時(shí)間：2023-08-06 10:45:58
序論：在您撰寫歐姆定律的關(guān)系時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
例1.某同學(xué)在探究“電流跟電壓、電阻的關(guān)系”時(shí)，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的一個(gè)圖像.下列結(jié)論與圖像相符的是（）
A.電阻一定時(shí)，電流隨著電壓的增大而增大
B.電阻一定時(shí)，電壓隨著電流的增大而增大
C.電壓一定時(shí)，電流隨著電阻的增大而減小
D.電壓一定時(shí)，電阻隨著電流的增大而減小
分析：（1）圖像的橫坐標(biāo)表示電阻，縱坐標(biāo)表示電流，因此得到的是電流和電壓的關(guān)系；（2）圖像是個(gè)反比例函數(shù)圖像，因此說(shuō)明電流與電阻成反比，即電流隨電阻的增大而減小；（3）在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電壓不變.
綜上，由圖像可得出的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，電流隨電阻的增大而減小.
答案：C
例2.在如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為10歐.閉合電鍵S，電流表Al的示數(shù)為0.3安，電流表A的示數(shù)為0.5安，試求：
（1）通過(guò)電阻R2的電流是多少？
（2）電阻R2的阻值是多少？
分析：（1）分析電路圖可知，兩電阻并聯(lián)，電流表A1測(cè)流過(guò)R1的電流，電流表A2測(cè)總電流.則由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可求得流過(guò)R2的電流.
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A.
（2）對(duì)于R1，由歐姆定律可求得電路兩端的電壓.對(duì)于R2，由歐姆定律可求得R2的阻值.由歐姆定律得：U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V，因兩電阻并聯(lián)，故U2=U1，則R2=U2/I2=3V/0.2A=15Ω.
答案：（1）通過(guò)R2的電流是0.2A；
（2）電阻R2的阻值為15Ω.
例3.如圖所示為伏安法測(cè)量小燈泡電阻的電路圖.
（1）在電路圖甲中的“”內(nèi)填上電表符號(hào)；
（2）閉合開(kāi)關(guān)S，電流表示數(shù)如圖乙所示.向A端移動(dòng)滑片P，小燈泡的亮度會(huì)變_____；
分析：（1）根據(jù)電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)的連接方式，可以判斷空圈內(nèi)填什么電表.
（2）滑動(dòng)變阻器接左半段，滑片向A端移動(dòng)，左半段變短，電阻變小，總電阻變小，電路電流變大，燈泡變亮.
答案：（1）
（2）亮
【小試牛刀】
在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”的過(guò)程中，兩小組同學(xué)提出了以下猜想：
小組1猜想：電流可能跟電壓成正比；小組2猜想：電流可能跟電阻成反比.
（ 1）小組1的做法是：按圖1所示連接電路，此時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)處于_____狀態(tài)（填“斷開(kāi)”或“閉合”）.保持定值電阻R=10Ω不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′，得到多組數(shù)據(jù).在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得出正確結(jié)論.
（2）小組2也連接了如圖1所示的電路圖.
