欧姆定律特点范例6篇
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关键词:欧姆定律;教学思考;教学研究
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).
[4]王存香.《欧姆定律》教学思考[J].数理化解题研究,2014(5).
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。教材在设计中意在从能量守恒的观点推导出闭合电路欧姆定律,从理论上推出路端电压随外电阻变化规律及断路短路现象,将实验放在学生思考与讨论之中。为了有效提高课堂教学质量和教学效果,我们特提出在《闭合电路欧姆定律》教学中创设“问题情境”的教学设计。
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。
3.总结语
例1如图1所示电路中,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为().
A.2:1B.3:1C.2:3D.1:3
解析(1)当开关S闭合,甲乙两表是电压表时,根据电流流向法可知,电流的流径是:电源的正极R1R2电源的负极.甲电压表测的是电源电压,乙电压表测R2的电压,其电流流向图如图2所示,
根据欧姆定律和串联电路的分压原理可得
====.
(2)当S断开,甲乙两表都是电流表时,电流的流径是:
电源的正极 乙电流
表电源的负极.
其电流流向图如图3所示,
根据欧姆定律和并联电路的分流原理可得
==;===.
故本题通过电流流向图可以得到解决,答案应选D.
例2如图4所示,3个电阻值均为10Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒定为U的电路中,某同学误将一只电流表并联在电阻R2两端,发现电流表的示数为1.5A,据此可推知电源电压U为V;若用一只电压表代替电流表并联在R2两端,则电压表的示数为V.
解析(1)当误将电流表并联在R2两端时,根据电流流向法可知,R2被电流表短路,电流的流径是:电源正极R1电流表R3电源负极.其电流流向图如图5所示.根据欧姆定律和串联电路的特点有:
U总=I总R总=I总(R1+R2)
=1.5A×(10Ω+10Ω)=30V.
(2)当电压表并联在R2两端时,电流的流径是:
电源正极R1R2R3电源负极.
其电流流向图如图6所示,
根据欧姆定律和串联电路的特点,
U2=IR2=×R2
=×10Ω=10V.
例3如图7所示的电路,电源电压保持不变,R3=10Ω,当S1闭合S2断开时,电流表示数为0.6A;当S2闭合S1断开时,电流表示数为0.3A;当S1、S2均闭合时,电流表示数为1.1A;试求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2和R3的阻值.
解析(1)当S1闭合S2断开时,R1与R2被短路,电流的流径是:电源的正极R3电源的负极.其电流流向图如图8所示,
根据欧姆定律:U=IR3=0.6A×10Ω=6V.
(2)当S2闭合S1断开时,R2与R3被短路,电流的流径是:电源的正极R1电源的负极.其电流流向图如图9所示,
根据欧姆定律:R1===20Ω.
(3)当S1、S2均闭合时,根据“节点法”不论导线有多长,电路中
有直接用导线(或理想电流表)连接的两点,应视为同一个点(即等位点).
可知电路中的三个电阻是并联,电流的流径是:电源正极R1、R2、R3电流表电源负极.其电流流向图如图10所示,
根据欧姆定律和并联电路的特点,
I2=I-I1-I3=I--
=1.1A--=0.5A,
R2==12Ω.
例4在今年5月份助残活动中,某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅.同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣.他们对照说明书的电路原理图(如图11所示)了解到,操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P.前推操纵杆时轮椅前进,再向前推时快速前进;后拉操纵杆时轮椅慢慢后退.又知蓄电池的电压U=24V(保持不变)、定值电阻R2=10Ω,电动机的额定功率P0=72W、额定电压U0=24V.
⑴从原理图可知,当开关S接到哪两个接线柱时,轮椅前进?
⑵当轮椅后退时,电流表示数为I=1A,此时电动机的实际功率为多少?
⑶当电动机以额定功率工作时,轮椅匀速前进的速度为1.5m/s,电动机线圈电阻损耗的功率为18W,求此时轮椅受到的阻力大小.
解析(1)当开关S接1、2两个接线柱时,电流的流径是:电源正极电动机R2电流表电源负极.
其电流流向图如图12所示.
根据欧姆定律可知,电路中的电流恒定,电动机转速不能改变,所以,此时轮椅不是前进而是后退的状态.
当开关S接3、4两个接线柱时,电流的流径是:电源正极滑动变阻器R1电动机电流表电源负极.其电流流向图如图13所示,
根据欧姆定律可知,当P向右滑动时,R总减小I总增大电动机转速加快.所以,开关S接3、4两个接线柱时轮椅是前进的.
