时间：2023-07-17 17:22:27
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇欧姆定律的表达式，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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》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．
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．
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，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，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．
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．
在准确把握欧姆定律的基础上，初中电学的重要任务是会应用欧姆定律初步解决一些实际问题：一、提供一种测量电阻的方法，会用电流表、电压表测电阻（即伏安法测电阻），深化对电阻的理解；二、会利用欧姆定律和串、并联电路的特点，通过实验和推导的方法，得出串联电路、并联电路的等效电阻和计算公式，并能解答和计算简单的电路问题；三、通过测量电阻的其他方法，培养电学的基本解题思维和方法.
应用导航一、 “伏安法”测电阻
1. 实验原理：
根据欧姆定律公式R=U/I，分别用电压表测出电阻两端的电压和用电流表测出通过电阻的电流，就可以算出电阻的阻值.
2. 电路图：如图1
3. 注意点：
（1） 滑动变阻器在电路中可以改变通过电阻的电流（即改变电阻的工作状态）；
（2） 该实验中，电流表的示数不仅包括待测电阻中的电流，也包括通过电压表的微小电流，这是产生误差的主要原因；
（3） 当电流通过导体时，导体因发热而使电阻变大，长时间通电时，前后测得的电阻值偏差较大，因此实验时多次改变滑动变阻器滑片的位置，在每次读出电压表和电流表的示数后都要及时断开开关；
（4） 测量定值电阻的阻值时，可以用多次测量求平均值的方法求电阻，而测量小灯泡的电阻时由于灯泡的电阻值与温度的变化有关，所以不能用求平均值的方法测量.
应用实战
例1 在测定电阻阻值的实验中：
（1） 小明根据图2所示的电路图，将图3中的实验器材连接成实验电路.同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接.
① 请你在接错的那根线上打“×”；
② 另画一根导线，使电路连接正确；
③ 如果不改接这根导线，对实验的影响是：？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇 ？摇？摇.
（2） 小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图4所示，则电压表的读数是？摇 V，电流表的读数是 ？摇 ？摇？摇A，被测电阻Rx的阻值是？摇 ？摇？摇？摇 Ω.（3） 小明和小亮为他俩在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验.你认为他们的实验真的结束了吗？给他们提出什么建议呢？
① 写出你的建议： ；② 建议的目的是： .
应用解读
（1） 欧姆定律中的电流、电压、电阻是对同一段导体而言的，电流表“+”到A接线柱为错误，打“×”，改为电流表“+”到C接线柱，否则测量的是Rx与滑动变阻器两端的总电压。
（2） 电压表读数1.8V，电流表读数0.24A，由R=U/I计算电阻值为7.5Ω。
（3）本题只测量了一组数据，所以建议：移动滑动变阻器，再测两组数据；目的是多次测量取平均值，以减小误差.
关键词：物理实验 电阻的测量
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）12-0048-02
测量是实验探究的重要环节。电阻的测量是初中物理教学的重要实验，能够检验学生对基本电学仪器的使用、对电学基本规律的掌握，还能够培养学生的发散思维能力和创新意识，是考察学生能力的重要命题热点。分析近几年初中学业水平考试试题我们就会发现，电阻的测量方法多种多样， 实验原理、实验步骤和计算方法不尽相同，电路图的设计灵活多变。 如果平时不加强实验探究，就会在做题时容易出错，造成丢分。因此电阻的测量， 是学生的弱点，是教学中的重点和难点。下面结合我自己的教学经验和各种考试的试题，对电学实验中电阻测量的几种方法进行探讨。
一、伏安法测电阻
伏安法测电阻就是用一个伏特表和一个安培表来测待测电阻测电阻的方法。实验原理：R=U/I；实验过程：（1）设计电路图，如图1所示；（2）按图1把所给器材规范正确的连接成电路；（3）检查电路连接无误后闭合开关，用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流，记为Ix ；（4）用电压表测出待测电阻Rx两端的电压，记为Ux； （5）根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值，其表达式为Rx= Ux/Ix。
用图1的方法虽然简单，但是由于只能测一次，因此实验误差较大，为了使测量结果更准确，实验时把图1进行改进，设计电路图如图2所示，按图2把所给器材规范正确的连接成电路。增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻Rx两端的电压Ux，这样就可以进行多次测量（一般测三次），求出平均值作为最后结果，以减小实验误差。伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I，在试验中，移动滑动变阻器的滑片，每改变一次位置，就记录一次对应的电压表的示数Ux和电流表的示数Ix，计算一次待测电阻的值Rx，然后取平均值作为本次实验的最后结果。
二、单表测电阻
单表测电阻是指电压表和电流表各一个，只能选择其中一种，这种方法需要选择一个阻值已知的定值电阻R0 或已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器。下面来讨论常见的几种测法：
1.用电压表和阻值已知的电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值
这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和串联电路中的电流处处相等的关系，按图5的电路图连接成电路，先把电压表并联接在已知电阻R0的两端，读出此时电压表的示数，记为U0；然后再按图6的电路图连接成电路，把电压表并联接在未知电阻Rx的两端， 读出此时电压表的示数，记为Ux，根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识得：
在此实验中如果电压表只允许连接一次，那么该实验又如何设计？：
1.1按图5所示电路图连接电路，电压表选择合适量程，开关闭合前R0与Rx组成串联电路，电压表测的是Rx两端的电压，读出电压表的示数，即为Rx的电压，记为Ux ；开关闭合后R0被短路，电压表测的是Rx的电压也是电源电压，读出电压表的示数，即为总电压U，在串联电路中，由于流过Rx的电流与流过R0的电流相等，即有Ux / Rx =（U-Ux）/ R0，所以：
我们也可以用电路图图6来进行测量，这种方法的未知电阻Rx的表达式为：
1.2在（1）实验中如果将一个单刀双掷开关引入，我们还可以用电路图图7的设计来进行未知电阻Rx的测量，当开关掷于1时，电压表测量的是R0两端的电压U0；当开关掷于2时，电压表测量的是总电压U。根据欧姆定律公式I =U/R、串联电路中的电流处处相等及电压的关系有：
所以未知电阻Rx的表达式为：
2.用电流表和阻值已知的电阻R0 来测量待测电阻Rx的阻值
这种方法的原理是欧姆定律的变形公式R=U/I和并联电路中各支路的电压相等且等于电路的总电压的关系。先按图8的电路图连接成电路， 用电流表与已知的电阻R0串联，测出R0的电流，记为I0；然后再按图9的电路图连接成电路，把电流表与Rx串联，读出此时电流表的示数，即为Rx的电流，记为Ix。根据并联电路中电压的关系以及欧姆定律的知识得：
在此实验中如果电流表只允许连接一次，那么可以用下列方法来进行待测电阻Rx的测量：
2.1按图10所示的电路图连接电路，电源电压恒定不变，电流表选择合适的量程，读出开关闭合前后电流表的示数分别是I与Ix。开关闭合前R0与Rx组成串联电路，电流表测的I为串联电路的电流；开关闭合后已知电阻R0被短路，电路中只有Rx，电流表测的Ix为Rx的电流，由于开关闭合前后电源电压恒定不变，所以：
2.2按图11所示的电路图连接电路，电源电压恒定不变，电流表选择合适的量程，先断开开关，只有已知电阻R0连入电路，读出电流表的示数，即为已知电阻R0的电流，记为I0；然后再闭合开关，已知电阻R0与待测电阻Rx 连接成并联电路 ，电流表在干路上是测量总电流，读出此时电流表的示数，即为总电流，记为I，由于开关闭合前后电源电压恒定不变，根据并联电路中电压的关系、电流的关系以及欧姆定律的知识得：
2.3我们还可以将一个单刀双掷开关引入，用电路图图12的设计来进行未知电阻Rx的测量。当开关掷于1时，电流表测量的是Rx的电流，记为Ix，当开关掷于2时，电流表测量的是R0的电流，记为I0。根据并联电路中的电压的关系以及欧姆定律的知识得：
除以上几种测电阻的方法以外，还有常用的易于学生理解的测电阻的方法，如：（1）用电压表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值；（2）用电流表和已知最大电阻值为R0 的滑动变阻器来测量待测电阻的阻值；（3）用等效法测量（用电流表和电阻箱）。在此不再一一讨论。
参考文献
[1]义务教育《物理课程标准》（2011年版，北京师范大学出版社 ，2012年1月）.
