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欧姆定律的本质集锦9篇

时间:2023-08-11 17:18:17

欧姆定律的本质

欧姆定律的本质范文1

摘 要:本文对人教版物理选修3-1教材中引入焦耳定律的方式提出了质疑,指出了其不利影响,同时提出了自己的方案并分析了这样引入的好处。

关键词:物理选修3-1;焦耳定律;欧姆定律;纯电阻电路

人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1课本对焦耳定律的引入过程如下:

电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时,电能全部转化为导体的内能,电流在这段电路中做的功W等于这段电路发出的热量Q,即

Q=W=UIt

由欧姆定律

U=IR

代入上式后可得热量Q的表达式

Q=I2Rt

即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比,这个关系最初是焦耳用实验直接得到的,我们把它叫做焦耳定律。

这里用公式推导的方式得出了焦耳定律的公式和内容,笔者认为不太恰当,理由如下:

第一,焦耳定律是焦耳通过大量实验总结出来的规律,科学实验是自然规律最直接的反映,科学理论正确与否必须接受实验的检验,正如课本上所说焦耳定律是焦耳用实验直接得到的,焦耳定律本身就是一个实验规律,这是焦耳通过大量实验总结得到并经过无数次实验验证了的实验结论,我们不应该淡化科学实验在焦耳定律建立过程中所起的巨大作用,公式推导的方式掩盖了焦耳定律的真实面目。

第二,这里Q=W应用了能量转化与守恒定律来推导焦耳定律,而实际情况是焦耳本人是在得出焦耳定律后,又进行了长期的、大量的、精确的科学实验,在大量实验事实面前焦耳提出了能量转化和守恒定律.并且电流通过导体时所做的电功和导体发出的电热相等是焦耳得出能量转化与守恒定律的重要实验基础.由此看来,用能量转化和守恒定律来推导焦耳定律是不符合科学发展的实际历程的。

第三,上述推导过程用到了欧姆定律,欧姆定律的表达式应该为[I=UR],不应该用U=IR,另外,欧姆定律是只能在纯电阻电路中才适用的规律,用欧姆定律来推导焦耳定律会使学生认为焦耳定律也只适用于纯电阻电路,对电动机等非纯电阻元件求电热不适用的错误认识.学生一旦建立这样的错误认识再来纠正是比较困难的.

基于以上考虑,笔者认为引入焦耳定律的过程可以做一些调整.建议设计“电流通过电学元件时产生的电热与谁有关?”的探究实验(或者介绍焦耳所做的实验).通过探究实验得出Q=I2Rt,即焦耳定律.然后结合能量转化与守恒定律在纯电阻电路中电流做功全部转化为电热W=Q,即UIt=I2Rt,可以得到[I=UR]。由此可见欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的具体反映和内在要求.

这样设计的好处是还原了人们认识自然规律的实际历程,体现出了科学实验在科学理论建立过程中的巨大作用,使人们认识到焦耳定律是一条实验规律,物理学科是一门实验科学,能真实反映自然规律.通过探究实验的设计我们可以引导学生像科W家那样设计实验方案,探究、总结得出规律,使学生在实验中体会科学实验对自然科学的重要意义,也能使学生获得科学研究的方法.

我们又利用焦耳定律和能量守恒定律反过来得出了欧姆定律,说明欧姆定律、焦耳定律虽说是在实验中得出的,同时它们也是物理理论大厦的有机组成部分,可以反映出焦耳定律在物理理论体系中的地位和物理理论的完备性,在理论层面上证明焦耳定律可以纳入已有的物理理论当中,使实验结论和理论框架得到完美融合.更重要的是我们能够得到欧姆定律的适用条件――纯电阻电路,如果不是纯电阻电路,电流做功没有全部转化为电热则不能得出W=Q即UIt=I2Rt,欧姆定律也就不适用.另外我们还能体会到能量转化与守恒定律在自然界中的普适性,欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的必然要求.

