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(lǐng)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(xué)生對力的作用效果的錯誤認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學(xué)時應(yīng)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(xué)的出發(fā)點，不能把它當(dāng)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(yīng)用牛頓第一定律解決實際問題時，應(yīng)使學(xué)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(yīng)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(dāng)我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學(xué)問題時，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈?dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)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(jié)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(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時還應(yīng)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(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運動學(xué)、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律。教學(xué)時應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)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(xué)史料，對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)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(zhì)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(jié)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(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來。高中教材是用實例總結(jié)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(zhuǎn)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(fù)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(nèi)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(rèn)為動量守恒定律不能從牛頓運動定律推導(dǎo)出來，主張從實驗直接總結(jié)。但是實驗要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)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(zhǔn)確完成實驗并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運動定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動量和牛頓運動定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。
（6）歐姆定律。中學(xué)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(xué)時應(yīng)注意：①“電流強度跟電壓成正比”是對同一導(dǎo)體而言；“電流強度跟電阻成反比”是對不同導(dǎo)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(xué)難點和關(guān)鍵是電動勢的概念，并用實驗得到電源電動勢等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。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(yīng)明確，普通物理學(xué)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(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把 R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學(xué)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(nèi)阻在20kΩ～ 50kΩ之間，現(xiàn)要測量其內(nèi)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(yīng)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(yīng)采用分壓器接法。下面選擇測量電路：要測量電壓表的內(nèi)阻就應(yīng)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(nèi)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(nèi)阻約為100Ω；A2是標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)阻不計；S1是單刀單擲開關(guān)；S2是單刀雙擲開關(guān)。
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(guān)S2扳到接點a處，接通開關(guān)S1，調(diào)整滑動變阻器R2使電流表A2的讀數(shù)是150μA；然后將開關(guān)S2扳到接點b處，保持R2不變，調(diào)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(nèi)阻Rg=______Ω。
『析與解①略。
②將開關(guān)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(jīng)以下步驟可近似測得A的內(nèi)阻RA：第一，閉合K1，斷開K2，調(diào)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(diào)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(jié)果的相對誤差，即（RA-R2）/RA。試導(dǎo)出它與電源電動勢E、電流表量程I0及電流表內(nèi)阻RA的關(guān)系式。
『析與解由步驟1連成電路，應(yīng)用閉合電路歐姆定律得：
I0=E/（R1+RA） ①
由步驟2連成電路，應(yīng)用閉合電路歐姆定律和電路的串、并聯(lián)關(guān)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(yīng)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(guān)，K2為單刀雙擲開關(guān)，V為電壓表，E為電源（內(nèi)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(nèi)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(nèi)電阻不可忽略且其值未知，所以要測量Rx應(yīng)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(shè)電源的內(nèi)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(xué)習(xí)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(nèi)容.著名科學(xué)家錢學(xué)森曾說過：“學(xué)習(xí)理科的關(guān)鍵是概念清，多練習(xí).”學(xué)生的物理概念是否清楚對學(xué)好物理至關(guān)重要.學(xué)習(xí)物理概念需要重視物理概念的形成過程.學(xué)習(xí)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(yīng)用等.例如：密度是一個十分重要的物理概念，學(xué)習(xí)它要重視以下過程：在物理學(xué)中為了比較相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量一般不同的特性引入了密度，單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)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(zhì)量，測體積，再利用密度公式計算出密度，應(yīng)用有求密度，求質(zhì)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(xué)習(xí)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(nèi)容，多數(shù)是從物理事實的分析中直接概括出來的，學(xué)習(xí)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(chǔ)、基本內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達式、適用范圍、應(yīng)用等等.例如：歐姆定律是電學(xué)中最重要的規(guī)律之一，學(xué)習(xí)它，我們要知道歐姆定律的實驗基礎(chǔ)，歐姆定律是研究電流與電壓、電阻的關(guān)系，首先要用到控制變量法，電阻一定，研究電流與電壓的關(guān)系，電壓一定，研究電流與電阻的關(guān)系.電阻一定，可找一定值電阻（R=5 Ω），研究電流與電壓的關(guān)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(guān)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(yīng)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(nèi)容是：通過導(dǎo)體的電流，跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比.數(shù)學(xué)表達式為I=U/R，歐姆定律是在金屬導(dǎo)體做實驗的基礎(chǔ)上，總結(jié)出來的，一定適用于金屬導(dǎo)體，對于其它的導(dǎo)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(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電，可見歐姆定律的適用范圍是適用于金屬導(dǎo)體，電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電.應(yīng)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(yīng)性、同時性、統(tǒng)一性，即對應(yīng)于同一導(dǎo)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(xué)生實驗需要重視實驗過程
學(xué)習(xí)物理要以觀察、實驗為基礎(chǔ)，觀察自然界中的物理現(xiàn)象，進行學(xué)生實驗，能夠使學(xué)生對物理事實獲得具體的明確認(rèn)識，這種認(rèn)識是理解物理概念和規(guī)律的必要的基礎(chǔ).學(xué)生實驗需要重視實驗過程，如要了解每個學(xué)生實驗的實驗?zāi)康摹嶒炘?、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(jié)論、必要的誤差分析等等都應(yīng)該清楚.
