时间：2023-07-17 17:22:54
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇欧姆定律知识点，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：欧姆定律；教学难点；问题
闭合电路欧姆定律是电路中的一条重要规律，对于思维能力尚不是很完善的高中生来说，还是具有一定的难度。“知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的”，因此在教学过程中教师应积极的换位思考，针对学生的能力水平来尝试多种教学方式方法，
使学生切实掌握相关知识。此知识点之所以成为难点的重要原因和问题主要为：概念抽象，理解困难；传统教学方法单一；知识点容易混淆；应试教育，不能活学活用。所以，对以上问题提出一些突破教学难点的思路和方法，以供参考。
一、激发兴趣，打破抽象
在本章的教学内容中，对这一定律的概念和相关知识较为抽象，偏重理论的数学分析和推理，并且缺少直观的实验，使学生学习和理解起来存在着很大的难度。只是一贯地依靠教师的讲解难以达到良好的效果，反而有可能会适得其反，使学生感到枯燥乏味。因此，教师首先应该通过巧妙有效地向学生导入学习内容，最大限度地提高学生对新知识的好奇心和学习动机，俗话说得好：“兴趣是最好的老师”，营造一个可以使学生提出问题的学习情景。
通过简单实验和提出问题，来激发学生的学习热情和学习兴趣，
为下面对此难点的讲解分析做了良好的开头。使学生能主动地进行实验研究，在探索中产生学习兴趣，了解物理研究方法，增强综合实践能力。
二、分组实验，总结结论
在传统的教学中，常规的是先在之前所学知识的基础上推理出闭合电路欧姆定律的公式，再以此对其进行分析，得出变化规律。在此，应大胆地打破这种常规，这种方法只是简单的数学演绎推理，无法让学生感知认识到物理的规律变化。所以，接下来就要以更为具体、多样的实验，探索其中的规律。让学生分组实验，每组进行多种不同的实验进行对比，然后组员之间进行自由讨论，
再通过组员代表进行发言，最后通过教师的总结得出结论。在这样的通过分组实验、自主探索、合作交流、总结规律和解决问题的方法中，不但可以使学生深刻理解闭合电路欧姆定律的知识规
律，而且能提高学生的主动性，培养学生敢于探索、团结协作的精神，达到事半功倍的效果。
三、深入解析，避免混淆
通过以上的实验学习，学生基本掌握了闭合电路欧姆定律的基本知识，由于在学习闭合回路欧姆定律之前，学生已经学习过欧姆定律，这使得学生很容易产生概念混淆。所以，接下来教师应该对此知识点进行深入的分析，为学生讲解电动势、外电压、内电压、外电阻等概念，且其核心内容是了解闭合电路与部分电路的不同，教师可以通过实验让学生实际的理解闭合电路以及分电路、
内电路、外电路等等相关知识。这些内容较为复杂，学生容易混淆，在有了前面一系列实验的基础上，再进行这些知识的讲解，学生可以更好地理解，避免了知识点的混淆。
四、领悟思想，学以致用
通过实验提出问题进行导入，进而通过学生主动积极实验、观察、交流和讨论分析，加以教师的归纳总结，对于闭合电路欧姆定律的知识学生基本已经掌握，对课程的难点、重点也得到了直观的分析和解答。在此之后教师应该及时地对学生进行知识的扩展，结合到生活中，在课后作业中尽可能联系到实际生活环境，家庭中常见电路现象，使学生更深入地理解并掌握相关知识，领悟物理的思想方法和认识规律的本质，将所学知识运用到实际生活之中，达到活学活用、学以致用的效果。不仅及时巩固知识、查漏补缺，同时引导学生主动学习，从而保证了学生的学习速度和学习质量。
随着科技的发展，教学方式也在随其变化。物理教学过程中不能只是一味地“灌输式”的应试教育，应该让学生主动起来，把课堂归还给学生，在学习活动中提高学生的自主学习能力、创新意识，在学生遇到问题时教师应该对学生进行点拨、启发和激励，这样自然而然的突破教学中的难点、重点，找到解决问题有效的方法。尽管教学有一定的方法，但“教无定法”，怎么教学，怎么上课，也视学习环境和学生情况而定，更在于教师本人的长处和短处。所以，在教师教学过程中应该因地制宜，因材施教，通过不断地优化教学方法，充分发挥学生学习的主体作用及教师的主导作用。
参考文献：
关键词：静电场；直流电；电流方向；电压方向；基尔霍夫定律
静电场是电荷周围存在的一种特殊形式的物质，电荷之间的相互作用是通过电场实现的。对电场的任何一点来说，放在这点的电荷所受的电场力跟它的电荷的比值，总是一个常量，可以用来表示电厂的强弱叫做这一点的电场强度。电场强度是矢量，它的方向规定为正电荷所受电场力方向。除了用电场强度来描述电场的强弱及方向外，电场线也用来形象表示电场强弱及方向。电场线是在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，并且使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致；电场强度越大的地方，电场线越密，电场强度越小的地方，电场线越疏，沿着电场线的方向是电势降落的方向。
在复杂电路的某一段电路或一个电路元件的分析与计算时，可事先假定一个电流的方向，这个假定的方向叫做电流的“参考方向”。我们规定：若电流的“参考方向”与实际方向相同，则电流值为正值，即I>0；若电流的“参考方向”与实际方向相反，则电流值为负值，即I＜0。和分析电流一样，有时很难对电路或元件中电压的实际方向做出判断，必须对电路或元件中两点之间的电压任意假定一个方向为 “参考方向”，在电路中一般用实线箭头表示，箭头所指的方向为参考方向。当电压的“参考方向”与实际方向一致时，电压值为正，即U>0；反之，当电压的“参考方向”与实际方向相反时，电压值为负，即U＜0。电流与电压有了参考方向后，电流与电压就有了正负。
电流与电压参考方向，在应用基尔霍夫定律解决复杂电路计算中，贯穿始终。
欧姆定律是分析与计算电路的基础。如果电阻元件上的电压与通过它的电流参考方向相同，欧姆定律可表示为U=IR，如果电阻元件上电压的参考方向与电流的参考方向不同时，则欧姆定律可表示为U＝－RI。除了欧姆定律，分析与计算电路还离不开基尔霍夫电流定律和电压定律。基尔霍夫电流定律应用于节点，基尔霍夫电压定律应用于回路。
