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時(shí)間：2023-07-28 09:19:34
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閉合電路歐姆定律是電路中的一條重要規(guī)律，對(duì)于思維能力尚不是很完善的高中生來說，還是具有一定的難度?！爸R(shí)不是被動(dòng)接受的，而是認(rèn)知主體積極建構(gòu)的”，因此在教學(xué)過程中教師應(yīng)積極的換位思考，針對(duì)學(xué)生的能力水平來嘗試多種教學(xué)方式方法，
使學(xué)生切實(shí)掌握相關(guān)知識(shí)。此知識(shí)點(diǎn)之所以成為難點(diǎn)的重要原因和問題主要為：概念抽象，理解困難；傳統(tǒng)教學(xué)方法單一；知識(shí)點(diǎn)容易混淆；應(yīng)試教育，不能活學(xué)活用。所以，對(duì)以上問題提出一些突破教學(xué)難點(diǎn)的思路和方法，以供參考。
一、激發(fā)興趣，打破抽象
在本章的教學(xué)內(nèi)容中，對(duì)這一定律的概念和相關(guān)知識(shí)較為抽象，偏重理論的數(shù)學(xué)分析和推理，并且缺少直觀的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)和理解起來存在著很大的難度。只是一貫地依靠教師的講解難以達(dá)到良好的效果，反而有可能會(huì)適得其反，使學(xué)生感到枯燥乏味。因此，教師首先應(yīng)該通過巧妙有效地向?qū)W生導(dǎo)入學(xué)習(xí)內(nèi)容，最大限度地提高學(xué)生對(duì)新知識(shí)的好奇心和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，俗話說得好：“興趣是最好的老師”，營造一個(gè)可以使學(xué)生提出問題的學(xué)習(xí)情景。
通過簡單實(shí)驗(yàn)和提出問題，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，
為下面對(duì)此難點(diǎn)的講解分析做了良好的開頭。使學(xué)生能主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，在探索中產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，了解物理研究方法，增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力。
二、分組實(shí)驗(yàn)，總結(jié)結(jié)論
在傳統(tǒng)的教學(xué)中，常規(guī)的是先在之前所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上推理出閉合電路歐姆定律的公式，再以此對(duì)其進(jìn)行分析，得出變化規(guī)律。在此，應(yīng)大膽地打破這種常規(guī)，這種方法只是簡單的數(shù)學(xué)演繹推理，無法讓學(xué)生感知認(rèn)識(shí)到物理的規(guī)律變化。所以，接下來就要以更為具體、多樣的實(shí)驗(yàn)，探索其中的規(guī)律。讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，每組進(jìn)行多種不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，然后組員之間進(jìn)行自由討論，
再通過組員代表進(jìn)行發(fā)言，最后通過教師的總結(jié)得出結(jié)論。在這樣的通過分組實(shí)驗(yàn)、自主探索、合作交流、總結(jié)規(guī)律和解決問題的方法中，不但可以使學(xué)生深刻理解閉合電路歐姆定律的知識(shí)規(guī)
律，而且能提高學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生敢于探索、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，達(dá)到事半功倍的效果。
三、深入解析，避免混淆
通過以上的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，學(xué)生基本掌握了閉合電路歐姆定律的基本知識(shí)，由于在學(xué)習(xí)閉合回路歐姆定律之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過歐姆定律，這使得學(xué)生很容易產(chǎn)生概念混淆。所以，接下來教師應(yīng)該對(duì)此知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入的分析，為學(xué)生講解電動(dòng)勢、外電壓、內(nèi)電壓、外電阻等概念，且其核心內(nèi)容是了解閉合電路與部分電路的不同，教師可以通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生實(shí)際的理解閉合電路以及分電路、
內(nèi)電路、外電路等等相關(guān)知識(shí)。這些內(nèi)容較為復(fù)雜，學(xué)生容易混淆，在有了前面一系列實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行這些知識(shí)的講解，學(xué)生可以更好地理解，避免了知識(shí)點(diǎn)的混淆。
四、領(lǐng)悟思想，學(xué)以致用
通過實(shí)驗(yàn)提出問題進(jìn)行導(dǎo)入，進(jìn)而通過學(xué)生主動(dòng)積極實(shí)驗(yàn)、觀察、交流和討論分析，加以教師的歸納總結(jié)，對(duì)于閉合電路歐姆定律的知識(shí)學(xué)生基本已經(jīng)掌握，對(duì)課程的難點(diǎn)、重點(diǎn)也得到了直觀的分析和解答。在此之后教師應(yīng)該及時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的擴(kuò)展，結(jié)合到生活中，在課后作業(yè)中盡可能聯(lián)系到實(shí)際生活環(huán)境，家庭中常見電路現(xiàn)象，使學(xué)生更深入地理解并掌握相關(guān)知識(shí)，領(lǐng)悟物理的思想方法和認(rèn)識(shí)規(guī)律的本質(zhì)，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活之中，達(dá)到活學(xué)活用、學(xué)以致用的效果。不僅及時(shí)鞏固知識(shí)、查漏補(bǔ)缺，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而保證了學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和學(xué)習(xí)質(zhì)量。
隨著科技的發(fā)展，教學(xué)方式也在隨其變化。物理教學(xué)過程中不能只是一味地“灌輸式”的應(yīng)試教育，應(yīng)該讓學(xué)生主動(dòng)起來，把課堂歸還給學(xué)生，在學(xué)習(xí)活動(dòng)中提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識(shí)，在學(xué)生遇到問題時(shí)教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥、啟發(fā)和激勵(lì)，這樣自然而然的突破教學(xué)中的難點(diǎn)、重點(diǎn)，找到解決問題有效的方法。盡管教學(xué)有一定的方法，但“教無定法”，怎么教學(xué)，怎么上課，也視學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)生情況而定，更在于教師本人的長處和短處。所以，在教師教學(xué)過程中應(yīng)該因地制宜，因材施教，通過不斷地優(yōu)化教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用及教師的主導(dǎo)作用。
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(cè)》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)。
參考文獻(xiàn)：
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［2］閻金鐸，田世坤.初中物理教學(xué)通論.高等教育出版社，1989.
［3］梁紹榮等.普通物理學(xué)―電磁學(xué)高等教育出版社，1988.
