时间：2023-10-09 16:08:10
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关键词：欧姆定律；适用范围；微观机理；导电材料；能量转化
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）12-0039-2
人教版《普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1》《欧姆定律》一节内容围绕电阻的定义式、欧姆定律和伏安特性曲线三部分展开，图1为教材的两段文字，意思是当金属导体的电阻不变时，伏安特性曲线是一条直线，叫做线性元件，满足欧姆定律；“这些情况”的电流与电压不成正比，是非线性元件，欧姆定律不适用[1]。随后，教材举例小灯泡和二极管的伏安特性曲线，指出两个元件都是非线性元件。在遇到欧姆定律时，不论是年轻教师还是学生常常感到疑惑：欧姆定律适用范围究竟是金属和电解质溶液还是线性元件？小灯泡是金属，又是非线性元件，究竟是否满足欧姆定律？
[导体的伏安特性曲线 在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。图2.3-2中导体A、B的伏安特性曲线如图2.3-3所示。
欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。这个结论对其他导体是否适用，仍然需要实验的检验。实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。]
1 欧姆定律的由来
1826年4月，德国物理学家欧姆《由伽伐尼电力产生的电现象的理论》，提出欧姆定律：在同一电路中，通过某段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。欧姆实验中用八根粗细相同、长度不同的板状铜丝分别接入电路，推导出 ，其中s为金属导线的横截面积，k为电导率，l为导线的长度，x为通过导线l的电流强度，a为导线两端的电势差[2]。当时只有电导率的概念，后来欧姆又提出 为导体的电阻，并将欧姆定律表述为“导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。”
关于欧姆定律的m用范围，一直存在争议，笔者认为可以从不同角度进行陈述。
2 欧姆定律的适用范围
2.1 从导电材料看适用范围
欧姆当年通过对金属导体研究得出欧姆定律，后来实验得出欧姆定律也适用于电解质溶液，但不适用于气体导电和半导体元件。
从微观角度分析金属导体中的电流问题，金属导体中的自由电子无规则热运动的速度矢量平均为零，不能形成电流。有外电场时，自由电子在电场力的作用下定向移动，定向漂移形成电流，定向漂移速度的平均值称为漂移速度。电子在电场力作用下加速运动，与金属晶格碰撞后向各个方向运动的可能性都有，因此失去定向运动的特征，又回归无规则运动，在电场力的作用下再做定向漂移。如果在一段长为L、横截面积为S的长直导线，两端加上电压U，自由电子相继两次碰撞的间隔有长有短，设平均时间为τ，则自由电子在下次碰撞前的定向移动为匀加速运动，
2.2 从能量转化看适用范围
在纯电阻电路中，导体消耗的电能全部转化为电热，由UIt=I2Rt，得出 在非纯电阻电路中，导体消耗的电能只有一部分转化为内能，其余部分转化为其他形式的能（机械能、化学能等）， 因此，欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路。
金属导体通电，电能转化为内能，是纯电阻元件，满足欧姆定律。小灯泡通电后，电能转化为内能，灯丝温度升高导致发光，部分内能再转化为光能，因此小灯泡也是纯电阻，满足欧姆定律。电解质溶液，在不发生化学反应时，电能转化为内能，也遵守欧姆定律。气体导电是因为气体分子在其他因素（宇宙射线或高电压等条件）作用下，产生电离，能量转化情况复杂，不满足欧姆定律。半导体通电时内部发生化学反应，电能少量转化为内能，不满足欧姆定律。电动机通电但转子不转动时电能全部转化为内能，遵从欧姆定律；转动时，电能主要转化为机械能，少量转化为内能，为非纯电阻元件，也不满足欧姆定律。
2.3 从I-U图线看适用范围
线性元件指一个量与另一个量按比例、成直线关系，非线性元件指两个量不按比例、不成直线的关系。在电流与电压关系问题上，线性元件阻值保持不变，非线性元件的阻值随外界情况的变化而改变，在求解含有非线性元件的电路问题时通常借助其I-U图像。
从 知导体的电阻与自由电子连续两次碰撞的平均时间有关，自由电子和晶格碰撞将动能传递给金属离子，导致金属离子的热运动加剧，产生电热。由 知导体的温度升高，τ减小，电阻增大。因此，导体的电阻不可能稳定不变。当金属导体的温度没有显著变化时，伏安特性曲线是直线，满足“电阻不变时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比”。理想的线性元件是不存在的，温度降低时，金属导体的电阻减小，当温度接近绝对零度时，电阻几乎为零。小灯泡的伏安特性曲线是曲线，是非线性元件，当灯泡电阻变化时，仍有I、U、R瞬时对应，满足欧姆定律 如同滑动变阻器电阻变化时也满足欧姆定律[3]。
2.4 结论
综上所述，从导电材料的角度看，欧姆定律适用于金属和电解质溶液（无化学反应）；从能量转化的角度看，欧姆定律适用于纯电阻元件。对于线性元件，电阻保持不变，导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，欧姆定律适用。从物理学史推想，欧姆当年用八根不同铜丝进行实验，应该是研究了电压保持不变时，电流与电阻的关系，以及电阻保持不变时，电流与电压的关系。虽然都是非线性元件，小灯泡是金属材料，是纯电阻元件，满足欧姆定律，二极管是半导体材料，却不满足欧姆定律。因此，线性非线性不能作为欧姆定律是否适用的标准。
3 教材编写建议
“有了电阻的概念，我们可以把电压、电流、电阻的关系写成 上式可以表述为：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。这就是我们在初中学过的欧姆定律。”[1]笔者以为，欧姆定律的内容是 这个表达式最重要的意义是明确了电流、电压、电阻三个量的关系，而不是其中的正比关系和反比关系，教材没必要对欧姆定律进行正比反比的表述。
“实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。”教材已明确欧姆定律的适用范围，建议教材将线性元件和非线性元件的概念与欧姆定律的适用范围分开，同时明确线性、非线性不能作为欧姆定律是否适用的标准。
参考文献：
[1]普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1[M].北京：人民教育出版社，2010.
