欧姆定律的表达式范例6篇

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欧姆定律的表达式范文1

一、知识网络

欧姆定律探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律内容、公式欧姆定律的应用伏安法测电阻串联、并联电路电阻的特点

二、知识梳理

(一)欧姆定律的探究(探究电流与电压、电阻的关系)

1.探究方法:控制变量.

2.实验电路图:如图1所示.

3.实验结论:在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.

(二)欧姆定律

1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.

2.表达式:I=■

3.适用范围:欧姆定律所研究的电路是电源外部的一部分或全部电路;在非纯电阻电路中(如含有电动机的电路),公式中的U、I、R的关系不成立.

4.适用条件:欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性,即I、U、R是对同一段电路(或导体)、同一时刻(或状态)而言的.

5.公式变形:由欧姆定律数学表达式可得到公式R=■、U=IR,用于计算导体的电阻和导体两端的电压.

(三)欧姆定律的应用

1.伏安法测电阻

伏安法测电阻的实验原理是R=■.用伏安法测量导体电阻的大小,即用电压表测量导体两端的电压大小,用电流表测量导体中电流大小,根据公式R=■,即可得到导体电阻的大小.在用伏安法测电阻时,要正确选择电压表与电流表的量程,同时,要利用多次测量求平均值以减小实验误差.

2.推导串联电路的总电阻

如图2,根据串联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1=I2,U串=U1+U2

再根据欧姆定律变形公式可得:

IR串=I1R1+I2R2

所以,R串=R1+R2

结论:串联电路的总电阻等于各串联导体电阻之和.(若有n个导体串联,其总电阻为R串=R1+R2……+Rn)

3.推导并联电路的总电阻

如图3,根据并联电路中电流、电压的特点可知:

I=I1+I2,U=U1=U2

再根据欧姆定律的变形公式可得:

■=■+■

所以,■=■+■

结论:并联电路总电阻的倒数等于各并联导体电阻倒数之和.(若有n个导体并联,其总电阻为■=■+■+……+■)

三、典型例题

例1 由欧姆定律数学表达式可以得出公式R=■.关于此表达式,下列说法正确的是( ).

A.当导体两端的电压是原来的2倍时,导体的电阻也是原来的2倍

B.当导体中电流是原来的2倍时,导体的电阻是原来的0.5倍

C.当导体两端的电压增加几倍,导体中的电流也增加几倍,导体的电阻不变

D.当导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零

解析 公式R=■是由欧姆定律数学表达式变形得到的,它表示一段导体两端的电压与通过导体电流的比值是不变的,它反映了导体对电流的阻碍作用.电阻是导体本身的一种属性,跟导体两端电压、电流均无关.

答案 C.

例2 小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”,设计了如图4所示的电路图(电源电压恒为6V).

(1)根据小明设计的图4,用铅笔将图5的实物连接完整.

(2)小明将第一次实验得到的数据填入了下面表格中,然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω,让滑动变阻器的滑片P向 移动(选填“A”或“B”),直到电压表的示数为 V.此时电流表的指针位置如图6所示,请把测得的电流数值填入表格.

(3)小明根据实验数据得到如下结论:导体中的电流与导体的电阻成反比.请你对以上的探究过程和得出的结论做出评价,并写出两点评价意见: ; .

解析 (1)连接实物图时,电压表要并联在定值电阻两端,并注意选择合适的量程;连接滑动变阻器要注意连接“一上一下”两个连接柱.

(2)因为导体中的电流与导体电阻和导体两端的电压均有关,所以探究“一段电路中的电流跟电阻关系”时应控制定值电阻两端电压相同.当E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω时,如果滑动变阻器滑片P不移动,则电压表示数会变大,为了保持电压表示数不变,滑片P应向B端移动,直到电压表示数与第一次实验时一样,即4V.

(3)通过数据分析找出物理规律是研究物理问题的常用方法,但仅通过一两次实验数据就得到结论并不科学,常常会使结果带有偶然性,因此需要进行多次实验;得出的结论是有条件限制的,结论缺少前提条件.