[2]《新课程背景下的初中物理教学法》（崔秀梅 主编 2004年5月第一版 首都师范大学出版社）.
论文关键词：解题思路,物理规律,物理概念
解物理题一般来说是根据题目叙述的物理情景和已知条件，运用某个物理规律或几个规律去求出待求量的答案。因此解题思路应该从物理规律中去寻找。从物理规律本身的分析中引出解题思路，是形成解题思路的基本方法。物理规律通常用一个数学公式表述，这个数学公式表述了有关物理量之间的数值关系，称之为某某定律、定理。从定律、定理中找解题思路，就要求分析定律中涉及的每一个物理量的意义和各物理量之间的相互关系。这不但有利于加深对物理概念、物理规律的理解，也有利于抽象思维能力的提高。
现举例说明上述观点。
牛顿第二定律是质点动力学的核心规律，动量定律、动能定理均可从牛顿第二定律导出。所以牛顿第二定律及其导出规律在解质点动力学问题中占有极其重要的地位。当各量都取国际单位制时，牛顿第二定律的数学表达式为F合=ma，公式中F合这一项涉及具体的性质力的规律，如万有引力定律，库仑定律等，涉及力的合成分解，以及矢量运算遵循的平行四边形法则。a这一项涉及匀变速直线运动和匀速圆周运动等运动学方面的有关规律。所以全面掌握牛顿第二定律就掌握了力学中涉及的大多数规律和法则。
牛顿第二定律反映的是物体在力的作用下如何运动的问题，所以应用牛顿第二定律时，首先必须明确研究对象，即确定研究主体，并将其从周围环境中隔离出来（所谓隔离体法）。隔离体法在处理连结体问题时，在大多数情境中是必不可少的，如果取连结体的整体，则仍然是一个确定研究主体的问题。研究主题确定了，公式中的m这一项就定了；第二步即对研究主体进行受力分析，是F合这一项的要求，只有对物体进行正确的受力分析，才能确定其所受的合力；第三步，分析研究主体运动状态的变化，从而由运动学规律确定a；第四步，建立牛顿定律的方程，随后就是解方程和讨论结果了。
综上所述，应用牛顿第二定律解题的四个步骤，不是人为的强加于学生的模式，而是应用牛顿第二定律公式F合=ma本身的需要，这就是由物理规律本身去找解题思路的道理。
再举一个电学的例子。、
欧姆定律I=是电学中一个最基本的公式，使用中要注意式中各量的值确属同一电路或电阻，也就是确属同一研究对象，即U是研究对象两端的电压，R是研究对象的阻值，I是流过研究对象的电流，防止张冠李戴。
我们举一个实例：如图，已知E=2V，r=0.5Ω,R1=2Ω,R2=3Ω,求A、B之间和A、C之间的电压。
分析：对整个闭合电路，由闭合电路欧姆定律，得：
I= (1)
隔离A、B之间的外电路，由部分电路欧姆定律，有
UAB=IRAB=I[] (2)
隔离R3，有
I3= (3)
对节点A，有 I=I1+I3 (4)
隔离R1,有 UAC=I1R1 (5)
由（1）--（5）式，代入数据，得出
UAB=1.5V
UAC=0.5V
由此可以看出，在电路问题中，所谓整体，是指具有共同的干路电流的整个电路；所谓隔离，是指对电路的某一部分或某一元件进行研究，联系各部分电路或元件的是连接处的电压和电流，它们之间的关系由串并联的电流、电压的基本关系确定；欧姆定律既适用于电路整体，也适用于某一部分电路，即电学问题也存在研究对象问题。在研究对象确定好以后，再对确定对象进行有关的物理量分析，从而代入恰当的物理方程进行计算和讨论。
可见，解题思路是在分析物理规律中找出的，解题步骤是应用物理规律的客观需要。严格按照由物理规律本身得出的解题步骤，即用有序思路去解决每一个具体的物理问题，正是为了训练正确的思维方式，提高分析问题的能力，这无疑有助于克服解物理问题时无从下手的困难，有助于克服解题时思维混乱的无序状态。
因此，为了有效地提高学生的思维素质和多方面的能力，应当从最基本之处着手，也就是让学生实实在在地准确地理解和掌握物理概念和物理规律的内涵、意义、相互关系、适用条件以及应用中应注意的问题等，并引导学生去思考、讨论、分析、比较、归纳、总结所学的物理知识，从而逐渐领会和掌握物理学的思想、观点和方法。果能如此，学生就不会被动地在茫茫题海中苦苦追求，而能看清物理知识的经纬，有目的主动巡游。其实这种从规律中引出方法的观点，不但对解决问题、应试有用，对未来大学的学习，甚至在大学以后的工作、生活中也有普遍的意义。
【关键词】：师范学校 教学探究 物理定律
一、 物理教学中物理量与物理定律之间的关系
物理定律是反映物理量之间的本质联系，因果关系与严格的数量依存关系；凡有关教材中的众多公式，重要推论和原理都可以由它引导与推得。物理概念建立量的观念，有量度公式（长度、质量、时间除外，它们是人为规定无量度公式的物理量）的物理概念叫物理量（如：加速度、电场强度、电动势、频率、功、发光强度、折射率等）。
物理量教学在发展学生个性上有积极推动作用。历代物理学家的重大发现，都是由他们高度发展的抽象思维能力与兴趣、意志、信念等的智慧结晶。其中促使他们这种个性充分发展的因素，往往都是由于大量实验的物理现象中所形成的新的物理量作导航。例如牛顿的经典力学就是以力、质量、加速度等物理量为出发点，导出牛顿运动定律的结果；法拉第就是由于电动势，磁通量等物理量的提出而导致法拉第电磁感应定律的发现。所以就充分发展学生个性看，要明确认识到物理量是师范物理教学的重要一环。此外，和物理量的教学一样，物理定律的教学同样能开发学习智力，培养学生物理思维能力，促进学生个性的发展。
二、 物理定律的教学探究
1、引入新课。物理量的学习只是一些支离破碎的物理知识，从结构体系上看，这些物理概念，物理量无主心骨，缺乏凝聚中心，所以只有以物理定律作组织的枢纽，物理教学才显得有起有合、能散能收、内容丰富，形成一个完整的知识体系。在备课中思考，怎样循循善诱，巧妙而有效地向学生交代教学的目的，并将物理定律的学习转化为学生学习目的，引入新课。
2、重视实验。物理教学的特点在于突出物理实验。在物理定律的教学上又有特殊性，就是突出定律的演示实验与学生实验，且要做好、做准。以提供学生发现物理规律的必要条件与学习环境。引导学生设计实验装置，学会运用物理实验方法来研究提出的新课题。
3、建立量的观念、会用数学公式表示。做定量的演示实验时，要提醒学生，哪个值不变，测哪两个物理量之间变化的对应值，作好实验记录，将其中准确的计算值列入设计好的表格中，运用数学方法，找出确切的数学表达式。一般以运用比例与研究比值的数学工具较多。例如，当m一定时，a∝F；F一定时，a∝1/m，a∝F/m改写成等式a=KF/m（当统一采用国际单位制时，K=1）所以a=F/m或F=ma，这就是牛顿定律的数学表达式。在教学中，应该把这种运用数学研究物理定律的方法交给学生，要求学生学会掌握。