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?cè)陔娐分械淖饔茫虎诜謩e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?cè)陔娐分械淖饔茫?/p>
（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(qǐng)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?、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)。
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(qǐng)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?。绘u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(qǐng)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)：
靜電場是電荷周圍存在的一種特殊形式的物質(zhì)，電荷之間的相互作用是通過電場實(shí)現(xiàn)的。對(duì)電場的任何一點(diǎn)來說，放在這點(diǎn)的電荷所受的電場力跟它的電荷的比值，總是一個(gè)常量，可以用來表示電廠的強(qiáng)弱叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度。電場強(qiáng)度是矢量，它的方向規(guī)定為正電荷所受電場力方向。除了用電場強(qiáng)度來描述電場的強(qiáng)弱及方向外，電場線也用來形象表示電場強(qiáng)弱及方向。電場線是在電場中畫出的一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，并且使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向一致；電場強(qiáng)度越大的地方，電場線越密，電場強(qiáng)度越小的地方，電場線越疏，沿著電場線的方向是電勢降落的方向。
在復(fù)雜電路的某一段電路或一個(gè)電路元件的分析與計(jì)算時(shí)，可事先假定一個(gè)電流的方向，這個(gè)假定的方向叫做電流的“參考方向”。我們規(guī)定：若電流的“參考方向”與實(shí)際方向相同，則電流值為正值，即I>0；若電流的“參考方向”與實(shí)際方向相反，則電流值為負(fù)值，即I＜0。和分析電流一樣，有時(shí)很難對(duì)電路或元件中電壓的實(shí)際方向做出判斷，必須對(duì)電路或元件中兩點(diǎn)之間的電壓任意假定一個(gè)方向?yàn)?“參考方向”，在電路中一般用實(shí)線箭頭表示，箭頭所指的方向?yàn)閰⒖挤较?。?dāng)電壓的“參考方向”與實(shí)際方向一致時(shí)，電壓值為正，即U>0；反之，當(dāng)電壓的“參考方向”與實(shí)際方向相反時(shí)，電壓值為負(fù)，即U＜0。電流與電壓有了參考方向后，電流與電壓就有了正負(fù)。
電流與電壓參考方向，在應(yīng)用基爾霍夫定律解決復(fù)雜電路計(jì)算中，貫穿始終。
歐姆定律是分析與計(jì)算電路的基礎(chǔ)。如果電阻元件上的電壓與通過它的電流參考方向相同，歐姆定律可表示為U=IR，如果電阻元件上電壓的參考方向與電流的參考方向不同時(shí)，則歐姆定律可表示為U＝－RI。除了歐姆定律，分析與計(jì)算電路還離不開基爾霍夫電流定律和電壓定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓱?yīng)用于節(jié)點(diǎn)，基爾霍夫電壓定律應(yīng)用于回路。
基爾霍夫電流定律是用來確定連接在同一節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)支路電流之間的關(guān)系的。由于電流的連續(xù)性，電路中任何一點(diǎn)（包括節(jié)點(diǎn)）均不能堆積電荷。因此“任何一瞬時(shí)，流入任一節(jié)點(diǎn)的支路電流之和恒等于流出該節(jié)點(diǎn)的支路電流之和”，這就是基爾霍夫電流定律的基本內(nèi)容。
基爾霍夫電壓定律是用來確定回路中的各段電壓之間的關(guān)系。“在任一回路中，從任何一點(diǎn)出發(fā)以順時(shí)針或逆時(shí)針方向沿回路循行一周，回路中各段電壓的代數(shù)和等于零”，這就是基爾霍夫電壓定律的基本內(nèi)容。為了應(yīng)用基爾霍夫電壓定律，必須選定回路的參考方向，當(dāng)電壓的參考方向與回路的循行方向一致時(shí)取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。列方程時(shí)，不論是應(yīng)用基爾霍夫定律或歐姆定律，首先都要在電路圖上標(biāo)出電流、電壓或電動(dòng)勢的參考方向；因?yàn)榉匠淌街械恼?fù)號(hào)是由它們的參考方向決定的，若參考方向選得相反，則會(huì)相差一個(gè)負(fù)號(hào)。
如圖所示電路中，已知R1=10Ω，R2=5Ω，R3=5Ω，Us1=12v，Us2=6V。
求：R1、R2、R3所在支路電流I1、I2、I3。
解：1.先假定各支路電流的參考方向，如圖所示。
2.根據(jù)KCL列出節(jié)點(diǎn)電流方程，由節(jié)點(diǎn)A得到I1+I3－I2=0。
3. 選定回路的繞行方向就是電勢降落的方向，如圖所示。
4. 根據(jù)KVL列出兩個(gè)網(wǎng)孔的電壓方程。
網(wǎng)孔AdcBbA：－I2R2－I3R3＋Us2＝0；其中I2R2、I3R3為負(fù)是因?yàn)殡娏髋c電壓參考方向相反，歐姆定律用負(fù)的。
網(wǎng)孔AbBaA：I1R1+I2R2－Us1=0；其中Us1為負(fù)是因?yàn)樗妷旱姆较蚺c循行方向相反。
代入電路參數(shù)，得方程組：
I1+I3－I2=0
-6=-5I2－5I3
12=10I1+5I2
解方程組，得：I1=0.72A，I2=0.96A，I3=0.24A。
從基爾霍夫定律的應(yīng)用中可以看到，電流、電壓的方向問題就是解題的對(duì)錯(cuò)問題，足以見證電流、電壓方向的重要性。如果沒有靜電場的電場線的形象講解，學(xué)生就很難看出電流與電壓實(shí)際方向的一致性，那么，歐姆定律正負(fù)公式推出就難講述，歐姆定律講不好，基爾霍夫定律就很難講，更別說應(yīng)用基爾霍夫定律解決實(shí)際問題了。所以，靜電場內(nèi)容是是直流電內(nèi)容講解的前提和基礎(chǔ)，兩章內(nèi)容密不可分。
參考文獻(xiàn)：
歐姆定律是電力計(jì)算的基礎(chǔ)，在初中階段我們只是簡單地對(duì)歐姆定律做一些介紹，但是許多同學(xué)還是對(duì)于基本概念問題感到疑惑，如果學(xué)生在歐姆定律的基本概念上犯了錯(cuò)誤的話，將會(huì)對(duì)于今后的學(xué)習(xí)生活帶來更大的錯(cuò)誤．歐姆定律的內(nèi)容是，在同一段電路中，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電阻成反比．隨著社會(huì)快速的發(fā)展，歐姆定律逐漸被人們看重，世人也逐漸明白歐姆定律的重要性．在初中物理中，老師主要建立學(xué)生對(duì)于歐姆定律的根本認(rèn)知，讓學(xué)生了解定律中的內(nèi)涵，在變換知識(shí)重點(diǎn)時(shí)也可以迎刃而解．歐姆定律只適用于最簡單的純電阻電路，但是這在初中范圍內(nèi)已經(jīng)十分實(shí)用了，不考慮在工作時(shí)的損耗，電能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．在解決歐姆定律的問題時(shí)要使用標(biāo)準(zhǔn)的國際單位制，單位使用伏(V)、安(A)、歐(Ω)．例如在題目中對(duì)于歐姆定律的公式進(jìn)行進(jìn)一步的理解，在電流流過時(shí)改變長短、改變橫截面積、改變導(dǎo)線的材質(zhì)等方法，這些因素是否會(huì)改變導(dǎo)線的電流變成了學(xué)生和老師進(jìn)行探討的課題．根據(jù)公式，改變橫截面積與改變導(dǎo)線的材質(zhì)會(huì)使電流的大小改變．電阻的概念問題是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，很多同學(xué)不知道電阻其實(shí)是導(dǎo)體本身的屬性，取決于導(dǎo)體本身的材質(zhì)與屬性，電阻值只是為了計(jì)算時(shí)方便使用的一種計(jì)量單位與外加的電壓與電流并沒有什么關(guān)聯(lián)，所以要改正學(xué)生所想的電阻隨著電壓改變的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，要及時(shí)在學(xué)生的腦中建立正確的物理概念．
2.基本概念的應(yīng)用問題
歐姆定律中的基礎(chǔ)元件其實(shí)很簡單就是導(dǎo)線中的電阻，歐姆定律中主要討論的就是電壓、電流與電阻三者之間的關(guān)系，要理解他們之間的關(guān)系，讓學(xué)生理解電流隨著電壓與電阻的變化而變化，對(duì)于多個(gè)變量的問題要盡量將變量統(tǒng)一成為一個(gè)，這樣方便學(xué)生對(duì)于事物的處理能力，在初中學(xué)習(xí)生活中要使學(xué)生盡量掌握這種方法幫助解決其他的物理問題，當(dāng)學(xué)生掌握這些知識(shí)時(shí)，可以進(jìn)一步地學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和簡單的電力計(jì)算，這也是初中物理的重點(diǎn)知識(shí)．在基本元件使用時(shí)，學(xué)生要注意電阻在電路中是串聯(lián)還是并聯(lián)，在使用情況不同的場景下，電阻所起到的作用是一樣的，但是電流與電壓的關(guān)系卻恰恰相反．在并聯(lián)的情況下，每條支路的電流總和為從電源出來的電流，這條定律在現(xiàn)在大學(xué)的知識(shí)中依舊使用，只是變得更加高級(jí)———在一個(gè)節(jié)點(diǎn)流入和流出的電流之和為零;并聯(lián)電路的電壓都是相同的．在串聯(lián)的情況下，回路中的電阻的電流都是相同的，電壓根據(jù)電阻進(jìn)行分壓．在使用基礎(chǔ)式子時(shí)，學(xué)生要理清串聯(lián)與并聯(lián)之間的關(guān)系，通過變量之間的關(guān)系才可以記住繁瑣的知識(shí)點(diǎn)．在題目中我們經(jīng)常看到通過改變支路的個(gè)數(shù)或者電阻的個(gè)數(shù)來討論電流與電壓的大小，經(jīng)過這樣的問題，我們要時(shí)刻保持警惕，清楚準(zhǔn)確地了解并聯(lián)與串聯(lián)的關(guān)系導(dǎo)致電流電壓的不同．
3.基本元件的使用問題
