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关键词： 物理 欧姆定律 复习
在物理复习的整个知识体系中，电学知识板块儿尤为重要。一是：它占整个三式合一理化试题物理部分的40%左右，即70分中的近30分属于物理电学试题。二是：电学知识在生产实践中的重要作用已凸显出来。而要学生全面掌握、领会初中阶段电学知识，对于相当一部分初中生来说具有较大的难度。从教以来我听过一些初中电学复习课：有的先把所要用到的电学公式板书在黑板上，再讲典型例题，接着练习；有的则通过学生作题中所反馈的问题对知识进行补充强调，再练习；有的直接强调万变不离其宗，让学生多看教材，然后讲例题等。复习中讲例题没错，但选择的例题过多，又无代表性，既延长了复习时间，又不能使学生的知识得到升华。久而久之，学生疲劳，老师厌烦。要使复习课在短时间内生动、奏效，应选择恰当的例题，在讲例题的基础上，对知识进行归纳和升华。
复习课，一要体现“从生活走向物理，从物理走向社会”，教学方式多样化等新课程理念；二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养；三要优化学生的认知结构，让学生在教师的引导、帮助下，把学到的知识归纳起来，从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步，从典型例题入手进行归纳总结。
例1：如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω。当闭合S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则电路中的电流为?摇 ?摇?摇?摇A，电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇W。（这是陕西师范大学出版社出版，经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题）
学生通常按下列方法计算电路中的电流：
R中的电流：I=U/R=2V/4Ω=0.5A，
电动机中的电流：I=U/R=4V/1Ω=4A，
由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5A和4A。
于是第二空的对应值为：P=UI=4V×0.5A=2W与P=UI=4V×4A=16W。这就存在两个问题：
1.根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等，与串联电路中电流的特点相矛盾。
2.由串联分压原理得：U:U=R∶R=1∶4，得：
①当U=2V时，U=8V，得到U+U=2V+8V=10V≠U源；
②当UM′=4V时，U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U，这与串联电路中的电压关系相矛盾。
对此，应找出题中所涉及的知识点，分析这些知识点间的联系，那上面的矛盾就迎刃而解了。
首先，应对欧姆定律有深入的理解。
例2：如图2所示电路（R≠R≠R）。引导学生分析如下：
1.对电路状态的分析。
（1）当S、S、S都闭合时，R与R并联，并联后作为一个整体再与R串联。A测R中的电流，V测R或R两端电压。
（2）当S、S闭合S断开时，则由图-2演变为图-2（a）到（b）。
R与R串联，R处于断开状态，A测整个电路中的电流。
（3）当S、S闭合S断开时，则由图2演变为图-2（c）到（d）。
R与R串联，R处于断开状态，V测R两端电压。
2.欧姆定律中涉及I、U、R三个量间的关系。
（1）欧姆定律中的I、U、R三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的，即必须满足“同一性”。
当图-2中的S、S、S都闭合时，A测R中的电流为I，V测R两端电压为U。此时能否用U与I的比值来计算R或R阻值呢？（即R=U/I）。
如果R=R时，由于R与R并联，所以R两端电压U等于R两端电压U，即U=U=U。根据R=U/I得R=U/I，R=U/I。这样计算出的R2的值虽然是正确的，但属于不正确的方法得出了正确的结果，实属偶然巧合。
若R≠R时，那么R=U/I，若再按R=U/I来计算R的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点，R、R中的电流是不相等的。上述中错误地认为R、R中电流相等。这里的电压是R两端电压，而电流是R中的电流，电压与电流是两个不同电阻（或用电器，或电路）的对应量，也就违背了“同一性”。
这就告诉我们，在应用欧姆定律解题时，一定要遵循“同一性”原则，切忌“张冠李戴”，电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如：W=UIt、Q=IRt、P=UI等。
（2）欧姆定律中的I、U、R三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量，即必须满足“同时性”。
在图-2中，当S、S闭合时，R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小是否相等？
在图-2中，当S、S闭合S断开时，不难看出，R与R串联：I=I=I则I=U源/（R+R）；当S、S闭合S断开时，R与R串联：I=I=I，则I=U/（R+R）。因为R+R≠R+R所以U源/（R+R）≠U源/（R+R），即两次电流不相等。S、S闭合时，R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小不相等，这是因为S、S闭合时与S、S闭合时电路状态不同，R是在不同的状态下工作，不是同一时间内电流的大小，电流不相等。
在利用公式计算的过程中，不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如：要计算R的电阻值，就不能用第一状态下R两端的电压值与第二状态下R中的电流的比值来计算R的电阻值。在计算电流、电压时，也不能这样处理。
