《歐姆定律》難點分析和突破策略

《歐姆定律》是學習過電路結構和類型、電流和電流表、電壓和電壓表等相關基礎知識之后的第一個比較綜合的單元，教材以設計一盞調光臺燈為背景，采用任務驅動的方式將所探究的問題逐步引向深入，逐步建立起了電阻、變阻器、歐姆定律等相關知識，初步構建了關于電流在電路中流動的“交通規則”。在知識的準備上要求學生能夠準確識別短路和局部短路、串聯電路和并聯電路，能夠熟練掌握電流表、電壓表的使用方法及其在電路中的處理技巧，能夠確認串聯電路和并聯電路中的電流關系、電壓關系。由于已經進行過中考第一輪復習，歐姆定律在應用的時候往往還與電阻的概念、串聯電路和并聯電路中的電阻關系、電功率公式等內容緊密相連。造成《歐姆定律》學習困難的原因有教材本身的問題，因為教材所涉及知識的綜合性、靈活性的特點決定了知識的難度;同時也有學生自身的問題，因為一部分學生的抽象思維能力、數學運算能力、物理公式運用的基本技能等諸多方面都沒有達到要求。筆者希望下面的難點分析能使這些問題得到一定程度的解決。

難點1:分壓原理和分流原理的巧妙使用

分壓原理和分流原理是歐姆定律在特定電路中的推導公式，分壓原理充分反應了“串聯電路中所有元件電流相等”的特點，分流原理充分反應了“并聯電路各支路電壓和對應總電壓相等”的特點。在實際使用中，巧妙使用這兩個公式，可以有效降低解題的難度和繁瑣度。

如圖1所示電路中，電源電壓保持不變，當S1閉合S2斷開時，電壓表示數為3V;當S1斷開，S2閉合時，電壓表示數為9V，則R1:R2為()

A. 1:3B. 3:1

C. 1:2D. 2:1

【難點解析】當S1閉合、S2斷開時，電壓表測量電阻R1兩端的電壓，U1=3V;當S1斷開，S2閉合，電壓表測量總電壓，U=9V，分析電路可知R1和R2串聯，所以R2兩端電壓為U2=6V，根據串聯電路分壓原理R1:R2=U1:U2可知，答案為C。

【突破策略】串、并聯電路的電流、電壓、電阻的特點以及串聯電路的分壓規律和并聯電路的分流規律是中考電學的重要考點，很多的電學問題都圍繞這些知識點展開，要注意結合實際電路真正理解和掌握它們，切忌死記公式，要將物理公式數學化，在處理問題時要充分考慮不同電路類型的特點和四個量的關系。

難點2:動態電路分析

所謂動態電路，是指由于開關的閉合、滑片的移動等原因，從而電流、電壓等物理量不斷變化的電路。典型的題型有分析電流表和電壓表的示數變化、分析電功率、電熱等物理量的變化。動態電路在2007年幾乎所有的中考試題中都有不同程度的體現。

【07南京市中考】在圖2所示電路中，電源電壓恒定，斷開S1、S3，閉合S2，兩電表均有示數;再斷開S2，閉合S1、S3，此時兩電表的示數與前者相比()

A. 兩表示數均變大

B. 兩表示數均變小

C. 電流表示數變大，電壓表示數變小

D. 電流表示數變小，電壓表示數變大

【難點解析】本題就是一個典型的動態電路問題，當斷開S1、S3，閉合S2時，這是一個R1和R2串聯的電路，而S2斷開，S1、S3閉合之后，電路變為R1和R3并聯。現在分析電壓表的示數變化，R1、R2串聯時，電壓表測量R1的電壓，而R1、R2并聯時測量電源電壓，所以電壓表示數增大;再分析電流表，當R1、R2串聯時，而R1、R2并聯時，電流表測R1的電流， ，所以電流表的示數也增加。因此選A。

【突破策略】解決此類問題的關鍵在于充分理解開關狀態、滑片移動方向對電路類型的影響，尤其注意電流表和電壓表所測元件的識別、短路和局部短路的識別，并借助“電路通斷法”“等效電路法”等多種方法判斷元件的連接方式，然后才能利用歐姆定律進行分析。簡而言之，就是“識別在前，分析在后”。

難點3:圖文組合問題分析

圖文組合問題，一般體現為電學圖像，尤其是U-I圖像和一個具體的計算題相結合，然后要求學生能夠從圖像中獲得計算所需要的數據，同時考察學生數理的綜合能力、知識的遷移能力。此類題型已逐步成為中考的熱點題型。這種題型的綜合性很大，雖然對優秀生來說幾乎算不上難點，但是從實際調查來看，占學生人數中較大比例的中等生，處理的正確率還是很低的。要說明的是，這種題型在電功率問題中也廣泛涉及，在下面一個專題中我們會看到這方面的描述。

【04綿陽市中考】在一次物理課外科技活動中，老師為活動小組的同學們提供了一個新型的電子器件。只知道該新型電子器件兩端的電壓與通過電流的比值不是一個定值。老師要求活動小組的同學用如圖甲所示的電路，探究通過新型電子器件的電流I與可控電源的電壓U的關系。已知可控電源的電壓在0與220V間可調，定值電阻R0=20Ω。同學們在老師的指導下得到了如圖乙所示的圖像。

(1)求當U=150V時，該新型電子器件的電阻和電功率?

(2)可控電源電壓在0到220V 間變化時，電子器件的電阻如何變化?

(3)你猜想該電子器件可應用在何處?

【難點解析】本題是關于圖文組合題型的一個典型例題。在完成第一問時，應該在圖像中查找150V對應的電流，但是橫坐標中沒有150V，這時注意到圖像非常類似晶體的熔化圖像(這就是遷移能力)在80V～160V之間，電流保持不變，從而推知150V對應電流為1A，問題迎刃而解。參考答案是:電阻為130Ω，電功率130w。解決第二問時，要綜合分析歐姆定律和圖像，比如第一段，注意到I和U成正比，所以電阻保持不變，并可以得知此時總電阻為80Ω，所以電子元器件電阻為60Ω;中間一段不同，是電流不變，所以電阻與電壓成正比，而且由于電流為1A，所以總電阻應該在80Ω～160Ω變化，元器件電阻應該在60Ω～140Ω變化。第三段的起點電阻為160Ω，終點電阻為110Ω，總電阻在160Ω～110Ω之間變化，元器件電阻應該在140Ω～90Ω變化。要說明的是第三段不是正比例圖像，而是一次函數圖像，因為圖像不過原點。可以把這樣的一種新型電子元器件用在電腦的電路中，通過控制電壓控制電阻，從而控制電流的變化。第三問主要考察學生的發散思維能力和把所學知識應用于實踐的意識。

【突破策略】對于這類題要有比較好的思維能力、遷移能力，要善于發現不同知識的關聯性，要能夠用學過的知識和技能處理新情景問題。從實際的操作來看，突破此類問題的主要做法可以用十二個字表示:多做練習、勤于思考、善于歸類。

(作者單位:江蘇省徐州市銅山縣茅村中心中學)