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例1. 手電筒的小燈泡上標有“2.5V，0.3A”，表示加2.5V電壓時，通過的電流為0.3A，燈泡正常發(fā)光。1燈泡發(fā)光時的電阻是多少？
2燈泡正常發(fā)光時的功率？
3能燈泡正常發(fā)光10min消耗的電?
解：1 由歐姆定律得：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.
下面我們再來看一道題
例2. 某一電動機銘牌上標有“36V,0.5A”。求：
1. 問能否求出電動機正常工作時的電阻嗎？
因為上題我們用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電阻，同學們回答：能。大部分同學都很熟練的用R＝U/I＝36V／0.5A＝72Ω 計算出電動機的電阻。
2. 問能否求出電動機正常工作時的功率嗎？
學生根據(jù)功率的公式得：P=UI=36V×0.5A=18W。
3. 問能否求出電動機正常工作10min消耗的電能嗎？
由W=UIt=36V×0.5A×10×60S＝1.08×10 J
4.問能否求出電動機正常工作10min產(chǎn)生的熱量嗎/
學生根據(jù)焦耳定律，得Q= Rt＝ ×72 Ω×600S=1.08×10 J
教師首先引導學生比較電機消耗的電能和產(chǎn)生的熱量關(guān)系發(fā)現(xiàn)：W=Q
思考1. 電動機消耗的電能是否全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能呢？
學生回答：不是。因為電動機消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機械能和還有一部分內(nèi)能。例如，電風扇消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機械能（風扇轉(zhuǎn)動）和內(nèi)能（用手摸一摸開關(guān)旋鈕感覺很熱）
思考2.上述求解過程中什么地方出錯？
學生發(fā)現(xiàn)：電動機的電阻不能用歐姆定律求，那么例1中的燈泡的電阻可以根據(jù)歐姆定律計算為什么？
因為燈泡消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是純電阻電路。以根據(jù)歐姆定律計算電動機消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機械能和還有一部分內(nèi)能，電動機消耗的電能的電路是非純電阻電路。電動機的電阻不能用歐姆定律求
關(guān)鍵詞：數(shù)學推理；科學探究；問題情境；科學方法；理論聯(lián)系實際
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節(jié)《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內(nèi)容，其中包含了許多科學思想方法，是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節(jié)典型的規(guī)律探究課，本節(jié)內(nèi)容較抽象，學生在學習時，對電源內(nèi)電路認識模糊，難以理解電源有內(nèi)阻；對內(nèi)外電路的電壓與電源電動勢的關(guān)系及路端電壓與負載關(guān)系感到疑惑，對其中蘊含的科學方法未能深刻領(lǐng)會。“如何有效突破這些教學難點？”“如何設(shè)計好閉合電路歐姆定律的探究過程，有效實施三維目標教學？”一直是廣大物理教師研究的重要課題，本文試圖通過對本節(jié)課的教材、教法的分析，探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節(jié)課中如何有效實施探究教學，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎(chǔ)⒌綞勢、歐姆定律、串并聯(lián)電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然，這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎(chǔ)上，引導學生從功能關(guān)系角度來建立閉合電路的歐姆定律，體現(xiàn)了循序漸進的教學原則。順應(yīng)這種構(gòu)想，教材對本節(jié)內(nèi)容以如下方式呈現(xiàn)：先直接給出閉合電路的概念，然后從功能關(guān)系出發(fā)， 根據(jù)能量守恒，理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律，理論分析路端電壓與負載的關(guān)系。這種呈現(xiàn)方式的好處是：既充分體現(xiàn)了功和能的概念在物理學中的重要性，又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現(xiàn)方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學，領(lǐng)略了執(zhí)教老師們的各種處理方法，比較有代表性的是以下兩種教法：
第一種教法是沿用原教材的思路，采用比較傳統(tǒng)的方式，注重理論探究，先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數(shù)學表達式，再應(yīng)用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規(guī)律，最后引導學生運用規(guī)律解題，把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位，發(fā)揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創(chuàng)設(shè)懸念，引入課題，設(shè)計探究實驗，讓學生在實驗中總結(jié)歸納出內(nèi)外電壓之間的關(guān)系，再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關(guān)系。
根據(jù)課后反饋發(fā)現(xiàn)，沿用原教材思路設(shè)計的教學，效果并沒有達到設(shè)計者想象的結(jié)果，究其原因，主要有以下幾個方面：
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的，注重于數(shù)學推理，比較抽象，缺乏令人信服的探究實驗，學生無直接經(jīng)驗感知和相應(yīng)的認知過程，難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路，特別是內(nèi)電路的建構(gòu)過于直接，無感知過程，學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解，加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻，對電源內(nèi)部的電路無直觀印象，對電源也有內(nèi)阻心存疑慮，難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關(guān)系推導得到IR+Ir=E和U+U=E，這種處理方式，會讓學生對U+U=E的普適性產(chǎn)生懷疑：非純電阻電路還適用嗎？
4.作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課包含了許多科學思想方法，教材過于注重理論推導，忽視了實驗探究，淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育，這對培養(yǎng)學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的，也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設(shè)計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，學生能獲得更直觀的認識，有效地突破一些教學難點，但由于本節(jié)知識點多，思維量大，設(shè)計過多的實驗（特別是設(shè)計繁雜的分組實驗）勢必會分散學生的注意力，干擾學生的正常思考，擠壓學生思考和實踐應(yīng)用的時間，影響了學生主體作用的發(fā)揮，效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規(guī)律，科學設(shè)計探究過程
從物理學史來看，歐姆定律是基于實驗而發(fā)現(xiàn)的，并非演繹推理的結(jié)果，教材通過功能關(guān)系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識，沒有參與知識發(fā)現(xiàn)過程中的情感體驗，難以形成深刻的理解，課堂上學生學習的積極性也不高。規(guī)避這種負面影響的方法就是在教學設(shè)計時，應(yīng)當尊重學生的心理特點和認知規(guī)律，科學地設(shè)計探究過程，讓學生在親身探究中理解定律，體驗方法。基于這種指導思想，筆者在教學設(shè)計時，先用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電，產(chǎn)生了與學生日常生活經(jīng)驗相矛盾的現(xiàn)象來設(shè)置“懸念”――引入新課。然后，引導學生針對“引入實驗”中的現(xiàn)象展開探究，讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納，得出電源內(nèi)電壓和外電壓之間的關(guān)系。接著再引導學生利用功能關(guān)系，從理論角度來推導、探究，讓實驗得出結(jié)論在理論上獲得支撐。最后，引а生利用所學規(guī)律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎(chǔ)的“實驗和理論推導相互結(jié)合的探究過程”的設(shè)計，既避免了設(shè)計過多的實驗，又讓學生親身體驗了探究的過程，加深了對知識的理解，深刻領(lǐng)會到物理學科的嚴謹性和流暢性，感受到物理的探究之美和應(yīng)用之美。同時，又能激發(fā)學生的學習熱情，使物理課堂教學產(chǎn)生無窮的樂趣，進而實現(xiàn)高效的物理課堂教學。