欧姆定律的本质范文2

关键词:物理定律;教学方法;多种多样

关键词:是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意:首先要明确、掌握有关物理概念,再通过实验归纳出结论,或在实验的基础上进行逻辑推理(如牛顿第一定律)。有些物理量的定义式与定律的表式相同,就必须加以区别(如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R=U/I),且要弄清相关的物理定律之间的关系,还要明确定律的适用条件和范围。

(1)牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法,回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识;培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确:牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态,不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义,引入了惯性的概念,是研究整个力学的出发点,不能把它当作第二定律的特例;惯性质量不是状态量,也不是过程量,更不是一种力。惯性是物体的属性,不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时,应使学生理解和使用常用的措词:“物体因惯性要保持原来的运动状态,所以……”。教师还应该明确,牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系,但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时,常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

(2)牛顿第二定律在第一定律的基础上,从物体在外力作用下,它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达:物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意:公式F=Kma中,比例系数K不是在任何情况下都等于1;a随F改变存在着瞬时关系;牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系,以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

(3)万有引力定律教学时应注意:①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程,卡文迪许测定万有引力恒量的实验,海王星、冥王星的发现等物理学史料,对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比(平方反比定律),减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式,只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上,也发现了它的局限性。

(4)机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来,因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理,在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化,就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量,用它来解决问题时,就可以不涉及状态变化的复杂过程(过程量被消去),使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件(只有系统内部的重力和弹力做功)。这个定律不适用的问题,可以利用动能定理或功能原理解决。

(5)动量守恒定律历史上,牛顿第二定律是以F=dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来,主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相,就目前中学的实验条件来说,多数难以做到。即使做得到,要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出,再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律,也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题,相互作用的物体的所有动量都在一条直线上,所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误,应该使他们明确,在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化,表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量,使问题大大地简化。若物体不发生相互作用,就没有守恒问题。在解决实际问题时,如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大,就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用,系统中有多少物体在相互作用,相互作用的形式如何,只要系统不受外力的作用(或某一方向上不受外力的作用),动量守恒定律都是适用的。

欧姆定律的本质范文3

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。

欧姆定律的本质范文4

关键词:初中物理 复习

九年级已经进入期末大复习阶段,为了能打胜这场中考战,进行有效的复习,是提升成绩的关键。我就九年级物理总复习谈一些看法和做法。

一、复习课的现状和困惑

有人说,“做中国的学生容易”,当然这话有一定的片面性,中国的学生自然有中国学生的辛苦和压力,但是“在课堂上的中国学生”大多是容易和轻松的,因为整堂课都是老师在喋喋不休的讲,学生只需打着瞌睡去听就好了。结果,老师的课是越讲越熟练,学生到学的不怎么样。我们经常遇到这种情况,只要一说上复习课,学生就唉声叹气,没有兴趣。只是不爱学习的差生有这样的反应吗?不是,而是一个普遍现象。相比,学生更喜欢上新课,新课至少有点新鲜感,而复习课,大部分学生都会有“学过了”的情绪,从而心生厌倦。我终于明白,做为老师每年都在讲,每年都在“复习”,怎么会不提高,怎么会不熟悉?但是,上课的目的是为了让我们“复习”吗?当然不是,那么,出路在何方?

二、让复习课生动起来

(一)明确复习目标,形成知识网络

既然是复习,学生对每一部分的知识还都是有一定的认识的。所以我们在明确复习目标时,学生并不会觉得空洞,而会帮着他们知识系统化,这也是新课与复习课的不同之处。我们不仅要有一个知识板块的目标,还要有每一节的目标。让学生做到心中有数。

下面,我说一个具体的案例:

案例:电学部分的复习目标

①电流、电压、电阻及电流表、电压表的使用。②串、并电路的特点及规律。③欧姆定律及应用④电压表、电流表示数变化问题和电路故障分析专题⑤测电阻(定值电阻、小灯泡灯丝电阻、及简单的单表测量)。⑥电功率。⑦家庭电路、安全用电。⑧电与磁。

(二)让学生成为课堂的主体

课堂是学生的课堂,学生是课堂的主体,而老师是课堂的主导。我们要腾出时间和空间,让学生去说、去做。说一个我的亲身经历。几年前,我教的三个班成绩一直不太好,我就很郁闷,有一次和一个老师谈及此事,我还愤愤不平,我说“我教的很好呀,我已经讲的相当到位了,怎么就学不会呢?”,那个老师说“这个我信,但是你更应该看学生学的是不是很多位”。这句话让我思考了很久,我们应该关注“教”,但是我们更应该关注“学”。

下面,我说一个具体的案例,主要谈如何让学生参与到课堂中:

案例:欧姆定律及应用课堂设计

本节课共分四部分:

①熟悉串、并电路的规律 ②理解欧姆定律③欧姆定律的应用④拓展延伸

设计思路:

1.串、并联电路规律:熟悉串、并联电路规律是利用欧姆定律解题的基础。需要再次强化。

具体操作:⑴和学生一起复习串、并联电路的规律。⑵学生完成针对性练习。⑶同桌交换对改。(要求:语言必须准确)⑷找学生说出自己的错误之处。

2.理解欧姆定律:欧姆定律就是要研究电流、电压、电阻这三个物理量的关系。通过两个实验完成研究: ⑴探究电流与电压的关系。⑵探究电流与电阻的关系。

具体操作:⑴和学生一起理解欧姆定律。⑵学生完成针对性习题。

(两个实验探究题:①探究电流与电阻的关系。②探究电流与电压的关系。)

3.欧姆定律的应用:通过练习欧姆定律在串并联电路中的经典题目,让学生能用刚复习过的知识解决物理问题。树立学生的自信心。

4.拓展延伸:让学生抢答两道与本节课密切相关但有一定难度的题目。对于最先完成题目的学生予以表扬或简单的奖励。

三、有条不紊地做好三轮复习

第一轮:夯实基础,梳理知识。

划分知识板块,突出知识的系统性,完成知识体系的建构。面向全体学生,重点是让基础差的学生有所收获,基础好的同学有所提高。

如何划分知识板块:

1.力、热、声、光、电、电与磁、信息与能源。

2.根据自己的理解和教研组的讨论细分知识板块。

例如:电学

①.电流、电压、电阻及电流表、电压表的使用。②.串、并电路的特点及规律。③.欧姆定律及应用④.电压表、电流表示数变化问题和电路故障分析专题。⑤.测电阻(定值电阻、小灯泡灯丝电阻、及简单的单表测量)⑥.电功率。⑦.家庭电路、安全用电。

第二轮:专题复习,提升能力

第二轮复习是第一轮复习的延伸和提高,侧重培养学生综合解题能力。该阶段要突出重点,突破难点。注意物理思想的形成和物理方法的掌握。 我们所进行的专题复习:实验探究专题、作图专题、电热综合专题、力热综合专题、开放性填空题解题分析等。实验探究专题包含:声光热实验专题、力和运动实验专题、压强浮力实验专题、机械和机械效率实验专题、电学实验专题。专题由备课组教师分工完成。

第三轮:关注热点、搜集信息,综合模拟,把脉中考

1.热点信息剖析

①“京广高铁”、“郑州地铁”②“辽宁号”、“蛟龙号”③“新交规” ④大气污染与节能减排“雾霾” “电动汽车”“爆竹、安全”⑤、神舟十号(年中发射)⑥嫦娥三号(年末登月)

2.我们会及时的从省教研室、市教研室以及兄弟学校了解中考信息及动向,再把信息和动向转化到考前模拟试卷中。一人出卷,两人把关审核,努力提高试卷质量,让模拟考试更加有意义。

欧姆定律的本质范文5

一、教材分析

《欧姆定律》一课,学生在初中阶段已经学过,高中必修本(下册)安排这节课的目的,主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识;体会物理学的基本研究方法(即通过实验来探索物理规律);学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法;再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法.这就决定了本节课的教学目的和教学要求.这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的,从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法.

本节课在全章中的作用和地位也是重要的,它一方面起到复习初中知识的作用,另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础.本节课分析实验数据的两种基本方法,也将在后续课程中多次应用.因此也可以说,本节课是后续课程的知识准备阶段.

通过本节课的学习,要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围;理解电阻的概念及定义方法;学会分析实验数据的两种基本方法;掌握欧姆定律并灵活运用.

本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析.这是本节课的核心,是本节课成败的关键,是实现教学目标的基础.

本节课的难点是电阻的定义及其物理意义.尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过,但学生由于缺乏较多的感性认识,对此还是比较生疏.从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量,还是存在着不小的思维台阶和思维难度.对于电阻的定义式和欧姆定律表达式,从数学角度看只不过略有变形,但它们却具有完全不同的物理意义.有些学生常将两种表达式相混,对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清,要注意提醒和纠正.

二、关于教法和学法

根据本节课有演示实验的特点,本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法.教师边演示、边提问,让学生边观察、边思考,最大限度地调动学生积极参与教学活动.在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,教师可给予恰当的思维点拨,必要时可进行大面积课堂提问,让学生充分发表意见.这样既有利于化解难点,也有利于充分发挥学生的主体作用,使课堂气氛更加活跃.