答案 (1)如图7所示.

(2)B 电压表的示数为4V 0.2

(3)实验次数太少(没有进行多次实验);结论缺少“电压一定”的前提条件

例3 小华想测出一个电阻Rx的电阻值,将选用的器材连接成如图8所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻.由于电源电压未知,所以,没能测出电阻Rx的阻值.请你选添合适的器材,帮他完成这个实验.要求:(1)用两种不同的方法,分别画出电路图,简要说明实验方法,并写出电阻Rx的表达式.(2)每一种方法在不拆除原有电路接线的条件下,只允许选添一种器材和导线接入电路.

解析 方法1:如图9,用电流表测出通过Rx的电流I,用电压表测出Rx两端的电压U,则电阻Rx=■.

方法2:如图10,用电流表测出通过Rx的电流为I,用电压表测出Rx和R0两端的总电压为U,则电阻Rx=■-R0.

方法3:如图11,先用电流表测出电路中的电流为I1,再将导线并联在电阻Rx两端,测出电流表为I2,则电阻Rx=■R0 .

点评 本题采用特殊方法测量电阻.因为已有电流表,这样就可以测出电阻Rx和已知电阻R0的电流值.但由于缺少电压表,因此解决本题的关键是如何测量出电阻Rx两端的电压.解决本题的方法是开放性的,只要能测出电阻Rx两端的电压(或Rx和R0两端的总电压),即可利用R=■求出电阻Rx的阻值(或电阻器Rx与R0的总电阻,从而可求Rx的阻值).另外,将导线并联在电阻Rx或已知电阻R0两端,可使得电路中电流发生变化.根据电流表的数值,并利用欧姆定律即可求出电阻Rx的阻值.

例4 在学校举行的物理创新大赛上,小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,如图12、图13所示.两装置中所用的器材与规格完全相同,压力表是由电压表改装而成,R1为定值电阻,阻值为10Ω,R2为滑动变阻器,规格为“10Ω 1A”.金属指针OP可在金属杆AB上滑动,且与它接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计.M为弹簧,在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比.当托盘所受压力为零时,P恰好位于R2的最上端;当托盘所受压力为50N时,P恰好位于R2的最下端,此时弹簧的形变仍在弹性限度内.

(1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,电压表的示数为3V,则电源电压是多少?

(2)图12装置中,压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上?

(3)在图12、图13两种装置中,两个压力表的刻度特点有何不同?试说明理由.

解析 (1)图12装置中,当P位于R2的最下端时,

电路中的电流I=■=■=0.3A.

电源电压U=I(R1+R2)=0.3A×(10Ω

+10Ω)=6V.

(2)图12装置中,当托盘所受压力为25N时,P恰好位于R2的中点,滑动变阻器接入电路的电阻R2为5Ω.电压表测R2两端电压.

电路中的电流I=■=■=0.4A.

电压表的示数为U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.

压力25N的刻度位置标在电压表表盘2V的刻度线上.

(3)图12装置中压力表的刻度是不均匀的,图13装置中压力表的刻度是均匀的.

图12装置中,当改变托盘所受的压力时,R2接入电路中的电阻发生变化,电压U2=■,U2与R2不是正比关系,压力表的刻度不均匀.

欧姆定律的表达式范文2

课本对焦耳定律推导过程如下:

焦耳定律:电流做功时,消耗的是电能。究竟电能会转化为哪种形式的能,要看电路中具有哪种类型的元件。

只含白炽灯、电炉等电热元件的电路是纯电阻电路。电流通过纯电阻电路做功时,电能全部转化为导体的内能。电流在这段电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q,即

Q=W=IUt

由欧姆定律 U=IR

代入上式后可得热量Q的表达式

Q=I2Rt (4)

如此引入,Q=W=IUt,U=IR两式成立均需要条件:纯电阻电路。学生很容易顺理成章地认为焦耳定律的表达式Q=I2Rt,也是只适用于纯电阻电路。虽然课本中对此表达式做了一些解释:

