时间：2023-07-21 17:27:17
【关键词】物理；欧姆定律；问题；解题思路
欧姆定律是高中物理电学部分的核心内容，也是高考的重难点内容，同时欧姆定律掌握的好坏会直接影响我们的考试成绩，因此要多用时间将这块知识进行巩固，以取得更高的分数。
1在欧姆定律的学习中常遇到的问题
1.1欧姆定律的使用范围问题
在电路的实验过程中，我会出现忽略导线，电子元件与电源自身的电阻，将整个电路视为纯电阻电路的问题。而欧姆定律通常只适用于导电金属和导电液体，对于气体、半导体、超导体等特殊电路元器件不适用，但我们知道，白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的，也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件，但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件，因此这里的表述就不正确，本人为了弄清这里的问题，向老师进行了请教并查阅了相关资料，许多资料上说欧姆定律的应用有“同时性”与“欧姆定律不适用于非线性元件，但对于各状态下是适合的”。但我自身总觉得这样的解释难以接受，有牵强之意，即个人理解为既然各个状态下都是适合的，那就是适合整个过程。
1.2线性元件的存在问题
通过物理学习我们会发现材料的电阻率ρ会随其它因素的变化而变化（如温度），从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的，也就是说理想的线性元件并不存在。而在实际问题中，当通电导体的电阻随工作条件变化很小时，可以近似看作线性元件，但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立，例如常用的炭膜定值电阻，其额定电流一般较小，功率变化范围较小。
1.3电流，电压与电阻使用的问题
电流、电压、电阻的概念及单位，电流表、电压表、滑动变阻器的使用，是最基础的概念，也是我最容易混淆的内容。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流，而电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器，另外，欧姆定律只是用来研究电路内部系统，不包括电源内部的电阻、电流等，在学习欧姆定律的过程中，电流表、电压表、导线等电子元器件的影响常常是不考虑在内的，而对于欧姆定律的公式I=UR，I、U、R这三个物理量，则要求必须是在同一电路系统中，且是同一时刻的数值。
2欧姆定律学习中需要掌握的内容
本人在基于电学的基础之上，通过对欧姆定律的解题方式进行分析，个人认为我们需掌握以下内容：了解产生电流的条件；理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行相关的计算；熟练掌握欧姆定律的表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件范围，并能用欧姆定律解决相关的电路问题；知道什么是导体的伏安特性，什么是线性元件与非线性元件；知道电阻的定义和定义式R=U/I；能综合运用欧姆定律分析、计算实际问题；需要进行实验、设计实验，能根据实验分析、计算、统计物理规律，并能运用公式法和图像法相结合的方法解决问题。
3欧姆定律的解题思路及技巧
3.1加深对欧姆定律内容的理解
在欧姆定律例题分析中，我们比较常见的问题是多个变量的问题，以我自身为例，由于物理理解水平有限，且电压、电流、电阻的概念比较抽象，所以学习难度较大，但我通过相关教学短片的学习，将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障，电阻越大路越不好走，电阻越小通过速度则快”的方式，明白了电阻是导体自身的特有属性，其大小是受温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的，与其两端的电压跟电流的大小无关，并且明白了电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变。同时我们每一个人都知道对于不同的习题，解决步骤都是不相同的，虽同一问题会有不同的解题方法，但总是离不开欧姆定律这个框架。因此对于一些与电学有关的知识，我一般会利用欧姆定律解决电生磁现象与电功率计算问题。例如：某人做验时把两盏电灯串联起来，灯丝电阻分别为R1=30Ω，R2=24Ω，电流表的读数为0.2A，那么加在R1和R2两端的电压各是多少？我可以根据两灯串联这一关建条件，与U=IR得出：U1=IR1=0.2A×30Ω=6V，U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V，故R1和R2两端电压分别为6V、4.8V的结论。
3.2利用电路图进行进行计算
在解有关欧姆定律的题时，以前直接把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算，并把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻都代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算，因此经常混淆，不便于分析问题。通过后期老师给予我的建议，在解题前我都会先根据题意画出电路图，并在图上标明已知量、数值和未知量的符号，明确需分析的是哪一部分电路，这部分电路的连接方式是串联还是并联，以抓住电流、电压、电阻在串联、并联电路中的特征进行解题。同时，我还会注意开关通断引起电路结构的变化情况，并且回给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标，其中需注意单位的统一与电流表、电压表在电路中的连接情况，以及滑动变阻器滑片移动时电流、电压、电阻的变化情况。
3.3利用电阻进行知识拓展
本着从易到难的原则，我们可从一个电阻的问题进行计算，再扩展到两个电阻、三个电阻，逐渐拓宽我们的思路，让自己找到学习的目标以及方法。比如遇到当定值电阻接在电源两端后电压由U1变为U2，电路中的电流由I1增大到I2，这个定值电阻是多少的问题时，我们可利用欧姆定律的概念ΔU=ΔI・R得到电阻的值，而当难度增加由一个电阻变为两个电阻时，定值电阻与滑动变阻器串联在电压恒定的电源两端，电压表V1的变化量为ΔU1，电压表V2的变化量为ΔU2，电流表的示数为ΔI，在这样的问题上可将变化的问题转化为固定的关系之间的数值，就可简化许多变量问题的计算。当变量变为三个电阻时难度会进一步的增大，我起初认为这是一项不可能完成的任务，所以放弃了这类题，而在经过询问成绩优秀的同学时，才知道可将三个电阻尽量化为两个电阻，通过电压表与电流表的位置将电阻进行合并，以此简化题目。
4总结
简言之，欧姆定律是物理教材中最为重要的电学定律之一，是电学内容的重要知识，也是我们学习电磁学最基础的知识。当然，对于欧姆定律的学习与解题方法，自然不止以上所述方法，因而在具体的学习中，我们要立足于自身实际学习情况来进行方法的选取，突破重难点知识，以找到更好的解题思路。
参考文献：
[1]高飞.欧姆定律在串并联电路中的应用技巧[J].才智，2009（27）
关键词：理解;欧姆定律;电流;电压;电阻
欧姆定律是初中物理电学部分的核心内容，也是中考中考点的重点内容、难点内容。欧姆定律掌握的好坏直接影响学生的考试成绩，要多用时间将这块知识夯实，才能取得高考的胜利。
一、明确欧姆定律的内容
1、实验思想和方法
欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的：即在控制电阻不变，得到通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;控制导体两端的电压不变，得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。