4科學(xué)探究需要重視探究過程
科學(xué)探究就是讓學(xué)生模擬科學(xué)家的工作過程，按照一定的科學(xué)思維程序探索學(xué)習(xí)的過程，從中學(xué)習(xí)科學(xué)方法、發(fā)展科學(xué)探究所需要的能力、增進對科學(xué)探究的理解，體驗探究過程的心理感受.科學(xué)探究需要重視探究過程.科學(xué)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(zhì)是一個思維的過程，這個思維的過程是模擬科學(xué)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(xué)生科學(xué)探究的程序步驟.即提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)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(xí)題需要重視解題過程
學(xué)習(xí)物理要求概念清，多練習(xí).可見做物理習(xí)題很重要，做題可以幫助我們鞏固所學(xué)的知識，檢驗學(xué)習(xí)效果，錘煉思維的靈活性，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、實驗?zāi)芰Γ治龈爬芰?，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(xí)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(xí)題，都要正確理解題意，正確審題；明確相應(yīng)的物理過程，物理情景，建立物理模型；運用相應(yīng)的物理概念、物理規(guī)律，直接得出結(jié)果或結(jié)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(dǎo)，或運用數(shù)學(xué)思想（如列方程、列方程組）求解.最后就是檢查.
6學(xué)習(xí)物理需要重視有的物理量是過程量
物理學(xué)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(yīng)地就引人了許多關(guān)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(zhì)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(yīng).一般說來，物質(zhì)系統(tǒng)從某一個狀態(tài)變化為另一個狀態(tài)，如果經(jīng)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?nèi)f變，原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測量設(shè)計性實驗題目，立意新穎、靈活多變。為了應(yīng)對這種實驗，總結(jié)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(shè)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(shè)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(xué)過的物理理論、實驗方法和實驗儀器去處理問題”。設(shè)計性實驗考題都是根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)大綱和考試大綱，立足于課本，在已學(xué)實驗（包括學(xué)生分組實驗、演示實驗及課后小實驗）的基礎(chǔ)上演變而來的，是建立在對所學(xué)實驗原理的深入理解的基礎(chǔ)上的。具體到電阻的測量，其實驗原理最主要的應(yīng)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(shè)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(yīng)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(dāng)然也是間接測得的。
二、方案選擇，應(yīng)看條件
電阻測量設(shè)計性實驗之所以難，對很多學(xué)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(yīng)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(yīng)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(biāo)。一般來說，電壓（流）表應(yīng)看三個指標(biāo)即滿偏電壓、滿偏電流和內(nèi)阻，由于電表此時滿足部分電路歐姆定律，故三個指標(biāo)中只有兩個是獨立的，利用任意兩個指標(biāo)可由歐姆定律求出第三個指標(biāo)。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(nèi)阻RV兩端的電壓），又是一個定值電阻（阻值為內(nèi)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(nèi)阻是否已知。故若題目明確說明其電表的內(nèi)阻是多少，則可考慮讓此電表反串另一種電表的角色（當(dāng)然，可能還須考慮其偏轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)接法的，此時應(yīng)另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測電阻時，則應(yīng)注意電源的兩個指標(biāo)即電源的電動勢E和內(nèi)阻r。如果電動勢E和內(nèi)阻r未知，則應(yīng)做待測量加以考慮。
三、體會例題，學(xué)會應(yīng)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(nèi)阻，電動勢約為9.0V；電壓表V1，量程為1.5V，內(nèi)阻r1=750Ω；電壓表V2，量程為5V，內(nèi)阻r2=2500Ω；滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)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(yīng)的英文字母標(biāo)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(nèi)阻，因此，當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(yīng)結(jié)合它們的量程和內(nèi)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(dāng)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(yīng)大些，故V用電壓表V1而用電壓表V2。
再次應(yīng)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(nèi)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(yīng)接成分壓電路。