正確的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①將5Ω電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為1.5 V，記錄電流表示數(shù)；
②將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5 V，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移動(dòng)，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)變?yōu)開(kāi)________ V時(shí)，記錄電流表示數(shù)；
③將10Ω電阻換成15Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到最右端時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)如圖2所示.出現(xiàn)上述情況的原因可能是（）
A.滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
B.滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
C.滑動(dòng)變阻器斷路
D.定阻電阻短路
（1）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)系得出歐姆定律。
（2）理解歐姆定律，記住歐姆定律的公式，并能利用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
（3）能根據(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律，利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。
2、過(guò)程和方法
（1）通過(guò)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到歐姆定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力。
（2）通過(guò)利用歐姆定律的計(jì)算，學(xué)會(huì)解電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。
（3）通過(guò)歐姆定律的應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)會(huì)由舊知識(shí)向新問(wèn)題的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)了解科學(xué)家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)家探求真理的偉大精神和科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的積極性和勇于為科學(xué)獻(xiàn)身的熱情。
4、教學(xué)重點(diǎn)：歐姆定律及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中，通過(guò)某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國(guó)物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測(cè)定》論文提出的。
關(guān)鍵詞：初中物理；歐姆定律；應(yīng)用
在電學(xué)的定律當(dāng)中，歐姆定律是非常關(guān)鍵的一項(xiàng)，它貫穿于整個(gè)電學(xué)的始終。深入、系統(tǒng)和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)和前提條件，針對(duì)歐姆定律的教學(xué)，教師需要做好如下的兩個(gè)方面：
一、引導(dǎo)學(xué)生注重三個(gè)物理量之間的關(guān)系
“導(dǎo)體當(dāng)中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”，這就是歐姆定律。在此，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生注重三個(gè)物理量之間的關(guān)系。（1）歐姆定律強(qiáng)調(diào)電壓與電阻決定了導(dǎo)體當(dāng)中的電流，而不是由電源提供的電壓，這跟電阻和電流是毫無(wú)關(guān)系的，電阻屬于導(dǎo)體自身的性質(zhì)，這跟電壓和電流也是毫無(wú)關(guān)系的，因此是電壓與電阻一起決定了電流。（2）注重計(jì)算關(guān)系。在公式：I= 當(dāng)中，只要確定了任意的兩個(gè)物理量，就可以對(duì)另外的一個(gè)物理量進(jìn)行計(jì)算，這就需要引導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握公式的變化。（3）注重這三個(gè)物理量一定要根據(jù)同一段的導(dǎo)體，比如，將R1與R2進(jìn)行串聯(lián)，接在30 V的電源上面，R1是10歐姆，經(jīng)過(guò)R1的電流是0.2安，問(wèn)R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)或者是講解的時(shí)候，需要將電路圖畫出來(lái)，注明相應(yīng)的物理量，突出需要注意的問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)效果。
二、拓展和應(yīng)用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時(shí)候，需要引導(dǎo)學(xué)生注重知識(shí)的應(yīng)用和拓展。通過(guò)并、串聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律，對(duì)電阻規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo)，可以概括并聯(lián)電路的規(guī)律是：（1）電流I=I1+I2；（2）電壓U=U1=U2；（3）電阻 ?？梢愿爬ù?lián)電路的規(guī)律是：（1）電流I=I1=I2；（2）電壓U=U1+U2；（3）電阻R=R1+R2，再應(yīng)用電阻規(guī)律對(duì)一些實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決。比如，教師在教學(xué)的過(guò)程中，可以提問(wèn)學(xué)生下面的一些問(wèn)題：為什么調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度按鈕，燈泡能夠變亮或者是變暗？為什么手電筒當(dāng)中的電池使用時(shí)間長(zhǎng)了之后，燈泡會(huì)變暗？這兩個(gè)問(wèn)題的原理是一樣的嗎？這樣，學(xué)生就能夠積極主動(dòng)地探討，紛紛發(fā)表自己的看法，課堂氛圍頓時(shí)活躍起來(lái)。學(xué)生通過(guò)應(yīng)用歐姆定律，對(duì)實(shí)際生活當(dāng)中一些不好理解的問(wèn)題進(jìn)行了解釋，從而調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
總之，在初中物理教學(xué)當(dāng)中，歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視，實(shí)施有效的教學(xué)策略，教授學(xué)生關(guān)于歐姆定律的知識(shí)。
參考文獻(xiàn)：