基尔霍夫电流定律是用来确定连接在同一节点上的各个支路电流之间的关系的。由于电流的连续性，电路中任何一点（包括节点）均不能堆积电荷。因此“任何一瞬时，流入任一节点的支路电流之和恒等于流出该节点的支路电流之和”，这就是基尔霍夫电流定律的基本内容。
基尔霍夫电压定律是用来确定回路中的各段电压之间的关系。“在任一回路中，从任何一点出发以顺时针或逆时针方向沿回路循行一周，回路中各段电压的代数和等于零”，这就是基尔霍夫电压定律的基本内容。为了应用基尔霍夫电压定律，必须选定回路的参考方向，当电压的参考方向与回路的循行方向一致时取正号，反之取负号。列方程时，不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律，首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的参考方向；因为方程式中的正负号是由它们的参考方向决定的，若参考方向选得相反，则会相差一个负号。
如图所示电路中，已知R1=10Ω，R2=5Ω，R3=5Ω，Us1=12v，Us2=6V。
求：R1、R2、R3所在支路电流I1、I2、I3。
解：1.先假定各支路电流的参考方向，如图所示。
2.根据KCL列出节点电流方程，由节点A得到I1+I3－I2=0。
3. 选定回路的绕行方向就是电势降落的方向，如图所示。
4. 根据KVL列出两个网孔的电压方程。
网孔AdcBbA：－I2R2－I3R3＋Us2＝0；其中I2R2、I3R3为负是因为电流与电压参考方向相反，欧姆定律用负的。
网孔AbBaA：I1R1+I2R2－Us1=0；其中Us1为负是因为它电压的方向与循行方向相反。
代入电路参数，得方程组：
I1+I3－I2=0
-6=-5I2－5I3
12=10I1+5I2
解方程组，得：I1=0.72A，I2=0.96A，I3=0.24A。
从基尔霍夫定律的应用中可以看到，电流、电压的方向问题就是解题的对错问题，足以见证电流、电压方向的重要性。如果没有静电场的电场线的形象讲解，学生就很难看出电流与电压实际方向的一致性，那么，欧姆定律正负公式推出就难讲述，欧姆定律讲不好，基尔霍夫定律就很难讲，更别说应用基尔霍夫定律解决实际问题了。所以，静电场内容是是直流电内容讲解的前提和基础，两章内容密不可分。
参考文献：
1.《大学物理教程》.山东大学出版社.
一、增加物理教学的趣味性
根据调查可以发现，很多高中生普遍认为高中物理理解起来很难，很多同学因为找不到学习的正确方向而放弃了学习。而老师针对这个情况要做到通过一切可以运用的手段来提升学生的趣味性，“兴趣是最好的老师”，有了学习的兴趣，才可以谈物理学习的进步，而如果很多学生对物理没有兴趣，那么老师讲得天花乱坠都没有任何意义。物理老师可以提前使用PPT或者是其他展示软件设置和课程相匹配的教学课件，通过向同学播放有趣课件的方式来提高学生对物理的学习兴趣。
二、提高物理课堂效率
过去的物理教学课堂，单纯依靠板书来完成，物理老师进行板书会消耗大量的时间和精力，老师板书的时间可以多讲两到三个知识点。而电教媒体可以改善传统教学模式，可以大范围的展示知识脉络，让很多抽象知识更加的清晰直观，不仅增强课堂的趣味性，并且大大提升了物理课堂的效率，让很多知识的呈现方式更加简单明了。通过使用电教媒体，在教学过程中老师可以和同学达成互动，让更多的学生对高中物理产生浓厚的兴趣。
三、创设物理教学新情境
每当物理课堂进行了新理论的教学后，必然要通过不同的方式对知识加以巩固和实践。而很多物理知识因为较为抽象，单靠单纯的背诵和机械的重复是没有任何效果的，不仅乏味并且效率很低。这个时候，就可以利用多媒体创设不同的物理学习情境，把知识和物理情境结合在一起，能让学生在短时间内巩固自己已学知识，并且可以充分的理解。例如，在高二物理第二章恒定电流中的《欧姆定律》一节中，很多学生认为欧姆定律难以理解，老师在这时就可以利用多媒体创设几个可以应用欧姆定律的例子和情境，这就可以让学生了解到欧姆定律的多种用途，还有欧姆定律的来源和起因。又如，在《电阻定律》这一节中，因为电阻定律适用于很多领域，但是单凭老师的口头讲解，学生无法在脑中形成一个易于理解的总体概念，这个时候，老师可以通过制作有关不同类型电阻的动画，让学生加深对电阻形成的印象，以及对电路闭合等知识的了解，通过这种方法，大大提升了课堂效率，使得学习程度不同的学生都能接受，还在无形中提升了学生的抽象思维能力。
四、进行课程联想，提高物理学习创造力
在老师运用多媒体进行教学时，可以采用很多不同方式来表述整节课的中心课程。多媒体可以展示出丰富多彩的图片和课程有关的动画，以及带有趣味性的小故事等。通过多媒体教学，能够促进学生进行课程联想，能够与之前所学知识紧密结合，在日常生活中也能提高学生的创造力。例如，在高二物理第三章第一节《磁现象和磁场》这一章节中，可以先问学生发现了身边哪些磁现象，然后通过划分小组，讨论身边的磁现象是如何产生的，随后，老师就可以直接引入本节课的主题，通过多媒体来展示日常生活中的各种磁现象，并且以动画的形式来解释磁现象产生的原因，从而对整体的磁现象进行讲解，在多媒体的展示过程中，可以联系之前学过的知识，提问之前学过的知识哪些和磁现象有关，或者能对磁现象造成影响等问题，通过这种方式，来提升学生的思维发散能力，能够由点及面，层层深入，找到适合自己的物理学习方法。久而久之，学生在脑海中形成了固定的发散模式，物理成绩则会突飞猛进。
五、结束语
使用电教媒体来丰富高中物理课堂，是一个简单易行的事情。在教学过程中，物理老师应该将理论和实践相结合，充分调动学生的积极性。但如何能把电教媒体的优势发挥到最大化，是每个高中物理老师应该思考的问题。
作者:曲广宏单位:通辽市奈曼旗实验中学
学生在进入高中阶段学习了闭合电路欧姆定律以后，知道了利用伏安法测定电源的电动势和内阻的基本思路，但他们没有深层次研究在伏安法基础上所派生出来的很多种测量方法.当学生在常规的伏安法的基础上猛地接触到没有电压表或电流表，取而代之的是电阻箱等电学仪器时总感不适应，难度太大.如何从思维的抽象上升到思维的具体，如何把伏安法知识灵活应用起来，这是学生认识水平的需要，也是教师在教学中不可回避的问题.
1 建构模型，提出问题
（1）在实验室里测定电源的电动势与内阻的电路如图1所示.
提出问题：在不考虑系统误差时，依据什么原理测定电源的电动势和内阻？
教师引导学生从闭合电路欧姆定律的基本表达式出发，总结出测量原理.
