时间：2023-07-19 17:12:02
导语：在欧姆定律发现过程的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
一、将定值电阻改用电阻箱进行实验
绝大部分老师在进行苏科版欧姆定律实验教学时常常有这样的一个困惑，定值电阻标有10欧姆，在进行实验时定值电阻的阻值却不准确，给欧姆定律实验带来了一些不必要的麻烦。我认为定值电阻不准确的原因是：定值电阻出厂时是很精确的，但是由于学校购置后存放在实验室的条件不好，另一方面定值电阻存放时间过长，现在实验室中的定值电阻还是八十年代的产品。所以有些定值电阻的接线柱上面已氧化，电阻线也发生了化学变化，常见的10欧姆的电阻只有8欧姆左右。学校的实验经费有限，不可能每年都购买新的定值电阻。另外在研究电流与电阻的关系时，要多次改变定值电阻的阻值，多次改变所连的电路，浪费了许多实验时间。为此我尝试用电阻箱来代替定值电阻进行实验，效果显著。一方面电阻箱电阻线在箱内，不易氧化。另一方面电阻箱内电阻的精确度高，一般实验室用的J2362-1电阻箱的误差为0.1欧姆，大大高于定值电阻的精确度。另外在进行研究电流与电阻的关系时，要多次改变定值电阻的阻值，利用电阻箱进行实验就不必重复拆线连线，节省了许多实验时间，大大提高了课堂效率，让学生在课堂上有更多的时间来提高自己的知识技能。
二、电源由干电池组改为学生电源
这个探究欧姆定律的实验在书本上用干电池组进行学生实验，但是使用时由于干电池使用时间较长，干电池内部会发生化学变化，干电池的电阻会发生变化，对实验的操作会产生影响。即使用了三节干电池，定值电阻两端的电压不一定达到3伏。另外从环保的角度分析，一学期电学内容的学习，学生至少要进行三次电学学生实验。如果大量使用干电池作为电源进行实验，一个中等规模的初级中学会产生一千多个废旧电池，一方面大量浪费了学校有限的办公经费，另一方面学校对废旧电池处理不当，对周围环境会产生严重影响。综合上述考虑，我认为用学生电源来替代干电池，学生电源干净污染少，还可以避免干电池内阻对实验的影响。当然学生电源并不是没有缺点，学生电源如果使用不当对人身安全有危险。我认为今后物理老师进行电学物理实验时，尽可能使用学生电源，只要安全措施恰当，学生电源是进行欧姆定律和其他电学实验最好的电源选择。
三、导线由接线端带叉口的导线改为两端是鳄鱼夹的导线
学生在进行欧姆定律实验时连七根线，学生在连接电路时，经常不能捏紧螺母，造成接触不良，实验效果较差，为了提高学生做欧姆定律实验的效率，我校在进行欧姆定律实验时，用鳄鱼夹来代替带叉口的导线。可节省连接导线的时间，我做过调查，学生用鳄鱼夹代替带叉口的导线连接电路后，连接欧姆定律实验电路图的时间大大的提高了。另一方面连接电路的成功率由原来的50％提高到80％左右，减少了一些不必要的检修时间。节省了实验操作时间，增加了学生进行探究的时间。另外为了提高实验的精确度鳄鱼夹最好用铜制，导线改用较粗的铜导线，在导线与鳄鱼夹连接处应用锡焊或银焊，这样导线与鳄鱼夹不易脱落。焊接处应加一根橡胶管加以保护，这样同学们在使用时不易折断，尽可能提高实验的成功率和精确度。有些老师认为实验存在误差可以证明实验的真实性，其实这种观点是不科学的，在以前实验环境较差、实验器材精确度不高，在这种情况下误差较大也是正常的。但是现在无锡地区经济基础较好，各校都在进行现代化实验改造或已经完成现代化实验改造。如果此时实验误差较大，这与物理老师的严谨，对科学的一丝不苟的精神是不相符的。
四、数据处理时采用整数
【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）
一、建模的理论基础及过程
1.电功知识
学生在电功知识的学习过程中，已经知道电流做功的过程实质上就是电能不断转化为其它形式的能的过程，同时知道了电流做功的多少即电功的大小，跟下面这三个因素的大小有关：电压U、电流I、时间t，计算公式为W=UIt，并且，对运用这个公式计算出的结果，学生们也能理解成电能转化为其它形式能之和的一个总量。
2.焦耳定律
电流通过导体会产生热量，这个热量的多少，跟电流I、电阻R、时间t有关，计算公式为Q=I2Rt，这就是焦耳定律。由这个定律计算出的数值，物理老师要引导学生把它理解为仅是电流做功转化为内能的一部分，为下面进行欧姆定律成立条件的理论模型构建做好铺垫。
3.引线搭桥之一
老师：当电流通过电扇时，电流在做功过程中会将电能转化为哪些形式的能呢？
学生：机械能和内能。
老师：此时电功W与内能Q谁大谁小呢？
学生：电能W大于内能Q，即W>Q。
老师：将上式W>Q中的W和Q，分别用公式W=UIt，Q=I2Rt进行替换，不就成了UIt>I2Rt吗？请同学们注意观察这个不等式它是不是一个最简式？
学生：不是。
老师：请同学们化简，并研究一下化简后所得的新的不等式会给我们怎样的启示？
学生：不等式两边同时约去It这个正数值，不等号的方向仍不会改变，即U>IR，这与我们前面学习过的欧姆定律I=不相符合。这就表明前面我们所学的欧姆定律，其成立是有条件限制的，这个限制条件为什么教科书的前前后后都没有说明呢？难道说我们找到了一个教科书上应该有的却不曾有的“新发现”？同学们兴奋不已，教室里的气氛顿时活跃了起来。
老师：同学们，你们的分析是有根有据的，做出欧姆定律成立是有条件的，判断也是正确的。因为我们所依据的物理公式W=UIt、Q=I2Rt，电扇工作时电能转化为机械能和内能的物理事实，以及运用不等式进行变形的数学知识都正确无疑。
老师：接下来我们就自然要追问：什么条件下U=IR呢？这个条件也就是欧姆定律成立的限制条件，请同学们再接再厉。
4.引线搭桥之二
老师：当电流通过哪种或哪类用电器做功时，它们两端的U才会等于流过的电流I与其自身的电阻R的乘积呢？请从电能转化的角度，列举实例进行分析。
学生：电流通过电饭煲、电水壶、电熨斗等用电器做功时，电能会全部转化为内能，即有W=Q。再将此式中的W和Q，分别用公式W=UIt，Q=I2Rt进行替换，得UIt=I2Rt，最后化简得U=IR。
老师：请同学们在你们的笔记本上写出这个理论的推导过程，好吗？
学生：对电饭煲、电水壶、电熨斗有W=Q
UIt=I2Rt 则U=IR
电能全部转化为内能的用电器，欧姆定I=就一定成立。
二、建模的功效
1.正确理解和区分电功或电热计算公式的多样性
对于电能全部转化为内能的用电器来说，U=IR，W=UIt都成立，因此，在计算电功W=UIt公式的四个量中，除时间t这一个物理量外，其它的三个物理量电压U、电流I、电阻R，任一个量可由公式U=IR用另外两个量求出，所以，可推出W=UIt=I2Rt=t三个计算公式，同理可得Q=UIt=I2Rt=t。而对于电扇、电动机等这类用电器，由于U>IR，计算电功只能用W=UIt，计算电热只能用Q=I2Rt了。
2.减轻学生在学习过程中理解和记忆知识所造成的心理负担，增强学生学习物理知识的理论水平和理解能力
比起借用“纯电阻”这个初中学生根本模糊不清的物理概念来理解和区分电功和电热计算公式的多样性来说，学生少吃了一知半解的亏，并且能在老师的引导下，从自己所理解的电功和电热的计算公式中，经历发现两者的区别和联系的数理推导过程，于自然的融合中，增强了学生的理论水平，深化了学生理解知识的能力。
3.为初中教师钻研教材、用好教材提供了一种方向
易错点一：对欧姆定律变形公式的误解
例根据欧姆定律公式I=，可变形得到R=。对此，下列说法中正确的是（）
A． 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B． 导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C． 当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D． 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
典型错误一根据R=，认为导体的电阻与导体两端的电压成正比，因此选择A。
典型错误二根据R=，认为导体的电阻与通过导体的电流成反比。因此选择B。
错因分析欧姆定律研究的是电流与电压和电阻的关系，其变形式R=只是提供了计算电阻的一种方法，并不能理解为导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。
