時(shí)間：2023-09-06 16:53:52
序論：在您撰寫歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：歐姆定律；電流；電壓；電阻
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）02-0086
實(shí)驗(yàn)是從感性到理性認(rèn)識(shí)的過程，是從具體到抽象、從簡單到復(fù)雜的思維形成過程，符合學(xué)生的身心特點(diǎn)和認(rèn)識(shí)過程。因此，實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)物理的重要基礎(chǔ)，又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。利用實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、觀看或親自動(dòng)手進(jìn)行操作、信息（現(xiàn)象或數(shù)據(jù)）的獲取、分析綜合等過程，可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學(xué)的重要定律之一，它把電流、電壓和電阻三者融為一體，它在電學(xué)中起到橋梁和紐帶的作用，同時(shí)歐姆定律的探究能力培養(yǎng)、考查學(xué)生的綜合能力，所以對(duì)歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點(diǎn)。
例：某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，用到如下器材：電源為2節(jié)干電池，電流表、電壓表各1只，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω各1只），滑動(dòng)變阻器1只（標(biāo)有“10Ω，2A）字樣，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干（如圖1所示）；設(shè)計(jì)的電路如圖2所示，
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電壓表應(yīng)選用的量程為 ，電流表應(yīng)選用的量程為 。
（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究方法是 ，其中被控制的變量是 ，下面是他們獲取的幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
（3）實(shí)驗(yàn)中他們選用的定值電阻為 Ω。
（4）請?jiān)趫D3的坐標(biāo)系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
（5）請根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的元件連成電路.要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大。
（6）分析表中的數(shù)據(jù)或圖象，可得到的初步結(jié)論是：
解析：（1）根據(jù)題目中給定的條件可知：電路中的電源為2節(jié)干電池，所以最大電壓為3V，因此電壓應(yīng)選量程為0～3V（或3V）；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，電路中的電阻最小，由歐姆定律得電路中的最大電流：I最大=■=■=0.6A，所以電流表應(yīng)選量程為0～0.6A（或0.6A）。
（2）由于電路中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)，也和這段導(dǎo)體的電阻有關(guān)，所以要探究電流與電壓、電阻三者關(guān)系時(shí)應(yīng)采用的探究方法是控制變量法。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究電流與電壓的關(guān)系，所以應(yīng)控制的變量是電阻。
（3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所給的定值電阻有三個(gè)，那究竟用的那個(gè)電阻呢？這就要根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算來確定。I=■，R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應(yīng)該為5Ω。
（4）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系上將對(duì)應(yīng)的電流值、電壓值進(jìn)行描點(diǎn)，再用筆畫線將這些點(diǎn)連接起來，便畫出了電流隨電壓變化的圖象，如圖答案⑷所示。
特別注意：在I-U圖象中，當(dāng)電壓為0時(shí)，電流也為0，所以坐標(biāo)原點(diǎn)為0。但根據(jù)電流、電壓值所描繪的線表示電阻，而電阻是導(dǎo)體的一種屬性，它的大小由導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度決定，而與電流、電壓無關(guān)，所以這條線不能以過坐標(biāo)原點(diǎn)，如果經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，那就會(huì)得出電壓為0，電流為0時(shí)，電阻也為0的這種錯(cuò)誤結(jié)論。
（5）電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表要并聯(lián)在被測電阻兩端，又因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，即說明當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，電路中的電阻減小。所以滑動(dòng)變阻器電阻絲上的兩個(gè)接線柱應(yīng)接左端那個(gè)（無論金屬桿上的兩個(gè)接線柱接哪個(gè)），金屬桿上的兩個(gè)接線柱可任意接，如圖答案⑸所示。
（6）不論是從表中的數(shù)據(jù)還是從圖象分析都可以得出結(jié)論：在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
答案：（1）0～3V（或3V），0～0.6A（或0.6A）。（2）控制變量法，電阻。（3）5Ω。（4）如圖答案（4）所示。（5）如圖答案⑸、⑹在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
點(diǎn)評(píng)：本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動(dòng)變阻器的使用方法、數(shù)據(jù)的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題，難度較大，綜合性也很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)題目，考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，很好地體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念。
歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)和分析電路的基礎(chǔ).歐姆定律中電流、電壓、電阻三者之間的定量關(guān)系是本章的核心.教材中安排了7個(gè)活動(dòng)，其中探究電流大小與哪些因素有關(guān)、探究電流與電壓（或電阻）的關(guān)系、伏安法測電阻、串聯(lián)電路總電阻與各電阻的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)是本章的重點(diǎn)活動(dòng)，這些活動(dòng)能充分展示物理實(shí)驗(yàn)的研究方法及規(guī)律，能充分培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力.
