時(shí)間：2023-07-19 17:12:02
導(dǎo)語：在歐姆定律發(fā)現(xiàn)過程的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
一、將定值電阻改用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
絕大部分老師在進(jìn)行蘇科版歐姆定律實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)常常有這樣的一個(gè)困惑，定值電阻標(biāo)有10歐姆，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻的阻值卻不準(zhǔn)確，給歐姆定律實(shí)驗(yàn)帶來了一些不必要的麻煩。我認(rèn)為定值電阻不準(zhǔn)確的原因是：定值電阻出廠時(shí)是很精確的，但是由于學(xué)校購置后存放在實(shí)驗(yàn)室的條件不好，另一方面定值電阻存放時(shí)間過長，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中的定值電阻還是八十年代的產(chǎn)品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化，電阻線也發(fā)生了化學(xué)變化，常見的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學(xué)校的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限，不可能每年都購買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要多次改變定值電阻的阻值，多次改變所連的電路，浪費(fèi)了許多實(shí)驗(yàn)時(shí)間。為此我嘗試用電阻箱來代替定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內(nèi)，不易氧化。另一方面電阻箱內(nèi)電阻的精確度高，一般實(shí)驗(yàn)室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆，大大高于定值電阻的精確度。另外在進(jìn)行研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要多次改變定值電阻的阻值，利用電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就不必重復(fù)拆線連線，節(jié)省了許多實(shí)驗(yàn)時(shí)間，大大提高了課堂效率，讓學(xué)生在課堂上有更多的時(shí)間來提高自己的知識(shí)技能。
二、電源由干電池組改為學(xué)生電源
這個(gè)探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)在書本上用干電池組進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)，但是使用時(shí)由于干電池使用時(shí)間較長，干電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，干電池的電阻會(huì)發(fā)生變化，對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作會(huì)產(chǎn)生影響。即使用了三節(jié)干電池，定值電阻兩端的電壓不一定達(dá)到3伏。另外從環(huán)保的角度分析，一學(xué)期電學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生至少要進(jìn)行三次電學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如果大量使用干電池作為電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一個(gè)中等規(guī)模的初級(jí)中學(xué)會(huì)產(chǎn)生一千多個(gè)廢舊電池，一方面大量浪費(fèi)了學(xué)校有限的辦公經(jīng)費(fèi)，另一方面學(xué)校對(duì)廢舊電池處理不當(dāng)，對(duì)周圍環(huán)境會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。綜合上述考慮，我認(rèn)為用學(xué)生電源來替代干電池，學(xué)生電源干凈污染少，還可以避免干電池內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。當(dāng)然學(xué)生電源并不是沒有缺點(diǎn)，學(xué)生電源如果使用不當(dāng)對(duì)人身安全有危險(xiǎn)。我認(rèn)為今后物理老師進(jìn)行電學(xué)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能使用學(xué)生電源，只要安全措施恰當(dāng)，學(xué)生電源是進(jìn)行歐姆定律和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)最好的電源選擇。
三、導(dǎo)線由接線端帶叉口的導(dǎo)線改為兩端是鱷魚夾的導(dǎo)線
學(xué)生在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時(shí)連七根線，學(xué)生在連接電路時(shí)，經(jīng)常不能捏緊螺母，造成接觸不良，實(shí)驗(yàn)效果較差，為了提高學(xué)生做歐姆定律實(shí)驗(yàn)的效率，我校在進(jìn)行歐姆定律實(shí)驗(yàn)時(shí)，用鱷魚夾來代替帶叉口的導(dǎo)線?？晒?jié)省連接導(dǎo)線的時(shí)間，我做過調(diào)查，學(xué)生用鱷魚夾代替帶叉口的導(dǎo)線連接電路后，連接歐姆定律實(shí)驗(yàn)電路圖的時(shí)間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來的50％提高到80％左右，減少了一些不必要的檢修時(shí)間。節(jié)省了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，增加了學(xué)生進(jìn)行探究的時(shí)間。另外為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度鱷魚夾最好用銅制，導(dǎo)線改用較粗的銅導(dǎo)線，在導(dǎo)線與鱷魚夾連接處應(yīng)用錫焊或銀焊，這樣導(dǎo)線與鱷魚夾不易脫落。焊接處應(yīng)加一根橡膠管加以保護(hù)，這樣同學(xué)們在使用時(shí)不易折斷，盡可能提高實(shí)驗(yàn)的成功率和精確度。有些老師認(rèn)為實(shí)驗(yàn)存在誤差可以證明實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，其實(shí)這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的，在以前實(shí)驗(yàn)環(huán)境較差、實(shí)驗(yàn)器材精確度不高，在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現(xiàn)在無錫地區(qū)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好，各校都在進(jìn)行現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造或已經(jīng)完成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)改造。如果此時(shí)實(shí)驗(yàn)誤差較大，這與物理老師的嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)科學(xué)的一絲不茍的精神是不相符的。
四、數(shù)據(jù)處理時(shí)采用整數(shù)
【關(guān)鍵詞】物理；歐姆定律；問題；解題思路
歐姆定律是高中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容，也是高考的重難點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)歐姆定律掌握的好壞會(huì)直接影響我們的考試成績，因此要多用時(shí)間將這塊知識(shí)進(jìn)行鞏固，以取得更高的分?jǐn)?shù)。
1在歐姆定律的學(xué)習(xí)中常遇到的問題
1.1歐姆定律的使用范圍問題
在電路的實(shí)驗(yàn)過程中，我會(huì)出現(xiàn)忽略導(dǎo)線，電子元件與電源自身的電阻，將整個(gè)電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導(dǎo)電金屬和導(dǎo)電液體，對(duì)于氣體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等特殊電路元器件不適用，但我們知道，白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的，也就是說線性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線性元件，但實(shí)踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件，因此這里的表述就不正確，本人為了弄清這里的問題，向老師進(jìn)行了請(qǐng)教并查閱了相關(guān)資料，許多資料上說歐姆定律的應(yīng)用有“同時(shí)性”與“歐姆定律不適用于非線性元件，但對(duì)于各狀態(tài)下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受，有牽強(qiáng)之意，即個(gè)人理解為既然各個(gè)狀態(tài)下都是適合的，那就是適合整個(gè)過程。
1.2線性元件的存在問題
通過物理學(xué)習(xí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)材料的電阻率ρ會(huì)隨其它因素的變化而變化（如溫度），從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實(shí)際上不可能是穩(wěn)定不變的，也就是說理想的線性元件并不存在。而在實(shí)際問題中，當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時(shí)，可以近似看作線性元件，但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立，例如常用的炭膜定值電阻，其額定電流一般較小，功率變化范圍較小。
1.3電流，電壓與電阻使用的問題
電流、電壓、電阻的概念及單位，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用，是最基礎(chǔ)的概念，也是我最容易混淆的內(nèi)容。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流，而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測量儀器，另外，歐姆定律只是用來研究電路內(nèi)部系統(tǒng)，不包括電源內(nèi)部的電阻、電流等，在學(xué)習(xí)歐姆定律的過程中，電流表、電壓表、導(dǎo)線等電子元器件的影響常常是不考慮在內(nèi)的，而對(duì)于歐姆定律的公式I=UR，I、U、R這三個(gè)物理量，則要求必須是在同一電路系統(tǒng)中，且是同一時(shí)刻的數(shù)值。
2歐姆定律學(xué)習(xí)中需要掌握的內(nèi)容