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。
表2填0.15安和15欧。根据：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。
2.进行新课
(1)欧姆定律
由实验我们已知道了在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论，即欧姆定律。
板书：〈第二节欧姆定律
1.内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。〉
欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。
欧姆定律的公式：如果用U表示加在导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示这段导体中的电流，那么，欧姆定律可以写成如下公式：
I=U/R。
公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。
公式的物理意义：当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。
板书：<2.公式：I=U/R
I-电流(安)U-电压(伏)R-电阻(欧)>
有关欧姆定律的几点说明：
①欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。
②对于一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。
③使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位。
(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。
例题1：课本中的例题1。(使用投影片)
学生读题，根据题意教师板演，画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。
解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出结果。
板书：〈例题1：
已知：R=807欧，U=220伏。
求：I。
解：根据欧姆定律
I=U/R=220伏/807欧=0.27安。
答：通过这盏电灯的电流约为0.27安。〉
例题2：课本中例题2。(使用投影片)
板书：〈例题2〉
要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。
学生板演完毕，组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。
①电路图及解题过程是否符合规范要求。
②答题叙述要完整。本题答：要使小灯泡正常发光，在它两端应加2.8伏的电压。
③解释U=IR的意义：导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比，跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。
例题3：课本中的例题3。(使用投影片)
板书：〈例题3〉
解题方法同例题2。学生板演完毕，组织学生讨论、分析正误。教师小结。
①解释R=U/I的物理意义：对同一段导体来说，由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，所以i的比值是一定的。对于不同的导体，其比值一般不同。U和I的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于材料、长度和横截面积，还跟温度有关。不能认为R=U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质，所以某导体两端的电压是零时，导体中的电流也等于零，而这个导体的电阻值是不变的。
②通过例题3的解答，介绍用伏安法测电阻的原理和方法。
板书：(书写于例题3解后)
〈用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。〉
3.小结
(1)简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。
什么叫伏安法测电阻？原理是什么？
(2)讨论：通过课本中本节的"想想议议"，使学生知道：
①电流表的电阻很小(有的只有零点几欧)，因此实验中绝对不允许直接把电流表按到电源的两极上。否则，通过电流表的电流过大，有烧毁电流表的危险。
②电压表的电阻很大(约几千欧)，把电压表直接连在电源的两极上测电压时，由于通过电压表的电流很小，一般不会烧毁电压表。
4.布置作业
课本本节后的练习1、4。
(四)说明：通过例题，要领会培养学生在审题基础上画好电路图，按规范化要求解题。
第四节电阻的串联
(一)教学目的
1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。
2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。
3.会利用串联电路特点的知识，解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
学生实验：每组配备干电池三节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个，导线若干。
(三)教学过程
1.引入新课
(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题，由此引出本节学习的内容。
板书：〈第四节电阻的串联〉
(2)问：什么叫串联电路？画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略，板演电路图参见课本图8-7)
(3)问：串联电路电流的特点是什么？举例说明。
学生回答，教师小结，在板演电路图上标出I1、I2和I。
板书：〈1．串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉
(4)问：串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么？举例说明。
学生回答，教师小结，在板演电路图上标出U1、U2和U。
板书：〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉
(5)几个已知阻值的电阻串联后，总电阻和各电阻之间有什么关系？这是本节课学习的主要内容。
2.进行新课
(1)实验：测R1和R2(R3)串联的总电阻。
问：实验的方法和原理是什么？
答：用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压放用电流表测出通过串联电阻的电流，就可以根据欧姆定律逄出R1和R2串联后的总电阻。
要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8-5所示。
进行实验：
①按伏安法测电阻的要求进行实验。
②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。
③将R1和R3串联，测出串联后的总电阻R′。将实验结果填在课文中的结论处。
讨论实验数据，得出：R=R1+R2,R′=R1+R3。实验表明：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。
(2)理论推导串联电路总电阻计算公式。
上述实验结论也可以利用欧姆定律和串联电路的特点，从理论上推导得出。
结合R1、R2的串联电路图(课本图8-6)讲解。
板书：〈设：串联电阻的阻值为R1、R2，串联后的总电阻为R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因为串联电路中各处电流相等，I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
请学生叙述R=R1+R2的物理意义。
解答本节课文前问号中提出的问题。
指出：把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个导体的电阻都大，总电阻也叫串联电路的等效电阻。
板书：〈3.串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉
口头练习：
①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来，串联后的总电阻R是多大？(答：35欧)
