發(fā)布時(shí)間：2023-07-23 09:24:19
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的歐姆定律的原理樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
在準(zhǔn)確把握歐姆定律的基礎(chǔ)上，初中電學(xué)的重要任務(wù)是會(huì)應(yīng)用歐姆定律初步解決一些實(shí)際問(wèn)題：一、提供一種測(cè)量電阻的方法，會(huì)用電流表、電壓表測(cè)電阻（即伏安法測(cè)電阻），深化對(duì)電阻的理解；二、會(huì)利用歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)的方法，得出串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的等效電阻和計(jì)算公式，并能解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題；三、通過(guò)測(cè)量電阻的其他方法，培養(yǎng)電學(xué)的基本解題思維和方法.
應(yīng)用導(dǎo)航一、 “伏安法”測(cè)電阻
1. 實(shí)驗(yàn)原理：
根據(jù)歐姆定律公式R=U/I，分別用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓和用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流，就可以算出電阻的阻值.
2. 電路圖：如圖1
3. 注意點(diǎn)：
（1） 滑動(dòng)變阻器在電路中可以改變通過(guò)電阻的電流（即改變電阻的工作狀態(tài)）；
（2） 該實(shí)驗(yàn)中，電流表的示數(shù)不僅包括待測(cè)電阻中的電流，也包括通過(guò)電壓表的微小電流，這是產(chǎn)生誤差的主要原因；
（3） 當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體因發(fā)熱而使電阻變大，長(zhǎng)時(shí)間通電時(shí)，前后測(cè)得的電阻值偏差較大，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，在每次讀出電壓表和電流表的示數(shù)后都要及時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；
（4） 測(cè)量定值電阻的阻值時(shí)，可以用多次測(cè)量求平均值的方法求電阻，而測(cè)量小燈泡的電阻時(shí)由于燈泡的電阻值與溫度的變化有關(guān)，所以不能用求平均值的方法測(cè)量.
應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)
例1 在測(cè)定電阻阻值的實(shí)驗(yàn)中：
（1） 小明根據(jù)圖2所示的電路圖，將圖3中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路.同小組的小亮在檢查時(shí)認(rèn)為，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)看，實(shí)驗(yàn)電路上有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)了，建議小明改接.
① 請(qǐng)你在接錯(cuò)的那根線上打“×”；
② 另畫一根導(dǎo)線，使電路連接正確；
③ 如果不改接這根導(dǎo)線，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是：？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖 ？搖？搖.
（2） 小明將電路改接正確后，合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片到某位置時(shí)，電壓表和電流表的指示如圖4所示，則電壓表的讀數(shù)是？搖 V，電流表的讀數(shù)是 ？搖 ？搖？搖A，被測(cè)電阻Rx的阻值是？搖 ？搖？搖？搖 Ω.（3） 小明和小亮為他倆在全班首先獲得測(cè)量結(jié)果而高興，準(zhǔn)備整理實(shí)驗(yàn)器材結(jié)束實(shí)驗(yàn).你認(rèn)為他們的實(shí)驗(yàn)真的結(jié)束了嗎？給他們提出什么建議呢？
① 寫出你的建議： ；② 建議的目的是： .
應(yīng)用解讀
（1） 歐姆定律中的電流、電壓、電阻是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的，電流表“+”到A接線柱為錯(cuò)誤，打“×”，改為電流表“+”到C接線柱，否則測(cè)量的是Rx與滑動(dòng)變阻器兩端的總電壓。
（2） 電壓表讀數(shù)1.8V，電流表讀數(shù)0.24A，由R=U/I計(jì)算電阻值為7.5Ω。
（3）本題只測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，所以建議：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，再測(cè)兩組數(shù)據(jù)；目的是多次測(cè)量取平均值，以減小誤差.
第1節(jié) 對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用
重點(diǎn)考點(diǎn)
歐姆定律是通過(guò)“探究導(dǎo)體的電流跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.應(yīng)注意以下考點(diǎn)：（1）公式（）說(shuō)明導(dǎo)體中的電流大小與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻兩個(gè)因素有關(guān)，其中I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一電路和同一時(shí)刻.（2）變形式（）說(shuō)明電阻R的大小可以由（）計(jì)算得出，但與U、I無(wú)關(guān).因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由自身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定.由此提醒我們，物理公式中各量都有自身的物理含義，不能單獨(dú)從數(shù)學(xué)角度理解.（3）串聯(lián)電路具有分壓作用，并聯(lián)電路具有分流作用.
中考常見(jiàn)題型
中考一般會(huì)從兩方面考查歐姆定律的應(yīng)用，一是對(duì)歐姆定律及變形公式的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算，一般不加生活背景，以純知識(shí)性的題目出現(xiàn)在填空題或選擇題中：二是應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的串并聯(lián)的相關(guān)計(jì)算.
例1 （2014.南京）如圖1所示，電源電壓恒定，R1=20Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，電流表示數(shù)是0.3 A；若再閉合開(kāi)關(guān)S1，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.2 A.則電源電壓為_(kāi)___V，R2的阻值為_(kāi)___ Ω.
思路分析：閉合s，斷開(kāi)S1時(shí)，電路為只有R1的簡(jiǎn)單電路，可知電源電壓U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V；若再閉合S1時(shí)，兩電阻并聯(lián)，則U2=U=6 V，因?yàn)镽1支路兩端的電壓沒(méi)有變化，所以通過(guò)該支路的電流仍為0.3 A，電流表示數(shù)的變化量即為通過(guò)R2支路的電流，則I2=（）.
答案：6 30
小結(jié)：本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是能判斷出閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)電流表示數(shù)的變化即為通過(guò)R2支路的電流.每年的中招都有一個(gè)2分的這樣的純計(jì)算題目，以考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握程度.
例2（2013.鄂州）如圖2甲所示的電路，電源電壓保持不變.閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖象如圖、2乙所示.根據(jù)圖象的信息可知____.（填“α”或“b”）足電壓表V2示數(shù)變化的圖象，電源電壓為_(kāi)___V，電阻R1____的阻值為_(kāi)___ Ω.
思路分析：國(guó)先分析電路的連接情況和電表的作用：電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表V1測(cè)的是R1兩端的電壓，電壓表V2測(cè)的是滑動(dòng)變阻器（左側(cè)）兩端的電壓.因?yàn)镽1是定值電阻，通過(guò)它的電流與電壓成正比，所以它對(duì)應(yīng)的圖象應(yīng)是α，那么圖象b應(yīng)是電壓表V2的變化圖象，觀察圖象可知：當(dāng)電流都是0.3 A（找出任一個(gè)電流相等的點(diǎn)，兩圖線對(duì)應(yīng)的電壓之和就是電源電壓）時(shí)，U1=U2=3 V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系可知，電源電壓為6V，由于R1是定值電阻，所以在圖象α上任找一點(diǎn)，代入歐姆定律可知（）
答案：b 6 10
小結(jié)：歐姆定律提示了電流、電壓、電阻三者之間的數(shù)量關(guān)系和比例關(guān)系，三個(gè)比例關(guān)系分別為：（1）電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，即（）（2）電流一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓和它的電阻成正比，即（）.該規(guī)律又可描述為：串聯(lián)分壓，電壓的分配和電阻成正比，即電阻大的分壓多.（3）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體的電阻成反比，即（），該規(guī)律又可描述為：并聯(lián)分流，電流的分配和電阻成反比，即電阻大的分流小.圖象可以很直觀地呈現(xiàn)這種關(guān)系，學(xué)會(huì)從圖象中找出特殊點(diǎn)足解決歐姆定律問(wèn)題的一大技巧，
第2節(jié) 動(dòng)態(tài)電路中物理量的變化
重點(diǎn)考點(diǎn)
由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)或開(kāi)關(guān)所處狀態(tài)的不同，使電路中電流和電壓發(fā)生改變，這樣的電路稱之為動(dòng)態(tài)電路.這類題目涉及電路的分析、電表位置的確定、歐姆定律的計(jì)算、串并聯(lián)電路中電流和電壓分配的規(guī)律等眾多知識(shí)，因此同學(xué)們?cè)诜治鲞^(guò)程中容易顧此失彼，下面我們通過(guò)例題梳理一下解決這類問(wèn)題的一般思路，
中考常見(jiàn)題型
題日常聯(lián)系生活實(shí)際，以尾氣監(jiān)控、超重監(jiān)控、溫度監(jiān)控、風(fēng)速監(jiān)控、身高測(cè)量等為背景，考查該部分知識(shí)的掌握情況，存中考題中常以選擇題的方式呈現(xiàn)，注意：如果題目中沒(méi)有特別說(shuō)明，可認(rèn)為電源電壓和定值電阻的阻值是不變的.
