時間:2023-08-06 10:45:58
序論:在您撰寫歐姆定律的關系時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
例1.某同學在探究“電流跟電壓、電阻的關系”時,根據收集到的數據畫出了如圖所示的一個圖像.下列結論與圖像相符的是()
A.電阻一定時,電流隨著電壓的增大而增大
B.電阻一定時,電壓隨著電流的增大而增大
C.電壓一定時,電流隨著電阻的增大而減小
D.電壓一定時,電阻隨著電流的增大而減小
分析:(1)圖像的橫坐標表示電阻,縱坐標表示電流,因此得到的是電流和電壓的關系;(2)圖像是個反比例函數圖像,因此說明電流與電阻成反比,即電流隨電阻的增大而減??;(3)在探究電流與電阻的關系時,應控制電壓不變.
綜上,由圖像可得出的結論是:電壓一定時,電流隨電阻的增大而減小.
答案:C
例2.在如圖所示的電路中,電阻R1的阻值為10歐.閉合電鍵S,電流表Al的示數為0.3安,電流表A的示數為0.5安,試求:
(1)通過電阻R2的電流是多少?
(2)電阻R2的阻值是多少?
分析:(1)分析電路圖可知,兩電阻并聯,電流表A1測流過R1的電流,電流表A2測總電流.則由并聯電路的特點可求得流過R2的電流.
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A.
(2)對于R1,由歐姆定律可求得電路兩端的電壓.對于R2,由歐姆定律可求得R2的阻值.由歐姆定律得:U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,因兩電阻并聯,故U2=U1,則R2=U2/I2=3V/0.2A=15Ω.
答案:(1)通過R2的電流是0.2A;
(2)電阻R2的阻值為15Ω.
例3.如圖所示為伏安法測量小燈泡電阻的電路圖.
(1)在電路圖甲中的“”內填上電表符號;
(2)閉合開關S,電流表示數如圖乙所示.向A端移動滑片P,小燈泡的亮度會變_____;
分析:(1)根據電壓表與燈泡并聯,電流表與燈泡串聯的連接方式,可以判斷空圈內填什么電表.
(2)滑動變阻器接左半段,滑片向A端移動,左半段變短,電阻變小,總電阻變小,電路電流變大,燈泡變亮.
答案:(1)
(2)亮
【小試牛刀】
在探究“電流與電壓、電阻的關系”的過程中,兩小組同學提出了以下猜想:
小組1猜想:電流可能跟電壓成正比;小組2猜想:電流可能跟電阻成反比.
( 1)小組1的做法是:按圖1所示連接電路,此時開關應處于_____狀態(填“斷開”或“閉合”).保持定值電阻R=10Ω不變,閉合開關S后,調節滑動變阻器R′,得到多組數據.在分析數據的基礎上得出正確結論.
(2)小組2也連接了如圖1所示的電路圖.
正確的實驗步驟為:
①將5Ω電阻接入電路,閉合開關,調節滑動變阻器,使電壓表示數為1.5 V,記錄電流表示數;
②將5Ω電阻換成10Ω電阻,閉合開關后發現電壓表示數大于1.5 V,應將滑動變阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移動,當觀察到電壓表示數變為_________ V時,記錄電流表示數;
③將10Ω電阻換成15Ω電阻,閉合開關后發現:當滑動變阻器的滑片移動到最右端時,電流表和電壓表的示數如圖2所示.出現上述情況的原因可能是()
A.滑動變阻器最大阻值太大
B.滑動變阻器最大阻值太小
C.滑動變阻器斷路
D.定阻電阻短路
(1)能根據實驗探究得到的電流、電壓、電阻的關系得出歐姆定律。
(2)理解歐姆定律,記住歐姆定律的公式,并能利用歐姆定律進行簡單的計算。
(3)能根據串聯電路中電壓及電流的規律,利用歐姆定律得到串聯電路中電阻的規律。
2、過程和方法
(1)通過根據實驗探究得到歐姆定律,培養學生的分析和概括能力。
(2)通過利用歐姆定律的計算,學會解電學計算題的一般方法,培養學生邏輯思維能力。
(3)通過歐姆定律的應用,使學生學會由舊知識向新問題的轉化,培養學生應用知識解決問題的能力。
3、情感、態度與價值觀
通過了解科學家發明和發現的過程,學習科學家探求真理的偉大精神和科學態度,激發學生努力學習的積極性和勇于為科學獻身的熱情。
4、教學重點:歐姆定律及其應用。
教學難點:正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中,通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。該定律是由德國物理學家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發表的《金屬導電定律的測定》論文提出的。
關鍵詞:初中物理;歐姆定律;應用
在電學的定律當中,歐姆定律是非常關鍵的一項,它貫穿于整個電學的始終。深入、系統和全面地理解歐姆定律是有效解決牽涉電學問題的基礎和前提條件,針對歐姆定律的教學,教師需要做好如下的兩個方面:
一、引導學生注重三個物理量之間的關系
“導體當中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比”,這就是歐姆定律。在此,教師應當引導學生注重三個物理量之間的關系。(1)歐姆定律強調電壓與電阻決定了導體當中的電流,而不是由電源提供的電壓,這跟電阻和電流是毫無關系的,電阻屬于導體自身的性質,這跟電壓和電流也是毫無關系的,因此是電壓與電阻一起決定了電流。(2)注重計算關系。在公式:I= 當中,只要確定了任意的兩個物理量,就可以對另外的一個物理量進行計算,這就需要引導學生熟練地掌握公式的變化。(3)注重這三個物理量一定要根據同一段的導體,比如,將R1與R2進行串聯,接在30 V的電源上面,R1是10歐姆,經過R1的電流是0.2安,問R2的電阻與R2兩端的電壓是多少。教師在指導學生練習或者是講解的時候,需要將電路圖畫出來,注明相應的物理量,突出需要注意的問題,以實現理想的教學效果。
二、拓展和應用歐姆定律