2、欧姆定律的表达式
由实验总结和归纳出欧姆定律：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式为：I=U/R;I的单位是安（A），U的单位是伏（V），R的单位是欧（Ω）;导出式：U=IRR=U/I
注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系，即具有同一时间，同一段导体的关系。
3、欧姆定律的应用条件
（1）.欧姆定律只适用于纯电阻电路;
（2）.欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，而对于气体、半导体导电一般不适用;
（3）.欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;
（4）.欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量，不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。
4.区别I=U/R和R=U/I的意义
欧姆定律中I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时，导体中的I将发生相应的变化。可见，I、U、R都是变量。另外，I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压，是导体形成持续电流的条件。若R不为零，U为零，则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大，即使它的两端有电压，I也为零。因此，在欧姆定律I=U/R中，当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。
R=U/I是欧姆定律推导得出的，表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式，而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质，因此，在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。
对于给定的一个导体，比值U/I是个定值;而对于不同的导体，这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。
二、欧姆定律的应用
在运用欧姆定律，分析、解决实际问题，进行有关计算时应注意以下几方面的问题：
1.要分析清楚电路图，搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联，还是并联，这是解题的关键。
2.利用欧姆定律解题时，不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算，也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆，便于分析问题，最好在解题前先根据题意画出电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式，并注意单位的统一。
3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素：一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此，电路变化问题主要有两种类型：一类是由于变阻器滑片的移动，引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合，引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为：先看电阻变化，再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。
三、典型例题剖析
例1 在如图所示的电路中，R=12Ω，Rt的最大阻值为18Ω，当开关闭合时，滑片P位于最左端时电压表的示数为16V，那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少？
解析：分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路，电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V，说明电路中的总电压（电源的电压）是6V，而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表仅测R两端的电压，而此时电压表的示数小于6V。
滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如图所示，滑动变阻器的滑片P向B滑动时，电流表的示数将;电压表的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”）如此时电压表的示数为2.5V，要使电压表的示数变为3V，滑片P应向端滑动。
图1
分析：根据欧姆定律I=UR，电源电压不变时，电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段，动滑片P向B滑动时，AP段变长，电阻变大，所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压，根据Ux=IRx可知，Rx不变，I变小，电压表示数变小。反之，要使电压表示数变大，滑片P应向A端滑动。
答案：变小;变小;A。
参考文献：
关键词： 课堂引入; 欧姆定律; 兴趣; 物理学史;
良好的开端是成功的一半,引入作为一堂课的开始,是课堂教学环节中必不可少且至关重要的部分.这一环节设计的优劣直接影响到一节课的深入程度、学生进入学习的状态、学生对本节课授课知识的兴趣多少等.对于初中学生,注意力本就不容易集中,那么一个好的引入就是引起学生的学习兴趣和带领学生积极思考并真正进入课堂的关键.欧姆定律的教学一直以来都是一个难点,若仅仅是公式,学生在刚学的时候很容易记住,但是对于欧姆定律的来源以及探究的过程总是模糊的,就算教师在课堂上有过演示实验,在部分学生看来都只是因为教材是这样安排的.但其实不然,这个探究实验正是欧姆定律得出的关键.可是学生理解不到位,可能是教学哪一步不够确切.比如其中一个设计点就是引入这个探究实验,在引入时创设情境,让学生能够回到当时欧姆在探究时的过程以及条件中,结合当时的条件可能做到的以及达到的情况,这样的引入或许会让学生感同身受,从而产生更加强烈的探究欲望,达到较好的教学效果.
1、 初中物理课堂引入
课堂引入是教学过程中最重要的环节之一,教学引入恰当,可以起到事半功倍的效果;作为课堂教学的第一步,是紧扣学生心弦,激发学生兴趣最关键的一步.一方面,课堂引入具有先行组织者的作用,美国着名心理学家奥苏贝尔从学习心理学的角度分析,“当人们在接触一个完全不熟悉的知识领域时,从已知的包摄性较广的整体知识中掌握分化的部分,比从已知的分化部分中掌握整体知识难度要低些.”比如在讲解“静摩擦力”这一节课时,由于前面学生已经掌握了摩擦力的相关知识,就可以将摩擦力作为先行组织者,将其作为上位概念,再将静摩擦力直接提出,并联系其与摩擦力之间的关系,学生很容易就理解了静摩擦力的概念.另一方面,课堂引入容易吸引学生的兴趣,集中学生的注意力,初中学生的注意力本就不容易集中,在刚上课的几分钟,学生可能还处在下课所经历事情的愉悦之中,这个时候就需要教师找到一种吸引他们注意力的方法.注意力是保证学生上课的首要条件,而兴趣又是影响学生注意力的关键,爱因斯坦也曾经说过,“兴趣是最好的老师,它可以激发人的创造性、好奇心、求知欲.”所以,教师在教学引入环节中能否调动学生的学习兴趣更为关键.