例3（2014.濟(jì)寧）小夢(mèng)為濟(jì)寧市2014年5月份的體育測(cè)試設(shè)計(jì)了一個(gè)電子身高測(cè)量?jī)x.圖3所示的四個(gè)電路中，Ro是定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，電源電壓不變，滑片會(huì)隨身高上下平移.能夠?qū)崿F(xiàn)身高越高，電壓表或電流表示數(shù)越大的電路是（）.
思路分析：圖A中兩個(gè)電阻R。和R串聯(lián)，電流表測(cè)量的是整個(gè)電路中的電流，當(dāng)身高越高時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值越大，電路中的電流越小，電流表的示數(shù)越小，圖B中身高越高時(shí)，滑動(dòng)變阻器連人電路中的阻值越大，電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律知道，R越大電壓表的示數(shù)越大，符合題意.圖B與圖C中滑動(dòng)變阻器的接法不同，圖C中身高越高，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值越小，同理知道電壓表的示數(shù)越小.圖D是并聯(lián)電路，電流表測(cè)的是支路電流，根據(jù)并聯(lián)電路各支路互不影響的特點(diǎn)知道，不論人的身高如何變化，電流表的示數(shù)都不會(huì)發(fā)生變化，選B.
小結(jié)：分析這類問(wèn)題依據(jù)的物理知識(shí)是：（1）無(wú)論串并聯(lián)電路，部分電阻增大，總電阻隨之增大，而電源電壓不變，總電流與總電阻成反比.（2）分配關(guān)系：串聯(lián)分壓（電阻大的分壓多），并聯(lián)分流（電阻大的分流少）.（3）在并聯(lián)電路中，各支路上的用電器互不影響，滑動(dòng)變阻器只影響所在支路電流的變化，從而引起干路電流的變化.解決這類問(wèn)題的一般思維程序是：（1）識(shí)別電路的連接方式并確定電表位置.（2）判斷部分電阻的變化.（3）判斷總電阻及總電流的變化.（4）根據(jù)串并聯(lián)電路的分壓或分流特點(diǎn)進(jìn)行局部判斷.
例4如圖4所示電路，電源電壓不變，開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài).當(dāng)開(kāi)關(guān)S.由閉合到斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)將____.電壓表示數(shù)將 ________ .（均填“變大”“不變”或“變小”）
思路分析：當(dāng)開(kāi)關(guān)S.閉合時(shí)，電燈L被短路，電路如圖5所示，電壓表測(cè)的是電阻R兩端的電壓（同時(shí)也是電源電壓），電流表測(cè)的是通過(guò)電阻R的電流.當(dāng)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)時(shí)，電燈L和電阻R串聯(lián)，電路如圖6所示，此時(shí)電壓表測(cè)電阻R兩端的電壓，它是總電壓的一部分，所以電壓表的示數(shù)變?。浑娏鞅頊y(cè)的是總電流，但跟S，閉合相比，這個(gè)電路的總電阻變大，總電壓不變，故電流表的示數(shù)變小.
答案：變小 變小
小結(jié)：本題引起電表示數(shù)變化的原因是開(kāi)關(guān)處于不同狀態(tài)，解決本題的突破口是弄清楚當(dāng)開(kāi)關(guān)處于不同狀態(tài)時(shí)，電路的連接情況和電表的位置.
第3節(jié) 歐姆定律的探究及電阻的測(cè)量
重點(diǎn)考點(diǎn)
電學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的考查比較常規(guī)，有以下幾方面：（1）選取器材及連接電路：根據(jù)題目要求，分析或計(jì)算出電表的量程和滑動(dòng)變阻器的規(guī)格，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器要“一上一下”接入，且滑片要放在阻值最大的位置.電表的量程和正負(fù)接線柱要正確.（2）滑動(dòng)變阻器的作用：保護(hù)電路，改變電路中的電流或用電器兩端的電壓，實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量.（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.怎樣分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論是近年來(lái)考試的側(cè)重點(diǎn)，要注意結(jié)論成立的條件和物理量的順序.（4）多次測(cè)量的目的有兩個(gè)，如定值電阻的阻值不變，多次測(cè)量是為了求平均值減小誤差：燈絲電阻是變化的，多次測(cè)量是為了觀察在不同電壓下，電阻隨溫度變化的規(guī)律.難點(diǎn)是單表測(cè)電阻和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的探究與設(shè)計(jì).
中考常見(jiàn)題型 中考常以“探究電流與電壓或電阻的關(guān)系”“測(cè)小燈泡的電阻”和“測(cè)定值電阻的阻值”這三類題型，以實(shí)驗(yàn)探究的方式考查同學(xué)們的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在常規(guī)的考查基礎(chǔ)上，近幾年又融人器材的選取、電路故障的處理、單表測(cè)電阻及如何分析數(shù)據(jù)才能得出結(jié)論等探究?jī)?nèi)容的考查.
例5用“伏安法”測(cè)電阻，小華實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路如圖7所示.
（1）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)前滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的________（填“左”或“右”）端.
（2）測(cè)量時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.4V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖7乙所示，則，_____A，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得R2=____Ω.小華在電路中使用滑動(dòng)變阻器的目的除了保護(hù)電路外，還有____.
（3）如果身邊只有一只電流表或電壓表，利用一已知阻值為Ro的定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電源等器材也可以測(cè)出未知電阻Rx請(qǐng)仿照表1中示例，設(shè)計(jì)出測(cè)量Rx阻值的其他方法.
