簡析歐姆定律在相關(guān)電學(xué)問題中的運(yùn)用 論文

簡析歐姆定律在相關(guān)電學(xué)問題中摘要：歐姆定律是初中物理電學(xué)中的基本定律，是電學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)核心，它既揭示了電流、電壓和電阻三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，又為解決電功、電功率相關(guān)計算提供了前提條件，并且為學(xué)生以后進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律、電磁感應(yīng)定律、墊。關(guān)鍵詞：歐姆定律疑難問題策略引言：歐姆定律是九年級物理教學(xué)的重點也是難點，本節(jié)教材包括歐姆定律的定律內(nèi)容、公式表達(dá)、三個物理量的單位及歐姆定律的兩個變形公式。教學(xué)重容的理解以及能利用歐姆定律公式進(jìn)行相應(yīng)的計算。根據(jù)探究電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系得到的兩個實驗結(jié)論，應(yīng)用創(chuàng)造學(xué)的組合原理，便可較容易的得到通過講解板演例題進(jìn)行公式的簡單應(yīng)用。提供計算較簡單的幾個例題，但題目不宜過多、過難。因此，應(yīng)在解題方法、思路、格式等方面要求規(guī)范。以下簡單分析問題中的運(yùn)用。一、突破策1.電流跟電壓、電阻的關(guān)系1）在研究電流跟電壓的關(guān)系時，為了排除電阻的變化帶來的影響，可以（使電阻值一定，然后改變定值電阻兩端的電壓，記下對應(yīng)的電壓和電流的示數(shù)。在分析實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)電壓越大，電流也越大，而且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，電壓增大到原來的幾倍，電流也增大到原來的幾倍，數(shù)學(xué)上稱這種函數(shù)關(guān)系為正比例關(guān)系。即：在電阻一定的條件下，通過導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。對這一實驗結(jié)論的理解，要注意以下兩個方面：①這里的導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓是針對同一段導(dǎo)體而言的。也就是我們常說的“同一性”②結(jié)論千萬不能說反了，比如說成：“導(dǎo)體電阻一定時，通過的電流成正比”。因為這里存在一個因果關(guān)系，電壓是原因，電流是結(jié)果，因為只有導(dǎo)體兩端有了電壓，導(dǎo)體中才會產(chǎn)生電流。而不是先有了電電壓，電壓和電流的因果關(guān)系不能混淆。（2）在電壓一定時，研究通過導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體本身的電阻關(guān)系實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的電阻增大時，通過它的電流就會越小，可以讓學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過畫出坐標(biāo)系對應(yīng)函數(shù)圖像，總結(jié)出電流與電阻成數(shù)學(xué)上的反比例函數(shù)關(guān)系。最后教師板書實驗結(jié)論：當(dāng)電壓一定的情況下，通電流跟導(dǎo)體本身的電阻成反比。對這一實驗結(jié)論的理解是：①通過導(dǎo)體中的電流和導(dǎo)體本身的電阻也應(yīng)該是針對同一段導(dǎo)體中的電流和電阻，千萬不能張冠李戴。同樣不能說導(dǎo)體本身的電阻與通過它的電流成反比例關(guān)系。因為在上一章②中我們已經(jīng)知道了電阻是導(dǎo)體本身的一種固有的屬性，電阻的大小跟材料、長度、橫截面積以及溫度有關(guān)。與導(dǎo)體中的有沒有電流、兩端有沒有電壓是沒有關(guān)系的。另外要強(qiáng)調(diào)的是：上述兩個實驗結(jié)論的得出是有相應(yīng)條件的，也就是當(dāng)電阻一定或電壓一定時，才會有電流與電壓或電流與電阻成什么比例關(guān)系。換言之，也就是要掌握控制變量法在實驗中的運(yùn)用。2.歐姆定律的應(yīng)用（1）歐姆定律文字內(nèi)容：通過導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。（2）歐姆定律的數(shù)學(xué)公式I(U.U為導(dǎo)體兩端的電壓，單位為伏特（V）；IR為通過導(dǎo)體的電流，A）；R為導(dǎo)體的電阻，單位為UIR（3）變形公式（4）對歐姆定律數(shù)學(xué)表達(dá)式及變形公式的相關(guān)理解：①歐姆定律公式I(U，要注意是針對同一段導(dǎo)體的而言，而且是同一時間R導(dǎo)體兩端的電壓和電流，還要注意電壓、電流、電阻三者單位的同一是國際單位。