在初中物理课堂中教师常用的几种引入方法:
(1)实验引入法,物理作为一门实验科学,实验在教学中起着举足轻重的作用,在引入时采用实验的方式是中学物理教师常用的,运用一些有趣的小实验,可以快速把学生吸引到课堂中来,教师既可以采用演示实验的方法,也可以让学生参与实验过程.
(2)直观导入法,直观导入可以是视频、图片、实物等,某些物理现象不一定是发生在学生周围,那就可以通过图片或录像的方式为学生展现物理现象或物理情境,这样就显得更加直观,易激发学生的求知欲.
(3)讨论引入法,一般就是选取日常生活中的某一事例,对学生进行提问或者大家一起来辩论,在这个过程中不仅导入了本堂课所要学习的知识材料,同时也让学生积极地参与了这个过程,关键是借助生活中鲜明的例子学生更容易理解,更容易将注意力集中到课堂教学中来.
(4)问题激疑法,设置疑问是教师的一种有目的、有方向的思维导向.古人云:“不愤不启,不悱不发”,教师在教学过程中要善于提出问题,有意激疑启思,活跃思维,引导学生思考,在解决问题的过程中锻炼学生各方面的能力,激发学生的求知欲,促进学生积极地学习.
(5)复习引入法,这是最便捷的引入方法,往往是在与新课联系较为密切的时候使用,起着承上启下的作用,不仅有利于学生对前面知识的巩固,更能为新知识的学习做好铺垫.例如在做液体压强的复习题时,引出浮力的知识,浮力其实就是物体在液体中受到上下的压力差而产生的,学生联系前面知识能够快速地理解浮力产生的原因而不会感觉到陌生.
(6)故事引入法,一般的故事引入都是直接引用物理学家们的故事,用榜样的力量去感染学生,唤起他们的探索热情,通过了解前辈们的物理思想、实验方法和探索精神,能够激发学生的兴趣,提高课堂教学的效果,提升学生素养[2].比如在讲解牛顿第一定律时,先给学生介绍牛顿这个人的一生,学生会由于对牛顿这个人的崇拜而愿意对其所提出的相关知识进行了解.
(7)游戏引入法,在正式上课前让学生动手做一些简单的小游戏,从而引入新课,利用游戏结果激发学生的学习兴趣.比如在讲解摩擦力这一内容的时候,可以让学生进行拔河比赛,绳子是经过教师处理过的,所以一定会产生输赢,学生心有不甘,因此就可能产生对答案的探索欲望,激发他们的学习兴趣.
2 、欧姆定律教学引入文献分析
欧姆定律是整个初中电学的重难点之一,教师在设计的时候往往需要考虑接收者的认知情况以及他们的阶段性特点等等,首当其冲考虑的便是引入部分.以下是大部分教师在欧姆定律教学设计中常用的几种引入方式.
(1)复习引入
学生在接触欧姆定律之前已经掌握了电流、电压、电阻3个物理概念,有的教师则是充分的利用学生已经有的旧知识,引导学生探讨电流、电压、电阻之间存在的关系,自然而然的导入本节课的课题.
(2)实际问题引入
在物理教学中,教师不只是让学生掌握教材知识,更重要的是引导他们运用物理知识来解决实际问题,学生只有把书本中的知识运用到生活中,才能适应社会发展的需要.有的教师会由生活当中电流受电压、电阻变化的电路来进行提问(比如收音机的音量大小是由什么来进行控制的),然后引发学生进行思考.
(3)创设情境,导入新课
初中的学生最希望得到教师的认可,对于教师提出的问题一定会争先抢答,有的教师就会抓住学生的这一特点,设置与本节课相关的问题让学生来抢答.设置如下两个问题:实验中当电压一定的时候,电流随电阻的变化情况;当电阻一定的时候,电流随电压的变化情况.根据学生的回答情况,教师进一步提出,电流、电压、电阻之间是否存在某一数值关系,教师逐步引导学生进行猜想,进而探究三者的关系得出欧姆定律.
(4)通过实验引入主题
实验的创设是根据电流在电路中会受到哪些因素的影响而发生变化,有的教师会根据学生已经掌握的知识事先设计电路图,然后改变其中的电阻看电路中电流的变化情况,实验现象与学生前面所了解的不一致,通过继续进行实验对比解释才知道电流在电路中同时还会受到电压的影响,接下来就顺理成章地引入对电流与电压、电流与电阻关系的判断.
(5)由物理学史引入
新课标中三维目标中的情感态度与价值观明确规定,要求学生掌握物理学史,学习前人的科学态度与精神.有的教师会通过介绍欧姆这个人,让学生对其有一定的了解,再提出欧姆的杰出贡献---欧姆定律.
3、 总结
通过对欧姆定律教学设计的相关文献进行分析发现,在大部分文献中采用的都是惯用的物理引入法,而其中占比最大的就是实验引入法,由于在前面学生已经学习过电流、电阻、电压等,教师在这里就可以鼓励学生进行三者之间关系的探究实验.电压和电阻的影响因素,前面的定义已经说得比较清楚了,因此,现在最为疑惑的就是电流的影响因素,然后运用控制变量法分别探究电流与电压以及电流与电阻之间的关系,从而得出欧姆定律的表达式.这种方式学生比较容易接受,同时也会感兴趣.通过这个过程学生不仅能够学到物理知识,还能在这个过程中经历实验探究的步骤,从而加强实验探究的意识,与初中物理课程所倡导的培养学生的科学探究能力是符合的,因此,实验探究法引入欧姆定律总是作为欧姆定律教学引入的首选.
