时间：2023-10-16 16:01:25
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2.相同之处
欧姆定律适用于线性元件，如金属等，不适用于非线性元件，如气态导体等。
三、三点质疑
1.线性元件存在吗
材料的电阻率ρ会随其他因素的变化而变化（如温度），从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的，也就是说理想的线性元件并不存在。在实际问题中，当通电导体的电阻随工作条件变化很小时，可以近似看作线性元件，但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立，例如常用的炭膜定值电阻，其额定电流一般较小，功率变化范围较小。
2.对所有非线性元件欧姆定律都不适合吗
在上述所有表述中都有欧姆定律适用于金属导体之说，又有欧姆定律适用的元件是线性元件之说，也就是说金属是线性材料，而我们知道，白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的，也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件，但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件，因此这里的表述就不正确，为了避免这种自相矛盾，许多资料上又说欧姆定律的应用有“同时性”，或者说“欧姆定律不适用于非线性元件，但对于各状态下是适合的”，笔者总觉得这样的解释难以让学生接受，有牵强之意，给教师的教造成难度，既然各个状态下都是适合的，那就是整个过程适合呀。
3.对欧姆定律适合的元件I与R一定成反比吗
I与R成反比必须有“导体两端的电压U相同”这一前提，在这一前提条件下改变导体的电阻R，那么通过导体的电流就会发生变化，因而导体的工作点就发生了变化，其制作材料的电阻率 ρ就随之变化，因此导致电阻又会发生进一步的变化，这样又会导致电流产生进一步的变化，所以实践中多数情况下I与R就不会成严格的反比关系，甚至相差很大。
四、两条教学对策
1.欧姆定律的表述需要改进
其实早就有一些老师对欧姆定律的表述进行过深入的分析，并结合他们自身长期的教学经验，已经提出了欧姆定律的表述的后半部分“I与R成反比”是多余的，应该删除，笔者也赞成这种做法，因为这种说法本身就是不准确的，这也是在上述三种大学普通物理教材中都没有出现这个说法的原因。
通过对欧姆定律发现历程的溯源，可知欧姆当时发现这一电路定律时也没有提出“反比”这一函数关系，只是定量地给出了一个等式，因此，笔者认为欧姆定律的现代表述有必要改进，既要传承欧姆当时的公式，也要符合实际情况，所以笔者认为欧姆定律应该表述为：通过导体的电流强度等于导体两端的电压与导体此时的电阻之比。
那么，为什么连“I与U成正比”也省去呢？当R一定时，I与U成正比是显然的，但如果在欧姆定律的表述中一旦出现“I与U成正比”的说法，学生就会很自然地想到“I与R成反比”，而这种说法是不对的，所以表述中最好不要出现“I与U成正比”和“I与R成反比”这两种说法。
2.线性还是非线性元件的区分不能以材料种类为判断标准
同样是金属材料，钨丝的伏安特性是非线性的，而一些合金材料导体的伏安特性却是非常接近理论线性，如标准电阻。所以我们在区分线性元件还是非线性元件时，不能以导体的材料种类作为判断的标准，而只能通过实验测定，得到I-U图象，以此来作为判断依据。
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。
例1. 手电筒的小灯泡上标有“2.5V，0.3A”，表示加2.5V电压时，通过的电流为0.3A，灯泡正常发光。1灯泡发光时的电阻是多少？
2灯泡正常发光时的功率？
3能灯泡正常发光10min消耗的电?
解：1 由欧姆定律得：R=U/I=2.5V/0.3A=8.3Ω
2由功率的公式得：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
3由W=UIt=2.5V×0.3A×10×60S=450J.