也就是我們常說的“三同性”②變形公式U＝IR表示導(dǎo)體兩端的電壓等于通過它的電流與其電阻的乘積。不能說電壓是由電流、電阻來決定。③另一個變形公式RI表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于加在導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值，由于同一導(dǎo)體的電阻一定，因此不能說成“電阻與電壓成正比，與電流成反比”。也就是說這個公式僅僅電阻的一種計算方法僅此而已，沒有任何的物理意義。二、典例解1．電流大小與哪些因素有關(guān)【典例1】安徽省2014年中考第19小題：在測量U=2.5V的某個小燈泡額電阻的實驗中，實驗電路圖如圖a所示。閉合開關(guān)，移動滑動節(jié)燈泡兩端的電壓值大小，同觀察電流表對應(yīng)的示數(shù)，并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如下面所示：電壓U/V電流I/A（1）直角坐標(biāo)系中橫坐標(biāo)表示電壓，縱坐標(biāo)表示電流，將實驗中測量的相關(guān)數(shù)據(jù)對應(yīng)標(biāo)記，并畫出對應(yīng)圖象。（2）根據(jù)相關(guān)計算和觀察所畫圖像可是_____（填“不”或“變化”）的，且隨著燈泡兩端電壓_____。（選填“變小”或“變大”或“不變”）（3）根據(jù)a中的電路圖，在圖c中將實物圖連接起來。解析：本題主要考察了歐姆定律實驗的電路連接和數(shù)據(jù)分析。從給出的數(shù)據(jù)應(yīng)能正確處理，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)正確作出燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的圖像。根據(jù)所作圖像可以分析得出小燈泡的電阻是在不斷變化的，而且還能進(jìn)一步分析得出小燈泡的阻值大小隨電壓增大而增大的正確結(jié)論。在連接電路時量程的選擇，二要考慮“＋”“—”接線柱。從表中數(shù)據(jù)可知，電壓表量程應(yīng)選用0～3V小量程，電流表量程應(yīng)選擇0～0.6A的小量程，并注意電流一定要從電表中的“＋”接線柱流進(jìn)，從“—”接線柱流出。連接滑動變阻器時，還應(yīng)注意接線柱“一上一下、串聯(lián)接入”的正確接法。答案：（1）圖略，（2）變化變大，（3）圖略2．對歐姆定律和兩個變形公式的深入解析【典例2】關(guān)于變形公式RI，下列說法正確的是（）A.通過導(dǎo)體中的電流越大，電阻會變小B.導(dǎo)體的電阻與其兩端電壓成正比，和通過它的電流成反比C.導(dǎo)體兩端的電壓越大，電阻也變大D.導(dǎo)體的電阻阻值大小等于導(dǎo)體兩端電壓和通過它的電流之比解析：導(dǎo)體兩端加載的電壓和通過他的電流的比值是固定不變的，這個固定值的大小就是導(dǎo)體的電阻大小，電阻的大小值是由兩端電壓和通過的決定的量。這個變形公式可以用來計算導(dǎo)體電阻值的大小。僅此而已，不能說電阻與電流和電壓成什么比例，因為我們知道電阻是導(dǎo)體本身的一種固生俱來，跟有導(dǎo)體兩端沒有電壓，有沒有電流是毫無關(guān)系的。再例如，當(dāng)電阻兩端電壓為零時，這個電阻的大小并不為零，因此此題選D。3．歐姆定律進(jìn)行簡單的計算【典例3】日常實際測量中我們使用的電流表通常情況是由小量程電流表改裝制成的。圖a中是靈敏電流計G是滿偏電流值（即小量程電流表允許通過的最大電流）I=0.003A的小量程電流表，現(xiàn)已知它的阻值為10Ω，若要將它改裝為g一個量程為0～3A的大量程電流表如圖b所示，求：（1）當(dāng)通過靈敏電流計G的電流為滿偏電流即I=0.003A時，此時兩端電壓是g多少？（2）并聯(lián)電阻R的阻值大小？（結(jié)果小數(shù)點后保留兩位數(shù)字）（3）設(shè)改裝后的電流表的總電阻為R，比較R與R的大小，并簡要說明原因？解析：本題考察了歐姆定律公式的應(yīng)用，在小量程電流表電阻不變時流與其兩端電壓成正比，當(dāng)電壓最大時電流表也達(dá)到最大值，即電流表滿偏，因此根據(jù)滿偏電流可以求出最大電壓。改裝成0～3A量程的電流表時，量程變大，因此需要并聯(lián)一個電阻，根據(jù)并聯(lián)電路電壓和電流的特點，可知并聯(lián)路電壓相等，再根據(jù)并聯(lián)電路干路電流和支路電流的關(guān)系，利用歐姆定律的變形公式即可求出R阻值。由于并聯(lián)電路總電阻小于任何一支路的電阻，可知R小于R0。解析：（1）Ug=0.03V(2)R=0.01Ω（3）R是R與Rg并聯(lián)后的等效總電阻，由并聯(lián)電00阻公式1/R=1/R+1/Rg