在推导(4)式的过程中,我们用到了“Q=W”这个条件,它要求电流做的功“全部变成了热”,也就是电能全部转化为导体的内能。因此,(4)式中的“P”专指发热的功率。

但仍不能让初学者明显地看出此式适用于任何电路。学生很容易去想既然Q=W=IUt,U=IR两式成立均需要纯电阻电路,那么对于非纯电阻电路,为什么热量的表达式仍然是Q=I2Rt?如何推导?教学中虽再三强调,和学生一起分析教材,学生还是很难正确理解。

当然课本中有从特殊到一般推广的例子,比如静电力做功只跟初末位置有关与路径无关的特点。先让学生研究匀强电场中静电力做功的特点,进而告诉学生在一切电场中静电力做功有相同的特点。如此处理是因为学生的数学知识跟不上,无法研究非匀强电场中静电力做功的特点,不得不如此处理。并且有重力做功特点做对比,把静电力做功特点由匀强电场推广到一切电场,学生是容易接受的。而本节中,学生对于纯电阻电路与非纯电阻电路是有能力去研究的,哪些公式适用于纯电阻电路哪些适用于一般电路学生是有明确认识的,再由纯电阻电路推广到一般电路学生接受起来比较困难,肯定会有一些疑问。

欧姆定律的表达式范文3

关键词:“伏安法” “电压”、“电流”、“电阻” “问题式”

“伏安法”测电阻可以加深理解欧姆定律,在实践教学中,通过把教材中的电阻替换为小灯泡来进行实验,有助于学生构建知识,重在质疑能力。达到电学中教学中的以下目的。

一、可以弄清各物理量之间的关系。

认识定律中的“电压”、“电流”、“电阻”这三个物理量是对同一导体(或同一部分电路),在同一状态下的三个物理量。这就是欧姆定律的“同一性”和“同时性”。欧姆定律的数学表达式可写成I=U/R,其物理意义是:导体中的电流跟这段导体两端的电压在正比,跟这段导体的电阻成反比。

在学习中,由于学生的数学经验,把公式变形U=IR,会错误认为导体两端的电压跟导体中的电流、导体的电阻成正比,理论上电压是形成电流的原因,给电阻R加上电压U,在电阻中就有电流I=U/R,如果电阻R改变了,会引起R中的电流I改变,但不会引起电压U的变化。公式还可以变形为R=U/I,同样,又能否认为导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟其中的电流成反比呢?当然不可以,因为电阻是由导体本身的性质决定的。

二、建立电路的图景。

根据要求,学生可以画出等效电路图,在图上标出已知量的符号、数值和未知量的符号,其中标注的各物理量符号,应该是SI制中统一规定的字母,加深对物理SI制物理量的理解。

三、更好地理解串联电路中电压与电流的关系,认识滑动变阻器的作用。

在实验中,把滑动变阻器与作为研究对象的小灯泡串联,总电压就等于小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压之和。小灯泡两端的电压和变阻器两端的电压的大小与它们的阻值的大小有关,当滑动片移动时,不仅改变了串联电路中的电流,同时也改变了各电阻两端的电压。这样,当改变定值电阻R的大小时,调节R′可使R两端的电压发生变化。所以,在实验中,滑动变阻器的作用是改变或控制定值电阻R两端的电压。

四、对于计算得到的结果,应该用学过的物理概念和规律去评估是否合理,然后作出答案,对结果的物理意义加以讨论。

在学生的分组实验中,根据欧姆定律的数学表达式I=U/R,假定小灯泡的电阻R不变,逐步调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压增大,小灯泡的电流会随着电压增大而增大,它们的值应该是定值。这样做是基于学生对控制变量法的掌握和理解,并采用物理学方法中减少误差的方法多测几次来求平均。在实验中注意要求观察实验现象,学生发现电压发生变化时,小灯泡的亮度也发生变化这个现象。

然而,教师要求电压分别为1V,1.5V,2V时,它所对应的电流的值也在变化,从而验证了导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比的规律。但是学生在处理数据时,发现每次的电阻值发生了很大的变化,从学生的对物理规律和认识上,其必然对每次电阻值产生怀疑、是否在实验中读数产生了误差而促使学生进一步从新调节电压在实验,同样得到了相同的数据。第二,我们常用的求平均的方法是否能减少误差。

欧姆定律的表达式范文4

⑴请在方格纸上画出电流随电压变化的图象(应为“图像”,下同)。

⑵分析图象,可得出什么结论?

