时间：2023-08-12 09:06:42
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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。
一、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含义，引入了惯性的概念，是研究整个力学的出发点，不能把它当做第二定律的特例；惯性不是状态量，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。
二、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。
三、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常量的实验，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。
四、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做功或所做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。
五、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。
六、欧姆定律。中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I＝U/R或U＝IR。教学时应注意：①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言；“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的三个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念，并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I＝ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式，要明确它们的物理意义。⑤教师应明确，普通物理学中的欧姆定律公式多数是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否，R＝U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义式。中学物理课本不把 R＝U/R列入欧姆定律公式，是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。
关键词：理解;欧姆定律;电流;电压;电阻
欧姆定律是初中物理电学部分的核心内容，也是中考中考点的重点内容、难点内容。欧姆定律掌握的好坏直接影响学生的考试成绩，要多用时间将这块知识夯实，才能取得高考的胜利。
一、明确欧姆定律的内容
1、实验思想和方法
欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的：即在控制电阻不变，得到通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;控制导体两端的电压不变，得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。
2、欧姆定律的表达式
由实验总结和归纳出欧姆定律：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式为：I=U/R;I的单位是安（A），U的单位是伏（V），R的单位是欧（Ω）;导出式：U=IRR=U/I
注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系，即具有同一时间，同一段导体的关系。
3、欧姆定律的应用条件
（1）.欧姆定律只适用于纯电阻电路;
（2）.欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，而对于气体、半导体导电一般不适用;
（3）.欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;
（4）.欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量，不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。
4.区别I=U/R和R=U/I的意义
欧姆定律中I=U/R表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻。当导体中的U或R变化时，导体中的I将发生相应的变化。可见，I、U、R都是变量。另外，I=U/R还反映了导体两端保持一定的电压，是导体形成持续电流的条件。若R不为零，U为零，则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大，即使它的两端有电压，I也为零。因此，在欧姆定律I=U/R中，当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。
R=U/I是欧姆定律推导得出的，表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式，而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质，因此，在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。
对于给定的一个导体，比值U/I是个定值;而对于不同的导体，这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。
二、欧姆定律的应用
在运用欧姆定律，分析、解决实际问题，进行有关计算时应注意以下几方面的问题：
1.要分析清楚电路图，搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联，还是并联，这是解题的关键。
2.利用欧姆定律解题时，不能把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算，也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆，便于分析问题，最好在解题前先根据题意画出电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式，并注意单位的统一。
3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素：一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此，电路变化问题主要有两种类型：一类是由于变阻器滑片的移动，引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合，引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为：先看电阻变化，再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。
三、典型例题剖析
例1 在如图所示的电路中，R=12Ω，Rt的最大阻值为18Ω，当开关闭合时，滑片P位于最左端时电压表的示数为16V，那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少？
解析：分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路，电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V，说明电路中的总电压（电源的电压）是6V，而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表仅测R两端的电压，而此时电压表的示数小于6V。
滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如图所示，滑动变阻器的滑片P向B滑动时，电流表的示数将;电压表的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”）如此时电压表的示数为2.5V，要使电压表的示数变为3V，滑片P应向端滑动。
图1
分析：根据欧姆定律I=UR，电源电压不变时，电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段，动滑片P向B滑动时，AP段变长，电阻变大，所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压，根据Ux=IRx可知，Rx不变，I变小，电压表示数变小。反之，要使电压表示数变大，滑片P应向A端滑动。
答案：变小;变小;A。
参考文献：
1 教材中两点值得商榷的地方
在过去的教学过程中，按照教材提供的素材和呈现知识的顺序进行施教.在实际教学中，学生就会出现以下的现象：（1）容易混淆电功和电热这两个物理概念.因为教材中，就是从电功公式推导出焦耳定律.很容易让学生认为求电热就用电功来计算，再遇到非纯电阻电路不能清晰的区分开，要费力抹掉前面的那些“深刻印象”，重新认识问题，这样的反复往往使学生感到比掌握新知识还要困难.（2）闭合电路欧姆定律各公式的适用范围含糊不清.根据教材的设计，从纯电阻电路推导出了公式I=ER+r或E=IR+Ir，再把公式推导成E=U外+U内.这种从特殊到一般的推导顺序违背了学生的认知规律，学生不能理解E=U外+U内适用于一切电路.
