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欧姆定律本质赏析八篇

时间:2023-09-06 17:05:09

欧姆定律本质

欧姆定律本质第1篇

关键词:全电路;欧姆定律;实验教学;感性教学

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.

[3]王兆良.关于“全电路欧姆定律”的教学[J].福建轻纺,2007(2).

欧姆定律本质第2篇

关键词:物理定律;教学方法;多种多样

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。(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。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不过程物理量,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。

欧姆定律本质第3篇

1为什么要对《闭合电路的欧姆定律》进行教材二次开发

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

从教学内容上看,原教材仅从理论的角度进行教学,而本节课笔者采取的方法是实验和理论相结合的方法进行教学.内容与原教材相比,内容更加丰富,学生要经历观察实验,产生疑问,解决问题,理论推导等多个过程.因此学生对闭合电路的欧姆定律有更全面而深刻的认识.从引入的方式来看,教材直接给出闭合电路的概念,而笔者通过演示实验设疑、答疑的过程中引入闭合电路.从思维的角度看,学生经历了形象思维到抽象思维,从实验到理论的过程.

欧姆定律本质第4篇

关键词:类比法;全电路;电动势;全电动欧姆定律

全电路欧姆定律是《电工基础》第一章重要的一节内容,后续的章节中多处电路的分析和计算要用这一定律,因此掌握全电路欧姆定律对于学好《电工基础》这门课程至关重要。但是由于本节涉及较多的概念且各物理量之间的关系复杂,再加上教材未附加相应的实验,因此学生很难理解和接受。针对这种情况,我通过实践,采用类比法讲解本节内容,取得了令人满意的效果。下面我就什么叫类比法以及如何用类比法讲全电路欧姆定律,介绍如下。

类比法是指在新事物同已知事物间具有类似方面比较,是人们所熟知几种逻辑推理中,最富有创造性的。科学史上很多重大发现、发明,往往发端于类比。例如:安培从环形电流的磁效应现象类比推出了分子环形电流的假说;库仑根据静电力与万有引力的类比,建立了库仑定律等。类比又被誉为科学活动中“伟大的引路人”。是它首先推动了假说的产生,尽管类比不能代替论证,但可以理解新知识、新概念和规律提供依托。全电路是指含有电源的闭合电路,电流通过时,可用电流类比水流。在重力作用下,水在水管中是由高处向低处流动的,通过重力作功使水的重力势能转变为水的动能。电流是电荷的定向移动形成的,在电场力的作用下,正电荷在导体中由电势高处向电势底处移动,通过电场力做功转变为其他形式的能,即电能转化为其他形式的能。我们知道重力使水向下流,但却不能使水循环流动。要想实现循环流动,就必须在循环系统中有水泵,水泵不停把低处水抽向高处,这样水就一直在循环流动。同样,在电路中要想维持一个循环稳定的电流,也要有一个“电泵”,即电源。这样电荷就在电源内部依靠电源力,把正电荷从低电位的负极经内电路送到高电位的正极,内电路和外电路连接而成一个闭合电路,这样电路中就有持续稳定的电流了。

在水泵中,水泵功率的大小是看它把单位质量的水提升多高,提升越高,其对水做的功率越多。同样,电源的强弱是看它把单位正电荷的电势提高的程度,提得越高对电荷所做的功就越多,即该电源把其他形式的能转化成电能的本领就越强。这样一类比,就很生动形象地向学生引出了难懂又抽象的电动势的概念。即电源力将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功,用符号E表示。当水流在水泵内部时,要受水流阻力,同样,电流通过电源内部时,也受到阻碍,即电源内阻,一般用符号r0表示。很明显全电路就分为内外两部分:电源内部的电路成为内电路,电源外部的电路成为外电路,内外电路电压降之和等于电动势,用E表示。有部分电路欧姆定律来类比全电路欧姆定律为:全电路中的电流I与电源的电动势E成正比,与电路的总电阻(外电路的电阻R和内电路的电阻r0之和)成反比,即I=/。由此事还可得出,E=IR+Ir0=U+Ur0,U是外电路中的电压降,也是电源两端的电压,称为路端电压;Ir0是电源内部的电压降。通过类比,学生很容易理解和记忆全电路欧姆定律。下面举一例题:

如图电路中,已知电源电动势E=24V,内阻r0=2?赘,负载电阻R=10?赘,求:

(1)电路中的电流;

(2)电源的端电压;

(3)负载电阻上的端电压;

(4)电源内阻上的电压降。

解:根据全电路欧姆定律I=得:

(1)电路中的电I=流=24/10+2=2A

(2)电源中的端电压U=E-Ir0=24-2×2=20V

(3)负载电阻上的端电压U=IR=2×10=20V

欧姆定律本质第5篇

一、探究过程

欧姆定律是实验定律.要正确理解欧姆定律,应了解如何通过试验来揭示电流、电压、电阻三个物理量之间的关系.因为是三个物理量,所以我们在研究实验时要采用控制变量法,探究过程中分两步.

1.保持电阻不变,研究电流跟电压的关系

研究电流跟电压的关系时,应保持电阻不变,那么,设计实验电路时就要考虑以下几个方面:①怎样测量定值电阻两端的电压U和定值电阻中的电流I?②怎样保持导体的电阻R不变?③通过什么方法改变定值电阻两端的电压U?设计实验电路图(如图1):

按电路图连接实物电路,利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,使它成整数倍的增加,并记录所对应的电流值,填入表一中.

表一:R=10Ω

通过上表可得:电阻一定时,电流与电压成正比.

2.保持电压不变,研究电流跟电阻的关系

同学们一定要明确“研究电流跟电阻的关系时,应保持电压不变”的思想.实验探究时应考虑:①怎样改变导体电阻R的大小?②怎样保持导体两端的电压U不变?这是这个探究实验的难点,当电阻的大小发生变化时,可通过滑动变阻器来控制其两端的电压U保持不变.

不断更换定值电阻,利用滑动变阻器保持定值电阻两端的电压不变,记录对应的电流值,填入表二中.

表二:U=3V

通过上表可得:电压一定时,电流与电阻成反比.

综上所述:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.

同学们在具体的探究活动中可能会遇到这样的问题:在电阻R阻值改变时,电阻R两端的电压也发生变化,如何移动滑动变阻器的滑片,使电阻R两端的电压恢复到原来的电压值.这也是把控制变量法从理论升华到实际的一个方面.

例1小刚同学用如图2电路探究欧姆定律的“一段电路中电流跟电阻的关系”.在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的惟一操作是().

A.保持变阻器滑片不动

B.将变阻器滑片适当向左移动

C.将变阻器滑片适当向右移动

D.将电池个数增加

解析当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,电路中的电流减小,滑动变阻器两端的电压减小,而A、B两点间的电压增大,所以滑动变阻器的电阻应当增大才能使A、B两点间的电压保持不变.这道题让大家真正了解到应如何灵活应用控制变量法.

二、正确理解欧姆定律

在欧姆定律中,三个物理量是指同一导体或同一段电路在同一时刻的I、U、R,同时三个物理量的单位必须要用国际单位制.

对于欧姆定律I=U/R和欧姆定律的变形式R=U/I,这两个公式是大家最容易混淆的.

特别是R=U/I只是用来计算导体电阻的,决不能认为R与U成正比,R与I成反比;对同一导体而言,即使导体上不加电压,导体电阻仍然存在.切记导体电阻与电压电流无关,它是导体本身的一种性质.

为了更形象深刻地理解欧姆定律,我们可以借助图像来描述.

根据I=U/R,当R一定时,I与U成正比,相当于数学中的正比例函数的图像.如图3甲所示.而在U一定时,I与R成反比,相当于数学中的反比例函数的图像.如图3乙所示.

应用这种图像可以来比较电阻的大小.

例如图4所示为接入闭合电路中阻值不同的两个电阻的电流随电压变化的I-U图像,从图中可知().

A.R1R2

B.R1R2串联后,总电阻I-U图线在区域Ⅱ内

C.R1R2并联后,总电阻I-U图线在区域Ⅲ内

D.R1R2并联后,总电阻I-U图线在区域Ⅰ内

解析 首先大家要对串并联电路的总电阻非常清楚,串联的总电阻大于任何一个分电阻,并联的总电阻小于任何一个分电阻.从图上可以选择电压一定时,比较电流的大小关系,I1I2,所以R1R2,可推出RⅠRⅡRⅢ,所以正确答案为D.