⑶小明在与其他实验小组同学交流时,又得到了电压为6 V时的相关数据如下表(作者又补写了“表2:U=6V”)所示:分析这些数据,可得出什么结论?

说明:该题没有给出答案。推测的答案应为:

⑴图像如右所示;

⑵电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。

⑶电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。

浅见1:分析图像或“表1:R=5Ω ”中的6组对应的3个数据,不仅能够得出教科书里编写的“结论”内容:“电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比”,而且还可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:

对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

浅见2:我们强调“R=U/I=定值”的意义在于:

⑴它能简明、正确、完整的“表达出:某段导体中的I 跟 U 与 R三者之间的定量关系.”!正如西德5―9(10)年级(国民学校)《物理》课本(塞尔肖夫―乌劳贝尔著、安文铸译,文化教育出版社1982.7.第1次印刷本)第189页里写的:“在一个通电导体上的电压和导体中的电流强度之比是一个固定的值(常数),这个关系叫欧姆定律”!众所周知:欧姆是德国人!对照一下我国物理课本里欧姆定律的条文,应该有所质疑吧!

⑵在常规教学中,人们总把“R = U / I”说成是欧姆定律公式“I = U / R”的变形式或称“导出式”。从上面的分析可知:“R = U / I”与“I = U / R”、同样都是“实验结论表达式”、是并列关系!“R = U / I = 定值”、更是医治“I = U / R,R = U / I(因受“欧姆定律”不科学表述的误导)R跟U 成正比、R跟I成反比”错误观点的灵丹妙药(注:参看课本第29页第6题。欧姆定律的表述,不能丢掉前提条件、只讲实验结果!正确的表述应为:

①“某段电路中的电流,等于这段电路两端的电压除以这段电路的电阻”;或简化为“电路中的电流,等于它两端的电压除以它的电阻”;或“导体中的电流,等于它两端的电压与其电阻的比值”。

②假若非“要保留成什么比”,那么欧姆定律内容只能这样表述:“导体中的电流,当电阻一定时,跟这段导体两端的电压成正比;当两端的电压不变时,跟这段导体的电阻成反比”;或简化为“导体中的电流,跟这段导体两端的电压与这段导体电阻的比值成正比”;或“导体中的电流,跟它两端的电压与其电阻的比值成正比”)。

⑶承认“R = U / I”是一条独立的科学结论,那就为“用伏安法测电阻”的实验原理又提供了一条简明的理论依据:勿须再书写“I = U / R ”(R = U / I)。

浅见3:该探究实验设计的最大错误是:5Ω定值电阻“允许通过的最大电流是1.5A”!通过2.4A电流,它将变成P=UI=I2R=28.8w≈30w的电烙铁啦!此时温度对金属电阻变大的影响可以忽略不计吗?由此可知:“表1:R=5Ω ”里的6组对应的的数据,纯属凭空想象填写的,根本不是真实的实验记录!

浅见4:该探究实验为什么不能采用“低电压、弱电流的设计原则”呢?比如:U值顺次取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2V……,1节干电池足够用啦!则对应的I值依次为:0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24A……。而且完全可以避免表A要选用“0~3A”、表V要选用“0~15V”的大量程!从而能够提高测量的精确度(注:实验室使用的2.5级直流电表,本身允许误差多达“±0.75个分度值”。所以探究时勿须考虑表针偏转多大误差最小)。

浅见5:分析“表2:R=5Ω ”表中前6组数据,不仅能够得出“电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。”――教科书里编写的“结论”内容,而且仍然可以得出教科书里没有编写的、更具有普遍意义和实用价值的如下3条结论:

对于同一段导体均有:⑴U=IR;⑵I=U/R;⑶R=U/I=定值!