需要說明的是，上述電路不必考慮內(nèi)、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(shè)計性實驗的主要方法。電阻測量設(shè)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(xùn)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(nèi)阻可忽略不計；電流表A1，量程為0~50mA，內(nèi)電阻r1=20Ω；電流表A2，量程為0~300mA，內(nèi)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(guān)S，導(dǎo)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(zhǔn)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(yīng)的英文字母標(biāo)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(yīng)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(nèi)阻可忽略不計）、電流表（內(nèi)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(diào)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(guān)、單刀雙擲開關(guān)、若干導(dǎo)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(shè)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(jié)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(dāng)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(chǔ)的自然學(xué)科，物理的概念、定律、定理、結(jié)論都是實驗結(jié)果的體現(xiàn)，也需要經(jīng)過實驗來驗證。實驗是物理教學(xué)中實施探究教學(xué)的良好載體。讓學(xué)生在實驗中去解決問題，從而獲得科學(xué)規(guī)律尤為重要，它有著文字教學(xué)不可替代的作用，但在現(xiàn)實的教學(xué)中，由于初中學(xué)生年齡小、自制力不強，又沒有實驗基礎(chǔ)，有時實驗教學(xué)只是流于形式，有些學(xué)生在實驗中只是依葫蘆畫瓢，有些甚至認(rèn)為實驗只是玩玩而已，根本不能領(lǐng)會實驗的原理和思想。不利于學(xué)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(xué)過程中發(fā)揮其獨有的作用，更有效的幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)呢，我個人認(rèn)為：“指導(dǎo)學(xué)生實驗預(yù)習(xí)，讓其明確實驗?zāi)康?、理解實驗原理和思想尤為重要?/p>
任何一個實驗都應(yīng)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(xué)設(shè)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(yù)習(xí)又是保證學(xué)生進行正確操作并獲得正確結(jié)果的前提，通過實驗前的預(yù)習(xí)，學(xué)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(rèn)識，在實驗過程中心中有數(shù)，目的明確，從而提高實驗的質(zhì)量和效率。
例如在進行歐姆定律復(fù)習(xí)時，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)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(xué)過程中，學(xué)生預(yù)習(xí)不到位，部分學(xué)生不明確實驗?zāi)康模瑳]有領(lǐng)會實驗的原理和思想，做實驗只是依葫蘆畫瓢。為了使學(xué)生在實驗?zāi)塬@取更多的知識，此后，在上這節(jié)課前。我都會讓學(xué)生做充分預(yù)習(xí)，并留有預(yù)習(xí)作業(yè)，讓學(xué)生注意分析這節(jié)課的課題“探究‘電流跟電壓和電阻的關(guān)系’”，題目中有幾個任務(wù)，每個任務(wù)分別是什么？明確實驗?zāi)康?。在學(xué)生明確兩個任務(wù)分別是探究“電流與電壓的關(guān)系”和“電流與電阻的關(guān)系”之后，繼續(xù)提問，既然電流與電壓、電阻都有關(guān)系，那么我么在研究電流與電壓關(guān)系時候應(yīng)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(dǎo)，學(xué)生明確了實驗?zāi)康暮退悸?，做起實驗不再盲目，使實驗結(jié)論的得出、記憶和理解更加容易。
所以教師在讓學(xué)生進行實驗前，必須讓學(xué)生對該實驗的目的認(rèn)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(xué)生知道了要做什么，怎么做，學(xué)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(xué)生才能在實驗中有效的進行探究學(xué)習(xí)，通過自我分析、合作交流、教師引導(dǎo)等手段獲得新的知識；也只有這樣才能讓實驗在自主學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮其獨有的作用。
測定金屬的電阻率（同時練習(xí)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(nèi)阻這幾個實驗均涉及電阻（金屬電阻、表頭內(nèi)阻及電源內(nèi)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(xué)實驗高考的一個熱點。
在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)對所學(xué)電學(xué)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(fù)習(xí)重點放在電路圖的設(shè)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(diào)節(jié)到靠近A端處；
（2）閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器滑動觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)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(guān)S，拆去電路；
（3）在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)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(biāo)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(nèi)阻
要點提示測定電源電動勢和內(nèi)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(xué)通過查找資料自己動手制作了一個電池。該同學(xué)想測量一下這個電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，但是從實驗室只借到一個開關(guān)、一個電阻箱（最大阻值為9.999Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用）、一只電流表（量程Ig=0.6A，內(nèi)阻rg=0.1Ω）和若干導(dǎo)線。
圖2圖3
圖4（2）接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀取與R對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄。當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時，其對應(yīng)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(biāo)圖，如圖4所示，圖中已標(biāo)注出了R-（1/I）的幾個與測量對應(yīng)的坐標(biāo)點，請你將與圖3實驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點也標(biāo)注在圖4上。