正确答案因为导体的电阻是由导体自身因素（材料、长度、横截面积、温度等）来决定的，而不受外因（导体两端电压和通过导体的电流）影响，所以应选D。
易错点二：对欧姆定律同一性和同时性的忽视
例有一个电铃，它的电阻是10 Ω，在正常工作时，它两端的电压应该是6 V。但我们手边现有的电源电压是8 V，要把这个电铃接在这个电源上，并使它正常工作，应怎么办？
典型错误要把这个电铃接在这个电源上，并使它正常工作，应给它串联一个电阻。
因为通过电铃的电流I== A=0.6 A，
又因为电阻跟电铃串联，
所以通过电阻的电流I=I=0.6 A，
因此，串联一个电阻为R== Ω=13.3 Ω。
错因分析造成错解的原因是在应用欧姆定律时，没有注意同一性和同时性。错解中的最后一步：R=中，U、I代入的数值是总电压和总电流，求出的电阻R应该是总电阻。
正确答案根据欧姆定律有：通过电铃的电流I== A=0.6 A，
又因为电阻跟电铃串联，
所以通过串联电路的电流I=I=0.6 A，
因此，总电阻R== Ω=13.3 Ω。
又因为R=R+R，
所以串联一个电阻为R=R－R=（13.3－10） Ω=3.3 Ω。
易错点三：对控制变量法的误解
例小刚用图1所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（）
A. 记录电流表和电压表的示数
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
典型错误电源电压不变，改变电阻，记录电流大小，从而找出电流跟电阻的关系，选A。
错因分析没有正确理解控制变量法。
正确答案在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，为了探究“一段电路中电流跟电阻的关系”，必须保持A、B两点间的电压不变。此时由于总电阻变大，总电流变小，因此滑动变阻器两端的电压变小，由串联电路电压关系可知A、B两点间（一段电路）的电压变大。要想继续实验，接下来应该使A、B两点间的电压减小到原来的值。将变阻器滑片适当向右移动，使变阻器阻值增大，使电路电流减小。由U=IR可知，A、B两点间的电压才会变小，当达到原来的电压值时，停止移动滑片，记录此时的电流值。应选C。
易错点四：对电路连接关系不清
例1如图2所示，电路中的电源电压保持不变。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，电表、、的示数变化正确的是（）
A. 的示数减小，的示数减小，的示数增大
B. 的示数增大，的示数减小，的示数增大
C. 的示数增大，的示数减小，的示数减小
D. 的示数减小，的示数增大，的示数减小
典型错误滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小。根据U=IR可知，滑动变阻器两端电压减小，因此的示数减小，灯泡两端的电压增大。选择D。
错因分析电压表测量的是滑动变阻器两端电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值R变大，但同时电流I变小，根据U=IR无法判断滑动变阻器两端电压大小的变化。
正确答案由图2可知这是一个串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压U，测量灯泡两端的电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小，因此的示数减小。再根据串联电路中电流处处相等，通过灯泡的电流I=I，又灯泡的电阻R不变，根据U=IR可知，电压U减小，因此的示数减小。由串联电路电压的关系，可知滑动变阻器两端电压U=U-U，因此的示数增大。应选C。
例2如图3所示电路中，闭合开关后，将滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中，图3中电压表和电流表的示数变化正确的是（）
A． 电压表示数不变，电流表示数变大
B． 电压表示数变小，电流表示数变大
C． 电压表示数不变，电流表示数变小
D． 电压表示数变大，电流表示数变小
典型错误滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中，电阻变大。根据U=IR可知，电压变大，因此电压表示数变大。再根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小，选择D。
错因分析电路连接关系不清，没有注意到滑动变阻器与R串联后再与R并联的关系。
正确答案滑动变阻器与R串联后再与R并联，不管滑动变阻器阻值如何变化，都不会改变支路电压。支路电阻的变化引起总电阻的变化，滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器电阻变大，总电阻变大。根据欧姆定律公式I=，电路中的总电流减小，因此电流表示数减小。应选C。
易错点五：对伏安法测电阻原理的误解
例小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图4（a）所示。请你接着完成下列步骤：
（1）当电压表示数为3.6 V时，电流表的示数如图4（b）所示，这时电路中的电流是________A，电阻丝的电阻为_______Ω。并用笔画线代替导线，将电路补画完整。
（2）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将________。
典型错误（1）题中连接图时，滑动变阻器接线柱连入错误，电压表、电流表正负接线柱及量程选错，串、并联错误。
错因分析不清楚滑动变阻器及电表接入电路的要求。
正确答案滑动变阻器要保证“一上一下”两个接线柱接入电路，有时还要考虑具体是下面哪一个接线柱接入电路。对于电表，要求电流从正接线柱流入负接线柱流出，且选择符合题意的量程，保证电流表与被测对象串联，电压表与被测对象并联。（1）0.3；12；电路图如图5所示。
典型错误（2）由伏安法测电阻原理R=可知，电流与电压成正比，因此电压表与电流表示数的比值不变。
错因分析当电阻不变时，电流与电压才成正比。电阻变化时，这种正比例关系就不成立了。
正确答案当电压增大时，灯丝温度升高，其电阻增大。由R=可知，电压表与电流表示数的比值就是电阻，所以电压表与电流表示数的比值将增大。
易错点六：不关注欧姆定律的适用范围――纯电阻电路
例有一台标有“220 V 1.1 kW”的电动机，线圈电阻为10 Ω，求它正常工作1 min放出的热量。
典型错误由欧姆定律可知，
I== A=22 A，
再由焦耳定律得：
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
错因分析欧姆定律只适用于纯电阻电路。本题是含有电动机的非纯电阻电路，求电流时不能使用I=。
正确答案通过线圈的电流I== A=5 A，
(一)知识目标
1、知道电动势的定义.
2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题.
3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.
4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.
5、理解闭合电路的功率表达式.
6、理解闭合电路中能量转化的情况.
(二)能力目标
1、培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律
2、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题.
3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力.
(三)情感目标
1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点
2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系
3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想
