《歐姆定律變化電路的計算》的課堂教學設計與實踐

楊欣

摘要：動態電路問題是電學部分教與學的一個難點。本節的課堂設計是利用歐姆定律和串并聯電路的特點解決動態電路的計算問題，把電路問題變繁為簡，變動為靜，教會學生審題有思路，解題有方法。

關鍵詞：歐姆定律；變化；動態電路

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）34-0107-02

在初三復習教學中教師設計或精選例題的目的是培養學生應用所學知識解決問題的能力。為了達到這一目標，典型例題的設計就很有講究，要能突出重點、突破難點，要有代表性。因為一節課時間有限，不可能解答過多的問題。通過例題，讓學生能舉一反三，由此及彼，達到知識的遷移和能力的提升。

本節課的重點是利用歐姆定律，串并聯電路的電流、電壓、電阻的特點解決動態電路問題。這種題型一直是電學部分的一個重點和難點，主要是它的形式多樣、復雜多變。通過這節課的教學設計，使得學生找到解決問題的辦法，會用學過的知識解決復雜變化電路問題。

一、課標強調課堂要關注“學生的發展”和“能力培養”

通過精心設置例題，培養學生審題，讀題能力，學會用已有知識解決實際問題。

歐姆定律的應用中遇到的“變化電路”問題，分為兩種情況。

第一類：由滑動變阻器引起的變化

例1：如圖1，電源電壓為6V，R1=10Ω，滑動變阻器R2最大值為20Ω，求S閉合后滑片P由a向b滑動時電流表的示數變化范圍？

計算是中考必考題型，很多學生遇到計算就比較反感，沒有耐心仔細讀題，大多數只是粗略瀏覽一下，甚至對題意只是一知半解，所以在課堂上要培養學生能“靜心”讀題的習慣。在此基礎上喚醒已有知識，尋找突破口。

本題突破口在于滑動變阻器的阻值變化后，學生是否會熟練應用歐姆定律和串并聯電路的特點定性分析電表示數的變化？這是關鍵性第一步。在此基礎上，進行此類變化問題的定量計算。

解題思路：（1）當P在a點，電路只有R1，是個簡單電路，電流表示數最大值：Imax=U/R1=0.6A。

（2）當P在b點時，R2阻值最大，R1和R2串聯，此時總電阻最大，R=R1+R2=30Ω；電流表示數最小：Imin=U/R=6V/30Ω=0.2A，

所以電流表的示數變化范圍：0.6A～0.2A。

教師點撥：此類“變化電路”問題，電路連接方式并未發生改變，其“變化”在于滑動變阻器滑片的“動”，導致的電表示數的“變”。解決此類題目關鍵還是應從滑動變阻器出發考慮，將滑片從A向B的“動態電路”轉化為P靜止在a點和b點兩個“靜態電路”，即：變動態靜。其后畫出電路圖，標出已知量與未知量，再根據有關的公式和規律去解題。（即變為學生所熟悉的簡單電路或串、并聯電路的求解）

變式題：如圖1所示，當滑動變阻器調至阻值為15Ω時，電流表、電壓表的示數分別為0.6A，15V。求：當滑動變阻器調至阻值為23Ω時，電流表、電壓表的示數為多少？

本題仍屬滑動變阻器類的變化電路類型.按照“以不變應萬變”的原則，畫出滑片不同位置的兩個“靜態”電路圖，并標出已知量。

遇到問題：狀態1已知條件充足，但未明確求解物理量；狀態2已知條件不足，無法求解任何物理量。

教師點撥：解決此類題目，應抓住兩個電路中共同的不變量，例如電源的電壓不變，定值電阻的阻值不變，這是我們解題的法寶，是將兩個狀態的聯系在一起的“橋梁”。

二、高效的課堂教學，注重“過程”和“方法”

本節課教師不僅要求學生解題要規范，同時要關注學生思維發展過程和知識背后的思維方法的形成。

第二類：由開關引起的變化。

教師點拔：解決此類問題的關鍵在于分析清楚開關變化時電路的實際連接情況，以及電流表和電壓表的測量對象是誰，然后畫出電路圖，標上已知和未知量.再根據歐姆定律以及串并聯電路的特點求解。

例2：已知電源電壓U=6V，定值定值R1=R2=R3=10Ω，請分析電路有幾種狀態？每種狀態下電流表的示數？

解題思路：兩個開關，共（如圖）4種情況：

此類“變化電路”問題，在于開關的閉合和斷開使得電路的連接狀態發生了變化，但無論怎樣變化都離不開我們所熟悉的簡單電路，串聯或并聯電路。所以解決開關類變化問題，準確的識別電路是非常關鍵的。畫電路簡圖時，去掉斷開或被短路的部分，標已知量，養成良好的習慣，有助于我們分析題意，理清思路。切忌不要在原圖分析！

挑戰自我：如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，R2為10Ω.當開關S斷開時，電流表的示數是0.2A，當開關S閉合后，電流表的示數變為0.6A。求：

（1）R1的阻值；（2）電源電壓。

分析發現：畫出S斷開和閉合時的等效電路圖，發現兩個狀態的已知量都不足，無法求解，題目難度較大。

教師點撥：在變化電路中，由于已知條件的不足，無法在任意狀態下獨立求解，這時馬上想到要列方程求解。比如這道題有相同的電源電壓，根據電源電壓不變，在不同電路狀態下列等式。

解題過程：根據電源電壓U不變，列出方程：

U=I（R1+R2）=0.2A（R1+10Ω） ①

U=I′R1=0.6AR1 ②

得 R1=5Ω；U=3V

學生感悟：開關引起的變化電路計算題，一定要能靈活的應用串、并聯電路特點，所以熟練的掌握基本概念和規律對于解電學綜合題是非常必要的。其次正確分析出電路的連接方式，畫出等效電路圖，將問題轉化為我們熟知的串并聯電路運算，才便于我們處理。同時解題時要注意找出那些量發生了變化，哪些沒變？關鍵是找出“不變量”和“相等量”，通過“不變量和相等量”列式解題。

走進中考：以下是我省近幾年中考電學計算的電路圖，請你試著分析開關處于什么狀態，電路將會變成：簡單電路、串聯電路、并聯電路？

結束語：在電路連入變阻器和開關后，增加了電路的復雜性和迷惑性。只要能認清電流的流向，遇到問題不要著急，看清認準電路，相信你一定能夠找到解決問題的方法來。

三、教學反思

1.由于電路的變化是動態，本節課我制作了ppt動態課件對電學實驗進行模擬，讓學生感性地了解電路動態變化的過程，克服學生的思維障礙，幫助學生解決認知上的困惑，從而尋找出其中所包含的規律。

2.通過本節課的教學，精選例題，利用多媒體課件，把動態的電路直觀的呈現在學生面前，分解成靜態電路進行分析，突破了動態電路中歐姆定律綜合計算的難點。學生在本節課中，積極思維，以合作、交流為支架，互相討論，總結解決這類題型的方法，并落實到筆頭，達到了教學目的。