通过本节课的学习,要使学生领会物理学的研究方法,领会怎样提出研究课题,怎样进行实验设计,怎样合理选用实验器材,怎样进行实际操作,怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律.同时要让学生知道,物理规律必须经过实验的检验,不能任意外推,从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯.

三、对教学过程的构想

为了达成上述教学目标,充分发挥学生的主体作用,最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性,对一些主要教学环节,有以下构想:1.在引入新课提出课题后,启发学生思考:物理学的基本研究方法是什么(不一定让学生回答)?这样既对学生进行了方法论教育,也为过渡到演示实验起承上启下作用.2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答.这样使他们既巩固了实验知识,也调动他们尽早投入积极参与.3.在进行演示实验时可请两位同学上台协助,同时让其余同学注意观察,也可调动全体学生都来参与,积极进行观察和思考.4.在用列表对比法对实验数据进行分析后,提出下面的问题让学生思考回答:为了更直观地显示物理规律,还可以用什么方法对实验数据进行分析?目的是更加突出方法教育,使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识.到此应该达到本节课的第一次高潮,通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨.5.在得出电阻概念时,要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义.此时不要急于告诉学生结论,而应给予充分的时间,启发学生积极思考,并给予适当的思维点拨.此处节奏应放慢,可提请学生回答或展开讨论,让学生的主体作用得到充分发挥,使课堂气氛掀起第二次高潮,也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象.6.在得出实验结论的基础上,进一步总结出欧姆定律,这实际上是认识上的又一次升华.要注意阐述实验结论的普遍性,在此基础上可让学生先行总结,以锻炼学生的语言表达能力.教师重申时语气要加重,不能轻描淡写.要随即强调欧姆定律是实验定律,必有一定的适用范围,不能任意外推.7.为检验教学目标是否达成,可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习,达到巩固之目的.然后结合课本练习题,熟悉欧姆定律的应用,但占时不宜过长,以免冲淡前面主题.

四、授课过程中几点注意事项

1.注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍.

2.注意正确规范地进行演示操作,数据不能虚假拼凑.

3.注意演示实验的可视度.可预先制作电路板,演示时注意位置要加高.有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上,使全体学生都能清晰地看见.

4.定义电阻及总结欧姆定律时,要注意层次清楚,避免节奏混乱.可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出,而欧姆定律在归纳完实验结论后总结.这样学生就不易将二者混淆.

欧姆定律的本质范文6

关键词:初中物理;电流表电压表;实验观察

对于刚刚升入九年级的学生来说,九年级电学知识在近几年的中考中占有近40%的比例,只是2012年相应比例少点,八年级物理明显的不同点是:八年级物理各章相对独立些,特别是沪科版上册是声学、光学、物质的形态及其变化、物质的质量与密度,下册是力学知识:力与机械、运动与力、压强与浮力。所以某部分没学好,其他章节还能迎头赶上。我个人认为这是怕学生在学习的过程中枯燥乏味。而到九年级,开篇就是电学,大部分时间都在接触电学,电学的学习就像爬山一样,一开始如果就很累的话,那么越学到后面越吃力,到后来就根本爬不动,不可收拾,有的同学要补课还不知从何补起。所以,可以说,学好了电学就是学好了九年级物理。

一、注重学习效率,上课时专心听讲,是学好电学的主要途径。

课堂中的例题分析,考后试卷错题的讲解,只有真正听懂、理解了、消化了,课后是不需要死记硬背的。对于教师而言,学生实验自己做了,结论自己得出了,规律也会找了,但后面紧跟着的是大量的练习,来巩固对理论的理解。所以必须要有多种形式的教学手段来吸引学生上课认真听讲。有时连续几节课都是讲、练习题,必然会有些枯燥,这时教师除了运用多媒体手段教学,还可以进行学生编题比赛、学生纠错等多种教学手段,有时教师还可以故意设下陷进,让学生去犯错,然后让他们自己去“钻”出来,学生必定有一种释然的感觉。种种方式或手段目的都是为了调动同学们的积极性,让枯燥的习题课上得生动有趣。

