巧用“圖表法”解歐姆定律

廖俊英

【摘要】電學(xué)在中考中所占比例最大。這部分內(nèi)容公式非常多，而歐姆定律是最基本，它好比開(kāi)門(mén)的鑰匙，只要有了鑰匙，電學(xué)這扇大門(mén)才能打開(kāi)。理解歐姆定律，并能熟練運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行有關(guān)串并聯(lián)電學(xué)計(jì)算是關(guān)鍵。筆者結(jié)合平時(shí)學(xué)習(xí)的一些知識(shí)和教學(xué)中的一些體會(huì)，談一談巧用“圖表法”解歐姆定律

【關(guān)鍵詞】“圖表法”;歐姆定律

電學(xué)在中考中所占比例最大。這部分內(nèi)容公式非常多，而歐姆定律是最基本，它好比開(kāi)門(mén)的鑰匙，只要有了鑰匙，電學(xué)這扇大門(mén)才能打開(kāi)。理解歐姆定律，并能熟練運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行有關(guān)串并聯(lián)電學(xué)計(jì)算是關(guān)鍵。學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)歐姆定律的時(shí)候都覺(jué)得非常的簡(jiǎn)單，覺(jué)得它僅僅是個(gè)簡(jiǎn)單的物理公式，涉及到電流、電阻、電壓的部分。但是當(dāng)做關(guān)于歐姆定律計(jì)算題時(shí)學(xué)生們都傻了，它的倒換公式、物理思想、閉路回路等等，都成為了學(xué)生頭痛的對(duì)象。所以幫助學(xué)生對(duì)歐姆定律的理解和應(yīng)用是解決歐姆定律計(jì)算題的核心。

一、試論歐姆定律計(jì)算題的解題思路

1.歐姆定律的含義

歐姆定律的發(fā)現(xiàn)者是一個(gè)名叫歐姆的德國(guó)物理學(xué)家，由于他通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)探究得到的這個(gè)定律便用他的名字命名。歐姆定律指的是在同一個(gè)電路中，導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體中的電壓成正比，和導(dǎo)體的電阻阻值成反比。歐姆定律的重點(diǎn)是電流，它由電壓和電阻決定的，但是電壓的大小卻不是由電流和電阻所決定的，所以我們可以清楚的知道電壓決定著電流，但是電流的大小卻不能決定電壓;電阻與電流和電壓的大小高低也毫無(wú)關(guān)系，電阻它只是與導(dǎo)體本身的條件相關(guān)包括（導(dǎo)體的材料組成、導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積等）。

2.分析電路

歐姆定律最終應(yīng)用的主要作用就是在于在要能讀懂電流的走動(dòng)趨勢(shì)，在了解電流的走動(dòng)趨勢(shì)的第一步就是應(yīng)該了解這個(gè)電路是屬于串聯(lián)還是并聯(lián)。在串聯(lián)與并聯(lián)的電路中，電壓、電阻、電流它們的關(guān)系與解題思路各不相同。我們從歐姆定律的概念上就可以知道電流在電路中只有一條路可以在，這就是串聯(lián)，如果有兩條或者更多就是并聯(lián)。

3.歐姆定律公式中對(duì)單位的要求

從書(shū)上可以看出來(lái)，此公式中，各物理量的單位必須用國(guó)際制單位，即：電壓?jiǎn)挝槐仨殲閂，電阻單位必須為Ω，這樣算出的電流單位才是A。

4.計(jì)算題的解題思路

在應(yīng)用歐姆定律的時(shí)候，一定要注意到電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量必須在同一電路中，不能將不同電路中的電流、電壓、電阻這三個(gè)物理量代入歐姆定律當(dāng)中。由此我們也可以知道電壓和電流必須是一段電路中同一時(shí)刻所產(chǎn)生的值，如果不是的話，禁止將其用歐姆定律計(jì)算。看到一堆的物理量，學(xué)生們都傻了，不知如何下手。有些同學(xué)可能口算就知道答案，但一寫(xiě)過(guò)程就錯(cuò)，不知寫(xiě)那一步先。

