時間：2023-08-10 17:12:38
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇歐姆定律相關知識范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。
解答電學圖像問題需要認真審題，理解題意，靈活運用所學知識進行破題。實踐表明，很多學生遇到電學圖像問題，一時難以找到突破口。針對這一現象，筆者結合自身授課經驗，對初中物理常見的電學圖像問題進行分門別類，展示相關習題的解題過程，這能給學生帶來良好的啟發，避免其在以后的解題中走彎路。
一、U-I圖像問題例講
相對來說，U-I圖像是初中物理電學圖像中較為容易的一類圖像。該類圖像中縱、橫坐標分別表示電壓、電流值。由R=U/I可知，圖線的傾角越大，對應的電阻值就越大。為使學生更好地掌握U-I圖像問題的解題思路，教師應注重與學生一起回顧歐姆定律，使學生牢固掌握歐姆定律的數學表達，能夠熟練地運用公式求解未知參數。如圖1所示，1、2分別表示電阻R1、R2的U-I圖像，則以下說法正確的是（）。習題結合U-I圖像，考查學生對電阻串聯與并聯知識的認識與理解。因此，解答該題需要學生充分挖掘圖像中的隱含條件，并注重運用控制變量法進行分析[1]。其中，構建歐姆定律與圖線的聯系是解題的關鍵。另外，學生還需要明白兩電阻并聯后的阻值與任意電阻值的大小關系。在課堂上，教師可要求學生進行推導。圖1表示的是U-I圖像，由R=U/I可知，當電流大小相等時，電壓高的對應大電阻，則R1＞R2。兩電阻串聯后的阻值會大于任意電阻，并聯后會小于任意電阻，所以在同一電壓下，電阻串聯對應的電流最小，對應區域Ⅲ，并聯對應的電流最大，對應區域Ⅰ。綜上分析，C項正確。
二、I-R圖像問題例講
I-R圖像在初中物理中較為常見。分析該圖像類問題仍需運用歐姆定律，由U=IR可知，圖像中I值與R值的乘積表示的是某電學元件兩端的電壓。認識到這一點后，學生還需要掌握電路圖分析知識，搞清楚要研究的電學元件與其他電學元件以及整個電路圖之間的關系，尤其明確電路圖中電壓表、電流表測量的是哪一個電學元件的電壓、電流。例如，使用圖2（a）中的電路進行實驗，其中電源電壓恒為4.5V，更換5個定值電阻Rx，得到I-Rx的圖像，如圖2（b）所示，則（）。A.實驗研究的是電流與電壓的關系B.實驗中電壓表的示數2V保持不變C.滑動變阻器的變化范圍為4~20ΩD.將Rx從5Ω換成10Ω后，應左移滑片P圖2（b）表示的是I-Rx的圖像，因此，實驗研究的是電流與電阻的關系。分別取圖2（b）中的點（5，0.5）、點（25，0.1），可知其乘積為2.5V保持不變。電壓表測量的是Rx兩端的電壓，保持2.5V不變，電源電壓恒為4.5V，則滑動變阻器兩端電壓為4.5V-2.5V=2V。電流表測量的是干路電流，因此，電流最大、最小分別對應滑動變阻器的最小、最大阻值，最小阻值為2V/0.5A=4Ω，最大阻值為2V/0.1A=10Ω。將Rx從5Ω換成10Ω后，分得的電壓增大，因此，要想保持電壓不變，應將滑片右移。綜上分析，C項正確。
三、I-U圖像問題例講