本人在基于電學(xué)的基礎(chǔ)之上，通過對(duì)歐姆定律的解題方式進(jìn)行分析，個(gè)人認(rèn)為我們需掌握以下內(nèi)容：了解產(chǎn)生電流的條件；理解電流的概念和定義式I=q/t，并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算；熟練掌握歐姆定律的表達(dá)式I=U/R，明確歐姆定律的適用條件范圍，并能用歐姆定律解決相關(guān)的電路問題；知道什么是導(dǎo)體的伏安特性，什么是線性元件與非線性元件；知道電阻的定義和定義式R=U/I；能綜合運(yùn)用歐姆定律分析、計(jì)算實(shí)際問題；需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)物理規(guī)律，并能運(yùn)用公式法和圖像法相結(jié)合的方法解決問題。
3歐姆定律的解題思路及技巧
3.1加深對(duì)歐姆定律內(nèi)容的理解
在歐姆定律例題分析中，我們比較常見的問題是多個(gè)變量的問題，以我自身為例，由于物理理解水平有限，且電壓、電流、電阻的概念比較抽象，所以學(xué)習(xí)難度較大，但我通過相關(guān)教學(xué)短片的學(xué)習(xí)，將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障，電阻越大路越不好走，電阻越小通過速度則快”的方式，明白了電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性，其大小是受溫度、導(dǎo)體的材料、長度等各方面因素影響的，與其兩端的電壓跟電流的大小無關(guān)，并且明白了電阻不會(huì)隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時(shí)我們每一個(gè)人都知道對(duì)于不同的習(xí)題，解決步驟都是不相同的，雖同一問題會(huì)有不同的解題方法，但總是離不開歐姆定律這個(gè)框架。因此對(duì)于一些與電學(xué)有關(guān)的知識(shí)，我一般會(huì)利用歐姆定律解決電生磁現(xiàn)象與電功率計(jì)算問題。例如：某人做驗(yàn)時(shí)把兩盞電燈串聯(lián)起來，燈絲電阻分別為R1=30Ω，R2=24Ω，電流表的讀數(shù)為0.2A，那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少？我可以根據(jù)兩燈串聯(lián)這一關(guān)建條件，與U=IR得出：U1=IR1=0.2A×30Ω=6V，U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V，故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結(jié)論。
3.2利用電路圖進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算
在解有關(guān)歐姆定律的題時(shí)，以前直接把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達(dá)式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進(jìn)行計(jì)算，并把同一導(dǎo)體不同時(shí)刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達(dá)式及導(dǎo)出式進(jìn)行計(jì)算，因此經(jīng)?；煜槐阌诜治鰡栴}。通過后期老師給予我的建議，在解題前我都會(huì)先根據(jù)題意畫出電路圖，并在圖上標(biāo)明已知量、數(shù)值和未知量的符號(hào)，明確需分析的是哪一部分電路，這部分電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，以抓住電流、電壓、電阻在串聯(lián)、并聯(lián)電路中的特征進(jìn)行解題。同時(shí)，我還會(huì)注意開關(guān)通斷引起電路結(jié)構(gòu)的變化情況，并且回給“同一段電路”同一時(shí)刻的I、U、R加上同一種腳標(biāo)，其中需注意單位的統(tǒng)一與電流表、電壓表在電路中的連接情況，以及滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)電流、電壓、電阻的變化情況。
3.3利用電阻進(jìn)行知識(shí)拓展
本著從易到難的原則，我們可從一個(gè)電阻的問題進(jìn)行計(jì)算，再擴(kuò)展到兩個(gè)電阻、三個(gè)電阻，逐漸拓寬我們的思路，讓自己找到學(xué)習(xí)的目標(biāo)以及方法。比如遇到當(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)定值電阻是多少的問題時(shí)，我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI?R得到電阻的值，而當(dāng)難度增加由一個(gè)電阻變?yōu)閮蓚€(gè)電阻時(shí)，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，在這樣的問題上可將變化的問題轉(zhuǎn)化為固定的關(guān)系之間的數(shù)值，就可簡化許多變量問題的計(jì)算。當(dāng)變量變?yōu)槿齻€(gè)電阻時(shí)難度會(huì)進(jìn)一步的增大，我起初認(rèn)為這是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù)，所以放棄了這類題，而在經(jīng)過詢問成績優(yōu)秀的同學(xué)時(shí)，才知道可將三個(gè)電阻盡量化為兩個(gè)電阻，通過電壓表與電流表的位置將電阻進(jìn)行合并，以此簡化題目。
4總結(jié)
簡言之，歐姆定律是物理教材中最為重要的電學(xué)定律之一，是電學(xué)內(nèi)容的重要知識(shí)，也是我們學(xué)習(xí)電磁學(xué)最基礎(chǔ)的知識(shí)。當(dāng)然，對(duì)于歐姆定律的學(xué)習(xí)與解題方法，自然不止以上所述方法，因而在具體的學(xué)習(xí)中，我們要立足于自身實(shí)際學(xué)習(xí)情況來進(jìn)行方法的選取，突破重難點(diǎn)知識(shí)，以找到更好的解題思路。
參考文獻(xiàn)：
[1]高飛.歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用技巧[J].才智，2009（27）
一、建模的理論基礎(chǔ)及過程
1.電功知識(shí)
學(xué)生在電功知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，已經(jīng)知道電流做功的過程實(shí)質(zhì)上就是電能不斷轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過程，同時(shí)知道了電流做功的多少即電功的大小，跟下面這三個(gè)因素的大小有關(guān)：電壓U、電流I、時(shí)間t，計(jì)算公式為W=UIt，并且，對(duì)運(yùn)用這個(gè)公式計(jì)算出的結(jié)果，學(xué)生們也能理解成電能轉(zhuǎn)化為其它形式能之和的一個(gè)總量。
2.焦耳定律
電流通過導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱量，這個(gè)熱量的多少，跟電流I、電阻R、時(shí)間t有關(guān)，計(jì)算公式為Q=I2Rt，這就是焦耳定律。由這個(gè)定律計(jì)算出的數(shù)值，物理老師要引導(dǎo)學(xué)生把它理解為僅是電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的一部分，為下面進(jìn)行歐姆定律成立條件的理論模型構(gòu)建做好鋪墊。
3.引線搭橋之一
老師：當(dāng)電流通過電扇時(shí)，電流在做功過程中會(huì)將電能轉(zhuǎn)化為哪些形式的能呢？
學(xué)生：機(jī)械能和內(nèi)能。
老師：此時(shí)電功W與內(nèi)能Q誰大誰小呢？
學(xué)生：電能W大于內(nèi)能Q，即W>Q。
老師：將上式W>Q中的W和Q，分別用公式W=UIt，Q=I2Rt進(jìn)行替換，不就成了UIt>I2Rt嗎？請(qǐng)同學(xué)們注意觀察這個(gè)不等式它是不是一個(gè)最簡式？
學(xué)生：不是。
老師：請(qǐng)同學(xué)們化簡，并研究一下化簡后所得的新的不等式會(huì)給我們怎樣的啟示？
學(xué)生：不等式兩邊同時(shí)約去It這個(gè)正數(shù)值，不等號(hào)的方向仍不會(huì)改變，即U>IR，這與我們前面學(xué)習(xí)過的歐姆定律I=不相符合。這就表明前面我們所學(xué)的歐姆定律，其成立是有條件限制的，這個(gè)限制條件為什么教科書的前前后后都沒有說明呢？難道說我們找到了一個(gè)教科書上應(yīng)該有的卻不曾有的“新發(fā)現(xiàn)”？同學(xué)們興奮不已，教室里的氣氛頓時(shí)活躍了起來。
老師：同學(xué)們，你們的分析是有根有據(jù)的，做出歐姆定律成立是有條件的，判斷也是正確的。因?yàn)槲覀兯罁?jù)的物理公式W=UIt、Q=I2Rt，電扇工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能的物理事實(shí)，以及運(yùn)用不等式進(jìn)行變形的數(shù)學(xué)知識(shí)都正確無疑。
老師：接下來我們就自然要追問：什么條件下U=IR呢？這個(gè)條件也就是歐姆定律成立的限制條件，請(qǐng)同學(xué)們再接再厲。
4.引線搭橋之二
老師：當(dāng)電流通過哪種或哪類用電器做功時(shí)，它們兩端的U才會(huì)等于流過的電流I與其自身的電阻R的乘積呢？請(qǐng)從電能轉(zhuǎn)化的角度，列舉實(shí)例進(jìn)行分析。
學(xué)生：電流通過電飯煲、電水壺、電熨斗等用電器做功時(shí)，電能會(huì)全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即有W=Q。再將此式中的W和Q，分別用公式W=UIt，Q=I2Rt進(jìn)行替換，得UIt=I2Rt，最后化簡得U=IR。
老師：請(qǐng)同學(xué)們在你們的筆記本上寫出這個(gè)理論的推導(dǎo)過程，好嗎？
學(xué)生：對(duì)電飯煲、電水壺、電熨斗有W=Q
UIt=I2Rt 則U=IR
電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，歐姆定I=就一定成立。
二、建模的功效
1.正確理解和區(qū)分電功或電熱計(jì)算公式的多樣性
對(duì)于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器來說，U=IR，W=UIt都成立，因此，在計(jì)算電功W=UIt公式的四個(gè)量中，除時(shí)間t這一個(gè)物理量外，其它的三個(gè)物理量電壓U、電流I、電阻R，任一個(gè)量可由公式U=IR用另外兩個(gè)量求出，所以，可推出W=UIt=I2Rt=t三個(gè)計(jì)算公式，同理可得Q=UIt=I2Rt=t。而對(duì)于電扇、電動(dòng)機(jī)等這類用電器，由于U>IR，計(jì)算電功只能用W=UIt，計(jì)算電熱只能用Q=I2Rt了。
2.減輕學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解和記憶知識(shí)所造成的心理負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的理論水平和理解能力
比起借用“純電阻”這個(gè)初中學(xué)生根本模糊不清的物理概念來理解和區(qū)分電功和電熱計(jì)算公式的多樣性來說，學(xué)生少吃了一知半解的虧，并且能在老師的引導(dǎo)下，從自己所理解的電功和電熱的計(jì)算公式中，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別和聯(lián)系的數(shù)理推導(dǎo)過程，于自然的融合中，增強(qiáng)了學(xué)生的理論水平，深化了學(xué)生理解知識(shí)的能力。