1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過(guò)這一節(jié)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生初步掌握和運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問(wèn)題的思路和方法，了解運(yùn)用“控制變量法”研究物理問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識(shí)目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式，能用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系；通過(guò)計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
（2）技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問(wèn)題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問(wèn)題的能力。
（3）情感目標(biāo)
通過(guò)介紹歐姆的生平，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過(guò)歐姆定律的運(yùn)用，幫助學(xué)生樹(shù)立物理知識(shí)普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)以及科學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的價(jià)值意識(shí)。
3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義，并且能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的電學(xué)計(jì)算。
難點(diǎn)：運(yùn)用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說(shuō)學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念，并且還初步學(xué)會(huì)了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用，具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)的基本技能。但對(duì)電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識(shí)是膚淺的、不完整的，沒(méi)有上升到理性認(rèn)識(shí)，需要具體的形象來(lái)支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)法和定量、定性分析法。
2.知識(shí)基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié)，需要學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)有：電流、電壓、電阻的概念，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器使用方法，電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說(shuō)教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點(diǎn)本人采取以下幾個(gè)教法：采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說(shuō)教學(xué)過(guò)程
1.課題導(dǎo)入（采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問(wèn)的方式，時(shí)間3分鐘）
復(fù)習(xí)：電流是如何形成的？導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有什么作用？
設(shè)疑思考：電壓、電阻和電流這三個(gè)量之間有什么樣的關(guān)系呢？通過(guò)簡(jiǎn)單的回顧、分析，使學(xué)生很快回憶起這三個(gè)量的有關(guān)概念，通過(guò)猜想使學(xué)生對(duì)這三個(gè)量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣，達(dá)到引入新課的目的。
2.展開(kāi)探究活動(dòng)，自主總結(jié)結(jié)論（時(shí)間37分鐘）
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個(gè)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容，可采用以下幾點(diǎn)做法：各小組在教師指導(dǎo)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思，從而引入歐姆定律的內(nèi)容；讓學(xué)生思考用一個(gè)什么樣的式子可以將這兩個(gè)結(jié)論所包含的意思表示出來(lái)，從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說(shuō)明事項(xiàng)
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”，其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言，即同一性和同時(shí)性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一：通過(guò)課本第26頁(yè)例題和第29頁(yè)習(xí)題2和習(xí)題3，讓學(xué)生自己先試做，然后教師再加以點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)目標(biāo)，充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：
（1）同一性
即公式中的U、I，必須針對(duì)同一段導(dǎo)體而言，不許張冠李戴。
（2）統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一（都用國(guó)際主單位）。
（3）同時(shí)性
即公式中的U、I，必須是同一時(shí)刻的數(shù)值。
（4）規(guī)范性
解題時(shí)一定要注意解題的規(guī)范性（即按照已知、求、解、答四個(gè)步驟解題）。
歐姆定律應(yīng)用之二：探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
（1）實(shí)驗(yàn)分析
在演示實(shí)驗(yàn)之前，要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想，當(dāng)學(xué)生的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同時(shí)，他會(huì)在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到快樂(lè)與興奮，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái)，讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變暗了），并說(shuō)出原因（電路中的電流變小了，說(shuō)明總電阻變大了）。
得出結(jié)論：串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大。