三、欧姆定律的应用

根据欧姆定律:①知道导体两端的电压和导体的电阻就可以求出导体中的电流;②知道通过导体的电流和导体的电阻就可以求出导体两端的电压;③知道通过导体的电流和导体两端的电压就可以求出导体的电阻值,即I=U/R,U=IR,R=U/I.

例2一个定值电阻两端加上6V电压时,通过它的电流是0.4A.如果给它加上3V的电压时,则流过它的电流是多少?为什么?

解析一

要求当电压是3V时,电流是多少,还需知道电阻,根据前面的两个条件可以求出电阻是15Ω,因为电阻是不变的,所以I=U/R=3V/15Ω

=0.2A.

解析二

根据欧姆定律,R一定时,I与U成正比,即得I=0.2A.

例3如图5所示,开关闭合后,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中().

A.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数变小

C.电流表示数变大,电压表示数变大

D.电流表示数变大,电压表示数变小

解析当滑动变阻器滑片P向右滑动时,电路的总电阻变大.电压一定时,电阻变大,电流变小,所以电流表示数变小;通过定值电阻的电流减小,所以定值电阻分担的电压减小,电压表的示数变大.故选A.

例4如图6所示是“伏安法测电阻”的实验电路图.

(1)在图6中的圆圈内填入电流表、电压表的符号;

(2)某同学规范操作,正确测量,测得3组实验数据分别是:U1=2.4V,I1=0.20A;U2=4.5V,I2=0.38A;U3=6.0V,I3=0.50A.请你在虚线框内为他设计一个表格,并把这些数据正确填写在你设计的表格内.

(3)根据表格中数据,请你算出待测电阻Rx≈_______Ω.

(4)分析表格中的数据,你能得出的一个结论是:_______________________________.

解析(1)填入电流表和电压表,如图7所示.

(2)实验数据表格设计如下表:

(3)根据公式R=U/I分别求得三次实验测得的电阻为12Ω、11.8Ω、12Ω,求平均值从而算出待测电阻Rx≈11.9Ω.

欧姆定律本质第6篇

【关键词】高效课堂;高中物理的“有效教学”;物理教学;小组合作讨论探究式学习

在高中物理教学的课堂上,教师教得辛苦,学生学得痛苦。高耗低效,缺乏策略,成为教与学的阻碍。因此,教师应当充分利用好每一堂,特别是在新授内容的公式和规律的推导,教师要不断的有层次的向学生提出引导问题,有目的的引导学生去一层一层破解物理实质,让学生通过与小组成员合作讨论对新授进行的发散探究,学生因为自己积极参与了问题讨论,对问题的认识自然也就更深一个层次了这也就达到了深化知识目标目的。一堂好的物理课必然是一堂高效率的课堂教学,如何抓住课堂,开展高中物理的“有效教学”探索实践活动,这正是本文所要研究的内容。下面我们就于《闭合电路的欧姆定律》课题为例题探讨“271”讨论探究式学习高中物理的主要过程。

第一,教师课前要向学生详细解读教学目标:教学目标要明了,目标性强,教学前一定要让学生明确知道我们这节课的目标,学习起来才不会盲目,不会被动,也便于学生对学习的自我评价。

《闭合电路的欧姆定律》教学目标(部分展示):(1)经历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,从而理解电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。(2)熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式及其适用条件。

第二,预习自学、自主探究:这个环节最具挑战性的,必须保证学生有足够的兴趣,全身心地投入进去,所以预习案和探究案要精心设计,按照学生学习的最初状态,让兴趣和创造的欲望引领学生自主学习。学生以预习案和探究案为学习“路线图”,预习自学,解决了传统课堂学生被动学习、盲目学习的问题。

《闭合电路欧姆定律》预习案(部分展示):分为①知识点预习②知识点应用预练

①知识点预习(部分展示):

闭合电路是由哪几部分组成的_______,电动势E、外电压U外与内电压U内三者之间的关系________。电动势等于电源_______时两极间的电压。用电压表接在电源两极间测得的电压U外_______E。

第三,提出质疑,探究案二次探究:在自主学习的基础之上,学生通过完成探究案上的训练题目,检验自学效果,提出质疑。质疑的过程,实际上是一个积极思维的过程,是发现问题,提出问题的过程,质疑是创新的开始,也是创新的动力,创新来自质疑。该过程教师当适时的发挥引导作用,引领学生朝着目标研究、比较、创新。学生在探究案的引领下进行二次探究,对教材和知识的把握也提升到一个新的层次,很好地解决了传统课堂学生缺乏独立思考、深入探究的问题。

通过你的自主学习,你还有哪些疑惑?①疑惑点:________ ②疑惑内容:________

《闭合电路欧姆定律》探究案(部分展示):

探究:闭合电路的能量转化

某闭合电路,外电路有一电阻R,电源是一节电池,电动势为E,内电阻r,当电键闭合后,电路电流为I。①整个电路中在t时间内电能转化为什么能?各是多少?