思路分析：閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)調(diào)到最大.由于測(cè)量的是定值電阻的阻值，所以，應(yīng)該多次測(cè)量求平均值減小誤差，這正是使用滑動(dòng)變阻器的另一個(gè)目的.測(cè)電阻的原理是R=（），即用電壓表測(cè)出未知電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)未知電阻的電流，就能計(jì)算出未知電阻的阻值.當(dāng)只有電流表時(shí)，我們應(yīng)設(shè)法“借到”電壓，怎樣讓未知電阻兩端的電壓和已知電阻兩端的電壓相等呢？只有組成并聯(lián)電路，示例也證實(shí)了這一點(diǎn).同樣道理，當(dāng)只有電壓表時(shí)，我們可以組成串聯(lián)電路，這樣可以借助通過(guò)已知電阻的電流來(lái)計(jì)算未知電阻，
目前一些學(xué)生家長(zhǎng)及學(xué)校老師認(rèn)為要培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)生，主要靠的是個(gè)別輔導(dǎo)及課外小組的研究活動(dòng)，與課堂教學(xué)并無(wú)多大關(guān)系。我認(rèn)為這種觀點(diǎn)是片面的。實(shí)際上一切的研究活動(dòng)都是以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)的，所以對(duì)于課堂教學(xué)教師一定要盡心盡力做到最好。比如學(xué)生學(xué)習(xí)物理的時(shí)候，首先接觸到的就是物理定律，所以我們一定要首先搞好物理定律的教學(xué)。物理定律是我們以后做題、實(shí)驗(yàn)、推理的主要依據(jù)。教學(xué)物理定律，不能只是簡(jiǎn)單地依靠課本，課本上的知識(shí)往往比較注重結(jié)果，每一個(gè)物理定律的成立都有著一個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程。我們應(yīng)該多講解一些這個(gè)定律成立的路程，以及成立的依據(jù)，這樣學(xué)生們會(huì)覺(jué)得這一個(gè)物理定律是活生生的，掌握和應(yīng)用起來(lái)都會(huì)更加得心應(yīng)手。學(xué)生掌握了這一物理定律就可以自如運(yùn)用，能夠在實(shí)驗(yàn)與試題中應(yīng)用以后，我們就要引導(dǎo)學(xué)生思索這一物理定律之所以成功的原因。它之所以能夠確立起來(lái)，其中一定有著恰當(dāng)?shù)乃季S和推理方式，還有比較合理科學(xué)的探究方式，這種探究精神的學(xué)習(xí)才是最為重要的，才是物理學(xué)科教研活動(dòng)中最重要的東西。這可以說(shuō)是物理教學(xué)甚至是一切的學(xué)習(xí)活動(dòng)中最根本的東西。
比如學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)當(dāng)中最著名的歐姆定律這一物理定律時(shí)，預(yù)習(xí)以后會(huì)覺(jué)得歐姆定律非常簡(jiǎn)單，僅僅認(rèn)為就是研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系而已，沒(méi)有什么困難，不就是運(yùn)用一定的實(shí)驗(yàn)器材，電壓表電流表可變電阻器、電源、導(dǎo)線若干、連接一個(gè)恰當(dāng)?shù)碾娐肪涂梢粤藛幔慨?dāng)然以一個(gè)現(xiàn)代的學(xué)生看一切都在情理之中，沒(méi)有非議?？墒俏医o他們的講解是，在歐姆那個(gè)時(shí)代，不但沒(méi)有電流表、電壓表之類的儀器，而且連電壓、電流、電阻的定義和單位都沒(méi)有，歐姆在當(dāng)時(shí)面臨的困難是我們無(wú)法想象的。他到底是通過(guò)什么樣的方式，經(jīng)過(guò)什么樣的思索獲得這一物理定律的呢？這個(gè)時(shí)候?qū)W生的興趣就被調(diào)動(dòng)起來(lái)了。在學(xué)習(xí)歐姆定律誕生的過(guò)程時(shí)，我通過(guò)電腦多媒體教室等先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施，大量搜集演示各種可能的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在最后階段我根據(jù)歐姆的實(shí)驗(yàn)方式，簡(jiǎn)單介紹了可以用圖線探究新規(guī)律的方式。其實(shí)物理定律的教學(xué)與學(xué)習(xí)并不是我們想象的那么簡(jiǎn)單的，如果記住物理定律只是學(xué)會(huì)了皮毛而已，能夠運(yùn)用也只不過(guò)是為了取得高分，我們一定要讓學(xué)生們學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)探究，這種學(xué)習(xí)精神是物理學(xué)習(xí)中最為寶貴的，有了這種探究精神就可以不斷探索大自然的奧秘。
我聽(tīng)過(guò)這樣一個(gè)笑話：有一位老師在參觀一所美國(guó)的學(xué)校以后對(duì)校長(zhǎng)說(shuō)：能否給我們一套你們的教材，以便我進(jìn)一步了解美國(guó)課程的情況。當(dāng)時(shí)校長(zhǎng)很為難，沒(méi)有馬上回答。那位老師覺(jué)得這校長(zhǎng)挺小氣的，幾本教材還舍不得?？墒沁^(guò)了兩個(gè)星期，那校長(zhǎng)突然打來(lái)電話說(shuō)：“教材給你搞到了，馬上送去。”結(jié)果來(lái)的是一個(gè)貨運(yùn)卡車，一共10大箱教材――從出版社直接運(yùn)來(lái)的。里面不僅有學(xué)生和教師用書(shū)，還有光盤和圖片等。這時(shí)，這位老師才知道為什么那位校長(zhǎng)當(dāng)時(shí)沒(méi)有馬上答應(yīng)。原來(lái)對(duì)于美國(guó)教師而言，一套教材意味著所有的教學(xué)用書(shū)和教學(xué)輔助資料。這是價(jià)值上千美元的財(cái)產(chǎn)，沒(méi)準(zhǔn)兒經(jīng)過(guò)學(xué)區(qū)董事會(huì)決議才能定。由此可以看出，我國(guó)的教育和美國(guó)的教育確實(shí)有很大區(qū)別，單單從觀念上來(lái)說(shuō)也是有很大不同的。我們?cè)趥湔n的過(guò)程中，一定要把眼光放寬一些，深挖教學(xué)資源的潛力，運(yùn)用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源、參考補(bǔ)充。不能僅僅依靠一本教科書(shū)和教材，否則太狹隘、太片面。要想讓學(xué)生學(xué)好，我們一定要多參考多學(xué)習(xí)，一定要讓學(xué)生學(xué)好物理，學(xué)會(huì)探究性學(xué)習(xí)。
[關(guān)鍵詞] 直流電動(dòng)機(jī) 電壓 電流 功率
直流電動(dòng)機(jī)的電壓、電流與功率問(wèn)題，一直是高中物理“電功與電功率”這節(jié)內(nèi)容教學(xué)中的難點(diǎn)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)電路屬于非純電阻電路，歐姆定律并不適用，而學(xué)生往往沒(méi)真真理解歐姆定律的使用條件，常常也用歐姆定律來(lái)解直流電動(dòng)機(jī)的電壓、電流與功率問(wèn)題，導(dǎo)致這類題目錯(cuò)誤率很高。接下來(lái)筆者結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)談?wù)剬?duì)這部分內(nèi)容的教學(xué)體會(huì)。
一、直流電動(dòng)機(jī)的電壓與電流
直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的，其線圈的等效電路如圖1所示（即可等效為一個(gè)定值電阻
與一個(gè)無(wú)阻值的理想線圈串聯(lián)而成）。當(dāng)給電動(dòng)機(jī)通上電，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈導(dǎo)線切割磁感線，這樣在線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的電流方向相反，故稱為反電動(dòng)勢(shì)ε。電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的越快，說(shuō)明線圈的導(dǎo)線切割磁感線越快，所以反電動(dòng)勢(shì)ε就越大。又因?yàn)榫€圈本身具有直流電阻（等效為圖1中的定值電阻R），因此加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓應(yīng)分為兩部分：其一用來(lái)平衡反電動(dòng)勢(shì)ε；其二為線圈直流電阻上損失的電壓U΄。
即有：U = ε + U΄；①