2.2 合理創(chuàng)設(shè)問題情境，引導學生質(zhì)疑探究
作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課的重點是如何落實探究教學，讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律，感知科學探究的過程和方法。在探究教學中，問題是探究的起點，沒有問題就不可能有探究，正是在問題的驅(qū)動下，學生才能積極思考，從而產(chǎn)生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規(guī)律形成過程的基礎(chǔ)上，精心創(chuàng)設(shè)問題情境，以問誘思，引導學生融入到探究學習的情境中去。例如：在構(gòu)建“閉合電路”概念時，用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后，可設(shè)置如下問題情境：“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時，亮度反而暗了？難道電池壞了？”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變小？減小的電壓哪兒去了？”“電池有內(nèi)阻？可能嗎？”“我們來看看電池（觸摸電池），電池變熱了，什么原因?qū)е鹿ぷ鞯碾姵貢儫幔俊睂W生在問題的引領(lǐng)下觀察、實驗、體驗，由此認識到“電源內(nèi)部也有電阻和電流”“電源內(nèi)部電流的通路，稱為內(nèi)電路”。這種以問題啟發(fā)學生思考，以實驗引導學生體驗來構(gòu)建閉合電路的方法，既彌補了教材對內(nèi)電路建構(gòu)的非直觀性，也讓學生經(jīng)歷了在質(zhì)疑中分析、探究的過程，學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成，遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結(jié)果時，設(shè)置如下問題情境：“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規(guī)律，這個結(jié)論可靠嗎？”“如果我們能從理論上找到依據(jù)，是不是更可靠？如何從理論上來分析呢？”“從能量角度行嗎？”“內(nèi)、外電路在時間 t 內(nèi)消耗多少電能？ ”“這些能量從何而來？”學生在上述問題的引導下，發(fā)現(xiàn)也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結(jié)果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關(guān)系時，設(shè)置以下問題情境：“實驗表明，燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故，你們能說說路端電壓與什么有關(guān)嗎？”“它們之間具體的關(guān)系是什么？”“如何設(shè)計實驗來研究呢？”“從實驗數(shù)據(jù)中能得出什么結(jié)論？”“能從理論上分析為什么會發(fā)生這樣的變化嗎？”“如果外電阻斷開，路端電壓為多少？外電阻短路，路端電壓又為多少？”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么？”在這一個個問題的引領(lǐng)下，學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關(guān)系，不僅體驗了科學探究過程，提高了理論分析和實驗探究的能力，也養(yǎng)成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育，加深對規(guī)律本質(zhì)的認識
作為一根主線，科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中，教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規(guī)律，強化科學探究法的顯性教育：以引入實驗為線索，引導學生經(jīng)歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、分析論證”等過程，領(lǐng)會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解，突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題，但這種模型對學生來說還是比較抽象，難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比，來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法，既簡單又源于學生的生活經(jīng)驗，學生容易接受，教學中應(yīng)注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關(guān)系推導”中兩次用到，教學中要注意借助問題情境，把規(guī)律的探究以一個個問題的形式呈現(xiàn)出來，讓學生在問題的引領(lǐng)下經(jīng)歷演繹、推理過程，構(gòu)建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關(guān)系”的正確理解，體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外，本節(jié)課中，要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現(xiàn)實意義，體會極限法在物理學習中的作用和意義，有效地訓練學生突破思維定勢，培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。
2.4 注重理論聯(lián)系實際，物理與生活的聯(lián)系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯(lián)系實際，將理論和實際、物理與生活聯(lián)系起來，可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切，教學設(shè)計時，應(yīng)注意還原知識的產(chǎn)生背景，注重將知識應(yīng)用于實際生活。例如：新課引入可以從生活現(xiàn)象來提出問題，引發(fā)學生思考探究；在得出路端電壓與外電阻R的關(guān)系后，引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析，來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”；在學完了本節(jié)知識后，可引導學生用本節(jié)課所學知識分析解決新課引入及生產(chǎn)、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程，培養(yǎng)學生利用物理知識分析解決實際問題的能力，建構(gòu)對知識（尤其是難點知識）的正確理解，從而真切地感受所學物理知識的實用性，充分理解物理學科對時展的深遠意義。
參考文獻：
目前一些學生家長及學校老師認為要培養(yǎng)優(yōu)秀的學生，主要靠的是個別輔導及課外小組的研究活動，與課堂教學并無多大關(guān)系。我認為這種觀點是片面的。實際上一切的研究活動都是以課堂教學為基礎(chǔ)的，所以對于課堂教學教師一定要盡心盡力做到最好。比如學生學習物理的時候，首先接觸到的就是物理定律，所以我們一定要首先搞好物理定律的教學。物理定律是我們以后做題、實驗、推理的主要依據(jù)。教學物理定律，不能只是簡單地依靠課本，課本上的知識往往比較注重結(jié)果，每一個物理定律的成立都有著一個復雜而漫長的過程。我們應(yīng)該多講解一些這個定律成立的路程，以及成立的依據(jù)，這樣學生們會覺得這一個物理定律是活生生的，掌握和應(yīng)用起來都會更加得心應(yīng)手。學生掌握了這一物理定律就可以自如運用，能夠在實驗與試題中應(yīng)用以后，我們就要引導學生思索這一物理定律之所以成功的原因。它之所以能夠確立起來，其中一定有著恰當?shù)乃季S和推理方式，還有比較合理科學的探究方式，這種探究精神的學習才是最為重要的，才是物理學科教研活動中最重要的東西。這可以說是物理教學甚至是一切的學習活動中最根本的東西。
比如學生在學習電學當中最著名的歐姆定律這一物理定律時，預(yù)習以后會覺得歐姆定律非常簡單，僅僅認為就是研究通過導體的電流與導體兩端的電壓之間的關(guān)系而已，沒有什么困難，不就是運用一定的實驗器材，電壓表電流表可變電阻器、電源、導線若干、連接一個恰當?shù)碾娐肪涂梢粤藛幔慨斎灰砸粋€現(xiàn)代的學生看一切都在情理之中，沒有非議。可是我給他們的講解是，在歐姆那個時代，不但沒有電流表、電壓表之類的儀器，而且連電壓、電流、電阻的定義和單位都沒有，歐姆在當時面臨的困難是我們無法想象的。他到底是通過什么樣的方式，經(jīng)過什么樣的思索獲得這一物理定律的呢？這個時候?qū)W生的興趣就被調(diào)動起來了。在學習歐姆定律誕生的過程時，我通過電腦多媒體教室等先進的教學設(shè)施，大量搜集演示各種可能的實驗過程。在最后階段我根據(jù)歐姆的實驗方式，簡單介紹了可以用圖線探究新規(guī)律的方式。其實物理定律的教學與學習并不是我們想象的那么簡單的，如果記住物理定律只是學會了皮毛而已，能夠運用也只不過是為了取得高分，我們一定要讓學生們學會思考、學會探究，這種學習精神是物理學習中最為寶貴的，有了這種探究精神就可以不斷探索大自然的奧秘。