(2)当轮椅后退时电流流向图如图12所示,根据欧姆定律和串联电路的特点,
电阻R2的电压为
U2=IR2=1A×10Ω=10V;
电动机两端的电压
U电=U一U2=24V一10V=14V,
电动机的实际功率
P实=U电I=1A×14V=14W.
(3)当电动机以额定功率工作时,由电流流向图13可知此时P滑到变阻器的右端,
电动机的机械功率为
P机=P0-P线=72W-18W=54W,
一、滑动变阻器滑片P的移动引起电路中电学三大物理量的变化类
例1:如图(图略)所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,各电表的示数将如何变化:( )A.电流表A示数变大,电压表V示数变小;B.电流表A示数变大,电压表V示数变大;C.电流表A示数变小,电压表V示数变小;D.电流表A示数变小,电压表V示数变大。
分析:①首先判断出这两个电路的连接方式,电压表V测量哪个元件两端的电压,电流表A测量哪部分的电流;②其次判断出当滑动变阻器的滑片滑动时,电路中总电阻和总电流的变化情况;③最后结合欧姆定律和串、并联电路电流、电压的特点分析电流表和电压表示数的变化情况。
解答:①电阻R和变阻器R1组成串联电路,电压表V测量滑动变阻器R1两端的电压,电流表A测电路中的电流;②当滑动变阻器R1的滑片P向右滑动时,其接入电路阻值变小,电路中总电阻变小,根据欧姆定律得电路中电流变大,故电流表示数变大;③定值电阻R两端的电压为U=IR,I变大,R不变,因此U变大,故定值电阻R两端的电压U变大,电压表V1示数变大;因定值电阻R两端的电压U变大,电源两端电压保持恒定,根据串联电路电压的特点,滑动变阻器两端的电压U1会变小,故电压表V2的示数变小。故选B。
点评:本题考查了欧姆定律的应用以及滑动变阻器的使用,解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化,再利用串联电路的特点和欧姆定律来判断电表示数的变化。
例2:电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器滑片P从左向右移到中点的过程中,电流表A1、A2、电压表V的示数各如何变化?( ) A.电压表V和电流表A1、电流表A2的示数都变小;B.电流表A1的示数和电流表A2的示数保持不变;C.电流表A1示数变大,电流表A2和电压表V的示数不变;D.电流表A2示数变小,电流表A1和电压表V的示数不变。
分析:从图(图略)可知,R1和R2组成的是一个并联电路,电流表A1测量的是干路电路中的总电流,电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,首先分析电路中电阻的变化,再利用公式I=U/R来分析电流表示数的变化,电压表测量的是R2两端的电压,可利用并联电路的特点进行分析。
解答:因为R1和R2组成的是一个并联电路,电压表测量的是R2两端的电压,故U1=U2=U,而电源两端电压保持不变,所以电压表示数保持不变;电流表A2测量的是通过定值电阻R2的电流,U2不变,R2不变,由公式I=U/R可知,电流表A2的示数保持不变;电流表A1测量的是干路中的电流,滑动变阻器滑片P从左向右滑动时,其连入电路中的电阻变小,所以电路中的总电阻变小,而U不变,由公式I=U/R可知,电流表A1的示数变大,电流表A2的示数保持不变。故选 C。
点评:本题考查了滑动变阻器对电流表和电压表的影响,解决此类问题要判断滑动变阻器在电路中电阻的变化,再利用并联电路的特点和欧姆定律来判断电压和电流的变化。
二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化类
例3:如图(图略)所示,电源电压不变,当开关S由断开到闭合时,电表示数的变化情况是:( ) A.电流表、电压表示数均变大;B.电流表、电压表示数均变小;C.电压表示数变大,电流表示数变小;D.电压表示数变小,电流表示数变大。
分析:先判断出开关闭合前后电路的连接方式,再判断电压表测哪个用电器两端的电压,最后根据欧姆定律解答。
解答:在开关闭合前,电阻R1和 R2组成串联电路。电压表V测量R2两端的电压,开关闭合后,电阻R1被局部短路,此时,电压表测量R2两端的电压,同时也测量电源两端的电压,因此电压表V的示数和原来相比将变大。
开关闭合前,电流表测量串联电路的电流;开关闭合后,由于电阻R1和电流表被局部短路,所以电流表的示数为零,和原来相比电流表的示数将变小。故选C。
点评:知道串联电路的特点,熟悉电压表的使用,会灵活应用欧姆定律。
例4:如图(图略)所示的电路,电源电压保持不变,当开关s闭合时,电表示数的变化情况是:( )A. A1示数不变,A2示数减小;B. A1示数不变,A2示数增大;C. A1、A2的示数均增大;D.A1示数减小,A2示数减小。