由于直流電動(dòng)機(jī)的電流Ι（即電動(dòng)機(jī)的工作電流）就是流過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈電阻的電流。
所以有：U΄ = ΙR；②
有①、②兩式可得：
直流電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U =ε +ΙR；③
因此直流電動(dòng)機(jī)的電流Ι=（Uε）/ R；④
由此可見(jiàn)部分電路歐姆定律Ι=U / R對(duì)電動(dòng)機(jī)是不適用的。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)接通電源后，啟動(dòng)的開(kāi)始階段電樞的轉(zhuǎn)速較小，產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)很小，所以啟動(dòng)電流很大，最大可達(dá)額定電流的15―20倍。這一電流會(huì)使電網(wǎng)受到擾動(dòng)，機(jī)組受到機(jī)械沖擊，換向器產(chǎn)生火花。
為了限制啟動(dòng)電流，常在電樞回路內(nèi)串入專門設(shè)計(jì)的可變電阻，其接線原理見(jiàn)圖2。在啟動(dòng)過(guò)程中隨著轉(zhuǎn)速的不斷增大，應(yīng)及時(shí)逐級(jí)將各分段電阻短接，使啟動(dòng)電流限制在某一允許值以內(nèi)，這一啟動(dòng)方式稱為串聯(lián)電阻啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式非常簡(jiǎn)單，設(shè)備輕便，廣泛應(yīng)用于各種中小型直流電動(dòng)機(jī)中。但由于啟動(dòng)過(guò)程中能量消耗較大，不適用于經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和中、大型直流電動(dòng)機(jī)中。
二、直流電動(dòng)機(jī)的功率
如果用Ι去乘③式中的各項(xiàng)就可以得到：
UΙ=εΙ +Ι2R；⑤
在物理課堂中巧妙使用生活化策略指的是授課教師在物理課堂中將現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)典物理案例引入課堂教學(xué)中。經(jīng)過(guò)思考，學(xué)生可以將課堂所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用于解決生活中的問(wèn)題，使物理學(xué)課堂充滿勃勃生機(jī)。
一、學(xué)以致用，用以促學(xué)提能力
高中生學(xué)習(xí)物理學(xué)的目的不只是為了取得高分順利通過(guò)高考，更是為了讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)的實(shí)用性。物理學(xué)本來(lái)就是來(lái)源于實(shí)踐的學(xué)科，是對(duì)生活現(xiàn)象中物理原理的總結(jié)和概括。然而，學(xué)生在高中時(shí)期學(xué)習(xí)的物理學(xué)知識(shí)確實(shí)非常抽象和枯燥，因此，授課教師在物理課堂中巧妙應(yīng)用生活化策略，將抽象的物理學(xué)定律和原理結(jié)合著生活中的具體問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)和分析。
例如，老師在講授必修一第三章《摩擦力》這部分內(nèi)容時(shí)，可以將實(shí)際生活中可能用遇到的實(shí)際問(wèn)題放在學(xué)生面前，使學(xué)生在對(duì)題目進(jìn)行正確解答的過(guò)程中，將各種能力進(jìn)行全面的提升。粗糙的地面上，放著一個(gè)重50千克的箱子，兩人逐漸加大力氣對(duì)箱子進(jìn)行推移。為什么兩工人會(huì)有這樣的體會(huì)：兩人在逐漸加大力氣推箱子的過(guò)程中，箱子會(huì)被突然推動(dòng)，然后使用相對(duì)較小的力就可以保持箱子的勻速運(yùn)動(dòng)，試分析這種現(xiàn)象的原因？在勻速運(yùn)動(dòng)中兩工人在水平方向上的推力為力250N，該粗糙地面的摩擦系數(shù)是多少？（g=10N/kg）
解答這個(gè)問(wèn)題需要對(duì)《摩擦力》這章的知識(shí)框架了解的非常清楚。兩工人在初始推箱子時(shí)，箱子受到的力小，箱子未動(dòng)，此時(shí)水平方向上箱子受兩個(gè)力，人推箱子的力F和箱子受到的靜摩擦力f。且兩力的關(guān)系為等大反向。靜摩擦力的特點(diǎn)是與受力方向相反，人往東推箱子，雖然箱子未動(dòng)，摩擦力f始終與人的作用力方向相反。在物理學(xué)中有一種力叫作最大靜摩擦力，這個(gè)力的大小在理論上大于滑動(dòng)摩擦力。這也就解釋了工人在推箱子的過(guò)程中，為什么在推動(dòng)箱子的一瞬間會(huì)突然出現(xiàn) “輕松感”。一旦箱子開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，那么受力情況就與之前大不相同了。箱子一旦開(kāi)始了勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上二力平衡，合外力就為零，此時(shí)仍然有F推=f滑?；瑒?dòng)摩擦力的計(jì)算與靜摩擦力不太一樣，滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)方向上的受力大小有關(guān)系，且只與受力大小有關(guān)。而滑動(dòng)摩擦力則不然，與物體接觸面的粗糙程度即μ和與運(yùn)動(dòng)方向垂直面上受到的力有關(guān)系。因此，該題的第二問(wèn)的解答為F=Mg×μ。解答250N=50kg×10N/kg×μ，解得μ=0.5。綜合解答，第一問(wèn)物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的性質(zhì)由靜摩擦力突然轉(zhuǎn)變成滑動(dòng)摩擦力，而通過(guò)書(shū)本知識(shí)的學(xué)習(xí)可知最大靜摩擦要大于滑動(dòng)摩擦力，由此可解答出問(wèn)題一。對(duì)于第二問(wèn)的解答更需要將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型，一個(gè)物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力的類型為滑動(dòng)摩擦力。根據(jù)f滑=N×μ此處的N=Mg，故可解之。
這個(gè)問(wèn)題放在課堂上讓學(xué)生解答十分巧妙地應(yīng)用了生活策略，想必學(xué)生在日常生活中也會(huì)有類似的體驗(yàn)，將這些問(wèn)題引入到課堂教學(xué)中，必然能促進(jìn)學(xué)生在物理學(xué)知識(shí)中努力尋求解決問(wèn)題的方案。
二、激發(fā)潛能，自主探究勤動(dòng)腦
授課教師將生活化策略巧妙應(yīng)用于物理課堂，能促使學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)進(jìn)行自主化探求，能改變學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)中被動(dòng)局面。學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)僅僅停留在課本知識(shí)層面。學(xué)生僅僅把物理學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)成是完成學(xué)業(yè)任務(wù)的一部分，做不到對(duì)物理知識(shí)的深入探究，更不會(huì)自主地動(dòng)腦去將物理學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際生活中去。
例如，在學(xué)習(xí)物理學(xué)選修2-1第一章，第四節(jié)的《閉合電路歐姆定律》一節(jié)時(shí)，老師應(yīng)該將閉合電路歐姆定律與初中所學(xué)的歐姆定律的區(qū)別和聯(lián)系進(jìn)行細(xì)致化講解，兩者最主要的區(qū)別點(diǎn)在于：初中所學(xué)的歐姆定律將導(dǎo)線的電阻不予以考慮，電流表的電阻忽略不計(jì)；而閉合電路歐姆定律在對(duì)電路進(jìn)行分析時(shí)，并不能忽略導(dǎo)線的電阻，這是二者的本質(zhì)區(qū)別。老師可以向?qū)W生提出與生活息息相關(guān)的問(wèn)題，例如：我們生活的周圍被電線包圍著，“高壓線”這個(gè)名詞可謂是家喻戶曉，那么請(qǐng)問(wèn)電能在輸送過(guò)程中為何要使用“高電壓”進(jìn)行輸送呢？這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得非常巧妙，既不屬于偏難類問(wèn)題，真真切切的存在于現(xiàn)實(shí)生活中，又屬于課本中歐姆定律這章的重點(diǎn)，與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系極為緊密。解答該問(wèn)題要用到閉合電路歐姆定律，電能在遠(yuǎn)距離傳輸過(guò)程中，由于導(dǎo)線的距離非常長(zhǎng)，有時(shí)甚至達(dá)到成百上千公里，此時(shí)的導(dǎo)線的電阻r就不得不引起我們的重視了。根據(jù)公式P=I2×r，而導(dǎo)線的電阻r又與長(zhǎng)度成正比，因此在導(dǎo)線上損耗的電能就非常大。然而我們要輸送的電線長(zhǎng)度是不能變化的，根據(jù)公式只能降低電流I。根據(jù)公式P=U×I，功率一定的情況下，U越大，I就越小，由此可得為何要進(jìn)行高壓輸電。