3.為初中教師鉆研教材、用好教材提供了一種方向
易錯(cuò)點(diǎn)一：對(duì)歐姆定律變形公式的誤解
例根據(jù)歐姆定律公式I=，可變形得到R=。對(duì)此，下列說法中正確的是（）
A． 導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比
B． 導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體中的電流成反比
C． 當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí)，導(dǎo)體的電阻也為零
D． 導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)
典型錯(cuò)誤一根據(jù)R=，認(rèn)為導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，因此選擇A。
典型錯(cuò)誤二根據(jù)R=，認(rèn)為導(dǎo)體的電阻與通過導(dǎo)體的電流成反比。因此選擇B。
錯(cuò)因分析歐姆定律研究的是電流與電壓和電阻的關(guān)系，其變形式R=只是提供了計(jì)算電阻的一種方法，并不能理解為導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與通過導(dǎo)體的電流成反比。
正確答案因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自身因素（材料、長度、橫截面積、溫度等）來決定的，而不受外因（導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流）影響，所以應(yīng)選D。
易錯(cuò)點(diǎn)二：對(duì)歐姆定律同一性和同時(shí)性的忽視
例有一個(gè)電鈴，它的電阻是10 Ω，在正常工作時(shí)，它兩端的電壓應(yīng)該是6 V。但我們手邊現(xiàn)有的電源電壓是8 V，要把這個(gè)電鈴接在這個(gè)電源上，并使它正常工作，應(yīng)怎么辦？
典型錯(cuò)誤要把這個(gè)電鈴接在這個(gè)電源上，并使它正常工作，應(yīng)給它串聯(lián)一個(gè)電阻。
因?yàn)橥ㄟ^電鈴的電流I== A=0.6 A，
又因?yàn)殡娮韪娾彺?lián)，
所以通過電阻的電流I=I=0.6 A，
因此，串聯(lián)一個(gè)電阻為R== Ω=13.3 Ω。
錯(cuò)因分析造成錯(cuò)解的原因是在應(yīng)用歐姆定律時(shí)，沒有注意同一性和同時(shí)性。錯(cuò)解中的最后一步：R=中，U、I代入的數(shù)值是總電壓和總電流，求出的電阻R應(yīng)該是總電阻。
正確答案根據(jù)歐姆定律有：通過電鈴的電流I== A=0.6 A，
又因?yàn)殡娮韪娾彺?lián)，
所以通過串聯(lián)電路的電流I=I=0.6 A，
因此，總電阻R== Ω=13.3 Ω。
又因?yàn)镽=R+R，
所以串聯(lián)一個(gè)電阻為R=R－R=（13.3－10） Ω=3.3 Ω。
易錯(cuò)點(diǎn)三：對(duì)控制變量法的誤解
例小剛用圖1所示電路探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”。在此實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的唯一操作是（）
A. 記錄電流表和電壓表的示數(shù)
B. 將變阻器滑片適當(dāng)向左移動(dòng)
C. 將變阻器滑片適當(dāng)向右移動(dòng)
D. 適當(dāng)增加電池的節(jié)數(shù)
典型錯(cuò)誤電源電壓不變，改變電阻，記錄電流大小，從而找出電流跟電阻的關(guān)系，選A。
錯(cuò)因分析沒有正確理解控制變量法。
正確答案在此實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻由5 Ω更換為10 Ω后，為了探究“一段電路中電流跟電阻的關(guān)系”，必須保持A、B兩點(diǎn)間的電壓不變。此時(shí)由于總電阻變大，總電流變小，因此滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓關(guān)系可知A、B兩點(diǎn)間（一段電路）的電壓變大。要想繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，接下來應(yīng)該使A、B兩點(diǎn)間的電壓減小到原來的值。將變阻器滑片適當(dāng)向右移動(dòng)，使變阻器阻值增大，使電路電流減小。由U=IR可知，A、B兩點(diǎn)間的電壓才會(huì)變小，當(dāng)達(dá)到原來的電壓值時(shí)，停止移動(dòng)滑片，記錄此時(shí)的電流值。應(yīng)選C。
易錯(cuò)點(diǎn)四：對(duì)電路連接關(guān)系不清
例1如圖2所示，電路中的電源電壓保持不變。閉合開關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P由圖中位置向a點(diǎn)移動(dòng)的過程中，電表、、的示數(shù)變化正確的是（）
A. 的示數(shù)減小，的示數(shù)減小，的示數(shù)增大
B. 的示數(shù)增大，的示數(shù)減小，的示數(shù)增大
C. 的示數(shù)增大，的示數(shù)減小，的示數(shù)減小
D. 的示數(shù)減小，的示數(shù)增大，的示數(shù)減小
典型錯(cuò)誤滑動(dòng)變阻器的滑片P由圖中位置向a點(diǎn)移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的阻值變大，根據(jù)歐姆定律公式I=，電路中的電流減小。根據(jù)U=IR可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，因此的示數(shù)減小，燈泡兩端的電壓增大。選擇D。
錯(cuò)因分析電壓表測量的是滑動(dòng)變阻器兩端電壓U。滑動(dòng)變阻器的滑片P由圖中位置向a點(diǎn)移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的阻值R變大，但同時(shí)電流I變小，根據(jù)U=IR無法判斷滑動(dòng)變阻器兩端電壓大小的變化。
正確答案由圖2可知這是一個(gè)串聯(lián)電路，電壓表測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U，測量燈泡兩端的電壓U。滑動(dòng)變阻器的滑片P由圖中位置向a點(diǎn)移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的阻值變大，根據(jù)歐姆定律公式I=，電路中的電流減小，因此的示數(shù)減小。再根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，通過燈泡的電流I=I，又燈泡的電阻R不變，根據(jù)U=IR可知，電壓U減小，因此的示數(shù)減小。由串聯(lián)電路電壓的關(guān)系，可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓U=U-U，因此的示數(shù)增大。應(yīng)選C。
例2如圖3所示電路中，閉合開關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中，圖3中電壓表和電流表的示數(shù)變化正確的是（）
A． 電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大
B． 電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大
C． 電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變小
D． 電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小
典型錯(cuò)誤滑動(dòng)變阻器滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中，電阻變大。根據(jù)U=IR可知，電壓變大，因此電壓表示數(shù)變大。再根據(jù)歐姆定律公式I=，電路中的電流減小，選擇D。
錯(cuò)因分析電路連接關(guān)系不清，沒有注意到滑動(dòng)變阻器與R串聯(lián)后再與R并聯(lián)的關(guān)系。
正確答案滑動(dòng)變阻器與R串聯(lián)后再與R并聯(lián)，不管滑動(dòng)變阻器阻值如何變化，都不會(huì)改變支路電壓。支路電阻的變化引起總電阻的變化，滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中，滑動(dòng)變阻器電阻變大，總電阻變大。根據(jù)歐姆定律公式I=，電路中的總電流減小，因此電流表示數(shù)減小。應(yīng)選C。
易錯(cuò)點(diǎn)五：對(duì)伏安法測電阻原理的誤解
例小剛同學(xué)想用電流表、電壓表測量一段電阻絲R的電阻，他已連接了部分電路，如圖4（a）所示。請(qǐng)你接著完成下列步驟：
（1）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.6 V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖4（b）所示，這時(shí)電路中的電流是________A，電阻絲的電阻為_______Ω。并用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路補(bǔ)畫完整。
（2）若將上面實(shí)驗(yàn)中的定值電阻R換成小燈泡，在多次測電阻的過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表示數(shù)的比值將________。
典型錯(cuò)誤（1）題中連接圖時(shí)，滑動(dòng)變阻器接線柱連入錯(cuò)誤，電壓表、電流表正負(fù)接線柱及量程選錯(cuò)，串、并聯(lián)錯(cuò)誤。
錯(cuò)因分析不清楚滑動(dòng)變阻器及電表接入電路的要求。
正確答案滑動(dòng)變阻器要保證“一上一下”兩個(gè)接線柱接入電路，有時(shí)還要考慮具體是下面哪一個(gè)接線柱接入電路。對(duì)于電表，要求電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出，且選擇符合題意的量程，保證電流表與被測對(duì)象串聯(lián)，電壓表與被測對(duì)象并聯(lián)。（1）0.3；12；電路圖如圖5所示。
典型錯(cuò)誤（2）由伏安法測電阻原理R=可知，電流與電壓成正比，因此電壓表與電流表示數(shù)的比值不變。
錯(cuò)因分析當(dāng)電阻不變時(shí)，電流與電壓才成正比。電阻變化時(shí)，這種正比例關(guān)系就不成立了。
正確答案當(dāng)電壓增大時(shí)，燈絲溫度升高，其電阻增大。由R=可知，電壓表與電流表示數(shù)的比值就是電阻，所以電壓表與電流表示數(shù)的比值將增大。
易錯(cuò)點(diǎn)六：不關(guān)注歐姆定律的適用范圍――純電阻電路
例有一臺(tái)標(biāo)有“220 V 1.1 kW”的電動(dòng)機(jī)，線圈電阻為10 Ω，求它正常工作1 min放出的熱量。
典型錯(cuò)誤由歐姆定律可知，
I== A=22 A，
再由焦耳定律得：
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
錯(cuò)因分析歐姆定律只適用于純電阻電路。本題是含有電動(dòng)機(jī)的非純電阻電路，求電流時(shí)不能使用I=。
正確答案通過線圈的電流I== A=5 A，
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道電動(dòng)勢的定義.
