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欧姆定律比值问题

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欧姆定律比值问题

欧姆定律比值问题范文第1篇

关键词: 物理 欧姆定律 复习

在物理复习的整个知识体系中,电学知识板块儿尤为重要。一是:它占整个三式合一理化试题物理部分的40%左右,即70分中的近30分属于物理电学试题。二是:电学知识在生产实践中的重要作用已凸显出来。而要学生全面掌握、领会初中阶段电学知识,对于相当一部分初中生来说具有较大的难度。从教以来我听过一些初中电学复习课:有的先把所要用到的电学公式板书在黑板上,再讲典型例题,接着练习;有的则通过学生作题中所反馈的问题对知识进行补充强调,再练习;有的直接强调万变不离其宗,让学生多看教材,然后讲例题等。复习中讲例题没错,但选择的例题过多,又无代表性,既延长了复习时间,又不能使学生的知识得到升华。久而久之,学生疲劳,老师厌烦。要使复习课在短时间内生动、奏效,应选择恰当的例题,在讲例题的基础上,对知识进行归纳和升华。

复习课,一要体现“从生活走向物理,从物理走向社会”,教学方式多样化等新课程理念;二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养;三要优化学生的认知结构,让学生在教师的引导、帮助下,把学到的知识归纳起来,从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步,从典型例题入手进行归纳总结。

例1:如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω,保护电阻R为4Ω。当闭合S后,两电压表的示数分别为6V和2V,则电路中的电流为?摇 ?摇?摇?摇A,电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇W。(这是陕西师范大学出版社出版,经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题)

学生通常按下列方法计算电路中的电流:

R中的电流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,

电动机中的电流:I=U/R=4V/1Ω=4A,

由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5A和4A。

于是第二空的对应值为:P=UI=4V×0.5A=2W与P=UI=4V×4A=16W。这就存在两个问题:

1.根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等,与串联电路中电流的特点相矛盾。

2.由串联分压原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:

①当U=2V时,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;

②当UM′=4V时,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,这与串联电路中的电压关系相矛盾。

对此,应找出题中所涉及的知识点,分析这些知识点间的联系,那上面的矛盾就迎刃而解了。

首先,应对欧姆定律有深入的理解。

例2:如图2所示电路(R≠R≠R)。引导学生分析如下:

1.对电路状态的分析。

(1)当S、S、S都闭合时,R与R并联,并联后作为一个整体再与R串联。A测R中的电流,V测R或R两端电压。

(2)当S、S闭合S断开时,则由图-2演变为图-2(a)到(b)。

R与R串联,R处于断开状态,A测整个电路中的电流。

(3)当S、S闭合S断开时,则由图2演变为图-2(c)到(d)。

R与R串联,R处于断开状态,V测R两端电压。

2.欧姆定律中涉及I、U、R三个量间的关系。

(1)欧姆定律中的I、U、R三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的,即必须满足“同一性”。

当图-2中的S、S、S都闭合时,A测R中的电流为I,V测R两端电压为U。此时能否用U与I的比值来计算R或R阻值呢?(即R=U/I)。

如果R=R时,由于R与R并联,所以R两端电压U等于R两端电压U,即U=U=U。根据R=U/I得R=U/I,R=U/I。这样计算出的R2的值虽然是正确的,但属于不正确的方法得出了正确的结果,实属偶然巧合。

若R≠R时,那么R=U/I,若再按R=U/I来计算R的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点,R、R中的电流是不相等的。上述中错误地认为R、R中电流相等。这里的电压是R两端电压,而电流是R中的电流,电压与电流是两个不同电阻(或用电器,或电路)的对应量,也就违背了“同一性”。

这就告诉我们,在应用欧姆定律解题时,一定要遵循“同一性”原则,切忌“张冠李戴”,电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。

(2)欧姆定律中的I、U、R三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量,即必须满足“同时性”。

在图-2中,当S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小是否相等?