欧姆定律的表达式范文5

1.知识目标。

(l)掌握闭合电路的欧姆定律;

(2)理解端压跟外电路的电阻的关系,理解断路和短路时的端压和电流;

(3)理解端压发生变化的根本原因。

2.能力和方法目标

(l)培养学生“发现问题,提出假设,实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法;

(2)通过学习,使学生会用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题。

【教学方法】

在教师指导下,师生共同探讨的启发式教学。

【教学器材】

电压表、电阻箱、电键、电池组、J1203型蓄电池、导线等各24组。新电池两节,内阻较大的电池一组(电动势为9V以上),灯泡若干,演示用电压表,保险丝,导线若干,单刀双掷开关,投影仪等。

【教学过程】

1.引入新课

师:如图1电路,将电压表接在电源两端,从电压表上读出的是什么?

生:电源电动势。

演示实验:测电源电动势并观察灯泡亮度。

师:出示图1装置示教板,简介实验装置,分别开关打向1和2,让学生通过电压表的实物投影读电源和的电动势。

生:,。

师:(将电压表换接成小灯泡,开关接1时。小灯泡很亮,几乎发白光)问:开关接2时,会发生什么情况?

生:(猜测):①烧毁,②更亮。

师:(开关接通2,小灯泡还不如接1时亮。)

生:(哗然,形成强烈反差)

师:学习了闭合电路欧姆定律后,我们就能解释这一实验现象了。

2.新课教学

2.l闭合电路欧姆定律的数学表达式(在教师的启发下,引导学生完成)

师:什么样的电路叫闭合电路呢?

生:由电源和用电器组成的完整电路。

师:电源有哪些重要的参量?

生:电源电动势和内阻。

师:(出示图2的动画电路)闭合电路中,流过内电路和外电路的电流有什么关系?

生:相等。

师:电源的电动势与端压(外电压)、内电压之间的关系是怎样的?

生:E=U=U′。

师:现设通过电路的电流强度为I,外电路的电阻为R电源电阻为r,根据欧姆定律,可以把上式进一步写成怎样的形式?

生:根据欧姆定律,外电压U′=IR,内电压U′=Ir,代入E=U+U′,可以得出:E=IR+Ir。。

师:如果我们要探讨电路里的电流强度I跟哪些因素有关,有什么关系,还需要把公式改变成怎样的形式?

生:可以改写成:。

师:好,这就是闭合电路欧姆定律的数学表达式。它表示:闭合电路中的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。在公式中,R的含义是什么?

生:外电路的总电阻。

师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,会引起电路电流的变化,I随R会发生怎样的变化?

生:由公式知,R变大则I减少,R变小则I增大。

师:根据U=IR,R变大时端压(外电压)会随之发生怎样的变化呢?

生:(猜测。有人说变大,有人说变小)

师:请两个学生介绍判断的过程和依据。(暂时不做评价,由“实践是检验真理的标准”过渡到学生实验上来。)

2.2探讨U随R变化的规律

学生实验:探讨U随R变化的规律

师:如果给你一个电源,一个电键,一个电压表,一个电阻箱,让你来探讨外电压U随外电阻R变化的规律,你该怎样设计电路?请画出电路图。

生:(画电路图)

师:(讲评学生所画电路,指导学生进行实验)

生:(出示实验数据记录,得出结论)端压随外电阻的增大而增大,随外电阻的减少而减少。二者变化的趋势相同。

师:能否根据闭合电路欧姆定律从理论上分析为什么会发生这样的变化?

生:(讨论,在教师诱导下得出)

师:刚才我们通过实验和理论探讨了端压随外电阻变化的规律,得出了上述结论。请大家再思考,当外电阻很小时,会发生什么情况呢?

生:外电阻减少到零时,会发生短路现象。

师:短路时的电流有多大呢?