因此在利用公式计算时，带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量，必须满足“同时性”。
（3）欧姆定律中的I、U、R三个量的单位必须同一到国际单位制，即I―A、U―V、R―Ω。即应满足“统一性”。
除各物理量的主单位外，还应记住常用单位及其单位换算关系，将常用单位换算为国际单位制单位，在利用其它电学公式计算时也要统一单位。
如：电功的公式W=UIt中，各物理量的对应单位:U－V、I－A、t－S；这样W的单位才是J。电热的公式Q=IRt中：I―A、R―Ω、t―S；这样Q的单位才是J。电功率的公式P=UI中：U－V、I－A，这样P的单位才是W。
我们要确定欧姆定律的适用条件。
1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立，即只适用于纯电阻电路。因此，欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。
例1中涉及到电磁转换的知识，电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时，其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流，所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。
实际上图1相当于一个“RL”串联电路，总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和，即U≠U+U。但得到的电流有效值的关系I=U/Z与直流（或部分）电路的欧姆定律相似，各元件上的分电压与该元件的阻抗（Z）成正比。
虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来，但无论电动机工作时产生的阻抗为多少，电路中的电流都等于电阻R中的电流，即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。电动机两端的实加电压等于总电压（电源电压）减去电阻R两端的电压，即U=U-U=6V-2V=4V。则电动机的功率为：P=UI=4V×0.5A=2W。
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上述分析说明，电阻R所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看：电阻R所在的这部分电路是将电能全部转化为热能；而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能，大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路，后者属于非纯电阻电路。
欧姆定律只适用于纯电阻电路，即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇，等等，除了发热外，还对外做功，所以这些是非纯电阻电路，欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路（如：W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。）
2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液；但是对于气态导体（如日光灯管中的汞蒸气）和其它一些导电元器件，欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用，关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时，其电阻叫线性电阻或欧姆电阻，欧姆定律对它成立；当导体的电阻随电压、电流变化时，其电阻叫非线性电阻，如：电子管、晶体管、热敏电阻等，欧姆定律对它不成立。
3.欧姆定律只有在等温条件下，即导体温度保持恒定时才能成立。当导体温度变化时，欧姆定律对该导体不成立，因为电阻是温度的函数。
在讲解欧姆定律的应用时，常举白炽灯的例子，实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性，随着电流的增大，钨丝的温度升高很多，其电阻也随着变化。对非线性电阻，欧姆定律不成立，但是作为电阻定义的关系式R=U/I仍然成立，只不过对非线性电阻，R不再是常量。
综上所述，例1中第一空电路中的电流有两个值0.5A和4A，一个是在纯电阻电路（电阻R）中用欧姆定律算出的电流0.5A。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路（含电动机的电路）中的电流为4A，显然不对。
通过对例1的全面、透彻的分析，我们对电学知识得到了进一步升华：（1）判断电路的连接方式；（2）判断电表的作用；（3）利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”；（4）复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式；（5）欧姆定律的适用范围。
学生能够领悟到，复习不是为了解题，而是要掌握知识的前后联系，优化知识结构；仔细观察，认真分析；发散思维，以点带面；举一反三，融会贯通。这样，从而体现出知识与技能、过程与方法，以及情感态度和价值观的培养。
参考文献：
［1］王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社，2003.
［2］阎金铎，田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社，1989.
［3］梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社，1988.
［4］新课程实施难点与教学对策案例分析丛书，（初中卷）.中央民族大学出版社.