在初中物理知識(shí)中，主要使用的基本元件是電流表、電壓表和變阻器，這些元件是最基本的，不僅僅要在題目中能分辨出它們，還要在現(xiàn)實(shí)生活中可以自在地使用這些元器件．這些內(nèi)容是學(xué)生無法立即掌握的知識(shí)，要經(jīng)過長時(shí)間的演示才可以讓學(xué)生明白這些儀器的使用與操作．這項(xiàng)工作要直接將學(xué)習(xí)的內(nèi)容建立在學(xué)生的頭腦中，不要讓學(xué)生對(duì)于這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)有誤解，不帶有一絲疑問地學(xué)習(xí)下去，認(rèn)真地做好演示．在研究方法上我們將選擇在上述中說過的控制變量法，對(duì)于所擁有的三個(gè)變量進(jìn)行限制:如固定電阻不改變，研究電流與電壓的關(guān)系;固定電壓不變，研究電流與電阻的關(guān)系，在這樣的情況下我們才可以看清變量之間的實(shí)驗(yàn)關(guān)系．要直接在電源的正極開始，按照正極入、負(fù)極出的原則進(jìn)行接線，要將線路連接起來形成一個(gè)閉合回路，電壓表要并聯(lián)在電阻上，這樣不會(huì)使線路斷路，不要忘掉電源和滑動(dòng)變阻器在線路中的重要作用，可以根據(jù)真實(shí)的題目來進(jìn)行連線．這時(shí)候電流表所顯示出來的數(shù)為所接線路上的電流值，電壓表所顯現(xiàn)出來的數(shù)字為所并線路上的電壓數(shù)值．
4.歐姆定律的變量問題
在初中物理的歐姆定律的講解中，變化量的問題往往是難住學(xué)生與老師的一類的題型，難住學(xué)生使學(xué)生無法在知識(shí)中找到有效解決這類問題的方法，難住教師是因?yàn)榻處熞驗(yàn)檫@類題目過于繁瑣，無法將這類知識(shí)有效地、系統(tǒng)地將學(xué)生教會(huì)，所以找出有效的方法教給學(xué)生是解決變量問題得分少的方法．本著從易到難的原則，先從一個(gè)電阻的問題講起，再擴(kuò)展到兩個(gè)電阻、三個(gè)電阻的情況，在此基礎(chǔ)上逐漸拓寬學(xué)生的思路，逐漸掌握所學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生找到學(xué)習(xí)的目標(biāo)以及方法．當(dāng)定值電阻接在電源兩端后，電壓由U1變?yōu)閁2，電路中的電流由I1增大到I2，這個(gè)定值電阻是多少呢?很簡單利用歐姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R，通過這個(gè)公式可以得到電阻的值．當(dāng)難度增加時(shí)，由一個(gè)電阻變?yōu)閮蓚€(gè)電阻，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電壓恒定的電源兩端，電壓表V1的變化量為ΔU1，電壓表V2的變化量為ΔU2，電流表的示數(shù)為ΔI，在這樣的問題上將變化電阻上的電壓與電流之比轉(zhuǎn)化為定值電阻上電壓與電流之間的關(guān)系就可以了，將變化的問題轉(zhuǎn)化為固定的關(guān)系之間的數(shù)值，明顯地簡化了許多變量問題的計(jì)算．當(dāng)變量變?yōu)槿齻€(gè)電阻時(shí)，難度進(jìn)一步的增大，大部分學(xué)生認(rèn)為這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)，大部分學(xué)生放棄了這類題，在遇到這類問題時(shí)我們要將三個(gè)電阻盡量化為兩個(gè)電阻的問題，在這個(gè)問題上學(xué)生可以恢復(fù)自信心，跨過思維障礙．通過電壓表與電流表的位置，將電阻進(jìn)行合并，這樣不管有多少電阻都可以化簡為兩個(gè)電阻，這樣學(xué)生會(huì)感覺題目簡單多了．
5.實(shí)驗(yàn)中遇到的問題
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節(jié)《閉合電路的歐姆定律》是電學(xué)知識(shí)的核心內(nèi)容，其中包含了許多科學(xué)思想方法，是學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)科學(xué)思想方法的好素材。作為一節(jié)典型的規(guī)律探究課，本節(jié)內(nèi)容較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)電源內(nèi)電路認(rèn)識(shí)模糊，難以理解電源有內(nèi)阻；對(duì)內(nèi)外電路的電壓與電源電動(dòng)勢的關(guān)系及路端電壓與負(fù)載關(guān)系感到疑惑，對(duì)其中蘊(yùn)含的科學(xué)方法未能深刻領(lǐng)會(huì)?！叭绾斡行黄七@些教學(xué)難點(diǎn)？”“如何設(shè)計(jì)好閉合電路歐姆定律的探究過程，有效實(shí)施三維目標(biāo)教學(xué)？”一直是廣大物理教師研究的重要課題，本文試圖通過對(duì)本節(jié)課的教材、教法的分析，探究形成學(xué)生認(rèn)知困難的主要原因以及在本節(jié)課中如何有效實(shí)施探究教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎(chǔ)⒌綞勢、歐姆定律、串并聯(lián)電路、焦耳定律和導(dǎo)體的電阻之后來學(xué)習(xí)的。很顯然，這種安排的意圖是在承接“從做功角度認(rèn)識(shí)電動(dòng)勢”的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生從功能關(guān)系角度來建立閉合電路的歐姆定律，體現(xiàn)了循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。順應(yīng)這種構(gòu)想，教材對(duì)本節(jié)內(nèi)容以如下方式呈現(xiàn)：先直接給出閉合電路的概念，然后從功能關(guān)系出發(fā)， 根據(jù)能量守恒，理論推導(dǎo)出閉合電路的歐姆定律和U+U=E，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律，理論分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。這種呈現(xiàn)方式的好處是：既充分體現(xiàn)了功和能的概念在物理學(xué)中的重要性，又有利于學(xué)生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現(xiàn)方式具有一定的合理性和科學(xué)性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學(xué)，領(lǐng)略了執(zhí)教老師們的各種處理方法，比較有代表性的是以下兩種教法：
第一種教法是沿用原教材的思路，采用比較傳統(tǒng)的方式，注重理論探究，先從理論上推導(dǎo)得出閉合電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，再應(yīng)用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規(guī)律，最后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用規(guī)律解題，把立足點(diǎn)放在訓(xùn)練學(xué)生的解題能力上。
第二種教法注重突出實(shí)驗(yàn)的地位，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在探究教學(xué)中的作用。利用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)懸念，引入課題，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)歸納出內(nèi)外電壓之間的關(guān)系，再利用教材中的圖2.7-3實(shí)驗(yàn)探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。
根據(jù)課后反饋發(fā)現(xiàn)，沿用原教材思路設(shè)計(jì)的教學(xué)，效果并沒有達(dá)到設(shè)計(jì)者想象的結(jié)果，究其原因，主要有以下幾個(gè)方面：
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的，注重于數(shù)學(xué)推理，比較抽象，缺乏令人信服的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無直接經(jīng)驗(yàn)感知和相應(yīng)的認(rèn)知過程，難以形成深刻的理解。
2.教材對(duì)閉合電路，特別是內(nèi)電路的建構(gòu)過于直接，無感知過程，學(xué)生對(duì)教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解，加之學(xué)生對(duì)部分電路的歐姆定律印象深刻，對(duì)電源內(nèi)部的電路無直觀印象，對(duì)電源也有內(nèi)阻心存疑慮，難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關(guān)系推導(dǎo)得到IR+Ir=E和U+U=E，這種處理方式，會(huì)讓學(xué)生對(duì)U+U=E的普適性產(chǎn)生懷疑：非純電阻電路還適用嗎？
4.作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課包含了許多科學(xué)思想方法，教材過于注重理論推導(dǎo)，忽視了實(shí)驗(yàn)探究，淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學(xué)思想方法教育，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和體驗(yàn)研究物理問題的方法是不利的，也不利于提高課堂教學(xué)的有效性。
第二種“通過設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究”的處理方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，學(xué)生能獲得更直觀的認(rèn)識(shí)，有效地突破一些教學(xué)難點(diǎn)，但由于本節(jié)知識(shí)點(diǎn)多，思維量大，設(shè)計(jì)過多的實(shí)驗(yàn)（特別是設(shè)計(jì)繁雜的分組實(shí)驗(yàn)）勢必會(huì)分散學(xué)生的注意力，干擾學(xué)生的正常思考，擠壓學(xué)生思考和實(shí)踐應(yīng)用的時(shí)間，影響了學(xué)生主體作用的發(fā)揮，效果同樣不盡如人意。
2 教學(xué)建議
2.1 尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，科學(xué)設(shè)計(jì)探究過程