2 适当调整教材中概念和规律的设计
在施教恒定电流的过程中，以电动势、电功两个概念和焦耳定律为基础，贯彻能量转化与守恒定律思想的讲授顺序，学生反映知识的系统是清晰的，掌握起来比较方便.
这样的教学设计一方面从理论分析的角度使学生对概念和规律有了更深刻的理解；另一方面使学生体会到，许多概念和规律都靠逻辑关系联系着，物理学是一个自洽的体系.
2.1 电动势概念的建立
从非静电力做功的角度引入电动势的概念，教学设计上要有层次，努力使学生经历一个理性的、逻辑的科学思维过程，并将其思维上的台阶搭建合理.
设计的几个台阶：①电源能维持电荷逆势而上，一定存在着“非静电力”；②非静电力一定要克服静电力做功，静电力做负功，所以电能在增加.从能量转化的角度看，电源是把其他形式能转化为电能的装置，非静电力做功的物理意义就是量度了产生多少电能.③把相同的正电荷从负极经电源内部移到正极，非静电力在不同的电源中做功不一样，即不同的电源非静电力做功的本领是不同的，引入电动势来表达电源的这种特性.
可以看出，以这样方法引入电动势，的确要比直接给出一个名词费些时间，但这是值得，因为这里体现了物理学的基本思想之一，通过做功研究能量变化的思想，用比值定义物理量的思想.不仅如此，这样的学习还有助于建立闭合电路中电荷运动的图景.
2.2 焦耳定律的教学
教材中，根据功和能的关系，从电能的转化引入电功的概念，然后根据静电力做功知识和电流与电荷量的关系得到了电功的公式W=UIt.此处要强调电功的物理意义，功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即电功量度了电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键.
焦耳定律的教学，我们要归还焦耳定律的本来面貌，以物理学史的方式进行教学，更科学更合理.学生知道焦耳定律是一条实验规律，电流的热效应Q=I2Rt，反映了电流流经电阻就产生Q=I2Rt电热.通过电动机电路，讨论消耗的电能与产生电热的关系，这样学生对电功和电热的关系就一目了然.
2.3 闭合电路欧姆定律的教学
教材的基本思路：电源所产生的电能即非静电力做功等于内外电路产生的电热.即
EIt=I2Rt+I2rt，
可推导出
E=IR+Ir
或
I=ER+r，
1．巩固串联电路的电流和电压特点.
2．理解串联电路的等效电阻和计算公式.
3．会用公式进行简单计算.
能力目标
1．培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.
2．培养学生理论联系实际的能力.
情感目标
激发学生兴趣及严谨的科学态度，加强思想品德教育.
教学建议
教材分析
本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题，从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点，用等效的观点分析串联电路是本书的难点，协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键．
教法建议
本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.
实验法和理论推导法并举，不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些，而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些．
由于实验法放在理论推导法之前，因此该实验就属于探索性实验，是伏安法测电阻的继续．对于理论推导法，应先明确两点：一是串联电路电流和电压的特点．二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体（或某段电路）计算串联电路的电流、电压和电阻时，常出现一个“总”字，对“总”字不能单纯理解总和，而是“总代替”，即“等效”性，用等效观点处理问题常使电路变成简单电路．
--方案
1．引入课题
复习巩固，要求学生思考，计算回答
如图所示，已知，电流表的示数为1A，那么
电流表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表的示数是多少？
电压表V的示数是多少？
通过这道题目，使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系
（1）串联电路中各处的电流相等．
（2）串联电路两端的总电压等于各支路两端的电压之和．
在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路，几个导体串联以后总电阻是多少？与分电阻有什么关系？例如在修理某电子仪器时，需要一个10的电阻，但不巧手边没有这种规格的电阻，而只有一些5的电阻，那么可不可以把几个5的电阻合起来代替10的电阻呢？
电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题．
2．串联电阻实验
让学生确认待测串联的三个电阻的阻值，然后通过实验加以验证．指导学生实验．按图所示，连接电路，首先将电阻串联入电路，调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数（如3V），电流表的读数为0．6A，根据伏安法测出.