I-U圖像與U-I圖像不同，其縱軸表示電流值，橫軸表示電壓值。由R=U/I可知，1/R=I/U，因此圖線的傾角越大，對應的R的阻值越小，這一點應和U-I圖像區分開。另外，為使學生掌握該類問題的分析思路，遇到相關問題能夠迅速破題，教師應在講解相關例題的基礎上，要求學生做好課堂總結，使其認識到解答該類問題需要結合電路圖，靈活運用上述結論。如圖3（a）所示，保持電路的電壓不變，在將開關S閉合，將滑動變阻器滑片P從右端滑到左端的過程中，R1、R2的I-U關系圖像如圖3（b）所示，則（）該問題涉及的電路圖較為復雜，分析時應明確電表的作用，抓住變與不變的量，而后結合圖像進行分析。為提高學生的聽課滿意度，教師可圍繞相關問題與學生互動，指引其盡快找到解題思路[2]。電壓表V1、V2分別測量R1、R2兩端電壓，電源電壓保持不變，當滑動變阻器滑片P從右向左滑動的過程中，電路中的電阻變小，電流變大，V1的示數變大，V2的示數變小，因此，A、B分別表示的是R2、R1的I-U關系圖像。兩電壓表示數之和與電源電壓相等，當R1的電壓為4V時，由圖線A可知，此時R2的電壓為14V，則電源電壓為18V。R1的大小不變，在圖線B中取點（4，0.2），則其阻值大小為4V/0.2A=20Ω。R2的電流最小時，阻值達到最大，由圖線A可知，其最小電流為0.2A，此時的電壓為14V，則阻值為14V/0.2A=70Ω。綜上分析，B項正確。
四、P-R圖像問題例講
初中物理學習中有時會遇到P-R圖像。初中階段有關電功率的計算公式有P=UI，P=I2R，解答P-R圖像問題需要搞清楚兩個計算公式的區別以及適用的物理情境。其中，前者適用范圍較廣，而后者主要用于求解純電阻的電功率。不僅如此，解題時還需要將其和歐姆定律聯系起來，結合圖像中給出的特殊點加以突破。如圖4（a）所示，電源電壓恒為6V，滑動變阻器R2的最大阻值為20Ω。閉合開關后，滑動變阻器的功率與其接入電路電阻的P-R圖像如圖4（b）所示，則R1和圖中P0的值分別為（）。電路中的電阻為純電阻，P=I2R，取圖線的最高點，可知0.9W=I2×10Ω，則I=0.3A，此時其兩端的電壓U=IR=0.3A×10Ω=3V，而電源電壓恒為6V，則此時R1上的電壓為3V，R1的阻值為3V/0.3A=10Ω。當R2的阻值為5Ω時，對應的電流為6V/(10Ω+5Ω)=0.4A，則對應的功率P=0.4A×0.4A×5Ω=0.8W。綜上分析，B項正確。
五、P-U圖像問題例講
在解答初中物理有關P-U圖像問題時，學生應認真分析給出的電路圖，搞清楚各電器元件之間的串并聯關系，充分利用圖像中給出的參數，靈活運用歐姆定律相關知識，求解未知參數。如圖5（a）所示，電路圖中的電源電壓保持不變，R1為定值電阻，將開關閉合后，將滑動變阻器R2的滑片從b端向a端滑動，R2消耗的電功率和其兩端電壓的關系如圖5（b）所示，則以下說法錯誤的是（）。圖5（b）表明，當R2兩端電壓分別為2V、5V時對應的電功率為0.8W、0.5W，由I=P/U可知，對應的電流分別為0.4A、0.1A。圖5（a）表明，兩個電阻是串聯關系，則電源電壓U=IR1+UR2，U=0.4A×R1+2V，U=0.1A×R1+5V，解得U=6V，R1=10Ω。R2最大阻值對應滑片在a端，此時電路中的電流為0.1A，電壓為5V，則R1=5V/0.1A=50Ω。當滑片在b端時，電路中的電流達到最大為6V/10Ω=0.6A，因此，電流表的變化范圍為0.1~0.6A。由P=UI可知，要想電路消耗的功率最大，則對應電路中的電流應最大，此時P=6V×0.6A=3.6W。綜上分析，D項說法錯誤。
六、?U-?I圖像問題例講