4、弄清物理定律的物理意义与适用范围。学生认识物理定律后，首先要正面理解物理定律的语言表达；其次，要弄清物理定律的数学表达式的真正含义，把和它相邻的公式以及由它导出的公式从物理意义上划清界限，以免混淆不清。例如，就欧姆定律来说，它的数学表达式I=U/R要与电阻的量度公式R=U/I，电阻定律的表达式R=ρL/S和导出公式U=IR的含义都区别开来。此外，还要指明它的适用范围。任何一个物理定律，都是在一定条件下，运用物理的理想过程和理想实验的思想方法得到的，因此，每个定律都有它的适用范围。例如：库仑定律（适用于真空中的点电荷）；机械能守恒定律（适用于只有重力和弹力做功的条件下）等。只有知道了它们的物理意义和适用范围，才有利于学生掌握和应用。
三、 物理量的教学方法探究
1、物理量的引入。讲授物理量时，首先要介绍建立物理量的过程，搞清为什么要引入该物理量。新的物理量的引入，不管采取什么方式，为了获得最佳教学效果，所提出的问题必须满足三个条件：一要反映学习这个物理量的客观性与必要性；二要巧妙把它的教学目的转化为学生的学习目的；三要激起学生的求知欲。例如讲加速度时可以这样引入："人走路、马拉车、汽车跑、飞机飞，除了运动快慢程度不一样，还有什么不同（速度改变的快慢不同）。不同物体、速度的改变快慢不同，尽管是同一物体（汽车），在不同时间（起动、刹车）速度的改变快慢也不一样，为了描述速度改变的快慢程度而引入加速度这一物理量"。定性的分析引出物理量后，还要定量的研究它的定义式。
2、建立量的观点，导出量度公式。物理学中的物理量用数学形式表达成物理公式后，显得特别简单、明确，便于运用它来进行分析、推理、论证。所以数学知识是研究物理问题的工具，用好数学对解决问题是很必要的，但是却不可以单纯从数学角度看待物理问题。例如，根据场强定义式E=F/q，不能单纯从数学角度看，认为E跟分子成正比，跟分母成反比。类似的还有电容C=Q/U电势φ=EP/q电阻R=U/I等。又如，加速度a1= - 8m/a1，a2＝5m/a1，不能单纯从数学角度判断a1小于a2。对于物理量，要掌握它的物理意义，理解物理量定义的物理过程与真实的含义。例如电学中电动势的定义式：ε=W/q和电压的表达式：U=W/q，数学符号相同，单位都是伏特，如果学生不理解它们的物理过程与物理含义，就会混淆不清，感到莫名其妙。总之，物理量的学习，不能死记、强背、硬套。要理解性记忆，实质性掌握，灵活性应用。
参考文献：
关键词:基尔霍夫定律 高职学生 够用为度 原理与方法
基尔霍夫定律是德国物理学家基尔霍夫于一八四七年提出的,包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律两个内容,它既适用于直流电路,也适用于交流电路,另外对于非线性电路也适用。基尔霍夫定律是电路分析与计算的基本定律之一,同时又是电工技术教学中的一个重点和难点,尤其是基尔霍夫电压定律,对于高职学生来讲,应用起来有一定的难度。根据多年的教学经验,对本单元内容的教学安排,本人进行了如下的设计,取得了良好的教学效果。
在新内容教学之前,首先复习和基尔霍夫定律有关的基本概念,如结点、支路、回路、网孔,电压、电流、电动势的参考方向,以及关联参考方向与非关联参考方向。在教学中,首先讲授比较简单的基尔霍夫电流定律,然后是有一定难度的基尔霍夫电压定律。
一、基尔霍夫电流定律(KCL)的教学
1.明确基尔霍夫电流定律的目的是要确定电路中连接在同一结点上各支路电流的关系。
2.说明基尔霍夫电流定律的理论依据是电荷运动到某结点后,既不能堆积,也不能产生和消失,由此得出基尔霍夫电流定律的主要内容:在某一瞬间,流入结点电流之和必定等于流出结点电流之和,即∑I入=∑I出。
3.通过举例,说明基尔霍夫电流应用的应用步骤。
通过下面这样一个例题进行说明:
(1)确定电路中结点;
(2)确定连接在每个结点上的支路数目;
(3)给每条支路的电路标上参考方向;
(4)确定哪些支路电流是流入结点的电流,哪些支路电流是流出结点的电流;
(5)对各结点列电流方程。
对结点A列出的电流方程为I1+I2=I3(表达式1)、对结点B的电流方程为I3=I1+I2(表达式2)。
4.得出基尔霍夫电流定律的另一种表述。
将表达式1变换可得I1+I2-I3=0,由此可得出基尔霍夫电流定律的另一种表述:任一瞬间,流入结点电流的代数和等于零,即∑I=0。表达式中,箭头指向结点的取正,箭头背离结点的取负。
5.通过例题巩固根据基尔霍夫电流定律列结点电流方程的步骤,并得出基尔霍夫电流应用的推广应用。
例1.在图中,I1=2A,I2=-3A,I3=-2A,试求I4。
解:由基尔霍夫电流定律对中间结点列电流方程可得:I1+I3-I2-I4=0
代入数据可得:2+(-2)-(-3)=I4 I4=3A。
由例可见,式中有两套正负号,电流前面的正负号是由基尔霍夫定律根据电流的参考方向确定的,数字前面的正负号则是电流本身数值的正负号。
例2.图示电路,确定IA,IB和IC之间的关系。
分析:对于结点A有IA=IAB-ICA
对于结点B有IB=IBC-IAB
对于结点C有IC=ICA-IBC
将上三式相加,可得:IA+IB+IC=0
而若将图中虚线部分看成一个大结点,则可直接利用基尔霍夫电流定律写出相同的表达式。从而得出基尔霍夫电流定律的推广应用:在任一瞬时,通过任意闭合面的电流的代数和也恒等于零。
二、基尔霍夫电压定律(KVL)的教学
与基尔霍夫电流定律采用相同的教学顺序,使学生更容易接受。
1.明确清基尔霍夫电压定律的目的是要确定电路中某一回路上各段电压之间的关系。
2.说清基尔霍夫电压定律的理论依据某一瞬间,从电路中的某一点出发,沿回路绕行一周,有时电位升高,有时电位降低,但回到原点时电位不变,即电位升之和等于电位降之和。而电位升了多少、降了多少,即为电位差,而两点之间的电位差等于两点之间的电压,从而得到基尔霍夫电压定律的表达式∑U升=∑U降。
3.通过举例,说明基尔霍夫电压定律的应用步骤。
例如通过前面例题的一个大回路来说明基尔霍夫电压定律的应用步骤。