②两只电阻串联后的总电阻是1千欧，已知其中一只电阻阻值是700欧，另一只电阻是多少欧？(答：300欧。)
(3)练习
例题1：
出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8-7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演，教师讲评。
讨论解题思路，鼓励学生积极回答。
小结：注意审题，弄清已知和所求。明确电路特点，利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联，所以I=I1=I2。因U1、U2不知，故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道，总电阻R可由R1+R2求出，根据欧姆定律I=U/R可求出电流I。
板书：〈例题1：
已知：U=6伏，R1=5欧，R2=15欧。
求：I。
解：R1和R2串联，
R=R1+R2=5欧+15欧=20欧。
电路中电流：I=U/R=6伏/20欧≈0.3安。
答：这个串联电路中的电流是0.3安。〉
例题2：
出示课本中例题2的投影片，学生读题，画电路图(要求同例题1)。
讨论解题思路，鼓励学生积极参与。
①问：此题中要使小灯泡正常发光，串联一个适当电阻的意义是什么？
答：小灯泡正常发光的电压是2.5伏，如果将其直接连到6伏的电源上，小灯泡中电流过大，灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2，由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和，即U=U1+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适，就可使小灯泡两端的电压为2.5伏，正常发光。
②串联的电阻R2，其阻值如何计算？
教师引导，学生叙述，分步板书(参见课本例题2的解)。
本题另解：
板书：〈R1和R2串联，由于：I1=I2，
所以根据欧姆定律得：U1/R1=U2/R2，
整理为U1/U2=R1/R2。〉
3.小结
串联电路中电流、电压和电阻的特点。
4.布置作业
本节后的练习：1、2、3。
(四)说明
1.本节测串联电路总电阻的实验，由于学生已学习了伏安法测电阻的知识，一般掌握较好，故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡回指导。
2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时，应注意培养学生的分析、推理能力。
3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。
第五节电阻的并联
(一)教学目的
1.使学生知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小。
2.复习巩固并联电路电流、电压的特点。
3.会利用并联电路的特点，解答和计算简单的电路问题。
(二)教具
每组配备干电池二节，电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一只，定值电阻2只(5欧和10欧各一只)，导线若干条。
(三)教学过程
1.复习
问：请你说出串联电路电流、电压和电阻的特点。(答略)
问：请解答课本本章习题中的第1题。
答：从课本第七章第一节末所列的数据表可以知道，在长短、粗细相等条件下，镍铬合金线的电阻比铜导线的电阻大；根据串联电路的特点可知，通过铜导线和镍铬合金中的电流一样大；根据欧姆定律得U=IR，可得出镍铬合金导线两端的电压大于铜导线两端的电压。
问：请解本章习题中的第6题。(请一名学生板演，其他学生自做，然后教师讲评。在讲评中要引导学生在审题的基础上画好电路图，按规范化要求求解。)
2.引入新课
(1)请学生阅读本节课文前问号中所提出的问题，由此提出本节学习的内容。
板书：〈第五节电阻的并联〉
(2)问：并联电路中电流的特点是什么？举例说明。
学生回答，教师小结。
板书：〈1.并联电路的总电流等于各支路中电流之和。即：I=I1+I2。〉
(4)问：并联电路电压的特点是什么？举例说明。
学生回答，教师小结。
板书：〈2.并联电路中各支路两端的电压相等。〉
(5)几个已知阻值的电阻并联后的总电阻跟各个电阻之间有什么关系呢？这就是本节将学习的知识。
3.进行新课
(1)实验：
明确如何测R1=5欧和R2=10欧并联后的总电阻，然后用伏安法测出R1、R2并联后的总电阻R，并将这个阻值与R1、R2进行比较。
学生实验，教师指导。实验完毕，整理好仪器。
报告实验结果，讨论实验结论：实验表明，几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。
板书：〈3.几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。〉
问：10欧和1欧的两个电阻并联的电阻小于多少欧？(答：小于1欧。)
(2)推导并联电路总电阻跟各并联电阻的定量关系。(以下内容教师边讲边板书)
板书：〈设：支路电阻分别是R1、R2；R1、R2并联的总电阻是R。
根据欧姆定律：I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于：I=I1+I2,
因此：U/R=U1/R1+U2/R2。
又因为并联电路各支路两端的电压相等，即：U=U1=U2,
可得：1/R=1/R1+1/R2。
表明：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。〉
练习：计算本节实验中的两个电阻(R1=5欧，R2=10欧)并联后的总电阻。
学生演练，一名学生板演，教师讲评，指出理论计算与实验结果一致。
几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻都小，这是因为把导体并联起来，相当于增加了导体横截面积。
(3)练习
例题1：请学生回答本节课文前问号中提出的问题。(回答略)
简介：当n个相同阻值的电阻并联时总电阻的计算式：R=R''''/n。例题1中：R′=10千欧，n=2，所以：R=10千欧/2=5千欧。
例题2.在图8-1所示电路中，电源的电压是36伏，灯泡L1的电阻是20欧，L2的电阻是60欧，求两个灯泡同时工作时，电路的总电阻和干路里的电流。(出示投影幻灯片或小黑板)
学生读题，讨论此题解法，教师板书：
认请此题中灯泡L1和L2是并联的。(解答电路问题，首先要认清电路的连接情况)。在电路图中标明已知量的符号和数值以及未知量的符号。解题要写出已知、求、解和答。
（过程略）
问：串联电路有分压作用，且U1/U2=R1/R2。在并联电路，全国公务员共同天地中，干路中电流在分流点分成两部分，电流的分配跟电阻的关系是什么？此题中，L1、L2中电流之比是多少？
答：（略）
板书：〈在并联电路中，电流的分配跟电阻成反比，即：I1/I2=R2/R1。〉
4.小结
并联电跟中电流、电压、电阻的特点。
几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻都小。
5.布置作业
课本本节末练习1、2；本章末习题9、10。
参看课本本章的"学到了什么？，根据知识结构图写出方框内的知识内容。
(四)说明
第1节 对欧姆定律的理解和应用
重点考点
欧姆定律是通过“探究导体的电流跟哪些因素有关”的实验得出的实验结论.应注意以下考点：（1）公式（）说明导体中的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，其中I、U、R必须对应于同一电路和同一时刻.（2）变形式（）说明电阻R的大小可以由（）计算得出，但与U、I无关.因为电阻是导体本身的一种性质，由自身的材料、长度和横截面积决定.由此提醒我们，物理公式中各量都有自身的物理含义，不能单独从数学角度理解.（3）串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用.
中考常见题型
中考一般会从两方面考查欧姆定律的应用，一是对欧姆定律及变形公式的理解和简单计算，一般不加生活背景，以纯知识性的题目出现在填空题或选择题中：二是应用欧姆定律进行简单的串并联的相关计算.
例1 （2014.南京）如图1所示，电源电压恒定，R1=20Ω，闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3 A；若再闭合开关S1，发现电流表示数变化了0.2 A.则电源电压为____V，R2的阻值为____ Ω.