?U-?I圖像在初中物理中不常見。該類問題難度較大，不僅需要掌握相關電路圖的基礎知識，還需要充分理解所學知識的本質，搞清楚參數變化的內在聯系。在如圖6（a）所示的電路中，電源電壓12V始終不變，改變滑動變阻器滑片P的位置，電表示數會發生相應的變化。其中，V1、V2兩電壓表示數變化量?U和電流表示數變化量?I之間的關系如圖6（b）中的①②直線，則（）。A.R0=10Ω，R2=20ΩB.電流表從0.1A增大到0.2A時，R0電功率變為0.6WC.電流表為0.1A，R1消耗的電功率為0.9WD.向右滑動P時，兩電壓表示數均增大由電路圖6（a）可知，V1測量的是R2、R1的電壓之和，V2測量的是R2兩端電壓，電源電壓保持不變，所以?U2=?IR2，R0兩端電壓的變化量?U0=?U1=?IR0。由圖6（b）可知，取?I=0.1A時，?U1=2V，?U2=1V，則R0=?U1/?I=2V/0.1A=20Ω，R2=?U2/?I=1V/0.1A=10Ω；電流表示數從0.1A增大到0.2A時，由電功率計算公式可知，R0電功率變化為（I22-I12）R0=0.03×20=0.6W；電流表測量的是干路電流，當其電流為0.1A時，則電路中的總電阻R=12V/0.1A=120Ω，所以R1對應的阻值為R-R0-R1=120Ω-20Ω-10Ω=90Ω，R1消耗的電功率為0.1A×0.1A×90Ω=0.9W。向右滑動P時，電路中的電阻增大，電流減小，R0分壓減小。因此，V1示數增大，V2示數減小。綜上分析，B、C兩項正確。結語電學圖像在初中物理中占有重要地位，其相關問題對學生分析問題的能力有一定要求。為使學生更好地突破該類問題，教師應為學生深入講解相關知識，幫助其構建系統的知識網絡，并做好例題的優選與精講，使學生掌握不同電學圖像的突破思路，促進其解題能力的進一步提升。
[參考文獻]
高中物理實驗作為完成物理教學任務的重要方法和必要手段，是整個物理教學的基礎。物理教學的三維目標的實現，均離不開實驗教學。物理實驗具有融科學觀察、動手操作、物理思維于一體的特點，這就決定了物理實驗為培養、完善學生的物理思維品質提供了豐富的素材。教師應該深入分析、挖掘物理實驗教學在學生思維品質培養上的各種有利因素，增強實驗教學培養思維品質的有效性、針對性和可操作性。
一、把握實驗原理，提升思維的深刻性
實驗原理的把握包括對原理的深刻理解，以及原理在實驗各個環節的落實應用。該過程實質上是揭示物理實驗的內在本質的一種深刻性思維過程，可有效地培養學生物理思維的深刻性。為此，教師在實驗教學中，首先應針對實驗的目的，啟發學生根據已有的物理知識經驗，得出制約實驗的內在依據――實驗原理。在中學物理學生實驗范圍內，實驗原理主要表現為實驗依據的物理規律。諸如，測量性實驗中的待測物理量的量度公式，驗證性實驗中所要驗證的物理定律等。其次應在學生全面理解實驗原理的基礎上，結合現有的實驗條件，引導學生通過具體分析，明確實驗的研究對象，選取恰當的實驗器材，確定合理的實驗步驟，確定實驗的關鍵――如何控制實驗條件，知道實驗誤差的可能來源，以及減少誤差的具體辦法，等等。這樣，實驗原理即成為學生頭腦中的一條思維主線，貫穿于實驗過程的各個具體環節。學生在實際動手操作之前，已先在頭腦中進行了積極的思維操作，正是這種深刻的物理思維過程，保證著實驗有序順利地進行。
例如我指導學生嘗試利用小車探究驗證加速度與力、質量的關系實驗，首先讓學生全面把握實驗的原理：在質量一定時，加速度與合外力成正比；在合外力一定時，加速度與質量成反比。接著根據實驗原理，引導學生展開嚴密的物理思維得出：實驗的研究對象――運動的小車；實驗的方法――控制變量法；實驗的步驟――控制實驗條件（保持小車質量一定時，探究加速度跟力的關系），得到研究對象在不同拉力下的加速度值（保持小車所受拉力一定時，探究加速度與質量的關系），得到研究對象在不同質量下的加速度值；實驗的注意事項――要平衡小車的摩擦力、拉小車的鉤碼的質量應遠小于小車的質量等；實驗數據的處理――用直觀形象的a―F、a―m、a―1/m圖線；實驗誤差――主要來自小車的摩擦力沒有完全被平衡，拉小車的鉤碼的質量沒有遠小于小車的質量，等等。