4、知道用能量的观点说明电动势的意义
教学建议
1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯)，帮助学生接受这个结论.
需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的.
电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，做为电源，由正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极.
2、路端电压与电流(或外电阻)的关系，是一个难点.希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线，可以直观地表示出路端电压与电流的关系，务必使学生熟悉这个图线.
学生应该知道，断路时的路端电压等于电源的电动势.因此，用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时，希望通过第五节的“思考与讨论”，让学生自己解决这个问题.
3、最后讲述闭合电路中的功率，得出公式，.要从能量转化的观点说明，公式左方的表示单位时间内电源提供的电能.理解了这一点，就容易理解上式的意义：电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出到外电路中.
教学设计方案
闭合电路的欧姆定律
一、教学目标
1、在物理知识方面的要求：
(1)巩固产生恒定电流的条件;
(2)知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
(3)明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和.
(4)掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义
(5)掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.
2、在物理方法上的要求：
(1)通过电动势等于电路上内、外电压之和的教学，使学生学会运用实验探索物理规律的方法.
(2)从能量和能量转化的角度理解电动势的物理意义.
(3)通过对路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律的讨论培养学生的推理能力.
(4)通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析
二、重点、难点分析
1、重点：
(1)电动势是表示电源特性的物理量
(2)闭合电路欧姆定律的内容;
(3)应用定律讨论路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律.
2、难点：
(1)闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和.
(2)短路、断路特征
(3)应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系
三、教学过程设计
引入新课：
教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流.那么，导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答：导体两端有电势差.)
演示：将小灯泡接在充满电的电容器两端，会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?
分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图1所示，两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流，但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减少为零，所以电流减小为零，因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的.
教师：为了形成持续的电源，必须有一种本质上完全不同于静电性的力，能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差，从而在导线中维持恒定的电流，能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时，电源中的非静电力将不断做功，从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加.
板书：1、电源：电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置.它并不创造能量，也不创造电荷.例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置.
教师：电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能，并且能够提供恒定的电压，那么不同的电源，两极间的电压相同吗?展示各种干电池(1号、2号、5号、7号)，请几个同学观察电池上面写的规格，发现尽管电池的型号不同，但是都标有“1.5V”字样.我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量，发现结果确实是1.5V.讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池，它们两端的电压是否也是1.5V呢?(学生回答：不是)那么如何知道它们两端的电压呢?(学生：用电压表直接测量)·
结论：电源两极间的电压完全由电源本身的性质(如材料、工作方式等)决定，同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的，不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的.为了表示电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念.
板书：2、电源电动势
教师：从上面的演示和分析可知，电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压.
板书：电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压.
例如，各种型号的干电池的电动势都是1.5V.那么把一节1号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1.5V呢?用示教板演示
，电路如图所示，结论：开关闭合前，电压表示数是1.5V，开关闭合后，电压表示数变为1.4V.实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减少了.
教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4V，那么减少的电压哪去了呢?用投影仪展示实验电路，介绍闭合电路可分为内、外电路两部分，电源内部的叫内电路，电源外部的叫外电路.接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压.在电源内部电极附近的探针A、B上连接的电压表测得的电压叫内电压.我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系.
板书：3、内电压和外电压
教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量.实验中接通电键，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压和的值.再断开电键，由电压表测出电动势.分析实验结果可以发现什么规律呢?