本质是采用伏安法原理，测出电流I和电压U.I、U应满足的函数表达式.
过利用电压表测得的电压U和电流表测出的电流I作为已知数，在闭合电路欧姆定律的基础上建立相应的函数表达式，利用计算法和图象法这两种方法中的其中一种都可以得到需要测量的值.
设计意图 探究始于问题，作为复习课，学生已经有了一定的基础，选择典型的问题作为切入后，构建模型，通过解决问题的过程复习所学知识点，将学生从抽象的概念中引入到具体的实践中，是一种直观的，既能够调动学生学习积极性的做法，避免干巴巴的重复，又能使学生在实际中得到锻炼.
解决问题都有自己的规律，要通过典型试题找到解决问题的基本思路，避免就题论题，无法提高学生的能力.
2 变换仪器，总结规律
2.1 教师对学生进行启发式引导
通过上述试题，学生能够解决当电路中有电压表和电流表的前提下，测定电源电动势和内阻的问题，那么如果在实验器材中缺少电压表或电流表，或者所给的电压表或电流表不符合题意需要时，我们能不能用其他的仪器等效代替呢？
为了回答这个问题，我们先来看如下试题：
某班举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为用规定的电学元件设计合理的电路图，并能较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.
设计意图 上述试题的求解过程从本质上来看，仍旧是伏安法，只是其电压表是利用电流表和合适的定值电阻等效代替而已，只要引导学生认清这个本质，试题就变得很简单了.
2.2 教师引导学生总结出解题的思维
（1）遵循本质的思维.电源电动势、内阻的测定实验，在实验室采用的是伏安法，其本质是建立了路端电压与总电流之间的函数关系.
（2）等效替代的思维.缺少电压表时，可以用已知电阻的电流表和合适的定值电阻相串联来代替.同样的，在缺少电流表时，可以用已知电阻的电流表和合适的定值电阻并联来代替.
（3）数学分析的思维.建立起函数表达式与相关图象的对应关系，就通过截距和斜率得到需要测定的物理量.
在以上分析结论的过程中启发我们基本思维：
（1）闭合电路欧姆定律为基础；（2）等效代替法的思维；（3）确立测量值之间的函数关系并画出图象.
设计意图 学生在考虑电学实验试题时，头脑中出现的信息往往是最基本的伏安法测定电阻的模型，只能就题论题，试题稍作变动，就无所适从.在伏安法的基础上，通过等效替代法创设一类问题的情景，帮助学生找到解决问题的基本思维、基本规律.这种解决问题的方法，可以迁移到其他更深层次，综合性更强的问题上面，为后期解决复杂问题奠定基础，明确方向.
3 层层深入，拓宽思维
师：如果在测定电源电动势和内阻的试验中，没有电压表，只有电流表和电阻箱，以上总结的规律还有存在的价值吗？
思维整合 实际上，无论是伏安法测定电源电动势、内阻的问题，还是缺少电压（流）表，利用其它电学仪器等效代替的问题，只要学生能认清实验的原理，明确了等效替代的本质，即：仍旧按照伏安法测电源电动势和内阻的思路，在做图象时，通过公式变型找到测量值所满足的基本关系式（重点表现形式为一次函数）即可.
一、电磁感应与图象
图1
例1 如图1，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.当t=0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.
则下列图象正确的是（ ）.
解析：t=0时，将开关S由1掷到2，电容器通过导轨、导体棒构成的回路放电，导体棒中有电流通过.在安培力的作用下,导体棒做加速运动，速度逐渐增大.导体棒切割磁感线产生与放电电流方向相反的感应电动势.由于放电电流逐渐减小，导体棒的加速度逐渐减小，从而做加速度逐渐减小的加速运动.当导体棒切割磁感线产生的感应电动势与电容器两极板之间电压相等时，电容器放电电流减小到零，导体棒做匀速运动.所以选项BC错误.综合上述可知，足够长时间后，电容器所带的电荷量不为零，选项A错误D正确.
点评：电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图象，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图象.
二、电磁感应与力学综合
例2 如图2，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°),其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒an由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，金属棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）.
A. ab运动的平均速度大小为12v
B.平行导轨的位移大小为qRBLv
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为B2L2vRsinθ
解析：由于金属棒ab下滑做加速度越来越小的加速运动，ab运动的平均速度大小一定大于12v，选项A错误；由q=ΔΦR=BLxR，平行导轨的位移大小为x=qRBL，选项B正确；产生的焦耳热为Q=I2Rt=qIR，由于I随时间逐渐增大，选项C错误；当金属棒的速度大小为v时，金属棒中感应电流I=BLvR最大，受到的安培力最大，大小为F=BIL=B2L2vR，选项D错误.
点评：此题考查电磁感应、安培力、焦耳定律、平均速度等知识点.解答电磁感应中的力电综合问题的思路是：先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的电流，再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向，分析导体棒的受力情况应用牛顿运动定律列出方程求解.
三、电磁感应与电路综合
例3 如图3，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L1，电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求：
（1）磁感应强度的大小.
（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
解析：（1）设小灯泡额定电流为I0，则有P=I02R由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I=2l0，此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg=BIL联立解得B=mg2LRP.
