時(shí)間：2023-07-27 09:28:58
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關(guān)鍵詞：物理選修3-1；焦耳定律；歐姆定律；純電阻電路
人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1課本對(duì)焦耳定律的引入過程如下：
電流通過白熾燈、電爐等電熱元件做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能，電流在這段電路中做的功W等于這段電路發(fā)出的熱量Q，即
Q=W=UIt
由歐姆定律
U=IR
代入上式后可得熱量Q的表達(dá)式
Q=I2Rt
即電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比，這個(gè)關(guān)系最初是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，我們把它叫做焦耳定律。
這里用公式推導(dǎo)的方式得出了焦耳定律的公式和內(nèi)容，筆者認(rèn)為不太恰當(dāng)，理由如下：
第一，焦耳定律是焦耳通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然規(guī)律最直接的反映，科學(xué)理論正確與否必須接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，正如課本上所說焦耳定律是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，焦耳定律本身就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，這是焦耳通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到并經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們不應(yīng)該淡化科學(xué)實(shí)驗(yàn)在焦耳定律建立過程中所起的巨大作用，公式推導(dǎo)的方式掩蓋了焦耳定律的真實(shí)面目。
第二，這里Q=W應(yīng)用了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律來推導(dǎo)焦耳定律，而實(shí)際情況是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又進(jìn)行了長期的、大量的、精確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前焦耳提出了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.并且電流通過導(dǎo)體時(shí)所做的電功和導(dǎo)體發(fā)出的電熱相等是焦耳得出能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).由此看來，用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來推導(dǎo)焦耳定律是不符合科學(xué)發(fā)展的實(shí)際歷程的。
第三，上述推導(dǎo)過程用到了歐姆定律，歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)該為[I=UR]，不應(yīng)該用U=IR，另外，歐姆定律是只能在純電阻電路中才適用的規(guī)律，用歐姆定律來推導(dǎo)焦耳定律會(huì)使學(xué)生認(rèn)為焦耳定律也只適用于純電阻電路，對(duì)電動(dòng)機(jī)等非純電阻元件求電熱不適用的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí).學(xué)生一旦建立這樣的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)再來糾正是比較困難的.
基于以上考慮，筆者認(rèn)為引入焦耳定律的過程可以做一些調(diào)整.建議設(shè)計(jì)“電流通過電學(xué)元件時(shí)產(chǎn)生的電熱與誰有關(guān)？”的探究實(shí)驗(yàn)（或者介紹焦耳所做的實(shí)驗(yàn)）.通過探究實(shí)驗(yàn)得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可見歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中的具體反映和內(nèi)在要求.
這樣設(shè)計(jì)的好處是還原了人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的實(shí)際歷程，體現(xiàn)出了科學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)理論建立過程中的巨大作用，使人們認(rèn)識(shí)到焦耳定律是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律，物理學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，能真實(shí)反映自然規(guī)律.通過探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)我們可以引導(dǎo)學(xué)生像科W家那樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究、總結(jié)得出規(guī)律，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)自然科學(xué)的重要意義，也能使學(xué)生獲得科學(xué)研究的方法.
關(guān)鍵詞：是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們在一段較短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問題時(shí)，常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
在物理復(fù)習(xí)的整個(gè)知識(shí)體系中，電學(xué)知識(shí)板塊兒尤為重要。一是：它占整個(gè)三式合一理化試題物理部分的40%左右，即70分中的近30分屬于物理電學(xué)試題。二是：電學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要作用已凸顯出來。而要學(xué)生全面掌握、領(lǐng)會(huì)初中階段電學(xué)知識(shí)，對(duì)于相當(dāng)一部分初中生來說具有較大的難度。從教以來我聽過一些初中電學(xué)復(fù)習(xí)課：有的先把所要用到的電學(xué)公式板書在黑板上，再講典型例題，接著練習(xí)；有的則通過學(xué)生作題中所反饋的問題對(duì)知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)，再練習(xí)；有的直接強(qiáng)調(diào)萬變不離其宗，讓學(xué)生多看教材，然后講例題等。復(fù)習(xí)中講例題沒錯(cuò)，但選擇的例題過多，又無代表性，既延長了復(fù)習(xí)時(shí)間，又不能使學(xué)生的知識(shí)得到升華。久而久之，學(xué)生疲勞，老師厭煩。要使復(fù)習(xí)課在短時(shí)間內(nèi)生動(dòng)、奏效，應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)睦}，在講例題的基礎(chǔ)上，對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納和升華。
復(fù)習(xí)課，一要體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，教學(xué)方式多樣化等新課程理念；二要體現(xiàn)“知識(shí)與技能、過程與方法以及情感態(tài)度和價(jià)值觀”三維目標(biāo)的培養(yǎng)；三要優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)、幫助下，把學(xué)到的知識(shí)歸納起來，從而便于提練和記憶。所以對(duì)電學(xué)的復(fù)習(xí)要從學(xué)生喜聞樂見的小電器起步，從典型例題入手進(jìn)行歸納總結(jié)。
例1：如圖-1是一個(gè)玩具汽車上的控制電路。小明對(duì)其進(jìn)行測量和研究發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為1Ω，保護(hù)電阻R為4Ω。當(dāng)閉合S后，兩電壓表的示數(shù)分別為6V和2V，則電路中的電流為?搖 ?搖?搖?搖A，電動(dòng)機(jī)的功率為?搖?搖 ?搖?搖W。（這是陜西師范大學(xué)出版社出版，經(jīng)陜西省中小學(xué)教材審定委員會(huì)2008年審定通過的《物理課堂練習(xí)冊》中的一道題）
學(xué)生通常按下列方法計(jì)算電路中的電流：
R中的電流：I=U/R=2V/4Ω=0.5A，
電動(dòng)機(jī)中的電流：I=U/R=4V/1Ω=4A，
由此得第一空電路中的電流就有兩個(gè)值0.5A和4A。
于是第二空的對(duì)應(yīng)值為：P=UI=4V×0.5A=2W與P=UI=4V×4A=16W。這就存在兩個(gè)問題：
1.根據(jù)歐姆定律計(jì)算出兩個(gè)串聯(lián)元件中的電流不相等，與串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)相矛盾。
2.由串聯(lián)分壓原理得：U:U=R∶R=1∶4，得：
①當(dāng)U=2V時(shí)，U=8V，得到U+U=2V+8V=10V≠U源；
②當(dāng)UM′=4V時(shí)，U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U，這與串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系相矛盾。
對(duì)此，應(yīng)找出題中所涉及的知識(shí)點(diǎn)，分析這些知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系，那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先，應(yīng)對(duì)歐姆定律有深入的理解。
例2：如圖2所示電路（R≠R≠R）。引導(dǎo)學(xué)生分析如下：
1.對(duì)電路狀態(tài)的分析。
（1）當(dāng)S、S、S都閉合時(shí)，R與R并聯(lián)，并聯(lián)后作為一個(gè)整體再與R串聯(lián)。A測R中的電流，V測R或R兩端電壓。
（2）當(dāng)S、S閉合S斷開時(shí)，則由圖-2演變?yōu)閳D-2（a）到（b）。
R與R串聯(lián)，R處于斷開狀態(tài)，A測整個(gè)電路中的電流。
（3）當(dāng)S、S閉合S斷開時(shí)，則由圖2演變?yōu)閳D-2（c）到（d）。
R與R串聯(lián)，R處于斷開狀態(tài)，V測R兩端電壓。
2.歐姆定律中涉及I、U、R三個(gè)量間的關(guān)系。
（1）歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量是針對(duì)同一個(gè)用電器或者同一部分電路而言的，即必須滿足“同一性”。
當(dāng)圖-2中的S、S、S都閉合時(shí)，A測R中的電流為I，V測R兩端電壓為U。此時(shí)能否用U與I的比值來計(jì)算R或R阻值呢？（即R=U/I）。
如果R=R時(shí)，由于R與R并聯(lián)，所以R兩端電壓U等于R兩端電壓U，即U=U=U。根據(jù)R=U/I得R=U/I，R=U/I。這樣計(jì)算出的R2的值雖然是正確的，但屬于不正確的方法得出了正確的結(jié)果，實(shí)屬偶然巧合。
若R≠R時(shí)，那么R=U/I，若再按R=U/I來計(jì)算R的電阻值就沒有上述的巧合了。因?yàn)殡妷合嗟仁遣⒙?lián)電路電壓的特點(diǎn)，R、R中的電流是不相等的。上述中錯(cuò)誤地認(rèn)為R、R中電流相等。這里的電壓是R兩端電壓，而電流是R中的電流，電壓與電流是兩個(gè)不同電阻（或用電器，或電路）的對(duì)應(yīng)量，也就違背了“同一性”。
這就告訴我們，在應(yīng)用歐姆定律解題時(shí)，一定要遵循“同一性”原則，切忌“張冠李戴”，電學(xué)中的所有公式都不能違背“同一性”原則。如：W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
（2）歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量必須是同一狀態(tài)、同一時(shí)刻存在的三個(gè)物理量，即必須滿足“同時(shí)性”。
在圖-2中，當(dāng)S、S閉合時(shí)，R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小是否相等？