另一方面,由于学生学得好坏有差异,学生的成绩也就有差别,所以整堂课的例题选择要顾及到绝大多数学生。

二、电学的学习,要注重学习方法的转变。

第一,重视电学实验的探究,不再是依赖老师的演示实验,而是同学们依靠自己与同伴的协作,连接电路图、测出实验数据、发现实验规律、得出实验结论。实验探究的学习方法,电学中有几个重要的定律,贯穿在整个电学中。同学们在认真完成课内规定实验的基础上,还可以自己设计实验,来判断自己设计的实验方案在实践中是否可行,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。例如,设计楼道口开关电路、医院为病号设计电路,或设计在缺少电流表或缺少电压表的条件下测量未知电阻的实验。这些都需要学生自己独立思考、探索,不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力,使自己对电学知识的理解更深刻,分析、解决问题更全面。

第二,电学要重视画图和识图的思维方法,刚学电学探究电路和探究欧姆定律离不开图形,复杂电路设计,都是主要依靠“图形语言”来表述的。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路;特别是班班通电子白板的应用,另外还必须根据现成的图形学会识图,要学会在复杂的图形中看出基本图形。例如,在计算有关电路的习题时,已给出的电路图往往很难分析出来是串联或是并联,如果能熟练地将所给出的电路图画成等效电路图,就会很容易地看出电路的连接特点,使有关问题迎刃而解。

三、学习电学要善于总结与归类。

在学习完欧姆定律后,有大量的习题,很多题目都有重复性,但很多同学就是不停地犯错。因为不善于总结、思考,所以成绩一直不理想。总结中不难发现,在整个电学知识体系中,欧姆定律是精髓,电流、电压、电阻、电功、电热以及电功率的计算,都要在对欧姆定律深刻的理解基础上才能解答得熟练而准确。所以,对一阶段的学习及时做一下总结,既是承上做一个复习又是启下的一个预习。

对于归类而言,其实把问题分一下类,就不难发现后面计算题的电路图与刚开始电路分析的电路图相差无几,只是多了条件,多了要求。而计算的熟练与否是来自于前面扎实的电路分析。比如开关类型的题目可以归为一类,刚开始学习时,主要是分析开关断开或闭合时,有哪些用电器工作并属于什么连接方式,或者要求用电器串联或并联,开关应如何动作,在分析电路时,短路现象的分析是难点;在学习了欧姆定律后,就出现了大量的计算题。有了前面会分析电路的基础,结合公式I=U/R以及两个变形公式,解题时注意短路现象和欧姆定律针对的是同一部分电路,经过一定量的练习,那么考试时计算题基本是得分题。故障分析的可以归为一类。只要做个有心人,把后面与前面所学的知识点互相联系起来,则整个电学就会逐渐在头脑中构成一个完整的知识网,任何题目隐藏的就是这张网中的一个或多个知识点的结合。

欧姆定律的本质范文7

在1826~1827年,德国物理学家欧姆用实验和理论确立了欧姆定律。

然而,在德国,只有费西内尔和斯威格尔等极少数科学家接受欧姆的发现,而绝大多数则反对欧姆的“歪理邪说”。例如,物理学家鲍尔就撰文煽动舆论,攻击欧姆的著作:“以虔诚眼光看待世界的人不要去读这本书,因为它纯粹是不可置信的欺骗,它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。”

但是,在“曾经沧海”和“除却巫山”15年之后的1841年,科学界终于承认了欧姆的成果――英国皇家学会授予欧姆皇家学会的最高科学奖科普利奖章,还吸收他为学会的外籍会员。

这“花开德意志,果结英格兰”的成果,使欧姆的祖国终于认识到了他的价值。1849年,慕尼黑大学终于聘请60岁高龄的欧姆为教授……

花发神州果结美洲――“女生”、“施泰纳”远涉重洋

“请我去讲学?讲组合数学?你们中国不是有陆家羲博士么?”1983年,中国某单位邀请两位世界组合数学专家――加拿大多伦多大学的门德尔松教授与滑铁卢大学的郝迪教授来中国讲学,并出席在大连举办的中国首届组合数学学术讨论会。对此,他俩睁大了眼睛,门德尔松还疑惑不解地这样用反问来回答。

他俩为什么会如此惊诧呢?

在1961~1979年间,包头九中物理教师陆家羲先后6次向国内有关研究机构和刊物寄出有关“柯克曼女生问题”的论文。但是,他得到的回答不是“无价值”或“改投其他刊物”,就是退稿或石沉大海没有回音!