下面我们再来看一道题
例2. 某一电动机铭牌上标有“36V,0.5A”。求：
1. 问能否求出电动机正常工作时的电阻吗？
因为上题我们用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻，同学们回答：能。大部分同学都很熟练的用R＝U/I＝36V／0.5A＝72Ω 计算出电动机的电阻。
2. 问能否求出电动机正常工作时的功率吗？
学生根据功率的公式得：P=UI=36V×0.5A=18W。
3. 问能否求出电动机正常工作10min消耗的电能吗？
由W=UIt=36V×0.5A×10×60S＝1.08×10 J
4.问能否求出电动机正常工作10min产生的热量吗/
学生根据焦耳定律，得Q= Rt＝ ×72 Ω×600S=1.08×10 J
教师首先引导学生比较电机消耗的电能和产生的热量关系发现：W=Q
思考1. 电动机消耗的电能是否全部转化为内能呢？
学生回答：不是。因为电动机消耗的电能主要转化为机械能和还有一部分内能。例如，电风扇消耗的电能主要转化为机械能（风扇转动）和内能（用手摸一摸开关旋钮感觉很热）
思考2.上述求解过程中什么地方出错？
学生发现：电动机的电阻不能用欧姆定律求，那么例1中的灯泡的电阻可以根据欧姆定律计算为什么？
因为灯泡消耗的电能全部转化为内能，是纯电阻电路。以根据欧姆定律计算电动机消耗的电能主要转化为机械能和还有一部分内能，电动机消耗的电能的电路是非纯电阻电路。电动机的电阻不能用欧姆定律求
一、重视实验探究过程，发现新问题
欧姆定律的探究过程把科学探究的七个环节表现得淋漓尽致，从最初了解基本电路中电流、电压和导体电阻的定性关系，从而提出“导体两端的电压和导体的电阻是怎样影响导体中电流大小的，电流与电压和电阻究竟存在什么关系”的问题，到最后处理实验数据和讨论交流，得出电流、电压和导体电阻的定量关系，即欧姆定律，其数学表达式为I=U/R.探究的过程还是一个发现问题并解决问题的过程，使同学们加深了对欧姆定律的理解.
例1某同学按如图1所示的电路，研究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻间的关系，若保持电源电压的大小和电阻箱R1的阻值不变，移动滑动变阻器R2的金属滑片P，可测得不同的电流、电压值，如表1；然后，他又改变电阻箱R1的阻值，测得相应的电流值，如表2.请回答：
(1)分析表1中数据可知:_____________________________；
(2)分析表2中数据可知：电流与电阻_____.（填“成”或“不成”）反比，这与欧姆定律_______（填“相符”或“不符”），其原因是________.
解析这是一个典型的欧姆定律实验探究题，重点考查的是欧姆定律的结论.一个要注意的细节问题是，欧姆定律的整个探究过程运用了控制变量的思想.因此，在处理实验数据得出正确结论时，一定要体现这种思想.所以分析表1中数据可知：在电阻不变条件下，导体中的电流与导体两端的电压成正比（因为导体两端的电压成倍增加时，流过导体的电流也随着成倍增加）.但分析表2中数据却发现，电流和导体电阻的乘积不是一个定值，即电流与导体的电阻不成反比，这个结论显然不符合欧姆定律.那么，为什么得不出正确结论呢？这是我们在探究过程中经常碰到的一个问题，这个问题的解决，本身与这个实验的设计思想连接在一起，因为在探究电流与电阻关系时，应保持电压不变.因此当电阻箱R1的阻值改变时，一定要调节滑动变阻器滑片P，使R1两端的电压保持不变，再读出相应的电流值，然后分析数据.那么，当R1的阻值成倍增加时，如何调节滑片P才能使它两端的电压保持不变呢？如上图，应将滑片P向右调节到适当的位置，想想看，为什么呢？
二、创设新情景，解决新问题
近年来，从中考试题来看，在欧姆定律实验题方面，不仅仅考查了欧姆定律的实验探究过程和伏安法测电阻，也出现了一些创设新情景，运用欧姆定律去解决一些新问题的实验题.这类试题的解答一定要抓住“欧姆定律是电路中的交通规则”这一点，运用公式I=U/R和电路的特点来解答.
例2“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重.人们把这种方法叫“等效替代法”.请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题.
【探究目的】粗略测量待测电阻Rx的值
【探究器材】待测电阻Rx、一个标准的电阻箱（元件符号_______），一个单刀双掷开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表量程足够大）．
【设计实验和进行实验】
（1）在右边的方框内画出你设计的实验电路图；
（2）将下面的实验步骤补充完整，并用字母表示需要测出的物理量.
第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路；
第二步：____________________________；
第三步：____________________________.
（3）写出Rx的表达式：Rx=____________.