在圖-2中，當(dāng)S、S閉合S斷開時(shí)，不難看出，R與R串聯(lián)：I=I=I則I=U源/（R+R）；當(dāng)S、S閉合S斷開時(shí)，R與R串聯(lián)：I=I=I，則I=U/（R+R）。因?yàn)镽+R≠R+R所以U源/（R+R）≠U源/（R+R），即兩次電流不相等。S、S閉合時(shí)，R中的電流大小與S、S閉合時(shí)R中的電流大小不相等，這是因?yàn)镾、S閉合時(shí)與S、S閉合時(shí)電路狀態(tài)不同，R是在不同的狀態(tài)下工作，不是同一時(shí)間內(nèi)電流的大小，電流不相等。
在利用公式計(jì)算的過程中，不能用第一狀態(tài)下的量值與第二狀態(tài)下的量值代入關(guān)系式計(jì)算。如：要計(jì)算R的電阻值，就不能用第一狀態(tài)下R兩端的電壓值與第二狀態(tài)下R中的電流的比值來計(jì)算R的電阻值。在計(jì)算電流、電壓時(shí)，也不能這樣處理。
因此在利用公式計(jì)算時(shí)，帶值入式的物理量必須是同一狀態(tài)下的物理量，必須滿足“同時(shí)性”。
（3）歐姆定律中的I、U、R三個(gè)量的單位必須同一到國際單位制，即I―A、U―V、R―Ω。即應(yīng)滿足“統(tǒng)一性”。
除各物理量的主單位外，還應(yīng)記住常用單位及其單位換算關(guān)系，將常用單位換算為國際單位制單位，在利用其它電學(xué)公式計(jì)算時(shí)也要統(tǒng)一單位。
如：電功的公式W=UIt中，各物理量的對(duì)應(yīng)單位:U－V、I－A、t－S；這樣W的單位才是J。電熱的公式Q=IRt中：I―A、R―Ω、t―S；這樣Q的單位才是J。電功率的公式P=UI中：U－V、I－A，這樣P的單位才是W。
我們要確定歐姆定律的適用條件。
1.歐姆定律只對(duì)一段不含電源的導(dǎo)體成立，即只適用于純電阻電路。因此，歐姆定律又稱為一段不含源電路的歐姆定律。
例1中涉及到電磁轉(zhuǎn)換的知識(shí)，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其閉合線圈切割磁感線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)流過電動(dòng)機(jī)線圈中的電流有一定影響。
實(shí)際上圖1相當(dāng)于一個(gè)“RL”串聯(lián)電路，總電壓的有效值不等于各分電壓有效值的代數(shù)和，即U≠U+U。但得到的電流有效值的關(guān)系I=U/Z與直流（或部分）電路的歐姆定律相似，各元件上的分電壓與該元件的阻抗（Z）成正比。
雖然電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗目前初中階段無法計(jì)算出來，但無論電動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的阻抗為多少，電路中的電流都等于電阻R中的電流，即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。電動(dòng)機(jī)兩端的實(shí)加電壓等于總電壓（電源電壓）減去電阻R兩端的電壓，即U=U-U=6V-2V=4V。則電動(dòng)機(jī)的功率為：P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析說明，電阻R所在的這部分電路與電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路有著本質(zhì)的不同。從能量轉(zhuǎn)化的角度看：電阻R所在的這部分電路是將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能；而電動(dòng)機(jī)所在的這部分電路電能只有少部分轉(zhuǎn)化為熱能，大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。前者屬于純電阻電路，后者屬于非純電阻電路。
歐姆定律只適用于純電阻電路，即用電器工作的時(shí)候電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路。例如電熨斗、電暖氣、電熱毯、電飯鍋、熱得快等。而電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇，等等，除了發(fā)熱外，還對(duì)外做功，所以這些是非純電阻電路，歐姆定律不再適用。由歐姆定律導(dǎo)出的公式也只適用于純電阻電路（如：W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。）
2.歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體和通常狀態(tài)下的電解質(zhì)溶液；但是對(duì)于氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管中的汞蒸氣）和其它一些導(dǎo)電元器件，歐姆定律不成立。歐姆定律對(duì)某一導(dǎo)體是否適用，關(guān)鍵是看該導(dǎo)體的電阻是否為常數(shù)。當(dāng)導(dǎo)體的電阻是不隨電壓、電流變化的常數(shù)時(shí)，其電阻叫線性電阻或歐姆電阻，歐姆定律對(duì)它成立；當(dāng)導(dǎo)體的電阻隨電壓、電流變化時(shí)，其電阻叫非線性電阻，如：電子管、晶體管、熱敏電阻等，歐姆定律對(duì)它不成立。
3.歐姆定律只有在等溫條件下，即導(dǎo)體溫度保持恒定時(shí)才能成立。當(dāng)導(dǎo)體溫度變化時(shí)，歐姆定律對(duì)該導(dǎo)體不成立，因?yàn)殡娮枋菧囟鹊暮瘮?shù)。
在講解歐姆定律的應(yīng)用時(shí)，常舉白熾燈的例子，實(shí)際上白熾燈的鎢絲在溫度變化很大時(shí)電阻具有非線性，隨著電流的增大，鎢絲的溫度升高很多，其電阻也隨著變化。對(duì)非線性電阻，歐姆定律不成立，但是作為電阻定義的關(guān)系式R=U/I仍然成立，只不過對(duì)非線性電阻，R不再是常量。
綜上所述，例1中第一空電路中的電流有兩個(gè)值0.5A和4A，一個(gè)是在純電阻電路（電阻R）中用歐姆定律算出的電流0.5A。另一個(gè)是用歐姆定律計(jì)算在非純電阻電路（含電動(dòng)機(jī)的電路）中的電流為4A，顯然不對(duì)。
通過對(duì)例1的全面、透徹的分析，我們對(duì)電學(xué)知識(shí)得到了進(jìn)一步升華：（1）判斷電路的連接方式；（2）判斷電表的作用；（3）利用歐姆定律解決實(shí)際問題時(shí)必須注意“三性”；（4）復(fù)習(xí)了電功率、焦耳定律等相關(guān)電學(xué)公式；（5）歐姆定律的適用范圍。
學(xué)生能夠領(lǐng)悟到，復(fù)習(xí)不是為了解題，而是要掌握知識(shí)的前后聯(lián)系，優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)；仔細(xì)觀察，認(rèn)真分析；發(fā)散思維，以點(diǎn)帶面；舉一反三，融會(huì)貫通。這樣，從而體現(xiàn)出知識(shí)與技能、過程與方法，以及情感態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)。
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［3］梁紹榮等.普通物理學(xué)―電磁學(xué)高等教育出版社，1988.
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復(fù)習(xí)初中知識(shí)的作用，另一方面為學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律奠定基礎(chǔ)．本節(jié)課分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法，也將在后續(xù)課程中多次應(yīng)用．因此也可以說，本節(jié)課是后續(xù)課程的知識(shí)準(zhǔn)備階段．
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運(yùn)用．
本節(jié)課的重點(diǎn)是成功進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)．
本節(jié)課的難點(diǎn)是電阻的定義及其物理意義．盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經(jīng)接觸過，但學(xué)生由于缺乏較多的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)此還是比較生疏．從數(shù)學(xué)上的恒定比值到理解其物理意義并進(jìn)而認(rèn)識(shí)其代表一個(gè)新的物理量，還是存在著不小的思維臺(tái)階和思維難度．對(duì)于電阻的定義式和歐姆定律表達(dá)式，從數(shù)學(xué)角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義．有些學(xué)生常將兩種表達(dá)式相混，對(duì)公式中哪個(gè)是常量哪個(gè)是變量分辨不清，要注意提醒和糾正．
根據(jù)本節(jié)課有演示實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，本節(jié)課采用以演示實(shí)驗(yàn)為主的啟發(fā)式綜合教學(xué)法．教師邊演示、邊提問，讓學(xué)生邊觀察、邊思考，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng)．在教材難點(diǎn)處適當(dāng)放慢節(jié)奏，給學(xué)生充分的時(shí)間進(jìn)行思考和討論，教師可給予恰當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥，必要時(shí)可進(jìn)行大面積課堂提問，讓學(xué)生充分發(fā)表意見．這樣既有利于化解難點(diǎn)，也有利于充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍．
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生領(lǐng)會(huì)物理學(xué)的研究方法，領(lǐng)會(huì)怎樣提出研究課題，怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，怎樣合理選用實(shí)驗(yàn)器材，怎樣進(jìn)行實(shí)際操作，怎樣對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及通過分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律．同時(shí)要讓學(xué)生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，不能任意外推，從而養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的思維習(xí)慣．
為了達(dá)成上述教學(xué)目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性，對(duì)一些主要教學(xué)環(huán)節(jié)，有以下構(gòu)想：1．在引入新課提出課題后，啟發(fā)學(xué)生思考：物理學(xué)的基本研究方法是什么（不一定讓學(xué)生回答）？這樣既對(duì)學(xué)生進(jìn)行了方法論教育，也為過渡到演示實(shí)驗(yàn)起承上啟下作用．2．對(duì)演示實(shí)驗(yàn)所需器材及電路的設(shè)計(jì)可先啟發(fā)學(xué)生思考回答．這樣使他們既鞏固了實(shí)驗(yàn)知識(shí)，也調(diào)動(dòng)他們盡早投入積極參與．3．在進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí)可請兩位同學(xué)上臺(tái)協(xié)助，同時(shí)讓其余同學(xué)注意觀察，也可調(diào)動(dòng)全體學(xué)生都來參與，積極進(jìn)行觀察和思考．4．在用列表對(duì)比法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，提出下面的問題讓學(xué)生思考回答：為了更直觀地顯示物理規(guī)律，還可以用什么方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析？目的是更加突出方法教育，使學(xué)生對(duì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認(rèn)識(shí)．到此應(yīng)該達(dá)到本節(jié)課的第一次，通過提問和畫圖象使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒轉(zhuǎn)向高漲．5．在得出電阻概念時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生從分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義．此時(shí)不要急于告訴學(xué)生結(jié)論，而應(yīng)給予充分的時(shí)間，啟發(fā)學(xué)生積極思考，并給予適當(dāng)?shù)乃季S點(diǎn)撥．此處節(jié)奏應(yīng)放慢，可提請學(xué)生回答或展開討論，讓學(xué)生的主體作用得到充分發(fā)揮，使課堂氣氛掀起第二次，也使學(xué)生對(duì)電阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)出歐姆定律，這實(shí)際上是認(rèn)識(shí)上的又一次升華．要注意闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性，在此基礎(chǔ)上可讓學(xué)生先行總結(jié)，以鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力．教師重申時(shí)語氣要加重，不能輕描淡寫．要隨即強(qiáng)調(diào)歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推．7．為檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成，可自編若干概念題、辨析題進(jìn)行反饋練習(xí)，達(dá)到鞏固之目的．然后結(jié)合課本練習(xí)題，熟悉歐姆定律的應(yīng)用，但占時(shí)不宜過長，以免沖淡前面主題．