從物理學(xué)史來看，歐姆定律是基于實(shí)驗(yàn)而發(fā)現(xiàn)的，并非演繹推理的結(jié)果，教材通過功能關(guān)系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負(fù)面影響是學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，沒有參與知識(shí)發(fā)現(xiàn)過程中的情感體驗(yàn)，難以形成深刻的理解，課堂上學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也不高。規(guī)避這種負(fù)面影響的方法就是在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，科學(xué)地設(shè)計(jì)探究過程，讓學(xué)生在親身探究中理解定律，體驗(yàn)方法?；谶@種指導(dǎo)思想，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，先用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電，產(chǎn)生了與學(xué)生日常生活經(jīng)驗(yàn)相矛盾的現(xiàn)象來設(shè)置“懸念”――引入新課。然后，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)“引入實(shí)驗(yàn)”中的現(xiàn)象展開探究，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中分析、思考、歸納，得出電源內(nèi)電壓和外電壓之間的關(guān)系。接著再引導(dǎo)學(xué)生利用功能關(guān)系，從理論角度來推導(dǎo)、探究，讓實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論在理論上獲得支撐。最后，引а生利用所學(xué)規(guī)律解決引入實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生活中的問題。這種在引入實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的“實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)相互結(jié)合的探究過程”的設(shè)計(jì)，既避免了設(shè)計(jì)過多的實(shí)驗(yàn)，又讓學(xué)生親身體驗(yàn)了探究的過程，加深了對(duì)知識(shí)的理解，深刻領(lǐng)會(huì)到物理學(xué)科的嚴(yán)謹(jǐn)性和流暢性，感受到物理的探究之美和應(yīng)用之美。同時(shí)，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使物理課堂教學(xué)產(chǎn)生無窮的樂趣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的物理課堂教學(xué)。
2.2 合理創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑探究
作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課的重點(diǎn)是如何落實(shí)探究教學(xué)，讓學(xué)生在探究中理解閉合電路的歐姆定律，感知科學(xué)探究的過程和方法。在探究教學(xué)中，問題是探究的起點(diǎn)，沒有問題就不可能有探究，正是在問題的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生才能積極思考，從而產(chǎn)生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規(guī)律形成過程的基礎(chǔ)上，精心創(chuàng)設(shè)問題情境，以問誘思，引導(dǎo)學(xué)生融入到探究學(xué)習(xí)的情境中去。例如：在構(gòu)建“閉合電路”概念時(shí)，用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后，可設(shè)置如下問題情境：“為什么燈泡接到電動(dòng)勢為9 V的電池時(shí)，亮度反而暗了？難道電池壞了？”“為什么電池與燈泡接通時(shí)兩端的電壓變小？減小的電壓哪兒去了？”“電池有內(nèi)阻？可能嗎？”“我們來看看電池（觸摸電池），電池變熱了，什么原因?qū)е鹿ぷ鞯碾姵貢?huì)變熱？”學(xué)生在問題的引領(lǐng)下觀察、實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)，由此認(rèn)識(shí)到“電源內(nèi)部也有電阻和電流”“電源內(nèi)部電流的通路，稱為內(nèi)電路”。這種以問題啟發(fā)學(xué)生思考，以實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)來構(gòu)建閉合電路的方法，既彌補(bǔ)了教材對(duì)內(nèi)電路建構(gòu)的非直觀性，也讓學(xué)生經(jīng)歷了在質(zhì)疑中分析、探究的過程，學(xué)生對(duì)閉合電路的認(rèn)識(shí)潛移默化、水到渠成，遠(yuǎn)比直接灌輸效果好。
在引導(dǎo)學(xué)生從能量角度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果時(shí)，設(shè)置如下問題情境：“剛才我們通過實(shí)驗(yàn)探究了閉合電路中的電流規(guī)律，這個(gè)結(jié)論可靠嗎？”“如果我們能從理論上找到依據(jù)，是不是更可靠？如何從理論上來分析呢？”“從能量角度行嗎？”“內(nèi)、外電路在時(shí)間 t 內(nèi)消耗多少電能？ ”“這些能量從何而來？”學(xué)生在上述問題的引導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)也可以從能量角度來推導(dǎo)得出與實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果。
在引導(dǎo)學(xué)生探究路端電壓與負(fù)載的關(guān)系時(shí)，設(shè)置以下問題情境：“實(shí)驗(yàn)表明，燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故，你們能說說路端電壓與什么有關(guān)嗎？”“它們之間具體的關(guān)系是什么？”“如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究呢？”“從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中能得出什么結(jié)論？”“能從理論上分析為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化嗎？”“如果外電阻斷開，路端電壓為多少？外電阻短路，路端電壓又為多少？”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么？”在這一個(gè)個(gè)問題的引領(lǐng)下，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究到理論分析兩個(gè)方面找到了路端電壓與外電阻的關(guān)系，不僅體驗(yàn)了科學(xué)探究過程，提高了理論分析和實(shí)驗(yàn)探究的能力，也養(yǎng)成了樂于探索、勤于動(dòng)手的好習(xí)慣。
2.3 注重滲透科學(xué)方法教育，加深對(duì)規(guī)律本質(zhì)的認(rèn)識(shí)
作為一根主線，科學(xué)探究法貫穿在整個(gè)課堂教學(xué)過程中，教學(xué)中要注意尊重學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，強(qiáng)化科學(xué)探究法的顯性教育：以引入實(shí)驗(yàn)為線索，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“觀察實(shí)驗(yàn)、提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析論證”等過程，領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解，突破這一難點(diǎn)的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個(gè)問題，但這種模型對(duì)學(xué)生來說還是比較抽象，難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比，來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法，既簡單又源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生容易接受，教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導(dǎo)”和“路端電壓與負(fù)載的關(guān)系推導(dǎo)”中兩次用到，教學(xué)中要注意借助問題情境，把規(guī)律的探究以一個(gè)個(gè)問題的形式呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生在問題的引領(lǐng)下經(jīng)歷演繹、推理過程，構(gòu)建對(duì)“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負(fù)載關(guān)系”的正確理解，體驗(yàn)演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外，本節(jié)課中，要特別注意引導(dǎo)學(xué)生在了解路端電壓與負(fù)載電阻的關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過極限法分析和理解電路斷路時(shí)的路端電壓和短路電流的現(xiàn)實(shí)意義，體會(huì)極限法在物理學(xué)習(xí)中的作用和意義，有效地訓(xùn)練學(xué)生突破思維定勢，培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。
2.4 注重理論聯(lián)系實(shí)際，物理與生活的聯(lián)系
研究和學(xué)習(xí)物理最重要的方法就是理論聯(lián)系實(shí)際，將理論和實(shí)際、物理與生活聯(lián)系起來，可以幫助學(xué)生更透徹地理解所學(xué)的物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意還原知識(shí)的產(chǎn)生背景，注重將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活。例如：新課引入可以從生活現(xiàn)象來提出問題，引發(fā)學(xué)生思考探究；在得出路端電壓與外電阻R的關(guān)系后，引導(dǎo)學(xué)生通過將R推向兩個(gè)極端情況的分析，來理解實(shí)際中“為什么電源開路時(shí)路端電壓就等于電源的電動(dòng)勢”及“為什么電源不能用導(dǎo)線直接相連”；在學(xué)完了本節(jié)知識(shí)后，可引導(dǎo)學(xué)生用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)分析解決新課引入及生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題。讓學(xué)生充分地感知從生活走進(jìn)物理、從物理回到生活的過程，培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力，建構(gòu)對(duì)知識(shí)（尤其是難點(diǎn)知識(shí)）的正確理解，從而真切地感受所學(xué)物理知識(shí)的實(shí)用性，充分理解物理學(xué)科對(duì)時(shí)展的深遠(yuǎn)意義。