在图-2中,当S、S闭合S断开时,不难看出,R与R串联:I=I=I则I=U源/(R+R);当S、S闭合S断开时,R与R串联:I=I=I,则I=U/(R+R)。因为R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即两次电流不相等。S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小不相等,这是因为S、S闭合时与S、S闭合时电路状态不同,R是在不同的状态下工作,不是同一时间内电流的大小,电流不相等。

在利用公式计算的过程中,不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如:要计算R的电阻值,就不能用第一状态下R两端的电压值与第二状态下R中的电流的比值来计算R的电阻值。在计算电流、电压时,也不能这样处理。

因此在利用公式计算时,带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量,必须满足“同时性”。

(3)欧姆定律中的I、U、R三个量的单位必须同一到国际单位制,即I―A、U―V、R―Ω。即应满足“统一性”。

除各物理量的主单位外,还应记住常用单位及其单位换算关系,将常用单位换算为国际单位制单位,在利用其它电学公式计算时也要统一单位。

如:电功的公式W=UIt中,各物理量的对应单位:U-V、I-A、t-S;这样W的单位才是J。电热的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;这样Q的单位才是J。电功率的公式P=UI中:U-V、I-A,这样P的单位才是W。

我们要确定欧姆定律的适用条件。

1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立,即只适用于纯电阻电路。因此,欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。

例1中涉及到电磁转换的知识,电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时,其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流,所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。

实际上图1相当于一个“RL”串联电路,总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和,即U≠U+U。但得到的电流有效值的关系I=U/Z与直流(或部分)电路的欧姆定律相似,各元件上的分电压与该元件的阻抗(Z)成正比。

虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来,但无论电动机工作时产生的阻抗为多少,电路中的电流都等于电阻R中的电流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。电动机两端的实加电压等于总电压(电源电压)减去电阻R两端的电压,即U=U-U=6V-2V=4V。则电动机的功率为:P=UI=4V×0.5A=2W。

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上述分析说明,电阻R所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看:电阻R所在的这部分电路是将电能全部转化为热能;而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能,大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路,后者属于非纯电阻电路。

欧姆定律只适用于纯电阻电路,即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇,等等,除了发热外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)

2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液;但是对于气态导体(如日光灯管中的汞蒸气)和其它一些导电元器件,欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用,关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻,欧姆定律对它成立;当导体的电阻随电压、电流变化时,其电阻叫非线性电阻,如:电子管、晶体管、热敏电阻等,欧姆定律对它不成立。

3.欧姆定律只有在等温条件下,即导体温度保持恒定时才能成立。当导体温度变化时,欧姆定律对该导体不成立,因为电阻是温度的函数。

在讲解欧姆定律的应用时,常举白炽灯的例子,实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性,随着电流的增大,钨丝的温度升高很多,其电阻也随着变化。对非线性电阻,欧姆定律不成立,但是作为电阻定义的关系式R=U/I仍然成立,只不过对非线性电阻,R不再是常量。

综上所述,例1中第一空电路中的电流有两个值0.5A和4A,一个是在纯电阻电路(电阻R)中用欧姆定律算出的电流0.5A。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路(含电动机的电路)中的电流为4A,显然不对。

通过对例1的全面、透彻的分析,我们对电学知识得到了进一步升华:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电表的作用;(3)利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”;(4)复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式;(5)欧姆定律的适用范围。

学生能够领悟到,复习不是为了解题,而是要掌握知识的前后联系,优化知识结构;仔细观察,认真分析;发散思维,以点带面;举一反三,融会贯通。这样,从而体现出知识与技能、过程与方法,以及情感态度和价值观的培养。

参考文献:

[1]王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社,2003.

[2]阎金铎,田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社,1989.

[3]梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社,1988.

[4]新课程实施难点与教学对策案例分析丛书,(初中卷).中央民族大学出版社.

欧姆定律比值问题范文第2篇

难点;关键点;关系

〔中图分类号〕 G633.7

〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463(2013)

06—0039—02

“三个焦点”是指在课堂教学中的三个主要因素,即重点、难点、关键点。下面笔者就以初中物理课堂教学为例来谈谈这“三个焦点”及相互关系和处理方法。

一、课堂教学中的“三个焦点”

1.重点。教学重点即课堂教学中的知识重点,是最基本、最重要也是学生应该掌握的教学内容,是一节课中要解决的主要矛盾。抓住了教学重点,就抓住了课堂教学中的关键。

2.难点。教学难点指学生在学习知识过程中难以理解和掌握的内容,是在完成“重点”教学任务或对教学内容进行提升和发展、延伸与拓展,以及理解、分析和解决问题时难以逾越的思维障碍。

3.关键点。教学关键点指解决好重点、难点的关键措施,它往往是学生的易错点、易混点、易忽略点。

例如,《密度》一节教学的重点是:(1)通过实验探究,学会用比值的方法定义密度的概念。(2)理解密度的概念、公式。(3)用密度知识解决简单的实际问题。难点是:在实验探究的基础上利用“比值”定义密度的概念。关键点是:做好实验探究,用“比值”建立密度的概念。