学生：在误差许可的范围内，内、外电压之和等于电源电动势.
板书：在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，即.
下面我们来分析在整个电路中电压、电流、电阻之间的关系.
教师：我们来做一个实验，电路图如图所示
观察电键S先后接通1和2时小灯泡的亮度.
结论：把开关拨到2后，发现小灯泡的亮度比刚才接3V的电源时还稍暗些.怎么解释这个实验现象呢?这就要用到我们将要学习的内容——闭合电路的欧姆定律.
板书：闭合电路的欧姆定律
教师：在图1所示电路图中，设电流为，根据欧姆定律，，，那么，电流强度，这就是闭合电路的欧姆定律.
板书：4、闭合电路的欧姆定律的内容：闭合电路中的电流强度和电源电动势成正比，和电路的内外电阻之和成反比.表达式为.
同学们从这个表达式可以看出，在电源恒定时，电路中的电流强度随电路的外电阻变化而变化;当外电路中的电阻是定值电阻时，电路中的电流强度和电源有关.
教师：同学们能否用闭合电路的欧姆定律来解释上一个实验现象呢?
学生：9V的电源如果内电阻很大，由闭合电路的欧姆定律可知，用它做电源，电路中的电流I可能较小;而电动势3V的电源内阻如果很小，电路中的电流可能比大，用这两个电源分别给相同的小灯泡供电，灯泡的亮度取决于，那么就出现了刚才的实验现象了.
教师：很好.一般电源的电动势和内电阻在短时间内可以认为是不变的.那么外电阻的变化，就会引起电路中电流的变化，继而引起路端电压、输出功率、电源效率等的变化.
几个重要推论
(1)路端电压随外电阻变化的规律
板书：5几个重要推论
(l)路端电压随外电阻变化的规律演示实验,图3所示电路，
4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源(因为通常电源内阻很小，的变化也很小，现象不明显)移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的示数是如何随变化?
教师：从实验出发，随着电阻的增大，电流逐渐减小，路端电压逐渐增大.大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗?
学生：因为变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，，电路中的总电流减小，又因为，则路端电压增大.
教师：正确.我们得出结论，路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小.一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的，初中我们认为电路两端电压是不变的，应该是有条件的，当无穷大时，0，外电路可视为断路，0，根据，则，即当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，数值等于电源的电动势;当减小为0时，电路可视为短路，为短路电流，路端电压.
板书5：路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小.断路时，∞，0，;短路时，，.
电路的路端电压与电流的关系可以用图像表示如下
(2)电源的输出功率随外电阻变化的规律.
教师：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设、r是定值)向变化的外电阻供电时，输出的功率，
又因为，
所以，
当时，电源有最大的输出功率.我们可以画出输出功率随外电阻变化的图线，如图所示.
板书6：在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(即、是定值)向变化的外电阻供电时，输出的功率有最大值.
教师：当输出功率最大时，电源的效率是否也最大呢?
板书7：电源的效率随外电阻变化的规律
教师：在电路中电源的总功率为，输出的功率为，内电路损耗的功率为，则电源的效率为，当变大，也变大.而当时，即输出功率最大时，电源的效率=50%.
板书8：电源的效率随外电阻的增大而增大.
四、讲解例题
五、总结
探究活动
1、调查各种不同电源的性能特点。
(包括电动势、内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电)
2、考察目前对废旧电池的回收情况。
(1)化学电池的工作原理;
(2)废旧电池对环境的污染主要表现在哪些方面;
(3)当前社会对废旧电池的重视程度;
(4)废旧电池的回收由哪些主要的途径和利用方式;
关键词：课堂环节；探究情境；教学质量
目前,技工学校都面临着一个困惑：学生基础差、积极性不高；电子电工学科抽象，学生不易接受。因此单向的教学方式已不符合现有的教学状况。现状告诉我们：只有加强互动，让学生主动学习才是提高教学质量的关键。
提高课堂教学质量，根本在于教师是否能够抓住学生的心。笔者根据多年的教学实践和电子电工这门学科的实际情况，进行了一系列的尝试，认为巧妙地创设问题性探究情境可以从以下几方面着手：
一、创设探究情境，以疑激思，导入新课
快速、有效地导入新课，是使课堂教学获得成功的一个关键。而以实验或现象创设教学情境，并通过设置疑问启发学生思维的新课导入法，是教师引发学生认知冲突、激发学生学习兴趣的一种可行有效的方法。
例如：在进行“闭合电路欧姆定律”的教学时，可先设计一个电路：把E1=3 V、E2=9 V的两个电源的一端并联，并联端与小灯泡的一端连接，小灯泡的另一端与开关S一端连接，然后，把开关的一端与E1E2的一端分别连接。再进行以下演示：先将开关扳到位置1，观察现象，此时小灯泡几乎发白光。接着让学生讨论、猜想：如果老师把开关扳到位置2，将会出现什么情况呢？大多数学生讨论的结果是灯泡会烧毁，而实际的结果却是灯泡的亮度还不如接电源E1时亮。这是怎么回事呢？原来是电源内部的电阻在起作用。这个结果大大出乎学生意料之外。他们内心已经形成的认知结构被这一现象严重打破了。这时渴求得到理论上解释的心情非常迫切，我们教师就可以轻松地带领着学生走进探求知识的新天地。
二、创设探究情境，深化理解，突破教学难点
电子电工学中很多概念和定律都比较抽象，学生在学习时常感到困惑。但它们之间又有许多相似之处和密切联系。我们可以利用简单的实验通过比较的方式创设探究情境，顺利地突破教学难点。