教師在講解歐姆定律的時候,需要引導學生注重知識的應用和拓展。通過并、串聯電路的電壓和電流規律,對電阻規律進行推導,可以概括并聯電路的規律是:(1)電流I=I1+I2;(2)電壓U=U1=U2;(3)電阻 ??梢愿爬ù撾娐返囊幝墒牵海?)電流I=I1=I2;(2)電壓U=U1+U2;(3)電阻R=R1+R2,再應用電阻規律對一些實際問題進行解決。比如,教師在教學的過程中,可以提問學生下面的一些問題:為什么調節臺燈的亮度按鈕,燈泡能夠變亮或者是變暗?為什么手電筒當中的電池使用時間長了之后,燈泡會變暗?這兩個問題的原理是一樣的嗎?這樣,學生就能夠積極主動地探討,紛紛發表自己的看法,課堂氛圍頓時活躍起來。學生通過應用歐姆定律,對實際生活當中一些不好理解的問題進行了解釋,從而調動了學生的學習興趣。
總之,在初中物理教學當中,歐姆定律是非常重要的。教師一定要引起高度的重視,實施有效的教學策略,教授學生關于歐姆定律的知識。
參考文獻:
1.地位和作用
《歐姆定律及其應用》這一節在學生學習了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關系之后才編排的。通過這一節的學習,要求學生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進一步學習電學內容打下一定的基礎。
2.教學目標
(1)知識目標
理解掌握歐姆定律及其表達式,能用歐姆定律進行簡單計算;根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系;通過計算,學會解答電學計算題的一般方法,培養學生的邏輯思維能力。
(2)技能目標
學習用“控制變量法”研究問題的方法,培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標
通過介紹歐姆的生平,培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神,學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。
二、說學生
1.學生學情分析
在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認識,需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎
要想學好本節,需要學生應具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關系。
三、說教法
結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學過程
1.課題導入(采用復習設置疑問的方式,時間3分鐘)
復習:電流是如何形成的?導體的電阻對電流有什么作用?
設疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢?通過簡單的回顧、分析,使學生很快回憶起這三個量的有關概念,通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣,達到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結結論(時間37分鐘)
根據上節探究數據的基礎,讓學生自主總結出兩個結論:導體的電阻一定時,通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比;導體兩端的電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
為了進一步得出歐姆定律的內容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導下,對實驗數據進行數學處理,理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思,從而引入歐姆定律的內容;讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”,其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言,即同一性和同時性。
向學生介紹歐姆的生平,以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神,激發學生的學習積極性。
歐姆定律應用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3,讓學生自己先試做,然后教師再加以點評和補充,使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用,達成教學目標的知識目標,充分體現了課堂上學生的自主地位。
應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導體而言,不許張冠李戴。
(2)統一性
即公式中的U、I、R的單位要求統一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數值。
(4)規范性
解題時一定要注意解題的規范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應用之二:探究串并聯電路中電阻的關系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學生進行各種大膽的猜想,當學生的猜想與實驗結果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發學生的學習興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯起來,讓學生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結論:串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯起來,同樣讓學生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結論:并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯后總電阻會變大?并聯后總電阻會變小?