初中物理课程标准中明确指出要注重对学生情感态度与价值观的培养,但是情感态度与价值观的培养不是通过一节课就能够体现出来的,需要教师不断地进行潜移默化的影响,而在物理学里面最好的方式在笔者看来就是物理学史的渗入.物理学史具有问题情境性、目标指向性、运用灵活性等特点,物理学家们的物理思想、实验方法和探索精神等不仅能激发学生的学习兴趣、启发学生,还能够提高课堂的教学效果并且提升学生的素养[1].但是通过对文献的分析笔者发现在已有的教学设计当中,很多教师就是对欧姆的一生进行简要的介绍之后就直接提出本堂课我们要做的就是对欧姆的实验进行验证,学生或许会深刻地记住欧姆这个人,这样的引入也对学生的情感态度与价值观有所渗透,但是,学生的主动性就没有那么的明显,笔者曾经也用过这样的方式进行引入,得到的结果没有显着的不同,因此,笔者又设计了另外一种方式的物理学史引入.
由于学生前面已经学习了电流的知识,教师可以提问学生:(1)电流产生的原因是什么?(2)前面已经学习了电流,对于电流是否存在和其大小我们可以用什么来进行测量?电压是形成电流的原因,初二上学期就已经学过热量之间的传递,有温度差的两个热源之间是可以直接进行热量的传递,欧姆认为电流也应该具有和热传递相似的性质,既然热是受到温度差的驱动,那电流也应该受到某种驱动力而且应该是正比的关系,现在我们知道这个驱动力其实就是电压;对于电流的测量学生知道用电流表,接下来教师就可以对欧姆定律的发现历程进行介绍.当电流被发现后的很长一段时间电流表才出现,在电流表出现之前,能够检测电流的是一种叫检流计(原理就是电流的磁效应)的仪器,现在又一个问题了,只有检流计也没有办法去得知电流的大小.欧姆这个人最明显的特征就是善于思考,“既然检流计可以测量电流是否存在,在此基础上继续研究是否可以得到电流大小.”前人已经发明了静电计可用来测静电力(这是我们后面即将学到的)——库仑定律(静电力与距离的平方成反比),他就根据检流计的原理以及测静电力的扭秤相结合,制成了电流扭力秤,结构很简单,就是一个小磁针和一根直导线,当直导线通上电流之后,电流产生的磁场就会影响小磁针转过一定的夹角,并且发现扭转角度与电流强度成正比,通过角度还可以得出电流的大小.那么如果现在学生就有这样一个电流扭力秤,除了用它可以得出电流的大小,那还可以对其充分利用,进行实验的改造,在我们已有知识的基础上.有的学生肯定会想到电阻的大小与金属材料的关系,改变金属材料看所得电流的变化,这样又解决了电流与电阻之间的关系[3].这是在解决问题的过程中发现了电流、电压、电阻之间的关系,爱因斯坦曾经说过“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要,提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看待问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步.”欧姆就是在不断发现问题的过程中得出了欧姆定律,这整个教学过程看上去没有物理知识,很多教师可能会觉得浪费时间再加上还有的是学生还没有学过的知识,其实不然,学生的接受能力远远比我们想象的要多,这样的介绍让学生明白欧姆定律其实就是一个电流的探究过程,其实是在这个过程中不断地创新思考,不断地提出新的问题,最后得出三者之间的关系I=UR.为了加强学生的理解,笔者建议这个引入过程可以将PPT、教师的描述、板书结合起来使用,效果可能会更好.
参考文献
[1] 丁江铃,谢元栋,纪熙.爱迪生与特斯拉之争引入中学物理教学的意义[J].物理通报,2019(2):116
论文关键词：多用电表,欧姆档,多倍率,电路图
多用电表是中学物理教材电学内容的一个基本点，也是重点。因为多用电表的原理包含了串、并联电路的规律和闭合电路欧姆定律，而这些规律是电流计改装成电流表、电压表和欧姆表的理论基础，更是历年高考电学实验考察的重点。新课程改革中，人教版教材在本节的编写上充分体了现新课程理念，摆脱了旧教材中单纯理论的推导和仪表结构、原理、使用方法的讲解，而是先以例题的形式引入，让学生结合教材中的电路图（图1），通过“体验式探究”的方式，来理解欧姆表的工作原理。然后过度到图2探究如何把三个单独的电压表、电流表、欧姆表合为一个单量程多用电表，通过共用表头让学生体会实现“多用功能”的巧妙之处。最后的难点是让学生掌握如何实现多量程多用功能的，结合图3领悟转换开关在实现“多量程”功能上的作用。
笔者教学中就是把这些难点进行梯度化处理的,以探究的方式来完成本节“欧姆表”、“多用电表”两模块内容的。但在师生探究多用电表原理时，学生通过讨论发现书中的电路图与实际的电表内部结构不同，并向教师提出疑问：教材的电路图（图3）虽然能实现多功能测量，即能测电流、电压、电阻，而且能实现测电流和电压的多量程功能，但却不能实现测电阻的多量程功能，即不能实现电阻档的倍率转换功能。
学生的提出的两个主要问题如下：
1、电路图中多路电源与实际表内只有一路电源相矛盾
keyimg22、如果实际电路有多路电源按着教材中的原理图去设计时，确实能实现多倍率功能，但有一个基本要求：即每路电源的电动势关系应满足E=nE1。（E1是×1档的那条支路电源电动势）。由此可推知若E1=1.5V，则×10、×100档的电源分别为15V、150V，而×1K档的电源电动势就应高达1500V！显然这不可能，也很荒谬!任何电表内都不可能装有这么高的电源,还是直流电源!
