规律教学，我们提出以下基本策略。
3.1 活化物理实验教学：为学生提供主动获得规律的机会
在物理学的产生、建立和发展过程中，物理实验是归纳物理规律、产生物理假说的实践基础，是验证理论预言和假说的主要依据；在物理规律教学中，物理实验是培养学生操作技能的主要途径，是发展学生非智力因素的一个重要环节。通过实验重现物理规律的发现历程，使学生在实验操作过程中体悟物理规律所反映的各物理量之间的相互关系，有助于更新学生头脑中的物理观念、提高物理规律的教学质量。
3.2 强化物理思想教学，使学生感受物理学的理性美
在进行物理规律教学时，为了让学生最有效地掌握好物理规律，达到课程标准所规定的能力要求，应该在规律教学的过程中渗透科学史、科学思想的教育，引起学生对物理思想在物理规律建立过程中所发挥作用的重视，使学生感受到物理学的理性美，同时给学生以更多的启示。
教师在采用此策略教学时，应明确两点：一是渗透物理思想的教学策略主要是指向学生展示物理规律建立的思想史；二是科学史的历史发展逻辑与课本上的知识逻辑并不相同，规律教学过程中要引导学生感悟到二者的异同，处理好二者之间的辨证关系，在了解真实历史发展过程的同时明了知识逻辑的呈现脉络。
3.3 重视规律应用教学，让学生体会物理学在社会发展中的作用
物理规律来源于生活实践，反过来应锻炼学生将物理规律运用于社会生活实际的能力。因此，在教学中应重视引导学生利用物理规律解决实际问题，让学生体会到物理学在社会发展中的重要地位，增强学习兴趣，进而在使用中进一步加深学生对物理规律及其物理意义的理解，这对学生能力的发展、科学素养的提升，显得尤为重要!
3.4 提升教师科学素养，为实施新课程背景下的物理规律教学奠定良好基础
我们将其作为一项策略提出，重在强调教师对新课程理念与目标的钻研、对物理规律的理解、对物理规律教学的整体认识与把握等。同时该策略也是关系到物理规律教学实施效果的重要因素，教师应努力提升自己的科学素养，进而才会有足够的信心调控物理规律教学，为学生的全面发展创造最好的先决条件，从而取得最佳教学质量。