②演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻并聯(lián)起來(lái)，同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變亮了），并說(shuō)出原因（路中的電流變大了，說(shuō)明總電阻變小了）。
得出結(jié)論：并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
（2）定性分析
（提出問(wèn)題）為什么串聯(lián)后總電阻會(huì)變大？并聯(lián)后總電阻會(huì)變??？
得出結(jié)論：電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，所以串聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越大；電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了，所以并聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越小。
（3）定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過(guò)的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論：（1）電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)（4分鐘）
（1）理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
（2）運(yùn)用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計(jì)算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)（1分鐘）
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對(duì)歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運(yùn)用，并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過(guò)的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)的一些常見(jiàn)題型加以知識(shí)的鞏固。
作業(yè)：《課堂點(diǎn)睛》17頁(yè)至18頁(yè)的習(xí)題。
五、說(shuō)板書設(shè)計(jì)
歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。
歐姆定律的表達(dá)式：I
電阻的串聯(lián)：R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞：歐姆定律；適用范圍；微觀機(jī)理；導(dǎo)電材料；能量轉(zhuǎn)化
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）12-0039-2
人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節(jié)內(nèi)容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開(kāi)，圖1為教材的兩段文字，意思是當(dāng)金屬導(dǎo)體的電阻不變時(shí)，伏安特性曲線是一條直線，叫做線性元件，滿足歐姆定律；“這些情況”的電流與電壓不成正比，是非線性元件，歐姆定律不適用[1]。隨后，教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線，指出兩個(gè)元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時(shí)，不論是年輕教師還是學(xué)生常常感到疑惑：歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質(zhì)溶液還是線性元件？小燈泡是金屬，又是非線性元件，究竟是否滿足歐姆定律？
[導(dǎo)體的伏安特性曲線 在實(shí)際應(yīng)用中，常用縱坐標(biāo)表示電流I、橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。對(duì)于金屬導(dǎo)體，在溫度沒(méi)有顯著變化時(shí)，電阻幾乎是不變的（不隨電流、電壓改變），它的伏安特性曲線是一條直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫做線性元件。圖2.3-2中導(dǎo)體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)中用的都是金屬導(dǎo)體。這個(gè)結(jié)論對(duì)其他導(dǎo)體是否適用，仍然需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用，但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用。也就是說(shuō)，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學(xué)元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來(lái)
1826年4月，德國(guó)物理學(xué)家歐姆《由伽伐尼電力產(chǎn)生的電現(xiàn)象的理論》，提出歐姆定律：在同一電路中，通過(guò)某段導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。歐姆實(shí)驗(yàn)中用八根粗細(xì)相同、長(zhǎng)度不同的板狀銅絲分別接入電路，推導(dǎo)出 ，其中s為金屬導(dǎo)線的橫截面積，k為電導(dǎo)率，l為導(dǎo)線的長(zhǎng)度，x為通過(guò)導(dǎo)線l的電流強(qiáng)度，a為導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差[2]。當(dāng)時(shí)只有電導(dǎo)率的概念，后來(lái)歐姆又提出 為導(dǎo)體的電阻，并將歐姆定律表述為“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。”
關(guān)于歐姆定律的m用范圍，一直存在爭(zhēng)議，筆者認(rèn)為可以從不同角度進(jìn)行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導(dǎo)電材料看適用范圍
歐姆當(dāng)年通過(guò)對(duì)金屬導(dǎo)體研究得出歐姆定律，后來(lái)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律也適用于電解質(zhì)溶液，但不適用于氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體元件。
從微觀角度分析金屬導(dǎo)體中的電流問(wèn)題，金屬導(dǎo)體中的自由電子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度矢量平均為零，不能形成電流。有外電場(chǎng)時(shí)，自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，定向漂移形成電流，定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，與金屬晶格碰撞后向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的可能性都有，因此失去定向運(yùn)動(dòng)的特征，又回歸無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)力的作用下再做定向漂移。如果在一段長(zhǎng)為L(zhǎng)、橫截面積為S的長(zhǎng)直導(dǎo)線，兩端加上電壓U，自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長(zhǎng)有短，設(shè)平均時(shí)間為τ，則自由電子在下次碰撞前的定向移動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，
