發(fā)布時間：2023-08-16 17:13:32
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的歐姆定律步驟樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
（1）牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養(yǎng)學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發(fā)點，不能把它當做第二定律的特例；慣性不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以……”教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內研究力學問題時，常常可以把地球看成近似程度相當好的慣性系。
（2）牛頓第二定律。在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律。教學時應注意：①要充分利用牛頓總結萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調萬有引力跟質點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機械能守恒定律。這個定律一般不用實驗總結出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內力都不做功或所做的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
（5）動量守恒定律。歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來的。所以有人認為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導出來，主張從實驗直接總結。但是實驗要用到氣墊導軌和閃光照相，就目前中學的實驗條件來說，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準確完成實驗并總結出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學規(guī)律，也不違反科學規(guī)律。
（6）歐姆定律。中學物理課本中歐姆定律是通過實驗得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學時應注意：①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導體而言；“電流強度跟電阻成反比”是對不同導體說的。②I、U、R是同一電路的3個參量。③閉合電路的歐姆定律的教學難點和關鍵是電動勢的概念，并用實驗得到電源電動勢等于內、外電壓之和。然后用歐姆定律導出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉化和守恒定律推導)。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應明確，普通物理學中的歐姆定律公式多數(shù)是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導體就不服從歐姆定律。但不論導體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個關系式都可以作為導體電阻的一般定義。中學物理課本不把 R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
例1：某電壓表的內阻在20kΩ～ 50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內阻，實驗室提供下列可選用的器材：
待測電壓表V（量程3V）
電流表A1（量程200μA）
電流表A2（量程5mA）
電流表A3（量程0.6A）
滑動變阻器R（最大電阻1kΩ）
電源ε（電動勢4V）
電鍵K
①所提供的電流表中，應選用____（填寫字母代號）。
②為了盡量減少誤差，要求測多組數(shù)據(jù)。試畫出符合要求的實驗電路圖。
『析與解因為題目要求盡量減少誤差，測多組數(shù)據(jù)，所以滑動變阻器應采用分壓器接法。下面選擇測量電路：要測量電壓表的內阻就應測量電壓表的電壓UV和電流IV，電壓UV電壓表可自我測量。電流IV則利用與電壓表串聯(lián)的電流表測量。
2.替代法
例2：為了測定電流表A1的內阻，采用如圖2所示的電路。其中：A1是待測電流表，量程為300μA，內阻約為100Ω；A2是標準電流表，量程是200μA；R1是電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω；R2是滑動變阻器；R3是保護電阻；E是電池組，電動勢為4V，內阻不計；S1是單刀單擲開關；S2是單刀雙擲開關。
①根據(jù)電路圖，請在圖中畫出連線，將器材連接成實驗電路。（圖略）
②連接好電路，將開關S2扳到接點a處，接通開關S1，調整滑動變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開關S2扳到接點b處，保持R2不變，調節(jié)電阻箱R1，使A2的讀數(shù)仍為150μA。若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖3所示，電阻箱R1的阻值是_____Ω，則待測電流表A1的內阻Rg=______Ω。