思路分析：闭合s，断开S1时，电路为只有R1的简单电路，可知电源电压U=U1=I1R1=0.3 Ax20 Ω=6 V；若再闭合S1时，两电阻并联，则U2=U=6 V，因为R1支路两端的电压没有变化，所以通过该支路的电流仍为0.3 A，电流表示数的变化量即为通过R2支路的电流，则I2=（）.
答案：6 30
小结：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用，关键是能判断出闭合开关S1时电流表示数的变化即为通过R2支路的电流.每年的中招都有一个2分的这样的纯计算题目，以考查同学们对基础知识的理解和掌握程度.
例2（2013.鄂州）如图2甲所示的电路，电源电压保持不变.闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图、2乙所示.根据图象的信息可知____.（填“α”或“b”）足电压表V2示数变化的图象，电源电压为____V，电阻R1____的阻值为____ Ω.
思路分析：国先分析电路的连接情况和电表的作用：电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表V1测的是R1两端的电压，电压表V2测的是滑动变阻器（左侧）两端的电压.因为R1是定值电阻，通过它的电流与电压成正比，所以它对应的图象应是α，那么图象b应是电压表V2的变化图象，观察图象可知：当电流都是0.3 A（找出任一个电流相等的点，两图线对应的电压之和就是电源电压）时，U1=U2=3 V，根据串联电路中电压的关系可知，电源电压为6V，由于R1是定值电阻，所以在图象α上任找一点，代入欧姆定律可知（）
答案：b 6 10
小结：欧姆定律提示了电流、电压、电阻三者之间的数量关系和比例关系，三个比例关系分别为：（1）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，即（）（2）电流一定时，导体两端的电压和它的电阻成正比，即（）.该规律又可描述为：串联分压，电压的分配和电阻成正比，即电阻大的分压多.（3）电压一定时，导体中的电流和导体的电阻成反比，即（），该规律又可描述为：并联分流，电流的分配和电阻成反比，即电阻大的分流小.图象可以很直观地呈现这种关系，学会从图象中找出特殊点足解决欧姆定律问题的一大技巧，
第2节 动态电路中物理量的变化
重点考点
由于滑动变阻器滑片的移动或开关所处状态的不同，使电路中电流和电压发生改变，这样的电路称之为动态电路.这类题目涉及电路的分析、电表位置的确定、欧姆定律的计算、串并联电路中电流和电压分配的规律等众多知识，因此同学们在分析过程中容易顾此失彼，下面我们通过例题梳理一下解决这类问题的一般思路，
中考常见题型
题日常联系生活实际，以尾气监控、超重监控、温度监控、风速监控、身高测量等为背景，考查该部分知识的掌握情况，存中考题中常以选择题的方式呈现，注意：如果题目中没有特别说明，可认为电源电压和定值电阻的阻值是不变的.
例3（2014.济宁）小梦为济宁市2014年5月份的体育测试设计了一个电子身高测量仪.图3所示的四个电路中，Ro是定值电阻，R是滑动变阻器，电源电压不变，滑片会随身高上下平移.能够实现身高越高，电压表或电流表示数越大的电路是（）.
思路分析：图A中两个电阻R。和R串联，电流表测量的是整个电路中的电流，当身高越高时，滑动变阻器接入电路中的阻值越大，电路中的电流越小，电流表的示数越小，图B中身高越高时，滑动变阻器连人电路中的阻值越大，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压的规律知道，R越大电压表的示数越大，符合题意.图B与图C中滑动变阻器的接法不同，图C中身高越高，滑动变阻器连入电路中的阻值越小，同理知道电压表的示数越小.图D是并联电路，电流表测的是支路电流，根据并联电路各支路互不影响的特点知道，不论人的身高如何变化，电流表的示数都不会发生变化，选B.
小结：分析这类问题依据的物理知识是：（1）无论串并联电路，部分电阻增大，总电阻随之增大，而电源电压不变，总电流与总电阻成反比.（2）分配关系：串联分压（电阻大的分压多），并联分流（电阻大的分流少）.（3）在并联电路中，各支路上的用电器互不影响，滑动变阻器只影响所在支路电流的变化，从而引起干路电流的变化.解决这类问题的一般思维程序是：（1）识别电路的连接方式并确定电表位置.（2）判断部分电阻的变化.（3）判断总电阻及总电流的变化.（4）根据串并联电路的分压或分流特点进行局部判断.
例4如图4所示电路，电源电压不变，开关S处于闭合状态.当开关S.由闭合到断开时，电流表示数将____.电压表示数将 ________ .（均填“变大”“不变”或“变小”）
思路分析：当开关S.闭合时，电灯L被短路，电路如图5所示，电压表测的是电阻R两端的电压（同时也是电源电压），电流表测的是通过电阻R的电流.当开关S1断开时，电灯L和电阻R串联，电路如图6所示，此时电压表测电阻R两端的电压，它是总电压的一部分，所以电压表的示数变小；电流表测的是总电流，但跟S，闭合相比，这个电路的总电阻变大，总电压不变，故电流表的示数变小.
答案：变小 变小
小结：本题引起电表示数变化的原因是开关处于不同状态，解决本题的突破口是弄清楚当开关处于不同状态时，电路的连接情况和电表的位置.
第3节 欧姆定律的探究及电阻的测量
重点考点
电学实验探究题的考查比较常规，有以下几方面：（1）选取器材及连接电路：根据题目要求，分析或计算出电表的量程和滑动变阻器的规格，连接电路时开关应断开，滑动变阻器要“一上一下”接入，且滑片要放在阻值最大的位置.电表的量程和正负接线柱要正确.（2）滑动变阻器的作用：保护电路，改变电路中的电流或用电器两端的电压，实现多次测量.（3）分析实验数据得出结论.怎样分析数据才能得出结论是近年来考试的侧重点，要注意结论成立的条件和物理量的顺序.（4）多次测量的目的有两个，如定值电阻的阻值不变，多次测量是为了求平均值减小误差：灯丝电阻是变化的，多次测量是为了观察在不同电压下，电阻随温度变化的规律.难点是单表测电阻和创新型实验的探究与设计.