（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。
（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。
（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。
（6）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3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。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]：欧姆定律；物理结论；表述；形成过程
中图分类号：G4
物理结论常用的表达方式有：文字叙述、数学语言表达、特定表示法，初中物理中以文字叙述最为常见。物理结论的表述要求科学、准确，同时必须注意结论的严密性和逻辑性。物理结论的形成通常建立在数据分析和因果关系分析，这两种关系的分析一般采用控制变量的研究方法，如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的，又能从该现象和某原因之间所存在的数量关系中找出规律，只要把这两个方面概括起来进行描述，就很容易得出实验结论。下面结合欧姆定律的形成和理解，就同学们表述物理结论时出现的错误，谈谈物理结论的准确表述及形成过程。
欧姆定律这一基本规律，是初中电学知识的基础和重点，可以说它是解决电学问题的一把金钥匙。它揭示了电流、电压、电阻三者之间的定量关系，是利用控制变量法在实验的基础上归纳总结出来的。即控制电阻不变，得到通过导体中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，得到通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。教材（北师大版九年级物理教材）中表述为：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。它的表达式为：，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，当导体两端的电压（U）或导体本身的电阻（R）变化时，通过导体的电流（I）将发生相应的变化。其中电流（I）、电压（U）、电阻（R） 这三个物理量必须是对应于同一导体（或同一段电路）在同一时刻（或同一段时间），也可以说是"一一对应"的，即应用欧姆定律时，必须讲究同一性和同时性。用它进行计算时，带入数据的单位必须统一为国际单位。另外，它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。若导体本身的电阻（R）不为零，两端的电压（U）为零，则通过导体的电流（I）也为零，也就是，给一导体两端不加电压，就没有电流通过；若导体是绝缘体电阻（R）可为无穷大，即使它的两端有电压（U），通过导体的电流（I）也为零，电流无法通过。
而通过欧姆定律得到的变形式表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比是一个不变的值，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，是表示导体对电流阻碍作用的本领大小，其大小只决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，跟导体两端的电压和导体中有无电流无关，不能受数学的思维定势影响。
例题：某同学在做"探究通过导体的电流与电阻的关系"的实验中，收集了一些实验数据如下表，由表内数据可得的结论是：___________。【电压U=3V】
电流I/A
0.3
0.2
0.1
电阻R/Ω
10
15
30
【错误结论之一】当导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过导体的电流成反比。
【病因】颠倒因果关系，犯逻辑错误
【分析 】原因和结果，在物理实验中，通常表现为物理条件和现象，物理条件是原因，物理现象是结果，物理条件的改变引起了物理现象的变化。因此要归纳科学规律，一方面要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系，另一方面还要注意两个物理量的因果关系，不能前后颠倒。由于通过导体的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关，因此本实验探究通过导体的电流跟电阻的关系的方法是：保持导体两端电压不变，通过改变导体的电阻，来观察电流的变化情况。电阻的变化是原因，电流的变化是结果。因此，表述这类问题必须首先明确"那是因、哪是果"。
【错误结论之二】当导体两端的电压一定时，导体的电阻越大，导体中的电流就越小。或者，当导体两端的电压一定时，导体的电阻随导体中的电流的增大而减小。
【病因】混淆定量描述与定性分析
【分析】从表中电流、电阻的实验数据的规律表明：当导体两端的电压一定时，导体的电阻增大为原来的几倍，导体中的电流就减小为原来的几分之一。两个物理量之间存在反比关系，属于定量关系，上述错误却表达为×××随×××的增大而减小，属于定性关系，不准确。
【错误结论之三】导体中的电流跟导体的电阻成反比。
【病因】注重结果，忽视条件
【分析】物理结论都有其成立的条件，表达时如果忽视了成立的条件，就是不准确的，甚至是错误的，这类问题常常用控制变量探究问题，分析实验数据时，要分清哪个因素是自变量（引起实验结果变化的原因），哪个因素是因变量（实验结果，其变化是由其它因素的变化引起的），哪个因素是不变量（包括相等的量），最后得出正确结论，其格式一般为"在......不变（或相等）的情况下（条件） ......（结果）"
本人在长期的教学实践中总结出，物理结论的形成一般分为以下四步：