二、提高物理課堂效率
過去的物理教學(xué)課堂，單純依靠板書來完成，物理老師進(jìn)行板書會(huì)消耗大量的時(shí)間和精力，老師板書的時(shí)間可以多講兩到三個(gè)知識(shí)點(diǎn)。而電教媒體可以改善傳統(tǒng)教學(xué)模式，可以大范圍的展示知識(shí)脈絡(luò)，讓很多抽象知識(shí)更加的清晰直觀，不僅增強(qiáng)課堂的趣味性，并且大大提升了物理課堂的效率，讓很多知識(shí)的呈現(xiàn)方式更加簡單明了。通過使用電教媒體，在教學(xué)過程中老師可以和同學(xué)達(dá)成互動(dòng)，讓更多的學(xué)生對(duì)高中物理產(chǎn)生濃厚的興趣。
三、創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)新情境
每當(dāng)物理課堂進(jìn)行了新理論的教學(xué)后，必然要通過不同的方式對(duì)知識(shí)加以鞏固和實(shí)踐。而很多物理知識(shí)因?yàn)檩^為抽象，單靠單純的背誦和機(jī)械的重復(fù)是沒有任何效果的，不僅乏味并且效率很低。這個(gè)時(shí)候，就可以利用多媒體創(chuàng)設(shè)不同的物理學(xué)習(xí)情境，把知識(shí)和物理情境結(jié)合在一起，能讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)鞏固自己已學(xué)知識(shí)，并且可以充分的理解。例如，在高二物理第二章恒定電流中的《歐姆定律》一節(jié)中，很多學(xué)生認(rèn)為歐姆定律難以理解，老師在這時(shí)就可以利用多媒體創(chuàng)設(shè)幾個(gè)可以應(yīng)用歐姆定律的例子和情境，這就可以讓學(xué)生了解到歐姆定律的多種用途，還有歐姆定律的來源和起因。又如，在《電阻定律》這一節(jié)中，因?yàn)殡娮瓒蛇m用于很多領(lǐng)域，但是單憑老師的口頭講解，學(xué)生無法在腦中形成一個(gè)易于理解的總體概念，這個(gè)時(shí)候，老師可以通過制作有關(guān)不同類型電阻的動(dòng)畫，讓學(xué)生加深對(duì)電阻形成的印象，以及對(duì)電路閉合等知識(shí)的了解，通過這種方法，大大提升了課堂效率，使得學(xué)習(xí)程度不同的學(xué)生都能接受，還在無形中提升了學(xué)生的抽象思維能力。
四、進(jìn)行課程聯(lián)想，提高物理學(xué)習(xí)創(chuàng)造力
在老師運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可以采用很多不同方式來表述整節(jié)課的中心課程。多媒體可以展示出豐富多彩的圖片和課程有關(guān)的動(dòng)畫，以及帶有趣味性的小故事等。通過多媒體教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行課程聯(lián)想，能夠與之前所學(xué)知識(shí)緊密結(jié)合，在日常生活中也能提高學(xué)生的創(chuàng)造力。例如，在高二物理第三章第一節(jié)《磁現(xiàn)象和磁場》這一章節(jié)中，可以先問學(xué)生發(fā)現(xiàn)了身邊哪些磁現(xiàn)象，然后通過劃分小組，討論身邊的磁現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的，隨后，老師就可以直接引入本節(jié)課的主題，通過多媒體來展示日常生活中的各種磁現(xiàn)象，并且以動(dòng)畫的形式來解釋磁現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而對(duì)整體的磁現(xiàn)象進(jìn)行講解，在多媒體的展示過程中，可以聯(lián)系之前學(xué)過的知識(shí)，提問之前學(xué)過的知識(shí)哪些和磁現(xiàn)象有關(guān)，或者能對(duì)磁現(xiàn)象造成影響等問題，通過這種方式，來提升學(xué)生的思維發(fā)散能力，能夠由點(diǎn)及面，層層深入，找到適合自己的物理學(xué)習(xí)方法。久而久之，學(xué)生在腦海中形成了固定的發(fā)散模式，物理成績則會(huì)突飛猛進(jìn)。
在電學(xué)知識(shí)考查中，對(duì)電表示數(shù)變化的判斷是學(xué)生反映出來的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)檫@類題是知識(shí)點(diǎn)的綜合也是學(xué)生分析能力和表達(dá)能力的綜合。現(xiàn)對(duì)此類題的分析作一下知識(shí)點(diǎn)的匯總和方法的總結(jié)：
一、必備基礎(chǔ)知識(shí)
首先，學(xué)生要必備如下知識(shí)點(diǎn)：1.影響電阻大小的因素：材料、長度、橫截面積和溫度。2.電阻與長度的關(guān)系：當(dāng)導(dǎo)體的材料和橫截面積一定時(shí)，長度越長，電阻越大。3.滑動(dòng)變阻器的變阻原理是通過改變接入電路中的電阻絲的長度來改變電阻的。4.對(duì)串并聯(lián)知識(shí)的理解梳理。
下面，筆者以串聯(lián)電路為例總結(jié)一下各電表示數(shù)變化判斷的幾種典型方法。如右圖所示電路，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，分析各電表的變化情況。
二、幾種常見的判斷方法
法一：層層推進(jìn)法。
當(dāng)滑片向左滑動(dòng)時(shí)，L2接入變小得R2接入變小、R1不變，由串聯(lián)得R總變小、U總不變。由歐姆定律得I總變大，由串聯(lián)得I1、I2接入均變大，即電流表的示數(shù)變大。
R1不變，I1變大，得U1變大，即電壓表V1的示數(shù)變大;U總不變，U1變大、由串聯(lián)得U2接入變小，即V2表的示數(shù)變小。
對(duì)剛學(xué)完基礎(chǔ)知識(shí)初次跟學(xué)生研究討論這種表頭示數(shù)變化的題型，建議用這種“層層推進(jìn)法”，讓學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)、電流特點(diǎn)、電壓特點(diǎn)以及歐姆定律能更好地熟悉并加以靈活應(yīng)用。
法二：綜合分析法。
綜合串聯(lián)知識(shí)：I1=I2
U1+U2接入=U總，為定量
歐姆定律：I=U/R
U1/U2接入=R1/R2接入
因?yàn)镽1不變，R2接入變小，得R1/R2接入變大，即U1/U2接入變大，所以U1變大（電壓表V1的示數(shù)變大），U2接入變?。妷罕鞻2的示數(shù)變小）。R1不變，U1變大，得I1變大，即電流表的示數(shù)變大。
在學(xué)生對(duì)串聯(lián)知識(shí)及歐姆定律靈活應(yīng)用的能力達(dá)到一定的水平，老師可以再推廣綜合分析法。這種方法要求學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)分析能力，且讓學(xué)生的認(rèn)知有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。
法三：極端思維法（極限法）。
當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，令最后滑到最左，U2接入最后變?yōu)榱悖@樣能快速得出U2接入變小即得電壓表V2的示數(shù)變小，而U總不變，由串聯(lián)知識(shí)可得U1變大即電壓表V1的示數(shù)變大;R1不變，U1變大，得I1變大，即電流表的示數(shù)變大。
若滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，令初始滑片在最左端，R2接入初始為零，得U2接入初始為零，這樣能快速得出U2接入變大，即得電壓表V2的示數(shù)變大，而U總不變，由串聯(lián)知識(shí)可得U1變小，即電壓表V1的示數(shù)變小;R1不變，U1變小，得I1變小，即電流表的示數(shù)變小。
學(xué)生能掌握極端思維法的要領(lǐng)，解決問題就會(huì)簡單便捷。在力學(xué)的問題中也能得以方便使用。
示例一：小明用身邊的器材做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證杠桿的平衡條件。塑料直尺放在圓柱形水杯上，使其在水平位置平衡，圖（a）所示。往直尺兩端放不同數(shù)量的相同硬幣，并調(diào)節(jié)硬幣位置，使直尺在水平位置平衡，如圖（b）所示。若從左、右兩側(cè)各取下一枚硬幣，則直尺_(dá)_____端將下沉。
這題各取一枚可以變通理解為各取走相同枚數(shù)，極限法以左側(cè)枚數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)全取掉，可快速得知右端下傾。
第1節(jié) 歐姆定律公式應(yīng)用的對(duì)應(yīng)性和同時(shí)性
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
歐姆定律是電學(xué)中重要的基本規(guī)律，是全章的核心，反映了電流、電壓和電阻三者的數(shù)量關(guān)系.掌握這一規(guī)律的應(yīng)用一定要注意I、U、R的同一性和同時(shí)性，即必須將同一個(gè)導(dǎo)體或同一段電路的電流、電壓、電阻代入公式進(jìn)行計(jì)算，在解題中，習(xí)慣上同一個(gè)導(dǎo)體的各個(gè)物理量符號(hào)的角標(biāo)用同一數(shù)字表示.另外，在同一部分電路中，由于開關(guān)的閉合或斷開以及滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，都將引起電路的變化，從而導(dǎo)致電路中的電流、電壓、電阻的變化，因而公式中的三個(gè)量必須是同一時(shí)刻（同一狀態(tài)）的值.
[中考常見題型]
例1 （2007年濟(jì)寧）在圖1所示的電路中，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表的示數(shù)變化了0.1 A，電阻R=___Ω.
思路分析：當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電路中只有電燈L，電流表測的是通過電燈的電流；當(dāng)開關(guān)閉合后，電燈和電阻并聯(lián)，電流表測的是二者的總電流，所以電流表的示數(shù)變大.另外，不管開關(guān)是斷開還是閉合，流過電燈的電流不變，所以電流表示數(shù)變大的0.1 A即為流過電阻R的電流值.電阻R兩端的電壓和電源電壓6 V相等，由歐姆定律可以算出電阻R的阻值為60 Ω.