通過上述積極的物理思維，學生對實驗中各個環節的因果關系有了全面、深刻的認識，深入了解了物理現象的內
在本質，從而有效地培養了學生物理思維的深刻性。
二、掌握實驗方法，培養思維的靈活性
實驗方法和實驗模型作為實驗的理想“框架”，具有很強的概括性和極大的遷移價值。教學中有意識地使學生掌握各種常用的實驗方法，并用以解決新的實驗問題，能有效地培養學生物理思維的靈活性。為此，在實際教學中我們要注意以下幾個方面：
首先，使學生深刻領會實驗的設計思想。作為實驗方法的精華，實驗設計思想是物理智慧的集中體現。在教學中教師應通過對一些經典實驗的全面剖析，引導學生概括出其中獨特的設計、巧妙的構思，以有效地啟迪物理智慧，為培養學生物理思維的靈活性奠定基礎。如，卡文迪許扭秤實驗中測定微小量的轉化放大的實驗思想，光的干涉實驗中將一束光分為兩束從而得到相干光源的巧妙設計，庫侖實驗中改變帶電體電量的巧妙構思，驗證碰撞過程動量守恒實驗中以平拋運動的水平位移代替碰撞前后的瞬時速度的等效替代思想，等等，均是實驗設計思想的豐富素材。
其次，提供新的實驗情景（諸如改變實驗目的要求，改變實驗的器材等），要求學生運用已掌握的實驗方法及實驗模型，構思新的實驗方案，解決新的實驗問題。例如，學生從測定光的折射率實驗中掌握了用插針法確定光線的方法后，可將其靈活遷移到驗證光的反射定律、測定玻璃的臨界角、測定透鏡的折射率等新的實驗情景中。再如，圖像法作為處理實驗數據、探索物理規律的重要方法，具有極大的遷移價值。學生最早從探究勻變速直線運動速度規律實驗中掌握了圖像法之后，可將它應用于多種不同的實驗情景中，諸如電源電動勢內阻的測定、研究胡克定律等。這種將具有概括性的實驗方法向新實驗的遷移，能有效地培養學生物理思維的靈活性。
再次，要求學生根據給定的實驗目的，提出盡可能多的實驗方案，或者運用同樣的實驗裝置，完成多個實驗，以有效地培養學生物理思維的發散性和靈活性。例如，在測量重力加速度實驗中，可啟發學生提出多種實驗方案，如用打點計時器的自由落體法、滴水法、斜面上運動的動力學法、單擺法、圓錐擺法等。再如，應用電池、變阻器、電流表、電壓表、開關等器材，要求學生完成多個實驗，如驗證部分電路和閉合電路的歐姆定律，測量電阻，測量電源的電動勢和內電阻，研究電源輸出功率的變化規律，等等。
三、反思評價實驗結果，提升思維的批判性
對實驗得出的結論，教師要引導學生用批判性的眼光加以全面審視，從中發現問題，分析其中的物理原因，提出新的見解，以有效地培養學生物理思維的批判性。
首先，在實驗教學中，引導學生對實驗的結果不盲目迷信，要善于質疑，辨明真偽。有一些實驗（如用小球在斜面上滾動驗證力和加速度成正比），盡管實驗顯示的結果與實驗原理預想的相吻合，但未必說明此實驗原理就一定沒有問題。另一些實驗，課本中的敘述并不嚴密準確（如驗證機械守恒定律實驗中要求用前面兩打點的間距為2mm的紙帶）。還有一些實驗，它所顯示的結果是一種假象，并不能真正說明物理規律，諸如，將音叉振動后旋轉能聽到忽強忽弱的聲音說明聲波干涉，用與感應圈接通的陰極射線管發出的陰極射線使其下方的小磁針偏轉來說明運動電荷的磁效應，用一對平行金屬板（與感應圈相連）在充、放電時其內部的小磁針發生偏轉說明變化的電場產生磁場，等等。對這些似是而非的實驗，學生往往會被實驗的假象所迷惑。教師要引導啟發學生運用已有的物理知識，對此進行周密、深刻的分析，找出其中的問題，揭示實驗現象的真實原因。如對陰極射線下方小磁針偏轉的現象，產生的真實原因并不是陰極射線激發的磁場（此磁場極弱，不足以使小磁針發生偏轉），而是感應圈工作時強大的磁場所致。利用這種排除假象、去偽存真的積極的物理思維，能有效地培養學生物理思維的批判性。