二、下面談?wù)勎沂侨绾沃笇?dǎo)學(xué)生掌握歐姆定律計(jì)算題

首先列出圖表，把電路中的三個(gè)物理量（電壓、電流、電阻）填好，再把已知填到表格中：

指導(dǎo)學(xué)生分析：橫向是指不同電路中同種物理量，它們遵循串、并聯(lián)電路特點(diǎn)求解。縱向是指同一用電器的三個(gè)不同物理量，遵循歐姆定律I=U/R及變形公式求解。觀察圖表，歐姆定律的應(yīng)用是已知兩個(gè)物理量就可求出第三個(gè)物理量。

三、寫(xiě)計(jì)算題過(guò)程應(yīng)注意

（1）要有“解”字;

（2）計(jì)算過(guò)程中，要先化單位，寫(xiě)清楚是串聯(lián)還是并聯(lián)電路，再按上分析時(shí)的步驟寫(xiě)出被求的物理量的計(jì)算公式，然后對(duì)應(yīng)公式當(dāng)中的物理量代入數(shù)值，最后算出結(jié)果;

（3）答。

例1：有兩個(gè)導(dǎo)體，電阻分別為10歐和30歐，把它們串聯(lián)接在電 路后，已知通過(guò)10歐電阻的電流是0.5安。

求：①電源電壓是多少？②兩個(gè)電阻上的電壓分別是多少？

（1）把已知填到表格中

（2）觀察圖表，橫向電阻：第一步可求總電阻

R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω

橫向電流：第二步可求I=I1=I2=0.5A

第三步可求電源總電壓U=IR=0.5A×40Ω=20V

那第一小問(wèn)就做好了，接著第二小問(wèn)就更簡(jiǎn)單了。

觀察表格縱向利用歐姆定律的變形式求解：

U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V

U2=I2R2=0.5A×30Ω=15V（或U2=U-U1=20V-5V=15V）

過(guò)程如下：

解：因?yàn)镽1、R2串聯(lián)

R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω

I=I1=I2=0.5A

U=IR=0.5A×40Ω=20V

U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V

U2=I2R2=0.5A×30Ω=15V

（或U2=U-U1=20V-5V=15V）

答：

例2：L1和L2兩個(gè)小燈泡，L1阻值為4歐，通過(guò)L2的電流1A，并聯(lián)后接到電壓為12伏的電源上，看能求多少個(gè)物理量？

（1）把已知填到表格中

（2）觀察圖表，縱向每個(gè)用電器只有一個(gè)物理量不能用歐姆定律;

第一步從橫向求：并聯(lián)電路特點(diǎn)有U1=U2=U=12V

第二步從縱向求：I1=U1/R1=12V/4Ω=3A

第三步：I=I1+I2=3A+1A=4A

第四步：R2=U2/I2=12V/1A=12Ω

第五步：R=U/I=12V/4A=3Ω

過(guò)程如下：

解：因?yàn)長(zhǎng)1、L2并聯(lián)

U1=U2=U=12V

I1=U1/R1=12V/4Ω=3A

I=I1+I2=3A+1A=4A

R2=U2/I2=12V/1A=12Ω

R=U/I=12V/4A=3Ω

答：這題可求6個(gè)物理量，分5步完成，思路清晰，步驟清楚，是個(gè)完美解題過(guò)程。以后我們?cè)诮忸}分析時(shí)，直接在圖表中標(biāo)好第一步（1）、第二步（2）…完成，那寫(xiě)步驟時(shí)按（1）、（2）…完成。如圖所示：

由上面兩個(gè)例題可見(jiàn)，巧妙利用圖表法把歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點(diǎn)結(jié)合，不僅能使學(xué)生克服盲目推導(dǎo)，縮短解題時(shí)間，又能使學(xué)生靈活地選擇最簡(jiǎn)單的解題思路和方法，達(dá)到提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。