『析與解①略。
②將開關S2分別扳到接點a處和接點b處形成的兩個閉合電路只有電流表A1與電阻箱R1發(fā)生了相互變換。兩電路的總電流相同，說明兩電路的總電阻相同，電流表A1的電阻RA與電阻箱的電阻相同，由電阻箱讀得RA=86.3Ω。
3.半偏法
例3：圖4中E為電源，其電動勢為E，R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，A為電流表。用此電路經以下步驟可近似測得A的內阻RA：第一，閉合K1，斷開K2，調節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0；第二，保持R1不變，閉合K2，調節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于―，然后讀出R2的值，取RA≈R2。真實值與測量值之差除以真實值叫作測量結果的相對誤差，即（RA-R2）/RA。試導出它與電源電動勢E、電流表量程I0及電流表內阻RA的關系式。
『析與解由步驟1連成電路，應用閉合電路歐姆定律得：
I0=E/（R1+RA） ①
由步驟2連成電路，應用閉合電路歐姆定律和電路的串、并聯(lián)關系得：
―=―×― ②
由以上兩式解得：
（RA-R2）/RA=I0RA/E ③
將①代入③得
（RA-R2）/RA=RA/（RA+R1） ④
由④得，利用半偏法測量電阻，要減小實驗誤差，應使R1>RA。
4.閉合電路歐姆定律法
例4：圖5中R為已知電阻，Rx為待測電阻，K1為單刀單擲開關，K2為單刀雙擲開關，V為電壓表，E為電源（內阻不可忽略）。現(xiàn)用圖中電路測量電源電動勢ε及電阻Rx。
①寫出操作步驟。
②由R及測得的量，可測得E=_____，Rx=______。
『析與解①因為電壓表的內阻極大，所以可用電壓表直接測量電源的電動勢ε。因為測量儀器只有一個電壓表，電源的內電阻不可忽略且其值未知，所以要測量Rx應有兩個不同的閉合電路。其操作步驟為：1斷開K1，將K2接到a處，記下此時電壓表的讀數(shù)U1；2將K2仍接到a處，閉合K1，記下電壓表的讀數(shù)U2；3 K1仍閉合，K2接到b處，記下電壓表的讀數(shù)U3。
②由步驟1可得：ε=U1。
設電源的內阻為r，由步驟2依閉合電路歐姆定律得：U2=U1（R+Rx）/（R+Rx+r）。
由步驟3依閉合電路歐姆定律得：
U3=U1Rx/（R+Rx+r）。
由以上兩式解得：Rx=U3R/（U2-U3）。
1學習物理概念需要重視概念的形成過程
物理概念是物理知識的核心內容.著名科學家錢學森曾說過：“學習理科的關鍵是概念清，多練習.”學生的物理概念是否清楚對學好物理至關重要.學習物理概念需要重視物理概念的形成過程.學習物理概念需要知道為什么要引入它，它是如何定義的，定義式是什么，單位是什么，如何測量（或測定），有什么應用等.例如：密度是一個十分重要的物理概念，學習它要重視以下過程：在物理學中為了比較相同體積的不同物質的質量一般不同的特性引入了密度，單位體積的某種物質的質量叫做這種物質的密度，定義式是ρ=m/V，國際單位是kg/m3，常用單位是g/cm3，測密度的方法很多，但基本方法是測質量，測體積，再利用密度公式計算出密度，應用有求密度，求質量，求體積等等.速度、壓強、功率、比熱容、電功率等等都是重要的物理概念，望廣大師生重視其形成過程.
2學習物理規(guī)律需要重視規(guī)律的形成過程
物理規(guī)律是物理知識中的最核心內容，多數(shù)是從物理事實的分析中直接概括出來的，學習物理規(guī)律更需要重視物理規(guī)律的形成過程.要知道物理規(guī)律的實驗基礎、基本內容、數(shù)學表達式、適用范圍、應用等等.例如：歐姆定律是電學中最重要的規(guī)律之一，學習它，我們要知道歐姆定律的實驗基礎，歐姆定律是研究電流與電壓、電阻的關系，首先要用到控制變量法，電阻一定，研究電流與電壓的關系，電壓一定，研究電流與電阻的關系.電阻一定，可找一定值電阻（R=5 Ω），研究電流與電壓的關系，實際上要看電壓變，電流變不變，若變，如何變.如何改變定值電阻兩端的電壓呢？方法一：可以改變電源的電壓，方法二：可以通過滑動變阻器來改變定值電阻兩端的電壓.通過探究實驗得出電阻一定時，電流與電壓成正比.電壓一定，可找一穩(wěn)壓電源，也可通過滑動變阻器來保持電阻兩端的電壓不變，研究電流與電阻的關系，實際上是看電阻變，電流變不變，若變，怎么變？改變電阻，還要知道它的值，可以逐次更換定值電阻（5 Ω、10 Ω、15 Ω），移動滑動變阻器，保持電阻兩端的電壓（U=3 V）不變，從而測出相應的電流值.分析實驗數(shù)據(jù)得出，電壓一定時，電流與電阻成正比.
歐姆定律的基本內容是：通過導體的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比.數(shù)學表達式為I=U/R，歐姆定律是在金屬導體做實驗的基礎上，總結出來的，一定適用于金屬導體，對于其它的導體是否適用，要用實驗驗證，通過實驗證明，歐姆定律還適用于電解液導電，不適用于氣體導電，可見歐姆定律的適用范圍是適用于金屬導體，電解液導電，不適用于氣體導電.應用有三方面：（1）求電流，（2）求電壓，（3）求電阻.解題時要注意I、U、R三個物理量的對應性、同時性、統(tǒng)一性，即對應于同一導體、同一段電路，同一時刻、同一狀態(tài)，單位要統(tǒng)一于國際單位.