二、“三个焦点”之间的关系

教学重点、难点和关键点之间既相互独立又相互关联。任何学科的教学内容都有一定的知识结构,是一张相互联系的网。重点是这张网上的“纲”,难点是这张网上的“结”,关键点是理“纲”解“结”的方法措施。三者关系有全部重叠、部分重叠、非重叠三种。全部重叠时只要抓住关键点,重点、难点也就解决了;部分重叠时,抓住关键点就意味着突出重点或排除难点;非重叠时要精心设计和安排关键点去解决重点和难点。难点解决不好会影响整个课堂的教学效果,如果只注重教学难点,而未能较好地抓住教学重点和关键点,不但难点难以突破,而且教学任务也难以完成。关键点是突破重点、攻克难点的突破口,抓住关键点,才能更好地掌握重点和突破难点。

三、教学过程中如何处理好“三个焦点”

1.备好课。备好课是上好课的前提和保证,在备课过程中应注意以下几点:

(1)找准重点。备课时必须依据教学大纲的要求,认真研究教材或参阅有关资料,正确分析教材的重点,考虑好在教学中如何突出重点。例如,欧姆定律是反映电学中三个重要的物理量,是电流、电压、电阻关系的一个重要定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,因此通过实验探究得出欧姆定律,掌握和理解欧姆定律的内容和公式,并用欧姆定律进行分析和解决简单的电路问题是教学的重点。

(2)找到难点。要找到难点,就要联系学生的实际情况,根据他们的知识基础和思维能力,分析和找到学生难于理解的地方,即内容比较抽象、深奥、复杂或学生接受起来比较困难的知识和技能,并且为在课堂上解决这个难点,可以提供适当的措施和方法。例如,欧姆定律教学的难点是设计实验过程和对欧姆定律的理解,其中学生对实验方法的掌握是重点也是难点。

(3)找出关键点。教学关键点突出反映了学生在新知识学习过程中认识上的矛盾性,体现了已学知识与新知识的联系,展示了教学过程中由感知教材向理解教材的合理过渡。因此,确定与处理教学关键点,对于顺利学习新知识起决定性的作用。 要确定与处理好关键点,就要深入钻研教材,弄清教材内容的内在联系。要对教材的内容作深入剖析,理出知识的层次,找出已学知识和后续知识与这些内容的联系,找出解决重点及难点的关键所在。例如,欧姆定律教学的关键点是:通过对实验数据的分析,概括出电流与电压、电流与电阻的关系。

2.上好课。上好课是提高教学质量的关键和保证,因此要做到以下几点:

(1)突出重点。教授重点是一节课的中心任务,课堂中的所有教学活动都必须紧紧围绕教学重点进行,在教学结束时应及时归纳总结,以突出重点。例如,牛顿第一定律中“一切物体在没有受到外力作用时总保持静止状态或匀速直线运动状态”是教学的重点,教学时应着重讲解。

(2)突破难点。难点是课堂教学中应集中解决的问题。对于难点,可采用“温故知新法”、 “循序渐进法”、 “类比法”、 “难点分散法”、“情境引导法”、“讨论交流法”等各种方法和措施,使难点得到解决。此外,还要了解学生对难点的掌握情况,并及时采取有效的解决措施。例如,牛顿第一定律的难点是对定律的理解,“一切”是指范围,即该定律对所有物体都普遍适用;“没有力的作用”是指定律成立的条件,它包含两层意思,一是理想情况,即物体确实没有受到外力作用,二是物体所受合力为零;“或”即两种状态居其一,不能同时存在。定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动。并根据“牛顿第一定律”理解惯性(物体保持运动状态不变的性质)以及运动和力的关系(力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因)。

欧姆定律比值问题范文第3篇

课题:闭合电路的欧姆定律(第一课时)

课型:复习课

【教学目标】

一、 知识目标

1. 理解闭合电路的欧姆定律,并用它进行有关电路问题的分析和计算.

2. 理解路端电压与负载的关系.

二、 能力目标

1. 通过对U-I图线的分析培养学生应用数学工具解决物理问题的能力.

2. 利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.

三、 情感目标

通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生创新精神和实践能力.

【教学重难点】

1. 闭合电路的欧姆定律

2. 路端电压与电流(外电阻)关系的公式表示法及图线表示法.

【考点再现 设疑激思】

一、 电动势

1. 电源是通过非静电力做功把 的能转化成 的装置.

2. 电动势:非静电力搬运电荷所做的功跟搬运的电荷电量的比值,E= ,

单位:V .