2、理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題.
3、知道電源的電動(dòng)勢等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，電源的電動(dòng)勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和.
4、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
5、理解閉合電路的功率表達(dá)式.
6、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況.
(二)能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律
2、理解路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題.
3、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力.
(三)情感目標(biāo)
1、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)
2、通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系
3、通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想
4、知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢的意義
教學(xué)建議
1、電源電動(dòng)勢的概念在高中是個(gè)難點(diǎn)，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動(dòng)勢的概念時(shí)，可以根據(jù)教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極，克服電場力做功，非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動(dòng)勢的概念;也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法，給出電動(dòng)勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻(兒童滑梯)，幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論.
需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢反映的電源做功的能力，它與外電路無關(guān)，是由電源本生的特性決定的.
電動(dòng)勢是標(biāo)量，沒有方向，這要給學(xué)生說明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說明，做為電源，由正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說明問題方便，也給電動(dòng)勢一個(gè)方向，人們規(guī)定電源電動(dòng)勢的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極.
2、路端電壓與電流(或外電阻)的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線.
學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢.因此，用電壓表測出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢.在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí)，希望通過第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個(gè)問題.
3、最后講述閉合電路中的功率，得出公式，.要從能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)說明，公式左方的表示單位時(shí)間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點(diǎn)，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中.
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
閉合電路的歐姆定律
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求：
(1)鞏固產(chǎn)生恒定電流的條件;
(2)知道電動(dòng)勢是表征電源特性的物理量，它在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
(3)明確在閉合回路中電動(dòng)勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(4)掌握閉合電路的歐姆定律，理解各物理量及公式的物理意義
(5)掌握路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、在物理方法上的要求：
(1)通過電動(dòng)勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和的教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的方法.
(2)從能量和能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢的物理意義.
(3)通過對(duì)路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律的討論培養(yǎng)學(xué)生的推理能力.
(4)通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)：
(1)電動(dòng)勢是表示電源特性的物理量
(2)閉合電路歐姆定律的內(nèi)容;
(3)應(yīng)用定律討論路端電壓、輸出功率、電源效率隨外電阻變化的規(guī)律.
2、難點(diǎn)：
(1)閉合回路中電源電動(dòng)勢等于電路上內(nèi)、外電壓之和.
(2)短路、斷路特征
(3)應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系
三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引入新課：
教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢?(學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢差.)
演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會(huì)看到什么現(xiàn)象?(小燈泡閃亮一下就熄滅.)為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流，但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的.
教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導(dǎo)線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時(shí)，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加.
板書：1、電源：電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.它并不創(chuàng)造能量，也不創(chuàng)造電荷.例如：干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能、核能等轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
教師：電源能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并且能夠提供恒定的電壓，那么不同的電源，兩極間的電壓相同嗎?展示各種干電池(1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào))，請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)觀察電池上面寫的規(guī)格，發(fā)現(xiàn)盡管電池的型號(hào)不同，但是都標(biāo)有“1.5V”字樣.我們把示教電壓表直接接在干電池的兩端進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)結(jié)果確實(shí)是1.5V.講臺(tái)上還擺放有手搖發(fā)電機(jī)、蓄電池、紐扣電池，它們兩端的電壓是否也是1.5V呢?(學(xué)生回答：不是)那么如何知道它們兩端的電壓呢?(學(xué)生：用電壓表直接測量)·
結(jié)論：電源兩極間的電壓完全由電源本身的性質(zhì)(如材料、工作方式等)決定，同種電池用電壓表測量其兩極間的電壓是相同的，不同種類的電池用電壓表測量其兩極間的電壓是不同的.為了表示電源本身的這種特性，物理學(xué)中引入了電動(dòng)勢的概念.
板書：2、電源電動(dòng)勢
教師：從上面的演示和分析可知，電源的電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓.
板書：電源的電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)其兩極間的電壓.
例如，各種型號(hào)的干電池的電動(dòng)勢都是1.5V.那么把一節(jié)1號(hào)電池接入電路中，它兩極間的電壓是否還是1.5V呢?用示教板演示
，電路如圖所示，結(jié)論：開關(guān)閉合前，電壓表示數(shù)是1.5V，開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)變?yōu)?.4V.實(shí)驗(yàn)表明，電路中有了電流后，電源兩極間的電壓減少了.
教師：上面的實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合后，電源兩極間的電壓降為1.4V，那么減少的電壓哪去了呢?用投影儀展示實(shí)驗(yàn)電路，介紹閉合電路可分為內(nèi)、外電路兩部分，電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路，電源外部的叫外電路.接在電源外電路兩端的電壓表測得的電壓叫外電壓.在電源內(nèi)部電極附近的探針A、B上連接的電壓表測得的電壓叫內(nèi)電壓.我們現(xiàn)在就通過實(shí)驗(yàn)來研究閉合電路中電動(dòng)勢和內(nèi)、外電壓之間的關(guān)系.
板書：3、內(nèi)電壓和外電壓
教師：向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)裝置及電路連接方法，重點(diǎn)說明內(nèi)電壓的測量.實(shí)驗(yàn)中接通電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭使其阻值減小，由兩個(gè)電壓表讀出若干組內(nèi)、外電壓和的值.再斷開電鍵，由電壓表測出電動(dòng)勢.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律呢?
學(xué)生：在誤差許可的范圍內(nèi)，內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢.
板書：在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢等于內(nèi)、外電壓之和，即.
下面我們來分析在整個(gè)電路中電壓、電流、電阻之間的關(guān)系.
教師：我們來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖所示
觀察電鍵S先后接通1和2時(shí)小燈泡的亮度.
結(jié)論：把開關(guān)撥到2后，發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度比剛才接3V的電源時(shí)還稍暗些.怎么解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?這就要用到我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——閉合電路的歐姆定律.
板書：閉合電路的歐姆定律
教師：在圖1所示電路圖中，設(shè)電流為，根據(jù)歐姆定律，，，那么，電流強(qiáng)度，這就是閉合電路的歐姆定律.
板書：4、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容：閉合電路中的電流強(qiáng)度和電源電動(dòng)勢成正比，和電路的內(nèi)外電阻之和成反比.表達(dá)式為.
同學(xué)們從這個(gè)表達(dá)式可以看出，在電源恒定時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度隨電路的外電阻變化而變化;當(dāng)外電路中的電阻是定值電阻時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度和電源有關(guān).
教師：同學(xué)們能否用閉合電路的歐姆定律來解釋上一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢?
學(xué)生：9V的電源如果內(nèi)電阻很大，由閉合電路的歐姆定律可知，用它做電源，電路中的電流I可能較小;而電動(dòng)勢3V的電源內(nèi)阻如果很小，電路中的電流可能比大，用這兩個(gè)電源分別給相同的小燈泡供電，燈泡的亮度取決于，那么就出現(xiàn)了剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了.
教師：很好.一般電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)可以認(rèn)為是不變的.那么外電阻的變化，就會(huì)引起電路中電流的變化，繼而引起路端電壓、輸出功率、電源效率等的變化.
幾個(gè)重要推論
(1)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律
板書：5幾個(gè)重要推論
(l)路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律演示實(shí)驗(yàn),圖3所示電路，
4節(jié)1號(hào)電池和1個(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)組成電源(因?yàn)橥ǔｋ娫磧?nèi)阻很小，的變化也很小，現(xiàn)象不明顯)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)是如何隨變化?
教師：從實(shí)驗(yàn)出發(fā)，隨著電阻的增大，電流逐漸減小，路端電壓逐漸增大.大家能用閉合電路的歐姆定律來解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎?
學(xué)生：因?yàn)樽兇?，閉合電路的總電阻增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，，電路中的總電流減小，又因?yàn)?，則路端電壓增大.
教師：正確.我們得出結(jié)論，路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.一般認(rèn)為電動(dòng)勢和內(nèi)電阻在短時(shí)間內(nèi)是不變的，初中我們認(rèn)為電路兩端電壓是不變的，應(yīng)該是有條件的，當(dāng)無窮大時(shí)，0，外電路可視為斷路，0，根據(jù)，則，即當(dāng)外電路斷開時(shí)，用電壓表直接測量電源兩極電壓，數(shù)值等于電源的電動(dòng)勢;當(dāng)減小為0時(shí)，電路可視為短路，為短路電流，路端電壓.
板書5：路端電壓隨外電阻增大而增大，隨外電阻減小而減小.斷路時(shí)，∞，0，;短路時(shí)，，.
電路的路端電壓與電流的關(guān)系可以用圖像表示如下
(2)電源的輸出功率隨外電阻變化的規(guī)律.
教師：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(設(shè)、r是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率，
又因?yàn)椋?/p>
所以，
當(dāng)時(shí)，電源有最大的輸出功率.我們可以畫出輸出功率隨外電阻變化的圖線，如圖所示.