授課教師將生活化策略應(yīng)用于物理學(xué)可以將生活中的物理現(xiàn)象在授課過(guò)程中講述給學(xué)生，通過(guò)學(xué)生對(duì)知識(shí)的轉(zhuǎn)化，激發(fā)學(xué)生的潛能，進(jìn)而使學(xué)生養(yǎng)成勤動(dòng)腦的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。
三、深化思考，查漏補(bǔ)缺彌不足。
老師在課程講述中應(yīng)用生活化策略的另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是可以引起學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入思考，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的全面掌握，幫助學(xué)生以最短的時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以彌補(bǔ)不足。
例如，在學(xué)習(xí)選修2-1第三章《電磁感應(yīng)》時(shí)，老師可以提出該章節(jié)中讓眾多學(xué)生困惑的問(wèn)題：閉合線圈切割磁感線可以產(chǎn)生電流，這是發(fā)電機(jī)的原理；通電線圈在磁場(chǎng)中會(huì)運(yùn)動(dòng)，這是電動(dòng)機(jī)的原理?？刹豢梢杂秒妱?dòng)機(jī)的線圈來(lái)發(fā)電，再將發(fā)出的電用來(lái)帶動(dòng)電機(jī)，這樣豈不是永遠(yuǎn)可以循壞利用嗎？答案是否定的，這種觀點(diǎn)忽視了能量的損耗，違背能量守恒定律。顯然，老師的點(diǎn)撥和提問(wèn)，能幫助學(xué)生找出弱項(xiàng)，從而進(jìn)行深入思考。
關(guān)鍵詞：課程改革；物理規(guī)律；規(guī)律教學(xué)
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)5(S)-0032-3
物理規(guī)律教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中占有重要地位，其教學(xué)成效直接影響到物理教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。提高物理規(guī)律教學(xué)效果的前提是了解物理規(guī)律內(nèi)涵、本質(zhì)和特征，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)設(shè)計(jì)科學(xué)的教學(xué)策略。
1 物理規(guī)律的內(nèi)涵
“規(guī)律就是相互聯(lián)系著的事物、現(xiàn)象、分子、元素(因素、要素)或方面的本質(zhì)之間的關(guān)系”。相應(yīng)的，物理規(guī)律就是物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的內(nèi)在、必然的聯(lián)系。
1.1 物理規(guī)律的類型
經(jīng)過(guò)2000多年的建設(shè)，物理大廈恢宏龐大，其組成規(guī)律自然紛繁復(fù)雜。為了認(rèn)識(shí)物理規(guī)律本身，我們有必要對(duì)物理規(guī)律進(jìn)行必要的分類。從物理規(guī)律獲得途徑的角度來(lái)看，物理規(guī)律可分為實(shí)驗(yàn)規(guī)律和理論規(guī)律；從物理規(guī)律知識(shí)形式的角度來(lái)看，物理規(guī)律可分為定律、定理、原理等類型；從過(guò)程中不同質(zhì)的運(yùn)動(dòng)角度來(lái)看，物理規(guī)律可分為力學(xué)規(guī)律、熱學(xué)規(guī)律、電磁規(guī)律、光學(xué)規(guī)律等；從“定性―定量”維度來(lái)看，物理規(guī)律可分為定性規(guī)律、定量規(guī)律。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)規(guī)律與理論規(guī)律
從物理規(guī)律建立基礎(chǔ)和過(guò)程的不同，可以將物理規(guī)律劃分為實(shí)驗(yàn)規(guī)律和理論規(guī)律兩種。實(shí)驗(yàn)規(guī)律是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析歸納總結(jié)出來(lái)的，中學(xué)物理中的絕大多數(shù)規(guī)律都屬于實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如電磁感應(yīng)定律、歐姆定律等即為實(shí)驗(yàn)規(guī)律。理論規(guī)律是由已知的物理規(guī)律經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)，得出的新物理規(guī)律。動(dòng)能定理、萬(wàn)有引力定律等即為理論規(guī)律。我們以萬(wàn)有引力定律為例來(lái)說(shuō)明一下理論規(guī)律的建立過(guò)程。牛頓在伽利略的自由落體運(yùn)動(dòng)定律、牛頓自己的第三定律、開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)第三定律等前人工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)用他超凡的數(shù)學(xué)才能，通過(guò)理論計(jì)算建立了萬(wàn)有引力定律。
1.1.2 定律、定理與原理
從物理規(guī)律知識(shí)形式的角度來(lái)看，可以將物理規(guī)律劃分為物理定律、定理與原理三種類型。通過(guò)大量具體事實(shí)(包括實(shí)驗(yàn)和觀察)歸納而成的結(jié)論稱為物理定律，如牛頓第二定律、電磁感應(yīng)定律、光的折射和反射定律等。通過(guò)一定的論據(jù)，經(jīng)過(guò)邏輯推理而證明為真實(shí)的結(jié)論稱為物理定理，如動(dòng)量定理、動(dòng)能定理等屬于物理定理類。對(duì)大家公認(rèn)的具有普遍性，而且可以作為其它規(guī)律基礎(chǔ)的物理規(guī)律一般稱為物理原理，如我們中學(xué)階段比較熟悉的功能原理、疊加原理等即屬于物理原理類。
1.1.3 定性規(guī)律與定量規(guī)律
從“定性―定量”維度來(lái)看，可以將物理規(guī)律劃分為定性與定量?jī)煞N類型。定性規(guī)律揭示的是各物理量間必然聯(lián)系的存在和發(fā)展趨勢(shì)；定量規(guī)律揭示的是必然聯(lián)系中量的相互制約。例如牛頓第一定律就定性的描述了一切物體在不受外力作用或所受合外力為零的情況下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，不反映外力與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)之間的量化關(guān)系，屬于定性規(guī)律。而定量規(guī)律則不同，如歐姆定律，除文字描述外，我們還可以用公式I=U/R來(lái)揭示各物理量之間的相互制約關(guān)系。
不同的物理規(guī)律分類之間并不是完全對(duì)立的，比如歐姆定律即屬于物理定律，又是實(shí)驗(yàn)規(guī)律，同時(shí)也屬于定量規(guī)律。
1.2 物理規(guī)律的特點(diǎn)
1.2.1 物理規(guī)律的實(shí)踐性
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。中學(xué)物理的眾多規(guī)律都是在實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，在教學(xué)中應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決生活實(shí)際問(wèn)題，在使用中進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)物理規(guī)律及其物理意義的理解，這對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)的提升，顯得尤為重要!
