學習歐姆定律的三大境界

秦紅兵

(四川省資陽市雁江區第二中學 641300)

歐姆定律是初中物理中重要內容，在初中物理中起著重要作用，又是初中物理難點之一，學生常常由于各個物理量之間的變化不斷，常常出現錯誤.那么如何積極解決這類問題，我對學生進行三步訓練：從了解對應關系，達到第一境界；通過物理量通過等量(或一定)關系的替代，達到第二境界；到物理量之間的變換達到極高的境界.如何讓學生逐一進入三大境界,談談我的嘗試.

一、明確物理意義

學生初學歐姆定律，通過實驗探究總結出歐姆定律.理解是物理的基礎，實驗直觀展示物理過程需要升華為物理理論.

1.展示(或總結)實驗電路圖，學生動手完成探究實驗或老師演示.

實驗是探究物理規律重要手段，物理規律是否正確也需要實驗驗證.我在近十年的教學中，根據學生實際，進行探究實驗和驗證試驗同時進行，采用多種組合方式，將實驗分別設計為探究性實驗和學生實驗.實驗后認真指導學生分析實驗

2.歐姆定律公式

I=U/R，歐姆定律導出式：U=IR，R=U/I,熟悉是訓練的基礎，一般采用單一的知道電壓、電流和電阻中的兩個物理量，求另一個.

此問題簡單，直接代公式即可求出，對鞏固學生瞬時記憶是很好地過程，一般理論上大家不探討，以致很多老師對基礎較差的學生都沒有這個過程.在新課過程不可忽視.

3.對應關系

歐姆定律公式：I=U/R，某個導體或電路的物理量相互對應，各個時刻的物理量相互對應，不能混淆.

例1 如圖1所示，電阻R1=12歐.電鍵SA斷開時，通過的電流為0.3安；電鍵SA閉合時，電流表的示數為 0.5安.問：電源電壓為多大？電阻R2的阻值為多大？

解SA斷開，電路等效于圖R1和R2串聯

U=I12(R1+R2) ①

SA閉合，電路等效于R1：U=I1R1②

解①②得U=6VR2=8Ω

解題關鍵是確定SA斷開和SA閉合時電流分別是I12和I1，對應的電阻分別是R1和R2串聯總電阻R12與R1.

4.找準替代關系

由于電路元件不是孤立存在于電路，每個元件的物理量之間雖然嚴格對應，但由等量關系或對應關系存在，因此一定關系的替代，必然出現.

(1)串聯電路

I=I1=I2=I3=……：U=U2+U2+U3+…；R=R1+R2+R3+……

(2)并聯電路

I=I1+I2+I3+……；U=U1=U2=U3=……；1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……；

例3 如圖2所示，電路R1=10Ω，R2=20Ω，R0=20Ω，當S1閉合，S2斷開時，電壓表的示數為3.0V；當開關當S1斷開，S2閉合時，電壓表的示數為多少？

分析(1)當S1閉合，S2斷開時，R1與R0串聯，電壓表測R1兩端的電壓

電路中的電流：I=U1/R1=3.0V /10Ω=0.3A，

電源的電壓：

U=I(R0+R1)=0.3A×(20Ω+10Ω)=9V；

5.找準變換關系

在電路中會出現多個電壓、電流和電阻，如果電壓與電流的比值，就可能對應電阻，如果是定值電阻，不會發生變化，如果是滑動變阻器，則會隨滑片和連接的方式發生變化，把不易分析的問題，變換成分析滑動變阻器的阻值隨滑片的變化，使問題簡單容易.

例4 如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變，R2、R3是兩個定值電阻.閉合開關S、滑片P向左滑動：當電流表示數變化量的絕對值為ΔI時，電壓表示數變化量的絕對值為ΔU；當電流表示數變化量的絕對值為ΔI′時，電壓表示數變化量的絕對值為ΔU′，若ΔI<ΔI′，則( ).

D．以上三種情況都有可能

分析滑片P向左滑動：假設滑片在滑動變阻器的位置a移到位置b時，接入電路的電阻變小，電路的總電

U1=U-I1(R2+R3)，U2=U-I2(R2+R3)，

本題通過通過ΔU和ΔI的比值變換，導出R2和R3之和，從而選出正確答案.如果能達到熟練推論，那么歐姆定律問題不管怎樣變化，都會及時解決.