2.2 從能量轉(zhuǎn)化看適用范圍
在純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，由UIt=I2Rt，得出 在非純電阻電路中，導(dǎo)體消耗的電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其余部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能（機(jī)械能、化學(xué)能等）， 因此，歐姆定律適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。
金屬導(dǎo)體通電，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是純電阻元件，滿足歐姆定律。小燈泡通電后，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，燈絲溫度升高導(dǎo)致發(fā)光，部分內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為光能，因此小燈泡也是純電阻，滿足歐姆定律。電解質(zhì)溶液，在不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也遵守歐姆定律。氣體導(dǎo)電是因?yàn)闅怏w分子在其他因素（宇宙射線或高電壓等條件）作用下，產(chǎn)生電離，能量轉(zhuǎn)化情況復(fù)雜，不滿足歐姆定律。半導(dǎo)體通電時(shí)內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電能少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不滿足歐姆定律。電動(dòng)機(jī)通電但轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，遵從歐姆定律；轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，為非純電阻元件，也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個(gè)量與另一個(gè)量按比例、成直線關(guān)系，非線性元件指兩個(gè)量不按比例、不成直線的關(guān)系。在電流與電壓關(guān)系問(wèn)題上，線性元件阻值保持不變，非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變，在求解含有非線性元件的電路問(wèn)題時(shí)通常借助其I-U圖像。
從 知導(dǎo)體的電阻與自由電子連續(xù)兩次碰撞的平均時(shí)間有關(guān)，自由電子和晶格碰撞將動(dòng)能傳遞給金屬離子，導(dǎo)致金屬離子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，產(chǎn)生電熱。由 知導(dǎo)體的溫度升高，τ減小，電阻增大。因此，導(dǎo)體的電阻不可能穩(wěn)定不變。當(dāng)金屬導(dǎo)體的溫度沒(méi)有顯著變化時(shí)，伏安特性曲線是直線，滿足“電阻不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的，溫度降低時(shí)，金屬導(dǎo)體的電阻減小，當(dāng)溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線，是非線性元件，當(dāng)燈泡電阻變化時(shí)，仍有I、U、R瞬時(shí)對(duì)應(yīng)，滿足歐姆定律 如同滑動(dòng)變阻器電阻變化時(shí)也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結(jié)論
綜上所述，從導(dǎo)電材料的角度看，歐姆定律適用于金屬和電解質(zhì)溶液（無(wú)化學(xué)反應(yīng)）；從能量轉(zhuǎn)化的角度看，歐姆定律適用于純電阻元件。對(duì)于線性元件，電阻保持不變，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，歐姆定律適用。從物理學(xué)史推想，歐姆當(dāng)年用八根不同銅絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該是研究了電壓保持不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系，以及電阻保持不變時(shí)，電流與電壓的關(guān)系。雖然都是非線性元件，小燈泡是金屬材料，是純電阻元件，滿足歐姆定律，二極管是半導(dǎo)體材料，卻不滿足歐姆定律。因此，線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念，我們可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成 上式可以表述為：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。這就是我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)的歐姆定律?！盵1]筆者以為，歐姆定律的內(nèi)容是 這個(gè)表達(dá)式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個(gè)量的關(guān)系，而不是其中的正比關(guān)系和反比關(guān)系，教材沒(méi)必要對(duì)歐姆定律進(jìn)行正比反比的表述。
“實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對(duì)電解質(zhì)溶液也適用，但對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導(dǎo)體元件并不適用?！苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍，建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開(kāi)，同時(shí)明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器之后的內(nèi)容，這樣的安排既符合學(xué)生由易到難、由簡(jiǎn)到繁的認(rèn)知規(guī)律，又保持了知識(shí)的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。通過(guò)學(xué)習(xí)“歐姆定律”，主要使學(xué)生掌握在同一電路中電學(xué)三個(gè)基本物理量之間的關(guān)系，初步掌握運(yùn)用歐姆定律解決簡(jiǎn)單電學(xué)問(wèn)題的思路和方法，同時(shí)也為下一步學(xué)習(xí)“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學(xué)知識(shí)與電路分析和計(jì)算打下基礎(chǔ)，起到了承上啟下的作用。
2.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識(shí)與技能
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流跟電壓、電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
（2）過(guò)程與方法