點(diǎn)評(píng)：本題的難點(diǎn)是找出通過電阻R的電流值.由于歐姆定律在電學(xué)中的重要地位，近幾年中招題的填空題中，都會(huì)出現(xiàn)關(guān)于歐姆定律公式的一個(gè)純粹的理論計(jì)算題，雖占分?jǐn)?shù)不多，但由于它是學(xué)習(xí)電功和電功率的重要基礎(chǔ)，所以還需要特別關(guān)注.
第2節(jié) 比值問題
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
在串聯(lián)電路中，電壓的分配和電阻成正比，且串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和；在并聯(lián)電路中，電流的分配和電阻成反比，且總電流等于各支路電流之和.
[中考常見題型]
例2 如圖2所示電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合，甲、乙兩表是電壓表時(shí)，示數(shù)之比U甲∶U乙=3∶2；當(dāng)開關(guān)S斷開，甲、乙兩表是電流表時(shí)，兩表的示數(shù)之比I甲∶I乙為（）.
A． 2∶1 B． 3∶1 C. 2∶3 D． 1∶3
思路分析：當(dāng)開關(guān)閉合，兩表都是電壓表時(shí)，兩電阻串聯(lián)，甲表測兩電阻的總電壓，乙表測的是電阻R2兩端的電壓，它們的示數(shù)比是3∶2，可以認(rèn)為總電壓為3份，電阻R2占2份，那么，R1兩端的電壓占1份，它們的電壓比U1∶U2=1∶2，故電阻比R1∶R2=1∶2.
當(dāng)開關(guān)斷開，兩表都是電流表時(shí)，兩電阻并聯(lián)，甲表測的是通過電阻R2支路的電流，乙表測的是并聯(lián)后的總電流.由于兩電阻并聯(lián)且R1∶R2=1∶2，則它們的電流比是2∶1，也就是乙表總電流占3份，甲表電流應(yīng)占1份，故甲、乙兩表的電流比I甲∶I乙=1∶3.選D.
點(diǎn)評(píng)：本題的難點(diǎn)是由于開關(guān)的閉合和斷開以及電表種類的變化，引起電路中電流的變化，但不管電路如何變化，不變的是R1、R2的阻值和電源電壓.所以，盡量找出電阻的關(guān)系是解決本題的突破口.還要注意，我們實(shí)驗(yàn)室用的雙量程電表（不管是電流表還是電壓表），大量程的示數(shù)總是小量程示數(shù)的5倍，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)在中招題中.
第3節(jié) 電表示數(shù)變化
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
由于開關(guān)的開閉和滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)，使電路結(jié)構(gòu)或電路中的總電阻發(fā)生變化，從而引起電路中總電流及各電流和電壓的分配情況發(fā)生變化，導(dǎo)致電表的示數(shù)發(fā)生變化.這類題目涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，如歐姆定律，串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的特點(diǎn)，電表的使用方法，電路結(jié)構(gòu)的判斷等，幾乎各地的中招卷都有這類題.解決此類問題時(shí)，首先要判斷出電路的結(jié)構(gòu)，也就是電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)（特別注意：在識(shí)別電路時(shí)，電壓表可看做斷路，電流表可看做導(dǎo)線），然后明確電流表或電壓表的位置等.
[中考常見題型]
例3 （2007年上海）在圖3所示的電路中，電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表A的示數(shù)將___（填“變小”、“不變”或“變大”），電壓表V與V2示數(shù)的差值跟電壓表V1示數(shù)的比值___（填“小于”、“等于”或“大于”）1.
思路分析：電路中兩電阻串聯(lián)，電流表測干路中的電流，電壓表V1測定值電阻R1兩端的電壓，V2測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，V測兩電阻串聯(lián)后的總電壓.當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值變大，電流表的示數(shù)變??；又因?yàn)樵诖?lián)電路中，電壓的分配和電阻成正比，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻變大時(shí)，它兩端的電壓就變大，即V2示數(shù)變大.電壓表V1和V2示數(shù)的和等于電源電壓不變，所以電壓表V與V2示數(shù)的差值就是V1的示數(shù)，比值永遠(yuǎn)等于1.
第4節(jié) 電表的示數(shù)變化范圍
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
為了保護(hù)用電器，電路中往往要串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，電表有一定的測量范圍，用電器也有自己的額定電壓和額定電流，那么，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻多大才安全呢？近幾年中招題也涉及這方面的考查.
[中考常見題型]
例4 如圖4所示的電路，電源電壓恒為9 V，小燈泡L上標(biāo)有“8 V3.2 W”字樣，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為40 Ω，電壓表量程為0~3 V，電流表量程為0~0.6 A.為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變化范圍應(yīng)是多少？
思路分析：題中有三個(gè)隱含條件：滑動(dòng)變阻器兩端的電壓不能超過3 V；電路中的電流不能超過0.6 A；小燈泡兩端的電壓不能超過8 V.如果只注意保護(hù)電表而忽視小燈泡，就會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論.
參考答案：燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流IL===0.4 A＜0.6 A.
所以電路中的最大電流應(yīng)為0.4 A.
燈泡的電阻RL== Ω=20 Ω.
此時(shí)電路中的最小總電阻R總===22.5 Ω.
所以滑動(dòng)變阻器連入電路中的最小電阻為：
R最小=R總－RL=22.5 Ω－20 Ω=2.5 Ω.
為保護(hù)電壓表，應(yīng)有UR≤3 V，當(dāng)UR=3 V時(shí)，UL=6 V.由分壓原理得
滑動(dòng)變阻器連入電路的最大值R最大=•RL=×20 Ω=10 Ω.
所以滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為2.5 Ω~10 Ω.
點(diǎn)評(píng)：此題很容易只注意保護(hù)電流表而忽視燈泡正常工作的條件，誤認(rèn)為電路中的最大電流為0.6 A，由此得出滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻為0~10 Ω的錯(cuò)誤答案.不少物理問題的部分條件并未明確給出，而是隱隱約約，含而不露，但他們常常又是解題的要點(diǎn)，因此對(duì)這類題目要注意審題，挖掘隱含條件，從題目中所敘述的物理現(xiàn)象或給出的物理情境及元件設(shè)備的參數(shù)、指標(biāo)中，挖掘出解答問題所需要的隱含在其中的條件，從而找出解決問題的突破口.
第5節(jié) 電路故障問題
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
電路故障問題跟電表的示數(shù)變化題一樣，也是中招必考的知識(shí)點(diǎn)，多數(shù)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中.常見的故障有兩類：斷路和短路.當(dāng)電路中出現(xiàn)斷路或短路故障時(shí)，常用電壓表檢測，檢測方法是：選擇合適的量程，用電壓表與被測電路逐段并聯(lián).當(dāng)電壓表有示數(shù)時(shí)，表明電壓表和電源連通；當(dāng)電壓表沒有示數(shù)時(shí)，表明電壓表和電源沒有連通，或者與電壓表并聯(lián)的那段電路有短路現(xiàn)象.
[中考常見題型]
例5 （2007年蘭州）如圖5所示電路中，L1、L2是兩盞完全相同的燈泡.閉合開關(guān)S后，L1、L2均正常發(fā)光，過了一會(huì)兒兩燈突然同時(shí)熄滅，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)：若用一根導(dǎo)線先后連接開關(guān)S的兩端和電阻R的兩端，電路均無變化，兩燈仍然不亮；若用電壓表測L2兩端b、c兩點(diǎn)間的電壓，電壓表的示數(shù)明顯高于L2的額定電壓.據(jù)此可以判斷（）.
A. L1的燈絲斷了B. L2的燈絲斷了
C. 開關(guān)S接觸不良D. 電阻R損壞了
思路分析：用導(dǎo)線先后連接在開關(guān)S的兩端和電阻R的兩端，電路均無變化，兩燈仍然不亮，說明開關(guān)和電阻R兩端點(diǎn)間沒有斷路.當(dāng)用電壓表并聯(lián)在b、c兩點(diǎn)時(shí)，電壓表有示數(shù)，表明電壓表和電源構(gòu)成了通路，也說明了電燈L2沒有被短路.所以，只有b L2 c段斷開了.選B.