中考常见题型 中考常以“探究电流与电压或电阻的关系”“测小灯泡的电阻”和“测定值电阻的阻值”这三类题型，以实验探究的方式考查同学们的动手能力和解决实际问题的能力，在常规的考查基础上，近几年又融人器材的选取、电路故障的处理、单表测电阻及如何分析数据才能得出结论等探究内容的考查.
例5用“伏安法”测电阻，小华实验时的电路如图7所示.
（1）正确连接电路后，闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的________（填“左”或“右”）端.
（2）测量时，当电压表的示数为2.4V时，电流表的示数如图7乙所示，则，_____A，根据实验数据可得R2=____Ω.小华在电路中使用滑动变阻器的目的除了保护电路外，还有____.
（3）如果身边只有一只电流表或电压表，利用一已知阻值为Ro的定值电阻、开关、导线、电源等器材也可以测出未知电阻Rx请仿照表1中示例，设计出测量Rx阻值的其他方法.
思路分析：闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大.由于测量的是定值电阻的阻值，所以，应该多次测量求平均值减小误差，这正是使用滑动变阻器的另一个目的.测电阻的原理是R=（），即用电压表测出未知电阻两端的电压，用电流表测出通过未知电阻的电流，就能计算出未知电阻的阻值.当只有电流表时，我们应设法“借到”电压，怎样让未知电阻两端的电压和已知电阻两端的电压相等呢？只有组成并联电路，示例也证实了这一点.同样道理，当只有电压表时，我们可以组成串联电路，这样可以借助通过已知电阻的电流来计算未知电阻，
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。
易错点一：对欧姆定律变形公式的误解
例根据欧姆定律公式I=，可变形得到R=。对此，下列说法中正确的是（）
A． 导体电阻的大小跟导体两端的电压成正比
B． 导体电阻的大小跟导体中的电流成反比
C． 当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
D． 导体电阻的大小跟导体两端的电压和通过导体的电流无关
典型错误一根据R=，认为导体的电阻与导体两端的电压成正比，因此选择A。
典型错误二根据R=，认为导体的电阻与通过导体的电流成反比。因此选择B。
错因分析欧姆定律研究的是电流与电压和电阻的关系，其变形式R=只是提供了计算电阻的一种方法，并不能理解为导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比。
正确答案因为导体的电阻是由导体自身因素（材料、长度、横截面积、温度等）来决定的，而不受外因（导体两端电压和通过导体的电流）影响，所以应选D。
易错点二：对欧姆定律同一性和同时性的忽视
例有一个电铃，它的电阻是10 Ω，在正常工作时，它两端的电压应该是6 V。但我们手边现有的电源电压是8 V，要把这个电铃接在这个电源上，并使它正常工作，应怎么办？
典型错误要把这个电铃接在这个电源上，并使它正常工作，应给它串联一个电阻。
因为通过电铃的电流I== A=0.6 A，
又因为电阻跟电铃串联，
所以通过电阻的电流I=I=0.6 A，
因此，串联一个电阻为R== Ω=13.3 Ω。
错因分析造成错解的原因是在应用欧姆定律时，没有注意同一性和同时性。错解中的最后一步：R=中，U、I代入的数值是总电压和总电流，求出的电阻R应该是总电阻。
正确答案根据欧姆定律有：通过电铃的电流I== A=0.6 A，
又因为电阻跟电铃串联，
所以通过串联电路的电流I=I=0.6 A，
因此，总电阻R== Ω=13.3 Ω。
又因为R=R+R，
所以串联一个电阻为R=R－R=（13.3－10） Ω=3.3 Ω。
易错点三：对控制变量法的误解
例小刚用图1所示电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（）
A. 记录电流表和电压表的示数
B. 将变阻器滑片适当向左移动
C. 将变阻器滑片适当向右移动
D. 适当增加电池的节数
典型错误电源电压不变，改变电阻，记录电流大小，从而找出电流跟电阻的关系，选A。
错因分析没有正确理解控制变量法。
正确答案在此实验过程中，当A、B两点间的电阻由5 Ω更换为10 Ω后，为了探究“一段电路中电流跟电阻的关系”，必须保持A、B两点间的电压不变。此时由于总电阻变大，总电流变小，因此滑动变阻器两端的电压变小，由串联电路电压关系可知A、B两点间（一段电路）的电压变大。要想继续实验，接下来应该使A、B两点间的电压减小到原来的值。将变阻器滑片适当向右移动，使变阻器阻值增大，使电路电流减小。由U=IR可知，A、B两点间的电压才会变小，当达到原来的电压值时，停止移动滑片，记录此时的电流值。应选C。
易错点四：对电路连接关系不清
例1如图2所示，电路中的电源电压保持不变。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，电表、、的示数变化正确的是（）
A. 的示数减小，的示数减小，的示数增大
B. 的示数增大，的示数减小，的示数增大
C. 的示数增大，的示数减小，的示数减小
D. 的示数减小，的示数增大，的示数减小
典型错误滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小。根据U=IR可知，滑动变阻器两端电压减小，因此的示数减小，灯泡两端的电压增大。选择D。
错因分析电压表测量的是滑动变阻器两端电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值R变大，但同时电流I变小，根据U=IR无法判断滑动变阻器两端电压大小的变化。