一、伏阻法：
此种方法是在传统的伏安法基础上没有电流表，给出一个已知阻值的定值电阻，测量未知电阻。设计思路是利用串联电路电流处处相等，分别测出已知电阻和未知电阻两端的电压，结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系，求出未知电阻。
设计一：如图1所示，电压表测出R0两端
电压记为U0，RX两端电压记为UX，由 得 ，这样求出未知电阻。
设计二：1、如图2所示，当S断开电压表测出R0两端电压记为U0，当S闭合时测将RX短路，电源电压全部加在R0两
端记为U，此时当R0和RX串联时，RX两端
电压UX=U-U0，由 得 ，或 ，这样求出未知电阻。
2、如图3所示，当S打到上触点时，电压表测出R0两端电压记为U0，当S打到下触点时电压表测R0和RX串联后的总电压记为U，此时RX两端电压UX=U-U0，由 得 ，或 ，这样求出未知电阻。
设计三：1、如图4所示，当S断开电压表测出RX端电压记为UX，当S闭合时测将R0短路，电源电压全部加在RX两端记为U，
此时当R0和RX串联时，R0两端电压U0=U-UX，由 得 ，这样求出未知电阻。
2、如图5所示，当S打到上触点时，电压表测出RX两端电压记为UX，当S打到下触点时电压表测R0和RX串联后的总电压记为
U，此时R0两端电压U0=U-UX，由 得 ，这样求出未知电阻。
注意：在使用伏阻法测电阻时，由于是动态电路我们应注意电压表的正负极不要接反了，如下图6和图7所示都不能测出电阻。图6中电压表由A点改接C点时电压表正负极接反了只能测其中一个电阻两端电压，不能测出两个电阻两端的电压，所以不能测出未知电阻。图7中当S1闭合时电压表测量R0两端电压，S1断开S2闭合时电压表的正负极接反了不能测出RX两端电压所以也无法测出未知电阻。下面介绍的各种方法中也是同样注意到这个问题，不要电表的正负极接反，否则就不能测出电阻。
二、安阻法：
此种方法是在传统的伏安法基础上没有电压表，给出一个已知阻值的定值电阻，测量未知电阻。设计思路是利用并联电路电压处处相等，分别测出已知电阻和未知电阻通过的电流，结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系，求出未知电阻。
设计一：1、如图8所示当S闭合时，分别读出通过R0的电流和通过RX的电流，分别记作I0和??IX，由U=I0R0=IXRX得 ，这样求出未知电阻。
2、如图9所示，当只闭合S1时电流表读出通过R0的电流记为I0，当只诸合S2时电流表读出通过Rx的电流记这Ix，由U=I0R0=IXRX得 ，这样求出未知电阻。
3、如图10所示，当S打到1时电流表读出通过R0的电流记为I0，当S打到2时电流表读出通过Rx的电流记为Ix，由U=I0R0=IXRX得 ，这样求出未知电阻。
设计二：如图11所示，当S断开时电流表读出通过R0的电流记为I0，当S闭合时电流表读出R0与Rx并联后的干路电流记为I，此时R0与Rx并联时通过Rx的电流为Ix=I-I0，由U=I0R0=IXRX得 ，这样求出未知电阻。
设计三：如图12所示，当S断开时电流表读出通过R0的电流记为Ix，当S闭合时电流表读出R0与Rx并联后的干路电流记为I，此时R0与Rx并联时通过R0的电流为I0=I-Ix，由U=I0R0=IXRX得 ，这样求出未知电阻。
设计四：如图13所示，当S断开时电流表读出R0与Rx串联后的电流记为I，当S闭合时将R0短路此时电路中只有Rx联入电路，电流表的示数记为Ix，由于电源电压不变U=I（R0+Rx）=IxRx得 ，这样求出未知电阻。
三、伏变法：
此种方法是在传统的伏安法基础上没有电流表，给出一个已知最大阻值的滑动变阻器，测量未知电阻。设计思路是利用串联电路电流处处相等，滑片移动测出电源电压和串联后Rx和R分别测出已知电阻和未知电阻两端的电压，结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系，求出未知电阻。
设计方案：如图14所，当P打到A时R0被短路此时电路中只有Rx联入电路，电源电压全部加在Rx两端记为U，当P打到B端时电压表测R0和Rx串联后Rx两端的电压记为Ux，此时R0两端的电压U0=U-Ux，R0和Rx串联后电流处处相等 得 ，可求出未知电阻。
四、安变法：
此种方法是在传统的伏安法基础上没有电压表，给出一个已知最大阻值的滑动变阻器，测量未知电阻。设计思路是利用电源电压不变，移动滑片分别测出只联入Rx和Rx与R0串联时通过的电流，结合欧姆定律 的变形公式 建立等式关系，求出未知电阻。
设计方案：如图15所，当P打到A时R0被短路此时电路中只有Rx联入电路，电流表读数记为Ix，当P打到B端时电流表测R0和Rx串联后的电流记为I，电源电压不变U=IxRx=I（Rx+R0）得 ，这样求出未知电阻。
五、等效替代法：
设计一：如图16所示，当S打到2时电流表的读数为I，当S打到1时调整电阻箱的旋扭直到电流表的示为I时为止，读出电阻箱的电阻即为未知电阻的阻值。
设计思路：利用可以读出示的电阻箱来替换未知电阻。
电源电压不变，由 可知只接入一个电阻时，电路中电流相等时电阻必相等。
设计二：如图17所示，将电阻箱调查整到0时电压表的示数记为U，即电源电压，调整电阻箱直到电压表的示数为 U时，电阻箱所指示的示数即为未知电阻的阻值。
例1 （2015年武汉四月调研）某实验小组用下列器材设计了如图1所示的欧姆表电路，通过调控电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率（ ）.
A.干电池：电动势E=1.5 V，内阻r=0.5Ω
B.电流表mA：满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=150Ω
C.定值电阻R1=1200Ω
D.电阻箱R2：最大阻值999.99Ω
E.电阻箱R3：最大阻值999.99Ω
F.电阻箱R4：最大阻值9999Ω
G.电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干
图1 图2（1）该实验小组按图1正确连接好电路.当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内=
Ω，欧姆表的倍率是
（选填“×1”、“×10”）.
（2）闭合电键S： 第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2=
Ω且R3=
Ω时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流. 第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图2所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为
Ω.
这是一道2015年湖北省武汉市四月调研考试试题，主要考查了欧姆表的内部结构、换挡原理、中值电阻、闭合电路欧姆定律等知识点.是一道综合性强，命题立意较高，难度较大，能很好考查学生综合能力的好题.从考后试卷分析发现学生得分率比较低，很多学生束手无策，主要原因是学生对欧姆表内部电路结构和换挡原理没有弄清楚，不会灵活运用中值电阻.
解析 （1）由闭合电路欧姆定律可知：内阻R内=EIg=1.50.001Ω=1500Ω，故中值电阻应为1500Ω.根据多用电表的换挡原理，倍率越高中值电阻（内阻）越大，表盘上只有两种档位，根据电路结构可知欧姆表倍率应为“×10”.（2）为了得到“×1”倍率，应将S闭合，指针满偏时对应的电阻为150Ω，电流I1=1.5150A=0.01A，此时表头中电流应为0.001A；则与之并联电阻R3电流应为I2=0.01-0.001=0.009A，并联电阻R3=0.001×（150+1200）0.009Ω=150Ω，R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω，故R2=15-0.5=14.5Ω.
如图所示电流为I=0.75mA，“×1”倍率满偏时对应的电阻为R内=150Ω，由闭合电路欧姆定律：
E=150×（1+150+1200150）×10-3，
E=（150+Rx）×（0.75+
0.75×（150+1200）150）×10-3
联立得电流为0.75mA时欧姆表的刻度值应为Rx=50Ω.
图3
二、理论分析
欧姆表是由电流表表头、直流电源、电位器和红、黑表笔串联而成，如图3所示，虚线框内是欧姆表的内部结构的原理图.
当红、黑表笔短接时，相当于被测电阻Rx=0，调节R的值，使电流表的指针达到满偏，此时有Ig=ER+Rg+r，所以电流表的满偏刻度处被定为电阻挡的零点.