（1）、抓问题。就是通过审题弄清要研究的问题，即研究对象。也就是说首先明确被研究量及相关的各个因素。上述问题研究的是通过导体的电流跟导体的电阻的关系。
（2）、找条件。确定结论成立的条件，即找出题目中给出的条件或控制哪些量不变。上述题目中给出导体两端的电压不变。
（3）、论关系。利用题目中的数据或现象分析物理量之间的变化关系或规律，同时明确物理量之间的因果关系。从表中电流、电阻的数据变化中可以发现：导体的电阻增大为原来的几倍，导体中的电流就减小为原来的几分之一。也就是说通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
关键词：经典理论 量子力学 联系
中图分类号：O413.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0143-02
量子力学于20世纪早期建立以来，经过飞速的发展，逐渐成为现代物理学科中不可分割的一部分。量子力学是现代量子理论的核心，它的发展不仅关乎人类的物质文明，还使人们对量子世界的认识有了革命性的进展[1]。
但是，量子力学并不是一个完备的理论，其体系中还存在许多问题，特别是微观与宏观，即经典理论与量子力学的联系。为解决这些迷惑，历史上相关科学家提出了很多实验与理论。该文旨在以量子力学发展史上提出的几个实验为例，对其进行简单分析，以展示经典理论与量子力学的联系。
1 问题的提出
1935年3月，爱因斯坦等人在EPR论文中提出了“量子纠缠态”的概念，所谓的“量子纠缠态”是以两个及以上粒子为对象的。在某种意义上，“量子纠缠态”可以理解为是把迭加态应用于两个及以上的粒子。若存在两个处于“量子纠缠态”的粒子，那这两个粒子一定是相互关联的，用量子力学的知识去理解，只要人们不去探测，那么每个粒子的状态都不能够确定。但是，假如同时使这两个粒子保持某一时刻的状态不变，也就是说，使两个粒子的迭加态在一瞬间坍缩，粒子1这时会保持一个状态不再发生变化，根据守恒定律，粒子2将会处于一个与粒子1状态相对应的状态。如果二者相距非常遥远，又不存在超距作用的话，是不可能在一瞬间实现两个粒子的相互通信的。但超距作用与当今很多理论是相悖的，于是，这里就形成了佯谬，即“EPR佯谬”。
同年，薛定谔提出了一个实验，后人称之为“薛定谔的猫”。设想把一只猫关在盒子里，盒中有一个不受猫直接干扰的装置，这套装置是由其中的原子衰变进行触发，若原子衰变，装置会被触发，猫会立即死去。于是，量子力学中的原子核衰变间接决定了经典理论中猫的生死。由量子力学可知，原子核应该处于一种迭加态，这种迭加态是由“衰变”和“不衰变”两个状态形成的，那么猫应该也是处在一种迭加态，这种迭加态应该是由“死”与“生”两个状态形成的，猫的生死不再是一个客观存在，而是依赖于观察者的观测。显然，这与常理是相悖的[2]。
这两个佯谬的根源是相同的，都是经典理论与量子理论之间的关系。
2 近代研究进展
2.1 验证量子纠缠的存在
华裔物理学家Yanhua Shih[3]曾做过一个被称为“幽灵成像”的实验，其实验过程及现象大致可以描述为：假设存在一个纠缠光源，这个光源可以发出两种互为纠缠的光子，通过偏振器使两种光子相互分离，令第一束光子通过一个狭缝，第二束不处理，然后观察两束光的投影，结果发现第二束光的投影形状与第一束光通过的狭缝形状完全相同。
人们发现，如果仅仅使用经典理论，实验现象是无法解释的，必须应用量子理论，才能解释“幽灵成像”的现象。这个实验也恰好验证了“量子纠缠”现象的存在。
2.2 量子世界中的欧姆定律
欧姆定律是由德国物理学家Ohm于19世纪早期提出来的，它是一种基于观察材料的电学传输性质得到的经验定律，其内容是：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端所加的电压成正比，跟导体自身电阻成反比，即 （U指导体两端电压；R指导体电阻；I指通过导体的电流）。
18世纪二、三十年代，人们认为经典方法在宏观领域是正确的，但是在微观领域将会被打破。Landauer公式给出了纳米线电阻的计算方法，即（h为普朗克常量；e为电子电量；N为横波模式数量）；而在宏观中，（为材料的密度；l为样品的长度；s为样品的横截面积）。由此发现，在宏观领域，样品的电阻是随着样品的长度增加而增加的，而在微观领域，样品的电阻与样品的长度没有关系。
Weber[4]等人制备了原子尺度的纳米线并进行观察，实验发现，在微观领域，欧姆定律也是满足的。Ferry[5]认为样品的电阻是由多种机理所导致的，而他最后得到的结果正是由于多种机理的相互叠加。经过分析，他认为欧姆定律何时开始生效取决于纳米线中电子耗散的力度，力度越大说明开始生效时的尺度越小。但这也同时引发了另一个问题的思考：低温条件下，欧姆定律是仍然成立的，也就是说经典理论仍然成立，但往往是希望在低温下研究比较纯粹的量子效应。低温条件下欧姆定律的成立要求在进行实验研究时，必须花费更多的精力来使得经典理论与量子理论分离开。
2.3 生活中的量子力学――光合作用与量子力学
Scholes等[6]从两种不同的海藻中提取出了一种名为捕光色素复合体的化学物质，并在其正常的生活条件下，通过二维电子光谱术对其作用机理进行了分析研究。他们首先使用了飞秒激光脉冲模拟太阳光来激发这些蛋白，发现了会长时间存在的量子状态。也就是说，这些蛋白吸收的光能能够在同一时刻存在于不同地点，而这实际上是一种量子迭加态。由此可见，量子力学与光合作用是有很大联系的。
3 结语
从近几年来量子力学的基本问题和相关的实验研究可以看出，虽然经典理论与量子理论的联系仍然是一个悬而未决的问题，但是当代科学家已经能够通过各种精妙的实验逐步解决历史遗留的一个个谜团，使得微观领域的单个量子的测量与控制成为可能，并且积极研究宏观现象的微观本质，将生活与量子力学逐渐的联系起来。对于“经典理论与量子力学的联系”这一专题还需要进行不断研究，使量子力学得到进一步完善与发展。
参考文献
[1] 孙昌璞.量子力学若干基本问题研究的新进展[J].物理，2001，30（5）：310-316.