正确答案由图2可知这是一个串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压U，测量灯泡两端的电压U。滑动变阻器的滑片P由图中位置向a点移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小，因此的示数减小。再根据串联电路中电流处处相等，通过灯泡的电流I=I，又灯泡的电阻R不变，根据U=IR可知，电压U减小，因此的示数减小。由串联电路电压的关系，可知滑动变阻器两端电压U=U-U，因此的示数增大。应选C。
例2如图3所示电路中，闭合开关后，将滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中，图3中电压表和电流表的示数变化正确的是（）
A． 电压表示数不变，电流表示数变大
B． 电压表示数变小，电流表示数变大
C． 电压表示数不变，电流表示数变小
D． 电压表示数变大，电流表示数变小
典型错误滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中，电阻变大。根据U=IR可知，电压变大，因此电压表示数变大。再根据欧姆定律公式I=，电路中的电流减小，选择D。
错因分析电路连接关系不清，没有注意到滑动变阻器与R串联后再与R并联的关系。
正确答案滑动变阻器与R串联后再与R并联，不管滑动变阻器阻值如何变化，都不会改变支路电压。支路电阻的变化引起总电阻的变化，滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器电阻变大，总电阻变大。根据欧姆定律公式I=，电路中的总电流减小，因此电流表示数减小。应选C。
易错点五：对伏安法测电阻原理的误解
例小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图4（a）所示。请你接着完成下列步骤：
（1）当电压表示数为3.6 V时，电流表的示数如图4（b）所示，这时电路中的电流是________A，电阻丝的电阻为_______Ω。并用笔画线代替导线，将电路补画完整。
（2）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将________。
典型错误（1）题中连接图时，滑动变阻器接线柱连入错误，电压表、电流表正负接线柱及量程选错，串、并联错误。
错因分析不清楚滑动变阻器及电表接入电路的要求。
正确答案滑动变阻器要保证“一上一下”两个接线柱接入电路，有时还要考虑具体是下面哪一个接线柱接入电路。对于电表，要求电流从正接线柱流入负接线柱流出，且选择符合题意的量程，保证电流表与被测对象串联，电压表与被测对象并联。（1）0.3；12；电路图如图5所示。
典型错误（2）由伏安法测电阻原理R=可知，电流与电压成正比，因此电压表与电流表示数的比值不变。
错因分析当电阻不变时，电流与电压才成正比。电阻变化时，这种正比例关系就不成立了。
正确答案当电压增大时，灯丝温度升高，其电阻增大。由R=可知，电压表与电流表示数的比值就是电阻，所以电压表与电流表示数的比值将增大。
易错点六：不关注欧姆定律的适用范围――纯电阻电路
例有一台标有“220 V 1.1 kW”的电动机，线圈电阻为10 Ω，求它正常工作1 min放出的热量。
典型错误由欧姆定律可知，
I== A=22 A，
再由焦耳定律得：
Q=I2Rt=222×10×60 J=2.904×105 J。
错因分析欧姆定律只适用于纯电阻电路。本题是含有电动机的非纯电阻电路，求电流时不能使用I=。
正确答案通过线圈的电流I== A=5 A，
1、人体是导体，阻值一般不变化，由I=U/R。可知，电压越高，产生的电流越大，所以越危险。
2、安全电压：不高于36V（经验表明）
3、（1）手湿后人体电阻减少，由I=U/R可知，电流变大。
（2）水是导体，又会流动，易使人体与电源相连。
4、注意防雷：（1）雷电的特性、数据。（2）避雷针
二、中考关注
电路计算是初中物理的重点知识，它已成为历年来中考的必考内容。主要考点有：①记住欧姆定律的内容、表达式，并能熟练运用欧姆定律分析解决简单的电路问题；②知道串并联电路中电流、电压、电阻的关系，并会运用这些知识分析解决简单的串、并联问题；③知道电功、电功率的公式，并会求解简单的问题；④知道额定电压、额定功率、实际功率以及它们之间的关系；⑤记住焦耳定律公式并能用焦耳定律进行求解通电导体发热问题。
1、简单串并联问题
解决串、并联电路的问题，首先要判断电路的连接方式，搞清串并联电路中电流、电压、电阻的关系，结合欧姆定律和其它电学规律加以解决。
例1、（2004上海）如图1所示的电路中，电阻R1的阻值为10。闭合电键S，电流表A1的示数为0.3A，电流表A的示数为0.5A.求(1)通过电阻R2的电流.(2)电源电压.(3)电阻R2的阻值。
2、生活用电问题
家庭电路与我们的生活密切相关，家用电器在家庭里越来越多，有关生活用电问题的计算自然成为中考的热点。
例2、（2004佛山）在家用电器中，有许多电器的电功率是不同的下表列出了小明家的部分家用电器懂得电功率。
家用电器的额定电功率
*
小明在开着空调的房间里使用电子计算机，而且电热水壶在烧开水，如果家里只有这几种电器（各一件）在正常工作，在这种情况下，请计算：
（1）电路的总功率和总电流各是多少？
（2）如果平均每天使用3h，一个月（按30天计算）用电多少千瓦时？
3、变化电路问题
由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动改变了电路的结构，电路中的电流、电压值会发生变化，称之为变化电路问题。解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路，即画出每次变化后的等效电路图，标明已知量和未知量，再根据有关的公式和规律去解题。