解析这是测未知电阻的另一种方法――“等效替代法”.这种实验题对同学们的要求比较高，它创设了一个新的情景（“曹冲称象”），让你从这个新情景中受到启发，来解决一个新问题.它不是欧姆定律探究过程的简单重现，而是要求同学们真正理解欧姆定律中电流、电压、电阻的关系，即电压一定时，电流相等，则电阻相等.因此，我们可以按图3的实验电路来完成待测电阻Rx的粗略测量.连接好电路后，将开关S与a相接，使电流表的示数指示在某一刻度（因为电流表的刻度不准确，因此不能准确读数）；接着将开关S与b相接，这个时候需要调节电阻箱，使电流表的示数指示在同一刻度处，读出电阻箱上电阻值为R，这一步充分利用了欧姆定律的结论，当电压相等时，电流相同，则电阻相等.即Rx=R.
同学们想想看，本题为什么说只是粗略测量呢？S接a和接b的顺序能颠倒吗？如果电流表的刻度准确且灵敏度良好，那么可不可以较准确地进行测量呢？（这个时候，我们可以直接根据欧姆定律来解决这个问题，即分别读出S接a和b时，电流表的示数为I1和I2，则通过计算我们可以得到待测电阻Rx=RI2/I1，且这个时候与S先接a还是先接b没有关系.）
三、寻找实验规律，渗透数理思想
欧姆定律的实验探究过程本身就体现了一种数理思想，要求从定性的结论，运用数学方法得出定量的关系式.因此，在以后的中考命题上，这种思想的体现可能是命题者关注的一个焦点.
例4某同学想探究导电溶液的电阻是否与金属一样，也与长度和横截面积有关.于是他设计了实验方案：首先他找来几根粗细不同的乳胶管，按要求剪下长短不同的几段.并在其中灌满质量分数相同的盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱.将盐水柱分别接入电路中的A、B之间.闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，读出电流表和电压表的示数，并记录在表格中，如下表：
根据实验数据，请解答下列问题.
（1）通过对实验序号_______或_______的数据处理，我们可以看出导电溶液的电阻与金属一样，电阻的大小与导电溶液柱的横截面积成_______.（填“正比”或“反比”）
（2）通过对实验序号1、4的数据处理，我们可以看出导电溶液的电阻与金属一样，电阻的大小与导电溶液柱的长度成_______.（填“正比”、“反比”）
（3）请填写表格中未记录的两个数据.
（4）对于实验序号6，开关闭合，若保持滑动变阻器滑片P不动，将乳胶管拉长，则电流表的示数将_______；电压表示数将_______.（填“变大”、“变小”或“不变”）
解析这是典型运用自己探究得到的结论解答相关问题的一类题型，要求同学们对整个知识点有一定的驾御能力.实验中测得的是电流和电压，而问题是与电阻有关，因此我们先应运用欧姆定律求出相应的电阻值，再进行分析（这是试题的一种创新）.
我们对1、3、4、5组数据的处理得出R1=3Ω，R3=1.5Ω，R4=6Ω，R5=4Ω.运用控制变量的思想，由实验1和3，或4和5，很容易得出导电溶液的电阻与导电溶液柱的横截面积成反比；由实验1和4可以看出，导电溶液的电阻与导电溶液柱的长度成正比.
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.
第一种，学生观看视频
这种教学法是教师将欧姆定律的探究过程在课前以边讲边操作的方式制作成录像，然后在上课时直接播放给学生看.教师在上课时不需要做任何讲解，一直等到实验数据分析、归纳得出欧姆定律以后再进行课堂训练，以帮助学生理解欧姆定律的意义，学会用欧姆定律进行简单的计算.
第二种，学生浏览课件
这种方法是教师将教学内容制作成幻灯片，如实验题目、实验方法、实验电路图、电路连接注意点、用实物连接电路、通过滑动变阻器的调节对电压与电阻进行控制、实验数据表格及数据阅读分析、欧姆定律的文字描述、公式、单位等等.在课堂上，教师边讲解边放幻灯片，学生则合着老师的讲解进行观察、思考、分析、归纳与记忆.在欧姆定律得出以后，同样进行课堂训练，以巩固知识，加深理解.
第三种，学生实验探究
这种方法是教师上课时先通过演示实验启发学生发现问题、提出猜想与假设，然后再引导学生思考实验研究方法，帮助学生讨论、设计与制订实验计划、分组进行实验探究，记录、分析、归纳实验结论，再在此基础上对实验误差进行评估与交流等等.具体过程如下：
第一步，教师在演示电路板上用导线将干电池组、开关、小灯泡连接成一简单的电路，闭合开关小灯泡发光后，启发学生思考讨论，要想改变小灯泡的亮度可怎么做？有几种方法？当学生讨论回答出改变电池节数和用滑动变阻器串联移动滑片两种方法时，再引导学生明确灯泡亮度的变化是由于灯泡电压的变化使得通过灯泡的电流发生了变化，从而启发学生提出通过灯泡的电流与电压有关的猜想与假设.