[2] 孙昌璞.经典与量子边界上的“薛定谔猫”[J].科学，2001（3）：2，7-11.
[3] Shih Y. The Physics of Ghost Imaging[J].2008.
[4] Weber B， Mahapatra S， Ryu H， et al. Ohm's law survives to the atomic scale[J].Science，2012，335（6064）：64-67.
关键词：电动机；纯电阻与非纯电阻；电路分析
在直流电路中，通过电阻的电流产生的能量转化是能量计算的重点知识，但由于不能够正确区分纯电阻与非纯电阻，导致求解中出现问题，特别含有电动机的相关计算。下面以电动机为例，来解决纯电阻与非纯电阻应用中的区别与联系。
一、过程再现及分析
含有电动机电路，有电流通过电动机时，线圈消耗电能，产生其他形式能量（内能、机械能等），该能量转化过程为电流做功的过程，即消耗电功W=UIt，电流通过线圈产生的焦耳热Q=I2Rt，那么，两者之间有何关系呢？
解决方案：假如Q=W，则UIt=I2Rt，推导出I=，即欧姆定律，而欧姆定律是需在纯电阻情况下才成立的。
分析：根据欧姆定律的适用条件，电流通过电阻产生的电能全部转化为内能，即电功等于电热，此时由欧姆定律适用的电路叫做纯电阻电路；欧姆定律不适用的电路叫做非纯电阻电路。
问题设计1：电机在受阻不转动的情况下，电压、电流和电阻的存在的何种关系，消耗的电能和产生的电热有何关系？
问题设计2：电动机在转动的状态下，电压、电流和电阻的关系有何特点，消耗的电能和产生的电热有何关系？
问题设计意图：明确辨别纯电阻电路与非纯电阻电路。
问题设计3：进一步探究电机在受阻不转动的情况下，电压、电流和热功率、总功率的有何关系？
探究结果：在纯电阻电路中，热功率在总功率中所占比重大，纯电阻电路产生的电热近似等于消耗的电功，即W=Q。
问题设计4：探究电动机在正常转动的情况下，电压、电流和热功率、总功率之间有何关系？
探究结果：在非纯电阻电路中，热功率在总功率中所占比重小。根据能量守恒，W=E+Q，即电动机消耗的电能等于产生的机械能及产生的热量的总和。
二、例题分析
工地经常用电动机提升重物，其装置如图所示，电动机两端电压为5V，电路中的电流为1A，物体A重20N，电动机线圈的电阻为r=1Ω。求：
（1）电动机正常工作时，线圈电阻消耗的热功率为多少？
（2）电动机正常工作时，电动机输入功率和输出功率各是多少？
（3）如果接上电源后，线圈被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？
解析：电动机正常工作时，其电路为非纯电阻电路，其中消耗的电功率一部分转化为线圈的热功率，另一部分转化为电动机的机械功率。
（1）电动机线圈上消耗的热功率为
P热=I2r=12×1W。
（2）电动机的输入功率为消耗的电功率
P入=UI=5×1W=5W
电动机的输出功率
P出=P入-P热=5W-1W=4W。
（3）线圈被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电动机的电流
I==5A
电动机消耗的电功率
P=UI=5×5W=25W
电动机发热功率
P内=I2R=52×1W=25W
小结：由例题中不难看出U、R、P三个物理量的数值并不满足欧姆定律，而根据对电路能量转化分析，解决有关纯电阻电路和非纯电阻电路的问题，就比较清楚了。
从上面的实验探究与例题可见，含有电动机工作过程中的能量的计算，关键是要正确区分是纯电阻还是非纯电阻电路，其能量关系是：电流通过非纯电阻时，E总=Q热+E其他；电流通过纯电阻时，E总=Q热。
参考文献：
基尔霍夫定律建立在电荷守恒定律、欧姆定律及电压环路定理的基础之上，在稳恒电流条件下严格成立。
基尔霍夫电流定律，也称为节点电流定律，内容是电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和。
应用基尔霍夫定律时，应先在回路中选定一个绕行方向作为参考，则电动势与电流的正负号就可规定如下： 电动势的方向 与绕行方向一致时取正号，反之取负号；同样，电流的方向与绕行方向一致时取正号，反之取负号。