当红、黑表笔断开时，相当于被测电阻Rx=∞，此时电流表的电流为零，所以电流表零刻度的位置是电阻挡刻度的“∞”位置.
当红、黑表笔间接入某一电阻Rx时，通过电流表的电流I=ER+Rg+r+Rx，将上两式相除得：IIg=R+Rg+rR+Rg+r+Rx，解得Rx=（R+Rg+r）（IIg-1），式中IIg这个数值具有重要意义，就是每一个IIg数值与表针的位置一一对应，也与每一个Rx一一对应.
由上式可知，中值电阻R中=R+Rg+r=EIg唯一地决定了欧姆表的刻度，中值电阻越大，可以准确测量的范围越大，要改变欧姆表的测量范围，实现欧姆表的不同倍率，只需改变中值电阻即可，通过改变中值电阻的大小来实现准确测量范围的缩放.
要改变中值电阻有两种途径：一是电路中的最大电流Ig值不变而改变电源电动势，但这种方法改变的范围有限，而且生产上千伏的直流电源在技术上是非常困难，成本也很高.二是电源电动势不变而改变电路中的最大电流Ig值，通过在电流表表头上并联多个电阻，即把电流表表头改装成不同量程的电流表，再加一个选择开关即可实现不同的倍率.
三、实战演练
例2 某同学用以下器材接成如图4所示的电路，并将原微安表盘改画成如图5所示，成功地改装了一个简易的“R×1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下：
A.Ig=100μA的微安表一个
B.电动势E=1.5V，电阻可忽略不计的电池
C.阻值调至14kΩ电阻箱R一个
D.红、黑测试表棒和导线若干
（1）原微安表的内阻Rg=
Ω.
图4 图5（2）在图4电路的基础上，不换微安表和电池，图5的刻度也不改变，仅增加1个元件，就能改装成“R×1”的欧姆表.要增加的元件是
（填器件名称），规格为
.（保留两位有效数字）
（3）画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图.
解析 （1）根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ-20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”，说明在测阻值在10kΩ-20kΩ的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻约为R总=15kΩ，相当于欧姆表选择量程于×1k挡.当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有：Ig=ER+Rg，代入E、R、Ig的值，解得Rg=1kΩ.
（2）要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减少欧姆表的内阻，在电动势不变的情况下，只有扩大表头量程，依题意，显然只有并联一个小电阻R′才能使表内总电阻等于中值电阻R并=15Ω.根据R并=R′（R+Rg）R′+R+Rg，代入R以及Rg的数值可计算可得R′≈15Ω.
图6
（3）画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图6所示.
点评 欧姆表由小倍率挡向大倍率挡转换时，需要增大欧姆表的总电阻，即要增加中值电阻，但改变中值电阻不是通过串联更大电阻来实现.因为如果串联更大电阻R0，根据Ig=ER+Rg+r+R0可知，通过欧姆调零后，要减少调零电阻R的阻值，使得整个电路的总电阻没有发生变化，实质上是串联电阻方式起不到改变量程的作用，只有通过改变电路结构，减小表头量程.欧姆表由大倍率挡向小倍率挡转换时，需要减小欧姆表的总电阻，所以只有通过变换并联电阻来实现的，相当于扩大表头量程，并联电阻后，内阻减小，欧姆表的量程也就变以小，并联的电阻越小，内电阻越小，欧姆表的量程也就越小.
变式练习 将满偏电流为50μA、内阻为800Ω～850Ω的小量程电流表G改装成两种倍率（如“×1”、“×10”）的欧姆表.现有两种备选电路，如图7和图8所示，则图
（选填“7”或“8”）为合理电路；另一种电路不合理的原因是
[关键词]物理教学电磁学电磁场电路
物理教材中所阐述的内容主要是经典物理学的基础知识，这些理论是建立在牛顿时空观的基础上，以力学、电磁学为重点。本文就电磁学部分的教学谈谈自己的观点。
一、电磁学的知识体系
电磁运动是物质的一种基本运动形式。电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用，其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象、电磁辐射和电磁场等。为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此，应从以下三个方面来认真分析教材。
1.电磁学的两种研究方式
整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行。只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力。
场是物质的相互作用的特殊方式。电磁学部分完全可用场的概念统一起来，静电场、恒定电场、静磁场、恒定磁场、电磁场等，组成一个关于场的体系。
“路”是“场”的一种特殊情况。物理教材以“路”为线的框架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。
“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的，“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法。
2.认识物理规律
规律体现在一系列物理基本概念、定律、原理以及它们的相互联系中。
物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较，找出它们相互之间存在的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的。
“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系，电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体。
“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。
“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。
3.通过电磁场所表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点
电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明，在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用，运动电荷的周围除了电场外还存在着磁场。磁体的周围也存在着磁场，磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。科学实验证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态。
运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用，所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。转从场的观点来阐述路。电荷的定向运动形成电流，产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷，当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止。
二、以知识体系贯穿始终，使理论学习与技能训练相融合
1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场部分是学好电磁学的基础和关键。电场强度、电势、磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线、磁感应线是形象地描述场分布的一种手段。
2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功，说明场具有能量。通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了。
1关于电路
1.1电路部分要记住电路的形式、状态、及组成部分。