生:(可能会说无穷大教师从电路电阻出发引导,使学生得出)短路时:R=0,I=E/r,U′=E,U=0。

师:短路时的电流取决于E,r。一般情况下,电源内阻很小,像蓄电池的内阻只有0.005Ω-0.1Ω,所以短路时电流会很大,很大的电流会造成什么后果呢?

演示实验:保险丝熔断现象。

师:(出示示教板,简单向学生介绍电路的元件,先让电灯开始正常工作)大家说说,怎样的外电路才算短路呢?

生:将电键合上,使外电路的电阻R=0。

师:(演示:合上电键,保险丝烧断起烟,小灯泡熄灭)保险丝烧断,说明短路时的电流的确很大。如果没有保险丝,短路时很大的电流长时间通过电路,就可能损坏电源,甚至酿成火灾。所以在实验操作中和日常生活、生产中要注意避免短路,也不能图方便用铜丝替代保险丝。那么,怎样使电路恢复正常呢?

生:(教师引导)先排除故障,再换保险丝。

师:当外电阻很大时,又会发生什么现象呢?

生:(引导学生类比得出)断路。

断路时:R∞,I=0,U′=0,U=E。

师:电压表测电动势就是利用了这一道理.通过前面的讨论,我们对U随R变化的规律有了了解,但在讨论中都是以电源的E、r不变作为前提的。如果有两个电源,它们的内阻不同,端电压随外电阻的变化有什么区别呢?

2.3U随R变化的根本原因

学生实验:探究内阻不同时U随R变化的特点(电路如图3)。

师:现有四节干电池组,电动势约6V,内阻阻值大约在0.5Ω-2Ω之间;有一个蓄电池组,电动势约6V,内阻大约在0.005Ω-0.1Ω之间。请大家再做实验,比较这两个电源U随R变化的特点。

生:(实验操作,教师巡回指导)

实验结论:内电阻很小的电源,端电压随外电阻的变化不明显。

师:大家推测一下,当电源内电阻为零时,外电压还随外电阻的变化而变化吗?

生:不随。

师:能否理论推导一下?

生:r=0,无论I如何变化,U′=Ir=0,故U=E-U′=E不变。

师:内电阻等于零的电源叫理想电源,它的端压是不定值,不随外电阻的变化而变化,初中讨论的都是这样的电源。可是,实际的电源都有内阻。正是由于r≠0,才导致U随R的变化。可见,U随R变化的根本原因是……

生:r≠0。

3.规律应用演示实验:(装置见图5)

师:(简单介绍实验装置,电源为6V干电池组)逐个合上电键,灯泡的亮度会不会发生变化?

生:(讨论,看法不一)

师:(实验。结果发现接入电路中的小灯泡亮度逐渐变暗。)怎样解释看到的现象?

生:随着灯泡逐渐接入,外电路的总电阻逐渐减小,外电路的端压逐渐减小,由知,灯泡消耗的实际功率逐渐变小,灯泡亮度变暗。

师:(改用蓄电池作电源,再做上述实验,结果发现灯泡亮度几乎不变)

生:蓄电池内阻很小,外电路电阻变化时,端压变化非常小,灯泡消耗的实际功率变化很小,因而亮度几乎不变。

师:这一现象再次说明了……

生:内电阻不为零是端压变化的根本原因。

师:请大家思考,开始上课时做的演示实验为什么会出现那样一个结果?

生:(讨论后得出)电源的内阻很大,比灯泡的电阻还要大,因此内阻分压也大,第二次加在灯泡两端的外电压没有第一次的大。

师:你们的推理是否正确,实际测量一下就知道了。

演示实验:

师:(测图1灯泡两端在电键按1和2两种情况下的端压。结果表明,第二次的端压小于第一次)

生:(露出满意的笑容)

师:通过这节课的学习,我们解决了上一节课学习电动势时产生的“端压为什么会随外电阻的变化而变”的疑问,得到了闭合电路的欧姆定律,搞清了端压变化的根本原因。在本节课的学习中,有没有新的问题?