3學生實驗需要重視實驗過程
學習物理要以觀察、實驗為基礎，觀察自然界中的物理現(xiàn)象，進行學生實驗，能夠使學生對物理事實獲得具體的明確認識，這種認識是理解物理概念和規(guī)律的必要的基礎.學生實驗需要重視實驗過程，如要了解每個學生實驗的實驗目的、實驗原理、實驗方法、需要測量的物理量、實驗器材、實驗步驟、實驗記錄、實驗結論、必要的誤差分析等等都應該清楚.
4科學探究需要重視探究過程
科學探究就是讓學生模擬科學家的工作過程，按照一定的科學思維程序探索學習的過程，從中學習科學方法、發(fā)展科學探究所需要的能力、增進對科學探究的理解，體驗探究過程的心理感受.科學探究需要重視探究過程.科學探究的過程是一個創(chuàng)造的過程，而創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)造性思維.因此，探究實質是一個思維的過程，這個思維的過程是模擬科學工作者進行科研的思維程序來進行的，這種思維程序就是學生科學探究的程序步驟.即提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作.
5做物理習題需要重視解題過程
學習物理要求概念清，多練習.可見做物理習題很重要，做題可以幫助我們鞏固所學的知識，檢驗學習效果，錘煉思維的靈活性，全面提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生觀察、實驗能力，分析概括能力，運用物理知識解決簡單的實際問題的能力，以及創(chuàng)新精神和實踐能力.物理題型很多，如填空題、選擇題、實驗題、探究題、簡答題、計算題、作圖題、推理題等等.無論是做何種題型的物理習題，都需要重視解題過程.不同的題型，有不同的解題要求，不同的解題方法，不同的解題過程.一般來說，無論是做何種物理習題，都要正確理解題意，正確審題；明確相應的物理過程，物理情景，建立物理模型；運用相應的物理概念、物理規(guī)律，直接得出結果或結論.稍微有點靈活性，有點難度的題目，要分清層次，理清思路，找出聯(lián)系，或進行物理公式變換或公式推導，或運用數(shù)學思想（如列方程、列方程組）求解.最后就是檢查.
6學習物理需要重視有的物理量是過程量
物理學所研究的許多問題，都直接涉及到某一物理現(xiàn)象發(fā)生的整個過程，或者是過程中的某些狀態(tài).因此，相應地就引人了許多關于描述某些物理過程的過程量和用來描述某些特定的物理狀態(tài)的狀態(tài)量.
過程量是描述物質系統(tǒng)狀態(tài)變化過程的物理量，如沖量、路程、功、熱量、速度改變量等都是過程量，它們都與一定的物理過程相對應.一般說來，物質系統(tǒng)從某一個狀態(tài)變化為另一個狀態(tài)，如果經歷不同的物理過程，雖然初始狀態(tài)與終了狀態(tài)量可能保持相同，但過程量不一定相同.
一、千變萬變，原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測量設計性實驗題目，立意新穎、靈活多變。為了應對這種實驗，總結了不少方法，如“伏伏法”、“安安法”，名目繁多，不一而足。其實不論題目多么新穎，不論怎么變化，須知萬變不離其宗，這個“宗”就是實驗原理。原理是實驗的總綱、靈魂，設計性實驗也概莫能外。高考理科綜合能力測試《考試大綱》對設計性實驗題目的考查有具體明確的要求：“能靈活地運用已學過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。設計性實驗考題都是根據(jù)現(xiàn)行教學大綱和考試大綱，立足于課本，在已學實驗（包括學生分組實驗、演示實驗及課后小實驗）的基礎上演變而來的，是建立在對所學實驗原理的深入理解的基礎上的。具體到電阻的測量，其實驗原理最主要的應是兩個，一是部分電路歐姆定律（即所謂伏安法），二是閉合電路歐姆定律，茲分述于后：
⑴伏安法。設待測電阻阻值為Rx．若測得Rx兩端的電壓為U，通過Rx的電流為I，則由其定義可得Rx＝U/I。此處應注意“測”的含義，例如，電壓U既可用電壓表直接測得，也可由其他方式算出即間接測得。電流亦然。
⑵閉合電路歐姆定律。將待測電阻Rx做為某一電源的外電路或外電路的一部分，利用閉合電路歐姆定律測量，這當然也是間接測得的。
二、方案選擇，應看條件