(1)标出各元件上电压的参考方向,如图所示的U1和U2。通常取电压与电流是关联参考方向。
(2)确定回路的绕行方向。
有两种表示方法,第一种是在图上用箭头来表示,如图中的曲线箭头所示,它表示回路沿顺时针方向绕行;第二种是用字母的顺序表示,如回路CADBC,表示回路沿顺时针方向绕行,而若为回路CBDAC则为沿逆时针方向绕行。
(3)由电压的参考方向和回路的绕行方向确定哪些为电位升,哪些为电位降。
学生由前面学过的知识可得,沿顺时针绕行方向,U1、US2为电位降,U2、US1为电位升,则可列出此回路的电压方程U1+US2=U2+US1(表达式3)。
4.基尔霍夫电压定律另一种表述方式的得出。
可将表达式3改写为:U1-U2+US2-US1=0,则可得到基尔霍夫电压定律的另一种表述:任一瞬间,沿回路绕行一周,电压的代数和等于零,即∑U=0。表达式中,电压的参考方向与回路绕行方向一致的取正,不一致的取负。
5.基尔霍夫电压定律其他形式的得出。
将电路中的电阻元件上的电压利用欧姆定律写成电流和电阻相乘的形式,可得I1R1-I2R2+US2-US1=0,即∑U+∑(IR)=0。
表达式中,电压、电流正负号的方法:若电压、电流的参考方向与回路绕行方向一致则取正,不一致则取负。
6.通过举例巩固基尔霍夫电压定律的应用步骤。
7.讲授基尔霍夫电压定律的推广应用。以下面一个题目为例进行说明。
例题:图示电路为某电路的一部分,确定各段电压之间的关系。
图示电路尚未闭合,但B、C两点间存在一定的电压,就可以把ABCA当作“回路”来看待,这个假想的回路就是虚拟回路。在虚拟回路中,各部分的电压也满足基尔霍夫电压定律。对于回路ABCA,各部分电压参考方向如图所示,则由基尔霍夫电压定律可列出此回路的电压方程为UAB+UBC+UCA=0,而UCA=-US,UAB=IR,则可得:UBC=-UAB+UAC=US-IR。此式表明:开口电路两端的电压等于该两端子之间各段电压的代数和。
推广应用时列方程的方法为:从待求电压的正极性端出发,沿着电路画路径,凡电压或电流的参考方向与回路绕行方向一致的,在表达式中取正号;不一致的,在表达式中取负号。
在这里,要给学生强调:基尔霍夫电压定律的推广有着很重要的应用,要求学生多做这方面的练习以熟练掌握。
另外,在这部分的教学中,并没有讲述电动势正负号的确定方法,因为电源电动势和电源两端电压的方向是相反的,讲的太多,对于学生的理解和掌握并没有多大的好处,而删掉不讲,对于学生应用基尔霍夫电压定律列出正确的电压方程没有丝毫的影响。而高职教育是以够用为度,因此这部分内容可删去不讲。
通过这样的教学设计,使教学过程变得条理清晰,易于学生理解和掌握,从而提高教学效果。
参考文献:
1.周定文,付植桐.《电工技术》.高等教育出版社,2004.7
【关键词】物理学 物理概念 物理量 物理定律
物理学中，包含许多物理概念、物理量、物理定律，弄清它们在物理学中的地位作用及探索教学方法对学好物理是非常重要的。
一、物理概念的教学
所谓物理概念是对物理现象和过程的认识，是以精辟的思维形式表现知识的一种手段，是物理现象的特有属性在人脑里的反映。这里讲的物理概念特指无量度公式的物理概念（如：平动、质点、惯性、简谐振动、电场、光的干涉、光的衍射、汽化、蒸发等）。
1.物理概念的教学是物理教学的基础
首先，理论体系的基础都在物理概念，它们占据了物理教学的大半课时。
其次，物理基础知识中的公式、原理、定律都是用概念作为引线，对有关基础知识作有机串联，形成系统化的概念体系。
所以，要重视物理概念教学。学好、掌握并真正理解它们的含义有利于学生掌握基础知识，培养学生学习物理的兴趣。
2.物理概念的教学方法
（1）对物理现象、过程获得必要的感性认识
在教学中，要重视感性认识，为了在感性认识的基础上进行分析，教师必须从有关概念包含的大量事例中，精选那些包括主要类型的、本质联系明显的典型事例进行教学，获得感性认识。
（2）在科学抽象中，突出本质，找出事物的属性
在感性材料认识的基础上，进行分析、比较，找出它们的共同属性，引导学生归纳、总结得出概念。
（3）明确概念，灵活应用
对感性材料进行“科学的抽象”得出结论后，还要了解概念的外延，从概念出发，引导学生拓展，解决一些实际问题，加深对概念的理解和应用。例如平动的教学。
首先举出几例属平动的例子：
a.抽屉的推关运动。
b.火车在平直轨道上的运动。
c.小孩梭滑梯时小孩的运动。
然后由这些例子，找出它们有两个共同点：第一，在作平动的物体上任取一条直线，在整个运动过程中始终保持平行；第二，作平动的物体每一点运动情况都相同。这样就归纳出平动的概念。
平动：在物体上所引的任何一条直线，在运动过程中总是跟它原先的方向保持平行，并且物体上各点运动情况都一样。这种运动叫做平动。
最后再用平动的概念作指导拓展判断下列运动是否属于平动。加深对概念的理解。
a.开关门时门的运动（×）
b.活塞的上下运动（√）
c.如下图所示书的运动（√）
二、物理量的教学
物理概念建立量的观念，有量度公式（长度、质量、时间除外，它们是人为规定无量度公式的物理量）的物理概念叫物理量（如：加速度、电场强度、电动势、频率、功、发光强度、折射率等）。
1.物理量的教学是物理教学的关键
（1）物理量是联系关联的概念之间的关系，是物理概念与物理定律的桥梁，有承上启下的作用。
（2）物理量教学可以开发学生智力与培养学生思维能力。心理学讲：“人的思维活动是凭借概念与词汇开展的”。在物理教学中最要紧的是活跃学生头脑里的物理思维活动，无论是物理思维或运用物理思想方法进行研究，都离不开明确的物理里。例如在教电学时，只有学生理解电流强度、电阻、电压三个物理量的基础上，通过演示实验，才能引导学生判断这三个物理量的关系，导出欧姆定律。这样教会学生运用实验与数学相结合的物理科学方法，可以开发学生智力与培养学生思维能力。
（3）物理量教学在发展学生个性上有积极推动作用。历代物理学家的重大发现，都是由他们高度发展的抽象思维能力与兴趣、意志、信念等的智慧结晶。其中促使他们这种个性充分发展的因素，往往都是由于大量实验的物理现象中所形成的新的物理量作导航。例如牛顿的经典力学就是以力、质量、加速度等物理量为出发点，导出牛顿运动定律的结果；法拉第就是由于电动势，磁通量等物理量的提出而导致法拉第电磁感应定律的发现。所以就充分发展学生个性看，要使学生明确物理量。