然后分别用代替，分别测出．
将与串联起来接在电路的a、b两点之间，提示学生，把已串联的电阻与当作一个整体（一个电阻）闭合开关，调节滑动变阻器使电压示数为一整数（如3V）电流表此时读数为0．2A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果得出总电阻与、的关系.
再串入电阻，把已串联的电阻当作一个整体，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为一整数（如3V）电流表此时示数为0．1A，根据伏安法测出总电阻．
引导学生比较测量结果，得出总电阻与的关系：.
3．应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系：
作图并从欧姆定律分别求得
在串联电路中
所以
这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和．
4．运用公式进行简单计算
例一把的电阻与的电阻串联起来接在6V的电源上，求这串联
电路中的电流
让学生仔细读题，根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值，未知量的符号．
引导学生找出求电路中电流的三种方法
（1）（2）（3）
经比较得出第（3）种方法简便，找学生回答出串联电路的电阻计算
解题过程
已知V，求I
解
根据得
答这个串联电路中的电流为0.3A.
强调欧姆定律中的I、U、R必须对应同一段电路.
例二有一小灯泡，它正常发光时灯丝电阻为8.3，两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源，要使灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻？
让学生根据题意画出电路图，并标明已知量的符号及数值，未知量的符号.
引导学生分析得出
（1）这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V，而电源电压是6V，那么串联的电阻要分担的电压为
（2）的大小根据欧姆定律求出
（3）因为与串联，通过的电流与通过的电流相等.
（4）通过的电流根据求出.
解题过程
已知，求
解电阻两端电压为
电路中的电流为
课题：闭合电路的欧姆定律（第一课时）
课型：复习课
【教学目标】
一、 知识目标
1. 理解闭合电路的欧姆定律，并用它进行有关电路问题的分析和计算.
2. 理解路端电压与负载的关系.
二、 能力目标
1. 通过对U-I图线的分析培养学生应用数学工具解决物理问题的能力.
2. 利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
三、 情感目标
通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生创新精神和实践能力.
【教学重难点】
1. 闭合电路的欧姆定律
2. 路端电压与电流（外电阻）关系的公式表示法及图线表示法.
【考点再现 设疑激思】
一、 电动势
1. 电源是通过非静电力做功把 的能转化成 的装置.
2. 电动势：非静电力搬运电荷所做的功跟搬运的电荷电量的比值，E= ，
单位：V .
3.电动势的物理含义：电动势表示电源 本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
电动势与电压有什么区别？
（1、其它形式、电能 2、 Wq 3、将其它形式的转化为电能）
（电动势反映其它形式的能转化为电能的本领，电压形成电场，促使电流做功.）
二、闭合电路欧姆定律
1.定律内容：闭合电路的电流跟电源电动势成 ， 跟内、外电路的电阻之和成 .
2.定律表达式为I=
3.适用条件
4.闭合电路欧姆定律的两种常用关系式：
（1）E=
（2）E=
你认为电源的内阻是恒定的还是不断变化？定律表达式怎样推导出来的？
电路中电流一定从高电势流向低电势，对吗？
（1、正比、反比；2、I=ER+r； 3.纯电阻电路；4.E=U内+U外、E=U外+Ir）
（电源内阻短时间可认为不变、定律从能量守恒推导、不对，内电路电流方向从低电势流向高电势）
三、路端电压U与外电阻R的关系
根据U= 知，当外电路电阻R增大时，电路的总电流I ，电源内电压U内 ，路端电压U外 .
（E-Ir 、减小、减小、增大）
四、U-I关系图
由U= 可知，路端电压随着电路中电流的增大而内电压 ；
1.当电路断路即I=0时，纵坐标的截距为 .
2.当外电路电压为U=0时，横坐标的截距为 .
3.图线的斜率的绝对值为电源的 .
注意点：纵轴起点是否为零.