運(yùn)用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系，歸納得出歐姆定律。
（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)歐姆定律的認(rèn)識(shí)，體會(huì)物理規(guī)律的客觀性和普遍性，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)和科學(xué)探究的興趣。
3.教學(xué)的重難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題。
難點(diǎn)：對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用。
二、說(shuō)教法
這節(jié)課可綜合應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、講授和討論等多種形式的教學(xué)方法，提高課堂效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。充分體現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體的原則。
三、說(shuō)學(xué)法
在物理教學(xué)中，應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)，應(yīng)重視學(xué)情，突出自主學(xué)習(xí)，鍛煉實(shí)驗(yàn)操作能力。在本節(jié)課的教學(xué)中，通過(guò)閱讀例題，讓學(xué)生在閱讀過(guò)程中進(jìn)行分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與分析推理能力。
四、說(shuō)教學(xué)設(shè)計(jì)
在教學(xué)中公式的推導(dǎo)是建立在學(xué)生體驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，先由學(xué)生解題而后再去總結(jié)、引導(dǎo)，學(xué)生通過(guò)自主解決實(shí)際問(wèn)題獲得感性認(rèn)識(shí)。教師該講的還是要講，該放手的就盡管讓學(xué)生去完成，即便會(huì)有一些問(wèn)題，也可以讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的源頭出在哪里，讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和討論，這樣既加深學(xué)生對(duì)歐姆定律的理
一、歐姆定律發(fā)現(xiàn)歷程溯源
2.相同之處
歐姆定律適用于線性元件，如金屬等，不適用于非線性元件，如氣態(tài)導(dǎo)體等。
三、三點(diǎn)質(zhì)疑
1.線性元件存在嗎
材料的電阻率ρ會(huì)隨其他因素的變化而變化（如溫度），從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實(shí)際上不可能是穩(wěn)定不變的，也就是說(shuō)理想的線性元件并不存在。在實(shí)際問(wèn)題中，當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時(shí)，可以近似看作線性元件，但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立，例如常用的炭膜定值電阻，其額定電流一般較小，功率變化范圍較小。
2.對(duì)所有非線性元件歐姆定律都不適合嗎
在上述所有表述中都有歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體之說(shuō)，又有歐姆定律適用的元件是線性元件之說(shuō)，也就是說(shuō)金屬是線性材料，而我們知道，白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的，也就是說(shuō)線性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線性元件，但實(shí)踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件，因此這里的表述就不正確，為了避免這種自相矛盾，許多資料上又說(shuō)歐姆定律的應(yīng)用有“同時(shí)性”，或者說(shuō)“歐姆定律不適用于非線性元件，但對(duì)于各狀態(tài)下是適合的”，筆者總覺(jué)得這樣的解釋難以讓學(xué)生接受，有牽強(qiáng)之意，給教師的教造成難度，既然各個(gè)狀態(tài)下都是適合的，那就是整個(gè)過(guò)程適合呀。
3.對(duì)歐姆定律適合的元件I與R一定成反比嗎
I與R成反比必須有“導(dǎo)體兩端的電壓U相同”這一前提，在這一前提條件下改變導(dǎo)體的電阻R，那么通過(guò)導(dǎo)體的電流就會(huì)發(fā)生變化，因而導(dǎo)體的工作點(diǎn)就發(fā)生了變化，其制作材料的電阻率 ρ就隨之變化，因此導(dǎo)致電阻又會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的變化，這樣又會(huì)導(dǎo)致電流產(chǎn)生進(jìn)一步的變化，所以實(shí)踐中多數(shù)情況下I與R就不會(huì)成嚴(yán)格的反比關(guān)系，甚至相差很大。
四、兩條教學(xué)對(duì)策
1.歐姆定律的表述需要改進(jìn)
其實(shí)早就有一些老師對(duì)歐姆定律的表述進(jìn)行過(guò)深入的分析，并結(jié)合他們自身長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)提出了歐姆定律的表述的后半部分“I與R成反比”是多余的，應(yīng)該刪除，筆者也贊成這種做法，因?yàn)檫@種說(shuō)法本身就是不準(zhǔn)確的，這也是在上述三種大學(xué)普通物理教材中都沒(méi)有出現(xiàn)這個(gè)說(shuō)法的原因。
通過(guò)對(duì)歐姆定律發(fā)現(xiàn)歷程的溯源，可知?dú)W姆當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)這一電路定律時(shí)也沒(méi)有提出“反比”這一函數(shù)關(guān)系，只是定量地給出了一個(gè)等式，因此，筆者認(rèn)為歐姆定律的現(xiàn)代表述有必要改進(jìn)，既要傳承歐姆當(dāng)時(shí)的公式，也要符合實(shí)際情況，所以筆者認(rèn)為歐姆定律應(yīng)該表述為：通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度等于導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體此時(shí)的電阻之比。
那么，為什么連“I與U成正比”也省去呢？當(dāng)R一定時(shí)，I與U成正比是顯然的，但如果在歐姆定律的表述中一旦出現(xiàn)“I與U成正比”的說(shuō)法，學(xué)生就會(huì)很自然地想到“I與R成反比”，而這種說(shuō)法是不對(duì)的，所以表述中最好不要出現(xiàn)“I與U成正比”和“I與R成反比”這兩種說(shuō)法。
2.線性還是非線性元件的區(qū)分不能以材料種類為判斷標(biāo)準(zhǔn)
同樣是金屬材料，鎢絲的伏安特性是非線性的，而一些合金材料導(dǎo)體的伏安特性卻是非常接近理論線性，如標(biāo)準(zhǔn)電阻。所以我們?cè)趨^(qū)分線性元件還是非線性元件時(shí)，不能以導(dǎo)體的材料種類作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，而只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，得到I-U圖象，以此來(lái)作為判斷依據(jù)。