“柯克曼女生问题”,是美国数学家柯克曼在1850年提出来的组合数学问题。和“女生”相关的,还有出生在瑞士的德国数学家施泰纳提出的“施泰纳系列问题”。它们都是100多年以来没有得到彻底解决的世界性数学难题。

到了1980年春,陆家羲又攻克了“施泰纳”,并立即把有关论文寄往北京。后来,按苏州大学朱烈教授的建议,他把论文投寄给《组合论》杂志。为杂志审查论文的世界组合学权威之一门德尔松高度评价说:“这是世界上十年来组合设计方面最重大的成果之一。”1983年3月,他的6篇论文在《组合论》杂志上正式发表。

陆家羲死后4年的1987年,国家科委把他的一个成果评为国家自然科学一等奖。

带着“远行”去远行――无线电“离家出走”

1896年初夏,一个容貌清秀的青年提着一个大箱子,登上了一艘从意大利开往英国的邮船。他踌躇满志而又恋恋不舍――毕竟,要离开自己的祖国,的确“别有一番滋味在心头”。

这个青年,就是意大利发明家马可尼。那么,他为什么要“从故乡到异乡”呢?

1894年的一天,马可尼的母亲目睹了儿子的发明――楼上的无线电试验装置使楼下的电铃响了起来。1895年夏,他把信号传送距离扩大到2.7千米……

初步成功和经费紧缺,促使马可尼向他的农场主父亲借钱,还写信向意大利邮电部求助,但都没有得到支持。于是,他只好“离家出走”去远行――大箱子里就是能让电波“远行”的无线电设备。

1896年12月12日,伦敦科技大厅座无虚席,英国邮电总局总工程师、英国电信界权威普利斯做完了无线电的科普讲演之后,把马可尼和他的无线电报装置介绍给了大家,并当场作了表演,从而使“整个大厅变得比游艺场还热闹”。也是在这一年,马可尼在英国取得了无线电发明的专利权。

1897年5月11日,马可尼和乔治・肯普首次完成了不用导线把信号传过英国的一个海湾的壮举……

就这样,在南欧开花的无线电,在英伦结了果。

苏格兰播种美利坚收获――青霉素穿越大西洋

1928年,出生在苏格兰的英国医学家弗莱明发现了青霉素。然而,“小扣柴扉久不开”――由于当时弗莱明和他的合作者无法解决产销问题,它被尘封了10年。

在“二战”隆隆的炮声中,牛津大学的弗洛里和他年轻的助手――德国化学家钱恩在图书馆里翻阅资料的时候,发现了当年弗莱明关于青霉素的论文。

1941年,英国分析化学家马丁和英国生物化学家赛恩其发明了分离复杂化学物质的纸层分析法。借助于这种方法,弗洛里和钱恩解决了青霉素的提纯问题。然而,在生产青霉素的方面,他俩却“雪拥蓝关马不前”了――许多英国药厂因德寇飞机时常空袭而拒绝投产,英国帝国化学工业公司只能生产出少量的青霉素。不知“云横秦岭家何在”的弗洛里和钱恩,只好带上青霉素样品穿越大西洋,到美国去寻找合作者。1944年,美国大量生产的青霉素在英美普通公民中广泛使用。青霉素的大量生产,拯救了千百万伤病员,成为第二次世界大战中与原子弹、雷达并列的三大发明之一。

就这样,由苏格兰人播种的青霉素,在美利坚得到丰收。

观念、环境和评价机制――“红杏出墙”的启迪

为什么科技史上会有这么多“墙内开花墙外红”的现象呢?它又给我们什么启迪呢?

第一个原因是观念的陈旧。

观念陈旧的表现之一,是科学方法观念的陈旧。

欧姆定律起初没有被德国科学家普遍承认,原因之一就是他们片面强调实验的重要性,忽略理论的概括作用,更忽略了伽利略开创的数学物理演绎法。例如,德国物理学家孟克就曾说:“我们更需要的是观察和实验,而不是计算和几何公式。”

科学方法观念的陈旧,还表现在推导欧姆定律的时候。欧姆采用了傅立叶在均匀热传导时金属导线与外界完全绝热的方法,而德国的一些实验物理学家们认为这根本不可能。但在事实上,这种方法正是伽利略和牛顿早已采用过的“理想实验”的基本物理方法之一。