1.1.1串联、并联。初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式：串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型，可以从以下几个方面入手：①根据定义：“逐个顺次连接”为串联，各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间，（“首”为电流流入用电器的哪一端，“尾”指电流流出用电器的那一端）此电路为并联电路；②根据电路路径法，此法为识别两种电路最常用的方法。让电流从正极出发经过用电器回到电源负极，途中不分流始终为一条路径，则连接方式为串联，若电流在某处分流，且每条路上只有一个用电器，电流在电路中有分有合，则连接方式为并联；③拆除法，拆除其中的一个用电器，若其余用电器都不工作，则用电器为串联连接。（因为串联电路中各用电器工作之间相互影响），若其余用电器照样工作，则用电器为并联连接；④开关作用法，并联有干路、支路之分，且开关的位置不同，其控制作用各异，而串联电路中开关的位置的变化不影响控制的作用，所以控制作用相同时容易串联，控制作用不同则为并联；⑤节点法，在识别电路时，不论导线有多长，只要其间无用电器、电源等，导线两端均可看成同一个点，从而找出各用电器的共同点，认清电路。
1.1.2通路、开路、短路。电路中出现的这三种状态，其中通路为处处相通的电路，开路为电路中有处断开的电路，这两种状态易于接受，便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心，不知道何处短路，为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点，捷径是指这条路径中电阻很小，小到可以忽略不计、即为空导线，当一根空导线，或开关、或电流表（电阻小到可以认为没有）与某个用电器并联时，电流只走空导线，开关或电流表而不走用电器，使该用电器被短路，从而不能工作。
1.2三个重要的物理量一电流、电压、电阻。
电学部分学习成绩的好坏在很大程度上取决于对这三大物理量中涉及到的概念、单位、工具使用等知识的辨析程度。 1.2.1概念辨析。电荷的定向移动形成电流，这是电流的形成定义，简单便于理解；电压是形成电流的原因，没有电压就没有电流；电阻是指导体对电流的阻碍作用，即阻碍作用越大，电流越小。
1.2.2表示符号。物理量的表示符号要与其他单位的符号区分开来。电流、电压、电阻三物理量分别用I、U、R表示，而单位表示字母分别为A（安培）、V（伏特）、Ω（欧姆）。
1.2.3工具的使用。①电流表。电流表是测量电流的工具，使用时必须与被测电路串联，电流必须从正接线柱流入，而从负接线柱流出，禁止不经过用电器直接连线电源两极上。选择合适的量程。②电压表。电压表是测量电路两端电压的工具，使用时必须与待测电路并联，电流也从正接线柱流入从负接线柱流出，注意选择合适的量程。③滑动变阻器。调节电路中的电流和用电器两端的电压。由于滑动变阻器上有四个接线拄使用起来就要注意了，接线柱选择一上一下连入电路，串联在电路中，鉴于滑动变阻器所起的作用，在使用前，滑片调至阻值最大处。
1.3电功（W）、电功率（P）。物理学中电功没有确切的定义，只是描述性的，当电能转为其它形式能时，就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能，如果知道了电功的多少，就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少，也取决于所用的时间的长短。
1.4快速识别电路图，正确连接实物图。电路图的识别在前面已经说明了方法，但是当电路中加入电流表、电压表、滑动变阻器等器材后，电路的识别就变得困难起来。但我们知道电流表、滑动变阻器使用时必须串联、电压表与用电器并联，串联易辩并联难分。因此在分析次类电路时要想方设法排除这些相关干扰因素，即可把电压表暂时隐蔽起来，辩清电路后再加回原处，概括为口诀一段：把电压表放一旁，跟着电流走一趟；遇到分支为并联，没有分支为串联。
2理解规律。把握关键
有的学生感到电学学习困难，有的教师也说电学太难讲了，其实原因在于我们头脑中的知识点散、乱不成体系，没有规律。所以要熟记规律，加深理解，形成一个完整的知识体系，那么理解起来方可得心应手。
2.1三个物理量在串、并联电路中的特点。在串联电路中：电流处处相等；电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和；总电阻等于各导体的电阻之和。
在并联电路中：干路中电流等于各支路电流之和；各支路两端的电压相等；并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
2.2欧姆定律。经验告诉我们：由于电压是形成电流的原因，因此电压越高，电流越大；而电阻是导体对电流的阻碍作用，即电阻越大，电流越小。通过具体实验的探究得到了欧姆定律的内容：一段导体的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要，一定要加强理解，熟记其使用的条件及注意事项。
2.3电功定律。某段电路上的电功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压U，电路中的电流I，通过的时间f，三者的乘积来计算电功。
2.4焦耳定律。导体中有电流通过时，导体就要发热，此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究，做了大量的实验，精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系：电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比，跟这段导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
3疏通关系，构建框架
【摘 要】众所周知，电学题是初中物理学习的难点，我们很多同学在平时练习中遇到电学题都是退避三舍，但在中考中我们却是避不掉的，只有迎难而上。其实，对于电学题我们只要理清源头，掌握方法，了解中考发展趋势，就能在中考中得心应手。
关键词 源头分析；解题策略；习题拓展；实验操作
电学历来是初三物理的重中之重，中考出现的电学知识占据着很大的分量，这就说明学好了电学知识，初三物理就可以考高分了。而在实际教学中，老师怕教，学生怕学。有的时候，在课后给学生补差的时候，看着他们无力的眼神，而我们也感到没有什么更好的办法来解决，让学生听懂，学得轻松。每年教初三时，都会遇到这样的问题，不过在多年的教学过程中，我不断地反思，总算有了一点有效的措施。
一，简单、准确的源头分析是电学题有效学习的基础
初三电学重难点多，有图表、概念、计算，对于一些复杂的电路图，学生束手无策。我把电学所有的知识进行了分类和统计，总结了以下几点：
1.欧姆定律是电学的根，是连接各知识点之间的桥梁，每年中考必考的知识点。我们在学习的时候，必须要通过实验得出，这样学生才能牢记于心。
2.串联与并联是初中电路连接的两种方式，是最基础的电学题考查内容，也是绝大多数电学题分析、思考中必不可少的知识点。
3.电流表、电压表、电能表、滑动变阻器是电学实验的仪表。每种表的正确使用方法必须熟烂于心。每年都有电学仪表的读数、滑动变阻器的连接方式等考试题目。
4.电学几个探究实验，串并联电流电压之间的规律，探究欧姆定律，伏安法测电阻实验，测小灯泡的电功率，这几个实验都是历年来中考的热点题型，掌握好实验探究过程的步骤和问题，对同学们迎接中考大有益处。而中考的题型我也做了点研究：
1.基础知识识记题
如使用测电笔时我要接触笔尾的金属体，三线插座“左零右火中接地”等，这些基础性的题目，要求学生熟记。
2.基本概念辨析题
有些物理知识不是单纯的数学，不能用数学的思维来考虑，如由欧姆定律公式判断电阻与电流、电压的关系。
3.应用物理知识题
利用当前的前沿科学来设计题目，从中来考察某个知识点。如某位科学家发现了某种新物质，熔化时慢慢变软，温度在一直升高，请判断这种新物质是不是晶体。
4.电路图辨析题
这几年中考出现实物图，让学生先来判断实物图的连接方式。如果学生不能正确根据实物图画出电路图，那就不能解决这类题目。
二、清晰、简便的解题策略是电学题有效学习的关键
实物电路图由于导线错综复杂，不如电路图来得方便明了。所以我们要把实物图转为电路图，把复杂的电路图进行简化。
1.细读题目，正确审题。
“审题要慢，解题要快。”电学题中隐含条件的通常说法有“正常发光”、“不超过”、“串联”、“并联”、“电压恒定不变”、“最大”、“最小”等等，而这些
关键词 往往是解题的切入点。
2.去繁就简，优化电路。
把复杂电路图简化之后，我们会发现，这其实就是简单的串联电路和并联电路，如何解答，也就显得容易了。
3.有的放矢，选择公式。
电学部分公式较多，学生运用起来比较费事，有些题目用对公式，就能缩短时间。例如：小明在用如图所示的电路进行试验时，当闭合开关S后，发现标有“6v，3w”的灯L1和标有“12V，3W”的灯L2亮度并不相同。已知电源电压为6V，不考虑灯丝电阻值随温度的变化。求：
（1）通过灯泡Ll的电流为多大?