教材編排上充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的探究過程，從小明和小華想設(shè)計(jì)一盞調(diào)光燈為探索背景，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式將探究問題引向深入，本章緊緊圍繞這個(gè)中心任務(wù)，在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中，讓學(xué)生充分體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、研究問題、總結(jié)規(guī)律、拓展應(yīng)用、解決問題的樂趣，體會(huì)做中學(xué)，學(xué)中做，既動(dòng)腦又動(dòng)手，在潛移默化中感知科學(xué)研究的一般方式，接受人類研究自然、尋求真理、不斷追求等崇高思想的熏陶.
下面我們一起分析兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探究題，來進(jìn)一步體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的思路和方法.
例1（原創(chuàng)）小明是一個(gè)愛動(dòng)腦筋的學(xué)生，最近學(xué)習(xí)了電路的初步知識(shí)，對(duì)電學(xué)現(xiàn)象興趣濃厚.周日，他到住在老城區(qū)的奶奶家做客.晚上，他在房間里做作業(yè)，對(duì)房間里一只60 W的白熾燈發(fā)生了興趣.他觀察到：晚上7、8點(diǎn)鐘時(shí)，燈不是很亮，但到了夜里11、12點(diǎn)鐘時(shí)，燈顯得特別亮.小明想：燈越亮，表明通過燈絲的電流越大.那么，燈絲中的電流大小又取決于什么呢？請你和小明一起探究“電路中電流大小與哪些因素有關(guān)？”
（1）小明根據(jù)平時(shí)對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察，提出的猜想是：電流大小與電路兩端的電壓有關(guān).你的猜想是：電流大小與_______有關(guān).
（2）根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，說說小明猜想的依據(jù)是_______.
（3）小明決定用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證他的猜想，請你和他一起完成下列任務(wù)：
①所選用的實(shí)驗(yàn)器材有：_______；
②實(shí)驗(yàn)電路圖：
③小明設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格來收集實(shí)驗(yàn)中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你認(rèn)為此表格存在的缺陷是_______.
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析此次實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_______.
（4）通過實(shí)驗(yàn)探究，小明知道了電路中電流大小與_______及_______兩個(gè)因素有關(guān).他又產(chǎn)生了新的疑問：家庭電路的電壓是220 V，而燈泡燈絲的電阻也不變化，那為什么夜里燈比晚上時(shí)要亮呢？小明又開始了新的探究之路.
（5）小明在上面的實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷了哪些探究過程？請你選出并將相應(yīng)的字母填入空格中.
___________________________________.
（A.評(píng)估、B.猜想與假設(shè)、C. 提出問題、D.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)、E.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、F.交流與合作、G.分析結(jié)論）
新課程標(biāo)準(zhǔn)中，要求培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的初步能力，科學(xué)探究過程中，要求學(xué)生能“提出問題、進(jìn)行猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作”.在上題中，小明從日常生活中感興趣的現(xiàn)象選取了一個(gè)改變電流大小因素的問題進(jìn)行探究，從提出問題，并根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想與假設(shè)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析結(jié)論.最后還提出新的疑問.
分析與解答（1）在許多學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，能觀察到電燈亮度變化的原因，有的是電池節(jié)數(shù)變化，有的是兩個(gè)燈串聯(lián)，降低了燈的亮度，所以電流變化受電壓電阻的影響不難理解.也可用水流來類比電流，分析影響水流大小的因素同樣也能分析出來.第一空填“導(dǎo)體的電阻”.
（2）小燈泡接在兩節(jié)電池間時(shí)比接在一節(jié)電池間亮.
（3）①兩節(jié)干電池、開關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電壓表、電流表.
②電路圖如圖1所示.
③缺電流表示數(shù)這一列.
④若前后兩次電流相等，則電流大小與電壓無關(guān)；若前后兩次電流不等，則電流大小與電壓有關(guān).
（4）電路兩端電壓，導(dǎo)體的電阻.
（5）根據(jù)前面分析，可得：CBEDG.