比如，我们在讲授“磁路欧姆定律”的内容时，发现学生对“磁路”这一概念较难理解。我们可以先演示一个实验：取一条形磁铁放在低压电源上，待会儿拿条形磁铁去吸引大头针，发现一颗也吸不住。学生的兴趣瞬间被眼前的实验现象激发出来了。我们可以趁机提出问题：本来具有磁性的条形磁铁为什么此刻连一颗大头针也吸不住？磁铁的磁性怎么会消失呢？激起学生的好奇心理后，立即解释清楚其中的原因。在解决了“磁路”这个问题后，我们又可以根据“磁路欧姆定律”与“电路欧姆定律”的相似性，拿它们进行对比，创设一系列的问题来帮助学生理解定律：它们形式上是否相似？“电路欧姆定律”讨论的是电动势E、电流I和电阻R三者之间的关系，“磁路欧姆定律”讨论的是哪三个物理量之间的关系呢？在磁路与电路的对比中，磁动势Fm、磁通Φ、磁阻Rm各自对应电路中的什么等等。如此问题性探究情境的创设不仅能轻松地为学生解惑，而且能增进学生对概念和定律的理解，课堂教学质量自然就提高了。
三、创设探究情境，启思理绪，巧妙分析解决问题
课堂教学中，教师若能构建一个具有阶梯性和延伸性的探究情境，有助于学生理清解题思路，其启发作用比我们习惯的陈述性讲解法要好得多，还能培养学生的严密逻辑思维能力，起到举一反三的作用。
构建具有阶梯性和延伸性的探究情境，是指问题探究的设计要由浅入深，由易到难，把学生思维逐步引向新的高度。也就是说，我们要善于把一个复杂的、难度较大的课题分解成若干相互联系的子问题，或几个小阶段，这些子问题不仅要紧扣当前教学应当解决的问题，还要蕴含与当前问题有关但需要学生进一步去思考、去探索的问题。同时我们要注意学生已有知识、心理发展水平和学习材料的难易程度，使知识的“探索”过程和“获取”过程有机统一；其次教师设置的探究问题要梯度适中、排列有序，形成有层次结构的开放性系统，并不断地与外界教学环境保持能量、信息的交换和延伸，使学生产生“有阶可上、步步登高”的愉悦感，从而兴趣盎然的接受知识，训练自己的思维能力。
四、创设探究情境，归纳提炼，总结授课要点
课堂教学过程应该是以不断地提出探究问题并解决问题的方式来获取新知识、新思维的过程。探究情境对于学生来说，除了能引发他们对问题进行思考外，也能有效地引导他们对知识进行归纳总结，构建知识框架，使课堂教学能突出重点，强化目标。例如，进行“库仑定律”课题教学时，在引出、陈述、应用定律之后对课堂内容进行总结归纳，我们可以采用生动的提问式归纳法替代呆板的直述式归纳法；静止点电荷间的相互作用力遵循什么规律？这种作用力的大小与哪些因素有关？方向如何？“点电荷”这一概念怎样理解？库仑定律适用于非点电荷间的相互作用力吗等等。这种方式不仅使整堂课更显活泼，而且归纳提炼的效果也更好。
上一期文章介绍了自制欧姆表的作品创意。但在测试阶段，我们发现测量0～1KΩ的电阻时，指针的偏转角度很小，误差很大。不知道大家有没有想出优化方案呢？对于这个问题，仁者见仁，智者见智。我也提出了解决方案，供大家参考。
如图1，这是原欧姆表的仪表盘。表盘的量程为0～10KΩ。经过测试，发现0～1KΩ的电阻测量误差较大，需要进一步优化作品，增加0～1KΩ的精确度。一定要注意，这里的误差是指指针指示的误差，如果用串口监视器观察电阻值，就会发现串口显示的数值误差较小，一旦转换成舵机的变化角度，误差就很明显。
那么，如何解决这个问题呢？真实的指针式电压表或者电流表一般有两个量程，并且两个量程共用一个表盘。由此可以做出猜想，欧姆表的大小量程是否可以共用一个表盘呢？将0～1 KΩ放大到整个表盘上，是否能实现0～1KΩ小量程段的精确测量？
改装
首先对表盘进行改进，在同一个表盘标明两个量程。如图2，在原有的基础上，将1KΩ均匀分成10份。每一份表示0.1KΩ，最小刻度为0.05KΩ。这是欧姆表改进的第一步。
除了对表盘进行改进外，是否还需要改进原欧姆表的电路连接呢？上文已经提到，对0～1KΩ电阻测量时，串口监视器观测到的电阻值显示精确，但转换成为舵机显示的数值时误差较大，因此可以推断出，电阻的计算公式完全正确，但在电阻值对应舵机角度变化的程序编写上，需要进一步优化。因此，多量程欧姆表电路连接图与原有电路图相比，只增加红、绿LED灯。绿灯和红灯正极分别连接到2、3管脚，负极共地。红、绿LED灯因程序需要添加，下文会详述（如上页图3）。
玩转
重新编写程序，需要设置多量程欧姆表的量程为0～1KΩ与0～10 KΩ。当程序检测到电阻小于1KΩ时，r值放大100倍，与表盘100度对应；当检测到电阻大于1KΩ时，r值放大10倍，与表盘100度对应。这个程序仍会出现一个问题：观察者不知道舵机显示的阻值是大于1KΩ还是小于1KΩ。因此，有必要加入提示，我们为电路添加红绿灯，区分电阻大小。当检测到电阻大于等于1 KΩ时，红灯亮；当检测到电阻小于1KΩ时，绿灯亮。打开Mixly图形化编程，编写程序。
程序的编写大致分为三个部分：第一个部分是对变量的定义，第二个部分是各个小程序的编写，第三个部分是用程序语句连接各个小程序，实现多量程欧姆表的功能。
第一部分程序定义变量。定义analog变量为小数变量，初始值为0，模拟端口A0的数值会赋予这个变量。同理，经过欧姆定律公式计算，得到的待测电阻数值用r来表示：r扩大10倍得到的数值赋予a，a表示0～10KΩ电阻；r扩大100倍得到的数值赋予b，b表示0～1KΩ电阻（如图4）。
第二部分是各个小程序的编写。首先根据欧姆定律，编写待测电阻的计算程序。将模拟端口的A0数值赋予analog变量，再代入计算公式中。这里的计算公式与上述欧姆定律的计算公式一致。不同的是，总电压V原先是5V，现在是与5V对应的1023，而电压V1用变量analog表示。
名为“电阻”的程序被执行后，会得到待测电阻的精确数值r。程序如上页图5所示。
舵机显示0～1KΩ电阻测量值，首先将数值r放大100倍，之后与舵机旋转角度一一对应，同时绿灯亮，程序如上页图6所示。输出管脚2为高、3为低表示绿灯亮、红灯灭。
舵机显示0～10KΩ电阻测量值，首先将数值r放大10倍，之后与舵机旋转角度一一对应，同时红灯亮，程序如上页图7所示。输出管脚2为低、3为高表示绿灯灭、红灯亮。
第三部分程序，是用逻辑关系连接第二部分的程序。如果r小于1KΩ，执行“0～1KΩ程序”，如果r大于等于1KΩ，执行“0～10KΩ程序”。需要注意的是，要想使欧姆表能够及时复位，当不测量阻值，即analog变量等于0时，将指针旋转到10KΩ的位置。具体程序如上页图8所示。
最后，连接三部分程序，得到最终程序，如图9所示。
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在高中物理新课程标准中，把科学探究和科学内容放到同等重要的地位，明确提出让学生“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题”. 基于这一理念，人教版教材突出了规律的建立过程. 但在教学中发现，由演绎方法建立起的部分物理规律之中，存在着以特殊模型为前提演绎得出一般物理规律的现象；而对于由实验归纳方法建立起的部分物理规律之中，教材往往直接指出如何进行归纳，而没有充分体现过程与方法.