提出第1个问题，是因为学生打开多用电表后发现确实表内只有一个含源电路，且通常只装有一节或两节干电池，即电动势只有1.5V或3V，这与教材电路图中的多个含源支路相矛盾。
提出第2个问题，是通过分析教材电路图图3必然会得出的结论。由于虚线框内的电路相当于一个安培表，选择开关置于3或者4，等于制作了两个欧姆表（类似图1），很显然这两个欧姆表是同一个安培表改装的。那么实际测电阻时，只要指针偏角相同，流过两个表头的电流就应相等（因为表头G一样），且流过电源的总电流——即安培表的电流也应相同（因为安培表内部结构一定，流入表头的电流占总电流的比例也就确定）。不防设3为×1档，4为×10档，显然多用电表要求用这两档测电阻时，若指针均指在I0（假设为半偏）的地方，3档对应的阻值若为R0，则4档对应的阻值应为10R0。现在就用3档来测某个实际的电阻（阻值就为R0），首先要进行欧姆调零操作,即短接两表笔，调节电源支路的可调电阻，使指针满偏，操作的结果是欧姆表现在的总内阻
R内=E/Ig，(由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)决定的)；然后测电阻R0时，指针刚好半偏，则必有R内= R0。同理用4档来测另一个电阻R`X（其阻值为10R0）时，也要进行以上操作，且必有R`内=E`/ Ig ，R`内=10R0，综上可知R`内=10R内，即有E`/Ig= 10E/Ig，显然要求E`=10E。同理可推：若多用电表还有其它倍率档，辟如×n（n可以为1、10、100、1K）档，则必须要增加类似3、4那样的含源支路，且电动势大小应是E`=nE（E为×1档支路电源的电动势）。可见按照教材原理图实现欧姆档多倍率功能就必须要满足E`=nE这一条件。试想一上，若×1档支路是一节干电池， E1=1.5V，那么×10档的支路电池就必须为15V，而×1K档的电池就会高达1500V！这显然是不可能的！
实际的学生电表内部是没有那么多含源电路的，更不可能有那么高的电动势，但学生电表又确实具有欧姆档多倍率功能的。矛盾产生的原因在哪里呢？通过查找各种厂家多用电表的资料，发现实际电路远非教材中的示意图那么简单，矛盾的焦点在于实际的电表欧姆档的多倍率功能，并不是靠增加含源支路和提高电源电动势来实现，而是靠改变安培表的量程来实现的！笔者研究后设计了一个简单的电路图（图4），用它向学生说明欧姆档多量程原理，就很容易，也与实际的电表内部结构吻合。本图相当于把三个量程IA不同的电流表用相同的电源和可调电阻改装成了三个欧姆表。根据R内=E/IA可知，由于IA不同（IA是安培表的满偏电流，流过总电路而不是流过电流计的满偏电流Ig），所以三个档所对应的欧姆表内阻R内是不同的，由闭合电路欧姆定律Ix=E/(RX+R内)可知，当指针指在相同的电流值Ix上，由于R内不同，所以RX不同，举例来说：假设现在来测一个未知电阻RX，刚好使指针半偏。因为欧姆刻度线上正中间的刻度值对应的电流为IA/2，所以所测电阻RX =R内，如果测量前选择的开关置3且欧姆调零后R内=15Ω，则说明所测的RX =15Ω；若开关置的是2且R内=150Ω，则所测的RX =150Ω；如果开关置1且R内=1500Ω，则RX =1500Ω。可见，尽管原来的电流刻度盘一样，但改装时相同电流刻度值I（注：不是电源的总电流，而是流过电流计的电流）所对应的电阻值RX是不同的，因此原来的一条电流刻度线就可以表示三个欧姆刻度盘，因而实现了多倍率功能。
教材中电路图和本图的最大区别在于，是否体现出换档后电流表的电路变化。对于前者(见图3)不论接3档还是4档，当表头指针偏转角度相同，电路的总电流也会相同，由Ix=E/(RX+R内)知，欧姆调零时由于指针都要满偏，所以电路总电流Ix相等，此时Ix=E/R内，所以要想R内不同只有改变E才行，这也是前面学生发现的矛盾E=nE1原因所在。对于后者（图4）即使表头指针偏转相同角度，由于换档导致其他支路与表头支路的电阻比例关系已经变化，总电流仍然是不同的。可见，本图设计一方面保证了换档后即使指针偏转角度相同，但流经电源的总电流也是不同的；同时也重点保证了换档后欧姆调零时表的总内阻会不同，这就确保了欧姆档多倍率功能的实现。
参考文献
1．廖佰琴、张大昌主编《物理课程标准(实验)解读》湖北教育出版社
2．赵沃槐．优化物理实验教学培养学生创新能力．教学仪器与实验，2002，（10）．
3．安忠刘炳升《中学物理实验与教学研究》高等教育出版社
当学生身处考场，遇到某个熟悉的情景或知识点时，曾经烂记于心的东西，却怎么想也想不起来。原来储存的学科知识去哪儿了呢？难道又都还给老师了吗？本来储存好的知识，用时却提取不出来，是哪个环节出了问题呢？教师和学生应该如何避免这一情况出现呢？下面笔者以《多用电表的原理》这节课的教学案例来加以说明。
《多用电表的原理》是物理人教版选修3-1第2章《恒定电流》的第8节，本节是闭合电路欧姆定律的具体应用，是必考实验之一（《实验：练习使用多用电表》）的铺垫，学生理解并掌握本节课，至关重要。然而，欧姆表的原理对学生来说是个难点，教师该如何突破这一难点，做到既让学生当时能够理解，又能让学生课下用到时能随时提取相关信息并加以应用，这对教师也是一个挑战。笔者就本节课中欧姆表的原理做了一些思考，现通过两个案例加以比较分析。