我聽過這樣一個笑話：有一位老師在參觀一所美國的學校以后對校長說：能否給我們一套你們的教材，以便我進一步了解美國課程的情況。當時校長很為難，沒有馬上回答。那位老師覺得這校長挺小氣的，幾本教材還舍不得。可是過了兩個星期，那校長突然打來電話說：“教材給你搞到了，馬上送去。”結(jié)果來的是一個貨運卡車，一共10大箱教材――從出版社直接運來的。里面不僅有學生和教師用書，還有光盤和圖片等。這時，這位老師才知道為什么那位校長當時沒有馬上答應(yīng)。原來對于美國教師而言，一套教材意味著所有的教學用書和教學輔助資料。這是價值上千美元的財產(chǎn)，沒準兒經(jīng)過學區(qū)董事會決議才能定。由此可以看出，我國的教育和美國的教育確實有很大區(qū)別，單單從觀念上來說也是有很大不同的。我們在備課的過程中，一定要把眼光放寬一些，深挖教學資源的潛力，運用優(yōu)質(zhì)的教學資源、參考補充。不能僅僅依靠一本教科書和教材，否則太狹隘、太片面。要想讓學生學好，我們一定要多參考多學習，一定要讓學生學好物理，學會探究性學習。
1 知識目標
1.1 知道電動勢的定義.
1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.3 知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。
1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
1.5 理解閉合電路的功率表達式。
1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。
2 能力目標
2.1 培養(yǎng)學生分析解決問題能力，會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。
2.2 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學生用多種方式分析問題能力。
3 情感目標
3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學生普遍聯(lián)系觀點。
3.2 通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系。
3.3 通過對閉合電路的分析計算，培養(yǎng)學生能量守恒思想。
3.4 知道用能量的觀點說明電動勢的意義。
教學建議
1 電源電動勢的概念在高中是個難點，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動勢的概念時，可以根據(jù)教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負極將正電荷運送到正極，克服電場力做功，非靜電力搬運電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動勢的概念；也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法，給出電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和的結(jié)論.教學中不要求論證這個結(jié)論.教材中給出一個比喻（兒童滑梯），幫助學生接受這個結(jié)論。
需要強調(diào)的是電源的電動勢反映的電源做功的能力，它與外電路無關(guān)，是由電源本生的特性決定的。 電動勢是標量，沒有方向，這要給學生說明，如果學生程度較好，可以向?qū)W生說明，做為電源，由正負極之分，在電源內(nèi)部，電流從負極流向正極，為了說明問題方便，也給電動勢一個方向，人們規(guī)定電源電動勢的方向為內(nèi)電路的電流方向，即從負極指向正極。
2 路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，是一個難點.希望作好演示實驗，使學生有明確的感性認識，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學生熟悉這個圖線。
學生應(yīng)該知道，斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此，用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內(nèi)阻時，希望通過第五節(jié)的“思考與討論”，讓學生自己解決這個問題。
3 最后講述閉合電路中的功率，得出公式 ， .要從能量轉(zhuǎn)化的觀點說明，公式左方的 表示單位時間內(nèi)電源提供的電能.理解了這一點，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出到外電路中。
教學設(shè)計方案
閉合電路的歐姆定律
1 教育目標
1.1 知識教學點
1.1.1 初步了解電動勢的物理意義。
1.1.2 了解電動勢與內(nèi)外電壓的關(guān)系。
1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題。
1.1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關(guān)問題。
1.1.5 理解閉合電路的功率表達式，理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。
1.2 能力訓練點
通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律，培養(yǎng)學生用多種方法分析問題的能力。
1.3 德育滲透點[來源：高考資源網(wǎng)]
1.3.1 通過外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析，樹立事物之間存在普遍的相互聯(lián)系的觀點。
1.3.2 通過對閉合電路的分析計算，培養(yǎng)學生能量守恒的思想。
2 重點、難點、疑點及解決辦法
2.1 重點
①正確理解電動勢的物理意義。[來源：高考資源網(wǎng)]
②對閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。
2.2 難點
路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。
2.3 疑點
路端電壓變化的原因（內(nèi)因、外因）。
2.4 解決辦法
制作多媒體課件，采用類比分析、動態(tài)畫面、圖像等幫助同學增強感性認識，逐步了解電動勢的含義，推導閉合電路歐姆定律公式，分析各項的意義，使學生有初步整體感知，精選運用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規(guī)律的典型例題，結(jié)合圖像分析突破難點。
3 教學過程設(shè)計
引入新課：
教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流.那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差）
演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅.）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差.當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導線產(chǎn)生定向移動而形成電流，但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續(xù)電流的。
教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加。
4 課時安排[來源：高考資源網(wǎng)][來源：高考資源網(wǎng)]
1課時
5 教具學具準備
不同型號的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機一臺、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個、電路示教板一塊、示教電壓表（0～2.5V）兩臺、10Ω定值電阻一個、滑線變阻器（0～50Ω）一只、開關(guān)、導線若干。
6 學生活動設(shè)計
學生觀察、動手測電源電動勢，并邊觀察邊思考，逐步推導閉合電路歐姆定律，在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義，引導學生用公式法和圖像法去分析同一問題。
7 教學過程
教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流。那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差。）
演示：將小燈泡接在充電后的電容器兩端，會看到什么現(xiàn)象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？
分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差。當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力作用下沿導線定向移動形成電流，但這是一瞬間的電流。因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續(xù)的電流，就必須有持續(xù)的電勢差。
教師：能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢差的裝置就是電源。那么，如何描述電源的特性？電源接入電路，組成閉合電路，閉合電路中的電流有什么規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來學習閉合電路歐姆定律。
8 板書設(shè)計
8.1 電源電動勢：等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。
8.2 閉合電路歐姆定律。
閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
8.3 路端電壓跟負載的關(guān)系。
路端電壓隨外電阻增大而增大。
1背景分析
1.1教材
不同版本的教材對這部分內(nèi)容的處理方法有所差異，有的從非靜電力做功的角度引入，也有的直接從電勢升降的角度給出結(jié)論.筆者以教科版教材為基礎(chǔ)，借鑒人教版教材的一些思路，以問題為線索，重新調(diào)整了教學順序――先介紹電源的內(nèi)阻，然后通過定量實驗探究得到閉合電路的歐姆定律，最后再分析電動勢的物理意義.