生:实验测量中发现,随着外电阻的增大,端压并不是一直增大的,这是为什么?

师:(表扬提问题的学生,引导大家讨论,然后解释)当外电阻大到一定程度时,由闭合电路欧姆定律知,总电流极小,内电阻止的分压趋近于零,端压趋近于电源的电动势,接近于发生了断路现象。

生:老师,你是怎样知道干电池和蓄电池的内阻的?

师:这个问题提的好。我们是在干电池组内阻大于蓄电池组内阻的前提下得出端压变化的根本原因的,如果事实不是这样,则结论也就不成立了,这个问题留做课后思考,下节课我们将通过实验来测定电源的电动势和内阻。实际上今天的课已经告诉了你一种测量方法了……大家还有问题吗?

生:……

4.小结

4.l闭合电路欧姆定律是高中电学中的重要规律之一,要掌握其内容并会运用它分析电流强度、端压随外电阻的变化规律。以及端压跟电流强度的关系。根据I=E′(R+r)、U′=Ir、U=E-Ir可知:

RIU′U

R=0,I=E/r,U′=E,U=0(短路)

RIU′U

R∞,I=0,U′=0,U=E(断路)

4.2在初中讨论电路问题时,不考虑电源内阻。到了高中,有些问题常要考虑电源内阻。路端电压随外电阻变化而变化,其根本原因是因为电源有内阻。我们关心路端电压的变化情况,是关系到用电器能否正常工作的问题,这在实际应用中有现实意义。

5.布置作业(略)。

【教学设计说明】

1.闭合电路的欧姆定律在高中“恒定电流”一章中占有重要地位,这是一节承上启下的课。在设计本节课时,我十分注意对学生科学素质的培养。在教学中实施素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。对于中学生来说,创新精神主要体现在学生应具有创新的意识,其直接的表现就是善于发现问题,善于提出问题。因此在课堂上应把主要精力放在引导学生发现问题并寻找解决问题的途径上。根据上一节课中学生对端压会发生变化所产生的疑问,我设计了本节课的教学流程,旨在通过学生的亲身实践,得到掌握知识、培养能力、形成习惯的最终目的。在这节课的最后,还留给学生一段时间,让他们自己来提问题,并讨论、解答,这也是出于培养创新意识的需要。

2.利用实验发现规律,利用实验验证结论是贯穿整个课堂教学的一条主旋律。本节课一开始,就利用学生的日常生活经验与演示实验的矛盾巧设“悬念”,使他们的心理经历了一次前科学意识与物理规律的强烈碰撞,求知欲望之火被迅速点燃,从而兴致勃勃地进入了主动学习的“角色”。在教学活动中,一个个演示、学生实验不断地开后学生思维的“阀门”,他们时而全神贯注,时而心领神会,在一系列“发现问题,提出假设,实验研究,得出结论”的过程中,错误的前概念逐步被纠正,科学的物理规律在脑海里扎下了很。物理教学活动的科学性和艺术性得到了有机的统一,科学美的教育也渗透在其中了。

欧姆定律的表达式范文6

[关键词]:欧姆定律;物理结论;表述;形成过程

中图分类号:G4

物理结论常用的表达方式有:文字叙述、数学语言表达、特定表示法,初中物理中以文字叙述最为常见。物理结论的表述要求科学、准确,同时必须注意结论的严密性和逻辑性。物理结论的形成通常建立在数据分析和因果关系分析,这两种关系的分析一般采用控制变量的研究方法,如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的,又能从该现象和某原因之间所存在的数量关系中找出规律,只要把这两个方面概括起来进行描述,就很容易得出实验结论。下面结合欧姆定律的形成和理解,就同学们表述物理结论时出现的错误,谈谈物理结论的准确表述及形成过程。