基尔霍夫电路定律既可以用于直流电路的分析，也可以用于交
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其实,再难的学习内容只要我们能够掌握其中的方法、技巧、要领,注重练习,善于总结,就能达到“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的境界。这里笔者结合教学实践,谈谈从根本上解决这个问题的点滴体会。
一、联系生活实践,多动手脑,培养兴趣
让物理融入生活,是物理教学的初衷;从生活走向物理,则是物理教学的途径。电学知识与我们的生活联系非常紧密。为什么灯泡用久了会发黑?为什么灯泡丝要做成螺旋状?电饭煲是如何煮饭的?探究起来,妙趣无穷。
因此,鼓励学生联系生活实际,是学以致用的需要,是物理知识化难为简的需要,更是激发学生学习兴趣的需要。“兴趣是最好的老师”,有了兴趣就有了成功的动力。
在实验课上,我们可以设置与生活息息相关、让学生感兴趣的实验帮助学生理解相关电学知识。例如,在课后习题中有一个兴趣实验“自制水果电池”,学生可以进行分组探究,每个小组都可以向实验室借一只电压表和一些导线,每个小组成员都自备不同种类的水果和蔬菜。通过实验去探究水果电池的正负极,水果电池的电压的影响因素等。最后让各个小组展示他们的研究成果。这不仅满足了学生的求知欲,还最大限度地激发了学生的学习兴趣。
其实,四驱车、自制电铃、简易电话……学生完全可以利用所学的电学知识自己设计完成。教师应当鼓励学生在保证安全的前提下自己动脑动手进行这些小制作,并给予学生适当展示成果的机会,呵护学生“破坏和创造”的热情。这样既培养了学生的动手操作能力,又提高了学生的设计实验的水平,让学生在实验中体验了成功的快乐。
二、打好基础,发展学生思维
学好电学知识要抽丝剥茧,抓住重点,即应牢固掌握基本概念、基本定理和主要公式。
1.明确每个符号的物理意义,能掌握电学的基本规律。电学基础知识包括“五概念四规律”,即电流、电压、电阻、电功、电功率;欧姆定律、焦耳定律、串联电路的特点、并联电路的特点。对于以上重点概念,能让学生知道为什么引入它们,如何定义,单位是什么(对物理量),有什么重要应用等;对于规律,应着重理解它们反映的是哪些物理量、有什么样的关系或变化规律、这些规律的成立条件和适用范围是什么。学习时,要分清主次、突出重点,以重点带动一般,切勿平均使用力量。
2.能掌握公式的使用条件,对公式进行正确变形,并能熟记和应用。理解这些规律可以,例如,数学中a=c/b说明a与b成反比,a与c成正比,但在物理ρ=m/V定义式中,ρ与m、V的大小无关;在I=U/R中,却有I与U成正比,I与R成反比等,这就要求学生对物理的基本概念理解深刻。
又例如,在学习“电路连接的基本方式”后,利用串联电路只有一条电流路径的特点及开关与用电器一般串联的知识,向学生提出这样一个问题:一个电路中有一个电源,一个开关S,两个灯泡L1和L2,且这两个灯泡串联,当开关S断开时,L1、L2均发亮,但S闭合后,L1不发光,L2发光,这种情况是否存在?若存在画出可能的电路图。由于已有知识的干扰,将学生置于“矛盾”之中。学生只有敢于想象,冲出开关只能与用电器串联的定势,才能解决这个问题,既加深了知识的理解,又锻炼了思维的深刻性和广阔性。
三、重视画图和识图
学习物理离不开图形。复杂电路设计,都是主要依靠“图形语言”来表述的,图像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。
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电路的连接方式,而电路连接的方式不清楚,就无法正确选用串、并联电路的规律。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。
对于这部分内容的学习,教师应当明确欧姆定律应用于某一电阻还是整个电路,教会学生根据现成的图形学会识图、绘图。教师对于学生电路图的学习,一定要有耐心,毕竟学生开始接触电学,不可能一下就能掌握和识别电路图。尤其是开始接触电路图,一定要每个图都帮助学生分析到位,这里宁可慢一点,也要为学生打下扎实的基础,有了识别电路图的本领,学习欧姆定律及计算,难度会相应减小许多。