板書6：在純電阻電路中，當(dāng)用一個(gè)固定的電源(即、是定值)向變化的外電阻供電時(shí)，輸出的功率有最大值.
教師：當(dāng)輸出功率最大時(shí)，電源的效率是否也最大呢?
板書7：電源的效率隨外電阻變化的規(guī)律
教師：在電路中電源的總功率為，輸出的功率為，內(nèi)電路損耗的功率為，則電源的效率為，當(dāng)變大，也變大.而當(dāng)時(shí)，即輸出功率最大時(shí)，電源的效率=50%.
板書8：電源的效率隨外電阻的增大而增大.
四、講解例題
五、總結(jié)
探究活動(dòng)
1、調(diào)查各種不同電源的性能特點(diǎn)。
(包括電動(dòng)勢、內(nèi)阻、能量轉(zhuǎn)化情況、工作原理、可否充電)
2、考察目前對(duì)廢舊電池的回收情況。
(1)化學(xué)電池的工作原理;
(2)廢舊電池對(duì)環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在哪些方面;
(3)當(dāng)前社會(huì)對(duì)廢舊電池的重視程度;
(4)廢舊電池的回收由哪些主要的途徑和利用方式;
關(guān)鍵詞：課堂環(huán)節(jié)；探究情境；教學(xué)質(zhì)量
目前,技工學(xué)校都面臨著一個(gè)困惑：學(xué)生基礎(chǔ)差、積極性不高；電子電工學(xué)科抽象，學(xué)生不易接受。因此單向的教學(xué)方式已不符合現(xiàn)有的教學(xué)狀況?，F(xiàn)狀告訴我們：只有加強(qiáng)互動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)才是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。
提高課堂教學(xué)質(zhì)量，根本在于教師是否能夠抓住學(xué)生的心。筆者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐和電子電工這門學(xué)科的實(shí)際情況，進(jìn)行了一系列的嘗試，認(rèn)為巧妙地創(chuàng)設(shè)問題性探究情境可以從以下幾方面著手：
一、創(chuàng)設(shè)探究情境，以疑激思，導(dǎo)入新課
快速、有效地導(dǎo)入新課，是使課堂教學(xué)獲得成功的一個(gè)關(guān)鍵。而以實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，并通過設(shè)置疑問啟發(fā)學(xué)生思維的新課導(dǎo)入法，是教師引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種可行有效的方法。
例如：在進(jìn)行“閉合電路歐姆定律”的教學(xué)時(shí)，可先設(shè)計(jì)一個(gè)電路：把E1=3 V、E2=9 V的兩個(gè)電源的一端并聯(lián)，并聯(lián)端與小燈泡的一端連接，小燈泡的另一端與開關(guān)S一端連接，然后，把開關(guān)的一端與E1E2的一端分別連接。再進(jìn)行以下演示：先將開關(guān)扳到位置1，觀察現(xiàn)象，此時(shí)小燈泡幾乎發(fā)白光。接著讓學(xué)生討論、猜想：如果老師把開關(guān)扳到位置2，將會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？大多數(shù)學(xué)生討論的結(jié)果是燈泡會(huì)燒毀，而實(shí)際的結(jié)果卻是燈泡的亮度還不如接電源E1時(shí)亮。這是怎么回事呢？原來是電源內(nèi)部的電阻在起作用。這個(gè)結(jié)果大大出乎學(xué)生意料之外。他們內(nèi)心已經(jīng)形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)被這一現(xiàn)象嚴(yán)重打破了。這時(shí)渴求得到理論上解釋的心情非常迫切，我們教師就可以輕松地帶領(lǐng)著學(xué)生走進(jìn)探求知識(shí)的新天地。
二、創(chuàng)設(shè)探究情境，深化理解，突破教學(xué)難點(diǎn)
電子電工學(xué)中很多概念和定律都比較抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)常感到困惑。但它們之間又有許多相似之處和密切聯(lián)系。我們可以利用簡單的實(shí)驗(yàn)通過比較的方式創(chuàng)設(shè)探究情境，順利地突破教學(xué)難點(diǎn)。
比如，我們在講授“磁路歐姆定律”的內(nèi)容時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“磁路”這一概念較難理解。我們可以先演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取一條形磁鐵放在低壓電源上，待會(huì)兒拿條形磁鐵去吸引大頭針，發(fā)現(xiàn)一顆也吸不住。學(xué)生的興趣瞬間被眼前的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象激發(fā)出來了。我們可以趁機(jī)提出問題：本來具有磁性的條形磁鐵為什么此刻連一顆大頭針也吸不??？磁鐵的磁性怎么會(huì)消失呢？激起學(xué)生的好奇心理后，立即解釋清楚其中的原因。在解決了“磁路”這個(gè)問題后，我們又可以根據(jù)“磁路歐姆定律”與“電路歐姆定律”的相似性，拿它們進(jìn)行對(duì)比，創(chuàng)設(shè)一系列的問題來幫助學(xué)生理解定律：它們形式上是否相似？“電路歐姆定律”討論的是電動(dòng)勢E、電流I和電阻R三者之間的關(guān)系，“磁路歐姆定律”討論的是哪三個(gè)物理量之間的關(guān)系呢？在磁路與電路的對(duì)比中，磁動(dòng)勢Fm、磁通Φ、磁阻Rm各自對(duì)應(yīng)電路中的什么等等。如此問題性探究情境的創(chuàng)設(shè)不僅能輕松地為學(xué)生解惑，而且能增進(jìn)學(xué)生對(duì)概念和定律的理解，課堂教學(xué)質(zhì)量自然就提高了。
三、創(chuàng)設(shè)探究情境，啟思理緒，巧妙分析解決問題
課堂教學(xué)中，教師若能構(gòu)建一個(gè)具有階梯性和延伸性的探究情境，有助于學(xué)生理清解題思路，其啟發(fā)作用比我們習(xí)慣的陳述性講解法要好得多，還能培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)密邏輯思維能力，起到舉一反三的作用。
構(gòu)建具有階梯性和延伸性的探究情境，是指問題探究的設(shè)計(jì)要由淺入深，由易到難，把學(xué)生思維逐步引向新的高度。也就是說，我們要善于把一個(gè)復(fù)雜的、難度較大的課題分解成若干相互聯(lián)系的子問題，或幾個(gè)小階段，這些子問題不僅要緊扣當(dāng)前教學(xué)應(yīng)當(dāng)解決的問題，還要蘊(yùn)含與當(dāng)前問題有關(guān)但需要學(xué)生進(jìn)一步去思考、去探索的問題。同時(shí)我們要注意學(xué)生已有知識(shí)、心理發(fā)展水平和學(xué)習(xí)材料的難易程度，使知識(shí)的“探索”過程和“獲取”過程有機(jī)統(tǒng)一；其次教師設(shè)置的探究問題要梯度適中、排列有序，形成有層次結(jié)構(gòu)的開放性系統(tǒng)，并不斷地與外界教學(xué)環(huán)境保持能量、信息的交換和延伸，使學(xué)生產(chǎn)生“有階可上、步步登高”的愉悅感，從而興趣盎然的接受知識(shí)，訓(xùn)練自己的思維能力。
四、創(chuàng)設(shè)探究情境，歸納提煉，總結(jié)授課要點(diǎn)
課堂教學(xué)過程應(yīng)該是以不斷地提出探究問題并解決問題的方式來獲取新知識(shí)、新思維的過程。探究情境對(duì)于學(xué)生來說，除了能引發(fā)他們對(duì)問題進(jìn)行思考外，也能有效地引導(dǎo)他們對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，構(gòu)建知識(shí)框架，使課堂教學(xué)能突出重點(diǎn)，強(qiáng)化目標(biāo)。例如，進(jìn)行“庫侖定律”課題教學(xué)時(shí)，在引出、陳述、應(yīng)用定律之后對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納，我們可以采用生動(dòng)的提問式歸納法替代呆板的直述式歸納法；靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力遵循什么規(guī)律？這種作用力的大小與哪些因素有關(guān)？方向如何？“點(diǎn)電荷”這一概念怎樣理解？庫侖定律適用于非點(diǎn)電荷間的相互作用力嗎等等。這種方式不僅使整堂課更顯活潑，而且歸納提煉的效果也更好。
上一期文章介紹了自制歐姆表的作品創(chuàng)意。但在測試階段，我們發(fā)現(xiàn)測量0～1KΩ的電阻時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)角度很小，誤差很大。不知道大家有沒有想出優(yōu)化方案呢？對(duì)于這個(gè)問題，仁者見仁，智者見智。我也提出了解決方案，供大家參考。
如圖1，這是原歐姆表的儀表盤。表盤的量程為0～10KΩ。經(jīng)過測試，發(fā)現(xiàn)0～1KΩ的電阻測量誤差較大，需要進(jìn)一步優(yōu)化作品，增加0～1KΩ的精確度。一定要注意，這里的誤差是指指針指示的誤差，如果用串口監(jiān)視器觀察電阻值，就會(huì)發(fā)現(xiàn)串口顯示的數(shù)值誤差較小，一旦轉(zhuǎn)換成舵機(jī)的變化角度，誤差就很明顯。