1.2.2 物理規(guī)律的聯(lián)系性
物理規(guī)律都存在一定的聯(lián)系，包括物理規(guī)律內(nèi)在的概念、現(xiàn)象之間的聯(lián)系；規(guī)律與規(guī)律之間的關(guān)系。
以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為例，牛頓第一定律是說(shuō)物體不受外力時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律公式F=ma揭示了物體的慣性質(zhì)量、所受到的合外力與由此而產(chǎn)生的加速度之間的關(guān)系，是闡述物體受力時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)，二者是從不同的角度回答了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。第一定律是第二定律的基礎(chǔ)，沒(méi)有第一定律，就不會(huì)有第二定律。雖然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能取消第一定律。
1.2.3 物理規(guī)律的對(duì)應(yīng)性
物理規(guī)律中的各物理量都針對(duì)于某一研究對(duì)象。如果是狀態(tài)量則對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻、某一位置、某一狀態(tài)。如果是過(guò)程量則對(duì)應(yīng)于某一段時(shí)間、某一個(gè)過(guò)程、某一空間等，這就是物理規(guī)律的對(duì)應(yīng)性。如，歐姆定律U=IR中各量均對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體、同一段電路在同一時(shí)刻的量值。
1.2.4 物理規(guī)律的因果性
因果性是物理規(guī)律的重要特點(diǎn)，任何物理規(guī)律都是在規(guī)律所表述的具體條件下才具有規(guī)律所闡述的結(jié)論。例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律是在研究宏觀低速運(yùn)動(dòng)物體的“前因”下，才有其結(jié)論的“正果”修成。
1.2.5 物理規(guī)律的發(fā)展性
物理規(guī)律是認(rèn)識(shí)的結(jié)果，是在一定的事實(shí)基礎(chǔ)上，歸納、推理得出的結(jié)論，具有歷史局限性，只能部分地反映客觀世界及其內(nèi)在聯(lián)系。規(guī)律會(huì)隨著人的認(rèn)識(shí)能力的提高和認(rèn)識(shí)的深入不斷發(fā)展。發(fā)展有時(shí)是溫和的――是對(duì)已有規(guī)律的修正、豐富；有時(shí)是激進(jìn)的――是對(duì)已有規(guī)律的否定、顛覆。換言之，物理規(guī)律不是絕對(duì)的真理，而是逐漸發(fā)展變化的，具有一定的相對(duì)性。如從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論、量子力學(xué)的發(fā)展變化過(guò)程。
2 物理規(guī)律教學(xué)的重要性
物理新課程改革強(qiáng)調(diào)改變過(guò)去過(guò)于注重知識(shí)傳授的一維目標(biāo)而向三維課程目標(biāo)邁進(jìn)。教學(xué)要以人為本，在學(xué)生獲得知識(shí)的過(guò)程中，同樣注重學(xué)生終身學(xué)習(xí)與發(fā)展所需的各種能力的培養(yǎng)。如何實(shí)現(xiàn)物理規(guī)律教學(xué)由傳統(tǒng)向新課程理念的轉(zhuǎn)變，應(yīng)進(jìn)一步明確物理規(guī)律教學(xué)在新課程實(shí)施過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用。
2.1 物理規(guī)律教學(xué)，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解
新課程改革倡導(dǎo)從三個(gè)維度對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的培養(yǎng)，知識(shí)的理解歷來(lái)是一個(gè)重要培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)理論，我們教學(xué)的目的，就是引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)一個(gè)理解物理知識(shí)的學(xué)科結(jié)構(gòu)，從而運(yùn)用知識(shí)解決具體問(wèn)題。在最終建構(gòu)的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)中，分散的各個(gè)點(diǎn)表示物理概念，聯(lián)接各點(diǎn)的線就代表了物理規(guī)律，通過(guò)點(diǎn)和線及其之間的相互聯(lián)系的講解，引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中建構(gòu)物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。
2.2 物理規(guī)律教學(xué)，有助于學(xué)生思維能力的發(fā)展
作為智力核心的思維能力的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的發(fā)展是至關(guān)重要的。物理規(guī)律教學(xué)既是物理知識(shí)教學(xué)的核心內(nèi)容，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生思維能力培養(yǎng)的重要途徑。
物理規(guī)律教學(xué)是在學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)(已有的對(duì)實(shí)驗(yàn)和事實(shí)認(rèn)識(shí))基礎(chǔ)上，教師指導(dǎo)學(xué)生探索物理規(guī)律的過(guò)程。根據(jù)規(guī)律建立的思維過(guò)程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)耐緩椒椒?，指?dǎo)學(xué)生對(duì)感性材料進(jìn)行思維加工，認(rèn)識(shí)到物理規(guī)律中某些物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，考慮到物理規(guī)律的近似性與局限性，從而概括出物理規(guī)律。作為近似反映物理對(duì)象、物理過(guò)程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的物理規(guī)律的建立，離不開(kāi)觀察、實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)推理，也離不開(kāi)物理思維，是諸多因素相結(jié)合的產(chǎn)物，學(xué)生在理解具有這些特點(diǎn)的物理規(guī)律的同時(shí)，其思維能力就會(huì)得到培養(yǎng)。
2.3 物理規(guī)律教學(xué)，有助于學(xué)生科學(xué)方法的掌握
物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程，其實(shí)也是科學(xué)方法教育的過(guò)程。我們知道物理規(guī)律的獲得，少不了一些科學(xué)方法的使用，在物理規(guī)律教學(xué)過(guò)程中，合理運(yùn)用一些研究方法并適時(shí)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行顯性教育，使學(xué)生不僅學(xué)到了物理規(guī)律，同時(shí)也學(xué)到了科學(xué)方法，培養(yǎng)了能力，可謂一舉多得。
例如，在牛頓第一定律的教學(xué)過(guò)程中，教師重點(diǎn)要向?qū)W生說(shuō)明的，除了牛頓第一定律的內(nèi)容外，就是講解這個(gè)規(guī)律獲得過(guò)程中所用到的一個(gè)重要的科學(xué)方法――理想實(shí)驗(yàn)法。在歐姆定律、牛頓第二定律等的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，可以重點(diǎn)要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在這一過(guò)程中，使學(xué)生明確研究3個(gè)變量的關(guān)系時(shí)，通常采用“控制變量”的方法。
2.4 物理規(guī)律教學(xué)，有助于學(xué)生科學(xué)探究能力的形成
提倡對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，是新課程改革的一大亮點(diǎn)，在新教材的編寫中貫穿了科學(xué)探究精神并安排了一些科學(xué)探究的內(nèi)容。由于物理規(guī)律的實(shí)踐性特點(diǎn)，便于在課堂教學(xué)中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，從而激發(fā)學(xué)生探究物理問(wèn)題的興趣，經(jīng)歷物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并能使學(xué)生更好地運(yùn)用物理規(guī)律去解釋生活中的物理現(xiàn)象、解決生活中遇到的物理問(wèn)題。
2.5 物理規(guī)律教學(xué)，有助于學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)