电源的U-I关系图与电阻的U-I关系图有什么不同？
（E-Ir、减小 1.E 2.I短 3.r）
（电源的U-I关系图反映路端电压与电流关系、电阻的U-I关系图反映电阻两端电压与通过它的电流关系）
五、电源的功率
1.电源的总功率P总= .
2.电源的输出功率P出=.
（1.EI 2.UI）
考点说明： 闭合电路欧姆定律是二级要求，常在选择题中出现动态电路分析，实验中常考查U-I图线的有关知识点.
复习考点还须引导学生多阅读教材，多思考，多归纳总结，多联系实际.
【典型例题剖析 学会归纳总结】
题型1闭合电路欧姆定律的动态分析
例1 如图所示，电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，R1=5 Ω，R2=12 Ω，R3的最大阻值为6 Ω.
（1）求：流过电流表的最小电流？
（2）若R3的阻值减小，其它元件均不变，判断电路中电压表、电流表的示数如何变化？
答案：（1）0.8A；（2）V1、V2减小A增大
方法点拨：支路-干路-支路
学生的疑点：1.总电阻的变化不清；
2.内电压变化忘了分析；
3.路、支路，电压、电流变换搞昏了头.
【当堂巩固1】
如图所示，电源电动势E=8 V，内阻不为零，电灯A标有“10 V，10 W”字样，电灯B标有“8 V 20 W”字样，滑动变阻器的总电阻为6 Ω.闭合开关S，当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化） （ A ）
A.电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小
B.电流表的示数一直减小，电压表的示数一直增大
C.电流表的示数先增大后减小，电压表的示数先减小后增大
D.电流表的示数先减小后增大，电压表的示数先增大后减小
探究：P移动电路总电阻怎样变化？
题型2探究含电容电路的判断与计算
例2 如图所示，E=10 V，r=1 Ω，R1=R3=5 Ω，R2=4 Ω， C=100 F，当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态.求：
（1）S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向.
（2）S闭合后流过R3的总电荷量.
答案：（1）10 m/s2向上；（2）400 C
方法点拨 电容器两极电压与R2两端电压关系？R3在电路中有什么作用？
学生疑点：1.电容两端电压变化没搞清；
2.与电容串联的电阻作用不明；
3.电路结构认识不清.
【当堂巩固2】
如图电路中，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则 （ D ）
A.电源的总功率变小
B.电容器贮存的电荷量变大
C.灯L1变暗
D.灯L2变亮
题型3 探究 U-I图象的应用
例3 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与通过其电流I的关系图象，用该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的总功率为 W，电源的输出功率为 W电源的效率为
.
答案：6 W 4 W 23
探究：图线的交点有什么物理意义？（工作点）
【当堂巩固3】
如图所示，为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这条曲线探究下列问题（不计电流表的内阻）.
（1） 若把一个这样的电灯串联，接到电动势为6 V，内阻为10 Ω的电源上，如图甲所示求流过灯泡的电流和灯泡的电阻？
（2） 若将两个这样的电灯并联后接在这个电源上，如图乙所示，则通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻？
方法点拨：写出U=E-Ir其中I为通过电源的电流，并作图找交点.
答案：（1）0.35 A 7.1Ω （2）0.24 A 17.5Ω（提示写出U=E-2Ir其中2I为通过电源的电流，并作图找交点）
学生难点：
1.图像特别是曲线，不会找具体信息；
2.对电阻与电源的U-I图象的区别不清楚；
1背景分析
1.1教材
不同版本的教材对这部分内容的处理方法有所差异，有的从非静电力做功的角度引入，也有的直接从电势升降的角度给出结论.笔者以教科版教材为基础，借鉴人教版教材的一些思路，以问题为线索，重新调整了教学顺序――先介绍电源的内阻，然后通过定量实验探究得到闭合电路的欧姆定律，最后再分析电动势的物理意义.
1.2学情
学生在初中已学过部分电路的欧姆定律，普遍认为电源提供的电压是不变的，也不知道电源有内阻，要打破这个思维定势，仅靠抽象的理论推导是不够的，应尽可能通过实验做到“眼见为实”，让学生真正信服.