分析:先判断出电阻的连接方式和电流表是测量哪个电阻的电流后分析解答。
解答:两个电灯是并联的,电流表A1测支路中的电阻R1的电流,电流表A2测干路中的电流,当开关闭合后,电阻R1两端的电压还等于电源电压,故电流表A1的示数不变;而电路的总电阻变小,根据欧姆定律得,干路中的电流变大,故电流表A2的示数变大。故选B。
1、欧姆定律公式:I=U/R。
2、欧姆定律是指在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
3、欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流I为纵坐标,所做出的曲线,称为伏安特性曲线。这是一条通过坐标原点的直线,它的斜率为电阻的倒数。具有这种性质的电器元件叫线性元件,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。
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关键词: 电路 电阻 闭合电路欧姆定律 综合应用能力
在中学电学知识中,电路问题是其中的核心内容之一。准确把握电路问题的处理方法,既是强化恒定电流复习的关键所在,又是提高电学知识综合应用能力的重要途径。本文就十大电路的分析方法作探讨。
1.有线性电阻的电路
线性电阻是指电阻阻值不随通过它的电流变化而变化的用电器。求解由线性电阻组成的电路问题,关键是弄清线性电阻的串、并联情况,注意有效进行电路等效简化,灵活应用闭合电路的欧姆定律和串并联电路的特点。
2.有非线性电阻的电路
非线性电阻是指电阻阻值不稳定,随着通过的电流的变化而变化的用电器,如“小灯泡”、“半导体二极管”等。求解含有非线性电阻的电路问题,关键是确定非线性电阻两端的电压和通过的电流大小的实际值。一般方法是作出非线性电阻的伏安特性曲线和除了非线性电阻外其余部分电路的伏安特性曲线,两条曲线的交点即为非线性电阻两端的实际电压U和通过的电流I。
3.动态电路
动态电路是指电路中因某个电阻阻值的变化、或者电路中开关的闭合与断开等因素,引起电路中电流、电压的变化的电路。求解此类问题的基本思路:从引起阻值变化的这部分电路入手,由电阻的串、并联特点判断总电阻R的变化情况,再由闭合电路的欧姆定律判断I和U的变化情况,最后由部分电路欧姆定律确定各部分电路的相关物理量的变化情况。
4.有电动机的电路
电动机是非纯电阻性用电器,它消耗的电能,一部分转化为机械能,另一部分转化为热能。在高中阶段,含有电动机的电路,欧姆定律不适用,一般选用能量守恒定律解题。
5.有电容器的电路
在恒定电路中,当电容器处于充电、放电状态时,电路处于不稳定状态。当电容器充、放电结束后,电路趋于稳定,此时,电容器相当于一个电阻无穷大的电路元件,与电容器串联的电路处于断路状态。求解含有电容器的电路问题,关键在于弄清电路结构,准确确定电容器两极板间的电压,有时还要分析电容器两极板极性的变化。
6.有故障的电路
电路故障主要有断路和短路两种。有故障的电路分析方法有电表检测法和假设分析法。
电表检测法一般使用电压表检测:(1)断路故障检测法。先用电压表与电源并联,若有电压,再依次与某电路(或某用电器)并联;当电压表指针偏转时,则这部分电路(或该用电器)发生断路。(2)短路故障检测法。先用电压表与电源并联,若有电压,再依次与某电路(或某用电器)并联;当电压表示数为零时,则这部分电路(或该用电器)发生短路。
假设分析法。通过对某电路(或某用电器)假设发生断路或短路故障,依据电路知识,结合电路结构,分析和判断可能出现的情况,对照题设条件确定可能发生的故障。
7.与电磁感应相联系的电路
在磁场中做切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路会产生感应电动势,将这部分导体或回路等效为电源,再与其他的电阻构成闭合电路,即为与电磁感应相联系的电路。求解这类与电磁感应相联系的电路问题,关键要明确哪部分是等效电源,明确电路的连接情况,然后熟练应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等规律求解。
8.与电场相联系的电路
与电场相联系的电路一般通过电路中接平行板电容器、带电的电容器会产生电场、带电粒子在电场中运动等联系起来。求解这类问题的关键是弄清电容器两端的电压与电路中哪部分电路或哪个电阻两端的电压相等,再注意熟练应用闭合电路的欧姆定律和动力学规律。
9.与磁场相联系的电路
与磁场相联系的电路一般涉及平行板电容器,通过在平行板电容器中加上磁场,从而将磁场与电路联系起来。求解这类问题的关键是弄清带电粒子在电容器内的磁场和电场中的运动情况,弄清电容器两端的电压与哪部分电路两端的电压相等,再灵活选用有关电路、电场和磁场的知识求解。
10.与光电效应相联系的电路