欧姆定律这一基本规律,是初中电学知识的基础和重点,可以说它是解决电学问题的一把金钥匙。它揭示了电流、电压、电阻三者之间的定量关系,是利用控制变量法在实验的基础上归纳总结出来的。即控制电阻不变,得到通过导体中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,得到通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。教材(北师大版九年级物理教材)中表述为:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。它的表达式为:,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,当导体两端的电压(U)或导体本身的电阻(R)变化时,通过导体的电流(I)将发生相应的变化。其中电流(I)、电压(U)、电阻(R) 这三个物理量必须是对应于同一导体(或同一段电路)在同一时刻(或同一段时间),也可以说是"一一对应"的,即应用欧姆定律时,必须讲究同一性和同时性。用它进行计算时,带入数据的单位必须统一为国际单位。另外,它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。若导体本身的电阻(R)不为零,两端的电压(U)为零,则通过导体的电流(I)也为零,也就是,给一导体两端不加电压,就没有电流通过;若导体是绝缘体电阻(R)可为无穷大,即使它的两端有电压(U),通过导体的电流(I)也为零,电流无法通过。

而通过欧姆定律得到的变形式表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比是一个不变的值,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,是表示导体对电流阻碍作用的本领大小,其大小只决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,跟导体两端的电压和导体中有无电流无关,不能受数学的思维定势影响。

例题:某同学在做"探究通过导体的电流与电阻的关系"的实验中,收集了一些实验数据如下表,由表内数据可得的结论是:___________。【电压U=3V】

电流I/A

0.3

0.2

0.1

电阻R/Ω

10

15

30

【错误结论之一】当导体两端的电压一定时,导体的电阻跟通过导体的电流成反比。

【病因】颠倒因果关系,犯逻辑错误

【分析 】原因和结果,在物理实验中,通常表现为物理条件和现象,物理条件是原因,物理现象是结果,物理条件的改变引起了物理现象的变化。因此要归纳科学规律,一方面要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系,另一方面还要注意两个物理量的因果关系,不能前后颠倒。由于通过导体的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关,因此本实验探究通过导体的电流跟电阻的关系的方法是:保持导体两端电压不变,通过改变导体的电阻,来观察电流的变化情况。电阻的变化是原因,电流的变化是结果。因此,表述这类问题必须首先明确"那是因、哪是果"。

【错误结论之二】当导体两端的电压一定时,导体的电阻越大,导体中的电流就越小。或者,当导体两端的电压一定时,导体的电阻随导体中的电流的增大而减小。

【病因】混淆定量描述与定性分析

【分析】从表中电流、电阻的实验数据的规律表明:当导体两端的电压一定时,导体的电阻增大为原来的几倍,导体中的电流就减小为原来的几分之一。两个物理量之间存在反比关系,属于定量关系,上述错误却表达为×××随×××的增大而减小,属于定性关系,不准确。

【错误结论之三】导体中的电流跟导体的电阻成反比。

【病因】注重结果,忽视条件

【分析】物理结论都有其成立的条件,表达时如果忽视了成立的条件,就是不准确的,甚至是错误的,这类问题常常用控制变量探究问题,分析实验数据时,要分清哪个因素是自变量(引起实验结果变化的原因),哪个因素是因变量(实验结果,其变化是由其它因素的变化引起的),哪个因素是不变量(包括相等的量),最后得出正确结论,其格式一般为"在......不变(或相等)的情况下(条件) ......(结果)"

本人在长期的教学实践中总结出,物理结论的形成一般分为以下四步:

(1)、抓问题。就是通过审题弄清要研究的问题,即研究对象。也就是说首先明确被研究量及相关的各个因素。上述问题研究的是通过导体的电流跟导体的电阻的关系。

(2)、找条件。确定结论成立的条件,即找出题目中给出的条件或控制哪些量不变。上述题目中给出导体两端的电压不变。

(3)、论关系。利用题目中的数据或现象分析物理量之间的变化关系或规律,同时明确物理量之间的因果关系。从表中电流、电阻的数据变化中可以发现:导体的电阻增大为原来的几倍,导体中的电流就减小为原来的几分之一。也就是说通过导体的电流跟导体的电阻成反比。