那么，如何解決這個(gè)問題呢？真實(shí)的指針式電壓表或者電流表一般有兩個(gè)量程，并且兩個(gè)量程共用一個(gè)表盤。由此可以做出猜想，歐姆表的大小量程是否可以共用一個(gè)表盤呢？將0～1 KΩ放大到整個(gè)表盤上，是否能實(shí)現(xiàn)0～1KΩ小量程段的精確測量？
改裝
首先對(duì)表盤進(jìn)行改進(jìn)，在同一個(gè)表盤標(biāo)明兩個(gè)量程。如圖2，在原有的基礎(chǔ)上，將1KΩ均勻分成10份。每一份表示0.1KΩ，最小刻度為0.05KΩ。這是歐姆表改進(jìn)的第一步。
除了對(duì)表盤進(jìn)行改進(jìn)外，是否還需要改進(jìn)原歐姆表的電路連接呢？上文已經(jīng)提到，對(duì)0～1KΩ電阻測量時(shí)，串口監(jiān)視器觀測到的電阻值顯示精確，但轉(zhuǎn)換成為舵機(jī)顯示的數(shù)值時(shí)誤差較大，因此可以推斷出，電阻的計(jì)算公式完全正確，但在電阻值對(duì)應(yīng)舵機(jī)角度變化的程序編寫上，需要進(jìn)一步優(yōu)化。因此，多量程歐姆表電路連接圖與原有電路圖相比，只增加紅、綠LED燈。綠燈和紅燈正極分別連接到2、3管腳，負(fù)極共地。紅、綠LED燈因程序需要添加，下文會(huì)詳述（如上頁圖3）。
玩轉(zhuǎn)
重新編寫程序，需要設(shè)置多量程歐姆表的量程為0～1KΩ與0～10 KΩ。當(dāng)程序檢測到電阻小于1KΩ時(shí)，r值放大100倍，與表盤100度對(duì)應(yīng)；當(dāng)檢測到電阻大于1KΩ時(shí)，r值放大10倍，與表盤100度對(duì)應(yīng)。這個(gè)程序仍會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題：觀察者不知道舵機(jī)顯示的阻值是大于1KΩ還是小于1KΩ。因此，有必要加入提示，我們?yōu)殡娐诽砑蛹t綠燈，區(qū)分電阻大小。當(dāng)檢測到電阻大于等于1 KΩ時(shí)，紅燈亮；當(dāng)檢測到電阻小于1KΩ時(shí)，綠燈亮。打開Mixly圖形化編程，編寫程序。
程序的編寫大致分為三個(gè)部分：第一個(gè)部分是對(duì)變量的定義，第二個(gè)部分是各個(gè)小程序的編寫，第三個(gè)部分是用程序語句連接各個(gè)小程序，實(shí)現(xiàn)多量程歐姆表的功能。
第一部分程序定義變量。定義analog變量為小數(shù)變量，初始值為0，模擬端口A0的數(shù)值會(huì)賦予這個(gè)變量。同理，經(jīng)過歐姆定律公式計(jì)算，得到的待測電阻數(shù)值用r來表示：r擴(kuò)大10倍得到的數(shù)值賦予a，a表示0～10KΩ電阻；r擴(kuò)大100倍得到的數(shù)值賦予b，b表示0～1KΩ電阻（如圖4）。
第二部分是各個(gè)小程序的編寫。首先根據(jù)歐姆定律，編寫待測電阻的計(jì)算程序。將模擬端口的A0數(shù)值賦予analog變量，再代入計(jì)算公式中。這里的計(jì)算公式與上述歐姆定律的計(jì)算公式一致。不同的是，總電壓V原先是5V，現(xiàn)在是與5V對(duì)應(yīng)的1023，而電壓V1用變量analog表示。
名為“電阻”的程序被執(zhí)行后，會(huì)得到待測電阻的精確數(shù)值r。程序如上頁圖5所示。
舵機(jī)顯示0～1KΩ電阻測量值，首先將數(shù)值r放大100倍，之后與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)綠燈亮，程序如上頁圖6所示。輸出管腳2為高、3為低表示綠燈亮、紅燈滅。
舵機(jī)顯示0～10KΩ電阻測量值，首先將數(shù)值r放大10倍，之后與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)紅燈亮，程序如上頁圖7所示。輸出管腳2為低、3為高表示綠燈滅、紅燈亮。
第三部分程序，是用邏輯關(guān)系連接第二部分的程序。如果r小于1KΩ，執(zhí)行“0～1KΩ程序”，如果r大于等于1KΩ，執(zhí)行“0～10KΩ程序”。需要注意的是，要想使歐姆表能夠及時(shí)復(fù)位，當(dāng)不測量阻值，即analog變量等于0時(shí)，將指針旋轉(zhuǎn)到10KΩ的位置。具體程序如上頁圖8所示。
最后，連接三部分程序，得到最終程序，如圖9所示。
分享
在高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中，把科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容放到同等重要的地位，明確提出讓學(xué)生“經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題”. 基于這一理念，人教版教材突出了規(guī)律的建立過程. 但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，由演繹方法建立起的部分物理規(guī)律之中，存在著以特殊模型為前提演繹得出一般物理規(guī)律的現(xiàn)象；而對(duì)于由實(shí)驗(yàn)歸納方法建立起的部分物理規(guī)律之中，教材往往直接指出如何進(jìn)行歸納，而沒有充分體現(xiàn)過程與方法.
二、 對(duì)幾個(gè)物理規(guī)律的重構(gòu)建議
在人教版教材中，《動(dòng)能定理》《焦耳定律》《閉合電路歐姆定律》三個(gè)物理規(guī)律都是以特殊模型為演繹起點(diǎn)、通過理論演繹建立起的一般規(guī)律，而演繹方法的規(guī)則是由一般到特殊，故教材的呈現(xiàn)方式隱含著邏輯問題；《楞次定律》是通過實(shí)驗(yàn)歸納方法建立起來的，但在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納時(shí)，沒有充分運(yùn)用科學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，而是直接提示學(xué)生通過“中介”——“感應(yīng)電流的磁場”來進(jìn)行歸納. 有鑒于此，建議對(duì)它們的呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
1. 對(duì)動(dòng)能定理的重構(gòu)建議
（1） 教材分析
動(dòng)能定理是通過理論演繹的途徑建立起來的，具體過程如下：
由牛頓第二定律F＝ma=m及功的定義dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv，
將上式積分有W=mv22-mv21.
教材據(jù)圖1所示的物理模型，運(yùn)用牛頓第二定律F＝ma與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22-v21=2ax進(jìn)行理論演繹，得出W=mv22-mv21，并直接指出此式即為動(dòng)能定理，縱觀上面的推理過程，其邏輯關(guān)系實(shí)質(zhì)如圖2所示.
上述演繹推理的大前提是牛頓第二定律，小前提是物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那么，由此演繹得出的W=mv22-mv21的適用條件自然是與小前提相同的，因此，我們不能將其稱之為動(dòng)能定理. 盡管教材此后也就物體受多個(gè)力作用及曲線運(yùn)動(dòng)情況作了說明或提示，但仍然不是對(duì)動(dòng)能定理真正意義上的建構(gòu)，故有必要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
（2） 重構(gòu)方案
由于學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制，在高中階段不可能運(yùn)用理論演繹的方法建立起動(dòng)能定理，為此，建議根據(jù)分類方法，分別就直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)兩類情況設(shè)計(jì)的遞進(jìn)性問題鏈，變理論演繹為演繹與歸納相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生在問題解決中“發(fā)現(xiàn)”動(dòng)能定理.
類型一：直線運(yùn)動(dòng)
問題1 在圖1所示的水平面上，如果物體與水平面間有摩擦力作用，物體的動(dòng)能變化量與什么功相對(duì)應(yīng)？
通過對(duì)此問題的探究，把W=mv22-mv21的適用范圍推廣至多力做功情況，此時(shí)的W為合外力所做的功，同時(shí)能使學(xué)生產(chǎn)生問題意識(shí)，即：這一結(jié)論是否具有普遍性？是否適用變力、曲線運(yùn)動(dòng)情況？從而生成新的問題.
問題2 如圖3所示，物體在粗糙的水平面運(yùn)動(dòng)，在l1、l2段分別受到水平力F1、F2作用，則物體在整個(gè)過程中的動(dòng)能變化量與什么功相對(duì)應(yīng)？
通過對(duì)它的探究，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)起多過程問題中功和動(dòng)能變化量的關(guān)系，并把單過程中的合外力功W擴(kuò)展至各過程中功的代數(shù)和，從而加深了對(duì)功W的理解.
問題3 如果物體在粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的水平作用力F是變化的，則物體的動(dòng)能變化量又與什么功相對(duì)應(yīng)？
這是由問題2衍生出的直線運(yùn)動(dòng)中更為一般的問題，通過問題2的啟發(fā)，學(xué)生能運(yùn)用微元法進(jìn)行演繹推理，并得出W=mv22-mv21.