二、 对几个物理规律的重构建议
在人教版教材中，《动能定理》《焦耳定律》《闭合电路欧姆定律》三个物理规律都是以特殊模型为演绎起点、通过理论演绎建立起的一般规律，而演绎方法的规则是由一般到特殊，故教材的呈现方式隐含着逻辑问题；《楞次定律》是通过实验归纳方法建立起来的，但在对实验现象进行归纳时，没有充分运用科学方法引导学生进行探究，而是直接提示学生通过“中介”——“感应电流的磁场”来进行归纳. 有鉴于此，建议对它们的呈现方式进行重构.
1. 对动能定理的重构建议
（1） 教材分析
动能定理是通过理论演绎的途径建立起来的，具体过程如下：
由牛顿第二定律F＝ma=m及功的定义dW=F?dx得F?dx=m?dx=mv?dv，
将上式积分有W=mv22-mv21.
教材据图1所示的物理模型，运用牛顿第二定律F＝ma与运动学公式v22-v21=2ax进行理论演绎，得出W=mv22-mv21，并直接指出此式即为动能定理，纵观上面的推理过程，其逻辑关系实质如图2所示.
上述演绎推理的大前提是牛顿第二定律，小前提是物体做匀变速直线运动，那么，由此演绎得出的W=mv22-mv21的适用条件自然是与小前提相同的，因此，我们不能将其称之为动能定理. 尽管教材此后也就物体受多个力作用及曲线运动情况作了说明或提示，但仍然不是对动能定理真正意义上的建构，故有必要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
由于学生知识结构的限制，在高中阶段不可能运用理论演绎的方法建立起动能定理，为此，建议根据分类方法，分别就直线运动与曲线运动两类情况设计的递进性问题链，变理论演绎为演绎与归纳相结合，引导学生在问题解决中“发现”动能定理.
类型一：直线运动
问题1 在图1所示的水平面上，如果物体与水平面间有摩擦力作用，物体的动能变化量与什么功相对应？
通过对此问题的探究，把W=mv22-mv21的适用范围推广至多力做功情况，此时的W为合外力所做的功，同时能使学生产生问题意识，即：这一结论是否具有普遍性？是否适用变力、曲线运动情况？从而生成新的问题.
问题2 如图3所示，物体在粗糙的水平面运动，在l1、l2段分别受到水平力F1、F2作用，则物体在整个过程中的动能变化量与什么功相对应？
通过对它的探究，引导学生建构起多过程问题中功和动能变化量的关系，并把单过程中的合外力功W扩展至各过程中功的代数和，从而加深了对功W的理解.
问题3 如果物体在粗糙的水平面上运动时，受到的水平作用力F是变化的，则物体的动能变化量又与什么功相对应？
这是由问题2衍生出的直线运动中更为一般的问题，通过问题2的启发，学生能运用微元法进行演绎推理，并得出W=mv22-mv21.
在上面三个问题中，对应的物理模型都是在水平面上的运动物体，对于其他类型的直线运动，学生也容易得出W=mv22-mv21的结论，从而通过问题解决建构起直线运动中功与动能变化量间的关系，那么此结论对于曲线运动是否成立？如果成立，我们就发现了一条新的物理规律，由此生成类型二的问题.
类型二：曲线运动
问题4 从高为H处将一物体以一速度v0沿水平方向抛出，重力对物体所做的功与物体的动能变化量之间存在什么关系？
以此问题为支架，让学生进一步体会物理科学方法在探究过程中的作用，实践表明，学生对此问题能从两个角度进行探究，一是运用“猜想—检验”模式，先提出假说“重力对物体做的功等于物体动能的变化量”，然后运用平抛运动知识进行检验；二是运用微元方法，化曲为直，进行演绎推理. 同时，也使学生意识到要建立一个新的物理规律，还需要对一般的曲线运动进行分析，从而衍生出问题5.
问题5 如果物体做曲线运动，且受到变力作用，则物体的动能变化量又与什么功相对应？
对此，学生运用类比方法得出W=mv22-mv21.
在对以上两类问题探究的基础上，引导学生进行理论归纳，进而在问题解决中建构起具有普遍意义的动能定理.
2. 对焦耳定律的重构建议
（1） 教材分析
在物理学史上，焦耳定律是由焦耳通过实验归纳方法得出的. 而在新教材中，没有重现物理学史，而是以电流通过纯电阻元件为前提，通过理论演绎方法对其进行重构，具体的逻辑关系如图4.