由此可见,只有破除陈旧的科学方法,科学理论才有可能破土而出。

观念陈旧的表现之二,是“大人物”忽视“小人物”。

一些科学家认为,欧美第一流的科学家尚未解决的问题不会如此简单,作为“小小的中学教师”的欧姆不可能解决。

陆家羲的成果最早不是在国内得到承认,多少也有忽视“小人物”的因素。

观念陈旧的表现之三,是对科学研究和技术开发的轻视。

青霉素之花之所以在异地大量结果,还有一个重要原因:英国重视科学,相对轻视技术;而美国则两者并重。按人口平均计算,标志着科学水平三个自然学科(物理、化学和医学)诺贝尔奖得主的人数,英国至今仍居世界第一。然而,英国的经济发展速度,却只居西欧共同体的倒数第二――更不能和美国及其他发展快的国家比肩!在这种科技政策下,青霉素“异地结果”就不足为奇了。

第二个原因是环境影响科研成果。

许多英国药厂当年拒绝研究青霉素的规模化生产的重要原因是,“二战”时德寇的飞机时常空袭,而美国本土则没有这种空袭。陆家羲的论文之所以被多次忽略,原因之一也是因为他投寄论文时的社会环境是在“”时期。

由此可见,和谐、安定的社会环境,对科研(和其他活动),是多么重要。

第三个原因是评价机制。

欧姆和陆家羲的成果之所以没能在“本土”及时得到公认,与当时评价机制的失误有关。

奥地利生物学家孟德尔发现的生物遗传学规律,在死后16年的1900年,才在荷兰的德・弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的西森内格・契马克完成的“再发现”后得到公认,也与评价机制不健全有关。

欧姆定律的本质范文8

1 与牛顿运动定律相关的图象问题

1.1 图象用于规律探究

探究“加速度与力、质量的关系”,最后的数据处理和规律的得到就是借助于图象进行分析的,尤其是“加速度与质量的关系”,学生很难直接从数据上看出两者成反比关系,不过当作出如图1所示的a-m函数图象时,学生从经验出发很容易猜测其是双曲线,继而猜测是反比,是不是呢?再进一步变化坐标,作出如图2所示的a-1[]m图象,得到一条过原点的直线,归纳出结论:得到当合力一定时,加速度与质量成反比的结论.

1.2 提取图象信息解运动学问题

从图象中找出解题信息,把图象与物理图景相联系,应用牛顿运动定律及其相关知识解答.

1.3 借助于v-t图象切线斜率的变化比较加速度

x-t图象切线的斜率表示瞬时速度,同样可以推理得v-t图象切线的斜率能表示加速度a,切线斜率的变化可以反映加速度大小的改变.

例2 木块A、B质量相同,现用一轻弹簧将两者连接置于光滑的水平面上,开始时弹簧长度为原长,如图4所示,现给A施加一水平恒力F,弹簧第一次被压缩至最短的过程中,有一个时刻A、B速度相同,试分析此时A、B的加速度谁比较大?

解析 在弹簧压缩过程中,隔离A、B进行受力分析,对A有:F-kx=maA,弹簧形变量变大,A做加速度减小的加速运动;对B有:kx=maB,B做加速度增大的加速运动.接着定性画出A、B运动的v-t图象如图5所示,交点为C表示两者速度相同,直观地呈现该处B切线的斜率大于A的斜率,即aB>aA.[HJ1.5mm]

2 电路中的图象问题

2.1 U-I图象问题

导体的伏安特性曲线能直观的体现导体电流随所加电压的变化关系.线性元件对应的伏安特性曲线是斜直线,直线的斜率k=I/U,物理意义是电阻的倒数.对于非线性元件来说,伏安特性曲线是曲线,任意一点对应坐标的比值k=I/U,物理意义也是电阻的倒数.计算阻值时两者有很大的区别.但任意一点对应坐标的乘积P=UI的物理意义是元件的实际功率,这个结论对两种元件都适用.

电源的路端电压与干路电流的关系图象也是考查的重点.根据闭合电路欧姆定律的变形式:E=U+Ir,可得出路端电压与电流的关系式为:U=E-Ir.作出此图象可以得出是一个一次函数的图象.斜率物理意义k=-r,纵截距的物理意义b=E.

[TP9GW879.TIF,Y#]

例3 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图6所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是

A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大

B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1[]I2

C.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1[]I2-I1

D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

解析 坐标的比值等于电阻的倒数,所以A选项正确,B选项正确.因为是非线性元件,欧姆定律不再适用,所以不能用切线的斜率等于电阻,C选项错误.坐标的乘积代表实际功率D正确.

点评 本题即为伏安特性曲线的数形结合考查,根据R=U1[]I2,得出图象上点的坐标比值为电阻倒数,根据P=UI得出图象上点的坐标的乘积为实际功率.