例3（2004沈阳）如图5所示，电源电压保持不变，灯L1和L2上分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，灯L3上标有“12V”，其它字迹模糊不清。当断开S1，闭合S、S2时，其中一盏灯能长时间保持正常发光；当断开S2，闭合S、S1时，电流表的示数为0.3A。求电源电压和灯L3的额定功率。
4、开放性问题
题目条件不确定，求解问题不指明，解答方法不惟一，答案形式多样化的题型，称之为“开放题”。解答开放性问题，要对题目所给的条件、过程、结论，进行全面的分析。对于自行补充条件的开放题，补充的条件要适当，使问题得以简单解决。
例4、（2004江西）如图12所示，R1为12的定值电阻，电源电压为9V，开关闭合后电流表示数为0.5A，通电5min.请你根据这些条件,求出与电阻R2有关的四个电学物理量
5、实验探究问题
例5、（2006年泰州市）为了探究电流与电压的关系，小华设计了图13所示的实验电路图．
（1）实验选用的器材如图14所示，其中电源为2节干电池，定值电阻为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω2A”字样，则实验图14
图13
A
V
R
R''''
S
时电压表应选用的量程为V，电流表应选用的量程为A．
（2）请根据电路图用笔画线代替导线，将图14中的元件连成电路．要求：滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数变大．
（3）右表是小华探究电流与电压关系时记录的几组实验数据，通过对表中数据的分析，可得到的初步结论是：
．
*
三、堂上练习
1、在如图1所示的电路中R的阻值为2欧姆，灯泡两端的电压是3伏特，电源电压是4伏特，则R的两端的电压是______伏特，灯泡的电阻是______欧姆。
2、如图2中电源电压保持不变，R1为定值电阻。开关S闭合后，以下说法正确的是：
A.滑片P向右移动，表A示数变小，表V示数变小；
B.滑片P向右移动，表A示数变大，表V示数变大；
图2
C.滑片P向左移动，表A示数变小，表V示数变大；
D.滑片P向左移动，表A示数变大，表V示数变小。
3、计算题：
关键词：电阻；伏安法；欧姆定律
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1674-9324（2012）06-0253-02
在电学实验中，测定电阻的实验占很大比例，掌握其基本方法有助于电学实验的突破。其实，电阻的测量方法大致可分为三类：伏安法、比较法、其他方法。设计电路时，首先要根据给定的器材，正确判定测量方法是三种中的哪一种。其次，对给出的多个同类器材，能够正确选用。再次，依据不同的方法和电路连接的实质，运用欧姆定律，正确得出测量结果或者结果的表达式。
一、伏安法测电阻
测量原理：测出被测电阻的电压、电流，计算求得RX。实验线路：分为供电线路和测量线路两部分；供电线路分为限流方式和分压方式；测量线路分为内接法和外接法。技巧1：给定多只表时，要根据电源、RX、量程、表内阻、定值电阻综合考虑，选择用哪些表合适，何种电路合适。技巧2：若只给出表的阻值“约值”，考查点为区分内外接法以减小误差。测量结果有误差，结果表达式中不含“表内阻”；若给出表的阻值“准确值”，考查点为改表（此时必定还有定值电阻）。测量结果无误差，结果表达式中一定含“表内阻”；
1.供电线路。技巧3：大多数情况用分压方式。限流、分压的选择依据：零起必分压（要求电压电流从0测起，如测小灯泡的伏安特性）；滑小必分压（滑动变阻器的全阻值比RX小时用分压）；烧表必分压（表接在干路中会超过量程，此时采用分压线路，用部分电压供电。干路电流大但无表，表接入分支时不会超过量程，不会出现烧表现象。切忌估算时一看到超过小表量程就去掉小表而选大表，结果出现大表偏转太小的错误。原理图的画法。技巧4：注意变阻器是否用全电阻或者供电线路是否留缺口。分压式：闭合回路，无缺口，全电阻，先画电源闭合回路（将电源、开关、变阻器全电阻串成闭合回路）；分出部分电压（将滑动头和变阻器的一端引出两个分支头）。限流式：非闭合回路，留有缺口，将电源、开关、变阻器部分电阻串成一串（非闭合回路，留有缺口以便串入测量线路）。
2.测量线路。①先将RX与安培表串联，再将伏特表左端与其并联，再考虑将内外接的问题（伏特表右端并在安培表左方还是右方，也就是是否把安培表包在内还是在其外）。②内外接的判定（如果知道各电表的准确阻值，则不受此限制，按全电路欧姆定律求解）。判定前提：知道RX、RA、RV的大约阻值，判定依据：比较RX2与RA、RV的大小。判定结论：内大外小（平方RX2大，内大）。技巧5：先画RX与安培表的串联，再画伏特表“一端”与RX的并联，最后确定伏特表“另一端”是否将安培表圈起来。
3.改表的思考技巧。技巧6：选用两个同类表时，哪个表的阻值为准确值，就改哪个表；选用两个同类表时，量程大的通常在外面；小电阻，是并联改安培表用的，大电阻，是串联改伏特表用的。
4.实物图的连接。同原理图的连接顺序一样，但要注意极性问题，导线不能出线交叉。技巧7：最后并伏特表，可避免导线交叉；实物连线时，若表的正极在右方，则右方连线接电源正极，这样可避免导线交叉或绕线杂乱。
二、比较法测表的内阻，有半偏法和替换法两种
测量原理：给RX并上或串上相同的电阻R0，流过的RX电流减半——半偏法；用与RX相等的电阻R0替换RX后，回路电流电压不变——替换法。应用条件：有单刀双掷开关时，为替换法（两条支路只能用一条，要么接RX，要么接R0）。有一个或两个单开关时，为半偏法（干路一个开关，并相同的R0时用一个开关）。技巧8：不是单开关，就不是伏安法。
1.替换法。①实质：用与被测量表相同的电阻替换掉被测量表，两次电路是相同的。②电路：先将RX与电源、开关、变阻器组成串联回路；再给并上一个电阻箱，最后将开关改为单刀双掷开关。根据指示表的种类，注意电路的画法。先未知后已知——先接未知支路，再接已知支路——两次指示表示数相同。③结论：RX=R0（两电阻阻值相同，完全替换）。④误差：完全相等，无系统误差（指示表的内阻与测量无关，仅表明两次电路相同）。