我們知道，情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)，是物理新課程改革所倡導(dǎo)的三維課程目標(biāo)中的一個(gè)維度。在物理規(guī)律的教學(xué)過(guò)程中，無(wú)時(shí)無(wú)刻不滲透著對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。我們?cè)谶M(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)創(chuàng)造良好的物理學(xué)習(xí)氛圍、對(duì)相關(guān)物理學(xué)史內(nèi)容的選擇性介紹、開(kāi)展科技創(chuàng)作活動(dòng)、采用科學(xué)探究的教學(xué)方式等等，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感、態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。
比如，在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)過(guò)程中，就可以適當(dāng)?shù)亟o學(xué)生講述一下它的發(fā)展歷史，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)使學(xué)生在了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等大科學(xué)家的觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上，使其不畏權(quán)威、理性求真的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神得到培養(yǎng)。而在進(jìn)行萬(wàn)有引力定律教學(xué)的時(shí)候，可以聯(lián)系神舟六號(hào)載人飛船的發(fā)射與回收過(guò)程進(jìn)行講解，把物理知識(shí)與科技發(fā)展、應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合，能使學(xué)生獲得一個(gè)更為寬廣的視野，有助于學(xué)生形成科學(xué)的價(jià)值觀。
3 物理規(guī)律教學(xué)的基本策略
當(dāng)明確了物理規(guī)律教學(xué)在新課程實(shí)施過(guò)程中所發(fā)揮的重要作用之后，為行之有效的進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)，我們提出以下基本策略。
3.1 活化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)：為學(xué)生提供主動(dòng)獲得規(guī)律的機(jī)會(huì)
在物理學(xué)的產(chǎn)生、建立和發(fā)展過(guò)程中，物理實(shí)驗(yàn)是歸納物理規(guī)律、產(chǎn)生物理假說(shuō)的實(shí)踐基礎(chǔ)，是驗(yàn)證理論預(yù)言和假說(shuō)的主要依據(jù)；在物理規(guī)律教學(xué)中，物理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生操作技能的主要途徑，是發(fā)展學(xué)生非智力因素的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)歷程，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中體悟物理規(guī)律所反映的各物理量之間的相互關(guān)系，有助于更新學(xué)生頭腦中的物理觀念、提高物理規(guī)律的教學(xué)質(zhì)量。
3.2 強(qiáng)化物理思想教學(xué)，使學(xué)生感受物理學(xué)的理性美
在進(jìn)行物理規(guī)律教學(xué)時(shí)，為了讓學(xué)生最有效地掌握好物理規(guī)律，達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的能力要求，應(yīng)該在規(guī)律教學(xué)的過(guò)程中滲透科學(xué)史、科學(xué)思想的教育，引起學(xué)生對(duì)物理思想在物理規(guī)律建立過(guò)程中所發(fā)揮作用的重視，使學(xué)生感受到物理學(xué)的理性美，同時(shí)給學(xué)生以更多的啟示。
教師在采用此策略教學(xué)時(shí)，應(yīng)明確兩點(diǎn)：一是滲透物理思想的教學(xué)策略主要是指向?qū)W生展示物理規(guī)律建立的思想史；二是科學(xué)史的歷史發(fā)展邏輯與課本上的知識(shí)邏輯并不相同，規(guī)律教學(xué)過(guò)程中要引導(dǎo)學(xué)生感悟到二者的異同，處理好二者之間的辨證關(guān)系，在了解真實(shí)歷史發(fā)展過(guò)程的同時(shí)明了知識(shí)邏輯的呈現(xiàn)脈絡(luò)。
3.3 重視規(guī)律應(yīng)用教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的作用
物理規(guī)律來(lái)源于生活實(shí)踐，反過(guò)來(lái)應(yīng)鍛煉學(xué)生將物理規(guī)律運(yùn)用于社會(huì)生活實(shí)際的能力。因此，在教學(xué)中應(yīng)重視引導(dǎo)學(xué)生利用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要地位，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而在使用中進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)物理規(guī)律及其物理意義的理解，這對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展、科學(xué)素養(yǎng)的提升，顯得尤為重要!
3.4 提升教師科學(xué)素養(yǎng)，為實(shí)施新課程背景下的物理規(guī)律教學(xué)奠定良好基礎(chǔ)
我們將其作為一項(xiàng)策略提出，重在強(qiáng)調(diào)教師對(duì)新課程理念與目標(biāo)的鉆研、對(duì)物理規(guī)律的理解、對(duì)物理規(guī)律教學(xué)的整體認(rèn)識(shí)與把握等。同時(shí)該策略也是關(guān)系到物理規(guī)律教學(xué)實(shí)施效果的重要因素，教師應(yīng)努力提升自己的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而才會(huì)有足夠的信心調(diào)控物理規(guī)律教學(xué)，為學(xué)生的全面發(fā)展創(chuàng)造最好的先決條件，從而取得最佳教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：復(fù)雜直流電路；計(jì)算方法；對(duì)口升學(xué)
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.196
首先我們要了解什么是復(fù)雜直流電路。復(fù)雜直流電路并不是指電路元件很多，線路很復(fù)雜，而是指不能用串、并聯(lián)分析方法化簡(jiǎn)為無(wú)分支的單回路的電路，即無(wú)法用閉合電路歐姆定律解題的電路，而能夠運(yùn)用這些方法計(jì)算的就是簡(jiǎn)單電路了。復(fù)雜直流電路的計(jì)算方法有很多，考試大綱中所要求掌握的有四種：支路電流法，疊加定理，戴維南定理，電壓源與電流源等效變換。復(fù)雜直流電路計(jì)算方法其實(shí)就是把復(fù)雜直流電路轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單直流電路來(lái)分析的方法，掌握了這些分析方法，就可以運(yùn)用簡(jiǎn)單電路的方法進(jìn)行計(jì)算了。所以，要學(xué)好復(fù)雜直流電路的計(jì)算，必須先熟練掌握簡(jiǎn)單直流電路的計(jì)算方法。以下我們逐一介紹各種復(fù)雜直流電路計(jì)算方法。
1 疊加定理
疊加原理是線性電路的重要基本原理，它說(shuō)明了線性電路中各個(gè)電源對(duì)電路的影響是獨(dú)立的。我們只需要將各個(gè)電源單獨(dú)作用的電路圖分別畫出來(lái)，并明確該電源對(duì)待求元件作用的電壓或者電流的方向，之后就是運(yùn)用串、并聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律進(jìn)行計(jì)算了，最后根據(jù)方向確定幾個(gè)單獨(dú)作用的電壓或電流疊加是相加還是相減。需要注意的是，疊加定理只適用于線性電路，只能用來(lái)計(jì)算電壓和電流，而不能計(jì)算功率?？梢詥l(fā)學(xué)生根據(jù)功率公式P=I2R或P=U2/RM行分析。
在實(shí)際運(yùn)用中，學(xué)生出現(xiàn)問(wèn)題的地方主要有以下這些：把電源置零的狀態(tài)記反了；將各個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)電壓或者電流的方向標(biāo)錯(cuò)了；不會(huì)計(jì)算并聯(lián)電路的分電流等?？梢葬槍?duì)這些問(wèn)題對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí)。
2 基爾霍夫定律
學(xué)習(xí)基爾霍夫定律首先要了解清楚支路，節(jié)點(diǎn)，回路，網(wǎng)孔這四個(gè)概念。支路電流法的解題步驟為：（1）任意設(shè)好各支路的參考電流方向和網(wǎng)孔的繞行方向；（2）列節(jié)點(diǎn)電流方程，方程數(shù)為節(jié)點(diǎn)數(shù)減一；（3）列回路電壓方程，方程數(shù)為支路數(shù)減節(jié)點(diǎn)電流方程數(shù)；（4）運(yùn)用消元法解方程組，解得的值為負(fù)，則表示之前所設(shè)的參考方向與電流的實(shí)際方向相反。支路電流法列式很容易，但若支路太多，解方程組時(shí)比較繁瑣。學(xué)生主要出問(wèn)題的地方就是方程組解不出，其次是在列回路電壓方程時(shí)電位的升降有時(shí)判斷不清。近些年湖南省對(duì)口升學(xué)高考沒(méi)有出支路電流法的解答題，但在選擇填空題中多次出現(xiàn)。