2.2 闭合电路中的常见的功率的图象问题

闭合电路中经常遇到的三个功率:电源总功率P=EI,电源的输出功率P=EI-I2r,电源的内热功率:P=I2r.

例4 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上,[TP9GW880.TIF,Y#]如图7中的a、b、c所示,根据图线可知

A.反映Pr变化的图线是c

B.电源电动势为8 V

C.电源内阻为2 Ω

D.当电流为0.5 A时,外电路的 [LL]电阻为6 Ω

解析 a为P总-I关系图象,根据P=EI,可得E=4 V,b为P出-I关系图象根据P=EI-I2r,可得r=2 Ω;c为Pr-I关系图象.再根据闭合电路欧姆定律可得R=6 Ω,正确答案:A、C、D.

点评 根据图象和表达式的数形结合,待定系数法可以求出电源的电动势和内阻结合闭合电路欧姆定律求出外电阻的大小.

2.3 电源电动势和内阻测定的常见图象问题

测量电源电动势和内阻的常见方法有三种:U-I法,I-R法,U-R法,三种方法都是围绕闭合电路欧姆定律的表达式来的.在研究图象问题上却是有所不同,斜率和截距的物理意义大不一样,需要我们数形结合明确各自的含义.

欧姆定律的本质范文9

题目电器中常用到整流桥堆,经查资料可知其内部结构如图1所示.某课外活动小组的同学设计了如下实验来测量桥堆1、3两脚间的阻值.他们选用的器材有:

电源E(电动势约为12.0 V,具有一定的内阻)

电流表A(量程为0.6 A,内阻r1约0.5 Ω)

电压表V(量程为10 V,内阻r2约10 kΩ)

滑动变阻器R(最大阻值约为10 Ω、额定电流为2 A)

多用电表;单刀单掷开关及导线

(1)他们首先使用多用电表粗测桥堆1、3两脚间的阻值,请补充完成如下实验操作过程:

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+、-”插孔,选择电阻档“×10”.

②.

③把红、黑表笔分别与桥堆的脚1、脚3相接,多用电表的示数如图2所示.

④为了较好估测阻值,应换用(填“×1”或“×100”)的倍率重新进行测量.

(2)略.

教学之余,找来整流桥堆(二极管为1N4007型),正确使用多用电表测1、3两脚间电阻,“×1”档读数34 Ω;“×10”档读数260 Ω;“×100”档读数1700 Ω,发现倍率不同测值不同.倍率不同测值不同,何谈粗测、换挡调零再测,所以笔者认为本题设计有误,没考虑二极管的实际情况.那为什么会出现倍率不同电阻不同的现象呢?究其原因有两个方面:一与二极管的非线性有关;二与欧姆表的工作原理有关,下面就从这两个方面加以分析.

1二极管的伏安特性曲线

利用伏安法(分压外接),得到如表1的实验数据,描绘出二极管(1N4007型)的正向伏安特性曲线,即I-U图象如图3中的图线a.由图线得出,不同电压、电流条件下,二极管的电阻不同.

表1

序号123456

U/V00.100.300.500.600.70

I/mA0000832

序号789101112

U/V0.750.800.850.900.951.00

I/mA5290200350480620

2欧姆表的工作原理

2.1欧姆表的测量原理

欧姆表的测量原理是闭合电路欧姆定律,其内部结构如图4所示,其中G为灵敏电流表,满偏电流Ig,电阻Rg,电源电动势E,内阻r,调零电阻R0.当红、黑表笔间接电阻Rx时,通过电流表的电流

I=ERg+r+R0+Rx=ER中+Rx

(R中=Rg+r+R0),

每一个Rx对应一个电流I,在刻度盘上标出与I对应的Rx的值,这样即可读出待测电阻的阻值.

2.2欧姆表的换挡原理

上式变形得

Rx=EI-R中=IgR中I-R中=(IgI-1)R中,

可见,要改变倍率必须改变中值电阻.拆分测量时用的多用电表,如图5所示,对线路板的正反面进行观察和研究,确定了欧姆表各倍率的基本结构原理如表2所示,以×100、×10、×1为例(表头并联电阻改变中值电阻来实现换挡):

表2

选用测量时用的欧姆表,经与微安表串联测出表头的满偏电流为Ig=375 μA;用“半偏法”测出内电阻Rg=300 Ω(以上两种测量电路图略).