第二步，移去变阻器，在上述简单电路中并联接入另一只不同规格的灯泡，闭合开关，引导学生观察两灯泡亮度的不同，思考讨论灯泡并联电压相同，两灯泡电阻的不同使得通过灯泡的电流不同，从而引起灯泡亮度不同，在此基础上启发学生提出通过灯泡的电流与电阻有关的猜想与假设.
第三步，当学生得出电流与电压和电阻有关的猜想后，教师引导学生讨论实验探究方法、规划实验方案、设计实验电路图、画出实验记录表格.
第四步，分组进行探究与实验、记录实验数据、分析讨论与归纳实验结论，引导学生在坐标纸上将研究电流与电压关系的实验数据用描点的方法作图，验证电流与电压的正比关系.
第五步，在实验结论得出后，介绍欧姆定律及其公式表达形式，讨论各物理量单位的使用，对各小组实验进行评估，分析误差和错误产生的原因.
第六步，讨论欧姆定律变换公式及其物理意义，利用欧姆定律及变换公式进行简单的计算.
以上三种教学方案中，第一种方案是老师在课前要进行实验操作录像并作配音讲解；第二种方案是老师只要从网上下载课件并稍作修改即可；第三种方案是老师在课前要准备演示及分组实验器材.第一种和第二种教学方案中，学生在课堂上主要是在老师放录像和课件时认真地听讲、观察、思考和记忆，这是一种接受式学习方式.而第三种教学方案中，学生在老师的引导下自主发现并提出问题、进行猜想与假设，自行制订实验规划、设计实验电路图，小组合作实验探究，师生共同讨论、归纳建构物理知识，这是一种以生为本的体验式的学习方式.前两种与后一种在落实课程目标和促进学生发展等方面有着明显的差别.我们可以从《欧姆定律》这节课的教学目标进行分析：
教育部2011年新版义务教育物理课程标准将欧姆定律的实验探究由原来的教师演示实验改成了学生必做的实验.根据新课标，《欧姆定律》一课的教学目标大致有以下几个方面：
1.知识与技能目标：
（1）理解欧姆定律及其变换公式的物理意义，能初步运用欧姆定律计算有关问题.
（2）学会同时使用电流表和电压表测量一段导体两端的电压和其中的电流.
（3） 进一步体会用图像法研究物理问题的优越性.
2.过程与方法目标
（1）通过实验探究电流、电压、电阻的关系，会用滑动变阻器改变部分电路两端的电压.
（2） 提高学生依据实验事实，分析、探索、归纳问题的能力，知道通过实验总结物理规律的研究方法.
3. 情感态度与价值观目标
介绍欧姆的故事，增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情.重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成.
教师如果采用前两种多媒体教学方案替代第三种学生实验探究教学方案，就会改变多媒体教学辅地位，违背教学规律，弱化教学效果.
首先，不恰当地使用多媒体教学手段，会抑制学生的学习兴趣，难以调动学生主体的积极性，从而影响教学效果.
夸美纽斯说过：“兴趣是创造一个乐观与光明的教学环境的主要途径之一.”兴趣作为诱发学生学习动机的重要因素，在物理教学中主要是靠教师引导学生观察物理现象、动手做各种实验来激发学生学习兴趣的.虽然第一、第二种教学方案中的光、声、像等信息作用于学生感官，以直觉形象也能激发学生浓厚的学习兴趣，但由于是人为的录制、合成的，学生没有身临其境、亲自动手，就很难体会到电压、电阻对电流的影响.即使通过多媒体教学展示了实验过程，一部分学生会认为这是由老师设计制作好的，缺乏可信性.因此，当老师向学生介绍欧姆的故事时，学生就难以体会到科学家探索知识的艰苦与辛劳、成功与快乐，学生的科学世界观就难以形成.
我们都有这样的体会：电脑电视上歌舞银屏再精彩，也还抵不住到剧院看现场演出，哪怕是一般的演出也会让人感到很兴奋.这是什么原因？这就是人们普遍具有的一种强烈的“参与”意识.卡拉OK的流行不就是人们这种参与意识的外在体现吗？因此用录像投影来代替做实验，往往会抑制学生具有的人类天性――“参与”意识，甚至会让学生对科学知识的形成产生怀疑，学习兴趣就此会大打折扣，主体的积极性很难被调动起来，从而影响教学效果.