電阻測量設計性實驗之所以難，對很多學生來說，不是不知道有哪些實驗原理，而是不清楚對一個具體的實驗應該用哪個原理。實際上，在一道具體的實驗題目中實驗原理的選擇受實驗器材、實驗精度的要求等多種因素的制約。如考慮用伏安法測電阻時，一般而言應有電壓表、電流表。若只有兩個電流表，沒有電壓表，并不意味著無法用伏安法。只要滿足一定條件，實驗仍然能夠完成。前面說過，只要能算出待測電阻兩端的電壓即可。在什么情況下可以“算出”？這就需要注意電壓表、電流表的一些指標。一般來說，電壓（流）表應看三個指標即滿偏電壓、滿偏電流和內阻，由于電表此時滿足部分電路歐姆定律，故三個指標中只有兩個是獨立的，利用任意兩個指標可由歐姆定律求出第三個指標。這也說明電表可扮演三種角色，例如一個電壓表，既是一個電壓表（測內阻RV兩端的電壓），又是一個定值電阻（阻值為內阻RV），同時還能反串電流表（“測”通過RV的電流）．能否“測出”通過RV的電流，就取決于其內阻是否已知。故若題目明確說明其電表的內阻是多少，則可考慮讓此電表反串另一種電表的角色（當然，可能還須考慮其偏轉角度是否滿足精確的要求或是否會超出其量程）。但若題目只是說此電表的內阻約為多少，則不能反串。題目給出這個條件通常是用來考慮用外接法還是內接法的，此時應另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測電阻時，則應注意電源的兩個指標即電源的電動勢E和內阻r。如果電動勢E和內阻r未知，則應做待測量加以考慮。
三、體會例題，學會應變
例1：2004年高考理綜（全國卷二）22題：用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（900～1000Ω）：電源E，具有一定內阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內阻r1=750Ω；電壓表V2，量程為5V，內阻r2=2500Ω；滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關K，導線若干。
(1)測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注。
(2)根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖上畫出連線。
(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示，電壓表V2的讀數(shù)用U2表示，則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=__________。
分析：首先考慮實驗原理。若利用伏安法測電阻，則需測出Rx兩端的電壓和通過的電流。雖然器材中沒有電流表，但給出的兩只電壓表，既知道它們的量程，又知道它們的內阻，因此，當接在電路中時，既可直接讀出它們的電壓值，又可算出通過它們的電流。由此可知，當用伏安法測電阻Rx的值時可有圖1或圖2所示的兩種電路。當用圖1所示電路時，Rx先與電壓表串聯(lián)，讀出電表電壓從而算出通過電表的電流也就是通過Rx的電流，然后再與另一只電表V并聯(lián)直接讀出電壓，此電壓減去的電壓即是Rx兩端的電壓，這樣就可用歐姆定律算出Rx的值；當用圖2所示電路時，Rx先與電壓表V并聯(lián)，可直接讀出Rx兩端的電壓，再與另一只表串聯(lián)，由兩只電表電流之差算出Rx中的電流，同樣可用歐姆定律算出Rx的值。
接下來需要考慮的是，對于上述每種電路，由于有兩只不同規(guī)格的電壓表，則若在上述電路中將電壓表互換位置，就會有四種可能。但要注意題目有“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3”的要求，因此，每只電壓表接在何處應結合它們的量程和內阻做進一步的分析。采用圖1電路時，
若為電壓表V1，V為電壓表V2，則當V1兩端的電壓達到滿偏時，可估算出并聯(lián)電路兩端的電壓即V2兩端的電壓可達3V左右，兩只電壓表的讀數(shù)均可超過其量程的1/3，滿足題目要求；采用圖2電路時，可從兩只電表通過的電流考慮，V測支路電流而測干路電流，量程應大些，故V用電壓表V1而用電壓表V2。
再次應考慮的是滑線變阻器的使用。由于電源電動勢較大，變阻器的最大阻值比電壓表的內阻小得多，故若把滑線變阻器串接在電路中即做限流使用，將會使電壓表超過量程且操作不方便，因此應接成分壓電路。