2.物理量的教学方法
（1）物理量的引入
讲授物理量时，首先要介绍建立物理量的过程，搞清为什么要引入该物理量。新的物理量的引入，不管采取什么方式，为了获得最佳教学效果，所提出的问题必须满足三个条件：一要反映学习这个物理量的客观性与必要性；二要巧妙把它的教学目的转化为学生的学习目的；三要激起学生的求知欲。例如讲加速度时可以这样引入：“人走路、马拉车、汽车跑、飞机飞，除了运动快慢程度不一样，还有什么不同（速度改变的快慢不同）。不同物体、速度的改变快慢不同，尽管是同一物体（汽车），在不同时间（起动、刹车）速度的改变快慢也不一样，为了描述速度改变的快慢程度而引入加速度这一物理量”。定性的分析引出物理量后，还要定量的研究它的定义式。
（2）建立量的观点，导出量度公式
物理量定量的研究，需要由演示实验、学生实验测出精确的物理量值，运用数学工具来研究它与有关物理量之间的严格数量依存关系，给物理量下定义。例如电场强度，通过实验测出检验电荷在电场中某一固定点所受的电场力跟它本身电量的比值始终是一恒量，不同的点，这一比值不同。
定义：电场中某点检验电荷在该点所受的电场力跟它本身电量的比值叫该点电场的电场强度、方向跟正电荷受力方向相同。（公式：E＝F/q方向：跟正电荷受力方向相同，单位：牛顿/库仑）
物理学中的物理量用数学形式表达成物理公式后，显得特别简单、明确，便于运用它来进行分析、推理、论证。所以数学知识是研究物理问题的工具，用好数学对解决问题是很必要的，但是却不可以单纯从数学角度看待物理问题。例如，根据场强定义式E=F/q，不能单纯从数学角度看，认为E跟分子成正比，跟分母成反比。类似的还有电容C=Q/U电势φ=EP/q电阻R=U/I等。又如，加速度a1= - 8m/a1，a2＝5m/a1，不能单纯从数学角度判断a1小于a2。对于物理量，要掌握它的物理意义，理解物理量定义的物理过程与真实的含义。例如电学中电动势的定义式：ε=W/q和电压的表达式：U=W/q，数学符号相同，单位都是伏特，如果学生不理解它们的物理过程与物理含义，就会混淆不清，感到莫名其妙。总之，物理量的学习，不能死记、强背、硬套。要理解性记忆，实质性掌握，灵活性应用。
（3）复习应用
课堂上讲清物理不能万事大吉，那只是为学生掌握与运用创造了良好条件。如果不及时指导练习与复习，就会学而不牢、功亏一篑。一个完整的物理量，有些时候，并不是一次能讲透、讲全的，有一个逐步发展引伸的过程，需要不断反复认识补充新的内容，才能获得一个较完整的认识。例如质量，初中指出“物体所含物质的多少叫做质量”；到了高中学习牛顿定律时，指出：“质量是物体惯性大小的量度”；在后续的学习中，又知道质量与引力（万有引力定律）的关系，质量与能量（质能定理）的关系，从而对质量有了一个全面的、深刻的理解。类似的情形还有很多，在引导学生复习运用时，要注意物理量具有阶段性。例如速度，初中定义：“物体通过的路程跟它所需时间的比值，v=s/t”；高中学了位移后定义：“物体通过的位移跟它们所需时间的比值，v＝s/t；高职高专学了微积分后定义:“位移对时间的一阶导数，v=ds/dt”。再如功，初中定义式：W=FS，高中定义式：W=FScos，到了大学学了微积分后变力所做的功定义式：W=∫baFcosdS。在组织复习时，要根据教材的内容和学生的实际，作合理的安排。
三、物理定律的教学
物理定律是反映物理量之间的本质联系，因果关系与严格的数量依存关系；凡有关教材中的众多公式，重要推论和原理都可以由它引导与推得。
1.物理定律的教学是物理教学的重点
首先，物理概念，物理量的学习只是一些支离破碎的物理知识，从结构体系上看，这些物理概念，物理量无主心骨，缺乏凝聚中心，所以只有以物理定律作组织的枢纽，物理教学才显得有起有合、能散、能收、内容丰富，形成一个完整的知识体系。
其次，学习的目的不是为了学习而学习，而是为了应用而学习，物理定律就是物理概念，物理量的具体应用。
此外，和物理量的教学一样，物理定律的教学同样能开发学习智力，培养学生思维能力，促进学生个性的发展。
2.物理定律的教学方法
（1）引入新课
在备课中思考，怎样循循善诱，巧妙而有效地向学生交代教学的目的，并转化为学生学习目的，引入新课。
（2）重视实验
物理教学的特点在于突出物理实验。在物理定律的教学上又有特殊性，就是突出定量的演示实验与学生实验，且要做好、做准。以提供学生发现物理规律的必要条件与学习环境。引导学生设计实验装置，学会运用物理实验方法来研究提出的新课题。
（3）建立量的观念、会用数学公式表示
做定量的演示实验时，要提醒学生，哪个值不变，测哪两个物理量之间变化的对应值，作好实验记录，将其中准确的计算值列入设计好的表格中，运用数学方法，找出确切的数学表达式。一般以运用比例与研究比值的数学工具较多。例如，当m一定时，a∝F；F一定时，a∝1/m，a∝F/m改写成等式a=KF/m（当统一采用国际单位制时，K=1）所以a=F/m或F=ma，这就是牛顿定律的数学表达式。在教学中，应该把这种运用数学研究物理定律的方法交给学生，要求学生学会掌握。
（4）弄清物理定律的物理意义与适用范围
学生认识物理定律后，首先要正面理解物理定律的语言表达；其次，要弄清物理定律的数学表达式的真正含义，把和它相邻的公式以及由它导出的公式从物理意义上划清界限，以免混淆不清。例如，就欧姆定律来说，它的数学表达式I=U/R要与电阻的量度公式R=U/I，电阻定律的表达式R=ρL/S和导出公式U=IR的含义都区别开来。此外，还要指明它的适用范围。任何一个物理定律，都是在一定条件下，运用物理的理想过程和理想实验的思想方法得到的，因此，每个定律都有它的适用范围。例如，机械能守恒定律（适用于只有重力和弹力做功的条件下）；库仑定律（适用于真空中的点电荷）等。只有知道了它们的物理意义和适用范围，才有利于学生掌握和应用。
（5）复习应用
注意培养学生的审题能力，习惯按题意作分析图，把已知的物理量全部统一国际单位制，这样给学生的解题带来了方便，提高学生的学习效率。
物理概念是物理教学的基础，物理量是物理教学的关键，物理定律是物理教学的重点，只有了解了它们在教学中的地位、作用和掌握了它们的教学方法，才能取得最佳教学效果，学好物理基础知识，为其它自然学科奠基理论基础。
参考文献
[1]《物理》第二册，《物理》编写组[M].苏州大学出版社，1998.12.