其次，不恰当地运用多媒体教学手段取代相关的实验，会违背学生的认知规律.
物理学家牛顿认为：“科学研究离不开实验，应在实验的基础上，运用归纳的方法总结规律，进而建立起理论.”这也是哲学中由实践到理论、由感性认识到理性认识过渡的普遍规律.现行中学物理教材也正是遵循这一规律而编写的.然而在教学中，如果违背学生的认知规律，不恰当地用多媒体教学手段去取代实验，必然会导致事与愿违的结果.实践证明：实验是学生认识过程的起点，通过实验有助于学生将感性认识上升到理性认识的高度，同时还可以使学生在反复的实践中加深对所学知识的理解.第一、第二种教学方案虽然通过多媒体教学方式也能反映实验过程，但这个过程不是学生自己动手做的，缺乏实践体验，因此就没有感性认识，电流与电压、电阻之间关系的结论就不能由学生自主建构.
再次，以多媒体教学手段取代物理实验，会影响学生实验技能和各种能力的发展，不利于学生学习情感、态度、价值观的培养.
欧姆定律是由乔治•西蒙•欧姆，只要是规范电流，电压和电阻之间关系的定律。其主要公式为I＝U／R
1.1欧姆定律并不适用于所有物体
很多人认为欧姆定律适用于所有导电的物体，这个想法是错误的。因为欧姆定律只适用于金属导电和电解液，在气体导电和半导体元件中欧姆定律是不适应的。
1.2导体的电阻不是一成不变的
金属导体的电阻不是一成不变的，它会随温度的升高而增大。比如电灯泡算电阻的时候，刚开灯的时候和开很久的灯的电阻一定是完全不同的。
1.3串并联电路欧姆定律的推广式不同
我们在处理串联电路时我们要记住电流是恒值，电压是各部分电压的总和。而在并联电路中各支路电压和电源电压是相同的。电压是衡量，而干路电流等于各支路电流之和。
2.如何对物理中的欧姆定律进行教学
2.1培养学生对学习物理的兴趣
“兴趣是最好的老师“。作为一名物理教师希望能带动学生的积极主动性，让学生配合老师教学工作，有时在课堂上老师教学会出现不理想的情况，如学生上课睡觉，或看小说等。这样对我们教学工作造成困扰，特别是像物理这一门需要去计算、分析的课程。不像其他科目，它需要的不仅仅只是学生的理解，更重要的是实验能力，以及实践能力。一节课没有吸收到课程的有效资讯就会导致其他章节也一并滞后。而杜绝一现象的发生，首先是要找出学生不听课，不爱听课的原因，我经过多年的教学经验，总结两点：第一点是。举个例子，在我教学情况中遇到一个学生，他在平常上课的表现一直不理想。其他学生按时完成作业，而他总是最迟交或者不交。有一次早晨刚来到办公室路过教室时看到他正拿着别的同学的作业本抄袭，当时我很生气，进去找他谈话。在谈话过程中，我了解到这位学生之所以对物理部感兴趣的原因是他找不到方法去学习。要帮助学生找适合他的学习方法也是教师在教学当中需要重视的。另一点则是老师的问题，老师讲课太枯燥乏味，学生不爱听，自然而然的就会去做其他的事情，这对教学任务的影响是巨大的。我们应该从物理的作用性和启迪性的教育方式对学生对物理的爱好进行开发和挖掘。
2.2加强学生的动手能力
因为物理学由实验和理论两部分组成。其中，物理理论来自于物理实验，物理实验是物理理论的基础。用事实说话，用实验证明，是物理教学是一大特色。同时，实验也是增强趣味性、调动积极性的有效手段。透过以上三点，我让自已的学生多参与到实践课中。那一名我前面所提到男学生，他在我课上的态度在一次学习“压强”的章节中得到了改变。课程里我布置学生自己制作物品，然后去进行试验探究活动。而他在这一方面表现的极为积极，后来得知这男孩对机器零部件的组装，特别是车子感兴趣，我就抓住他这点喜好，在欧姆定律的这一环节中，让同学们自己去试验操作，导体材料，长度，横切面等等，教学生用多种表分别测量电源两端的电压，观察小灯泡的变化。使学生在实验的过程中轻松的学会课程上的知识。而那位男学生也通过实验课程的学习，态度发生了转变。学习的积极性充分调动起来。
一、物理电学相关公式及形象记忆法
初中物理电学相关公式和定理虽然表面看比较抽象难懂，但是因为电流是实际存在的，并且其特点和存在形式可以类比现实中许多形象易懂的实物和现象，因此结合实际对相关定理定律进行理解和记忆会收到很好的效果.