(外电路中电流做功产生的热为:E外=I2Rt;内电路中电流做功产生的热为:E内=I2rt)

②电路中电能是什么能转化来的?在电源内部是如何实现的?(是有化学能转化而来的,依靠非静电力做功实现的。电池化学反应层非静电力做的功:W=Eq=EIt)

根据能量守恒定律可以得到怎样的一个等式:

(1)W=E外+E内 (2)EIt=I2Rt+I2rt

(3)E=IR+Ir=U内+U外 或者(4)I=E/(R+r)

第四,①分组合作,讨论解疑:这个环节是高效课堂的重要组成部分,是课堂走向自主的基础。运用分组合作学习,在小组中学生能主动操作、观察、思考、讨论,学生参与教学活动的机会增多;分组合作学习有助于学生提高口头表达能力。在学习小组中学生相互启发、相互帮助、共同解决问题。这样更能能培养学生之间团结、协调的合作意识,提高学生的人际交往能力。②展示点评、拓展提升:这个过程可以让学生充分发挥初生牛犊不怕虎的精神,在黑板上展示疑难,展示困惑,展示方法,提高学生的思维水平和表达能力。

分小组讨论,展示点评:

(1)(2)两式反映了闭合电路中的什么规律?(能量守恒)

(3)式反映了闭合电路中的什么规律?(因消耗其他形式的能量而产生的电势升高E,通过外电路R和内电路r而降落。外电路电势降低,内电路电势升中有降)

(4)式反应了闭合电路中的什么规律?(电流与那些因素有关,这就是闭合电路的欧姆定律)

①内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。②公式:I=E/(R+r)③适用条件:外电路是纯电阻的电路。④根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E=IR+Ir得E=U内+U外该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。

通过这样一次自主探究一次小组合作探究过程,学生通过功能关系的分析建立闭合电路欧姆定律学生应该感到熟悉并且容易理解,已经可能够娴熟地从做功的角度认识并理解电动势的概念了。

第五,清理过关,当堂检测:学生经过激烈的讨论,思维比较活跃,这时需要静心总结归纳,反思学习目标的达成情况,清理过关。最后一项是当堂内容检测,当堂检测可以分段讲授、讲练结合也可口笔结合、当堂训练等形式,让学生体验学习成就感。检测环节,教师也可以对例题进行开拓变形,将题目的已知条件作些变更,使一题变为多题,可使学生的思维得到充分发挥,也能较好地发挥例题的潜在功能,有助于培养学生思维的独创性和流畅性。

欧姆定律本质第7篇

常见考点知识总结

1.三种表达式:(1)I = ;(2)E = U外+U内;(3)U端 = EIr.

2.路端电压U和外电阻R外关系:R外增大,U端变大,当R外 = ∞(断路)时,U端 = E(最大);R外减小时,U外变小,当R外 = 0(短路)时,U端 = 0(最小).

3.总电流I和外电阻R外关系:R外增大,I变小,当R外 = ∞时,I = 0;R外减小时,I变大,当R外 = 0时,I =(最大). (电源被短路,是不允许的)

4.几种功率:电源总功率P总 = EI(消耗功率);输出功率P输出 = U端I(外电路功率);电源损耗功率P内损 = I2r(内电路功率);线路损耗功率P线损 = I2R线.

一、在图像问题中的应用

例1利用图1所示电路可以测出电压表的内阻.已知电源的内阻可以忽略不计,R为电阻箱.当R取不同阻值时,电压表对应有不同读数U.多次改变电阻箱的阻值,所得到的R图像应该是 ( )

解析设电源电动势为E,电压表内阻为RV,电压表的读数为U,则由闭合电路的欧姆定律可得I = ,则U = EIR = E,由此可得R = RV,由此判断A正确.

