秦紅兵
(四川省資陽市雁江區(qū)第二中學 641300)
歐姆定律是初中物理中重要內容,在初中物理中起著重要作用,又是初中物理難點之一,學生常常由于各個物理量之間的變化不斷,常常出現錯誤.那么如何積極解決這類問題,我對學生進行三步訓練:從了解對應關系,達到第一境界;通過物理量通過等量(或一定)關系的替代,達到第二境界;到物理量之間的變換達到極高的境界.如何讓學生逐一進入三大境界,談談我的嘗試.
學生初學歐姆定律,通過實驗探究總結出歐姆定律.理解是物理的基礎,實驗直觀展示物理過程需要升華為物理理論.
實驗是探究物理規(guī)律重要手段,物理規(guī)律是否正確也需要實驗驗證.我在近十年的教學中,根據學生實際,進行探究實驗和驗證試驗同時進行,采用多種組合方式,將實驗分別設計為探究性實驗和學生實驗.實驗后認真指導學生分析實驗
I=U/R,歐姆定律導出式:U=IR,R=U/I,熟悉是訓練的基礎,一般采用單一的知道電壓、電流和電阻中的兩個物理量,求另一個.
此問題簡單,直接代公式即可求出,對鞏固學生瞬時記憶是很好地過程,一般理論上大家不探討,以致很多老師對基礎較差的學生都沒有這個過程.在新課過程不可忽視.
歐姆定律公式:I=U/R,某個導體或電路的物理量相互對應,各個時刻的物理量相互對應,不能混淆.
例1 如圖1所示,電阻R1=12歐.電鍵SA斷開時,通過的電流為0.3安;電鍵SA閉合時,電流表的示數為 0.5安.問:電源電壓為多大?電阻R2的阻值為多大?
解SA斷開,電路等效于圖R1和R2串聯
U=I12(R1+R2) ①
SA閉合,電路等效于R1:U=I1R1②
解①②得U=6VR2=8Ω
解題關鍵是確定SA斷開和SA閉合時電流分別是I12和I1,對應的電阻分別是R1和R2串聯總電阻R12與R1.
由于電路元件不是孤立存在于電路,每個元件的物理量之間雖然嚴格對應,但由等量關系或對應關系存在,因此一定關系的替代,必然出現.
(1)串聯電路
I=I1=I2=I3=……:U=U2+U2+U3+…;R=R1+R2+R3+……
(2)并聯電路
I=I1+I2+I3+……;U=U1=U2=U3=……;1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……;
例3 如圖2所示,電路R1=10Ω,R2=20Ω,R0=20Ω,當S1閉合,S2斷開時,電壓表的示數為3.0V;當開關當S1斷開,S2閉合時,電壓表的示數為多少?
分析(1)當S1閉合,S2斷開時,R1與R0串聯,電壓表測R1兩端的電壓
電路中的電流:I=U1/R1=3.0V /10Ω=0.3A,
電源的電壓:
U=I(R0+R1)=0.3A×(20Ω+10Ω)=9V;
在電路中會出現多個電壓、電流和電阻,如果電壓與電流的比值,就可能對應電阻,如果是定值電阻,不會發(fā)生變化,如果是滑動變阻器,則會隨滑片和連接的方式發(fā)生變化,把不易分析的問題,變換成分析滑動變阻器的阻值隨滑片的變化,使問題簡單容易.
例4 如圖3所示的電路中,電源電壓保持不變,R2、R3是兩個定值電阻.閉合開關S、滑片P向左滑動:當電流表示數變化量的絕對值為ΔI時,電壓表示數變化量的絕對值為ΔU;當電流表示數變化量的絕對值為ΔI′時,電壓表示數變化量的絕對值為ΔU′,若ΔI<ΔI′,則( ).
D.以上三種情況都有可能
分析滑片P向左滑動:假設滑片在滑動變阻器的位置a移到位置b時,接入電路的電阻變小,電路的總電
U1=U-I1(R2+R3),U2=U-I2(R2+R3),
本題通過通過ΔU和ΔI的比值變換,導出R2和R3之和,從而選出正確答案.如果能達到熟練推論,那么歐姆定律問題不管怎樣變化,都會及時解決.