2案例展示
21案例一展示
211引入
教师：我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，那么我们能否把电流表改装成能够测量导体电阻，并能直接读出电阻数值的欧姆表呢？下面我们从一个例题说起。
212以例题形式呈现欧姆表的改装
（1）用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？
（2）调到满偏后保持R1的值不变，在A、B间接一个150 Ω的电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？
（3）如果把任意电阻R接在A、B间，电流表读数I与R的值有什么关系？
解析：（1）因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算。由闭合电路欧姆定律，有Ig=ERg+r+R。
由以上式子可得：
R1=EIg-Rg-r=142 Ω
这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R1的值为142 Ω。
（2）保持可变电阻R1的值不变，把R2=150 Ω接在A、B之间，设这时电流表读数为I2，由闭合电路欧姆定律I2=ER+r+R1+R2=5 mA。这表示，接入R2后，电表指在“5 mA”刻度的位置。
（3）把任意电阻R接到A、B之间、设电流表读数为I，则：
I=ER+r+R1+R
代入数值后，得：
I=1.5 V150 Ω+R
解出：
R=1.5 VI-150 Ω
教师：通过以上计算同学们得到什么启发？如何将电流表的表盘转换成测量电阻的表盘呢？
学生讨论，代表发言：将电流表的“10 mA”刻度线标为“0 Ω”，“5 mA”刻度线标为“150 Ω”，其他电流刻度按R=1.5I-150 Ω的规律转为电阻的标度，如果把改好的刻度表盘装回表头，这样，电流表就改装成了直接测电阻的仪器。
2.1.3分组实验
学生活动――动手改成一个欧姆表并标出各个电流对应的电阻值。
（1）利用以下器件进行改装，电流表（0～0.6 A）、干电池（2节）、滑动变阻器（1个）、红黑表笔各1个。
（2）计算改装后的欧姆表的内阻以及1 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω所对应的电流值。
（3）更改电流表的刻度表盘，把0 Ω、∞和中值电阻这3个特殊值先标上，再标1 Ω、10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω的值。
（4）观察更改后的刻度，总结欧姆表刻度的特点：刻度不均匀，左密右疏。
（5）利用自己改装的欧姆表测量已知电阻的阻值。
总结：欧姆表依据定律制成，它是由改装而成的；内部由、和三部分组成。欧姆表内阻为RΩ=欧姆表中值电阻R中=欧姆表表盘刻度特点：、。
22案例二展示
221引入
教师：通过前面的学习我们知道，一块灵敏电流计可以改装成电压表，也可以改装成大量程的电流表，那么我们能不能设计出既能测电压又能测电流的集多种功能于一体的电表呢？刚才发给同学们的电表其实就具备这种功能，所以称为多用电表，又称万能电表。同学们观察一下，这块电表还有其他功能吗？对，它还可以测电阻的阻值，也就是还可以充当欧姆表的角色。大家再观察表盘刻度，你有什么新发现吗？
学生一边听，一边观察，一边思考并分享自己的新发现。当学生发现，欧姆表刻度盘的刻度不均匀且左大右小、左密右疏时，都情不自禁的问为什么。
教师：为什么用作欧姆表时，表盘刻度那么有个性呢？要回答这个问题，我们首先来研究如何将同样一块灵敏电流计改装成欧姆表。
222探究灵敏电流计改装成欧姆表
（1）探究灵敏电流计改装成欧姆表的电路图。
教师提出问题：
①要完成改装我们应建立哪两个物理量间的关系？
②我这里有一块灵敏电流计和一个待测电阻，要测出待测电阻的阻值还需要哪些仪器？
③测量的原理是什么？需要知道哪些物理量，请画出电路图（在黑板上画出灵敏电流计表头和待测电阻）。
学生先单独思考并讨论。
教师提问一位中等成绩的学生，他可能不能完全解决这一问题，教师做适当引导――电流表发生偏转需要有电流，哪个仪器可以使电路中产生电流呢？
学生在教师引导下很容易想到电源，并能说出测量原理为闭合电路的欧姆定律。
教师：现在请同学们画出电路图并列出测量待测电阻阻值的表达式，说明需要知道哪些物理量。
学生：由E=Ix（Rg+r+Rx），得Rx=EIx-（Rg+r），需要知道电源电动势和内阻以及灵敏电流计的内阻。
教师：由此可见，Rx不同，对应的电路中的电流不同，也就是说每个电流刻度代表的待测电阻的阻值也不同，我们只需将相应的电流的刻度改成电阻阻值就可以作为欧姆表了。电流越大代表的待测电阻的阻值越小，所以欧姆表的刻度是“左大右小”。
（2）以实际情景为切入点，探究欧姆表的改装。
情景设置一：电源的电动势E=15 V，内阻r=05 Ω，表头满偏电流Ig=10 mA，电流表电阻Rg=75 Ω，A、B为接线柱。