得出結論:電阻串聯相當于導體的長度變長了,所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大;電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了,所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論:(1)電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯后的總電阻=+…+。
4.小結(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內容及其表達式
(2)運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系
5.布置作業(1分鐘)
本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用,并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業:《課堂點睛》17頁至18頁的習題。
五、說板書設計
歐姆定律的內容:導體中的電流,跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。
歐姆定律的表達式:I
電阻的串聯:R串=R1+R2+…+Rn
關鍵詞:歐姆定律;適用范圍;微觀機理;導電材料;能量轉化
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)12-0039-2
人教版《普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1》《歐姆定律》一節內容圍繞電阻的定義式、歐姆定律和伏安特性曲線三部分展開,圖1為教材的兩段文字,意思是當金屬導體的電阻不變時,伏安特性曲線是一條直線,叫做線性元件,滿足歐姆定律;“這些情況”的電流與電壓不成正比,是非線性元件,歐姆定律不適用[1]。隨后,教材舉例小燈泡和二極管的伏安特性曲線,指出兩個元件都是非線性元件。在遇到歐姆定律時,不論是年輕教師還是學生常常感到疑惑:歐姆定律適用范圍究竟是金屬和電解質溶液還是線性元件?小燈泡是金屬,又是非線性元件,究竟是否滿足歐姆定律?
[導體的伏安特性曲線 在實際應用中,常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U,這樣畫出的I-U圖象叫做導體的伏安特性曲線。對于金屬導體,在溫度沒有顯著變化時,電阻幾乎是不變的(不隨電流、電壓改變),它的伏安特性曲線是一條直線,具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。圖2.3-2中導體A、B的伏安特性曲線如圖2.3-3所示。
歐姆定律是個實驗定律,實驗中用的都是金屬導體。這個結論對其他導體是否適用,仍然需要實驗的檢驗。實驗表明,除金屬外,歐姆定律對電解質溶液也適用,但對氣態導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件并不適用。也就是說,在這些情況下電流與電壓不成正比,這類電學元件叫做非線性元件。]
1 歐姆定律的由來
1826年4月,德國物理學家歐姆《由伽伐尼電力產生的電現象的理論》,提出歐姆定律:在同一電路中,通過某段導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。歐姆實驗中用八根粗細相同、長度不同的板狀銅絲分別接入電路,推導出 ,其中s為金屬導線的橫截面積,k為電導率,l為導線的長度,x為通過導線l的電流強度,a為導線兩端的電勢差[2]。當時只有電導率的概念,后來歐姆又提出 為導體的電阻,并將歐姆定律表述為“導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比?!?/p>
關于歐姆定律的m用范圍,一直存在爭議,筆者認為可以從不同角度進行陳述。
2 歐姆定律的適用范圍
2.1 從導電材料看適用范圍
歐姆當年通過對金屬導體研究得出歐姆定律,后來實驗得出歐姆定律也適用于電解質溶液,但不適用于氣體導電和半導體元件。