（3）在圖4上把描繪出的坐標(biāo)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(nèi)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(nèi)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(dāng)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(guān)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(biāo)識碼：A
文章編號：1992-7711（2012）16-092-1
“伏安法測電阻”是電工基礎(chǔ)中的一個重要的試驗，它既結(jié)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(chǔ)。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(xué)生的基本電學(xué)試驗技能。
對于學(xué)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(xué)生掌握這類試驗的技巧和方法，培養(yǎng)學(xué)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(shè)法求出Rx的電流值是解決此類問題的關(guān)鍵。這要求學(xué)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(guān)，一個定值電阻R0和幾根導(dǎo)線，能否用這些器材測出Rx的阻值：設(shè)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(shè)法求出Rx兩端的電壓值是解題的關(guān)鍵，這要求學(xué)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(biāo)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(guān)，導(dǎo)線若干，如何測定Rx的阻值，請你設(shè)計出電路圖并寫出試驗步驟。
設(shè)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(yīng)遵循（一）（二）當(dāng)中所談到的，但是此類題要求元件不能改變位置，就要求學(xué)生能夠聯(lián)想到一些特殊元件的特殊性質(zhì)（如：開關(guān)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(jié)合串并聯(lián)中電流、電壓的特點和歐姆定律得出結(jié)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(shè)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(guān)，導(dǎo)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(guān)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(guān)接在干路上，另一個開關(guān)接在Rx的分路上，先閉合干路開關(guān)S，測得R0的電流I1，根據(jù)公式得U=I1/R0，再閉合干路開關(guān)S和支路開關(guān)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(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1.知道電流的熱效應(yīng).
2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運用.
能力目標(biāo)
知道科學(xué)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(biāo)
通過對焦耳生平的介紹培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的信念.
教學(xué)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(guān)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(xué)生能更好地體會的一些科學(xué)研究的方法，避免了一開始就從理論上推導(dǎo)給學(xué)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(chǔ)上再去推導(dǎo)學(xué)生更信服.同時啟發(fā)學(xué)生從實驗和理論兩方面學(xué)習(xí)物理知識.
做好實驗是本節(jié)課的關(guān)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(dǎo)體產(chǎn)生熱量入手，可以舉例也可以讓學(xué)生通過實驗親身體驗.然后進入定性實驗.
對焦耳定律內(nèi)容的講解應(yīng)注意學(xué)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(dǎo)中應(yīng)注意條件的交代.定律內(nèi)容清楚后，反過來解決課本中在課前的問題.
教學(xué)設(shè)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(fēng)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(xué)生回答：發(fā)燙.是電流的熱效應(yīng).
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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(chǎn)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(chǎn)生的熱量越多.
（2）焦耳定律
英國物理學(xué)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(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)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(nèi)共產(chǎn)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(dǎo)出焦耳定律公式如果電流通過導(dǎo)體時，其電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量.那么，電流產(chǎn)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(dǎo)出焦耳定律Q=I2Rt，
(3)總結(jié)
在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)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(chǎn)生的熱量越多，進一步的研究表明產(chǎn)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(chǎn)生的熱量越多.
探究活動
【課題】“焦耳定律”的演示
【組織形式】學(xué)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?。c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（電阻小）上的火柴桿先掉．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(chǎn)生的熱量就越多．