在上面三個(gè)問題中，對(duì)應(yīng)的物理模型都是在水平面上的運(yùn)動(dòng)物體，對(duì)于其他類型的直線運(yùn)動(dòng)，學(xué)生也容易得出W=mv22-mv21的結(jié)論，從而通過問題解決建構(gòu)起直線運(yùn)動(dòng)中功與動(dòng)能變化量間的關(guān)系，那么此結(jié)論對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)是否成立？如果成立，我們就發(fā)現(xiàn)了一條新的物理規(guī)律，由此生成類型二的問題.
類型二：曲線運(yùn)動(dòng)
問題4 從高為H處將一物體以一速度v0沿水平方向拋出，重力對(duì)物體所做的功與物體的動(dòng)能變化量之間存在什么關(guān)系？
以此問題為支架，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)物理科學(xué)方法在探究過程中的作用，實(shí)踐表明，學(xué)生對(duì)此問題能從兩個(gè)角度進(jìn)行探究，一是運(yùn)用“猜想—檢驗(yàn)”模式，先提出假說“重力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量”，然后運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)；二是運(yùn)用微元方法，化曲為直，進(jìn)行演繹推理. 同時(shí)，也使學(xué)生意識(shí)到要建立一個(gè)新的物理規(guī)律，還需要對(duì)一般的曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，從而衍生出問題5.
問題5 如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)，且受到變力作用，則物體的動(dòng)能變化量又與什么功相對(duì)應(yīng)？
對(duì)此，學(xué)生運(yùn)用類比方法得出W=mv22-mv21.
在對(duì)以上兩類問題探究的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論歸納，進(jìn)而在問題解決中建構(gòu)起具有普遍意義的動(dòng)能定理.
2. 對(duì)焦耳定律的重構(gòu)建議
（1） 教材分析
在物理學(xué)史上，焦耳定律是由焦耳通過實(shí)驗(yàn)歸納方法得出的. 而在新教材中，沒有重現(xiàn)物理學(xué)史，而是以電流通過純電阻元件為前提，通過理論演繹方法對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)，具體的邏輯關(guān)系如圖4.
顯然，上面推理過程的大前提是普遍適用的電功公式W=IUt，小前提是電流通過純電阻元件，因而得到的結(jié)論Q=I2Rt也只適用于純電阻元件，而由實(shí)驗(yàn)歸納方法建立起來的焦耳定律是適用于任何電路元件的，故需要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
（2） 重構(gòu)方案
盡管運(yùn)用理論演繹方法在建立焦耳定律時(shí)面臨邏輯問題，但在課堂教學(xué)中，完全重現(xiàn)焦耳的實(shí)驗(yàn)歸納方法也是不可取的，因?yàn)樵谶\(yùn)用實(shí)驗(yàn)歸納方法時(shí)，要面臨諸如實(shí)驗(yàn)類型、精度等一系列問題. 為此，建議運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方法來建構(gòu)焦耳定律，具體內(nèi)容如下.
①通過定性分析，得出影響焦耳熱的物理量有R、I、t
②理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及其思維操作
設(shè)阻值為R0的用電器通以電流I0，在時(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q0，依據(jù)等效思想，運(yùn)用控制變量法來探究其他情況下產(chǎn)生的焦耳熱與Q0的關(guān)系，進(jìn)而建構(gòu)起Q與R、I、t的大致關(guān)系.
問題1 在電流、電阻不變的情況下，探究焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系.
理想實(shí)驗(yàn)：如圖5，在電流I0、電阻R0不變情況下，在兩個(gè)時(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q之和即為2t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q1，故有Q1＝2Q0，由此可見，Q∝t.
在上面設(shè)計(jì)的理想實(shí)驗(yàn)中，為探究焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系，運(yùn)用了倍增方法和控制變量法，把待探究的時(shí)間設(shè)計(jì)為t0的整數(shù)倍，便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)焦耳熱Q與時(shí)間t的關(guān)系，下面兩個(gè)理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想與此相同.
問題2 在電流I0及時(shí)間t0一定的情況下，探究產(chǎn)生的焦耳熱Q與電阻R的關(guān)系.
理想實(shí)驗(yàn)：如圖6所示，在電流I0及時(shí)間t0一定的情況下，電阻為2R0產(chǎn)生的焦耳熱與兩個(gè)阻值為R0的電阻串聯(lián)后在時(shí)間t0產(chǎn)生的焦耳熱等效，也即Q2=2Q0，故有Q∝R.
問題3 在電阻R0及時(shí)間t0一定的情況下，探究產(chǎn)生的焦耳熱Q與電流I的關(guān)系.
在運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)得出Q與R、t的關(guān)系后，要探究Q與I的關(guān)系，可用倍增方法構(gòu)造出電流為I0的情況，以便借助上面的結(jié)論進(jìn)行思維操作.
理想實(shí)驗(yàn)：在電阻R0及時(shí)間t0一定情況下，通以2I0的電流時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q3，根據(jù)等效思想，其產(chǎn)生的熱量等效為阻值為2R0的兩電阻并聯(lián)后產(chǎn)生的焦耳熱之和，見圖7. 由問題2知Q′3＝2Q0，而Q3與Q′3的關(guān)系為Q3＝2Q′3，也即有Q3＝2Q′3＝4Q0，故有Q∝I2.
③焦耳定律的建構(gòu)
在對(duì)上面的理想實(shí)驗(yàn)的思維操作基礎(chǔ)上，再運(yùn)用綜合方法，可建構(gòu)起焦耳熱Q與I、R及時(shí)間t的關(guān)系為Q＝kI2Rt，其中常數(shù)k可由實(shí)驗(yàn)確定，從而運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)等科學(xué)方法建立起焦耳定律.
3. 對(duì)閉合電路歐姆定律的重構(gòu)建議
（1） 教材分析
教材的編寫思想是通過理論演繹把能量守恒定律與閉合電路歐姆定律聯(lián)系起來，充分體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性，同時(shí)又能幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu). 基于這一思想，教材以純電阻電路為前提，運(yùn)用能量守恒定律建立起閉合電路歐姆定律，其邏輯關(guān)系如圖8所示.
從上面邏輯關(guān)系可以看出，理論演繹的小前提是純電阻電路，大前提是能量守恒定律，因而導(dǎo)出的E＝IR+Ir及I=也只適用于純電阻電路，但是教材緊接著又由只適用純電阻電路的E＝IR+Ir推出適用于一般電路的E=U外+U內(nèi)，這就產(chǎn)生了邏輯問題. 因此有必要對(duì)其呈現(xiàn)方式進(jìn)行重構(gòu).
（2） 重構(gòu)方案
在運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行理論演繹時(shí)，應(yīng)該遵循理論演繹的規(guī)則，即從一般情況出發(fā)，導(dǎo)出相應(yīng)的規(guī)律，然后再運(yùn)用理論演繹得出純電阻電路中的閉合電路歐姆定律，具體方式如下.
對(duì)于圖9所示的電路，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，方框內(nèi)元件性質(zhì)未知，電路中的電流為I，路端電壓為U. ①在時(shí)間t內(nèi)，外電路中消耗的電能E外為多少？②在時(shí)間t內(nèi)，內(nèi)電路中電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能E內(nèi)多少？③在時(shí)間t內(nèi)，電源中非靜電力做的功W為多少？④根據(jù)能量守恒定律，W與E外、E內(nèi)的關(guān)系是什么？
對(duì)于上面四個(gè)問題，學(xué)生依據(jù)有關(guān)功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt，對(duì)其整理后得到E＝U+Ir，其中，Ir是電源的內(nèi)電壓，故此式也可寫成E＝U外+U內(nèi)，這兩個(gè)關(guān)系式即為一般意義上的歐姆定律，它適用于一切電路.
對(duì)于純電阻電路有U＝IR，則有I＝. 這是純電阻電路中的閉合電路歐姆定律.
4. 對(duì)楞次定律的重構(gòu)建議
（1） 教材分析
本節(jié)教材的編寫是以問題與問題解決為紐帶，引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題等步驟去掌握知識(shí)，意在突出科學(xué)探究，著眼于學(xué)生探究能力的提高，其教學(xué)流程如下：
其中重溫的實(shí)驗(yàn)如圖10所示，而且運(yùn)用草圖記錄相關(guān)信息，以便歸納出楞次定律.
在運(yùn)用圖10所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納時(shí)，面臨一個(gè)關(guān)鍵問題，就是如何從眾多的物理現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)因素中尋找歸納的方向，對(duì)此，教材直接提出：“是否可以通過一個(gè)‘中介’——‘感應(yīng)電流的磁場’來表述這一關(guān)系”，以此引導(dǎo)學(xué)生歸納出楞次定律. 但問題的關(guān)鍵是，我們是怎么想到從原磁場方向與感應(yīng)電流的磁場方向的關(guān)系進(jìn)行歸納的？
（2） 重構(gòu)方案
根據(jù)分類方法，影響感應(yīng)電流方向的因素有如下三類：一類是外部因素（磁場強(qiáng)弱、磁場方向、磁鐵運(yùn)動(dòng)方向、磁通量變化等）；第二類是自身因素（線圈粗細(xì)、線圈的繞制方式等）；最后是自身與外部相互聯(lián)系的方式. 在探究感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)時(shí)，需要圍繞這三類因素設(shè)計(jì)一些針對(duì)性的問題，讓學(xué)生在問題解決中，提出猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，修正猜想，最終“發(fā)現(xiàn)” 楞次定律，具體方案如下.