從微觀角度分析金屬導體中的電流問題,金屬導體中的自由電子無規則熱運動的速度矢量平均為零,不能形成電流。有外電場時,自由電子在電場力的作用下定向移動,定向漂移形成電流,定向漂移速度的平均值稱為漂移速度。電子在電場力作用下加速運動,與金屬晶格碰撞后向各個方向運動的可能性都有,因此失去定向運動的特征,又回歸無規則運動,在電場力的作用下再做定向漂移。如果在一段長為L、橫截面積為S的長直導線,兩端加上電壓U,自由電子相繼兩次碰撞的間隔有長有短,設平均時間為τ,則自由電子在下次碰撞前的定向移動為勻加速運動,
2.2 從能量轉化看適用范圍
在純電阻電路中,導體消耗的電能全部轉化為電熱,由UIt=I2Rt,得出 在非純電阻電路中,導體消耗的電能只有一部分轉化為內能,其余部分轉化為其他形式的能(機械能、化學能等), 因此,歐姆定律適用于純電阻電路,不適用于非純電阻電路。
金屬導體通電,電能轉化為內能,是純電阻元件,滿足歐姆定律。小燈泡通電后,電能轉化為內能,燈絲溫度升高導致發光,部分內能再轉化為光能,因此小燈泡也是純電阻,滿足歐姆定律。電解質溶液,在不發生化學反應時,電能轉化為內能,也遵守歐姆定律。氣體導電是因為氣體分子在其他因素(宇宙射線或高電壓等條件)作用下,產生電離,能量轉化情況復雜,不滿足歐姆定律。半導體通電時內部發生化學反應,電能少量轉化為內能,不滿足歐姆定律。電動機通電但轉子不轉動時電能全部轉化為內能,遵從歐姆定律;轉動時,電能主要轉化為機械能,少量轉化為內能,為非純電阻元件,也不滿足歐姆定律。
2.3 從I-U圖線看適用范圍
線性元件指一個量與另一個量按比例、成直線關系,非線性元件指兩個量不按比例、不成直線的關系。在電流與電壓關系問題上,線性元件阻值保持不變,非線性元件的阻值隨外界情況的變化而改變,在求解含有非線性元件的電路問題時通常借助其I-U圖像。
從 知導體的電阻與自由電子連續兩次碰撞的平均時間有關,自由電子和晶格碰撞將動能傳遞給金屬離子,導致金屬離子的熱運動加劇,產生電熱。由 知導體的溫度升高,τ減小,電阻增大。因此,導體的電阻不可能穩定不變。當金屬導體的溫度沒有顯著變化時,伏安特性曲線是直線,滿足“電阻不變時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比”。理想的線性元件是不存在的,溫度降低時,金屬導體的電阻減小,當溫度接近絕對零度時,電阻幾乎為零。小燈泡的伏安特性曲線是曲線,是非線性元件,當燈泡電阻變化時,仍有I、U、R瞬時對應,滿足歐姆定律 如同滑動變阻器電阻變化時也滿足歐姆定律[3]。
2.4 結論
綜上所述,從導電材料的角度看,歐姆定律適用于金屬和電解質溶液(無化學反應);從能量轉化的角度看,歐姆定律適用于純電阻元件。對于線性元件,電阻保持不變,導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,歐姆定律適用。從物理學史推想,歐姆當年用八根不同銅絲進行實驗,應該是研究了電壓保持不變時,電流與電阻的關系,以及電阻保持不變時,電流與電壓的關系。雖然都是非線性元件,小燈泡是金屬材料,是純電阻元件,滿足歐姆定律,二極管是半導體材料,卻不滿足歐姆定律。因此,線性非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。
3 教材編寫建議
“有了電阻的概念,我們可以把電壓、電流、電阻的關系寫成 上式可以表述為:導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體的電阻R成反比。這就是我們在初中學過的歐姆定律。”[1]筆者以為,歐姆定律的內容是 這個表達式最重要的意義是明確了電流、電壓、電阻三個量的關系,而不是其中的正比關系和反比關系,教材沒必要對歐姆定律進行正比反比的表述。
“實驗表明,除金屬外,歐姆定律對電解質溶液也適用,但對氣態導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件并不適用?!苯滩囊衙鞔_歐姆定律的適用范圍,建議教材將線性元件和非線性元件的概念與歐姆定律的適用范圍分開,同時明確線性、非線性不能作為歐姆定律是否適用的標準。
參考文獻:
[1]普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-1[M].北京:人民教育出版社,2010.