1．注意在實(shí)驗(yàn)演示前對(duì)儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進(jìn)行介紹．
2．注意正確規(guī)范地進(jìn)行演示操作，數(shù)據(jù)不能虛假拼湊．
3．注意演示實(shí)驗(yàn)的可視度．可預(yù)先制作電路板，演示時(shí)注意位置要加高．有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學(xué)生都能清晰地看見．
【摘 要】隨著高中新課程改革的深入發(fā)展，教育教學(xué)大環(huán)境也隨之悄然發(fā)生著。人們的教育理念發(fā)生了很大的變化，不僅改變了“老師教學(xué)生學(xué)，教師為主導(dǎo)”的片面教學(xué)觀，還開始注重應(yīng)用更好的引導(dǎo)方式來引導(dǎo)學(xué)生，倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方式的多元化。哲學(xué)家狄德羅說過：“有了真正的方法，還是不夠的；還要懂得運(yùn)用它。至于如何去運(yùn)用，這要我們不斷從學(xué)習(xí)和反思中獲取方法，做高效型教師，打造高效課堂。為此，根據(jù)我校實(shí)施“271”課程改革的大環(huán)境結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，推出了這種高中物理“合作討論探究式小組學(xué)習(xí)法”，旨在轉(zhuǎn)變教學(xué)過程中教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。
關(guān)鍵詞 高效課堂；高中物理的“有效教學(xué)”；物理教學(xué)；小組合作討論探究式學(xué)習(xí)
在高中物理教學(xué)的課堂上，教師教得辛苦，學(xué)生學(xué)得痛苦。高耗低效，缺乏策略，成為教與學(xué)的阻礙。因此，教師應(yīng)當(dāng)充分利用好每一堂，特別是在新授內(nèi)容的公式和規(guī)律的推導(dǎo)，教師要不斷的有層次的向?qū)W生提出引導(dǎo)問題，有目的的引導(dǎo)學(xué)生去一層一層破解物理實(shí)質(zhì)，讓學(xué)生通過與小組成員合作討論對(duì)新授進(jìn)行的發(fā)散探究，學(xué)生因?yàn)樽约悍e極參與了問題討論，對(duì)問題的認(rèn)識(shí)自然也就更深一個(gè)層次了這也就達(dá)到了深化知識(shí)目標(biāo)目的。一堂好的物理課必然是一堂高效率的課堂教學(xué)，如何抓住課堂，開展高中物理的“有效教學(xué)”探索實(shí)踐活動(dòng)，這正是本文所要研究的內(nèi)容。下面我們就于《閉合電路的歐姆定律》課題為例題探討“271”討論探究式學(xué)習(xí)高中物理的主要過程。
第一，教師課前要向?qū)W生詳細(xì)解讀教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)要明了，目標(biāo)性強(qiáng)，教學(xué)前一定要讓學(xué)生明確知道我們這節(jié)課的目標(biāo)，學(xué)習(xí)起來才不會(huì)盲目，不會(huì)被動(dòng)，也便于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的自我評(píng)價(jià)。
《閉合電路的歐姆定律》教學(xué)目標(biāo)（部分展示）：（1）經(jīng)歷閉合電路歐姆定律的理論推導(dǎo)過程，體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，從而理解電源的電動(dòng)勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。（2）熟練掌握閉合電路歐姆定律的兩種表達(dá)式及其適用條件。
第二，預(yù)習(xí)自學(xué)、自主探究：這個(gè)環(huán)節(jié)最具挑戰(zhàn)性的，必須保證學(xué)生有足夠的興趣，全身心地投入進(jìn)去，所以預(yù)習(xí)案和探究案要精心設(shè)計(jì)，按照學(xué)生學(xué)習(xí)的最初狀態(tài)，讓興趣和創(chuàng)造的欲望引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。學(xué)生以預(yù)習(xí)案和探究案為學(xué)習(xí)“路線圖”，預(yù)習(xí)自學(xué)，解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)、盲目學(xué)習(xí)的問題。
《閉合電路歐姆定律》預(yù)習(xí)案（部分展示）：分為①知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)②知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用預(yù)練
①知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí)（部分展示）：
閉合電路是由哪幾部分組成的_______，電動(dòng)勢E、外電壓U外與內(nèi)電壓U內(nèi)三者之間的關(guān)系________。電動(dòng)勢等于電源_______時(shí)兩極間的電壓。用電壓表接在電源兩極間測得的電壓U外_______E。
第三，提出質(zhì)疑，探究案二次探究：在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，學(xué)生通過完成探究案上的訓(xùn)練題目，檢驗(yàn)自學(xué)效果，提出質(zhì)疑。質(zhì)疑的過程，實(shí)際上是一個(gè)積極思維的過程，是發(fā)現(xiàn)問題，提出問題的過程，質(zhì)疑是創(chuàng)新的開始，也是創(chuàng)新的動(dòng)力，創(chuàng)新來自質(zhì)疑。該過程教師當(dāng)適時(shí)的發(fā)揮引導(dǎo)作用，引領(lǐng)學(xué)生朝著目標(biāo)研究、比較、創(chuàng)新。學(xué)生在探究案的引領(lǐng)下進(jìn)行二次探究，對(duì)教材和知識(shí)的把握也提升到一個(gè)新的層次，很好地解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)生缺乏獨(dú)立思考、深入探究的問題。
通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑？①疑惑點(diǎn)：________ ②疑惑內(nèi)容：________
《閉合電路歐姆定律》探究案（部分展示）：
探究：閉合電路的能量轉(zhuǎn)化
某閉合電路，外電路有一電阻R，電源是一節(jié)電池，電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻r，當(dāng)電鍵閉合后，電路電流為I。①整個(gè)電路中在t時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為什么能？各是多少？
(外電路中電流做功產(chǎn)生的熱為：E外=I2Rt；內(nèi)電路中電流做功產(chǎn)生的熱為：E內(nèi)=I2rt)
②電路中電能是什么能轉(zhuǎn)化來的？在電源內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的？(是有化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來的，依靠非靜電力做功實(shí)現(xiàn)的。電池化學(xué)反應(yīng)層非靜電力做的功：W=Eq=EIt)
根據(jù)能量守恒定律可以得到怎樣的一個(gè)等式：
（1）W=E外+E內(nèi)（2）EIt=I2Rt+I2rt
（3）E=IR+Ir=U內(nèi)+U外 或者（4）I=E/(R+r)
第四，①分組合作，討論解疑：這個(gè)環(huán)節(jié)是高效課堂的重要組成部分，是課堂走向自主的基礎(chǔ)。運(yùn)用分組合作學(xué)習(xí),在小組中學(xué)生能主動(dòng)操作、觀察、思考、討論,學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)增多;分組合作學(xué)習(xí)有助于學(xué)生提高口頭表達(dá)能力。在學(xué)習(xí)小組中學(xué)生相互啟發(fā)、相互幫助、共同解決問題。這樣更能能培養(yǎng)學(xué)生之間團(tuán)結(jié)、協(xié)調(diào)的合作意識(shí),提高學(xué)生的人際交往能力。②展示點(diǎn)評(píng)、拓展提升：這個(gè)過程可以讓學(xué)生充分發(fā)揮初生牛犢不怕虎的精神，在黑板上展示疑難，展示困惑，展示方法，提高學(xué)生的思維水平和表達(dá)能力。
分小組討論，展示點(diǎn)評(píng)：
(1)(2)兩式反映了閉合電路中的什么規(guī)律？（能量守恒）
(3)式反映了閉合電路中的什么規(guī)律？（因消耗其他形式的能量而產(chǎn)生的電勢升高E，通過外電路R和內(nèi)電路r而降落。外電路電勢降低，內(nèi)電路電勢升中有降）
(4)式反應(yīng)了閉合電路中的什么規(guī)律？（電流與那些因素有關(guān)，這就是閉合電路的歐姆定律）
①內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。②公式：I=E/(R+r)③適用條件：外電路是純電阻的電路。④根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢降落為U外=IR，習(xí)慣上成為路端電壓，內(nèi)電路的電勢降落為U內(nèi)=Ir，代入E=IR+Ir得E=U內(nèi)+U外該式表明，電動(dòng)勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和。
通過這樣一次自主探究一次小組合作探究過程，學(xué)生通過功能關(guān)系的分析建立閉合電路歐姆定律學(xué)生應(yīng)該感到熟悉并且容易理解，已經(jīng)可能夠嫻熟地從做功的角度認(rèn)識(shí)并理解電動(dòng)勢的概念了。
關(guān)鍵詞：歐姆定律；教學(xué)設(shè)計(jì)；傳感器；DIS 線性元件；非線性元件；伏安特性；屏幕廣播
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）6-0073-6
1 教學(xué)內(nèi)容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（選修3-1）第二章《恒定電流》中的第3節(jié)《歐姆定律》，教材首先回顧了初中學(xué)過的電阻的定義式及歐姆定律，然后重點(diǎn)闡述了導(dǎo)體的伏安特性，并分別描繪了小燈泡、半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線，對(duì)比了它們的導(dǎo)電性能。
（2）《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求：①觀察并嘗試識(shí)別常見的電路元器件，初步了解它們在電路中的作用；②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線，對(duì)比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
2 教學(xué)對(duì)象分析
（1）學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為本節(jié)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)；
（2）初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)，為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用；