需要說明的是，上述電路不必考慮內、外接的問題。因為Rx是算出來的，沒有因電壓表分流或電流表分壓帶來的系統(tǒng)誤差。以上從原理出發(fā)討論了電阻測量設計性實驗的主要方法。電阻測量設計性實驗還有一些特殊方法如替代法等等，由于篇幅原因，在此不再贅述。
四、小試牛刀，專題訓練
⑴用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值（約100Ω）：電源E，電動勢約為6.0V，內阻可忽略不計；電流表A1，量程為0~50mA，內電阻r1=20Ω；電流表A2，量程為0~300mA，內阻r2=4Ω；定值電阻R0，阻值R0=20Ω，滑動變阻器R，最大阻值為10Ω；單刀單擲開關S，導線若干。
①測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，試畫出較準確地測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應的英文字母標注）。
②若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2．則由已知量和測量量計算Rx的表達式為Rx=。（用相應英文字母表示）
⑵如果測量一個待測電阻R的阻值時，器材中沒有給電壓表，給出的器材是：電池（電動勢的具體值未知，但內阻可忽略不計）、電流表（內阻可忽略不計）、滑動變阻器、定值電阻R0（R0的值與用多用電表粗測出的待測電阻R的阻值相等），調節(jié)范圍在0.1Ω―9999.9Ω的電阻箱R′（電阻箱的最大值大于待測電阻R的阻值）、單刀單擲開關、單刀雙擲開關、若干導線。測量前將待測電阻R和電流表串聯(lián)后直接和電池相連，電流表的示數(shù)接近滿量程。
要求：①選用所給的器材，設計兩個不同的測量待測電阻R的阻值的電路，畫出電路圖；②簡要說明實驗步驟，寫出最后的測量結果（如果需要計算，則必須寫出計算公式）。
參考解答：
⑴解法Ⅰ：通過Rx的最大電流大于電流表A1的滿偏電流且為電流表A2的滿偏電流的1/5．測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，故可用電流表A1測Rx的電流；將A2與R0串聯(lián)后改裝為電壓表，此電壓表測出的是Rx與A1的端電壓，故。
解法Ⅱ：若將電流表A1與Rx串聯(lián)后再與電流表A2并聯(lián)即用A2測其端電壓，則由于當A2中的電流較大時A1中的電流將不會達到其量程的1/3，故可用定值電阻R0來測電壓。
②（a）（替代法）撥動S使R接通，記錄電流表的示數(shù)；撥動S使R′接通，記錄電流表的示數(shù)與R接通時的示數(shù)相同，記錄此時R′的值R0′，則R＝R0′。
物理是一門以觀察和實驗為基礎的自然學科，物理的概念、定律、定理、結論都是實驗結果的體現(xiàn)，也需要經過實驗來驗證。實驗是物理教學中實施探究教學的良好載體。讓學生在實驗中去解決問題，從而獲得科學規(guī)律尤為重要，它有著文字教學不可替代的作用，但在現(xiàn)實的教學中，由于初中學生年齡小、自制力不強，又沒有實驗基礎，有時實驗教學只是流于形式，有些學生在實驗中只是依葫蘆畫瓢，有些甚至認為實驗只是玩玩而已，根本不能領會實驗的原理和思想。不利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和對知識的理解。那么如何才能使實驗在教學過程中發(fā)揮其獨有的作用，更有效的幫助學生自主學習呢，我個人認為：“指導學生實驗預習，讓其明確實驗目的、理解實驗原理和思想尤為重要。
任何一個實驗都應該有它的主要目的。沒有目的，實驗就沒有指向性，實驗就毫無意義，更談不上實驗的有效性。只有明確了實驗主要目的，教學設計和實施才有據(jù)可依，才可能發(fā)揮實驗的最大效益。
實驗預習又是保證學生進行正確操作并獲得正確結果的前提，通過實驗前的預習，學生對實驗的目的、原理、方法、步驟以及儀器的使用有了正確的認識，在實驗過程中心中有數(shù)，目的明確，從而提高實驗的質量和效率。