[2]田学军.浅谈大专院校中的普通物理教学[J].科教文汇，2008.8.
第一步：展现生活，问题引入。
首先就利用多媒体课件展现一辆电动车，并且做如下说明：
电动车以价格低廉、经济实用颇受人们青睐，现在已经开始进入平常百姓家庭。可能我们不少同学家都有电动车。俗话说：便宜无好货。电动车的劣势也非常明显。那就是动力不强，爬坡能力有限，当遇到坡度大一点的路面的时候都要停下来推。
接着，在同一屏幕投影长城，说明如下：
长城以雄伟、壮观、陡峭而闻名于世，就曾经写诗歌颂：不到长城非好汉。我们大家现在所看见的就是其中最为著名的一段长城：八达岭长城。
跨越空间想象：
试想，当我骑电动车去上八达岭长城的时候，那会是一番怎样的情形呢？
（学生大笑，彼此相互讨论）
老师总结出学生的部分语言：
用书面语言来表示，那就是没辙了；用时髦的语言来表示，那就是歇菜了；用生活的语言来表示，那就是烧掉了。
接着发问：这是为什么呢？
完成新课导入，形成以下投影。
第二步：布置任务，学生讨论。
投影一段导线，指出导线两段电压为U，通过导线的电流为I，经历时间t以后的电场力所做的功，安排学生思考、解答，得出电功的表达式，指出单位与功的单位相同：J。
带领学生一道粗略计算家庭每月的耗电量，目的是要说明家庭用电以焦耳作为单位太小，需要用大一点的单位，从而引出KWh（度）的单位。
与学生一道思考家里用电量主要是消耗在哪些用电器上，这些用电器耗电大？从而引出电功率的概念。引导学生推导出电功率的表达式。形成如下投影：
第三步：演示实验，置疑所学。
[过渡]指出根据上面电功率的表达式，知道某个用电器两端的电压和通过的电流，就应该知道了这个用电器的电功率。出示一个小电机，下面我们来设计一个电路计算小电机的电功率。
请同学们设计一个简单的电路。
然后根据电路完成实验。刚开始控制电压让电机不动，让学生记下电流表和电压表示数，计算出电功率；然后手动转动转子，使电机正常运转，学生记下示数，计算出电功率。发现两次得出的电功率不一样，质疑原因。这是为什么呢？形成如下投影：
第四步：师生互动，分析总结。
引导学生思考，从能量转化的角度思考：卡住与正常运转的区别。
[教师总结]卡住是电能全部转化为内能，用来发热；正常运转电能不仅转化为内能，更多转化为其他形式能量。把卡住的这种电能全部转化为内能，用来发热的电路称为纯电阻电路。从字面上来理解就是只有电阻的电路，如现实生活中的热得快、电饭堡等。把正常运转电能不仅转化为内能，更多转化为其他形式能量的电路成为非纯电阻电路。从字面上来理解就是不是只有电阻的电路。其实现实生活中绝大多数用电器都是非纯电阻电路。例如电风扇，假如在炎热的夏天，我们正需要一丝凉爽的的风的时候，而我们打开电风扇，电风扇却仅仅发热那将是怎样一番情景啊！（学生大笑）现实中，我们为了保护电器设备，往往要想办法消除或者减少电器设备在使用时产生的热量，例如电脑室一般都有空调，电脑内部也安有风扇。但是有时候我们也需要这种热量。例如我们有的同学喜欢看电视，而家长又不让，怎么办呢？与家长玩起了捉迷藏的游戏，家长外出了就打开电视，瞅准家长要回来了就关掉电视。但是有的家长比较聪明。（学生笑）回家一摸电视有没有发热就知道了。
趁着热烈气氛，师生共同分析。总结得出焦耳定律，电热、热功率。形成如下投影：
第五步：巩固讨论，加深印象。
回归课前所提问题，投影如下问题，让学生讨论回答，以巩固所学知识。
最后师生共同总结如下：
一、强调考查学生综合分析能力
例1（2013年天津）现有一个阻值为30 Ω的定值电阻R0，一个电压约为
12 V的电源，一个只有0～3 V量程的电压表，一个最大阻值约为
200 Ω的滑动变阻器，开关及导线若干，请设计一个实验，比较精确地测出一个约为20 Ω的未知电阻Rx的阻值（电路可重组），要求：
(1)画出实验电路图；
(2)写出主要步骤和需要测量的物理量；
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式及减小误差的方法（用已知量和测量量表示）.
解析 ：（1）定值电阻R0和未知电阻Rx、滑动变阻器串联，分别利用电压表测出定值电阻R0和未知电阻Rx两端的电压，电路图如下：
（2）主要实验步骤和需要测量的物理量：
①按照电路图连好电路，将滑动变阻器滑片调到阻值最大处，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数接近满偏，记下电压表的示数U0.
②断开开关，保持滑片的位置不变，将电压表改接在未知电阻两端，闭合开关，记下电压表的示数Ux.
（3）因为串联电路中各处的电流相等，
所以根据欧姆定律可得：
U0 R0
= Ux Rx
，解得Rx= Ux U0R0.调节滑动变阻器，多测几组电压值，对所求电阻求平均值.
赏析 ：在设计电路中既要考虑如何依据电路特点测出电阻，又要考虑电路的安全问题.答题中如果未使用滑动变阻器，因电压表量程过小，电源电压过大将会烧坏电压表.答题中，只将待测电阻和滑动变阻器串联来测，因滑动变阻器不能连续读数，只能将滑动变阻器调到阻值最大处，无法进行多次测量求平均值，误差过大.
本题既注重基本技能的考查，又强调对物理知识的应用性、探究性、综合性的考查，凸显能力比知识更重要.
二、深化考查学生知识迁移能力
例2 （2013年陕西）有三个阻值不同的完好电阻R1、 R2和R3，小华想利用图1电路测量R1的阻值.
(1)测量电阻的实验原理是 .
(2)根据图2(1)，用笔画线代替导线，将图2(2)实物电路连接完整.