（3）學(xué)生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學(xué)目標(biāo)
3.1 知識(shí)與技能
（1）了解線性元件及其特點(diǎn)；
（2）理解歐姆定律及其適用條件；
（3）了解非線性元件及其特點(diǎn)。
3.2 過程與方法
（1）通過親歷“導(dǎo)體伏安特性曲線”描繪的全過程，進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)；
（2）通過描繪導(dǎo)體伏安特性曲線，體會(huì)圖線法在物理學(xué)中的作用；
（3）初步掌握傳感器、DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）的操作和使用方法。
3.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過使用傳感器和DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)），增強(qiáng)數(shù)字化、信息化科學(xué)意識(shí)；
（2）通過與同學(xué)的討論、交流、合作，提高學(xué)生主動(dòng)與他人合作的意識(shí)；
（3）通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，享受分享和成功帶來的喜悅、提高學(xué)生合作共享意識(shí)。
4 教學(xué)重點(diǎn)
（1）線性元件與歐姆定律
（2）線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
5 教學(xué)難點(diǎn)
（1）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與電路連接、DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）的使用；
（2）非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用。
6 教學(xué)策略設(shè)計(jì)
6.1 《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求
（1）觀察并嘗試識(shí)別常見的電路元器件，初步了解它們在電路中的作用；
（2）分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線，對(duì)比它們導(dǎo)電性能的特點(diǎn)。
這是采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段一課時(shí)不可能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)！而采用傳感器和DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）獲取導(dǎo)體的伏安特性曲線，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，不僅大大提高了課堂教學(xué)效率，而且增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)字化、信息化科學(xué)意識(shí)。
6.2 本節(jié)課設(shè)計(jì)了四個(gè)探究環(huán)節(jié)
（1）探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導(dǎo)體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）伏安特性曲線
該環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、電路連接、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)的圖線法處理，得出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是“過原點(diǎn)的直線”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。其中，包含了科學(xué)探究的“提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集、分析論證、結(jié)論評(píng)估”諸多環(huán)節(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)。
（2）探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（3）探究環(huán)節(jié)三：描繪小燈泡（二極管）的伏安特性曲線
（4）探究環(huán)節(jié)四：非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
其中，環(huán)節(jié)一、三均采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻，小燈泡與二極管。這樣設(shè)計(jì)，既提高了實(shí)驗(yàn)效率，又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過尋找兩組不同曲線的異同，又能自然總結(jié)出線性元件、非線性元件的概念和特點(diǎn)。
6.3 本節(jié)課采用小組合作形式
使學(xué)生通過與同學(xué)的討論、交流、合作，提高學(xué)生主動(dòng)與他人合作的意識(shí)；通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，享受分享和成功帶來的喜悅，提高學(xué)生合作共享意識(shí)。
7 教學(xué)設(shè)備
25組描繪導(dǎo)體伏安特性曲線器材、“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)、多媒體課件展示、實(shí)物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學(xué)過程
引入新課
【教師】
實(shí)物投影：整流、濾波線路板，介紹元件、功能。
引入課題：該線路板為何能實(shí)現(xiàn)如此神奇的功能呢？那就要求設(shè)計(jì)者對(duì)各元件的性能非常了解，而導(dǎo)體的伏安特性就是其中一項(xiàng)重要的性能。
【學(xué)生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設(shè)計(jì)說明】
激發(fā)學(xué)生研究導(dǎo)體伏安特性的興趣。
新課教學(xué)
探究環(huán)節(jié)一：描繪金屬導(dǎo)體伏安特性曲線
（一）提出問題
【教師】
（1）今天我們就首先探究金屬導(dǎo)體（合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻）的伏安特性。
（2）劃分四個(gè)研究小組，每組六臺(tái)電腦。
【學(xué)生】
熟悉小組成員，選出小組長。
【設(shè)計(jì)說明】
小組合作。
（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）方案設(shè)計(jì)
【教師】
導(dǎo)體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫出的I-U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
注意解決三個(gè)問題：
①如何測量導(dǎo)體的電流、電壓？
②如何改變導(dǎo)體的電流、電壓？
③怎樣描繪導(dǎo)體的伏安特性曲線？
【學(xué)生】
分組討論：
①達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃璧膶?shí)驗(yàn)器材；
②畫出實(shí)驗(yàn)電路圖、概述實(shí)驗(yàn)方案。
【設(shè)計(jì)說明】
①提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；
②利用學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。
（2）方案論證
【學(xué)生】
小組長說明實(shí)驗(yàn)器材。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖（圖1）。
【學(xué)生】
小組長投影實(shí)驗(yàn)電路、簡述實(shí)驗(yàn)方案。
【教師】
展示實(shí)驗(yàn)電路（圖2）。
（3）方案改進(jìn)
【教師】
在數(shù)字化時(shí)代，我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表，利用“友高”數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)替代手工記錄和坐標(biāo)紙來完成此實(shí)驗(yàn)探究（圖3）。
【學(xué)生】
閱讀《描繪導(dǎo)體伏安特性曲線》操作指南。
【設(shè)計(jì)說明】
采用傳感器和DIS，提高效率，完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材不可能完成的任務(wù)。
（三）數(shù)據(jù)收集
（1）分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn)：1、2組10 Ω電阻；3、4組5 Ω電阻，同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、傳感器調(diào)零，按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn)，暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖4）。
②巡回指導(dǎo)。
④利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對(duì)比。
【設(shè)計(jì)說明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材，既提高了實(shí)驗(yàn)效率，又使實(shí)驗(yàn)具有了普遍性。而通過尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結(jié)出線性元件的概念。
（四）結(jié)論評(píng)估
【教師】
請分析兩圖線的異同。
【學(xué)生】
（1）兩圖線均為過原點(diǎn)的直線――線性元件。
（2）兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環(huán)節(jié)二：線性元件與歐姆定律
（一）線性元件
【教師】
（1）金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么，線性元件有什么特點(diǎn)呢？
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
（2）通過同一線性元件的電流強(qiáng)度與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個(gè)電阻的伏安特性曲線（圖5）。
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
（3）電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點(diǎn)你聯(lián)想到哪條規(guī)律？
【學(xué)生】
齊答：歐姆定律。
【設(shè)計(jì)說明】
線性元件與歐姆定律兩知識(shí)點(diǎn)自然銜接。
（二）歐姆定律
【教師】
內(nèi)容：通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導(dǎo)體電解液純電阻電路
【學(xué)生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育：介紹歐姆及其實(shí)驗(yàn)裝置（圖6），闡述原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)的開拓性及對(duì)科學(xué)發(fā)展的重大影響！
【學(xué)生】
好奇、興奮。
探究環(huán)節(jié)三：描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
（一）提出問題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學(xué)生】
更換器材、連接電路（圖7）。
（二）數(shù)據(jù)收集
（1）分組實(shí)驗(yàn)
【學(xué)生】
分組實(shí)驗(yàn)：1、2組二極管；3、4組小燈泡，同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉鞲衅髡{(diào)零，按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實(shí)驗(yàn)，暫不關(guān)閉等待分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