例如在進行歐姆定律復習時，我發(fā)現(xiàn)部分學生只知道歐姆定律的表達式，并會根據(jù)歐姆定律公式進行一些簡單的計算。但是對實驗的理解和表達式的含義卻是含含糊糊。不知道是電阻一定時，“電流與電壓成正比”還是“電壓與電流成正比”。究其原因，就是，開始教學過程中，學生預習不到位，部分學生不明確實驗目的，沒有領會實驗的原理和思想，做實驗只是依葫蘆畫瓢。為了使學生在實驗能獲取更多的知識，此后，在上這節(jié)課前。我都會讓學生做充分預習，并留有預習作業(yè)，讓學生注意分析這節(jié)課的課題“探究‘電流跟電壓和電阻的關系’”，題目中有幾個任務，每個任務分別是什么？明確實驗目的。在學生明確兩個任務分別是探究“電流與電壓的關系”和“電流與電阻的關系”之后，繼續(xù)提問，既然電流與電壓、電阻都有關系，那么我么在研究電流與電壓關系時候應該怎么做，是研究電流變化時如何影響電壓還是電壓變化時候如何影響電流……。通過這樣的指導，學生明確了實驗目的和思路，做起實驗不再盲目，使實驗結論的得出、記憶和理解更加容易。
所以教師在讓學生進行實驗前，必須讓學生對該實驗的目的認真分析研究，找出實驗的主要目的所在，并且對實驗原理做到真正的理解。只有這樣，學生知道了要做什么，怎么做，學生做實驗實驗才能做到真正的避免依葫蘆畫瓢；也只有這樣，學生才能在實驗中有效的進行探究學習，通過自我分析、合作交流、教師引導等手段獲得新的知識；也只有這樣才能讓實驗在自主學習過程中發(fā)揮其獨有的作用。
測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）、描繪小電珠的伏安特性曲線、把電流表改裝為電壓表、測定電源的電動勢和內阻這幾個實驗均涉及電阻（金屬電阻、表頭內阻及電源內阻等）的測量，測量方法有伏安法、半偏法、替代法等多種。因此，電阻的測量已成為電學實驗高考的一個熱點。
在復習過程中，應對所學電學實驗的實驗原理、操作過程逐個過堂，比較不同實驗的異同。要把復習重點放在電路圖的設計與實物圖的連線上，放在控制電路、實驗電路及儀表器材的選擇上，放在實驗數(shù)據(jù)的處與理實驗誤差的分析上。
一、考點解讀
考點一描繪小電珠的伏安特性曲線
圖1要點提示描繪小電珠伏安特性曲線的實驗步驟如下：
（1）按如圖1所示連接好實驗電路，把滑動變阻器的滑片P調節(jié)到靠近A端處；
（2）閉合開關S，改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應的電壓表、電流表的示數(shù)U、I，記錄在表格中，最后斷開開關S，拆去電路；
（3）在坐標紙上建立直角坐標系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，把各組U、I數(shù)據(jù)作為點的坐標描點，然后用平滑曲線連接，便得到小電珠的伏安特性曲線。
考點二測定電源的電動勢和內阻
要點提示測定電源電動勢和內阻的常用方法是伏安法，即用電壓表、電流表和一個可變電阻來測定。閉合電路歐姆定律可寫成E＝U＋Ir，因此，如果改變外電阻R，就能測得 U、I的多組數(shù)據(jù)，代入公式可求得E、r的數(shù)值。
二、典題剖析某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為9.999Ω，可當標準電阻用）、一只電流表（量程Ig=0.6A，內阻rg=0.1Ω）和若干導線。
圖2圖3
圖4（2）接通開關，逐次改變電阻箱的阻值R，讀取與R對應的電流表的示數(shù)I，并作記錄。當電阻箱的阻值R=2.6Ω時，其對應的電流表的示數(shù)如圖3所示。處理實驗數(shù)據(jù)時首先計算出每個電流值I的倒數(shù)1/I，再制作R（1/I）坐標圖，如圖4所示，圖中已標注出了R-（1/I）的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖3實驗數(shù)據(jù)對應的坐標點也標注在圖4上。
（3）在圖4上把描繪出的坐標點連成圖線。
（4）根據(jù)圖4描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=V，內電阻r=Ω。
圖5圖6
解析：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，測量電源的電動勢和內電阻，需要得到電源的路端電壓和通過電源的電流，在本實驗中沒有電壓表，但是可以用電阻箱和電流表串聯(lián)充當電壓表，測量電源的路端電壓，通過電流表的電流也是通過電源的電流，所以只需要將電流表和電阻箱串聯(lián)接在電源兩端即可。實物圖的連接如圖5所示。
（2）（3）均如圖6所示。
關鍵詞：伏安法測電阻；實驗；創(chuàng)新精神和實踐能力
中圖分類號：G427 文獻標識碼：A
文章編號：1992-7711（2012）16-092-1