1.教材的地位和作用
“歐姆定律”是在學生學習了電流、電壓、電阻等概念以及使用電壓表、電流表、滑動變阻器之后的內容,這樣的安排既符合學生由易到難、由簡到繁的認知規律,又保持了知識的結構性、系統性。通過學習“歐姆定律”,主要使學生掌握在同一電路中電學三個基本物理量之間的關系,初步掌握運用歐姆定律解決簡單電學問題的思路和方法,同時也為下一步學習“電功率”以及“焦耳定律”等其他電學知識與電路分析和計算打下基礎,起到了承上啟下的作用。
2.教學目標
(1)知識與技能
通過實驗探究電流跟電壓、電阻的定量關系,分析歸納得到歐姆定律。理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
(2)過程與方法
運用“控制變量法”探究電流跟電壓、電阻的關系,歸納得出歐姆定律。
(3)情感態度與價值觀
通過對歐姆定律的認識,體會物理規律的客觀性和普遍性,增強對科學和科學探究的興趣。
3.教學的重難點
重點:理解歐姆定律,能運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題。
難點:對歐姆定律的理解和應用。
二、說教法
這節課可綜合應用目標導學、講授和討論等多種形式的教學方法,提高課堂效率,培養學生學習物理的興趣,激發學生的求知欲望。充分體現以教師為主導,以學生為主體的原則。
三、說學法
在物理教學中,應該對學生進行學法指導,應重視學情,突出自主學習,鍛煉實驗操作能力。在本節課的教學中,通過閱讀例題,讓學生在閱讀過程中進行分析、推理,培養學生的自學能力與分析推理能力。
四、說教學設計
在教學中公式的推導是建立在學生體驗的基礎上的,先由學生解題而后再去總結、引導,學生通過自主解決實際問題獲得感性認識。教師該講的還是要講,該放手的就盡管讓學生去完成,即便會有一些問題,也可以讓學生去發現問題的源頭出在哪里,讓學生對問題進行分析和討論,這樣既加深學生對歐姆定律的理
一、歐姆定律發現歷程溯源
2.相同之處
歐姆定律適用于線性元件,如金屬等,不適用于非線性元件,如氣態導體等。
三、三點質疑
1.線性元件存在嗎
材料的電阻率ρ會隨其他因素的變化而變化(如溫度),從而導致導體的電阻實際上不可能是穩定不變的,也就是說理想的線性元件并不存在。在實際問題中,當通電導體的電阻隨工作條件變化很小時,可以近似看作線性元件,但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立,例如常用的炭膜定值電阻,其額定電流一般較小,功率變化范圍較小。
2.對所有非線性元件歐姆定律都不適合嗎
在上述所有表述中都有歐姆定律適用于金屬導體之說,又有歐姆定律適用的元件是線性元件之說,也就是說金屬是線性材料,而我們知道,白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的,也就是說線性材料鎢制成的燈絲應是線性元件,但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件,因此這里的表述就不正確,為了避免這種自相矛盾,許多資料上又說歐姆定律的應用有“同時性”,或者說“歐姆定律不適用于非線性元件,但對于各狀態下是適合的”,筆者總覺得這樣的解釋難以讓學生接受,有牽強之意,給教師的教造成難度,既然各個狀態下都是適合的,那就是整個過程適合呀。
3.對歐姆定律適合的元件I與R一定成反比嗎
I與R成反比必須有“導體兩端的電壓U相同”這一前提,在這一前提條件下改變導體的電阻R,那么通過導體的電流就會發生變化,因而導體的工作點就發生了變化,其制作材料的電阻率 ρ就隨之變化,因此導致電阻又會發生進一步的變化,這樣又會導致電流產生進一步的變化,所以實踐中多數情況下I與R就不會成嚴格的反比關系,甚至相差很大。
四、兩條教學對策
1.歐姆定律的表述需要改進
其實早就有一些老師對歐姆定律的表述進行過深入的分析,并結合他們自身長期的教學經驗,已經提出了歐姆定律的表述的后半部分“I與R成反比”是多余的,應該刪除,筆者也贊成這種做法,因為這種說法本身就是不準確的,這也是在上述三種大學普通物理教材中都沒有出現這個說法的原因。
通過對歐姆定律發現歷程的溯源,可知歐姆當時發現這一電路定律時也沒有提出“反比”這一函數關系,只是定量地給出了一個等式,因此,筆者認為歐姆定律的現代表述有必要改進,既要傳承歐姆當時的公式,也要符合實際情況,所以筆者認為歐姆定律應該表述為:通過導體的電流強度等于導體兩端的電壓與導體此時的電阻之比。
那么,為什么連“I與U成正比”也省去呢?當R一定時,I與U成正比是顯然的,但如果在歐姆定律的表述中一旦出現“I與U成正比”的說法,學生就會很自然地想到“I與R成反比”,而這種說法是不對的,所以表述中最好不要出現“I與U成正比”和“I與R成反比”這兩種說法。
2.線性還是非線性元件的區分不能以材料種類為判斷標準
同樣是金屬材料,鎢絲的伏安特性是非線性的,而一些合金材料導體的伏安特性卻是非常接近理論線性,如標準電阻。所以我們在區分線性元件還是非線性元件時,不能以導體的材料種類作為判斷的標準,而只能通過實驗測定,得到I-U圖象,以此來作為判斷依據。