3.电动势的物理含义:电动势表示电源 本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.

电动势与电压有什么区别?

(1、其它形式、电能 2、 Wq 3、将其它形式的转化为电能)

(电动势反映其它形式的能转化为电能的本领,电压形成电场,促使电流做功.)

二、闭合电路欧姆定律

1.定律内容:闭合电路的电流跟电源电动势成 , 跟内、外电路的电阻之和成 .

2.定律表达式为I=

3.适用条件

4.闭合电路欧姆定律的两种常用关系式:

(1)E=

(2)E=

你认为电源的内阻是恒定的还是不断变化?定律表达式怎样推导出来的?

电路中电流一定从高电势流向低电势,对吗?

(1、正比、反比;2、I=ER+r; 3.纯电阻电路;4.E=U内+U外、E=U外+Ir)

(电源内阻短时间可认为不变、定律从能量守恒推导、不对,内电路电流方向从低电势流向高电势)

三、路端电压U与外电阻R的关系

根据U= 知,当外电路电阻R增大时,电路的总电流I ,电源内电压U内 ,路端电压U外 .

(E-Ir 、减小、减小、增大)

四、U-I关系图

由U= 可知,路端电压随着电路中电流的增大而内电压 ;

1.当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为 .

2.当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为 .

3.图线的斜率的绝对值为电源的 .

注意点:纵轴起点是否为零.

电源的U-I关系图与电阻的U-I关系图有什么不同?

(E-Ir、减小 1.E 2.I短 3.r)

(电源的U-I关系图反映路端电压与电流关系、电阻的U-I关系图反映电阻两端电压与通过它的电流关系)

五、电源的功率

1.电源的总功率P总= .

2.电源的输出功率P出=.

(1.EI 2.UI)

考点说明: 闭合电路欧姆定律是二级要求,常在选择题中出现动态电路分析,实验中常考查U-I图线的有关知识点.

复习考点还须引导学生多阅读教材,多思考,多归纳总结,多联系实际.

【典型例题剖析 学会归纳总结】

题型1闭合电路欧姆定律的动态分析

例1 如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,R1=5 Ω,R2=12 Ω,R3的最大阻值为6 Ω.

(1)求:流过电流表的最小电流?

(2)若R3的阻值减小,其它元件均不变,判断电路中电压表、电流表的示数如何变化?

答案:(1)0.8A;(2)V1、V2减小A增大

方法点拨:支路-干路-支路

学生的疑点:1.总电阻的变化不清;

2.内电压变化忘了分析;

3.路、支路,电压、电流变换搞昏了头.

【当堂巩固1】

如图所示,电源电动势E=8 V,内阻不为零,电灯A标有“10 V,10 W”字样,电灯B标有“8 V 20 W”字样,滑动变阻器的总电阻为6 Ω.闭合开关S,当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化) ( A )

A.电流表的示数一直增大,电压表的示数一直减小

B.电流表的示数一直减小,电压表的示数一直增大

C.电流表的示数先增大后减小,电压表的示数先减小后增大

D.电流表的示数先减小后增大,电压表的示数先增大后减小

探究:P移动电路总电阻怎样变化?

题型2探究含电容电路的判断与计算

例2 如图所示,E=10 V,r=1 Ω,R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω, C=100 F,当S断开时,电容器中带电粒子恰好处于静止状态.求:

(1)S闭合后,带电粒子加速度的大小和方向.

(2)S闭合后流过R3的总电荷量.

答案:(1)10 m/s2向上;(2)400 C

方法点拨 电容器两极电压与R2两端电压关系?R3在电路中有什么作用?

学生疑点:1.电容两端电压变化没搞清;

2.与电容串联的电阻作用不明;

3.电路结构认识不清.

【当堂巩固2】

如图电路中,当滑动变阻器的触头P向上滑动时,则 ( D )

A.电源的总功率变小

B.电容器贮存的电荷量变大

C.灯L1变暗

D.灯L2变亮

题型3 探究 U-I图象的应用

例3 如图所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象,直线B是电阻R的两端电压与通过其电流I的关系图象,用该电源与电阻R组成闭合电路,则电源的总功率为 W,电源的输出功率为 W电源的效率为

.

答案:6 W 4 W 23

探究:图线的交点有什么物理意义?(工作点)

【当堂巩固3】

如图所示,为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这条曲线探究下列问题(不计电流表的内阻).