(3)正确连接实物电路后，开关S闭合前应将滑片P置于；闭合开关S后，小华发现，无论怎样移动滑片P，电压表和电流表都有示数且不变，经过检查各元件连接正确，故障应是滑动变阻器（选填“短路”或“断路”）.
表1
实验
序号 电压U/V
电流I/A
[]
电阻R1/Ω
1 0.75 0.12 6.25
2 1.10 0.18 6.11
3 0.55 0.09 6.11
4 1.30 0.21 6.19
(4)为了使R1的测量结果准确，需要获得多组R1两端电压值及通过
R1的电流值.在不改变电源的情况下，小华利用R2、R3替代滑动变阻器获得了四组数据，如右表.她的具体做法是.
(5)被测电阻R1的阻值为 Ω.
解析 ：(1)欧姆定律（或
I= U R，或R= U I)；(2)如图2(2)；(3)右端（或B端，或阻值最大处）短路；(4)测出分别将
R2、R3与R1串联时，将
R1、R2、R3一起串联时，将R2、R3并联后再与
R1串联时，R1的相应电压值和电流值；(5)6.17.
赏析 ：本题以伏安法测电阻为背景，着重考查了：伏安法测电阻的原理、连接电路、实验操作时的注意事项、实验中的故障分析、依据电路特点用电阻的串并联代替滑动变阻器改变电路中的电流和电压、多次测量求平均值等知识.
本题的第(4)问新颖巧妙，增加了试题的思维含量，考查了学生对基本规律的迁移能力.
三、加强考查学生创新思维能力
例3（2013年河南）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8 V”字样，电源电压恒定.
(1)请你用笔画线代替导线，将图3中的实物电路连接完整.
(2)连接完实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是： .
(3)故障排除后，开始实验，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应
注视 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图4所示，则灯泡的额定功率为 W.
⑷完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为 的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图5所示的电路，也测出了灯泡的额定功率.请完成下列实验步骤：
①闭合开关 ，将 拨到触点 (选填“1”或“2”)，移动滑片，使电压表的示数为 V.
②再将开关 拨到触点 (选填“1”或“2”)，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U.
③灯泡额定功率的表达式为(用已知量和测量量表示).
解析 :(1)略；(2)灯泡处断路（或灯丝断路、灯泡与底座接触不良等）；(3)电压表、1.52；(4)①2、3.8；②1；③将 拨到触点2，移动滑片使电压表的读数为灯泡的额定电压3.8 V，再将开关 拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，因此时灯泡两端的电压仍为3.8 V，故
R0
两端的电压为U-3.8，根据串联电路特点有
，解得RL= 3.8(U-3.8) R0.
赏析 ：本题的第⑷问设计别具匠心，关注学生运用所学物理知识、物理方法，分析和解决实际问题的能力，是对学生创新能力和科学探究能力的综合考查.
四、突出考查学生分析问题能力
例4(2013年新疆）如图6所示，实验过程中，闭合开关后，小灯泡不亮，但电流表有示数.艾力同学猜想有可能是小灯泡的实际功率太小，你认为对吗?为了使小灯泡发光，提出你的解决办法.
解析 ：答案一：对，当灯泡的电阻远小于滑动变阻器接入电路中的电阻时，因电流相同，由
P=I2R知灯泡的功率过小，不足于发光.移动滑动变阻器滑片，使其电阻变小，则小灯泡会发光.
答案二：不对，有可能是小灯泡的灯座短路，造成小灯泡不亮，但电流表有示数.排除灯泡的短路故障，则小灯泡会发光.
答案三：对，电源电压过低，导致电流过小，小灯泡的实际功率太小，不足于发光.换用电压稍大的电源，移动滑动变阻器灯泡发光.
答案四：不对，可能将小灯泡和电流表并联后，再和滑动变阻器串联接在电路中.
赏析 ：本题学生可从不同的角度分析，思维空间大.但实验方案应与判断对应，否则不会得分.
练习 ：1.某同学在没有电压表的情况下，利用电流表和已知阻值的定值电阻 ，一电压已知的电源和一单刀双掷开关（或一单刀单掷开关），测量未知电阻 阻值，请设计出电路图，写出实验过程和表达式.
答案 ：如图7（a),开关向上将
R0接入电路，读出电流表的示数I1；再将开关拨至下方将
Rx接入电路读出电流表的示数I2.表达式：
具有十分重要的意义。
一、重视实验教学中问题的提出与讨论，培养思维的独立性
思维首先是解决问题的过程，思维通常是由问题情景产生的，而且是以解决问题为目的的。在实验过程中如果对问题的提出，教师总是“为什么、是什么、怎么做”，对实验的过程和结果不经过仔细的讨论和研究，总是死记硬背课本上的步骤和结论，那么，学生的思维就会被束缚，停止在事物的表面，就会丧失独立性和主动性。因此，在实验教学中教师要根据学生现有的知识结构和心理发展水平，创设问题情景，重视问题的提出与讨论。可以是教师根据实验器材提出问题，可以是教师根据实验方法、实验内容提出问题，也可以是学生根据实验过程中观察到的现象提出问题，然后根据提出的问题，教师让学生进行独立的思考，并展开激烈的讨论。例如，在学习惯性的内容时，很多学生对实验现象以及实验本身提出了很有价值的问题，如：要求木棒打击塑料板的速度为什么要大？塑料板与鸡蛋之间的摩擦大些好还是小些好？一定要用鸡蛋做该实验吗？在杯里一定要装上水吗？等等。在问题的提出与讨论的过程中，教师要允许学生提出不同的问题和发表不同的观点，即使提出的问题是肤浅的，发表的观点是片面的，甚至是错误的，教师也应正面加以指导和鼓励，调动和发挥学生的积极性与主动性。这样可以使学生的思维空间得以扩大，思维的积极性得到调动，思维的独立性得到培养和提高，以避免在教学过程中解决问题时常常出现“人云亦云”的现象。
二、正确处理局部与整体的关系，提高思维的深刻性
在实验教学中应正确处理局部与整体的关系，把知识仅仅局限在某一方面是不够的，要从整体的高度去认识和把握。一方面把研究对象作为有机联系的整体，从各种联系的本质上去认识，从结构和功能上去把握。另一方面要明确在获得知识信息的过程中，所研究的知识点在整个知识体系中的位置。不仅注重知识的学习，还要注重方法论的学习。这就要求教师在问题的设计时要由浅入深，由易到难，层层递进，把学生的思维逐步引向新的高度，提高思维的深刻性。例如，在“电阻”课题的教学中，研究导体电阻的大小与哪些因素有关，我们可以进行如下的分解：
（1）导体电阻的大小可能与哪些因素有关？试根据已有的知识进行猜测；
（2）导体的电阻与各种相关的因素可能有怎样的关系？试猜测；
（3）如何通过实验研究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系？实验的条件应怎样进行控制，试设计实验电路；