“伏安法測電阻”是電工基礎中的一個重要的試驗，它既結合了兩種電表（電流表和電壓表）的正確使用，又是后面“測定燈泡額定功率”試驗的基礎。在這個試驗中，既考查了歐姆定律的掌握和運用，又考查了學生的基本電學試驗技能。
對于學生而言，基本方法都能夠掌握，但是如果出現(xiàn)變化，卻常感到困難，不知從何入手。在此，本人就這種開放性試驗的試驗過程加以歸納探討，幫助學生掌握這類試驗的技巧和方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
一、只有電壓表，增加一個已知阻值的定值電阻（已知最大阻值的滑動變阻器），如何測定待測電阻的阻值
基本思路：由于沒有電流表，故通過Rx的電流值就無法直接測出，因此設法求出Rx的電流值是解決此類問題的關鍵。這要求學生能夠聯(lián)想到串聯(lián)電路中電流相等的特點，并借助定值電阻（滑動變阻器的最大阻值）R0間接測出Rx的電流來找到解決問題的方法。
基本原理：利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點，將待測電阻Rx與已知阻值的定值電阻（已知最大阻值的滑動變阻器）R0串聯(lián)在同一電路中，先用電壓表測得R0兩端的電壓U1，根據(jù)歐姆定律得I=U1/R0，再把電壓表換接在Rx的兩端，測得Rx兩端電壓U2，根據(jù)公式Rx=U2/I就能計算出電阻Rx的阻值。如圖1所示：
試驗課題1：有一個阻值看不清楚的電阻Rx，我們要測出它的阻值但手邊只有一個電池組，一只電壓表，一只開關，一個定值電阻R0和幾根導線，能否用這些器材測出Rx的阻值：設計一個電路，并說出你的測量方法。
實際電路（如圖2）
測量方法：（1）按圖2連接好電路；（2）閉合S，測出R0兩端電壓U1；（3）把電壓表并接在Rx兩端，閉合S。測出Rx兩端的電壓U2；（4）Rx的表達式為Rx=R0
二、只有電流表和一個已知阻值的定值電阻（或已知最大阻值的滑動變阻器），如何測定待測電阻的阻值
基本思路：由于沒有電壓表，故Rx兩端的電壓值無法直接測出，因此設法求出Rx兩端的電壓值是解題的關鍵，這要求學生能夠聯(lián)想到并聯(lián)電路中電壓的特點，并借助定值電阻R0（滑動變阻器的最大阻值）間接測出Rx的電壓。
基本原理：利用并聯(lián)電路中電壓相等的特點，將待測電阻Rx與定值電阻R0并聯(lián)在同一電路中，先用電流表測得R0的電流I1，根據(jù)公式U=I1R0得出Rx兩端的電壓，再用電流表測得Rx的電流I2.根據(jù)公式Rx=U/I2可計算出Rx的阻值（如圖3）。
試驗課題2：給你如下器材，一個電流表，一個標有“20Ω、1A”的滑動變阻器R0和待測電阻Rx，一個電池組，一個開關，導線若干，如何測定Rx的阻值，請你設計出電路圖并寫出試驗步驟。
設計電路（如圖4）。
實驗步驟：（1）按圖4連接好電路（滑片P放在阻值最大位置）；（2）閉合S，測出通過R0的電流I1；（3）斷開S，把電流表串接在Rx分路上，閉合S測出Rx的電流I2；（4）Rx的表達式Rx=（I1R0）/I2。
三、只有電流表或電壓表，一個定值電阻（阻值已知）或已知最大阻值的滑動變阻器，而且要求元件一次連接好不能改變位置，如何來測定未知電阻的阻值
基本思路：思路應遵循（一）（二）當中所談到的，但是此類題要求元件不能改變位置，就要求學生能夠聯(lián)想到一些特殊元件的特殊性質（如：開關的閉合與斷開；滑動變阻器的兩個極限值，最小值和最大值等），再結合串并聯(lián)中電流、電壓的特點和歐姆定律得出結果。一般情況下，此類題目的方法比較多樣。我們從具體例題中來探討一下具體方法。
試驗課題3：設計一個測未知電阻Rx的阻值的電路，給你如下器材：一個電流表，一個已知阻值的定值電阻R0和待測電阻Rx，一個電壓未知的電池組，兩個開關，導線若干，請你畫出試驗電路圖，并寫出試驗步驟及Rx的表達式（要求：元件不能改變連接位置）。
【實驗方法】
基本原理：由于沒有電壓表，不能直接測出Rx的電壓，因此在不更換電流表位置的前提下得出Rx的電壓是解題的關鍵，因此就要利用并聯(lián)電路中各路互不影響和電壓相等的特點，把定值電阻R0和Rx并聯(lián)接入電路，電流表和其中一個開關接在干路上，另一個開關接在Rx的分路上，先閉合干路開關S，測得R0的電流I1，根據(jù)公式得U=I1/R0，再閉合干路開關S和支路開關S1，測得干路電流I2，根據(jù)并聯(lián)電路電流特點得出Rx的電流為I2-I1，再根據(jù)歐姆定律得出Rx的阻值。
教學目標
知識目標
1.知道電流的熱效應.