3 戴維南定理
戴維南定理可以說(shuō)是對(duì)口高考考得最多的一種方法，其常規(guī)題型可以分成以下三個(gè)步驟：（1）斷開(kāi)待求支路或元件，根據(jù)開(kāi)路電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)的原理，將開(kāi)路電壓等效為一個(gè)等效電壓源，可運(yùn)用電位或KVL進(jìn)行計(jì)算；（2）將電源置零（同疊加定理），得無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，求其等效電阻；（3）將有源二端網(wǎng)絡(luò)等效成一個(gè)實(shí)際電壓源，再把之前斷開(kāi)的待求支路或元件接回去，利用閉合電路歐姆定律計(jì)算。三個(gè)部分實(shí)際上就是三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，電位計(jì)算，電阻混聯(lián)計(jì)算和閉合電路歐姆定律，掌握這三點(diǎn)，做戴維南定理的常規(guī)題并不難。需要注意的事，有時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，斷開(kāi)待求支路或元件后，剩下的有源二端網(wǎng)絡(luò)依然是個(gè)復(fù)雜電路，則需要將其再次運(yùn)用復(fù)雜直流電路計(jì)算方法計(jì)算。
除了常規(guī)計(jì)算題，戴維南定理也有很多技巧題，大部分都是利用了閉合電路歐姆定律的特點(diǎn)。如湖南省對(duì)口高考2009到2012連續(xù)考的負(fù)載獲得最大功率的問(wèn)題，此時(shí)負(fù)載電阻等于二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻；如保持有源二端網(wǎng)絡(luò)不變，改變外電路狀態(tài)，解二元一次方程組等，都是把有源二端網(wǎng)絡(luò)直接看作實(shí)際電壓源來(lái)分析，在選擇填空題中多次出現(xiàn)。
學(xué)生主要出現(xiàn)的問(wèn)題的地方就是等效電壓源的計(jì)算，可通過(guò)電位計(jì)算的題型進(jìn)行訓(xùn)練，電位計(jì)算也是對(duì)口高考的?？碱}型。
4 電壓源與電流源等效變換
對(duì)于特定的一些題目，運(yùn)用電壓源與電流源等效變換的方法進(jìn)行計(jì)算非?？旖莘奖?。首先要明確兩點(diǎn)：（1）只有實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源才能夠相互轉(zhuǎn)換；（2）待求元件不參與轉(zhuǎn)換，這也是很多學(xué)生容易出錯(cuò)的地方，可以像戴維南定理那樣先把待求元件斷開(kāi)，轉(zhuǎn)換到只剩一個(gè)電源時(shí)再把待求元件接回去。具體方法是：（1）幾個(gè)實(shí)際電源串聯(lián)時(shí)，全部轉(zhuǎn)換成電壓源利用串聯(lián)分壓的原理合并；并聯(lián)時(shí)，全部轉(zhuǎn)換成電流源利用并聯(lián)分流的原理合并；（2）實(shí)際電源與電阻或理想電源串、并聯(lián)時(shí)，同樣根據(jù)串并聯(lián)特點(diǎn)講實(shí)際電源轉(zhuǎn)換后再與電阻或理想電源合并；（3）特別的，與理想電壓源并聯(lián)的元件和與理想電流源串聯(lián)的元件可以全部去掉（不含待求元件）。熟練掌握電源等效變換對(duì)快速解選擇填空題和驗(yàn)證計(jì)算題答案非常有幫助。
學(xué)生常犯的錯(cuò)誤除了前面所說(shuō)的將待求元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換外，還有電源轉(zhuǎn)換的方向分不清，這可以按電源上電流方向?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)從低到高的方向來(lái)記憶；分不清電阻的串、并聯(lián)等。
5 其他應(yīng)用
下面就本人在教學(xué)中遇到的問(wèn)題舉例分析.
一、動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題
例1圖1所示電路，電源電壓不變.在滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)變化范圍是0～5 V，電流表的示數(shù)相應(yīng)的變化范圍是1.0～1.5A，求：（1）R2的阻值；（2）電源電壓是多少伏？
解析第一問(wèn)，求R2的阻值.R2是滑動(dòng)變阻器，所以第一問(wèn)就是求滑動(dòng)變阻器的最大阻值，那應(yīng)該怎么辦呢？知道了滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再知道通過(guò)它的電流，就可以求出來(lái)了.可是已知條件并不沒(méi)有給出，“在滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)變化范圍是0～5 V，電流表的示數(shù)相應(yīng)的變化范圍是1.0 A～1.5 A”，那么電壓表什么情況下是0 V，什么情況下是5 V呢？接下來(lái)我們首先要弄清楚這個(gè)電路是什么連接方式，通過(guò)判斷，這是一個(gè)串聯(lián)電路（R1與R2串聯(lián)），電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)的是R2兩端的電壓.說(shuō)到這，仔細(xì)的同學(xué)可能有疑問(wèn)了，這個(gè)滑動(dòng)變阻器連了3個(gè)接線柱呀，反復(fù)看電路后發(fā)現(xiàn)黑色部分被局部短路（即滑片P右邊的電阻被短路了），這里考查局部短路的連接，因此更準(zhǔn)確的應(yīng)該說(shuō)電壓表測(cè)的是R2接入電路部分電阻的電壓U2.
既然是串聯(lián)電路，電路的總電阻就等于各個(gè)用電器電阻之和.當(dāng)滑片P滑至最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0，所以此時(shí)的電流是最大的，即I=1.5 A；當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為最大阻值，此時(shí)總電阻也增加了，電源電壓不變的情況下，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流是最小的，即I′=1.0 A，又根據(jù)分壓規(guī)律可知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為最大U2=5 V，接下來(lái)根據(jù)歐姆定律可得出
R2max=U2 I′=5 V1.0 A=5 Ω.
第二問(wèn)，求電源電壓U.根據(jù)上面的分析可知道，在滑片P滑至最左端時(shí)，電路中只有R1連入電路，所以電源電壓U=I?R1，因?yàn)镽1未知，所以無(wú)法求解；在滑片P滑至最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器是最大阻值，此時(shí)R總=R1+R2max，所以電源電壓U=I′R總= I′（R1+R2max），R1還是未知，還是沒(méi)法得出答案.所以只要求出R1就能得出.從上面的分類討論情況，我們可以知道I?R1= I′（R1++R2max），只有R1是未知，其他都是已知的，可以求出來(lái)R1=10 Ω，然后再代入任何一個(gè)求電源電壓的式子，就可以求出U=15 V.
二、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)
例2如圖2所示，電源電壓12 V，R2=20 Ω，當(dāng)S1、S2合上時(shí)，電流表示數(shù)為0.8 A，當(dāng)S1、S2斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為0.2 A，求R1和Rs的阻值分別是多少？
解析電路題目首先第一步要做的就是分析電路的連接方式，即是串聯(lián)還是并聯(lián).
第一問(wèn)求R1的阻值
當(dāng)S1、S2合上時(shí)，Rs被短路，此時(shí)R1和R2并聯(lián)，電流表測(cè)的是干路的電流，即I=0.8 A.
根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等.所以U=U1=U2=12 V，接著根據(jù)歐姆定律可得，通過(guò)R2的電流I2=U2R2=12 V20 Ω=0.6 A.
又根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，并聯(lián)電路干路中的電流等于各并聯(lián)支路中的電流之和，因此通過(guò)R1的電流
I1=I-I2=0.8 A-0.6 A=0.2 A.
最后根據(jù)歐姆定律的變形公式R=UI可得，
R1=U1I1=12 V0.2 A=60 Ω.
第二問(wèn)求Rs的阻值
當(dāng)S1、S2斷開(kāi)時(shí)，R2和Rs串聯(lián)連接，電流表測(cè)電路中的電流，即I′=0.2 A.因?yàn)橐驲s的阻值，這里已知條件給出了電源電壓U，還通過(guò)分類分析，知道此時(shí)的電流I′，根據(jù)歐姆定律的變形公式R=UI可得出串聯(lián)電路的總電阻
R總=U I′=12 V0.2 A=60 Ω.
從串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，我們知道
Rs=R總-R2=60 Ω-20 Ω=40 Ω.
三、物體的浮沉條件及應(yīng)用
例3把一個(gè)小球輕輕放入盛滿水的容器中，溢出100 g水，則小球質(zhì)量
A.一定等于100 gB.大于或等于100 g
C.小于或等于100 gD.一定大于100 g
解析很顯然這是一道考查阿基米德原理和物體浮沉條件的綜合應(yīng)用題，從“盛滿”、“溢出”關(guān)鍵詞可以判斷出溢出的水就是排開(kāi)的水，有阿基米德原理可知F浮=G排，但試題給出的提干中沒(méi)有說(shuō)明小球的沉浮情況.