綜述歐姆定律的實驗探究

舒飛

摘要：歐姆定律是初中物理電學的重要定律之一，它把電流、電壓和電阻三者融為一體，在電學中起到橋梁和紐帶的作用。本文就如何培養學生對歐姆定律的探究能力以及歐姆定律考查學生綜合能力涉及的考點做一論述。

關鍵詞：歐姆定律；電流；電壓；電阻

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）02-0086

實驗是從感性到理性認識的過程，是從具體到抽象、從簡單到復雜的思維形成過程，符合學生的身心特點和認識過程。因此，實驗既是學習物理的重要基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段。利用實驗可以培養學生多方面的能力，通過對實驗原理的理解、觀看或親自動手進行操作、信息（現象或數據）的獲取、分析綜合等過程，可以培養學生的多種能力。

歐姆定律是初中物理電學的重要定律之一，它把電流、電壓和電阻三者融為一體，它在電學中起到橋梁和紐帶的作用，同時歐姆定律的探究能力培養、考查學生的綜合能力，所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點。

例：某實驗小組的同學探究電流與電壓的關系時，用到如下器材：電源為2節干電池，電流表、電壓表各1只，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑動變阻器1只（標有“10Ω，2A）字樣，開關1個，導線若干（如圖1所示）；設計的電路如圖2所示，

（1）在這個實驗中，電壓表應選用的量程為 ，電流表應選用的量程為 。

（2）這個實驗的探究方法是 ，其中被控制的變量是 ，下面是他們獲取的幾組實驗數據。

（3）實驗中他們選用的定值電阻為 Ω。

（4）請在圖3的坐標系上畫出電流隨電壓變化的圖象。

（5）請根據電路圖用筆畫線代替導線，將圖1中的元件連成電路.要求：滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表的示數變大。

（6）分析表中的數據或圖象，可得到的初步結論是：

解析：（1）根據題目中給定的條件可知：電路中的電源為2節干電池，所以最大電壓為3V，因此電壓應選量程為0～3V（或3V）；當滑動變阻器的滑片在最左端時，電路中的電阻最小，由歐姆定律得電路中的最大電流：I最大=■=■=0.6A，所以電流表應選量程為0～0.6A（或0.6A）。

（2）由于電路中的電流與導體導體兩端的電壓有關，也和這段導體的電阻有關，所以要探究電流與電壓、電阻三者關系時應采用的探究方法是控制變量法。這個實驗是探究電流與電壓的關系，所以應控制的變量是電阻。

（3）在這個實驗中所給的定值電阻有三個，那究竟用的那個電阻呢？這就要根據表中的實驗數據，通過計算來確定。∵I=■，∴R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應該為5Ω。

（4）根據表中的實驗數據，在坐標系上將對應的電流值、電壓值進行描點，再用筆畫線將這些點連接起來，便畫出了電流隨電壓變化的圖象，如圖答案⑷所示。

特別注意：在I-U圖象中，當電壓為0時，電流也為0，所以坐標原點為0。但根據電流、電壓值所描繪的線表示電阻，而電阻是導體的一種屬性，它的大小由導體的長度、橫截面積、材料和溫度決定，而與電流、電壓無關，所以這條線不能以過坐標原點，如果經過坐標原點，那就會得出電壓為0，電流為0時，電阻也為0的這種錯誤結論。

（5）電流表要串聯在電路中，電壓表要并聯在被測電阻兩端，又因為滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表的示數變大，即說明當滑片向左移動時，電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應接左端那個（無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個），金屬桿上的兩個接線柱可任意接，如圖答案⑸所示。

（6）不論是從表中的數據還是從圖象分析都可以得出結論：在電阻一定時，導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。

答案：（1）0～3V（或3V），0～0.6A（或0.6A）。（2）控制變量法，電阻。（3）5Ω。（4）如圖答案（4）所示。（5）如圖答案⑸、⑹在電阻一定時，導體中的電流與導體導體端的電壓成正比。

點評：本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、數據的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學合理的實驗結論等進行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題，難度較大，綜合性也很強的實驗題目，考查了學生的實驗技能，很好地體現了新課程標準理念。

總之，在探究實驗過程中使學生學會學習，學會合作，學會探究，這正是現代教育的目標。努力推進探究性實驗教學，轉變教育思想，更新教育觀念，推動教學改革，堅持教改方向，必能將我國的教育事業推向另一個新高峰。

（作者單位：貴州省遵義縣楓香中學 563100）