(1) 若把一个这样的电灯串联,接到电动势为6 V,内阻为10 Ω的电源上,如图甲所示求流过灯泡的电流和灯泡的电阻?

(2) 若将两个这样的电灯并联后接在这个电源上,如图乙所示,则通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻?

方法点拨:写出U=E-Ir其中I为通过电源的电流,并作图找交点.

答案:(1)0.35 A 7.1Ω (2)0.24 A 17.5Ω(提示写出U=E-2Ir其中2I为通过电源的电流,并作图找交点)

学生难点:

1.图像特别是曲线,不会找具体信息;

2.对电阻与电源的U-I图象的区别不清楚;

欧姆定律比值问题范文第4篇

例1如图1所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片在某两点间滑动时,电压表的示数在7.2V~10V范围内变化,电流表的示数在0.2A~0.48A范围内变化,求电源电压U和定值电阻R1的值。

分析电路在两种状态下,电流表、电压表示数的对应关系不能搞错。当电流小时,R1两端电压小,R2两端电压大,此时R2阻值也大。因此,当电压表示数是10V时,电流表示数是0.2A。

一、解题方法比较

大多数同学习惯从整体上用欧姆定律公式解题,即将三个基本量合用于一个式子。

(一)列方程组法

在此题目中,无法找到“同一状态”下,与所求量U或R1在同一段电路中对应的另两个量的具本数值,由此想到用列方程组的方法解之。

建立方程组就是利用一定的关系,在不同状态下将所求量与对应的已知量组织在一起。下面是几种列方程组的方法。

1.表示电路中不变的量。

不管滑片如何滑动,引起怎样的变化,在电路中总存在着不变的量(往往就是所求的量),可用变化的量表示这些不变的量。

(1)电阻器R1的阻值不变

(2)电源电压U不变

②U=0.2R1+10U=0.48R1+7.2

2.利用电路中不变的关系。

不变的关系就是电路三个基本物理量间的关系,根据电路的特点和方程中应包括所求量的要求,建立方程组有以下三种方法。

(1)电阻关系。

在串联电路中电阻的关系是:R=R1+R2,为了简化方程组,可先计算出变阻器在两种状态下的阻值(用电压表和电流表对应的示数计算,分别是50Ω和15Ω)。

(2)电流关系。

在串联电路中电流处相等,即I=I1=I2。但在本题中只需用与所求量有关的部分,即I=I1。R2的阻值可先求出。

(3)电压关系。

在串联电路中电压的关系是:U=U1+U2,建立的方程组与方程组②相同。

3.表示已知量。

用所求量表示已知量的数值,可将它们组织在一起,从而建立方程组。

(1)表示电流

(2)表示电压

⑥7.2=U-0.48R110=U-0.2R1

由上可知,列方程组的方法很多,列出的方程组形式各异,但每个方程组都可通过数学变形而相通。但解方程组②和⑥要简单一些,因其与另外几个方程组相比,可省去去分母的麻烦。

(二)比例法。

克服思维定势的影响,若将欧姆定律分而用之,即分别利用其中的两个比例关系,反而能更好地体现定律的实质,使解题过程更简洁。

1.电压相同时,电流与电阻成反比。

利用这一反比例关系,一定要注意其前提条件是“电压相同”。分析题意知,电路中只有电源电压(即总电压)不变,因而电流应与总电阻成反比。可先用对应电压、电流值求出R2的阻值。

2.电阻相同时,电流与电压成正比。

同样,利用这一正比例关系,也要注意其前提条件:电阻相同。由题意知,电路中只有定值电阻R1的阻值不变,因而可用“R1中电流与R1两端电压成正比”例方程。

(三)比差法。

在比例法的基础上,能不能再次“由分到合”是很多同学思考的问题。能否由欧姆定律整体使用而求解呢?

仔细推敲欧姆定律内容:当电阻不变时,电流与电压成正比。当电压发生变化时,电流发生相同比例的变化。即电压的差值与电流差值的比值(导体的电阻)是不变的,以下面推导佐证之。

因此,可以用比差法――电压差值和电流差值的比,求出定值电阻,继而求出其他相关量。实际的电路问题,基本上是通过改变开关的状态,或滑动变阻器滑片的位置来改变电阻,从而改变某部分电路的电压和电流,故此方法适用性较强。