②巡回指導(dǎo)。
③利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實(shí)驗(yàn)進(jìn)度情況。
（2）成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個(gè)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對(duì)比。
【設(shè)計(jì)說明】
采用兩組差異化的實(shí)驗(yàn)器材，提高了實(shí)驗(yàn)效率，而通過尋找兩組不同圖線的異同，又能自然總結(jié)出非線性元件的概念。
（三）結(jié)論評(píng)估
【教師】
請分析兩圖線的異同（圖8）。
【學(xué)生】
（1）兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
（2）兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減??；鎢絲的電阻隨電壓升高而增大。
（四）知識(shí)點(diǎn)辨析
【教師】
鎢絲（小燈泡燈絲）屬于金屬導(dǎo)體，但其伏安特性曲線為何呈現(xiàn)曲線？（圖9）
【學(xué)生】
因?yàn)闊艚z溫度變化范圍過大。
【教師】
動(dòng)畫：手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出：曲線起始端溫度變化很小，呈現(xiàn)線性。
探究環(huán)節(jié)四：非線性元件
（一）非線性元件的概念
【教師】
（1）氣態(tài)導(dǎo)體和二極管的伏安特性曲線不是直線，這種元件稱為非線性元件。
（2）對(duì)非線性元件，歐姆定律不適用。
（3）非線性元件的電阻除了由材料本身決定外，還與加在其兩端的電壓有關(guān)。
【學(xué)生】
觀察、思考。
【設(shè)計(jì)說明】
實(shí)驗(yàn)與知識(shí)點(diǎn)自然銜接。
（二）非線性伏安曲線的理解與應(yīng)用
（1）跟蹤練習(xí)――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是（ ）
（2）拓展練習(xí)――非線性伏安曲線的應(yīng)用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示，將該燈泡與一個(gè)R=6 Ω的定值電阻串聯(lián)，接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源，如圖12所示，試求通過小燈泡的電流強(qiáng)度。
【學(xué)生】
解析：在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線（圖13）。
從兩圖線的交點(diǎn)求出通過小燈泡的電流強(qiáng)度為I = 0.22 A。
【設(shè)計(jì)說明】
拓展學(xué)生解題思路，增強(qiáng)學(xué)生圖線法解決問題的意識(shí)！
課堂小結(jié)
【教師】
引導(dǎo)學(xué)生回顧、歸納總結(jié)。
知識(shí)小結(jié)：線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結(jié)：實(shí)驗(yàn)探究、圖線法、數(shù)字化。
【設(shè)計(jì)說明】
比知識(shí)更重要的是方法！
作業(yè)布置
【教師】
（1）課本P48頁2、3、4題。
（2）請你設(shè)計(jì)一套描繪二極管完整伏安特性曲線（含正、反向電壓）的方案。
（3）網(wǎng)上查閱歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程。
【設(shè)計(jì)說明】
三道作業(yè)分別對(duì)應(yīng)“知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三維目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2016）12-0057
《歐姆定律》作為重要的物理規(guī)律，不僅是電流、電阻、電壓等電學(xué)知識(shí)的延伸，還揭示了電流、電壓、電阻這三個(gè)重要的電學(xué)量之間的必然聯(lián)系，是電學(xué)中最基本的物理規(guī)律，是分析解決電路問題的金鑰匙。在利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，強(qiáng)調(diào)電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量的同時(shí)性和同一性；加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于這些問題的理解，對(duì)于后續(xù)課程測量電阻、電功、電功率的學(xué)習(xí)，起到良好的促進(jìn)作用。因此，對(duì)于電學(xué)中的第一個(gè)規(guī)律的學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
一、在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易存在的問題分析
1. 進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，往往要求學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖，很多學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)不能一次將電路圖設(shè)計(jì)完整。
2. 從學(xué)生做題情況來看，學(xué)生不容易弄清楚控制變量法的作用。在歷年中考題中，常有這樣的題目：在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，如將電路中的定值電阻從5歐姆換成10歐姆，將怎樣保證電壓不變？如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器？此類題目的得分率不高。
3. 在運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算時(shí)，對(duì)于復(fù)雜一點(diǎn)的電路，如電路中的用電器不止一個(gè)時(shí)，學(xué)生往往容易將公式寫出，數(shù)據(jù)生搬硬套，亂算一通。這樣的習(xí)慣對(duì)于后續(xù)課程――電功、電功率的計(jì)算也產(chǎn)生了不良的影響。
針對(duì)學(xué)生的以上問題，筆者認(rèn)為原因主要出在以下幾個(gè)地方：（1）對(duì)問題的分析缺乏全面的考慮。（2）對(duì)于控制變量法的應(yīng)用不夠熟練，但電路分析有待加強(qiáng)。（3）對(duì)于各個(gè)物理量之間的因果關(guān)系沒有弄清楚。沒有理解到電阻或電壓的變化引起了電流的變化。（4）沒有理解歐姆定律的同時(shí)性和同一性。
二、結(jié)合教科版教材，如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力
筆者認(rèn)為，結(jié)合教材情況以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，我們可以在以下幾個(gè)地方做好細(xì)節(jié)處理，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的目的。
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：分步探究，嘗試錯(cuò)誤，完善設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成縝密的思維能力
在第一課時(shí)的教學(xué)中，教學(xué)重點(diǎn)在于如何通過實(shí)驗(yàn)探究得出電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。教師在提出電流大小與什么因素有關(guān)的問題時(shí)，學(xué)生根據(jù)以往的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，猜想出電壓、電阻會(huì)影響電流的大小。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生用控制變量法探究它們之間具體有什么關(guān)系。從而將所探究的問題分為兩個(gè)小課題來進(jìn)行，即電流與電壓的關(guān)系和電流與電阻的關(guān)系。在進(jìn)行第一個(gè)小課題：探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，學(xué)生在設(shè)計(jì)電路圖的時(shí)候，容易根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)將電流表、電壓表接入電路，而沒有接入滑動(dòng)變阻器。
教師不必及時(shí)指出不足，可以進(jìn)行展示以后，再提問怎樣改變電路中定值電阻兩端的電壓？這時(shí)學(xué)生可能會(huì)想到要用改變電源電壓的方法，但是這樣做不夠方便。如果用滑動(dòng)變阻器來調(diào)節(jié)是最方便的。這時(shí)才設(shè)計(jì)出準(zhǔn)確的電路圖。學(xué)生根據(jù)之前所學(xué)的串聯(lián)分壓的知識(shí)，很容易理解當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值發(fā)生變化的時(shí)候，電路中定值電阻兩端的電壓會(huì)發(fā)生變化，而電流也會(huì)隨之發(fā)生改變。同樣，設(shè)計(jì)好的電路圖也可以用于第二個(gè)課題的探究。這種不斷地讓學(xué)生對(duì)問題作出反應(yīng)，不斷調(diào)整自己的設(shè)計(jì)方案，最后走向完善，這樣做符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
2. 重視實(shí)驗(yàn)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及發(fā)現(xiàn)問題后尋找解決方法的能力
對(duì)于兩個(gè)課題的實(shí)驗(yàn)，必須由學(xué)生自己在教師的引導(dǎo)下完成。絕不能因?yàn)橼s教學(xué)進(jìn)度而由教師代勞，讓學(xué)生只是簡單記下數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得出規(guī)律。學(xué)生只有在實(shí)驗(yàn)過程中才會(huì)發(fā)現(xiàn)問題。如課題二：在電壓不變時(shí)，探究電流與電阻的關(guān)系中，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，而將定值電阻改變時(shí)，電壓表的示數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生改變。那如何保證電壓表的示數(shù)不變呢？學(xué)生才會(huì)自己去想辦法通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來完成。那滑動(dòng)變阻器的移動(dòng)是否有規(guī)律可循？學(xué)生通過自己的實(shí)驗(yàn)，才會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。有了這樣的經(jīng)驗(yàn)以后，進(jìn)行理論分析問題也就變得容易了。而具備了動(dòng)手能力及解決問題的能力后，在后續(xù)課程測電阻、測電功率的學(xué)習(xí)中，也就較為輕松了。
3. 對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，要把握其中的因果關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力
雖然在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了電壓是形成電流的原因。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用，也即是導(dǎo)體存在電阻這樣的觀念。但是放到歐姆定律的學(xué)習(xí)中，尤其是對(duì)公式R=U/I的理解上，學(xué)生容易認(rèn)為電阻與電壓成正比，電阻與電流成反比，也就是認(rèn)為電壓和電流的大小會(huì)改變電阻的大小。學(xué)生會(huì)單純從數(shù)學(xué)的角度來理解物理公式，而不能把握三者之間的因果關(guān)系。也就是電流變化引起了電阻變化還是電阻變化引起了電流變化？這也是我們之前做實(shí)驗(yàn)的過程中，讓學(xué)生分析的根本目的。教師應(yīng)該要進(jìn)行提問，由學(xué)生來思考變形公式的意義，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。對(duì)于物理規(guī)律的理解，要引導(dǎo)學(xué)生理解規(guī)律所反映的邏輯關(guān)系。