其次，要求學生尊重實驗事實。由于各種原因，實驗的結果與預期的實驗目的可能并不完全符合。諸如，在探究加速度與力、質量關系的實驗中測得的a―F圖線往往不是嚴格的直線；在描繪等勢線實驗中得到的等勢線在導電紙的邊緣處與理論上的存在著較大的差別，等等。這時，教師要引導學生本著實事求是的科學態度，對實驗事實作出客觀、公正的評價；通過對實驗過程的全面反思，仔細分析造成實驗誤差的原因，進而提出改進實驗的新設想。切忌為了迎合實驗要求而隨意篡改實驗事實，從而既培養學生的科學態度，又訓練學生物理思維的批判性。
四、加強探索性實驗，提升思維的獨創性
在物理實驗中，實驗方案的構思與設計是實驗獲得成功的重要環節，是培養學生思維創造力的關鍵。探索性實驗要求學生獨立構想實驗方案，能有效地培養學生物理思維的獨創性。
1.提出課題。在創設一種有利于學生探索與研究的情景的基礎上，可以直接向學生提問或由學生自己提出相應的實驗課題。比如：“如何設計實驗測量電源的電動勢、內阻？”“如何探索試管（內置重物）在水中處于穩定平衡的條件？”等。
2.自主設計。針對提出的課題，學生獨立地對已有的知識、方法加以新的組合分析，提出理論假設，構思實驗方案。如在“探索浮體（內置重物的試管）的穩定性”實驗中，首先，學生利用已有的相關知識，提出浮體在水中處于穩定平衡的假設――物體整體重心位于浮心下方；接著，根據假設，設計實驗方案，確定實驗步驟。
3.觀察操作。學生根據自主設計的實驗方案，運用儀器獨立地進行實際操作，控制實驗條件，觀察實驗現象，記錄實驗數據。如在“探索浮體穩定性”實驗中，學生主動控制實驗條件――改變試管中硬幣的個數，用懸掛法測得試管相應的重心位置，用穩定平衡法測得試管的浮心位置，并將測得的結果填入相應的表格中。
4.分析歸納。學生對實驗操作中觀察到的現象、測得的數據，進行思維操作，理性加工，從中概括總結出規律性的結論。如在“探索浮體穩定性”實驗中，學生對已測得的實驗數據進行分析處理，采用圖線方法，得到反映試管重心及浮心隨硬幣個數變化的圖線，再對圖線加以外推，總結得到試管穩定平衡（重心低于浮心）時硬幣個數應滿足的條件。
5.質疑釋疑，遷移再創造。作為實驗的最后環節，對實驗得到的結論及實驗的全過程，要求學生從新的角度進行批判性的考查。教師要啟發、鼓勵學生質疑，或教師向學生質疑。諸如，有沒有與本實驗的結論相關的理論模型？本實驗有無需要改進的地方？實驗的設計思想能否遷移到其它情景中？等等。如在“探索浮體的穩定性”實驗中，針對從實驗數據得出的兩根圖線（重心隨硬幣個數的變化及浮心隨硬幣個數的變化），啟發學生思考是否有與圖線變化規律相對應的物理模型？由該模型得到的數學關系與實驗結果是否吻合？在重心圖線上，重心最低位置與管中硬幣的高度恰好相等，這是偶然的巧合還是必然的結果？浮心圖線為何是條直線？本實驗結論可否遷移到木塊在水中的平衡？比重計的原理與本實驗有聯系嗎？等等一系列問題。這種質疑、釋疑，可有效地培養物理思維批判性、創造性。
俗話說：“只有在游泳中才能學會游泳。”同樣道理，個體只有在思維過程中才能學會思維，任何人都無法替代。所以教師應該更加主動地按照物理新課改的要求，給學生以更大的信任，在實驗中放手讓學生去探索、去領悟，更多地重視學生探求知識的過程而不是結果，進而提升思維品質。惟有如此，才能培養出充滿科學精神的創新者、思想者。
參考文獻：
［1］教育部.普通高級中學物理課程標準［M］.人民教育出版社，2003.
［2］于克明.中學物理新思維［M］.山東教育出版社，2002.