问题1：用如图3所示的装置能否测出阻值较小的电阻？为什么？
问题2：为了保护电路，我们至少需要串联一个多大的电阻？
问题3：假设电路中串联一个R=142 Ω的电阻，将一待测电阻接入A、B之间，若发现灵敏电流计示数为I1=5 mA，此电阻阻值为多少？
问题4：在问题3的基础上，灵敏电流计示数分别表示10 mA 、8 mA、 6 mA 、4 mA 、2 mA、0 mA时对应的待测电阻的阻值分别是多少？
问题5：要用此装置直接测出电阻，我们只需把相应电流刻度改成电阻刻度，请同学们对表头进行刻度的改装。新的欧姆表的总内阻R内为多少？当直接将A、B用导线相连时，对应电流是多少？
问题6：若问题3中串联的电阻R′=292 Ω，待测电阻为0，对应的电流为多少？若将此装置改装成欧姆表，有什么缺点？
问题7：为了充分利用表盘，应选择怎样的定值电阻？为了方便调节，可以把定值电阻换成什么电学原件？
学生：通过思考、计算、分析、比较，学生能将表盘改装，且能明白为了充分利用表盘，将电表整个装置两端直接相连，通过调节滑动变阻器使指针指到满偏电流，对应所测电阻为0。为下节课《多用电表的使用》打下坚实基础。
（3）设置情景，学生自己完成改装，加强对欧姆表的理解。
情景设置二：电源的电动势为E，表头的满偏电流为Ig，表头刻度盘如图1所示，给定一个滑动变阻器，请将此电流表改装成欧姆表。
学生通过计算自主完成改装，检验结果，并进一步分析――进行调零后R内=EIg。
由Ix=ERx+R内
得Rx=EIx-R内=（IgIx-1）R内
由此可见，若中值电阻确定，欧姆表的刻度盘也就确定了。
3案例分析比较
31直观感受引起矛盾冲突的引入PK平铺直叙的引入
两个案例中，显然第二个案例的引入更能抓住学生的眼球。学生通过观察多用电表会新奇地发现非常规的东西――欧姆表的刻度线是左大右小，左密右疏，且刻度不均匀。好奇心油然而生，对下面的学习会充满了期待，学习积极性自然不言而喻。况且关于欧姆表的刻度特点，学生的掌握程度比讲完改装原理后再总结出来更能持久，更利于以后学习中提取。
认知心理学家皮亚杰认为，每个学生头脑中都有一个认知结构，只有当认知结构与外界刺激发生不平衡时，才能引起学习需要。而在教学开始，案例二中教学设计能激起学生认知结构与新知识之间的矛盾，激发学生的学习兴趣，更接近学生的最近发展区，因而比平铺直叙的案例一的设计更胜一筹。
32完整的探究过程PK缺少环节的研究过程
科学探究是一个过程，它主要包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。欧姆表的改装这节课，重点在于理解欧姆表的原理，而不是实验，做实验也没什么意义，所以有些教师认为谈探究简直是风马牛不相及。可是，并不是所有的探究都经历以上过程，我们所谓的探究应该是一种思想和意识。
“如何将灵敏电流计改装成欧姆表”是本节课的顶层设计，是学习目标和教学重点。案例二中，一开始通过学生观察多用电表提出疑问，教师围绕这一重点展开一系列的活动，让学生在明确目标后进行思考讨论，锻炼其解决问题的能力。案例一中，教师没让学生明确本节课要解决什么问题，没有树立一个探究的思想，也没从培养学生的探究思维能力着手设计问题，甚至根本没给学生思考的机会就直接进入例题，学生开始肯定是一头雾水，只是闷着头做题，只有做完第三问才领会到例题的目的。目标是前进的动力，一个人没有目标，他的一生就会碌碌无为，毫无生气。一个环节没有目标，学生就失去了努力的方向，失去了学习的乐趣，教师也就缺少了评价的标准。
33目的明确、启发学生积极思考的情景设置PK以知识讲解为目的、缺乏思维含量的例题教学
案例二中的情景设置一，是在前面学生设计出欧姆表改装电路的基础上，给定实际情景，精心设置一些问题，对电表改装中出现的问题拎出来让学生思考讨论并加以解决。问题1和问题2不仅是问题3的铺垫，而且培养了学生的问题意识，渗透了电学中的“保护电路”的环保意识和安全思想。问题3和问题4主要解决了刻度盘的改装问题，回馈前面学生的疑问“为什么刻度盘左密右疏”。问题5帮助学生强化对改装后的欧姆表的整体认识，并强化当待测电阻阻值为零时，指针指到最右端的I=Ig处，新刻度盘的阻值为0处。问题6，通过具体数据，说明了只有欧姆表内阻为特定值时，刻度盘才能充分利用，学生通过比较分析，自然做出优化的选择。问题7，进一步引发学生优化实验，培养学生的精益求精的思想。
34递进关系的情景设置PK画蛇添足的学生实验
案例二中情景设置二，是在情景设置一的基础上，从最优化的方案出发，以字母的形式出现，加深对欧姆表改装的原理的理解，并给下节课欧姆表的换档教学提供了理论支持，可谓一举两得。从特殊到一般的整体设计，更易于学生接受，接近学生的最近发展区，提供了解决一般问题的方法。而案例一中，虽冠以“学生实验”的美名，实则仅是前面例题教学的简单重复，如果说有一个作用的话，那就是强化前面的例题教学，起到巩固所学知识的作用，但没更深层次的作用，有些浪费时间。
35易于知识提取的教学PK只注重知识储存的教学