4. 對(duì)于歐姆定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)要注意抓住關(guān)鍵字詞，培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力
物理規(guī)律（包括定律、定理、原理、公式等）反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了物理事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是物理學(xué)科結(jié)構(gòu)的核心。整個(gè)中學(xué)物理是以為數(shù)不多的基本概念和基本規(guī)律為主干的一個(gè)完整體系，物理基本概念是基石，基本規(guī)律是中心，基本方法是紐帶。要使學(xué)生掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，就必須讓學(xué)生學(xué)好基本規(guī)律。
縱觀整個(gè)初中物理，可以將物理規(guī)律分為以下三類：
1.實(shí)驗(yàn)規(guī)律
物理學(xué)中的很多規(guī)律都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過分析歸納總結(jié)出來的。我們把它們叫做實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規(guī)律
有些物理規(guī)律不能直接用實(shí)驗(yàn)來證明，但是具有足夠數(shù)量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。如果把這些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行整理分析，抓住主要因素，忽略次要因素，推理到理想的情況下，總結(jié)出來的規(guī)律，這樣的規(guī)律我們把它叫做理想規(guī)律，如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規(guī)律
有些物理規(guī)律是以已知的事實(shí)為根據(jù)，通過推理總結(jié)出來的，我們把它叫做理論規(guī)律。如并聯(lián)電路中電阻大小的計(jì)算等。
怎樣才能搞好規(guī)律教學(xué)呢？
1 聯(lián)系新舊知識(shí)、收集事實(shí)依據(jù)，學(xué)會(huì)研究物理規(guī)律的方法
物理規(guī)律本身反映了物理現(xiàn)象中的相互聯(lián)系、因果關(guān)系和有關(guān)物理量間的嚴(yán)格數(shù)量關(guān)系。因此在物理規(guī)律的教學(xué)中必須將原來分散學(xué)習(xí)的有關(guān)概念綜合起來。只有用聯(lián)系的觀點(diǎn)來引導(dǎo)學(xué)生研究新課題提出新問題才能激發(fā)學(xué)生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規(guī)律本身總是以一定的物理事實(shí)為依據(jù)的。因此學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律也必須在認(rèn)識(shí)、分析和研究有關(guān)的物理事實(shí)的基礎(chǔ)上來進(jìn)行。尤其是初中學(xué)生他們的抽象思維能力不強(qiáng)理解和掌握物理規(guī)律更需要有充分的感性材料為基礎(chǔ)。
2 建立思維方法，理解物理規(guī)律
初中階段所研究的物理規(guī)律一般著重于用文字語言加以表達(dá)即用一段話把某一規(guī)律的物理意義表述出來，有些規(guī)律還用公式加以表達(dá)。對(duì)于物理規(guī)律的文字表述要認(rèn)真加以分析，使學(xué)生真正理解它的含義而不是讓學(xué)生去死記結(jié)論。例如牛頓第一定律這一理想規(guī)律的教學(xué)就可采用“合理推理法”，即在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理想象，由有摩擦的情況推想到無摩擦?xí)r的運(yùn)動(dòng)情況，最后把這一規(guī)律的內(nèi)容表述出來。在理解時(shí)要弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個(gè)字的含義，“或”不是指物體有時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)，而是指如果物體原來是靜止它就保持靜止?fàn)顟B(tài)，如果物體原來是運(yùn)動(dòng)的它就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；許多理論物理規(guī)律的內(nèi)容可以用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來就是公式。要使學(xué)生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數(shù)量關(guān)系而不能從純數(shù)學(xué)的角度加以理解。例如：對(duì)于歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解這一公式表達(dá)了電流的強(qiáng)弱決定于加在導(dǎo)體兩端電壓的大小和導(dǎo)體本身電阻的大小，即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比，公式中的I、U、R三個(gè)物理量是對(duì)同一段電路而言的。把公式進(jìn)行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯(cuò)誤的結(jié)論。
3 明確物理規(guī)律的適用條件和范圍
每一個(gè)物理規(guī)律都是在一定的條件下反映某個(gè)物理現(xiàn)象或物理過程的變化規(guī)律，而規(guī)律的成立是有條件的。因此每一規(guī)律的適用條件和范圍也是一定的。學(xué)生只有明確規(guī)律的適用條件和范圍才能正確地運(yùn)用規(guī)律來解決問題才能避免亂用規(guī)律、亂套公式的現(xiàn)象。例如，歐姆定律I=U/R，適用于金屬導(dǎo)體，不適用于高電壓的液體導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電，不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個(gè)物理量。
4 認(rèn)清關(guān)系，加以區(qū)別
物理規(guī)律總是與許多物理概念緊密聯(lián)系在一起的，與某些物理規(guī)律也是互相關(guān)聯(lián)的，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生把物理規(guī)律與同它相關(guān)的物理概念和物理規(guī)律之間的關(guān)系搞清楚。如：牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯(lián)系但二者有本質(zhì)的區(qū)別不能混為一談。在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生把慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等同起來，把物體不受外力作用保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性，物體無論是靜止還是運(yùn)動(dòng)、是否受力，任何時(shí)候都有慣性。而牛頓第一定律是一個(gè)反映這些客觀事實(shí)的物理規(guī)律，兩者不能混為一談。
1.1 貼近生活。各種家用電器的大量使用，為物理教學(xué)提供了豐富的感性材料。如電壓、電流、電磁爐等，學(xué)生在日常生活中，觀察和接觸的電現(xiàn)象和應(yīng)用電的知識(shí)的事例，恰當(dāng)?shù)乩脤W(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)及生活經(jīng)驗(yàn)，通過舉例引導(dǎo)學(xué)生提取儲(chǔ)存在頭腦中的印象。教師在課堂上應(yīng)密切聯(lián)系生活實(shí)際，注意身邊的科學(xué)，如學(xué)生普遍對(duì)現(xiàn)代電子信息技術(shù)比較感興趣，教師可以針對(duì)這一問題，有意識(shí)地講述物理知識(shí)在電子信息技術(shù)中的重要作用等。以日常生活中的電學(xué)概念教學(xué)，可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
1.2 注重實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理規(guī)律和理論是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)并驗(yàn)正的。在物理學(xué)里，某些性質(zhì)不同的物理現(xiàn)象都是要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的，運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生親自做實(shí)驗(yàn)來獲得感性認(rèn)識(shí)，容易更好的集中學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新穎的實(shí)驗(yàn)往往更能吸引學(xué)生注意，恰當(dāng)?shù)貙⒔滩闹械膶?shí)驗(yàn)加以發(fā)展、變化，可以增加學(xué)生的好奇心和求知欲。采用演示教學(xué)法，在整個(gè)教學(xué)過程中，教師邊演示、邊提問、邊解答，學(xué)生邊觀察，邊考慮問題，把抽象的理論變得具體、生動(dòng)。使學(xué)生在愉悅的教學(xué)環(huán)境中，深深感受到學(xué)習(xí)的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒體課件模擬演示。物理概念和原理是比較抽象的，有些現(xiàn)象在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中也是無法展示的，所以僅靠形象、表象和想象對(duì)初學(xué)者來說是不容易理解和掌握的。但是，利用多媒體課件可以較好地解決這一難點(diǎn)。例如“電流”概念比較抽象，可以利用多媒體模擬電路中電流的流動(dòng)，看到正電荷從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，這樣將電流轉(zhuǎn)換成電荷的流動(dòng)，讓本來看不見的電流變成動(dòng)態(tài)的畫面，將課本中不動(dòng)的圖形變?yōu)殡姾刹粩嗔鲃?dòng)的動(dòng)畫。遵循學(xué)生的思維由淺入深、由表及里，從具體到抽象，由現(xiàn)象到本質(zhì)的循序漸進(jìn)的思維過程，可以比較容易地解決這一教學(xué)難點(diǎn)。加深學(xué)生對(duì)電流的感觀認(rèn)識(shí)，從而為建立電流概念打下基礎(chǔ)。
1.4 在公式分析。講解公式時(shí)，注重公式推理、得出過程，注重公式的使用條件，主要學(xué)習(xí)公式的如何使用。這是物理式正確使用的前提，前期學(xué)不好，后期無法正確應(yīng)用。中職學(xué)生在初中物理中已學(xué)過的部分電路歐姆定律，它只適用于電路中某個(gè)導(dǎo)體或某一部分電路的電壓、電流和電阻三者之間的關(guān)系?！峨姽せA(chǔ)》中引入了全電路歐姆定律新知識(shí)，進(jìn)一步完善電路中內(nèi)、外電路的電流、電壓（電動(dòng)勢）和電阻間的關(guān)系，使知識(shí)由“部分電路”向“全電路”深化和發(fā)展。教學(xué)中可以充分利用部分電路歐姆定律的概念和相關(guān)知識(shí)，引入全電路歐姆定律的概念。如在課本電路中，將全電路分解為外電路和內(nèi)電路兩部分，在外電路中，根據(jù)部分電路歐姆定律可知負(fù)載R兩端的電壓降為：U=IR.在內(nèi)電路中，電源電動(dòng)勢E與內(nèi)阻r的電壓降Ur和電源端電壓的關(guān)系是：U=E-Ir。在全電路中，負(fù)載兩端電壓U與電源端電壓U相等，且內(nèi)外電路電流相等，則可得：I=E/R+r即為全電路歐姆定律。通過實(shí)例的講解，注意強(qiáng)調(diào)部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩種概念的共同點(diǎn)、不同點(diǎn)以及相互聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)新知識(shí)能進(jìn)一步理解和掌握。
2 提高基礎(chǔ)學(xué)力，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展
