“歐姆定律”難點(diǎn)剖析

1、“歐姆定律”難點(diǎn)剖析655811 云南省羅平縣 九龍三中 楊關(guān)所歐姆定律是初中電學(xué)的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，處于電學(xué)的核心位置。本章在教材中起著承上啟下的作用，它將前面所學(xué)的電流、電壓和電阻進(jìn)行了總結(jié)，找到了電流跟電壓和和電阻的關(guān)系；同時(shí)為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電能、電功率奠定了基礎(chǔ)。它既是重點(diǎn)，又是難點(diǎn)，難在哪里？下面分類剖析。一、實(shí)驗(yàn)操作難在“探究通過導(dǎo)體的電流與電壓和電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，保持電阻兩端的電壓不變，探究通過電阻的電流與電阻大小的關(guān)系時(shí)，說法容易，操作難。在用較大的定值電阻替換較小的定值電阻時(shí)，電壓表的示數(shù)總會(huì)變大，為什么呢？這跟“敵強(qiáng)我弱，敵弱我強(qiáng)”是一個(gè)道理。因?yàn)榇?lián)分壓與電阻成正比，定值電阻的阻

2、值增大，它兩端分到的電壓也增大，而滑動(dòng)變阻器兩端的電壓就會(huì)相應(yīng)地減小。如何保證電壓表的示數(shù)不變呢？只要增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，就可以使電壓表的讀數(shù)保持不變。二、公式理解難物理學(xué)中有兩類公式，一類是決定式，如歐姆定律中的 ，它反映了通過導(dǎo)體電流的大小與導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系；另一類是計(jì)算式，如 ，雖然可以計(jì)算電阻，但電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與電流和電壓無關(guān)，就好比天平可以稱物體的質(zhì)量，但物體的質(zhì)量卻與天平無關(guān)，再如 ，也只是計(jì)算式，不是決定式。因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑颍允请妷簺Q定電流，而不是電流決定電壓。事實(shí)上，一節(jié)新干電池的電壓是1.5V，不會(huì)因電路中電流的有無而變化（初

3、中階段可視為電源電壓不變）。對(duì)于歐姆定律，應(yīng)理解為當(dāng)電阻一定時(shí)通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；當(dāng)電壓一定時(shí)通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。三、符號(hào)和單位難對(duì)于初學(xué)者，常將物理量符號(hào)和元件符號(hào)、單位符號(hào)混淆。例 如圖所示的電路中，電流表A1的示數(shù)為500mA，電流表A2的示數(shù)為2.5A，求通過L2的電流。有學(xué)生這樣解：L2=L總-L1=2.5A-0.5A=2A；A2=A總-A1=2.5A-0.5A=2A。歐姆定律中的每一個(gè)物理量都有特定的符號(hào)，并且每一個(gè)物理量常有幾個(gè)單位，計(jì)算時(shí)必須把其它單位換算成主單位。在本題中，電流表A1測(cè)的是通過L1的電流I1，電流表A2測(cè)的是并聯(lián)后的總電流I總，

4、所以通過L2的電流I2=I總- I1=2.5A-0.5A=2A。四、公式應(yīng)用難1.公式的適用范圍難歐姆定律只適用于純電阻電路。所謂純電阻電路就是在通電狀態(tài)下，只發(fā)熱不做功的電路。例如：電燈，電烙鐵，電熨斗等，它們只發(fā)熱不做功，都是純電阻電路。但是對(duì)正常工作的電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇、電磁鐵等，它們主要是對(duì)外做功，而發(fā)熱是次要的，是非純電阻電路，歐姆定律不再適用。例如計(jì)算電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈產(chǎn)生的熱量，只能用 ，不能用 。2.公式中各物理量的一一對(duì)應(yīng)性難在使用歐姆定律解題時(shí)，常出現(xiàn)顧此失彼，亂帶亂套的情況，忽視了公式中各物理量的“同一性”和“同時(shí)性”。一是同一性。歐姆定律中的“這段導(dǎo)體”足以表明公式中的電

5、流I、電壓U和電阻R都必須是同一電路中的同一導(dǎo)體所對(duì)應(yīng)的物理量，不能張冠李戴。二是同時(shí)性。由于開關(guān)的開閉和滑動(dòng)變阻器滑片位置的移動(dòng)會(huì)使電路的連接方式發(fā)生改變，在電源電壓和同一導(dǎo)體的電阻不變的條件下，可能會(huì)引起電路中的電流和某段導(dǎo)體兩端的電壓發(fā)生改變。因此，公式中各物理量必須對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻的電流、電壓和電阻值。歸納起來，不論是歐姆定律，還是其它電學(xué)公式，公式中的所有物理量都必須滿足同一電路、同一導(dǎo)體和同一時(shí)刻。3.動(dòng)態(tài)電路識(shí)別難對(duì)于開關(guān)的開閉和滑動(dòng)變阻器滑片位置的移動(dòng)引起電路連接方式發(fā)生改變的動(dòng)態(tài)電路，就使問題變得復(fù)雜化。那么怎樣解決這類問題呢？首先，將電壓表、斷開的元件與及短路的部分拿掉，把電流

6、表及閉合的開關(guān)用導(dǎo)線代替畫出等效電路；其次，在等效電路的元件旁邊標(biāo)出這一時(shí)刻的已知量及待求量；最后，將同一導(dǎo)體的物理量帶入公式計(jì)算。例 實(shí)驗(yàn)室有一種小量程的電流表叫毫安表，用符號(hào)表示，在進(jìn)行某些測(cè)量時(shí)，其電阻不可忽略。在電路中，我們可以把毫安表看成一個(gè)定值電阻，通過它的電流可以從表盤上讀出。利用圖示電路可以測(cè)量一個(gè)毫安表的電阻，電源電壓不變，電源的電阻不計(jì)，R1=140，R2=60。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，毫安表的讀數(shù)為6mA；當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，毫安表的讀數(shù)為8mA。求毫安表的電阻RA和電源的電壓U 。解：當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，等效電路如圖1U =I1（R1+R2+RA）當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，等效電路如圖2U =I2（R1+RA）故I1（R1+R2+RA）=I