四、引导学生做好实验
实验教学,还应注意把所学的物理知识与日常生活、生产中的现象结合起来,其中也包含与物理实验现象的结合,因为大量的物理规律是在实验的基础上总结出来的。在认真完成课内规定实验教学的基础上,还可以布置一些学生自己设计的实验。
例如,可以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。这些都需要同学们自己独立思考、探索,不断提高自己的观察、判断、发散思维等能力,使自己对物理知识的理解更深刻。
五、引导学生做好综合应用题
电学知识头绪多,综合性强,做综合应用题时,学生往往感到无从下手,稍有疏忽就会造成错误。在教学中,教师应在以下两个方面起引导作用。
第一方面,学生在解题过程中由于物理知识理解不透,常会出现生搬硬套的现象,这时,教师要找准症结给予指点。
例如,在学过“电功率知识”后,学生讨论“220 V,40 W”和“220 V,100 W”两盏灯串联在电路中,哪个更亮?大多数学生会认为:100 W的灯泡比40 W的灯泡更亮,这说明学生被灯泡的额定功率所迷惑,而忽视了灯泡的明暗程度与灯泡的实际功率有关。找到症结后,教师让学生思考“220 V,40 W”和“220 V,100 W”的两个灯泡,哪个电阻大?将它们串联起来,通过它们的电流大小怎样?最后引导学生利用公式“P=I■R”来判断哪个灯泡会更亮。
第二方面,对于难度较大的题目,教师应采用降低梯度,分设疑点的方法,将学生引向正确轨道。
根据物理学本身的特点，可把物理学科的学习方法概括为三要素：一是要科学地进行观察和实验，二是要重视对物理概念和规律的理解，三是要理论联系实际，下面给大家分享一些关于高一物理的学习小技巧，希望对大家有所帮助。
一、物理现象观察法物理学是以实验为基础的科学，初中物理要求学生具有的观察能力主要是：有目的地观察，明了观察对象的主要特征及其变化的条件。观察物理现象应该做到：
1.激发主动性
学生应激发自己对物理现象观察和学习物理知识的兴趣，主动性和自觉性，助力物理意识。
2.明确观察目的
要明确具体的观察目的，观察中心，观察条件和范围。
3.准确记录
观察时，要准确记录物理现象的发生、发展和终结全结论，写出观察报告。
二、物理实验法物理学是一门以实验为基础的科学。物理实验不仅要了解它提供的实验结果，更重要的是掌握实验的构思方法和研究物理问题的思路。物理实验可分为;观察实验、验证实验、探索性实验、模拟实验和思想实验等。实验学习应该注意：
1 .树立严谨的科学态度
要一丝不苟地进行实验，实事求是地记录，不放过任何一个现象变化和细节。
2.构思方法技巧
实验构思的主要方法有：(1)放大与扩展;(2)间接观察后再作推论;(3)模拟类比(4)思想实验(理想实验) 如：伽俐略的斜面实验中，在水平面上依次铺上毛巾、棉布、木板、玻璃板，测量其小车滑行的距离，再得出结论：平而越光滑，小车运动的距离越远;根据实验事实推理;若平面完全光滑，小车将运动到无穷远，即一直运动下去不会停下来，由此总结出“惯性定律”。
3.实验要求
进行物理实验时，要了解物理实验的目的，会正常使用仪器，会作必要的记录，会根据实验结果得出结论，会写简单的实验报告和进行简单的误差分析。
三、物理概念学习法一个物理概念，它是某类型物理现象的概括;是物理知识的核心内容之一。学习物理概念应该注意：
1.归纳概括
就是将物理进行分类比较，将同一类型的物理现象的共性找出来，概括并能说明这一类型的物理现象的本质特征。例如;“质量”概念，各个物体的物质组成不同，但“物体所含物质的多少”就是物体的共性，即质量，与物体的形状，所处的状态，地理位置和温度无关。
2.实例联系
抽象概念的理解是困难的，如果把“概念”放在实例中去记忆，去理解，就要简单得多，也就要容易区分相关因素和无关因素，找出共同特征。如“蒸发”概念，对应水在任何温度下都能蒸发，且需吸热，就能够很快地对“蒸发”概念理解透彻。
3.内涵与外延