1.欧姆定律
欧姆定律解释的是电学中电压、电流、电阻三者之间的关系，是电学最基本的定律.
电流×电阻=电压，即I×R=U；其他的变形式可以由此公式导出.
可以用水流演示电流，用水压解释电压，以现实中形象的实物来解释电学相关内容.
2.电功公式
电功公式是讲电力做工的计算方法，电流流过导线会产热，有能量产生，能量可以做功，电功公式就是计算电力做工能力的公式.
电流×电流×电阻×时间=电功，即I2Rt=P；
将I=UR代入，就能成为电功公式的另一形式.
3.电功率公式
电功率就是形容电流做功快慢的公式.
电流×电流×电阻=电功率，即P=I2R.
电功和电功率可以用电灯发光发热解释，电流越大，电灯越亮，时间越长，电灯散失的热量越多，就是电流做功的道理.
二、物理电学题目解题技巧
1.欧姆定律方程解题
熟记欧姆定律，只要是给出电路解电学未知量并且题目中没有涉及功率内容的题目，结合整个电路列出欧姆定律的基本方程，肯定可以得到答案，即使最初看题时没有头绪，在列出欧姆定律方程之后也能从方程中看出解题方法.静态电路图列写一个欧姆定律方程，动态电路图根据变化次数列出相应数目的欧姆定律方程即可.
例电路图如图1所示，闭合开关S，当滑动变阻器滑片在R2上某两点之间来回滑动时，电流表的读数变化范围是2 A～5 A，电压表的读数变化范围是5 V～8 V，问电源电压及电阻R1的值分别是多少？
乍一看此题确实无从下手，但是可以看出这是一个动态电路题，随着滑动变阻器阻值的不同电路相关参量产生了变化，因此需要列两个欧姆定律方程，方程列出，题目便迎刃而解.
解根据题意列欧姆定律方程，首先滑动变阻器在题意中阻值最小时，电流最大为5 A，电压表度示数最小为5 V，此时滑动变阻器电阻值为5 V÷5 A=1 Ω.
可以列出一个方程：
U÷(R1+1)=5 A(1)
同理，滑动变阻器阻值最大时为8 V÷2 A=4 Ω.
列另一个欧姆定律方程
U÷(R1+4)=2 A(2)
用简单的解方程法解方程(1)和(2)，很容易得出结果U=10 V；R1=1 Ω.
2.等效电路解含功率动态题
解含有功率内容的动态题的一个很好的方法就是将其各种状态独立出来，简化成等效电路，每种状态单独分析，之后综合考虑并求解.
例如图2所示，R2与R3的电阻比为R2∶R3=1∶4，最初所有开关处于断开状态，同时闭合S1与S2，S3保持断开，电流表示数为0.3 A，R2消耗功率P2；之后闭合S1、S3，S2断开，R1消耗功率为0.4 W，R3消耗功率为P3，P2∶P3=9∶4，求电源电压和R1阻值.
虽然此题表面看是动态且较为复杂，但是将动态电路的两个状态拆分成静态简单电路，题目便会简单明了，之后列写欧姆定律和功率方程，解方程即可.
当闭合S2后电路可简化成如图3形式，可列方程如下：
(R1+R2)×0.3=U(1)
R2×0.3×0.3=P2(2)
打开S2闭合S3后电路变成图4，设此时电流为I3，结合等量关系R3=4R2，将R3用R2代替，后列方程
(R1+4R2)×I3=U(3)
R1×I3×I3=0.4(4)
4R2×I3×I3=49P2(5)
5个方程，5个未知数，此题可解.由(2)式和(5)式可解出I3=0.1 A，其他未知数便顺利得出.最终结果：U=36 V，R1=80 Ω.