2.理解焦耳定律的內容、公式、單位及其運用.
能力目標
知道科學研究方法常用的方法等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的運用方法.
情感目標
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學生熱愛科學，勇于克服困難的信念.
教學建議
教材分析
教材從實驗出發(fā)定性研究了電熱與電流、電阻和時間的關系，這樣做的好處是體現(xiàn)物理研究問題的方法，在實驗過程中學生能更好地體會的一些科學研究的方法，避免了一開始就從理論上推導給學生造成理解的困難和對純電阻電路的理解的困難.在實驗基礎上再去推導學生更信服.同時啟發(fā)學生從實驗和理論兩方面學習物理知識.
做好實驗是本節(jié)課的關鍵.
教法建議
本節(jié)課題主題突出，就是研究電熱問題.可以從電流通過導體產生熱量入手，可以舉例也可以讓學生通過實驗親身體驗.然后進入定性實驗.
對焦耳定律內容的講解應注意學生對電流平方成正比不易理解，可以通過一些簡單的數(shù)據(jù)幫助他們理解.推導中應注意條件的交代.定律內容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題.
教學設計方案
提問：
(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？為什么？
(2)電風扇使用一段時間后，用手觸摸電動機部分有什么感覺？為什么？
學生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應.
引入新課
(1)演示實驗：
1、介紹如圖9-7的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各裝一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大，串聯(lián)起來，通電后電流通過電阻絲產生的熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里會上升，電流產生的熱量越多，煤油上升得越高.觀察煤油在玻璃管里上升的情況，就可以比較電流產生的熱量.
2、三種情況：
第一次實驗：兩個電阻串聯(lián)它們的電流相等，加熱的時間相同，甲瓶相對乙瓶中的電阻較大，甲瓶中的煤油上升得高.表明：電阻越大，電流產生的熱量越多.
第二次實驗：在兩玻璃管中的液柱降回來的高度后，調節(jié)滑動變阻器，加大電流，重做實驗，讓通電的時間與前次相同，兩次實驗比較甲瓶前后兩次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：電流越大，電流產生的熱量越多.
第三次實驗：如果加長通電的時間，瓶中煤油上升越高，表明：通電時間越長，電流產生的熱量越多.
（2）焦耳定律
英國物理學家焦耳做了大量的實驗于1840年最先精確地確定電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比.跟通電時間成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律.
焦耳定律可以用下面的公式
表示：Q=I2Rt
公式中的電流I的單位要用安培（A），電阻R的單位要用歐姆(Ω)，通過的時間t的單位要用秒(s)這樣，熱量Q的單位就是焦耳（J）.
例題一根60Ω的電阻絲接在36V的電流上，在5min內共產生多少熱量.
解：I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q＝I2Rt＝(0.6A)2×60Ω×300s＝6480J
在一定的條件下，根據(jù)電功公式和歐姆定律公式推導出焦耳定律公式如果電流通過導體時，其電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，也就是電流所作的功全部用來產生熱量.那么，電流產生的熱量Q就等于電流做的功W，即Q=W.W=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導出焦耳定律Q=I2Rt，
(3)總結
在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產生的熱量越多.
在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產生的熱量越多，進一步的研究表明產生的熱量與電流的平方成正比.
在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產生的熱量越多.
探究活動
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學生分組或教師演示
【活動方式】
1．提出問題
2．實驗觀察
3．討論分析
【實驗方案示例】
1．實驗器材：干電池四節(jié)，玻璃棒，若干電阻絲，蠟燭，火柴棒．
2．制作方法
把同一根電阻絲分別繞在玻璃棒的兩端，繞線匝數(shù)比例為1∶8，兩線圈相距5cm左右，然后在這兩個線圈上滴上同樣多的蠟，使線圈被蠟均勻地包住．點著火柴立即吹滅，靠其余熱將兩根火柴桿粘在兩個線圈上，如圖1所示．
圖1
3．實驗步驟
（1）用兩節(jié)干電池給玻璃棒上的電阻絲通電，可看到匝數(shù)多的線圈（電阻大）上的火柴桿比匝數(shù)少的線圈（電阻?。┥系幕鸩駰U先掉．這就表明：在電流強度和通電時間相同的情況下，電阻越大，電流產生的熱量就越多．