點(diǎn)評(píng)：用電壓表檢測故障時(shí)，最終電路常會(huì)變成圖6中的幾種情況，請(qǐng)注意區(qū)分：假定電源電壓為3 V，甲圖中電壓表的示數(shù)等于電源電壓3 V；乙圖中電燈不亮，在這里電燈僅起到一個(gè)“導(dǎo)線”的作用，電壓表的示數(shù)接近（可認(rèn)為是）電源電壓3 V；丙圖中電源被短路了，電壓表的示數(shù)為零，但當(dāng)電壓表和電源沒有接通時(shí)，它的示數(shù)也為零.
第6節(jié) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，電阻的測量和測量小燈泡的額定功率，這三個(gè)實(shí)驗(yàn)之一可以說是年年必考的知識(shí)點(diǎn)，包括實(shí)驗(yàn)原理、電路圖的連接、表格設(shè)計(jì)、滑動(dòng)變阻器的作用和電表示數(shù)的讀取等，但對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)步驟考查不多.近幾年在實(shí)驗(yàn)題中又融入電表的示數(shù)變化和電路故障問題的考查.這類考題屬于常規(guī)型題，很少有新穎的問題出現(xiàn).所以，同學(xué)們只要注重基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，就可以應(yīng)付自如了.
[中考常見題型]
例6 （2007年梅州）在探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖7所示的電路圖，其中R為定值電阻，R′為滑動(dòng)變阻器.實(shí)驗(yàn)后，數(shù)據(jù)記錄在表1和表2中.
（1） 根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出如下結(jié)論：
由表1可得：___.
由表2可得：___.
（2） 在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，先用5 Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使電壓表的示數(shù)為3 V，再換用10 Ω的定值電阻時(shí)，某同學(xué)沒有改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，合上開關(guān)后，電壓表的示數(shù)將___（填“大于”、“小于”或“等于”）3 V，此時(shí)應(yīng)向___（填“右”或“左”）調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)仍為3 V.
思路分析：根據(jù)表1可以看出，電阻一定時(shí)，電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，即二者成正比.根據(jù)表2可以看出，電壓一定時(shí)，電阻是原來的幾倍，電流就是原來的幾分之一，即二者成反比.當(dāng)電路中的電阻R由5 Ω換成10 Ω時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的原理，10 Ω電阻兩端的電壓要大于原來的3 V，為了使它變小，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器的電阻變大，以便分去更多的電壓.
參考答案：（1） 電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比 電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 （2） 大于
右
點(diǎn)評(píng)：此題有兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)，一是得出結(jié)論時(shí)，忘記條件；二是寫電流與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，容易顛倒，即一定要說電流與電壓成正比，不能說電壓與電流成正比，更不能說電阻與電流成反比.
例7 （2007年揚(yáng)州）小紅和小明在做“用電流表和電壓表測電阻”的實(shí)驗(yàn).
（1） 請(qǐng)你幫助他們?cè)趯?shí)物連接圖（圖8甲）中，用筆畫線代替導(dǎo)線將所缺的導(dǎo)線補(bǔ)上.
（2） 小紅完成電路連接后就準(zhǔn)備閉合開關(guān)，同伴小明提醒還有一處不妥當(dāng).你知道小明提醒的是什么嗎？答：___.
（3） 在某次測量中電流表的示數(shù)如圖8乙所示，則I＝___A.
（4） 在實(shí)驗(yàn)過程中，小紅突然發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，而電壓表有示數(shù)，且接近于電源電壓，則故障可能是：___.
思路分析：在使用有滑動(dòng)變阻器的電路時(shí)，為了保護(hù)電路，都有“閉合開關(guān)前，把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大”這一項(xiàng).仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，此電路中滑動(dòng)變阻器目前接入的電阻最小，所以不妥.
參考答案：（1） 圖略. （2） 把滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端（阻值最大的位置） （3） 0.5 （4） 電阻R斷路
第7節(jié) 歐姆定律與實(shí)際問題的綜合
[重點(diǎn)考點(diǎn)]
中考計(jì)算題中純粹的理論計(jì)算越來越少，與實(shí)際相結(jié)合的應(yīng)用型題目所占比重越來越大，這類題目的特點(diǎn)是題干較長，但一般涉及的物理知識(shí)和物理過程較簡單.歐姆定律與實(shí)際相聯(lián)系的題目不多，多數(shù)是電功率與實(shí)際問題聯(lián)系的問題.
[中考常見題型]
例8 （2007年梅州）圖9是某研究性學(xué)習(xí)小組自制的電子秤原理圖，它利用電壓表的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量.托盤、彈簧上端和滑動(dòng)變阻器的滑片固定在一起，托盤和彈簧的質(zhì)量不計(jì)，OA間有可收縮的導(dǎo)線，當(dāng)盤中沒有放物體時(shí)，電壓表的示數(shù)為零.已知電阻R0=5 Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值為15 Ω，電源電壓U=3 V，電壓表的量程為0～3 V.現(xiàn)將1 kg的物體放在托盤中，滑片剛好指在距R上端處（不計(jì)摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi)），請(qǐng)計(jì)算回答：
（1） 將1 kg的物體放在托盤中時(shí)，電壓表的示數(shù)為多少？
（2） 該電子秤能測量的最大質(zhì)量是多少？此質(zhì)量數(shù)應(yīng)標(biāo)在電壓表多少伏的位置上？
思路分析：電路是電阻R0與滑動(dòng)變阻器的串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓.
參考答案：（1） 當(dāng)滑片位于距R上端處時(shí)，R總=R0+=5 Ω+=10 Ω，此時(shí)電路中的電流I===0.3 A，則電壓表的示數(shù)UR=IR=0.3 A×5 Ω=1.5 V.
1 建構(gòu)模型，提出問題
（1）在實(shí)驗(yàn)室里測定電源的電動(dòng)勢與內(nèi)阻的電路如圖1所示.
提出問題：在不考慮系統(tǒng)誤差時(shí)，依據(jù)什么原理測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻？
教師引導(dǎo)學(xué)生從閉合電路歐姆定律的基本表達(dá)式出發(fā)，總結(jié)出測量原理.
本質(zhì)是采用伏安法原理，測出電流I和電壓U.I、U應(yīng)滿足的函數(shù)表達(dá)式.
過利用電壓表測得的電壓U和電流表測出的電流I作為已知數(shù)，在閉合電路歐姆定律的基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式，利用計(jì)算法和圖象法這兩種方法中的其中一種都可以得到需要測量的值.
設(shè)計(jì)意圖 探究始于問題，作為復(fù)習(xí)課，學(xué)生已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，選擇典型的問題作為切入后，構(gòu)建模型，通過解決問題的過程復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，將學(xué)生從抽象的概念中引入到具體的實(shí)踐中，是一種直觀的，既能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的做法，避免干巴巴的重復(fù)，又能使學(xué)生在實(shí)際中得到鍛煉.
解決問題都有自己的規(guī)律，要通過典型試題找到解決問題的基本思路，避免就題論題，無法提高學(xué)生的能力.
2 變換儀器，總結(jié)規(guī)律
2.1 教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式引導(dǎo)
通過上述試題，學(xué)生能夠解決當(dāng)電路中有電壓表和電流表的前提下，測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的問題，那么如果在實(shí)驗(yàn)器材中缺少電壓表或電流表，或者所給的電壓表或電流表不符合題意需要時(shí)，我們能不能用其他的儀器等效代替呢？
為了回答這個(gè)問題，我們先來看如下試題：
某班舉行了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，其中一項(xiàng)比賽為用規(guī)定的電學(xué)元件設(shè)計(jì)合理的電路圖，并能較準(zhǔn)確地測量一電池組的電動(dòng)勢及其內(nèi)阻.
設(shè)計(jì)意圖 上述試題的求解過程從本質(zhì)上來看，仍舊是伏安法，只是其電壓表是利用電流表和合適的定值電阻等效代替而已，只要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清這個(gè)本質(zhì)，試題就變得很簡單了.
2.2 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解題的思維
（1）遵循本質(zhì)的思維.電源電動(dòng)勢、內(nèi)阻的測定實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室采用的是伏安法，其本質(zhì)是建立了路端電壓與總電流之間的函數(shù)關(guān)系.
（2）等效替代的思維.缺少電壓表時(shí)，可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻相串聯(lián)來代替.同樣的，在缺少電流表時(shí)，可以用已知電阻的電流表和合適的定值電阻并聯(lián)來代替.
（3）數(shù)學(xué)分析的思維.建立起函數(shù)表達(dá)式與相關(guān)圖象的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就通過截距和斜率得到需要測定的物理量.