（2）灯泡Ll每分钟消耗多少电能?
（3）灯泡L2的实际功率是多大，电路中灯L1和L2哪个更亮?
在第三问中，我们可以先求L2的电阻为48Ω，再利用电功率公式求解出L2的实际功率为0.75W。当然，计算电功率的公式较多，如果选择其它的公式就会走弯路。
4.善于总结，归纳要领。
在学习电学知识的同时，要不断总结错误的原因，理清所走的弯路，归纳解题的规律，注意解题举一反三，融会贯通，及时查漏补缺，自然会变难为易。
三、热门、实用的习题拓展是电学题有效学习的趋势
随着新课改的实施以及与国际教育的接轨，中考物理题型已发生了很大的改变，由原来的纯理论试题向现在以实际应用题为主的转变，向科技前沿方向拓展、向基础生活拓展、在实验操作细节中拓展。如在如何控制实验条件、判断实验过程中出现的物理现象、实验过程中异常现象的原因分析、错误实验数据的判定、分析数据验证猜想等对培养学生的观察能力、分析归纳能力、创造能力具有积极的作用。
四、易做、能懂的实验操作是电学题有效学习的方法
中学物理学习中，实验教学是必不可少的。而实验太复杂，不易做，学生不易懂，做了也白做。老师要带着明确的目的，把复杂的实验进行简化，让学生人人都能动手做，加上深入、细致、有效地探究，学生才能理解。所以我们教师在设计实验的过程中要紧紧围绕这一点，也要学生有意识地观察。下次学生在遇到这一类题目时，就能游刃有余。基于这点，老师在课前就得自己先动手把实验做一遍，看看其中哪些环节较为复杂，学生不易做的，哪些操作学生不容易懂的，再进行优化。
Abstract: The Basis of Circuit Analysis is a professionally basic course for students who major in the e-information science and technology, electrical engineering and automation, therefore it is essential to apply better teaching methods to help electronic majors learn the course well. Based on my own teaching experiences, this paper discusses the teaching methods of the course, the Basis of Circuit Analysis.
关键词: 电路分析基础;引导学生;教学方法
Key words: the basis of circuit analysis;guide the students;teaching methods
中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0207-01
0引言
《电路分析基础》是电子信息科学与技术、电气工程及其自动化专业的专业基础课,对它掌握的好坏对后续教学起到很大的影响。此外这门课一般放在大一下学期开设,而此时学生对电路的了解还停留在高中阶段,并且专科生的基础稍差,所以要想使学生学好这门课,我们就要一方面以课本为依托,但是另一方面又不能拘泥于课本,应尽量把抽象的内容简单化,引导学生把所学知识串成知识链,让学生通过多练习来更好地掌握。下面我就结合自己的教学过程实践谈一点体会。
1在学习电路入门时,我们要引导学生注意大学的电路知识与高中内容的区别
虽然在《电路分析基础》中,我们接触到的三个基本变量仍是电流、电压、电功率,但此时的电流、电压已经涉及到了参考方向,也就是贯穿《电路分析基础》始终的“+”、“-”号问题,这是学生在接触这门课程时首先遇到的问题。同样,在求解电功率过程中,电压、电流的参考方向是否关联也成为学生的一个难点,此时我们就要对学生强化“+”、“-”号问题:引入参考方向,比对参考方向来确定“+”、“-”号。让学生头脑中开始紧绷这根弦,这样我们才能顺利地引入欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律,而这三个定律是我们处理电路问题的三大法宝。
2我们要把电阻性电路的处理方法让学生牢牢掌握
对电阻性电路的处理,基本分析方法有三种:支路电流法、网孔分析法、节点电位法。其中以网孔分析法和节点电位法用的较多,每种方法我们都有固定的公式来处理。但是在用网孔分析法时,如果在巡行中遇到理想电流源(或受控电流源),它两端的电压应取多大呢?根据电流源的特性,它的端电压与外电路有关,而这在电路求解之前是不知道的,所以这时可先假设该电流源两端电压为,然后把当作理想电压源一样看待列写基本方程,引入这个未知量,最后我们再多列一个关联方程即可求解。而在用节点电位法时,如果我们遇到理想电压源,又该如何处理呢?此时,应对理想电压源支路设未知电流。只要我们时刻提醒自己注意以上两种特殊情况,那么任何电阻性电路的问题就基本上都可解决了。接下来,我们把常用的电路定理:叠加定理、齐次定理、戴维宁定理、诺顿定理和最大功率传输定理依次引入,以便更好地简化电路和更灵活地处理电阻性电路的任何问题。
3引导学生掌握电阻性电路的基础后,再加上动态电路元件及正弦激励条件下进行化繁为简,并利用前面已有知识处理电路问题
当我们引入动态电路元件――电容和电感后,由于它们的电压和电流之间是微分或积分关系,使得学生在列写动态电路方程时感到茫然,不知如何下手来列方程了。此时我们就要引导学生:列动态电路方程时,欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律仍然是列写方程的依据,只要我们在遇到电容、电感时,写出它们之间的微分关系或积分关系即可。学会求解独立初始值和非独立初始值之后,我们就可用三要素法来处理激励为直流时一阶电路的零输入、零状态、全响应了。当动态元件引入电路后,我们再引入正弦激励,引入相量,给出电路基本元件的相量关系,基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律的相量形式,以及引入阻抗、导纳,那么我们仍然可以将网孔电流法、节点电位法用于正弦稳态电路进行电路分析了。
4在教学过程中,要引导学生有效地总结知识点,对相近知识点进行类比
《电路分析基础》中需要学生记住的定理、公式很多,如果单个记忆,学生很容易混淆,因此,在课堂中我们要引导学生对定理进行类比,搞清每个定理使用的条件及使用中需要注意的事项,对相近知识点要注意它们推导过程中的差异,牢记共性,区分不同,在认知结构上理解并记忆以上内容。这样每个定理、知识点我们就都能牢牢掌握了,最后再通过多加练习来辅助,从理论角度上学好这门课已经没有太大问题了。
5理论与实践并重,让学生多练习。处理好作业环节
《电路分析基础》是一门实践性很强的课程,仅仅掌握理论,只会眼高手低,无法扎实地打好基础。因此,我们一定要让学生多练习,对于老师认为不是难点的地方,学生可能会暴露很多问题,那些在作业中出现的问题就恰恰是给我们的最好的反馈,因此及时收缴、批改作业就显得非常重要。对于作业中出现的问题,如果老师仅仅是在作业中做些对或错的批改标记,是难以真正引起学生注意的,所以说在课堂中我们务必要及时予以纠正,并进行解释,从而让学生自己真正把错的地方弄明白。
6加强实验环节
理科与文科最大的差异就是,前者最终的目的是要将理论应用于实践。因此,首先,我们要求学生先做完所有的验证性试验,使他们从思想上真正地接受这些结论,然后,启发他们进行一些自己的改造,例如设计一些简单的电路,进行电路仿真试验,从而激发学生对这门课的兴趣,“兴趣是最好的老师”,这些小小的成就感也会促使学生去主动地学习这门课程。
总之,只要我们将电阻性电路及正弦稳态电路的分析方法牢牢掌握了,那么我们在电路中引入自感、互感之后,仍然可以灵活自如地来处理电路了。加上作业、试验环节,我们学好《电路分析基础》这门课程应该没什么难度了。
参考文献:
[1]张永瑞.电路分析基础[M].西安电子科技大学出版社,2009.