2问题设计
问题1如图1，将小灯泡分别接到两节电池和三节电池的两端，猜一猜哪种情况更亮？
设计意图学生们根据初中所学的电学知识，很容易想到两节干电池提供的电压为3.0 V，而三节干电池提供的电压为4.5 V，肯定是接到三节电池上时灯泡更亮.教师在准备时，左侧可用两节新电池，右侧用三节旧电池，让小灯泡接到右侧时反而更暗一些，引导学生思考既然是相同的小灯泡，那么问题应该出在电源上，从而顺势引入外电路、内电路以及电源内阻的概念.这个设计可以激起学生的认知冲突，迅速把学生的注意力吸引到教学内容上来.
问题2依次闭合S1、S2、S3，观察小灯泡L的亮度变化，并阐述原因.
设计意图在初中时，学生们都认为电源提供的电压是不变的，所以即便多并联几盏灯泡，也不会影响到L的亮度，但实验中他们看到的却是L越来越暗，这是又一次思维上的冲突，此时可以让学生讨论现象背后的原因，由于有问题1的铺垫，学生们很容易想到从串联分压的角度来解释L变暗的原因.教师结合问题1，最后做一个归纳：灯泡的亮暗既与电源有关，又与外电路有关，这里面到底满足什么定量规律呢？从而顺势引入本节课的主题――闭合电路的欧姆定律.
问题3外电路以及内电路上电势的降落之和与“可乐电池”正负两极附近电势的上升之和有什么关系？
设计意图在教科版的教材上，焦耳定律放在了本节内容的后面，故暂时还不能用能量守恒定律的方法进行理论推导，只能从电势升降的角度进行探究.为了使实验尽可能精确，笔者用了四个电压传感器分别测量外电压U1、内电压U2，正极附近电势上升的值U3、负极附近电势上升的值U4.将电键闭合后，增大变阻器R，U1增大，U2减小，但是U3和U4基本保持不变，让学生对比U1+U2和U3+U4，很容易得出U1+U2=U3+U4的结论，接着很自然地就可以引出电动势E的概念，电动势即正负两极附近电势上升的值之和，即E=U3+U4.为了让学生能更清楚地认识到闭合电路中电势的变化情况，还可以用以下两幅图加深理解.
最后，假定外电路是纯电阻电路，经过简单的理论推导后，即可得到闭合电路的欧姆定律I=ER+r，整个过程非常自然，一点没有突兀的感觉.
问题4如果外电路出现了短路或者断路的情况，电路中电势的升降情况会如何？
设计意图这两种特殊情况，如果用理论推导的方式去讲解，略显枯燥，借助于问题4中的思路，则非常好理解.在短路情况下，电势的升降全部发生在电源内部，而在断路情况下，外电压Uab就等于电动势，这也是我们用电压表粗测电源电动势的依据.
问题5请用闭合电路的欧姆定律解释问题1和问题2中出现的现象.
设计意图学以致用是师生们共同的追求，在一开始回答问题1和问题2时，学生们多半是连蒙带猜的，并没有十足的把握，现在回过头来重新审视这两个问题，应该底气十足了.正是因为电源有内阻，导致外电压并不等于电动势，教师可在电源两端并联上电压传感器，学生就可以非常清楚地看到接上灯泡后，问题1中的U2
问题6我们常说一节干电池的电压是1.5 V，这种说法对吗？
设计意图通过问题5的分析，学生们非常直观地看到外电压一般是小于电动势的，少掉的那部分是内电压，电动势应等于内外电压之和，或者等于正负极附近上升的电势之和.为了进一步加深学生对电动势E的认识，教师还可以从非静电力做功的角度作进一步阐述，让学生知道电动势E的值等于电源把1C正电荷从它的负极搬运到正极的过程中，非静电力所做功，即E=W非/q.