（4）由本实验可以看出，对多变量问题进行研究时采取的基本方法是什么？等等。
三、注意引导学生从单向思维趋向多向思维，提高思维的灵活性
在实验教学中教师要使学生克服单一的思维模式，建立知识、方法、能力相结合的多向思维模式，加强引导学生沿着不同方向、不同角度思考，从多方面来探索问题的结果，通过实验的方法对问题加以探究或对结论加以验证，从不同侧面去掌握知识，从而提高学生思维的灵活性，并培养学生的创新思维能力。
例如：在学习怎样测电阻时，让学生从各自不同的角度对如何测电阻进行有价值的讨论，从中获得较全面的方法。具体过程如下：
（1）学过欧姆定律后你能从中得出要测定一个未知电阻阻值可以通过哪些公式求出？
学生经过讨论后，得出可以用R=U/I（欧姆定律）、R1∶R2=U1∶U2（串联电路）、R1∶R2=I1∶I2（并联电路）三个相关公式求出待测电阻。
（2）如果没有电流表，只给一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的电阻R0、若干导线和开关，你有哪些办法测出未知电阻Rx的阻值？
学生经过讨论后提出电路设计成串联电路，利用电压之比等于电阻之比求出未知电阻，可用三种方法：R0∶Rx=U0∶Ux，R0∶Rx=U0∶（U总-U0），R0∶Rx=（U总-Ux）∶Ux，学生根据设计画出电路图，写出待测电阻的数学表达式，结合现有的器材，通过实验加以验证。
（3）如果没有电压表，只给一个电流表，其它器材与上面（2）相同，如何测定待测电阻的阻值？
学生经过讨论后提出电路设计成并联电路，利用电流之比等于电阻的反比求出未知电阻，可用三种方法：R0∶Rx=Ix∶I0，R0∶Rx=（I总-I0）∶I0，R0∶Rx=Ix∶（I总 -Ix），学生根据设计画出电路图，写出待测电阻的数学表达式，结合现有的器材，通过实验加以验证。
（4）只给一只电流表或电压表、一个电池组、一个阻值变化范围已知的滑动变阻器、一个开关和若干导线来测定一个未知电阻RX，请画出实验电路图，简要说明实验步骤，并写出RX的表达式。
学生经过思考，对前面(2)、（3）题的电路进行分析、比较，进行设计电路。利用变阻器的两个特殊位置进行测量并列出方程，最后得到满意答案。
四、处理静态思维与动态思维的关系，提高思维的广泛性
静态思维是学生对教学内容和规律进行结论性的理解和记忆的过程，是一种呆板、凝固的思维方式；动态思维是把学生置于教学活动过程中，进行探索性的思维活动，这种思维能力加深学生对物理知识的理解与掌握。例如，在进行比热概念的教学时，课本上安排如下演示实验：用两个同样的烧杯分别装上质量和温度都相同的水和煤油，用两个同样的电热器给它们加热，从温度计可以看到，在相同的时间内，煤油的温度升高比水多，从而引入比热的概念，并得出水的比热比煤油大的结论。在实验的过程中，我们可以让学生思考这样几个问题：
（1）两只烧杯的规格是否一定要相同？
（2）两只加热器的功率是否要相同？
（3）两只温度计的规格是否一定要相同？
探究式教学，就是以探究为基本特征的一种课堂教学活动形式。即在教师的启发引导下，学生在学习概念和原理时，通过自己阅读、观察、实验、思考、讨论等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。它以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会。它的指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，让学生自觉地、主动地探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，从中找出规律，进而形成自己的概念。
目前，探究式教学已成了贯彻新课改理念的主旋律，它让课堂教学焕发出新的活力。
一、探究式教学正确处理了“教师的教”与“学生的学”之间的辩证关系
传统的物理教学过于强调学生接受知识、死记硬背、机械训练。往往忽视了学生的经历、体验、认识和运用探究的过程，从而难以激发学生学习、探究物理的积极性。
而探究式教学形式避开了教师的“一言堂”，并有意识地引导学生讨论，为不同层次的学生提供了参与的机会，便于调动学生的学习积极性，有利于学生的主动参与。另外学生学习中的问题也可以得到充分地暴露，有利于教师了解学生的学习心理活动，从而及时地进行反馈和矫正。再者，由于讨论过程中可以畅所欲言，学生的思维可以得到有效地发散，有利于培养学生的发散性思维和创新意识，同时学生讨论、发言表明自己的看法与见解，有利于培养他们的语言表达能力和与他人合作的能力。它重视发挥教师和学生双方的主动性，并强调学生的主体地位。
二、探究式教学有利于培养学生的实践能力
探究式教学法不同于传统的知识传授，它注重学生的参与，要求学生必须参与到教学过程中来。他需要学生的设计、策划，体现了学生的主观能动性。比如，人教版《物理》必修1“探究加速度与力、质量的关系”这个实验中，教材虽然给出了一些实验器材及注意事项。而实验中如何平衡摩擦、怎么固定打点计时器、如何穿纸带等就需要学生自己动手完成。
三、探究教教学能培养学生运用所学知识，结合新知识，去解决实际问题的能力
例如在人教版《物理》选修3-1学生实验“测量电源的电动势和内阻”中，课本中只列举了用计算法和作图法来处理实验数据，能否进一步提高这个实验的功能，引导学生积极思考，运用所学知识，结合新知识，去解决实际问题，参与到实验设计中去呢？
问题一：如果手中没有电压表，只有电流表，其他元件可任意选，请你设计出测定电源电动势和内电阻的方法。
学生在思考中可能会提出这样那样的问题或保持沉默，这时要细心解答，并可加以必要的提示：比如课本中的实验电路（图1）还适用吗？路端电压U与电流I、外电路电阻R之间存在什么关系？滑动变阻器在这里不适用吗？可以用什么元件来替代？经过思考与激烈的讨论学生能够得到以下方法：把图1中的伏特表拆去，滑动变阻器用电阻箱来替代，测出两组I、R或者将电路图改为图2所示电路、其中R1、R2为两个定值电阻。
根据闭合电路欧姆定律表达式E=U+Ir和部分电路欧姆定律的表达式U=IR建立方程组，即可求出电池的电动势和内电阻。当然这里还可以继续提问：从实验的角度思考用电阻箱好还是用定值电阻好？
问题二：如果手中没有电流表，只有电压表，其他元件可任意选，请你设计出测定电源电动势和内电阻的方法。
四、探究式教学有利于培养学生交流合作的精神
现代社会生活和科学工作中，各种方式的交流合作十分重要，许多工作不可能由单独的个人完成，因此，合作意识、群体意识是现代人的一种必要的品质。在探究活动中，可培养学生这方面良好素质的形成。在教学中可以从多方面培养学生交流合作的能力。学生在探究活动中认真听取他人的意见和建议，相互取长补短，从探究过程中学会学习，学会思考，学会合作，学会探究，这正是现代教育的目标。协作、交流、表达贯穿各环节的活动之中，学生通过探究过程的讨论与交流，以及书写探究报告、制作模型、辩论和展览等形式，可以形成一个有利于人际沟通与合作的良好氛围，发展乐于合作，分享信息和成果的团队精神，这也是现代人所应具备的基本素质。