[2]杨蕊.提高《电路分析基础》课程教学质量的研究与实践[J].湖北经济学院学报,2008,(6).
例题和习题是物理教材的重要组成，课本上的很多例习题蕴藏着丰富的内涵，教材中例习题的教学对于培养学生的解题能力，发展学生的物理思维有重要的意义。但因对例习题答案的寻找，学生一般都不会有困难，教师常常忽略了对例习题的探究和挖掘，从而丢掉了很多宝贵的教育资源和素材。纵观几年来的物理高考试题，不少是高中教材中的例题和习题的改编，但学生的得分情况并不理想；学生每天都会做老师下发的大量的习题或自己买的辅导资料上的习题来巩固所学知识，但因理解不透彻，很多时候做的是无用功，这些现象很值得我们思考和研究。在平时的教学中，应充分利用教材提供的资源，挖掘蕴含培养学生思维、能力等方面的因素，立足于课本例习题，注重其多功能应用，对例题内容进行重组、拓展、延伸，使教材例习题成为学生的“智慧的能源”。这样对减轻学生负担，帮助学生跳出“题海”，巩固基础知识，开拓思路，培养能力，活跃思维等都是非常有益的。我结合自己在教学中的一些做法，就新教材例习题处理谈些体会。
一、重视例题，揭示内涵
新课程物理教材中的例题都蕴含着重要的物理思想和物理方法，揭示着问题的内涵。例如：人教版选修3―1上P63对于欧姆表的原理的认识，教材就没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而是先让学生做一道闭合电路欧姆定律的应用例题，建立对欧姆表的认识。也就是说，在教学上的要求是让学生练习欧姆定律的应用，其目的是把欧姆表这一新知识建立在对原有学习过程的体验上，通过对该体验的创造性联想来形成新的知识：欧姆表的工作原理。在这道题三个小问的求解过程中学生通过具体数据的计算，不仅会了解欧姆表原理，而且会对自己的学习方法进行认识，从内心深处引起强烈的反思――原来物理例题的分析和解答过程中可以形成新的知识。在这道例题的教学中教师除了让学生回答教材中的问题，还可以从多个角度提出问题，让学生思考和讨论，以及设计实验，等等，如：（1）中间刻度对应的电阻刻度为多少？（2）你能把其他电流刻度改标成电阻刻度吗？为什么电阻刻度是不均匀的？（3）既然电流表、电压表及欧姆表都是由表头改装而成的，那能不能共用一块表头而组合在一起呢？若能，请问怎样设计？通过对例题的充分挖掘来让学生更深入地明白欧姆表的工作原理和内涵，为学生熟悉多用电表及下面的实验操作做好铺垫。因此本题是一道非常典型的例题和可以拓展的好题目，但不少物理教师却另起炉灶重新建立情景来进行欧姆表工作原理的教学，而放弃了最好的教学资源――课本例题，得不偿失。
二、探索习题，一题多解
一题多解是学生在对题目交代的情景熟悉的前提下从不同角度解答同一个问题，这样既减轻了学生读题的负担，又使学生运用多种方法解决问题，达到了和做多种不同类型题一样的效果。课本上许多例习题就非常适合一题多解，在对这种题目的讲解过程中学生既可以对所学知识和规律进行巩固，又可以让学生体会各种方法之间的不同和各自优势。例如：人教版必修一P45中问题与练习部分的第4题：关于频闪摄像研究变速运动的问题。本题可以用以下几种解法：①用h=at，时间t可以从照片读出；②用x=vt+at，选取数据点代入计算；③用v=；a=；④用Δt=aT。通过这几种方法来解决本题，可以把匀变速直线运动的规律的知识都用一遍。这样一题多解给学生带来的收获不仅仅是解一道题的方法，而且有一类规律的运用方法，更使学生记忆深刻。这样在处理课本习题的过程中学生的练习起到了复习知识和领会方法的双重作用。
三、挖掘习题，拓展延伸
在习题教学中不仅要使学生巩固掌握物理知识，而且要把物理思维渗透其中，将其充分利用，适度开发，来发挥习题的最大效益。例如：人教版选修3―2上P21第3题：如图所示，磁感应强度B=1T，平行导轨宽l=1m，金属棒PQ以1m/s速度贴着导轨向右运动，R=1Ω，其他电阻不计。（1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图。（2）通过R的电流方向如何？大小等于多少？本题考查的是关于法拉第电磁感应定律的应用：导体棒切割磁感线问题。除了题目中提出的两个问题之外，我们还可以在学生做完本题后让学生思考以下几个问题：①导体棒在运动的过程中受到的安培力是多大，方向如何？这个力对物体的运动起什么作用？为了让物体维持匀速直线运动需要加外力吗？若需要应加一个什么样的外力？这个问题可以让学生加深对物体运动规律和受力规律的认识；②外力的功率是多少？电阻R消耗的电功率是多少？两者之间什么关系？通过对比学生可以加深对电磁感应现象本质的认识；③若导体棒有内阻r=1Ω，则导体棒两端的电压还是Blv吗？若不是，那应该是多少？这个问题可以让学生加深对路端电压的理解。通过以上提出三个问题，我们可以在大背景不发生变化的情况下，实现多个知识点的教学，同时学生还能对问题有更深层次的认识。
总之，教材上的例习题蕴藏着丰富的内涵和可开发的地方，教材中例习题对于培养学生的思维能力和思维能力都有着重要的作用和意义。我认为在物理教学的过程中教师应充分重视和发挥课本例习题的作用，使教材例习题成为学生“智慧的能源”。
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