内容看起来很少，本节还要花不少时间进行电流、电压、电阻以及电流表、电压表、滑动变阻器使用方法的复习。必须具有一定的知识储备才能学好“欧姆定律”。
要做好两次演示实验，这为学生实验“伏安法测电阻”打下基础。并注意两次演示实验的异同，讲清实验过程中电流表、电压表及滑动变阻器的正确连法，以及滑动变阻器在两个实验中作用的异同，以及注意事项。
让学生感知实验探究电流跟电压、电阻的关系，经历科学探究的全过程，使学生感悟：“控制变量”来研究物理多因素问题，是一种有效的科学方法。
第二节“欧姆定律及其应用”继第一节后对数据的分析归纳，通过用列表法、观察法、数学比例法、图象法、类比法、分析、综合与归纳等方法来对实验数据进行研究的一些科学方法。从而分析电流、电压、电阻三者之间的定量关系——欧姆定律及其表达式。最终培养学生运用这些方法对实验数据进行研究、分析、归纳、概括物理规律的一些能力。
又通过实验探究“串联电路与并联电路中电阻的特点”。欧姆定律是电学中最基本的定律，是分析解决电路问题的关键。
在教学中这一节可分为四课时教学：
第一课时理解欧姆定律，进行简单计算（求电流、电压和电阻的三种书写格式），初步掌握运用欧姆定律解决实际电学问题的思路和方法；可补充：有两个用电器的简单计算（注意强调用不同角码区分不同用电器）。为下节课讲串并联电阻关系作铺垫。
第二课时通过欧姆定律的推导定量研究“串联电路与并联电路中电阻的特点”，得出：
串联电路：R=R1+R2
并联电路：1/R=1/R1+1/R2
第三课时运用欧姆定律及串并联电路的特点练习静态固定电路的相关计算；培养学生分析问题、解决问题的能力，注意教给学生解题思路、规范解题。
串联电路的特点：
①电流：I=I1=I2
②电压：U=U1+U2
③电阻：R=R1+R2
④串联分压成正比，即
U1：U2=R1：R2
电阻变大分得的电压变大，电阻变小分得的电压变小。
并联电路的特点：
①电流：I=I1+I2
②电压：U=U1=U2
③电阻：R=1/R1+1/R2
④并联分流成反比，即
I1：I2=R2：R1
电阻变大通过的电流变小，电阻变小通过的电压变大。
第四课时运用欧姆定律及串并联电路的特点，练习动态电路的相关计算。
动态电路------由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动导致电路中的物理量发生变化的电路。
简化电路的方法：
1、电流表看成导线，电压表看成断路。
2、短路和断路的电路可以去掉。
3、闭合的开关看成导线
解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路（电路的识别），可以把电流表简化成导线，将电压表简化成断开的或干脆拿掉。把闭合的开关看成导线，把被局部短路的用电器拿掉；把开关断开的支路去掉，来简化电路。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。
第三节“测量小灯泡的电阻”是欧姆定律内容的延续，教学过程中以学生为主，本节主体内容是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻，通过实验探究去发现灯丝电阻变化的规律，并最终找到影响灯丝变化的因素及它们之间的相互关系。注意多测几组数据，指明不能用平均法求电阻值（测量定值电阻的阻值用平均法求电阻值）。
通过本实验，进一步让学生认识到导体的电阻大小是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和导体中的电流无关，只与导体的材料、长度、横截面积有关，此外跟温度有关。这也为电功率中“测量小灯泡的电功率”作了铺垫。
第四节“欧姆定律及其安全用电”：课前安排学生收集安全用电的常识，课堂上进行交流，教师进行补充。再播放《安全用电》视频。
节课从电压的高低、电阻的大小对用电安全的影响入手，让学生学会运用已学的电学知识，解决有关生活中的实际的问题，既增强自我保护意识，又提高在帮助他人时讲安全、讲规则、讲科学的意识。
另外本节涉及电路故障（断路或短路），在教学中应加强练习，注意区分两者对电路造成的影响，以及电路中电流表、电压表的变化。要求学生懂得一些简单的电路故障的问题，学会简单的故障排除方法，目的是为了培养学生基本的生活技能。了解短路的知识，使学生懂得安全用电的基本常识，提高安全用电的意识。
教材中介绍了避雷针，使学生注意防雷的重要性，提高自我保护的意识。
通过学习本节教材的知识，学生能了解日常安全用电常识，规范日常用电行为，了解家庭电路中常见故障，提高了学生利用知识解决实际问题的能力。通过学习，使学生认识到电给人类社会带来了材富，改善了人民的生活。但是，有生产和生活中，如果不注意安全用电，电也会给人类带来灾害。