本题中电路仅分成两部分,一部分电压增大值就是另一部分电压的减少值,即ΔU1=ΔU2。

纵观三类方法的解题过程,一般来说,比差法较为简洁,为首选方法,其次是比例法,再次是列方程组法。

但它们的理解难度则依次降低,运用比差法则还需经过简单的推导。但我们应不惜“多费一些功夫”,努力理解和使用简单方法,因为我们都懂得“磨刀不误砍柴功”的道理。

二、巧用条件,善用“比”的形式解题

运用“比”的方法解题,可省去很多解方程组的繁琐步骤,提高解题速度。只要巧妙利用问题中的条件,大多数这类问题中构造“比”式是比较容易的。

例2如图2所示,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P滑至a端时,电流表的示数是0.6A,当滑片P滑至b端时,电压表的示数是6V,R2的最大阻值是30Ω,求电源电压U和定值电阻R1的值。

分析只要着意从“比”式入手,便可知晓题中条件的应用方法。

1.比例法。

需先计算出滑片P滑至b端时的电流值:

以下可用两种比例关系解题:

2.比差法。

需计算出通过定值电阻R1的电流变化值及两端电压变化值。

ΔI=I-I′=0.6A-0.2A=0.4A。

ΔU=U-(U-U2)=U2=6V。

善于用“比”的形式解题,但不是说每一个问题都一定要用这个方法,因为我们需要通过一定的过程来构造“比”式。若能根据一定关系,直接利用已知条件,列出简单的方程组(如例1中②和⑥方程组),也不失为好方法。

欧姆定律比值问题范文第5篇

1 教材中两点值得商榷的地方

在过去的教学过程中,按照教材提供的素材和呈现知识的顺序进行施教.在实际教学中,学生就会出现以下的现象:(1)容易混淆电功和电热这两个物理概念.因为教材中,就是从电功公式推导出焦耳定律.很容易让学生认为求电热就用电功来计算,再遇到非纯电阻电路不能清晰的区分开,要费力抹掉前面的那些“深刻印象”,重新认识问题,这样的反复往往使学生感到比掌握新知识还要困难.(2)闭合电路欧姆定律各公式的适用范围含糊不清.根据教材的设计,从纯电阻电路推导出了公式I=ER+r或E=IR+Ir,再把公式推导成E=U外+U内.这种从特殊到一般的推导顺序违背了学生的认知规律,学生不能理解E=U外+U内适用于一切电路.

2 适当调整教材中概念和规律的设计

在施教恒定电流的过程中,以电动势、电功两个概念和焦耳定律为基础,贯彻能量转化与守恒定律思想的讲授顺序,学生反映知识的系统是清晰的,掌握起来比较方便.

这样的教学设计一方面从理论分析的角度使学生对概念和规律有了更深刻的理解;另一方面使学生体会到,许多概念和规律都靠逻辑关系联系着,物理学是一个自洽的体系.

2.1 电动势概念的建立

从非静电力做功的角度引入电动势的概念,教学设计上要有层次,努力使学生经历一个理性的、逻辑的科学思维过程,并将其思维上的台阶搭建合理.

设计的几个台阶:①电源能维持电荷逆势而上,一定存在着“非静电力”;②非静电力一定要克服静电力做功,静电力做负功,所以电能在增加.从能量转化的角度看,电源是把其他形式能转化为电能的装置,非静电力做功的物理意义就是量度了产生多少电能.③把相同的正电荷从负极经电源内部移到正极,非静电力在不同的电源中做功不一样,即不同的电源非静电力做功的本领是不同的,引入电动势来表达电源的这种特性.

可以看出,以这样方法引入电动势,的确要比直接给出一个名词费些时间,但这是值得,因为这里体现了物理学的基本思想之一,通过做功研究能量变化的思想,用比值定义物理量的思想.不仅如此,这样的学习还有助于建立闭合电路中电荷运动的图景.

2.2 焦耳定律的教学

教材中,根据功和能的关系,从电能的转化引入电功的概念,然后根据静电力做功知识和电流与电荷量的关系得到了电功的公式W=UIt.此处要强调电功的物理意义,功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,即电功量度了电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键.

焦耳定律的教学,我们要归还焦耳定律的本来面貌,以物理学史的方式进行教学,更科学更合理.学生知道焦耳定律是一条实验规律,电流的热效应Q=I2Rt,反映了电流流经电阻就产生Q=I2Rt电热.通过电动机电路,讨论消耗的电能与产生电热的关系,这样学生对电功和电热的关系就一目了然.

2.3 闭合电路欧姆定律的教学

教材的基本思路:电源所产生的电能即非静电力做功等于内外电路产生的电热.即

EIt=I2Rt+I2rt,

可推导出

E=IR+Ir

I=ER+r,

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