小議“歐姆定律在串、并聯電路中的應用”教學

劉 敏

（安徽省定遠縣花園湖學校，安徽 定遠 233200）

教科書中所給的兩道例題具有很強的代表性，第一個例題是讓學生體會：當串聯電路中一個電阻改變時，電路中電流及另一個電阻兩端電壓會隨之改變。例題二讓學生體會：當并聯電路一個支路電阻改變時，干路中電流會發生變化，但另一個電路電流和電壓不會發生變化。兩個例題做下對比，解決了學生疑惑。下面筆者從以下幾方面談談本節教學的注意事項以及心得體會。

一、仔細分析題目

分析題目是思維能力的展示，是對知識的具體運用。首先讓學生熟練掌握歐姆定律的內容及形變公式，然后對電路進行分析判斷，確定電路特點，然后再根據電流電壓電阻關系解答。

二、規范解題

初中學生接觸物理學習時間不長，對于會做的題目往往不知怎樣表達，有時表達顧此失彼造成丟分。究其原因是解題不規范，所以養成規范的解題習慣，對提高教學成績和養成嚴謹的思維能力尤其重要。本節中，利用該定律解題應注意：（1）I，U，R都是指同一導體或同一段電路在同一狀態下的物理量。（2）利用好該定律的兩個變形公式U=IR，R=U/I。（3）單位必須統一用國際單位的主單位。（4）在I，U，R下方標上角標，表示不同的導體，或者同一導體的不同時刻。（5）要有必要的文字表達，在物理語言的表達上要嚴謹、有序。

三、注意知識的補充與拓展

以例一為例：電阻R1為10歐，電源兩端電壓6伏，開關S閉合后，求：（1）當滑動變阻器R接入電路中的電阻R2為50歐時，通過R1的電流I；（2）當滑動變阻器接入電路中電阻為20歐時，通過R1的電流I。本題中，由于電阻串聯，通過R1的電流與總電流相等，由于知道總電壓U，只要知道總電阻就可以了，我就提問學生：總電阻是多少呢？學生異口同聲回答：R1+R2。我又問，為什么是兩個電阻之和呢？此時學生無語，引起認知沖突。這時，我把學生帶入最近發展區，得出串聯電路電阻關系。串聯電路電阻關系U=U1+U2；電流關系：I=I1=I2，得U/I=U1/I1+U2/I2。由歐姆定律可知R=R1+R2。所以也可以求出通過R1電流I=U/R=6/60=0.1（A）。同理可以求出當R3=20歐時電流I=0.2A。此時老師可以讓學生分別求出兩個小題滑動變阻器兩端電壓和電阻R1兩端電壓分別是多少。當 滑 動 變 R2=50歐 時 ，U1=I1xR1=0.1x10=1（v），U2=I2xR2=0.1x50=5（v）；當滑動變阻器電阻R3=20歐時，U1=I1xR1=0.2x10=2（v），U3=I3xR3=0.2x20=4（v）。引導學生比較兩種情況下電阻與各自電壓關系發現：第一種情況下U1/R1=U2/R2；第二種情況下：U1/R1=U3/R3。由此得出串聯電路電壓比等于各自電阻比，即：U1/U2=R1/R2。老師點撥學生認識到，串聯電路中，當一個電阻改變時，另一個電阻兩端電壓和電流都要改變，可謂“牽一發而動全身”。以例二為例：電阻R1為10歐，與滑動變阻器組R并聯電路，電源電壓12V，開關S閉合后，求：（1）當滑動變阻器R接入電路中電阻R2=40歐時，通過R1的電流I1和總電流I；（2）當滑動變阻器接入電路中電阻R3=20歐時，通過R1電流I1和總電流I。本題由于電阻與變阻器組成并聯，所以它們兩端電壓U1=U2=U=12V。以第一小題看，由歐姆定律得，通過R1的電流I1=U1/R1=12/10=1.2A；通過R2的電流I2=U2/R2=12/40=0.3A；總電流I=I1+I2=1.2+0.3=1.5（A）。我此時問學生：由歐姆定律，總電流I可以用總電壓U與總電阻R的比求得，那么并聯電路總電阻是多少呢？這時學生很快回答：等于兩個電阻之和。我沒有否定學生的回答，而是讓他們用總電壓除以總電流看看總電阻是多少，和想象的是否一樣？即：R=U/I=12/1.5=8（歐）。通過計算同學們發現并聯電路總電阻并不等于各電阻大小之和，不但比它們的和要小，而且比任何一個都要小。但又找不出到底有什么關系。我把三個電阻大小依次列出來：8 10 40。讓學生發現三個數據關系，當我意識到沒有學生發現時，我又把三個數寫成倒數形式。這時熊可佳同學首先發現：1/8=1/10+1/40。我雖然欣喜，對她給予了表揚，但并沒急于下結論。而是讓學生用同理計算第二題，發現同樣的規律。此時我告訴學生并聯電路電阻的關系：總電阻的倒數等于各支路電阻倒數之和。即1/R=1/R1+1/R2。

當滿足學生一時的求知欲時，學生的好奇心被進一步調動，老師趁熱打鐵，讓學生找找兩種情況下，電阻和通過它們的電流的關系。以第一小題中，R1=10歐，I1=1.2安；R2=40歐，I2=0.3安。學生馬上就發現：I1/I2=R2/R1。即，并聯電路電流比等于電阻比的倒數。通過數據，可以進一步引導學生發現：并聯電路中，當一個支路電阻改變時，只能改變本支路電流，對其他支路的電壓，電流沒有影響。這也是我們經常說的并聯電路各支路地位平等，相互不影響。

四、重視“動手動腦學物理”的題目比較與分析

通過課后習題鼓勵學生用多種方法計算，以求靈活運用和融會貫通所學知識。通過一個電流表和一個電壓表測電阻，對比不同，讓學生發現有多種方法測電阻，拓寬學生視野，其關鍵是讓學生理解這兩種方法的原理。對培養學生的思維能力很有幫助。課后，組織學生在實驗室把這兩個實驗做了一遍，對培養學生實事求是的科學精神和動手能力，提高學生的學習興趣很有幫助。