①探究感應(yīng)電流方向與外界因素之間的關(guān)系
問題1 感應(yīng)電流方向與磁場變化快慢有無關(guān)系？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題2 感應(yīng)電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小有無關(guān)系？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題3 分析圖10甲和圖11所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明影響感應(yīng)電流方向的外界因素有哪些.
設(shè)置問題3的目的是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)兩類電磁感應(yīng)問題的共同的外部特性進(jìn)行歸納，總結(jié)出影響感應(yīng)電流方向的外部因素是磁場方向和磁通量的變化，從而為進(jìn)一步探究奠定基礎(chǔ).
②探究感應(yīng)電流方向與自身因素之間的關(guān)系
為了探究感應(yīng)電流方向與自身因素的關(guān)系，可設(shè)置以下兩個(gè)問題.
問題4 試猜測感應(yīng)電流方向與線圈的粗細(xì)、匝數(shù)是否有關(guān)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想.
問題5 感應(yīng)電流方向與線圈的繞行方向是否有關(guān)？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想，并把實(shí)驗(yàn)信息記錄在草圖上.
通過問題5，引導(dǎo)學(xué)生提出猜想，并通過控制變量法，在保證磁場方向和磁通量變化方式相同的情況下，設(shè)計(jì)出圖12所示的實(shí)驗(yàn)對(duì)猜想進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)而研究感應(yīng)電流方向與繞行方向的關(guān)系.
根據(jù)實(shí)驗(yàn)所記錄的信息發(fā)現(xiàn)，在線圈的繞行方式變化時(shí)，回路中的感應(yīng)電流方向也隨之變化，但是線圈中的電流繞行方向是不變的，此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生探究在線圈的繞行方式變化時(shí)，什么因素是不變的？
實(shí)踐表明，按此方法重構(gòu)后，學(xué)生能尋找到以“感應(yīng)電流的磁場方向”為中介進(jìn)行歸納，于是衍生出問題6.
③探究感應(yīng)電流方向與內(nèi)外關(guān)聯(lián)方式之間的關(guān)系
由于本節(jié)是在學(xué)習(xí)了電流和電路、電壓和電阻知識(shí)之后，并且內(nèi)容是定量地探究電壓、電流、電阻的關(guān)系．所以直切主題，啟發(fā)學(xué)生通過對(duì)三者的概念理解初步得出電流與電壓、電流與電阻的定性關(guān)系．
2強(qiáng)化電路設(shè)計(jì)、突出難點(diǎn)，合理利用課堂生成
筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)電路圖的設(shè)計(jì)是本節(jié)課的難點(diǎn)之一，打破以往過分重視實(shí)驗(yàn)過程，輕設(shè)計(jì)的觀念．學(xué)生只有清楚地理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理及目的，才會(huì)在接下來的實(shí)驗(yàn)中得心應(yīng)手．引導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的雙主教學(xué)模式．在設(shè)計(jì)電流與電壓的關(guān)系的電路時(shí)，學(xué)生很容易想到的是用電壓表、電流表來測量電壓和電流．用電器的選擇學(xué)生會(huì)提出用小燈泡、定值電阻;而如何改變用電器兩端電壓將成為學(xué)生思維的障礙，學(xué)生會(huì)提出更換電池節(jié)數(shù)、串聯(lián)定值電阻分壓等方案．由于前面變阻器的學(xué)習(xí)學(xué)生通過把變阻器串聯(lián)在電路中移動(dòng)滑片觀察燈泡的亮度變化這一直觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，清楚了變阻器可以改變電路中的電流及保護(hù)電路的作用．而對(duì)滑動(dòng)變阻器可以改變用電器兩端電壓這一性質(zhì)理解模糊，所以幫助學(xué)生理解滑動(dòng)變阻器可以改變用電器兩端電壓成為此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)．教師可以通過連接實(shí)物電路圖，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片觀察電壓表示數(shù)來實(shí)現(xiàn)教學(xué)．強(qiáng)調(diào)探究三個(gè)物理量之間的關(guān)系，要控制變量．正如葉瀾教授所說:“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都遵循固定線路而設(shè)有激情的形成”，課堂上會(huì)產(chǎn)生一些意料之外的有價(jià)值的資源，所以教師不應(yīng)抓住預(yù)設(shè)教案不放，要及時(shí)調(diào)整預(yù)設(shè)，關(guān)注并有效利用生成資源．所以在電路原理圖設(shè)計(jì)部分，是教師與學(xué)生思維碰撞的最佳時(shí)期，教師應(yīng)充分把握學(xué)生思維的盲點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整方案．
3合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，巧妙處理數(shù)據(jù)
課標(biāo)對(duì)《歐姆定律》這一節(jié)有三個(gè)要求:(1)通過實(shí)驗(yàn)，探究電流與電壓，電流與電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律;(2)理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡單的電路問題;(3)通過計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解答電學(xué)問題的良好習(xí)慣．顯然，這節(jié)課教學(xué)內(nèi)容比較緊張，需要教師在有限的時(shí)間內(nèi)高效完成教學(xué)任務(wù)．為了完成第一個(gè)課標(biāo)要求教師要設(shè)計(jì)兩次實(shí)驗(yàn)才能完成，這種方法受課堂時(shí)間限制可能完不成教學(xué)任務(wù)．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完畢，再提出連接實(shí)物圖有哪些注意事項(xiàng)，學(xué)生可以通過思考對(duì)前面所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行回顧，給學(xué)生更多的思考空間，課堂關(guān)注讓不同層次的學(xué)生有收獲．這樣可以從學(xué)生中發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修正教學(xué)，便于抓住教學(xué)的契機(jī)．在物理教學(xué)過程中學(xué)生行為上的探究和思想上的探究都要有．教師可以合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告單記錄數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)兩項(xiàng)規(guī)定，一項(xiàng)是規(guī)定動(dòng)作，要求每組都測1V、2V、3V電壓下通過定值電阻的電流;另外再附加一項(xiàng)，在量程范圍內(nèi)學(xué)生可以自由選擇幾組電壓值進(jìn)行測量．在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，每三組發(fā)放同一個(gè)阻值的電阻，發(fā)三個(gè)不同的電阻。啟發(fā)學(xué)生通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓是1V、2V、3V時(shí)電流有什么變化?通過表格不難看出成正比關(guān)系．每一橫行成正比關(guān)系，每一縱列為何差別很大?循序漸進(jìn)地引出是由于電阻不同引起的．同學(xué)們的數(shù)據(jù)是否說明同樣的問題呢?為了將每組數(shù)據(jù)盡量匯集到一起說明問題，要求學(xué)生將剩余數(shù)據(jù)以描點(diǎn)的形式描在坐標(biāo)紙上，以電壓為橫軸電流為縱軸，強(qiáng)調(diào)不需要連線，因?yàn)閷W(xué)生手里的是單獨(dú)的數(shù)據(jù)．坐標(biāo)紙的設(shè)計(jì)是將透明膠片放在坐標(biāo)紙上，相同阻值的三組發(fā)放相同顏色的描點(diǎn)筆．教師只收集膠片，最后將所有的膠片疊放在一起展示給學(xué)生，會(huì)發(fā)現(xiàn)阻值相同的三組同學(xué)的數(shù)據(jù)大致在同一直線上．由此得出結(jié)論，電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．提出研究電流與電阻關(guān)系可不可以仍然用這個(gè)電路圖呢?因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)電路圖時(shí)學(xué)生清楚滑動(dòng)變阻器是可以改變電壓的，引導(dǎo)學(xué)生更換不同電阻通過滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)電阻兩端電壓一定，教師在前面演示．回歸前面表格通過記錄的數(shù)據(jù)能否找到在相同的電壓條件下，電阻變化時(shí)電流有什么變化?觀察表格中一縱列很容易得出，電壓一定時(shí)，電阻越大電流越?。ㄟ^引導(dǎo)學(xué)生把數(shù)據(jù)依次畫在坐標(biāo)紙上，以電阻為橫坐標(biāo)電流為縱坐標(biāo)，很明顯看出是反比例函數(shù)．所以得出結(jié)論:電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．物理規(guī)律教學(xué)，規(guī)律表達(dá)要嚴(yán)謹(jǐn)，所以最后不僅要給出歐姆定律內(nèi)容的文字表述還要有公式表述，強(qiáng)調(diào)公式表述中I、U、R是針對(duì)同一導(dǎo)體同一時(shí)刻而言．
4總結(jié)