學(xué)力，是指通過學(xué)習(xí)獲得的能力。物理教育在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)，還要提高學(xué)生的學(xué)力水平，并使更多的學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生興趣。學(xué)力是教育的內(nèi)核，是學(xué)校課程設(shè)計(jì)的前提。任何一門學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)大體有四個(gè)組成部分：①知識(shí)、理解；②技能；③思考力、判斷力；④關(guān)系、動(dòng)機(jī)、態(tài)度。前兩部分為顯性學(xué)力，后兩部分為隱形學(xué)力。就猶如浮在水面上的冰山，浮出水面的僅僅只是冰山一角，而更多的、隱匿在水面下的才是支撐浮出水面部分的基礎(chǔ)，四部分做為一個(gè)整體反映了一種學(xué)力觀。
在中學(xué)電學(xué)知識(shí)中，電路問題是其中的核心內(nèi)容之一。準(zhǔn)確把握電路問題的處理方法，既是強(qiáng)化恒定電流復(fù)習(xí)的關(guān)鍵所在，又是提高電學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用能力的重要途徑。本文就十大電路的分析方法作探討。
1.有線性電阻的電路
線性電阻是指電阻阻值不隨通過它的電流變化而變化的用電器。求解由線性電阻組成的電路問題，關(guān)鍵是弄清線性電阻的串、并聯(lián)情況，注意有效進(jìn)行電路等效簡化，靈活應(yīng)用閉合電路的歐姆定律和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)。
2.有非線性電阻的電路
非線性電阻是指電阻阻值不穩(wěn)定，隨著通過的電流的變化而變化的用電器，如“小燈泡”、“半導(dǎo)體二極管”等。求解含有非線性電阻的電路問題，關(guān)鍵是確定非線性電阻兩端的電壓和通過的電流大小的實(shí)際值。一般方法是作出非線性電阻的伏安特性曲線和除了非線性電阻外其余部分電路的伏安特性曲線，兩條曲線的交點(diǎn)即為非線性電阻兩端的實(shí)際電壓U和通過的電流I。
3.動(dòng)態(tài)電路
動(dòng)態(tài)電路是指電路中因某個(gè)電阻阻值的變化、或者電路中開關(guān)的閉合與斷開等因素，引起電路中電流、電壓的變化的電路。求解此類問題的基本思路：從引起阻值變化的這部分電路入手，由電阻的串、并聯(lián)特點(diǎn)判斷總電阻R的變化情況，再由閉合電路的歐姆定律判斷I和U的變化情況，最后由部分電路歐姆定律確定各部分電路的相關(guān)物理量的變化情況。
4.有電動(dòng)機(jī)的電路
電動(dòng)機(jī)是非純電阻性用電器，它消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分轉(zhuǎn)化為熱能。在高中階段，含有電動(dòng)機(jī)的電路，歐姆定律不適用，一般選用能量守恒定律解題。
5.有電容器的電路
在恒定電路中，當(dāng)電容器處于充電、放電狀態(tài)時(shí)，電路處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電容器充、放電結(jié)束后，電路趨于穩(wěn)定，此時(shí)，電容器相當(dāng)于一個(gè)電阻無窮大的電路元件，與電容器串聯(lián)的電路處于斷路狀態(tài)。求解含有電容器的電路問題，關(guān)鍵在于弄清電路結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確確定電容器兩極板間的電壓，有時(shí)還要分析電容器兩極板極性的變化。
6.有故障的電路
電路故障主要有斷路和短路兩種。有故障的電路分析方法有電表檢測法和假設(shè)分析法。
電表檢測法一般使用電壓表檢測：（1）斷路故障檢測法。先用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再依次與某電路（或某用電器）并聯(lián)；當(dāng)電壓表指針偏轉(zhuǎn)時(shí)，則這部分電路（或該用電器）發(fā)生斷路。（2）短路故障檢測法。先用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓，再依次與某電路（或某用電器）并聯(lián)；當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，則這部分電路（或該用電器）發(fā)生短路。
假設(shè)分析法。通過對(duì)某電路（或某用電器）假設(shè)發(fā)生斷路或短路故障，依據(jù)電路知識(shí)，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)，分析和判斷可能出現(xiàn)的情況，對(duì)照題設(shè)條件確定可能發(fā)生的故障。
7.與電磁感應(yīng)相聯(lián)系的電路
在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，將這部分導(dǎo)體或回路等效為電源，再與其他的電阻構(gòu)成閉合電路，即為與電磁感應(yīng)相聯(lián)系的電路。求解這類與電磁感應(yīng)相聯(lián)系的電路問題，關(guān)鍵要明確哪部分是等效電源，明確電路的連接情況，然后熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律等規(guī)律求解。
8.與電場相聯(lián)系的電路
與電場相聯(lián)系的電路一般通過電路中接平行板電容器、帶電的電容器會(huì)產(chǎn)生電場、帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)等聯(lián)系起來。求解這類問題的關(guān)鍵是弄清電容器兩端的電壓與電路中哪部分電路或哪個(gè)電阻兩端的電壓相等，再注意熟練應(yīng)用閉合電路的歐姆定律和動(dòng)力學(xué)規(guī)律。
9.與磁場相聯(lián)系的電路
與磁場相聯(lián)系的電路一般涉及平行板電容器，通過在平行板電容器中加上磁場，從而將磁場與電路聯(lián)系起來。求解這類問題的關(guān)鍵是弄清帶電粒子在電容器內(nèi)的磁場和電場中的運(yùn)動(dòng)情況，弄清電容器兩端的電壓與哪部分電路兩端的電壓相等，再靈活選用有關(guān)電路、電場和磁場的知識(shí)求解。
1.電流：自由電荷的定向移動(dòng)形成電流。I也流是標(biāo)量，但有方向，我們規(guī)定正電荷的定向移動(dòng)方向是電流的方向。電流的定義式為單位為A。
2.電壓：當(dāng)在導(dǎo)體兩端加上一定電壓后，在導(dǎo)體中將產(chǎn)生一定的電場，自由電荷在靜電力的作用下做定向移動(dòng)，形成電流。
3.電阻：電流通過導(dǎo)體時(shí)受到導(dǎo)體的阻礙作用。電阻的定義式為R，決定式，單位為Ω
4.部分電路歐姆定律：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。其表達(dá)式為I=，適用范圍有金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電（對(duì)氣體不適用）和純電阻電路。
5.電路：在串聯(lián)電路中有，并聯(lián)電路中有
例1 根據(jù)經(jīng)典理論，金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式為I=nvSe，其中n為金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，v為導(dǎo)體中自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積，e為自由電子的電荷量。如圖1所示，兩段長度和材料完全相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線ab、bc，圓形橫截面的半徑之比為rab：rbc=l：4，串聯(lián)后加上電壓，則（）。
A.兩導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab：vbc=l：4
B.兩導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab：vbc=4：1
C.兩導(dǎo)體上的電壓之比為Uab：Ubc=4：1
D.兩導(dǎo)體上的電壓之比為Uab：Ubc=16：1
解析：兩段導(dǎo)體串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，電流處處相等，即Iab=Ibc再由金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式I=nvSe，得，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。根據(jù)歐姆定律，得U=IR，所以。又有，得，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，D正確。答案為D。
點(diǎn)評(píng)：導(dǎo)體兩端加電壓后，在導(dǎo)體中會(huì)形成電場，自由電荷在靜電力作用下做定向移動(dòng)而形成電流，金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式I=nvSe就是由導(dǎo)體中電流推導(dǎo)而出的。串聯(lián)在電路中的每段導(dǎo)體分得的電壓跟電阻成正比。
例2 對(duì)于電阻的概念和電阻定律，下列說法正確的是（）。
A.由可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與流過導(dǎo)體的電流成反比
B.由可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比
c.由可知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的橫截面積成正比，與導(dǎo)體的長度成反比
D.導(dǎo)體的電阻率只由材料的種類決定，與溫度無關(guān)
解析：電阻是由導(dǎo)體本身決定的，跟電流、電壓無關(guān)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。電阻率主要決定于導(dǎo)體的材料，還跟溫度有關(guān)，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案為B。
點(diǎn)評(píng)：電阻是用比值法定義的，即電阻等于電壓與電流的比值。而電阻的大小是由決定的，其中p為電阻率，主要決定于導(dǎo)體的材料，還與溫度有關(guān)。
二、閉合電路分析是綜合
1.電源：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。（l）電動(dòng)勢是非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，即，單位為V1（2）電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做內(nèi)電阻，是反應(yīng)電源性能的一個(gè)重要參數(shù)。
2.閉合電路：（1）閉合電路歐姆定律是指閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢成正比，與內(nèi)、外電阻之和成反比，其表達(dá)式為，只適用于純電阻電路；（2）路端電壓與電流的關(guān)系為U=E-Ir，此式適用于一切電路；（3）路端電壓與外電阻的關(guān)系為U=，此式只適用于純電阻電路。當(dāng)外電路斷開時(shí)，有1=0，U=E；當(dāng)外電路短路時(shí)，有。
例3 一節(jié)干電池的電動(dòng)勢為1.5V，一節(jié)鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2V。所以（）。
A.干電池在1s內(nèi)將1.5J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>
B.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比干電池的要大
C.無論接不接人外電路，一節(jié)干電池兩極間的電壓都為2V
D. g節(jié)蓄電池每通過IC電荷量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>
解析：電動(dòng)勢的物理含義是電源搬運(yùn)IC的電荷量做功（把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能）的大小，顯然，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、D正確。當(dāng)電源接人外電路時(shí)，兩端電壓隨外電阻的變化而變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案為BD。
點(diǎn)評(píng)：電動(dòng)勢是比較難理解的物理量，它是非靜電力做功與電荷量的比值，而不是非靜電力做功與時(shí)間的比值。當(dāng)外電路接通時(shí)，隨外電路電阻的變化，電流、路端電壓也隨之改變。