1.2學情
學生在初中已學過部分電路的歐姆定律，普遍認為電源提供的電壓是不變的，也不知道電源有內(nèi)阻，要打破這個思維定勢，僅靠抽象的理論推導是不夠的，應(yīng)盡可能通過實驗做到“眼見為實”，讓學生真正信服.
2問題設(shè)計
問題1如圖1，將小燈泡分別接到兩節(jié)電池和三節(jié)電池的兩端，猜一猜哪種情況更亮？
設(shè)計意圖學生們根據(jù)初中所學的電學知識，很容易想到兩節(jié)干電池提供的電壓為3.0 V，而三節(jié)干電池提供的電壓為4.5 V，肯定是接到三節(jié)電池上時燈泡更亮.教師在準備時，左側(cè)可用兩節(jié)新電池，右側(cè)用三節(jié)舊電池，讓小燈泡接到右側(cè)時反而更暗一些，引導學生思考既然是相同的小燈泡，那么問題應(yīng)該出在電源上，從而順勢引入外電路、內(nèi)電路以及電源內(nèi)阻的概念.這個設(shè)計可以激起學生的認知沖突，迅速把學生的注意力吸引到教學內(nèi)容上來.
問題2依次閉合S1、S2、S3，觀察小燈泡L的亮度變化，并闡述原因.
設(shè)計意圖在初中時，學生們都認為電源提供的電壓是不變的，所以即便多并聯(lián)幾盞燈泡，也不會影響到L的亮度，但實驗中他們看到的卻是L越來越暗，這是又一次思維上的沖突，此時可以讓學生討論現(xiàn)象背后的原因，由于有問題1的鋪墊，學生們很容易想到從串聯(lián)分壓的角度來解釋L變暗的原因.教師結(jié)合問題1，最后做一個歸納：燈泡的亮暗既與電源有關(guān)，又與外電路有關(guān)，這里面到底滿足什么定量規(guī)律呢？從而順勢引入本節(jié)課的主題――閉合電路的歐姆定律.
問題3外電路以及內(nèi)電路上電勢的降落之和與“可樂電池”正負兩極附近電勢的上升之和有什么關(guān)系？
設(shè)計意圖在教科版的教材上，焦耳定律放在了本節(jié)內(nèi)容的后面，故暫時還不能用能量守恒定律的方法進行理論推導，只能從電勢升降的角度進行探究.為了使實驗盡可能精確，筆者用了四個電壓傳感器分別測量外電壓U1、內(nèi)電壓U2，正極附近電勢上升的值U3、負極附近電勢上升的值U4.將電鍵閉合后，增大變阻器R，U1增大，U2減小，但是U3和U4基本保持不變，讓學生對比U1+U2和U3+U4，很容易得出U1+U2=U3+U4的結(jié)論，接著很自然地就可以引出電動勢E的概念，電動勢即正負兩極附近電勢上升的值之和，即E=U3+U4.為了讓學生能更清楚地認識到閉合電路中電勢的變化情況，還可以用以下兩幅圖加深理解.
最后，假定外電路是純電阻電路，經(jīng)過簡單的理論推導后，即可得到閉合電路的歐姆定律I=ER+r，整個過程非常自然，一點沒有突兀的感覺.
問題4如果外電路出現(xiàn)了短路或者斷路的情況，電路中電勢的升降情況會如何？
設(shè)計意圖這兩種特殊情況，如果用理論推導的方式去講解，略顯枯燥，借助于問題4中的思路，則非常好理解.在短路情況下，電勢的升降全部發(fā)生在電源內(nèi)部，而在斷路情況下，外電壓Uab就等于電動勢，這也是我們用電壓表粗測電源電動勢的依據(jù).
問題5請用閉合電路的歐姆定律解釋問題1和問題2中出現(xiàn)的現(xiàn)象.
設(shè)計意圖學以致用是師生們共同的追求，在一開始回答問題1和問題2時，學生們多半是連蒙帶猜的，并沒有十足的把握，現(xiàn)在回過頭來重新審視這兩個問題，應(yīng)該底氣十足了.正是因為電源有內(nèi)阻，導致外電壓并不等于電動勢，教師可在電源兩端并聯(lián)上電壓傳感器，學生就可以非常清楚地看到接上燈泡后，問題1中的U2
問題6我們常說一節(jié)干電池的電壓是1.5 V，這種說法對嗎？
設(shè)計意圖通過問題5的分析，學生們非常直觀地看到外電壓一般是小于電動勢的，少掉的那部分是內(nèi)電壓，電動勢應(yīng)等于內(nèi)外電壓之和，或者等于正負極附近上升的電勢之和.為了進一步加深學生對電動勢E的認識，教師還可以從非靜電力做功的角度作進一步闡述，讓學生知道電動勢E的值等于電源把1C正電荷從它的負極搬運到正極的過程中，非靜電力所做功，即E=W非/q.