不能将物理概念任意外推，如果这样就会导致概念与事实不相容的矛盾。例如：“惯性”这个概念，它说明一切物体都具有的保持其原来的运动状态性质，物质运动静止，不是因为物体是否受力，而是物体具有“惯性”。受力与否，是决定物体运动状态变化与否的必要条件。两千多年前，古希腊科学家亚里斯多德认为：“力是维持物体运动的原因”，他之所以错误，就是没有概括出物体运动的本质特征。
四、物理定律学习法物理概念和物理规律是物理知识的核心内容，是物理课中的基础知识，物理定律是通过归纳大量事实和实验中认识的客观规律后形成的科学结论。如牛顿第一定律、欧姆定律、焦耳定律、阿基米德原理等。学习物理定律应该注意：
1.准确理解物理定律的物理意义
知道物理定律的内容，理解其实质，能用准确的语言表述，能联想一个实例。
2.明确物理定律的适用条件
物理定律是客观规律的总结，但它并不一定在任何条件下都成立。因此，不能忽视物理定律所适用的范围和条件。如：热平衡方程“Q吸=Q放”的成立条件是：系统与外界无热交换。若系统与外界有热交换，则只能在不计一切热损失的条件下才能成立。
3.弄清各物理量间的相互联系
弄清各物理量间的相互联系，透彻理解各概念;知道定律的建立(或帐号)过程，重视各部分知识间的联系，把前后概念连贯起来，从而使知识系统化、条理化。
4.建立物理定律所对应的模型
对每一个物理定律，都应记住它所对应的模型或典型范例。要了解它的研究对象，研究对象的运动状态等。如：“反射定律”的典型范例是平面镜成像。
5.记住物理定律所对应的典型实验
物理定律的基础是物理实验，应将物理定律与相应的典型实验对应起来，有利于对物理定律的理解和深化。如：“阿基米德原理”所对应的典型实验就是“排液法”测浮力，“欧姆定律”所对应的典型实例就是研究“电压与电流强度的关系”实验。
五、物理公式学习法物理公式(含物理定律的数学表达式)是物理学成熟的重要标志.从定性到定量的研究，使物理现象从经验升华到科学。物理公式一般可分为三大类：
1.定义式
它是对一类问题的概括性表达式。表示某一物理概念的意义。使用这类公式，不能简单地从数学角度看，而应透过数学表达式这个现象，去领会它的物理实质。如密度p=m/V，绝不能认为密度与质量M成正比，与体积V成反比，密度是物质自身的特性，由物质的种类决定，与物体的质量和体积无关。同理，电阻的定义R=U/I也是如此，电阻R由组成电阻的材料、长度、横截面积来决定。
2.物理定律、规律、原理表达式
它揭示了这一类物理现象在运动变化过程中所遵循的法则，使用时，要特别注意这类表达式的运用范围和条件。例如：液体压强公式P=≥gh，它表达了液体在内部各处产生的压强所遵循的规律，它的适用范围是：静止液体，应特别注意的是，h是从液体上表面往卜测量的深度，而不是通常意义上所说的高度。
3.计算式
一、教学语言力求准确严谨，体现科学性
教学语言有着严格的标准和要求，唯有达到相关要求，才能发挥其教学功能，完成教学任务.因此，用好语言是教师的基本功之一.教师要善于探求教学语言的内在规律，掌握表达规则，使自己的表达更容易为学生所接受.初中物理教学语言的第一要素是准确严谨.这就要求教师在使用语言时要符合语音、语法体系，使自己的措辞能正确表达相应信息.特别是物理概念和规律的表述.这些内容都是经过几代人的精心打磨，经历了如大浪淘沙般的提炼过程，多一字或少一字都会导致意义的偏离或缺失.教师要注意锻造自己的语言，凸显表达的准确与严谨；教师要用标准的普通话组织教学，遵从汉语表达的基本规则，注意语义的简明易懂.
比如，在物理教学中，“规律”、“定律”等词就不能混用，“光的折射规律”一般不说成“光的折射定律”；“欧姆定律”也不能说成“欧姆规律”.这是因为“规律”往往是自然界原始现象的一种总结与归纳，是事物间或事物内部固有的、原生态的联系；“定律”则对应一定的条件，发生在一定的过程中，“定律”可以认为是“规律”的一个分支，它的形成应该经过模型化的处理和分析，它的成立将对应一定的条件和前提.所以，教师在某些内容表述上也要做到咬文嚼字.此外，以“欧姆定律”为例，它反映的是电流与电压、电阻的关系，因此在内容阐述上应该突出“电流与导体两端电压成正比，与导体电阻成反比”.这句话能清晰地体现出谁是自变量，谁是因变量，反过来讲就会发生错误.