二、在非纯电阻电路中的应用

例2如图2所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 .电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是( )

A.2 AB.8 AC.50 AD.58 A

解析只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E = U+Ir = 12 V+10.05 V = 12.5 V,R灯 == = 1.2 ,再接通S2后,流过电动机的电流为:I电动机 = I′= A8 A = 50 A,故选项C正确.

三、在动态电路中的应用

例3为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,检测时可以先将玩具放置在强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置即可检测到断针的存在.图3所示是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中RB是磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、b接报警器,当传感器RB所在处出现断针时,电流表的电流I、ab两端的电压U将 ( )

A.I变大,U变大B.I变小,U变小

C.I变大,U变小D.I变小,U变大

解析由题意知RB的电阻随断针的出现而减小,即外电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律有I总 = ,可知I总必增大,再由U外 = EI总r可知,外电压U减小.而由U1 = I总R1可知,U1增大,U2必减小,由电流表的电流I = I总I2可知,电流表的电流必变大.故选项C正确.

四、在含容电路中的应用

例3如图4所示,电源电动势E = 12 V,内阻r = 1 ,电阻R1 = 3 ,R2 = 2 ,R3 = 5 ,电容器的电容C1 = 4 F,C2 = 1 F,求C1、C2所带电荷量.

解析根据闭合电路欧姆定律,

I == A = 2 A,

U1 = IR1 = 6 V,U2 = IR2 = 4 V,

UC1 = U2 = 4 V,UC2 = U1+U2 = 10 V.

根据电容器的电容的表达式Q = CU可得:

Q1 = C1UC1 = 406 C = 1.605 C

Q2 = C2UC2 = 1060 C = 105 C.

五、在综合类问题中的应用

例6图5甲所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系图像,图中R0表示0℃时的电阻值,k表示图线的斜率.若用该电阻与电池(电动势为E,内阻为r)、电流表(满偏电流为Ig、内阻为Rg)、滑动变阻器R′串联起来,连接成如图5乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,于是就得到了一个简单的“电阻温度计”.

(1)使用“电阻温度计”前,先要把电流表的刻度改为相应的温度值,若温度t1< t2,其对应的电流分别为I1、I2,则I1、I2谁大?

(2)若该“电阻温度计”的最低适用温度为0℃,即当温度为0℃时,电流表恰好达到满偏电流Ig,则变阻器R′的阻值为多大?

(3)若保持(2)中电阻R′的值不变,将电流表刻度盘换为温度刻度盘,刻度均匀吗?

解析(1)由图5甲可知温度越高,电阻R越大,对应电路中的电流越小,故I1>I2.

(2)由闭合电路欧姆定律得:Ig = ,

得:R′=R0Rgr.

(3)由图(a)得R = R0+kt.

再由闭合电路欧姆定律得:

I = ,解之得:t = (),由t = ()可知,t与I不是一次线性关系,故刻度不均匀.

例7受动画片《四驱兄弟》的影响,越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车.某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图像如图6所示.

(1)求该电池的电动势E和内阻r;

(2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R(纯电阻);

(3)由图像可以看出,同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2,即对应两个不同的外电阻(纯电阻)R1、R2,试确定r、R1、R2三者间的关系.

解析(1)由图像可知I1 = 2 A时,有Pm == 2 W.

I2 = 4A时,输出功率为P=0,此时电源被短路,即:I2 = ,联立解得:E = 2 V,r = 0.5 .

(2) 电池的输出功率最大时有R = r,故 r = R = 0.5 .

(3)由题知:()2R1 = ()2R2,整理得r2 = R1R2.

例8如图7所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d = 40 cm.电源电动势E = 24 V,内电阻r = 1 ,电阻R = 15 .闭合开关S,待电路稳定后将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0 = 4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q = 102 C,质量为m = 202 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源的输出功率是多大?(取g = 10 m/s2)

解析小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到达A板时速度为零.设两板间电压为UAB,由动能定理得:mgdqUAB = 0mv02,解得UAB = 8 V.

欧姆定律本质第8篇

电阻的电路符号是R,物理学中的符号,代指电阻器,或是作为物理量,表示电阻值,即导体对电流阻碍作用的大小。

电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。

电阻是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示。有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ),毫欧(mΩ)。

(来源:文章屋网 )