電壓和電阻
電壓
作用：電壓是使電路形成電流的原因
常用單位以及換算：千伏，毫伏，微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv
電壓的測量——電壓表
1讀數(shù)：看清量程，弄清每大格和每小格表示電壓數(shù)
2接法：并聯(lián)在被測電路兩端，使標有﹣號的接線柱接電源的負極，標有﹢號的接線柱接電源的正極，被測電壓不超過電壓表的量程
串聯(lián)，并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路
中分電壓之和
并聯(lián)電路中各支路兩端電壓都相等
電阻
電阻的意義：一切導體都具有阻礙電流作用的性質(zhì)，不同的導體對電流阻礙作用不同
單位：歐姆ω，其他常用的單位：兆歐mω、千歐kω1mω=1000klω=1000000ω
影響電阻大小的因素：長度、材料、橫截面積、溫度
半導體、超導體的特點：半導體隨慰藉條件的改變它的電阻也改變（壓敏電阻、光敏電阻等）
變阻器
原理：改變接入電路中電阻絲的長度來改變電路中的電阻
構(gòu)造：支架、電阻絲、瓷筒、金屬棒等
使用方法：“一上一下”
第七章知識總結(jié)與能力整合
本章直接從研究電流與電壓，電阻的關(guān)系切入，引導學生探究電流與電壓，電阻之間的關(guān)系，得出重要的電學定律——歐姆定律，并進一步運用歐姆定律進行簡單的電學定量計算，得出電阻串聯(lián)，電阻并聯(lián)的關(guān)系，以歐姆定律為理論基礎(chǔ)，運用相應(yīng)的實驗器材設(shè)計實驗測量小燈泡的電阻，運用歐姆定律分析了一些與安全用電有關(guān)的現(xiàn)象，認識斷路和短路現(xiàn)象，加深對歐姆定律的理解，提高了學生運用知識解決實際問題的能力，激發(fā)學生學習物理的積極性
歐姆定律
電阻上的電流跟電壓的關(guān)系：導體中通過的電流與這段導體兩端的電壓成正比
內(nèi)容：導體中通過的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，與電阻成反比
表達式：i=u/r
應(yīng)用求電流，電壓，電阻
測量小燈泡的電阻
原理：r=u/i
方法：伏安法測電阻
注意：小燈泡的電阻太小會隨燈絲溫度的升高而增大
安全用電
電壓越高越危險
斷路，短路的認識
注意防雷，正確使用避雷針
第八章知識總結(jié)與能力整合
本章是在學習歐姆定律長的基礎(chǔ)上，吧對于電學的研究擴展到電能和電功率，是初中物理的重點章節(jié)之一，也是難點之一，本章學習的主要目標是讓學生了解電能和電功率的概念，知道焦耳定律以及與電功率有關(guān)的安全用電方面的問題，整章教材的結(jié)構(gòu)是圍繞電能的概念展開的。
電功率
電能
電能的獲得：電能是由自然界中各種其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，是由電源（發(fā)電機、電池等）提供的
單位：焦耳j、千瓦時kw•h，千瓦時在日常生活中也叫度
1kw•h=1度=3.6*10^6j
電能表
作用：用來測量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能
測量方法：電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差
表盤上參數(shù)的含義：例如，2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)
電功
實質(zhì)：電流做功德過程實質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程，有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，電流就做了多少功。
單位：與電能的單位一樣，都是焦耳j
計算：w=p•t
電功率
物理意義：表示消耗電能的快慢，符號用p表示
定義：一個用電器功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能，用公式p=w/t表示
單位：瓦特w、千瓦kw，1kw=10^3w（1w=1j/1s=1j/s）
千瓦時的來世：1千瓦時是功率為1kw的用電器使用1h所消耗的電能，1kw•h=1kw*1h
額定電壓及額定功率：用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的功率叫用電器的額定功率。一般來說，在用電器銘牌上標明的電壓和電功率就是這個用電器的額定電壓和額定功率
測量：原理（p=ui），器材，電路圖
電流的熱效應(yīng)
電流的熱效應(yīng)：電流通過道題是，電能要轉(zhuǎn)化成熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)，任何導體中有電流通過時，道題都要發(fā)熱
焦耳定律的內(nèi)容及表達式：q=i^2rt
電熱的利用和防止
電功率和安全用電
電功率與電流的關(guān)系：根據(jù)公式p=ui得i=p/u可知，由于家庭電路中的電壓時一定的，即為220v，所以用電器功率越大，電路中的電流i就越大，為了安全用電，應(yīng)注意不要讓干路中的電流超過家里供電線路和電能表所允許的最大電流值
保險絲
特點：保險絲是用鉛銻合金制作的，電阻率大而熔點低
作用：電路中的電流超過允許值時，保險絲能自動熔斷而自動切斷電路，以保證電路的安全。家庭電路中千萬不能用銅絲、鐵絲代替保險絲
第九章知識總結(jié)與能力整合
本章從生活中常見的磁現(xiàn)象出發(fā)，介紹磁的一些基本知識，通過各種探究活動讓學生感受到特殊物質(zhì)“磁場”的存在，并探究“電生磁”和“磁生電”的辯證關(guān)系，了解電和磁的內(nèi)在關(guān)系。通過探究活動了解物理學家研究問題的方法，獲取先關(guān)信息并掌握相關(guān)知識。
電和磁
磁現(xiàn)象
磁性：吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)
磁體吸鐵性指向性：指向南北方向
磁極
磁體上磁性最強的部分叫磁極
磁極：南極s、北極n，任何磁體都有兩個磁極
作用規(guī)律：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引
磁場
存在于
磁體周圍空間
電流周圍空間
1電流的磁效應(yīng)——奧斯特飾演
2通電螺線管（1）磁場與條形磁鐵相似
（2）極性與電流方向有關(guān)
（3）應(yīng)用：電磁鐵（影響因素應(yīng)用：電磁繼電器、揚聲器）
最基本性質(zhì)
1對放入其中磁體有力的作用
2對放入其中電流有力的作用——電動機原理及能量轉(zhuǎn)化
方向規(guī)定：物理學中，把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向
描述——磁感線
特點：閉合曲線，在此題的外部從n極到s極，內(nèi)部從s極到n極，磁感線不想交
功能：磁感線能反映磁場的強弱，密的地方磁場強，疏的地方磁場弱
磁生電