显然，上面推理过程的大前提是普遍适用的电功公式W=IUt，小前提是电流通过纯电阻元件，因而得到的结论Q=I2Rt也只适用于纯电阻元件，而由实验归纳方法建立起来的焦耳定律是适用于任何电路元件的，故需要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
尽管运用理论演绎方法在建立焦耳定律时面临逻辑问题，但在课堂教学中，完全重现焦耳的实验归纳方法也是不可取的，因为在运用实验归纳方法时，要面临诸如实验类型、精度等一系列问题. 为此，建议运用理想实验与真实实验相结合方法来建构焦耳定律，具体内容如下.
①通过定性分析，得出影响焦耳热的物理量有R、I、t
②理想实验的设计及其思维操作
设阻值为R0的用电器通以电流I0，在时间t0内产生的焦耳热为Q0，依据等效思想，运用控制变量法来探究其他情况下产生的焦耳热与Q0的关系，进而建构起Q与R、I、t的大致关系.
问题1 在电流、电阻不变的情况下，探究焦耳热Q与时间t的关系.
理想实验：如图5，在电流I0、电阻R0不变情况下，在两个时间t0内产生的热量Q之和即为2t0时间内产生的热量Q1，故有Q1＝2Q0，由此可见，Q∝t.
在上面设计的理想实验中，为探究焦耳热Q与时间t的关系，运用了倍增方法和控制变量法，把待探究的时间设计为t0的整数倍，便于学生发现焦耳热Q与时间t的关系，下面两个理想实验的设计思想与此相同.
问题2 在电流I0及时间t0一定的情况下，探究产生的焦耳热Q与电阻R的关系.
理想实验：如图6所示，在电流I0及时间t0一定的情况下，电阻为2R0产生的焦耳热与两个阻值为R0的电阻串联后在时间t0产生的焦耳热等效，也即Q2=2Q0，故有Q∝R.
问题3 在电阻R0及时间t0一定的情况下，探究产生的焦耳热Q与电流I的关系.
在运用理想实验得出Q与R、t的关系后，要探究Q与I的关系，可用倍增方法构造出电流为I0的情况，以便借助上面的结论进行思维操作.
理想实验：在电阻R0及时间t0一定情况下，通以2I0的电流时产生的热量为Q3，根据等效思想，其产生的热量等效为阻值为2R0的两电阻并联后产生的焦耳热之和，见图7. 由问题2知Q′3＝2Q0，而Q3与Q′3的关系为Q3＝2Q′3，也即有Q3＝2Q′3＝4Q0，故有Q∝I2.
③焦耳定律的建构
在对上面的理想实验的思维操作基础上，再运用综合方法，可建构起焦耳热Q与I、R及时间t的关系为Q＝kI2Rt，其中常数k可由实验确定，从而运用理想实验等科学方法建立起焦耳定律.
3. 对闭合电路欧姆定律的重构建议
（1） 教材分析
教材的编写思想是通过理论演绎把能量守恒定律与闭合电路欧姆定律联系起来，充分体现功和能的概念在物理学中的重要性，同时又能帮助学生形成完整的认知结构. 基于这一思想，教材以纯电阻电路为前提，运用能量守恒定律建立起闭合电路欧姆定律，其逻辑关系如图8所示.
从上面逻辑关系可以看出，理论演绎的小前提是纯电阻电路，大前提是能量守恒定律，因而导出的E＝IR+Ir及I=也只适用于纯电阻电路，但是教材紧接着又由只适用纯电阻电路的E＝IR+Ir推出适用于一般电路的E=U外+U内，这就产生了逻辑问题. 因此有必要对其呈现方式进行重构.
（2） 重构方案
在运用能量守恒定律进行理论演绎时，应该遵循理论演绎的规则，即从一般情况出发，导出相应的规律，然后再运用理论演绎得出纯电阻电路中的闭合电路欧姆定律，具体方式如下.
对于图9所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，方框内元件性质未知，电路中的电流为I，路端电压为U. ①在时间t内，外电路中消耗的电能E外为多少？②在时间t内，内电路中电能转化成内能E内多少？③在时间t内，电源中非静电力做的功W为多少？④根据能量守恒定律，W与E外、E内的关系是什么？
对于上面四个问题，学生依据有关功和能的概念及能量守恒定律得到IEt=IUt+I2rt，对其整理后得到E＝U+Ir，其中，Ir是电源的内电压，故此式也可写成E＝U外+U内，这两个关系式即为一般意义上的欧姆定律，它适用于一切电路.
对于纯电阻电路有U＝IR，则有I＝. 这是纯电阻电路中的闭合电路欧姆定律.
4. 对楞次定律的重构建议
（1） 教材分析
本节教材的编写是以问题与问题解决为纽带，引导学生从发现问题分析问题解决问题等步骤去掌握知识，意在突出科学探究，着眼于学生探究能力的提高，其教学流程如下：
其中重温的实验如图10所示，而且运用草图记录相关信息，以便归纳出楞次定律.
在运用图10所示的实验进行归纳时，面临一个关键问题，就是如何从众多的物理现象及实验因素中寻找归纳的方向，对此，教材直接提出：“是否可以通过一个‘中介’——‘感应电流的磁场’来表述这一关系”，以此引导学生归纳出楞次定律. 但问题的关键是，我们是怎么想到从原磁场方向与感应电流的磁场方向的关系进行归纳的？
（2） 重构方案
根据分类方法，影响感应电流方向的因素有如下三类：一类是外部因素（磁场强弱、磁场方向、磁铁运动方向、磁通量变化等）；第二类是自身因素（线圈粗细、线圈的绕制方式等）；最后是自身与外部相互联系的方式. 在探究感应电流方向与哪些因素有关时，需要围绕这三类因素设计一些针对性的问题，让学生在问题解决中，提出猜想，设计实验，修正猜想，最终“发现” 楞次定律，具体方案如下.