1学习物理概念需要重视概念的形成过程
物理概念是物理知识的核心内容.著名科学家钱学森曾说过：“学习理科的关键是概念清，多练习.”学生的物理概念是否清楚对学好物理至关重要.学习物理概念需要重视物理概念的形成过程.学习物理概念需要知道为什么要引入它，它是如何定义的，定义式是什么，单位是什么，如何测量（或测定），有什么应用等.例如：密度是一个十分重要的物理概念，学习它要重视以下过程：在物理学中为了比较相同体积的不同物质的质量一般不同的特性引入了密度，单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，定义式是ρ=m/V，国际单位是kg/m3，常用单位是g/cm3，测密度的方法很多，但基本方法是测质量，测体积，再利用密度公式计算出密度，应用有求密度，求质量，求体积等等.速度、压强、功率、比热容、电功率等等都是重要的物理概念，望广大师生重视其形成过程.
2学习物理规律需要重视规律的形成过程
物理规律是物理知识中的最核心内容，多数是从物理事实的分析中直接概括出来的，学习物理规律更需要重视物理规律的形成过程.要知道物理规律的实验基础、基本内容、数学表达式、适用范围、应用等等.例如：欧姆定律是电学中最重要的规律之一，学习它，我们要知道欧姆定律的实验基础，欧姆定律是研究电流与电压、电阻的关系，首先要用到控制变量法，电阻一定，研究电流与电压的关系，电压一定，研究电流与电阻的关系.电阻一定，可找一定值电阻（R=5 Ω），研究电流与电压的关系，实际上要看电压变，电流变不变，若变，如何变.如何改变定值电阻两端的电压呢？方法一：可以改变电源的电压，方法二：可以通过滑动变阻器来改变定值电阻两端的电压.通过探究实验得出电阻一定时，电流与电压成正比.电压一定，可找一稳压电源，也可通过滑动变阻器来保持电阻两端的电压不变，研究电流与电阻的关系，实际上是看电阻变，电流变不变，若变，怎么变？改变电阻，还要知道它的值，可以逐次更换定值电阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω），移动滑动变阻器，保持电阻两端的电压（U=3 V）不变，从而测出相应的电流值.分析实验数据得出，电压一定时，电流与电阻成正比.
欧姆定律的基本内容是：通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比.数学表达式为I=U/R，欧姆定律是在金属导体做实验的基础上，总结出来的，一定适用于金属导体，对于其它的导体是否适用，要用实验验证，通过实验证明，欧姆定律还适用于电解液导电，不适用于气体导电，可见欧姆定律的适用范围是适用于金属导体，电解液导电，不适用于气体导电.应用有三方面：（1）求电流，（2）求电压，（3）求电阻.解题时要注意I、U、R三个物理量的对应性、同时性、统一性，即对应于同一导体、同一段电路，同一时刻、同一状态，单位要统一于国际单位.
3学生实验需要重视实验过程
学习物理要以观察、实验为基础，观察自然界中的物理现象，进行学生实验，能够使学生对物理事实获得具体的明确认识，这种认识是理解物理概念和规律的必要的基础.学生实验需要重视实验过程，如要了解每个学生实验的实验目的、实验原理、实验方法、需要测量的物理量、实验器材、实验步骤、实验记录、实验结论、必要的误差分析等等都应该清楚.
4科学探究需要重视探究过程
科学探究就是让学生模拟科学家的工作过程，按照一定的科学思维程序探索学习的过程，从中学习科学方法、发展科学探究所需要的能力、增进对科学探究的理解，体验探究过程的心理感受.科学探究需要重视探究过程.科学探究的过程是一个创造的过程，而创造力的核心是创造性思维.因此，探究实质是一个思维的过程，这个思维的过程是模拟科学工作者进行科研的思维程序来进行的，这种思维程序就是学生科学探究的程序步骤.即提出问题、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.
5做物理习题需要重视解题过程
学习物理要求概念清，多练习.可见做物理习题很重要，做题可以帮助我们巩固所学的知识，检验学习效果，锤炼思维的灵活性，全面提高学生的科学素养，培养学生观察、实验能力，分析概括能力，运用物理知识解决简单的实际问题的能力，以及创新精神和实践能力.物理题型很多，如填空题、选择题、实验题、探究题、简答题、计算题、作图题、推理题等等.无论是做何种题型的物理习题，都需要重视解题过程.不同的题型，有不同的解题要求，不同的解题方法，不同的解题过程.一般来说，无论是做何种物理习题，都要正确理解题意，正确审题；明确相应的物理过程，物理情景，建立物理模型；运用相应的物理概念、物理规律，直接得出结果或结论.稍微有点灵活性，有点难度的题目，要分清层次，理清思路，找出联系，或进行物理公式变换或公式推导，或运用数学思想（如列方程、列方程组）求解.最后就是检查.