在以上分析結(jié)論的過程中啟發(fā)我們基本思維：
（1）閉合電路歐姆定律為基礎(chǔ)；（2）等效代替法的思維；（3）確立測量值之間的函數(shù)關(guān)系并畫出圖象.
設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生在考慮電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題時(shí)，頭腦中出現(xiàn)的信息往往是最基本的伏安法測定電阻的模型，只能就題論題，試題稍作變動(dòng)，就無所適從.在伏安法的基礎(chǔ)上，通過等效替代法創(chuàng)設(shè)一類問題的情景，幫助學(xué)生找到解決問題的基本思維、基本規(guī)律.這種解決問題的方法，可以遷移到其他更深層次，綜合性更強(qiáng)的問題上面，為后期解決復(fù)雜問題奠定基礎(chǔ)，明確方向.
3 層層深入，拓寬思維
師：如果在測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的試驗(yàn)中，沒有電壓表，只有電流表和電阻箱，以上總結(jié)的規(guī)律還有存在的價(jià)值嗎？
二、2013年高考物理試卷中試題知識(shí)點(diǎn)分布情況
第1題考查開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律。
第2題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)、向心力。
第3題考查電場強(qiáng)度、點(diǎn)電荷的場強(qiáng)、電勢差。
第4題考查歐姆定律、閉合電路歐姆定律。
第5題考查動(dòng)能、動(dòng)能定理。
第6題考查靜電場、電場線、電勢能、電勢、等勢面。
第7題考查拋體運(yùn)動(dòng)。
第8題考查理想變壓器。
第9題考查彈性勢能。
第10題考查描繪小燈泡的伏安特性曲線（實(shí)驗(yàn)、探究）。
第11題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)。
第12A題考查阿伏伽德羅常數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律、溫度和內(nèi)能、氣體實(shí)驗(yàn)規(guī)律、熱力學(xué)第一定律。
第12B題考查受迫振動(dòng)和共振、光的折射定律、折射率、狹義相對(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典時(shí)空觀的區(qū)別。
第12C題考查動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律、原子核式結(jié)構(gòu)模型、普朗克能量子假說、黑體和黑體輻射。
第13題考查電流、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻、電功、電功率、焦耳定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律。
第14題考查靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用。
第15題考查圓周運(yùn)動(dòng)、線速度、角速度、向心力加速度、帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)。
三、2013年高考物理試卷試題特點(diǎn)
縱觀今年的江蘇物理試卷，穩(wěn)中有變、感覺難度較往年稍有降低。在試題創(chuàng)新方面，今年試題中一部分從考生生活實(shí)際出發(fā)命題，一部分從考生熟知的甚至于反復(fù)訓(xùn)練過的問題中挖掘。在每部分試題中，總是首先確保考生的基本得分。而每部分題的壓軸題，命題思路清晰，難度上，以保證試題的選拔功能。
1.穩(wěn)中有變，部分題立意新穎
試卷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：整卷滿分為120分，題量為15題，分為單項(xiàng)選擇題5題，每小題3分，共計(jì)15分；多項(xiàng)選擇題4題，每小題4分，共計(jì)16分；實(shí)驗(yàn)題兩題，電學(xué)題8分，力學(xué)題10分，共占18分；選修題部分3個(gè)題，為3選2，占24分；計(jì)算題為3題，分值分別為15分、16分、16分，共計(jì)47分。這與近幾年的高考幾乎完全一樣。
考查的內(nèi)容也基本穩(wěn)定：對(duì)必考部分：單項(xiàng)選擇題3道力學(xué)題2道電學(xué)題、多項(xiàng)選擇題2道力學(xué)題，2道電學(xué)題，實(shí)驗(yàn)題1道力學(xué)實(shí)驗(yàn)，1道電學(xué)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算題1道力學(xué)題，2道電學(xué)題。力學(xué)與電學(xué)題量的分配，近幾年一直相當(dāng)穩(wěn)定。
部分題考查手法比較智慧，立意新穎，讓考生耳目一新，如第2題，以生活化的背景進(jìn)行考查，“旋轉(zhuǎn)秋千”可能就是學(xué)生玩過的游戲，第5題球碰撞，從圖中測量，比較速度，命題思路獨(dú)到，考查方向清晰。
2.覆蓋面廣，突出重點(diǎn)
試卷的考點(diǎn)分布面廣：必修1中考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)、摩擦力、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、自由落體運(yùn)動(dòng)等；必修二中考查了斜拋運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、行星運(yùn)動(dòng)三定律、動(dòng)能、動(dòng)能定理、圓周運(yùn)動(dòng)、能量轉(zhuǎn)化與守恒等。選修3-1中考查了場強(qiáng)的疊加、閉合電路歐姆定律與傳感器、動(dòng)態(tài)電路的結(jié)合、電場強(qiáng)度、電勢、電勢能與電場力做功等概念及相互關(guān)系的理解及伏安法測小燈泡的功率P和電壓U等；選修3-2中考查了變壓器原理、電容、動(dòng)態(tài)電路的綜合、法拉第電磁感應(yīng)定律與帶點(diǎn)粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)等；選修3-3涉及熱力學(xué)第一定律及理想氣體狀態(tài)方程、阿伏伽德羅常數(shù)等核心考點(diǎn)；選修3-4中涉及受迫振動(dòng)；相對(duì)論初步、光的折射定律等；選修3-5中考查了德布羅意波長與動(dòng)量、動(dòng)能、質(zhì)能方程、玻爾原子結(jié)構(gòu)理論、動(dòng)量守恒定律等考點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)部分有滑動(dòng)變阻器的連接方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、誤差分析、數(shù)據(jù)處理等方面。
3.注重能力，體現(xiàn)方法
在試題的分析中，考生如果用常規(guī)的解決問題的方法，往往會(huì)陷于泥潭而難以自拔，要想快速分析并解決問題，需要考生有很好的解決問題的方法。如單選題的第2題：對(duì)于A、B做圓周運(yùn)動(dòng)半徑大小的確定，如果用常規(guī)的畫圖并進(jìn)行力的分析求半徑的話，本題將是十分復(fù)雜的，若采用極限分析法，即當(dāng)“旋轉(zhuǎn)秋千”轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度很大，A、B將被甩起，易知A的半徑小于B的半徑；選擇題的第3題在處理時(shí)得將圓環(huán)上分布的電荷等效成一點(diǎn)電荷，有效考查了等效思想方法等。選擇題第5題的閃光照片考查考生解決原始的物理問題的能力，是非常新穎的一種試題面目，可以從圖中得到信息，可以測量小球碰前后的位移得到速度大小關(guān)系，也可以測得角度，用動(dòng)量守恒定律得到速度關(guān)系。第9題借助彈簧振子的平衡位置的思想。
四、對(duì)選擇題第5題的分析
首先要根據(jù)照片的信息，知道兩球速度大小近似相等。
（1） 由圖可知，碰撞后白球速度大小約減小到原來的0.6倍，灰球速度大小約是白球碰撞前速度的0.6倍。碰撞過程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能：
據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的30%。
（2）設(shè)碰撞前白球的速度大小為2v，由圖看出，碰撞后兩球的速度大小相等，速度之間的夾角約為60°，設(shè)碰撞后兩球的速度大小為v′，根據(jù)動(dòng)量守恒得：水平方向有：m?2v=2mv′cos30°，解得 ，則碰撞過程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能為：
即碰撞過程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的■。
五、對(duì)今后高三物理復(fù)習(xí)教學(xué)的建議
2013年試卷對(duì)新課程的實(shí)施和對(duì)今后的高中物理教學(xué)必將直到很好的引領(lǐng)作用，物理教學(xué)應(yīng)從“題海”中跳出來，把時(shí)間多花在對(duì)物理知識(shí)的汲取和領(lǐng)悟上，熟讀課本，注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法和基本能力的培養(yǎng)，體驗(yàn)和學(xué)習(xí)科學(xué)思維的方法，形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。加強(qiáng)方法教學(xué)，變式，加強(qiáng)舉一反三，這是新課程的要求，也是教育的本源。為此，提以下建議：
1.緊扣課本，抓“過程與方法”，促進(jìn)“知識(shí)與能力”的達(dá)成。
2.重視考查主干知識(shí)，計(jì)算題突出考查建構(gòu)物理模型、分析物理過程。
3.研究試題特點(diǎn)，把握命題思路和試題難度，明確考點(diǎn)，提高復(fù)習(xí)的針對(duì)性和效率。
4.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重視實(shí)驗(yàn)器材的使用和選擇、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和試驗(yàn)評(píng)估。重做《高考說明》中的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。