①探究感应电流方向与外界因素之间的关系
问题1 感应电流方向与磁场变化快慢有无关系？设计实验验证你的猜想.
问题2 感应电流方向与磁感应强度大小有无关系？设计实验验证你的猜想.
问题3 分析图10甲和图11所示的实验现象，说明影响感应电流方向的外界因素有哪些.
设置问题3的目的是引导学生对两类电磁感应问题的共同的外部特性进行归纳，总结出影响感应电流方向的外部因素是磁场方向和磁通量的变化，从而为进一步探究奠定基础.
②探究感应电流方向与自身因素之间的关系
为了探究感应电流方向与自身因素的关系，可设置以下两个问题.
问题4 试猜测感应电流方向与线圈的粗细、匝数是否有关，设计实验验证你的猜想.
问题5 感应电流方向与线圈的绕行方向是否有关？设计实验验证你的猜想，并把实验信息记录在草图上.
通过问题5，引导学生提出猜想，并通过控制变量法，在保证磁场方向和磁通量变化方式相同的情况下，设计出图12所示的实验对猜想进行检验，进而研究感应电流方向与绕行方向的关系.
根据实验所记录的信息发现，在线圈的绕行方式变化时，回路中的感应电流方向也随之变化，但是线圈中的电流绕行方向是不变的，此时引导学生探究在线圈的绕行方式变化时，什么因素是不变的？
实践表明，按此方法重构后，学生能寻找到以“感应电流的磁场方向”为中介进行归纳，于是衍生出问题6.
③探究感应电流方向与内外关联方式之间的关系
由于本节是在学习了电流和电路、电压和电阻知识之后，并且内容是定量地探究电压、电流、电阻的关系．所以直切主题，启发学生通过对三者的概念理解初步得出电流与电压、电流与电阻的定性关系．
2强化电路设计、突出难点，合理利用课堂生成
笔者认为实验电路图的设计是本节课的难点之一，打破以往过分重视实验过程，轻设计的观念．学生只有清楚地理解实验设计的原理及目的，才会在接下来的实验中得心应手．引导设计实验，这个环节的设计体现了教师主导、学生主体的双主教学模式．在设计电流与电压的关系的电路时，学生很容易想到的是用电压表、电流表来测量电压和电流．用电器的选择学生会提出用小灯泡、定值电阻;而如何改变用电器两端电压将成为学生思维的障碍，学生会提出更换电池节数、串联定值电阻分压等方案．由于前面变阻器的学习学生通过把变阻器串联在电路中移动滑片观察灯泡的亮度变化这一直观实验现象，清楚了变阻器可以改变电路中的电流及保护电路的作用．而对滑动变阻器可以改变用电器两端电压这一性质理解模糊，所以帮助学生理解滑动变阻器可以改变用电器两端电压成为此次实验设计的难点．教师可以通过连接实物电路图，移动滑动变阻器滑片观察电压表示数来实现教学．强调探究三个物理量之间的关系，要控制变量．正如叶澜教授所说:“课堂应是向未知方向挺进的旅程，随时都有可能发现意外的通道和美丽的图景，而不是一切都遵循固定线路而设有激情的形成”，课堂上会产生一些意料之外的有价值的资源，所以教师不应抓住预设教案不放，要及时调整预设，关注并有效利用生成资源．所以在电路原理图设计部分，是教师与学生思维碰撞的最佳时期，教师应充分把握学生思维的盲点，及时调整方案．
3合理设计实验，巧妙处理数据
课标对《欧姆定律》这一节有三个要求:(1)通过实验，探究电流与电压，电流与电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律;(2)理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题;(3)通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯．显然，这节课教学内容比较紧张，需要教师在有限的时间内高效完成教学任务．为了完成第一个课标要求教师要设计两次实验才能完成，这种方法受课堂时间限制可能完不成教学任务．实验设计完毕，再提出连接实物图有哪些注意事项，学生可以通过思考对前面所学内容进行回顾，给学生更多的思考空间，课堂关注让不同层次的学生有收获．这样可以从学生中发现问题，及时修正教学，便于抓住教学的契机．在物理教学过程中学生行为上的探究和思想上的探究都要有．教师可以合理设计实验，在实验报告单记录数据设计两项规定，一项是规定动作，要求每组都测1V、2V、3V电压下通过定值电阻的电流;另外再附加一项，在量程范围内学生可以自由选择几组电压值进行测量．在学生分组实验时，每三组发放同一个阻值的电阻，发三个不同的电阻。启发学生通过数据发现当电压是1V、2V、3V时电流有什么变化?通过表格不难看出成正比关系．每一横行成正比关系，每一纵列为何差别很大?循序渐进地引出是由于电阻不同引起的．同学们的数据是否说明同样的问题呢?为了将每组数据尽量汇集到一起说明问题，要求学生将剩余数据以描点的形式描在坐标纸上，以电压为横轴电流为纵轴，强调不需要连线，因为学生手里的是单独的数据．坐标纸的设计是将透明胶片放在坐标纸上，相同阻值的三组发放相同颜色的描点笔．教师只收集胶片，最后将所有的胶片叠放在一起展示给学生，会发现阻值相同的三组同学的数据大致在同一直线上．由此得出结论，电阻一定时，电流与电压成正比．提出研究电流与电阻关系可不可以仍然用这个电路图呢?因为在设计电路图时学生清楚滑动变阻器是可以改变电压的，引导学生更换不同电阻通过滑动变阻器实现电阻两端电压一定，教师在前面演示．回归前面表格通过记录的数据能否找到在相同的电压条件下，电阻变化时电流有什么变化?观察表格中一纵列很容易得出，电压一定时，电阻越大电流越小．通过引导学生把数据依次画在坐标纸上，以电阻为横坐标电流为纵坐标，很明显看出是反比例函数．所以得出结论:电压一定时，电流与电阻成反比．物理规律教学，规律表达要严谨，所以最后不仅要给出欧姆定律内容的文字表述还要有公式表述，强调公式表述中I、U、R是针对同一导体同一时刻而言．
4总结
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