例4 如圖2所示，在A、B兩點(diǎn)間接有電動(dòng)勢E=4V，內(nèi)電阻r=lΩ的直流電源，電阻R1、R2、R3的阻值均為4Ω，電容器的電容C=30μF，電流表的內(nèi)阻不計(jì)，求：
（l）電流表的讀數(shù)；
（2）電容器所帶的電荷量；
（3）斷開電源后.通過電阻R2的電荷量。
解析：當(dāng)開關(guān)S閉合后，因?yàn)殡娙萜鞯碾娮锜o窮大，可以以去掉，而電阻R1、R2被電流表短路，所以外電路可以簡化為電流表和電阻R3串聯(lián)。
（1）根據(jù)歐姆定律可得，電流表的讀數(shù)I=
（2）電容器接在電源兩端，其電壓為路端電壓，即U=IR3=3.2V，因此電容器帶電荷量Q=UC=
（3）斷開開關(guān)S后，電容器相當(dāng)于電源，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻不計(jì)，外電路是電阻R1、R2并聯(lián)后與R3巾聯(lián)，所以通過電阻R1和R2的電荷量之比為又有，解得
點(diǎn)評(píng)：電容器中間有電介質(zhì)，電流不能通過其中，在電路中表現(xiàn)為斷路，而理想電流表的內(nèi)阻為零，在電路中表現(xiàn)為短路，在電路分析時(shí)要充分利用這些特點(diǎn)。
三、動(dòng)態(tài)電路分析是熱點(diǎn)
1.基本規(guī)律：（l）當(dāng)外電路中任何一個(gè)電阻增大（或減?。┒渌娮璨蛔儠r(shí)，電路的總電阻一定增大（或減?。?；（2）若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路中的總電阻增大，若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小；（3）在如圖3所示的分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)，A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致。
2.分析思路：
例5 在如圖4所示的電路中，Rc為定值電阻，閉合開關(guān)S。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是（）。
A.電壓表V1、電流表A的讀數(shù)都增大
B.電壓表V1與電流表A讀數(shù)的比值保持不變
C.電壓表V2與電流表A讀數(shù)的比值保持不變
D.電壓表V2、電流表A讀數(shù)變化量的比值保持不變
解析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接人電路的阻值變大，總電阻變大，回路中的總電流減小，電流表A的讀數(shù)減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。巾歐姆定律得。顯然，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，c正確。而選項(xiàng)D正確。答案為CD。
點(diǎn)評(píng)：根據(jù)動(dòng)態(tài)電路分析的一般思路，靈活運(yùn)用部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律即可順利求解本題。
例6 在輸液時(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路如圖5所示。M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時(shí)其電阻Rm發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報(bào)，此時(shí)（）。
A.Rm變太，且R越大，U增大越明顯
B.RM變大，且R越小，U增大越明顯
C.RM變小，且R越大，U增大越明顯
D.Rm變小，且R越小，U增大越明濕
解析：根據(jù)題述可知，傳感器接觸到藥液時(shí)其電阻Rm發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，因此Rm變小。又因?yàn)镽與Rm并聯(lián)，所以R越大，U增大越明顯。答案為C。
點(diǎn)評(píng)：通常情況下對(duì)動(dòng)態(tài)電路進(jìn)行分析是通過電阻的變化確定電壓的變化，而該題是利用電壓的變化來確定電阻的變化。
四、功和功率的計(jì)算是難點(diǎn)
1.純電阻電路的電功和電熱：電流通過純電阻電路時(shí)，它所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電功等于電熱，電功率等于熱功率。數(shù)學(xué)表達(dá)式為w=Q=Pt
2.非純電阻電路的電功和電熱：當(dāng)電路中含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等時(shí)，該電路為非純電阻電路。在非純電阻電路中，消耗的電能除轉(zhuǎn)化成內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、化學(xué)能等。在非純電阻電路中，電功大于電熱，即；電功率大于熱功率，即在計(jì)算電功和電功率時(shí)只能用定義式W=UIt和P=UI，在計(jì)算電熱和熱功率時(shí)只能用定義式Q=
3.電路中的功率與效率：電源的總功率P=EI，電源的輸出功率P=UI，電源的內(nèi)耗功率電源的效率
4.電源的最大輸出功率：對(duì)于純電阻電路有P=，當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)電路電阻（R=r）時(shí)，電源的輸出功率最大，且，此時(shí)電源的效率η=50%。
例7 如圖6所示，電源電動(dòng)勢E=6V，內(nèi)阻r=2Ω，定值電阻R1=R2=12Ω，電動(dòng)機(jī)M的內(nèi)阻R3=2Ω。當(dāng)開關(guān)S閉合電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，電壓表的讀數(shù)U1=4V。若電動(dòng)機(jī)除內(nèi)阻外其他損耗不計(jì)，求：
（1）電路的路端電壓U2；
（2）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P；
（3）電源的效率η。
解析：（1）設(shè)干路電流為I，對(duì)全電路，有E=成立。設(shè)通過R1和電動(dòng)機(jī)的電流為I1，通過R2的電流為I2，對(duì)R3、R2，歐姆定律適用，有I1=。由并聯(lián)電路的特點(diǎn)得即，解得
（2）電動(dòng)機(jī)的輸入功率，轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率P和通過其內(nèi)阻生熱的功率。根據(jù)能量守恒定律得。代人數(shù)據(jù)得
（3）電源的效率83.3%。
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等非純電阻的電路，在分析和討論時(shí)務(wù)必注意歐姆定律是不適用的。
五、圖像問題討論是提升
1.在恒定電流問題中，為了更加直觀地反映某元件的電壓和電流的關(guān)系，我們常常選用伏安（U-I）特性曲線來描繪。它們主要有兩種：一是電阻元件對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，簡稱“電阻線”，如圖7甲所示，其對(duì)應(yīng)的電阻R的大小等于tanα；另一種是電源元件對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，簡稱“電源線”，如圖7乙所示，其對(duì)應(yīng)的電源內(nèi)阻r的大小等于tanα，電動(dòng)勢E為直線在U軸上的截距。
2.在純電阻電路中，我們常用功率與外電阻的圖像來反映它們之間的變化規(guī)律，如圖8所示，電源的總功率，電源的輸出功率，電源的內(nèi)耗功率
例8 某種材料的導(dǎo)體的U-I圖像如圖9所示，圖像上A點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)連線與橫軸成a角，A點(diǎn)的切線與橫軸成β角。關(guān)于導(dǎo)體的下列說法中正確的是（）。
A.在A點(diǎn)，導(dǎo)體的電阻大小等于tanα
B.在A點(diǎn)，導(dǎo)體的電阻大小等于tanβ
C.導(dǎo)體的電阻隨電壓U的增大而增大
D.導(dǎo)體的電功率隨電壓U的增大而增大
解析：由歐姆定律得，由圖得在A點(diǎn)有，故導(dǎo)體的電阻隨電壓U的增大而增大，在A點(diǎn)，導(dǎo)體電阻的大小等于tana，選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤。由圖可知隨著電壓的增大，電流也增大，所以導(dǎo)體的電功率增大，選項(xiàng)D正確。答案為ACD。
點(diǎn)評(píng)：根據(jù)部分電路歐姆定律可以確定U-I圖像的幾何意義。在解決恒定電流的某些問題時(shí)，巧妙地應(yīng)用電阻線、電源線進(jìn)行分析，不僅可以避免運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)列式進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，而且可以獲得直觀形象、一目了然的效果。
側(cè)9 電池甲和乙的電動(dòng)勢分別為E1和E2，內(nèi)阻分別為r1和r2。若用甲、乙兩電池分別向某個(gè)電阻R供電，則在這個(gè)電阻上所消耗的電功率相同。若用甲、乙兩電池分別向某個(gè)電阻R'供電，則在R'上消耗的電功率分別為P1和P2。已知E>E2，R'>R，則（）。
解析：依題意作出電池甲和乙（E1>E2）及電阻R的伏安特性曲線。因?yàn)閮呻姵胤謩e接R時(shí)，R消耗的電功率相等，所以這三條線必相交于一點(diǎn)，如圖l0所示。由圖可知a1>a2，所以，r1>r2。作R'的伏安特性曲線，因?yàn)镽'>R，所以R'的伏安特性曲線應(yīng)在R的上方。由圖可知，當(dāng)甲電池接R'時(shí)，；當(dāng)乙電池接R'時(shí)。因?yàn)?，所以。答案為AC。
點(diǎn)評(píng)：在U-I直角坐標(biāo)系中作出電源的伏安特性曲線，再在此坐標(biāo)系中作出電阻R的伏安特性曲線，則兩條線的交點(diǎn)就表示了該閉合電路所工作的狀態(tài)。此交點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)的比值表示外電阻R1縱、橫坐標(biāo)的乘積即為外電阻所消耗的功率。
跟蹤訓(xùn)練
l.一個(gè)T形電路如圖11所示，其中電阻。另有一測試電源，電壓為lOOV，則（）。
A.當(dāng)c、d端短路時(shí)，a、b之間的等效電阻是40Ω
B.當(dāng)a、b端短路時(shí)，c、d之間的等效電阻是40Ω
C，當(dāng)a、b兩端接通測試電源時(shí)，c、d兩端的電壓為80V
D.當(dāng)c、d兩端接通測試電源時(shí)，a、b兩端的電壓為80V
2.將一電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電池與外電路連接，構(gòu)成一個(gè)閉合電路。用R表示外電路的電阻，I表示電路中的電流，U表示路端電壓，則下列說法正確的是（）。
A.由U=IR可知，外電壓隨I的增大而增大
B.由U=Ir可知，路端電壓隨I的增大而增大
C.由U=E-Ir可知，電源的輸出電壓隨電流I的增大而減小
D.由可知，回路中電流隨外電阻R的增大而減小
3.在如圖12所示的閃光燈電路中，電源的電動(dòng)勢為E，電容器的電容為C。當(dāng)閃光燈兩端電壓達(dá)到擊穿電壓U時(shí)，閃光燈中才有電流通過并發(fā)光，當(dāng)閃光燈正常工作時(shí)，會(huì)周期性短暫閃光，則可以判定（）。
A.電源的電動(dòng)勢E一定小于擊穿電壓U
B.電容器所帶的最大電荷量一定為CF
C.閃光燈閃光時(shí)，電容器所帶的電荷量一定增大
D.在一個(gè)閃光周期內(nèi)，通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等
4.如圖13所示，電源的電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻r=3Ω，Ro=1Ω，直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻Ro'=1Ω。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路的輸出功率最大，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2時(shí)可使乙電路的輸出功率與甲電路相同也最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作（額定輸出功率Po=2W），則使電路輸出功率最大的R1和R2的值分別為（）。
A.2Ω，2Ω
B.2Ω，1.5Ω
C.1.5Ω，1.5Ω
D.1.5Ω，2Ω
5.如圖14所示，直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像，曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像，則下列說法中正確的是（）。
A.電源的電動(dòng)勢為50V
B.電源的內(nèi)阻為