電磁感應(yīng)現(xiàn)象：只有當閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中才會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，得到的電流叫感應(yīng)電流
應(yīng)用：發(fā)電機
原理：電磁感應(yīng)
能量轉(zhuǎn)化：機械能轉(zhuǎn)化為電能
補充發(fā)動機能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能
第十章知識總結(jié)與能力整合
本章主要講述電磁波以及信息的傳播。
信息傳播
固定電話
結(jié)構(gòu)及原理：用簡單的電話是由話筒和聽筒組成。其基本原理：利用電流把信息傳到遠方。過程是振動——變化的電流——振動
電話交換機：一般電話之間是通過交換機來轉(zhuǎn)換的。可以提高線路利用率
模擬通信：信息電流的變化情況與聲音的變化情況一樣，這種信號叫模擬信號，使用模擬信號的通信方式叫模擬通信
數(shù)字通信：信號使用不同的符號的不同組合來表示，這種信號叫數(shù)字信號，使用數(shù)字信號的通信方式叫數(shù)字通信。數(shù)字信號形成簡單，抗干擾力強，失真小。
電磁波
產(chǎn)生：迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波
傳播：電磁波可以在真空中傳播，傳播速度與光一樣
電磁波的波速、伯成河頻率
應(yīng)用：廣播、電視、移動電話、通信
越來越寬的信息之旅
微波通信：用微波來傳遞信息的通信方式就是微波通信。微薄的波長在10m到1mm之間，頻率為30mhz到3*10^5mhz之間
衛(wèi)星通信：是借助地球同步通信衛(wèi)星來傳遞信息的，衛(wèi)星通信可以克服微波不能沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟蛔悖ㄎ⒉ㄖ荒苎刂本€傳播）
光纖通信：通過光導纖維來傳遞信息叫光纖通信。光纖通信的特點是攜帶的信息量大
網(wǎng)絡(luò)通信：是通過計算機來完成的，其主要形式是電子郵件
高中物理教學工作總結(jié)
在1826～1827年，德國物理學家歐姆用實驗和理論確立了歐姆定律。
然而，在德國，只有費西內(nèi)爾和斯威格爾等極少數(shù)科學家接受歐姆的發(fā)現(xiàn)，而絕大多數(shù)則反對歐姆的“歪理邪說”。例如，物理學家鮑爾就撰文煽動輿論，攻擊歐姆的著作：“以虔誠眼光看待世界的人不要去讀這本書，因為它純粹是不可置信的欺騙，它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴。”
但是，在“曾經(jīng)滄海”和“除卻巫山”15年之后的1841年，科學界終于承認了歐姆的成果――英國皇家學會授予歐姆皇家學會的最高科學獎科普利獎?wù)拢€吸收他為學會的外籍會員。
這“花開德意志，果結(jié)英格蘭”的成果，使歐姆的祖國終于認識到了他的價值。1849年，慕尼黑大學終于聘請60歲高齡的歐姆為教授……
花發(fā)神州果結(jié)美洲――“女生”、“施泰納”遠涉重洋
“請我去講學?講組合數(shù)學?你們中國不是有陸家羲博士么?”1983年，中國某單位邀請兩位世界組合數(shù)學專家――加拿大多倫多大學的門德爾松教授與滑鐵盧大學的郝迪教授來中國講學，并出席在大連舉辦的中國首屆組合數(shù)學學術(shù)討論會。對此，他倆睜大了眼睛，門德爾松還疑惑不解地這樣用反問來回答。
他倆為什么會如此驚詫呢?
在1961～1979年間，包頭九中物理教師陸家羲先后6次向國內(nèi)有關(guān)研究機構(gòu)和刊物寄出有關(guān)“柯克曼女生問題”的論文。但是，他得到的回答不是“無價值”或“改投其他刊物”，就是退稿或石沉大海沒有回音!
“柯克曼女生問題”，是美國數(shù)學家柯克曼在1850年提出來的組合數(shù)學問題。和“女生”相關(guān)的，還有出生在瑞士的德國數(shù)學家施泰納提出的“施泰納系列問題”。它們都是100多年以來沒有得到徹底解決的世界性數(shù)學難題。
到了1980年春，陸家羲又攻克了“施泰納”，并立即把有關(guān)論文寄往北京。后來，按蘇州大學朱烈教授的建議，他把論文投寄給《組合論》雜志。為雜志審查論文的世界組合學權(quán)威之一門德爾松高度評價說：“這是世界上十年來組合設(shè)計方面最重大的成果之一。”1983年3月，他的6篇論文在《組合論》雜志上正式發(fā)表。
陸家羲死后4年的1987年，國家科委把他的一個成果評為國家自然科學一等獎。
帶著“遠行”去遠行――無線電“離家出走”
1896年初夏，一個容貌清秀的青年提著一個大箱子，登上了一艘從意大利開往英國的郵船。他躊躇滿志而又戀戀不舍――畢竟，要離開自己的祖國，的確“別有一番滋味在心頭”。
這個青年，就是意大利發(fā)明家馬可尼。那么，他為什么要“從故鄉(xiāng)到異鄉(xiāng)”呢?
1894年的一天，馬可尼的母親目睹了兒子的發(fā)明――樓上的無線電試驗裝置使樓下的電鈴響了起來。1895年夏，他把信號傳送距離擴大到2．7千米……
初步成功和經(jīng)費緊缺，促使馬可尼向他的農(nóng)場主父親借錢，還寫信向意大利郵電部求助，但都沒有得到支持。于是，他只好“離家出走”去遠行――大箱子里就是能讓電波“遠行”的無線電設(shè)備。
1896年12月12日，倫敦科技大廳座無虛席，英國郵電總局總工程師、英國電信界權(quán)威普利斯做完了無線電的科普講演之后，把馬可尼和他的無線電報裝置介紹給了大家，并當場作了表演，從而使“整個大廳變得比游藝場還熱鬧”。也是在這一年，馬可尼在英國取得了無線電發(fā)明的專利權(quán)。
1897年5月11日，馬可尼和喬治?肯普首次完成了不用導線把信號傳過英國的一個海灣的壯舉……
就這樣，在南歐開花的無線電，在英倫結(jié)了果。
蘇格蘭播種美利堅收獲――青霉素穿越大西洋
1928年，出生在蘇格蘭的英國醫(yī)學家弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素。然而，“小扣柴扉久不開”――由于當時弗萊明和他的合作者無法解決產(chǎn)銷問題，它被塵封了10年。
在“二戰(zhàn)”隆隆的炮聲中，牛津大學的弗洛里和他年輕的助手――德國化學家錢恩在圖書館里翻閱資料的時候，發(fā)現(xiàn)了當年弗萊明關(guān)于青霉素的論文。
1941年，英國分析化學家馬丁和英國生物化學家賽恩其發(fā)明了分離復雜化學物質(zhì)的紙層分析法。借助于這種方法，弗洛里和錢恩解決了青霉素的提純問題。然而，在生產(chǎn)青霉素的方面，他倆卻“雪擁藍關(guān)馬不前”了――許多英國藥廠因德寇飛機時常空襲而拒絕投產(chǎn)，英國帝國化學工業(yè)公司只能生產(chǎn)出少量的青霉素。不知“云橫秦嶺家何在”的弗洛里和錢恩，只好帶上青霉素樣品穿越大西洋，到美國去尋找合作者。1944年，美國大量生產(chǎn)的青霉素在英美普通公民中廣泛使用。青霉素的大量生產(chǎn)，拯救了千百萬傷病員，成為第二次世界大戰(zhàn)中與原子彈、雷達并列的三大發(fā)明之一。
就這樣，由蘇格蘭人播種的青霉素，在美利堅得到豐收。
觀念、環(huán)境和評價機制――“紅杏出墻”的啟迪
為什么科技史上會有這么多“墻內(nèi)開花墻外紅”的現(xiàn)象呢?它又給我們什么啟迪呢?