知识储存与知识提取有什么关系呢？笔者认为两者之间有两层关系：①知识储存是知识提取的基础。没有知识储存何谈知识提取？巧妇难为无米之炊，知识储存之于知识提取，犹如一砖一瓦之于高楼大厦。②知识提取检验了知识储存的效果。上课时学生似乎都懂了，可做作业时却不会做；更有甚者，学生做作业时会了，可一进入考场却又败下阵来。知识提取发生了困难，说明知识储存效果不好。
教师在教学过程中，既要有让学生储存学科知识的意识，又要有让学生易于提取相应学科知识的意识。也就是说，教学设计应是一个易于知识提取的知识储存过程。怎样的教学才是易于学生知识提取的教学呢？笔者认为，这里的主角应该是学生。学生上课时要有直观感受，怀有好奇心和求知欲；应明确学习目标，并能积极思考；积极参与学习活动，通过讨论取长补短；通过努力，获取一定的成就感和认同感。在这个过程中，教师就是个掌舵者，主导着学生的活动，决定了学生知识储存的效率、效果。
案例一中，教师为了减小理解的难度，直接从例题出发，讲解多用电表的原理，学生虽然当时能理解，但不会在大脑中形成很深的印象，几天之后恐怕很难再回忆起来。也就是说储存过程越是简单，储存方式越是单一，越不利于知识的提取。而案例二中，教师通过调动学生的各种感官，多次进行讨论，利用学生间的互动，提高知识提取的效果。设计思路比较清晰，设置一些学生跳一跳才能够解决的问题，引发学生思考，经过自己思考，有了自己的想法，所储存的知识经过理解和重新加工，更有利于提取。
《普通高中物理课程标准》指出：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力。”也就是说，在高中物理教学过程中，我们要改变“灌输式”的教学模式，要通过有效运用自主、合作、探究的教学模式来落实“以生为本”的教学理念，以确保学生在真正高效的物理课堂中获得良好发展。
《欧姆定律》这一节课的主要教学目的是理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定；理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题等。所以，在新课程改革下，我们课堂教学活动的组织，教学方法的选择，课堂问题的设定都应该以学生的发展为中心，以确保学生在掌握基本物理知识的同时，物理学习能力以及综合素质水平也能得到大幅度提高。因此，在《欧姆定律》这一节课的教学中，我的主要目的就是帮助学生理解欧姆定理，并能灵活运用来解决相关的练习题。所以，这节课我选择了实验探究，以为学生科学素养的全面提升做出相应的贡献。
【学情分析】
对于《欧姆定律》这节课的相关内容学生在初中阶段已经有初步了解，对欧姆定律的概念以及相关应用都有初步认识和理解。而高中阶段的这部分内容主要是通过实验演示来增加学生的直观认识，使学生在实验现象的观察中强化理解，提高应用能力。同时还要锻炼学生的实验设计能力和操作能力，以提升学生的科学素养，使学生获得良好发展。
【案例描述】
在上课时，为了让学生快速了解本节内容，也为了调动学生的学习积极性，更为了降低课堂的枯燥感，在导入环节，我选择的是“以旧代新”方式，首先引导学生利用初中物理中的相关知识对下面一道练习题进行思考：
在一只灯泡上标有“2.4V，0.3A”的字样，它表示灯泡在正常工作时的电压是______，通过灯丝的电流强度是_____，如果用电压是3伏的电池组供电，为使灯泡正常工作应给灯泡___联一个阻值是______欧姆的电阻。之后，以一句“我们今天再来研究一下欧姆定律的相关知识”来引导学生进入课堂。接着，我开始引导学生对“测量导体电流和电压”的实验进行自主实验，并通过电压表和电流表中的数据来试着绘制U―I图象，之后，再将教材中给出的电阻、欧姆定律以及基本物理概念进行简单学习。接着，将重点放在“导体的伏安特性曲线”以及“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验上。引导学生以小组为单位，结合教材内容，自主选择实验材料。之后，让学生结合教材内容自主对这一实验进行操作，并对实验结果进行分析。最后，我再对本节课相关内容进行有针对地讲解，比如实验中存在的问题，开关闭合前滑动变阻器上的滑片位置随意；数据分析中存在的问题等进行讲解。
最后，为了检验学生的学习效率，也为了提高学生的知识运用能力，我引导学生进行了当堂练，对教材后面的几道练习题进行思考，如有三个电阻：RA=5Ω，RB=10Ω，RC=2.5Ω，他们的伏安特性曲线都是过原点的直线，请在同一坐标系中作出他们的伏安特性曲线，并标明A、B、C。这是一道基础性试题，是对学生本节课所学知识的应用。最后，通过对这些练习题的讲解这节课也就结束了。
【案例反思】
结束了这一节课的教学后，我开始反思整个教学过程中的得失，现从以下方面入手进行总结和分析：
1.为了落实以生为本的教学理念，在这节课中我们组织学生进行了自主实验，这对学生实验能力的提高以及科学素养的培养都有着密切的联系。所以，在这一点上是值得我们应用到以后的教学中去的。但是，在“测量导体电流和电压”这部分的教学时，我们可以借助多媒体来辅助教学，而非让学生看教材，进行照本宣读，这是不利于学生观察能力提高的，也是不利于自主性物理课堂构建的。
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