2.半偏法。①实质：给被测量表并（或串）一个相同的电阻，电路的电阻加倍（或减半），导致流过被测量表的电流减半。②电路：分两种电路。串联电路法：应用前提，电源没有内阻——恒压半偏法。并联支路法：应用前提，串大并小——恒流半偏法（串联的大变阻器约为100RX，并联的小电阻箱至少比Rg大）。测量方法：先满偏后半偏（同理，也可偏转1/3，1/4，结果式子根据电路求得）。③结论：看电路，由欧姆定律得到结论。④误差：必然有系统误差（记忆方法，看电路是串联还是并联，串联偏大，并联偏小）。
三、其他方法测电阻
1.应用前提：既不是伏安法（通常给定两个同类表），也不是比较法（没有单刀双掷开关或者两个单开关），则只好采用其他方法测电阻了。技巧9：通常2个安培表接为并联电路，2个伏特表接为串联电路。
2.结果推导：根据全电路的欧姆定律，写出两次包含RX和测量值（I1、I2或者U1、U2）以及电阻箱、定值电阻（R1、R2）的方程组，求解得出结果表达式。情形举例：题目给定的两只表并非 、 各一只，而是两只 或是两只 ，以及未知电阻和一个定值电阻。思考方法：当给定两只电流表时，将Rx与R0并联，量程大的一只表测总电流，量程小的一只表测分电流。至于小电流表到底该串联在Rx支路还是R0支路，取决于要使两支路流过最大电流时，电压相当，与供给电压匹配。当给定两只电压表时，将Rx与R0串联，量程大的一只表测总电压，量程小的一只表测部分电压。至于小电压表该测Rx的分电压（小电压表并联在Rx两端），还是该测R0的分电压（小电压表并联在R0两端），取决于流过相同的最大电流时，两电压表的读数均接近满偏。画好电路后，求结果时最好按电路连接方式，运用欧姆定律求解，易于写出对应的方程，得到需要的结果。技巧10：非伏安法求结果，要据电路求结果。
参考文献：
[1]李维坦.高中物理解题题典[M].长春：东北师范大学，2011.
[2]唐茂春.高中物理概念地图[M].桂林：广西师范大学出版社，2010.
1.欧姆表测量法
欧姆表测量法是最简单的测量方法。它是挡利用多用电表欧姆档来测量电阻的,但这种方法只能进行电阻的粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。
2.伏安法
伏安法测电阻是高中最常用的电阻测量方法。其中测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表。由于电压表、电流表本身又有电阻,此方法又分为电流表内接法■,简称内接法,和电流表外接法■,简称外接法。内接法中R测=■+■>R真,外接法中R测=■
3.替代法
替代法的测量是利用等效的思想,用于被测量的某一物理性质等效从而加以代替的方法。这是一种简捷而又精确度高的方法。只要电阻箱和电流表的精确度足够高,测量误差就可以忽略,又没系统误差。但这一实验必须有可调标准电阻(一般给定的仪器中有电阻箱)
替代法的电路图如图一,先把双刀双掷开关S1扳到1,闭合S,调整滑动变阻器,使电流表指针指到某一位置(最好是一个整数),记下此时的示数I;再把开关S1扳到2,调整电阻箱R0,使得电流表指针仍指到示数I,读出此时电阻箱的阻值R,则未知电阻Rx的阻值等于R。
在此实验中的等效性表现在开关换位后电流表的示数相同,即当电阻箱的阻值为R时,对电路的阻碍作用与未知电阻等效,所以未知电阻Rx的阻值等于R0。
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4.比例法
就是被测物体与标准物体的同一物理量间关系并不是相等,而是满足一定条件下成某种比例关系。例如在电阻测量中,如果有可以作为标准的已知电阻的电表,可以采用比例法测电表的电阻;对于一般未知电阻,有电阻箱和电表即可。用比例法测电表的电阻时,两个电流表一般是并联,(根据并联可分流原理)两个电压表一般是串联(根据串联分压原理)。
测电流表和电压表的内阻,如果有可以作为标准的已知电阻,都可以使用比例法。采用比例法测电阻的依据:串联电路里电压与电阻成正比,并联电路里电流与电阻成反比。电压表可显示电阻两端电压值,电流表可显示电阻通过的电流。所以测电流表内阻应把两电流表并联,测电压表内阻时应把两电压表串联,电路为上图2、图3。
测电流表内阻时,应调节滑动变阻器R01使两电流表的指针都有较大偏转,记下两电流表的示数I1和I2,根据并联电路分流原理,若已知电流表A1的内阻值r1,则电流表A2的内阻r2=■r1
测电压表内阻时,应调节滑动变阻器R02是电压指针有较大偏转,记下连电压表示数U1和U2,根据串联电路分压原理若已知电压表V1的内阻为r1,则V2的内阻r2=■r1。甲图采用限流电路,乙图采用分压电路,这是由于电流表的内阻都较小。若采用分压电路,则滑动变阻器的电阻需更小,这时电路近乎于短路,是不允许的;若电压表的内阻都很大,若采用限流电路,则滑动变阻器的电阻需更大,而这在实际中实行不通的。
5.半偏法
半偏法是比例法的一个特例,测电流表和电压表的内阻都可以用半偏法。甲图实验时先断开S1闭合S,调节滑动变阻器R01,使电流表G满偏;在闭合S1,调整电阻箱R1,调整电流表G的指针恰好到半偏,读出此时电阻箱的阻值R,则电流表G的阻值rG=R。
乙图先闭合S1及S,调整滑动变阻器R01使电压表满偏;再断开S1,调整电阻箱R2,使电压表V的指针恰好指到半偏处,读出此时电阻箱的阻值R,则电压表的电阻rv=R。
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6.电桥法
电桥法是一种精确的方法,但这种方法在教学中很少用。
在平时的复习实践中,应重视基本实验操作能力的培养,重视学生对实验目的、原理和方法的理解,进而提高学生运用和试验方法解决问题的能力。