第一個原因是觀念的陳舊。
觀念陳舊的表現(xiàn)之一，是科學方法觀念的陳舊。
歐姆定律起初沒有被德國科學家普遍承認，原因之一就是他們片面強調(diào)實驗的重要性，忽略理論的概括作用，更忽略了伽利略開創(chuàng)的數(shù)學物理演繹法。例如，德國物理學家孟克就曾說：“我們更需要的是觀察和實驗，而不是計算和幾何公式。”
科學方法觀念的陳舊，還表現(xiàn)在推導歐姆定律的時候。歐姆采用了傅立葉在均勻熱傳導時金屬導線與外界完全絕熱的方法，而德國的一些實驗物理學家們認為這根本不可能。但在事實上，這種方法正是伽利略和牛頓早已采用過的“理想實驗”的基本物理方法之一。
由此可見，只有破除陳舊的科學方法，科學理論才有可能破土而出。
觀念陳舊的表現(xiàn)之二，是“大人物”忽視“小人物”。
一些科學家認為，歐美第一流的科學家尚未解決的問題不會如此簡單，作為“小小的中學教師”的歐姆不可能解決。
陸家羲的成果最早不是在國內(nèi)得到承認，多少也有忽視“小人物”的因素。
觀念陳舊的表現(xiàn)之三，是對科學研究和技術(shù)開發(fā)的輕視。
青霉素之花之所以在異地大量結(jié)果，還有一個重要原因：英國重視科學，相對輕視技術(shù)；而美國則兩者并重。按人口平均計算，標志著科學水平三個自然學科(物理、化學和醫(yī)學)諾貝爾獎得主的人數(shù)，英國至今仍居世界第一。然而，英國的經(jīng)濟發(fā)展速度，卻只居西歐共同體的倒數(shù)第二――更不能和美國及其他發(fā)展快的國家比肩!在這種科技政策下，青霉素“異地結(jié)果”就不足為奇了。
第二個原因是環(huán)境影響科研成果。
許多英國藥廠當年拒絕研究青霉素的規(guī)模化生產(chǎn)的重要原因是，“二戰(zhàn)”時德寇的飛機時常空襲，而美國本土則沒有這種空襲。陸家羲的論文之所以被多次忽略，原因之一也是因為他投寄論文時的社會環(huán)境是在“”時期。
由此可見，和諧、安定的社會環(huán)境，對科研(和其他活動)，是多么重要。
第三個原因是評價機制。
歐姆和陸家羲的成果之所以沒能在“本土”及時得到公認，與當時評價機制的失誤有關(guān)。
奧地利生物學家孟德爾發(fā)現(xiàn)的生物遺傳學規(guī)律，在死后16年的1900年，才在荷蘭的德?弗里斯、德國的科倫斯和奧地利的西森內(nèi)格?契馬克完成的“再發(fā)現(xiàn)”后得到公認，也與評價機制不健全有關(guān)。
1 伏安法
1.1 實驗原理
U=E-Ir。
1.2 電路設(shè)計
伏安法電路設(shè)計一般如圖1（a）所示。
1.3 數(shù)據(jù)處理
改變R的值，測出多組U、I值，作出U-I圖線，如圖1（b）所示。圖線與U軸交點的縱坐標即為電源電動勢E的大小，電源內(nèi)阻r為圖線斜率的相反數(shù)。
例1：某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內(nèi)阻，實驗原理如圖2（a）所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計G改裝的電流表A，V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是標稱值為4.0 Ω的定值電阻。
（1）已知靈敏電流計G的滿偏電流Ig=100 μA、內(nèi)阻rg=2.0 kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA，并聯(lián)一只______Ω（保留一位小數(shù)）的定值電阻R1。
（2）根據(jù)圖2中實驗原理圖，用筆畫線代替導線將圖2（b）連接成完整電路。
（3）某次實驗的數(shù)據(jù)如下，見表1：該小組借鑒“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法（逐差法），計算出電池組的內(nèi)阻r=_________ Ω（保留兩位小數(shù)）；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點是_________ 。
（4）該小組在前面實驗的基礎(chǔ)上，為探究圖2（a）所示的電路中各元器件的識記阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標準電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因是___________ 。（填選項前的字母）
A.電壓表內(nèi)阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小
C.R1的識記阻值比計算值偏小
D.R0的識記阻值比標稱值偏大
解析：（1）改裝電流表擴大量程I=Ig+IgrgR1，則R1=IgrgI-Ig=1.0 Ω。
（2）連接圖如圖3所示。
（3）電流表相鄰兩次讀數(shù)之差為ΔI=20 mA，r+R0=-（U5+U6+U7+U8）-（U1+U2+U3+U4）16ΔI=5.66 Ω，可得r=1.66 Ω。這樣做的優(yōu)點是可以充分利用每一組數(shù)據(jù)。
（4）由題給出“用一已知電動勢和內(nèi)阻的標準電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同”，這說明電壓表內(nèi)阻很大，其分流作用很小可以忽略不計。如果電壓表的分流作用不可忽略，這會導致電源電動勢與內(nèi)阻的測量值均偏小，故A選項錯誤；滑動變阻器的作用是調(diào)節(jié)電路中總電阻的變化，不會對實驗測量帶來誤差，B選項錯誤；R1實際值偏小，計算值偏大，會導致計算電流時電流值偏小。設(shè)與靈敏電流計G并聯(lián)的電阻的計算值為R1，實際值為R1′（R1′
點評：本題中安培表由電流計G與電阻R1并聯(lián)改裝而成。當被測電源的內(nèi)阻較小時，可用一個已知阻值的定值電阻R0與電源串聯(lián)以保護電源。本題對實驗數(shù)據(jù)的處理采用了“逐差法”，體現(xiàn)出知識的遷移能力與應(yīng)用能力。該題第（4）問關(guān)于實驗誤差的分析是本題的一個難點，在以上的求解中采用U-I圖像進行誤差分析，有效地突破了這個難點。
2 伏伏法
在無電流表時，可用一只電壓表測電源路端電壓，用兩只電壓表的示數(shù)差與一定值電阻來測電流，作U1-U2圖像。
例2：某同學用如圖5所示的電路測量電動勢和內(nèi)電阻。電源電動勢約為3 V，內(nèi)阻為幾歐姆；兩只直流電壓表V1、V2，量程均為0～3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ；定值電阻R0=5 Ω；滑動變阻器R的最大阻值為50 Ω。實驗中移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描繪出U1-U2圖像，如圖6所示，圖中直線斜率為k，與橫軸的截距為a，則電源的電動勢E=___________，內(nèi)阻r=___________（用k、a、R0表示）。