6学习物理需要重视有的物理量是过程量
物理学所研究的许多问题，都直接涉及到某一物理现象发生的整个过程，或者是过程中的某些状态.因此，相应地就引人了许多关于描述某些物理过程的过程量和用来描述某些特定的物理状态的状态量.
过程量是描述物质系统状态变化过程的物理量，如冲量、路程、功、热量、速度改变量等都是过程量，它们都与一定的物理过程相对应.一般说来，物质系统从某一个状态变化为另一个状态，如果经历不同的物理过程，虽然初始状态与终了状态量可能保持相同，但过程量不一定相同.
逻辑思维（Logicalthinking）是指人们在认识过程中借助于概念、判断、推理等思维形式能动地反映客观现实的理性认识过程，又称理论思维。它是作为对认识着的思维及其结构以及起作用的规律的分析而产生和发展起来的。只有经过逻辑思维，人们才能达到对具体对象本质规定的把握，进而认识客观世界。它是人的认识的高级阶段，即理性认识阶段。在初中物理教学中培养学生的逻辑思维能力对更高层次的物理学习打下坚实的基础。那么，在初中物理教学过程中如何培养学生的逻辑思维能力呢？笔者认为可以在课堂物理知识教传授、解答物理问题、参加物理实验等几条途径来实施。
2.在初中物理教学中培养学生逻辑思维能力的方法
2.1在物理知识授课中培养学生逻辑思维教师在物理概念、原理、公式等授课过程中要着重培养学生的逻辑思维能力。课堂教学是目前传授知识的主要方式与方法，课堂也是老师与学生接触与沟通机会最多的地方，因此，在课堂教学中教师可以更为直接的培养学生的逻辑思维能力。例如，教师在讲解物理公式时所展现的推导过程就是一个培养学生逻辑思维能力的过程。已知欧姆定律U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。下面推导串联电路的串联公式。
例一：如图，这是一个最简单的串联电路，我们假设电阻R1和R2的电流和电压分别为I1、I2和U1、U2，而电路的总电阻为R，总电流为I，总电压为U。这里有一个条件是不计电源内阻。现在开始推导：由串联电路的特点我们可以得到U=U1+U2（1）I=I1+I2（2）由欧姆定律可以得到U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2，将这三个式子带入（1）试可以得到IR=I1R1+I2R2（3）由（2）和（3）式可以得到R=R1+R2最后我们得出一个结论：串联电阻的总电阻等于串联电路中各电阻之和。这就是串联电路的物理规律。在推导串联电路的物理规律的过程中，我们先给出推导的先决条件，即物理环境；然后，根据我们已学到的物理知识（欧姆定律），将推导所需要的公式一一列出；最后，根据所列出的公式的内部联系，推导出结论。这个过程虽然简单，但我们不难想象，当教师在讲台之上为学生们展示这个推导过程时，学生必须紧跟教师的思维步伐，即学习教师的逻辑思维线路，切忌没有根据的凭空推导。试想，如果学生能够独立完成这一推导过程，那么学生也就锻炼了逻辑思维能力。2.2在解答物理问题时培养学生的逻辑思维能力在所有的初中物理问题中，力学题目的解答最能够培养学生的逻辑思维能力。解答力学题目，注重思维过程，必须对整个物理过程有清楚的认识。将力学题目的解答过程分为四个步骤：获取信息，思维启动，思维逻辑，思维深化。当学生思维启动后，就需将物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态（静止、匀速直线运动、匀速转动）和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生必须对物理过程和物体所处状态有清楚的了解，减少了解题的盲目性。下面将举一个力学类题目的例子来说明逻辑思维的在解此类题目的重要性。