解析：某次實驗中兩電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1、U2，由閉合電路的歐姆定律有：
U2=E-U2-U1R0r
變形得：U1=-ER0r+R0+rrU2
由測量數(shù)據(jù)繪出的U1-U2圖像知，當U1=0時U2=ER0R0+r=a，k=R0+rr
1關(guān)于電路
1.1電路部分要記住電路的形式、狀態(tài)、及組成部分。
1.1.1串聯(lián)、并聯(lián)。初中物理中要求學生掌握最基本的兩種連接方式：串聯(lián)、并聯(lián)。能否正確分析辨別他們對后面內(nèi)容的學習至關(guān)重要。識別電路的類型，可以從以下幾個方面入手：①根據(jù)定義：“逐個順次連接”為串聯(lián)，各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間，（“首”為電流流入用電器的哪一端，“尾”指電流流出用電器的那一端）此電路為并聯(lián)電路；②根據(jù)電路路徑法，此法為識別兩種電路最常用的方法。讓電流從正極出發(fā)經(jīng)過用電器回到電源負極，途中不分流始終為一條路徑，則連接方式為串聯(lián)，若電流在某處分流，且每條路上只有一個用電器，電流在電路中有分有合，則連接方式為并聯(lián)；③拆除法，拆除其中的一個用電器，若其余用電器都不工作，則用電器為串聯(lián)連接。（因為串聯(lián)電路中各用電器工作之間相互影響），若其余用電器照樣工作，則用電器為并聯(lián)連接；④開關(guān)作用法，并聯(lián)有干路、支路之分，且開關(guān)的位置不同，其控制作用各異，而串聯(lián)電路中開關(guān)的位置的變化不影響控制的作用，所以控制作用相同時容易串聯(lián)，控制作用不同則為并聯(lián)；⑤節(jié)點法，在識別電路時，不論導線有多長，只要其間無用電器、電源等，導線兩端均可看成同一個點，從而找出各用電器的共同點，認清電路。
1.1.2通路、開路、短路。電路中出現(xiàn)的這三種狀態(tài)，其中通路為處處相通的電路，開路為電路中有處斷開的電路，這兩種狀態(tài)易于接受，便于分清。但是學生對于短路的分辨顯得力不從心，不知道何處短路，為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點，捷徑是指這條路徑中電阻很小，小到可以忽略不計、即為空導線，當一根空導線，或開關(guān)、或電流表（電阻小到可以認為沒有）與某個用電器并聯(lián)時，電流只走空導線，開關(guān)或電流表而不走用電器，使該用電器被短路，從而不能工作。
1.2三個重要的物理量一電流、電壓、電阻。
電學部分學習成績的好壞在很大程度上取決于對這三大物理量中涉及到的概念、單位、工具使用等知識的辨析程度。 1.2.1概念辨析。電荷的定向移動形成電流，這是電流的形成定義，簡單便于理解；電壓是形成電流的原因，沒有電壓就沒有電流；電阻是指導體對電流的阻礙作用，即阻礙作用越大，電流越小。
1.2.2表示符號。物理量的表示符號要與其他單位的符號區(qū)分開來。電流、電壓、電阻三物理量分別用I、U、R表示，而單位表示字母分別為A（安培）、V（伏特）、Ω（歐姆）。
1.2.3工具的使用。①電流表。電流表是測量電流的工具，使用時必須與被測電路串聯(lián)，電流必須從正接線柱流入，而從負接線柱流出，禁止不經(jīng)過用電器直接連線電源兩極上。選擇合適的量程。②電壓表。電壓表是測量電路兩端電壓的工具，使用時必須與待測電路并聯(lián)，電流也從正接線柱流入從負接線柱流出，注意選擇合適的量程。③滑動變阻器。調(diào)節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓。由于滑動變阻器上有四個接線拄使用起來就要注意了，接線柱選擇一上一下連入電路，串聯(lián)在電路中，鑒于滑動變阻器所起的作用，在使用前，滑片調(diào)至阻值最大處。
1.3電功（W）、電功率（P）。物理學中電功沒有確切的定義，只是描述性的，當電能轉(zhuǎn)為其它形式能時，就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，如果知道了電功的多少，就知道了消耗多少電能。而用電器單位時間內(nèi)消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少，也取決于所用的時間的長短。
1.4快速識別電路圖，正確連接實物圖。電路圖的識別在前面已經(jīng)說明了方法，但是當電路中加入電流表、電壓表、滑動變阻器等器材后，電路的識別就變得困難起來。但我們知道電流表、滑動變阻器使用時必須串聯(lián)、電壓表與用電器并聯(lián)，串聯(lián)易辯并聯(lián)難分。因此在分析次類電路時要想方設(shè)法排除這些相關(guān)干擾因素，即可把電壓表暫時隱蔽起來，辯清電路后再加回原處，概括為口訣一段：把電壓表放一旁，跟著電流走一趟；遇到分支為并聯(lián)，沒有分支為串聯(lián)。
2理解規(guī)律。把握關(guān)鍵
有的學生感到電學學習困難，有的教師也說電學太難講了，其實原因在于我們頭腦中的知識點散、亂不成體系，沒有規(guī)律。所以要熟記規(guī)律，加深理解，形成一個完整的知識體系，那么理解起來方可得心應(yīng)手。
2.1三個物理量在串、并聯(lián)電路中的特點。在串聯(lián)電路中：電流處處相等；電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和；總電阻等于各導體的電阻之和。
在并聯(lián)電路中：干路中電流等于各支路電流之和；各支路兩端的電壓相等；并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導體的電阻倒數(shù)之和。
2.2歐姆定律。經(jīng)驗告訴我們：由于電壓是形成電流的原因，因此電壓越高，電流越大；而電阻是導體對電流的阻礙作用，即電阻越大，電流越小。通過具體實驗的探究得到了歐姆定律的內(nèi)容：一段導體的電流，跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。這個定律非常重要，一定要加強理解，熟記其使用的條件及注意事項。
2.3電功定律。某段電路上的電功，跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學中用電路兩端的電壓U，電路中的電流I，通過的時間f，三者的乘積來計算電功。
2.4焦耳定律。導體中有電流通過時，導體就要發(fā)熱，此現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。英國物理學家焦耳經(jīng)過多年的研究，做了大量的實驗，精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時間的關(guān)系：電流流過某段導體時產(chǎn)生的熱量跟通過這段導體的電流的平方成正比，跟這段導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。
3疏通關(guān)系，構(gòu)建框架