例2（原創(chuàng)）小明在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素的活動(dòng)后，想到鹽水也能導(dǎo)電，他猜想鹽水導(dǎo)電性可能與哪些因素有關(guān).于是和同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：他們連接了如圖2所示的電路，他們用兩塊表面平整大小相同的金屬板正對(duì)著平行地插入鹽水中，并將金屬板連入電路.請你幫他們完成下列探究過程.
（1）小明在實(shí)驗(yàn)探究前先提出了假設(shè)，猜想影響兩金屬板間鹽水電阻大小的因素可能有：①_______；②_______；③_______；④_______.
（2）小明根據(jù)和同學(xué)們的交流和篩選，決定探究從猜想中選出的四個(gè)影響因素.他在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)思考了以下問題：
①實(shí)驗(yàn)中，如何將鹽水電阻大小“顯示”出來？
②如果影響電阻大小的因素有多個(gè)，如果只研究其中的一個(gè)因素是否影響了電阻的大小以及影響的程度？
③為此，除了裝置圖中出現(xiàn)的器材外，你還需要哪些器材？
（3）小明和同學(xué)們分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，小明想驗(yàn)證鹽水電阻大小與兩金屬板間的距離是否有關(guān)，請你幫他寫出實(shí)驗(yàn)操作及分析過程.
（4）小明他們將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在下表中：
①比較_______兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：金屬板間鹽水電阻大小與鹽水的濃度有關(guān).
②比較2、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：_______.
（5）小明在探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，匯總了同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，總結(jié)得出了影響鹽水導(dǎo)電性能的各種因素.他在向全班同學(xué)匯報(bào)時(shí)，又說了這樣的話：“影響液體導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體的電阻大小因素都差不多，這又如何解釋呢？”
此題也體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的探究過程的一般規(guī)律.此題中比較突出的是各種實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用，有控制變量法、轉(zhuǎn)換法、類比法.在猜想與假設(shè)階段，可將鹽水導(dǎo)電性能與金屬導(dǎo)電性能類比，金屬導(dǎo)體電阻與材料、長度、橫截面積、溫度等有關(guān)，同樣，可猜測兩金屬板間鹽水電阻大小與板間距離、板的面積、鹽水的濃度、鹽水的溫度等有關(guān).用類比法幫助進(jìn)行猜想，可以減少猜想的盲目性，更快捷、更準(zhǔn)確地進(jìn)行假設(shè).電路中沒有測電阻的儀器，如何反映出電阻大小的呢？采用轉(zhuǎn)換法，當(dāng)電壓不變時(shí)，用電流大小來間接反映電阻大小.在實(shí)驗(yàn)過程中，影響電阻的因素有多個(gè)，就應(yīng)采用控制變量法.并且要會(huì)通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.
分析與解答（1）①金屬板間距離；②金屬板面積；③鹽水濃度；④鹽水溫度.
（2）①電流表示數(shù)大小，電流越大，電阻越?。浑娏髟叫?，電阻越大.②采用控制變量法.③刻度尺、食鹽、玻璃棒、一套加熱裝置、溫度計(jì).
（3）裝配好圖中的實(shí)驗(yàn)裝置，閉合開關(guān)讀出電流I1，加大兩金屬板間的距離，再讀出電流I2，比較I1、I2的大小.若I1=I2，則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離無關(guān)；若I1≠I2，則金屬板間鹽水電阻與兩金屬板間的距離有關(guān).
歐姆定律在初中物理電學(xué)知識(shí)體系中占有極其重要的地位。作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，它的得出依賴于實(shí)驗(yàn)探究。初中階段對(duì)歐姆定律的探究主要是針對(duì)部分導(dǎo)體的歐姆定律。
蘇科版物理教材中歐姆定律處在一章的第三節(jié)，在探究歐姆定律之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的電學(xué)內(nèi)容有：初始家用電器和電路，電路連接的基本方式（串并聯(lián)電路的認(rèn)識(shí)），電流和與電流表的使用，電壓和電壓表的使用，電阻，變阻器。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道改變電流大小的兩種方法：1. 改變電路中的電源電壓；2. 改變電路中的電阻。帶著這樣的知識(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)行歐姆定律的探究學(xué)習(xí)。
教學(xué)過程中，按照教科書上實(shí)驗(yàn)電路圖，采用控制變量的方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究的一般過程進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)。因此在利用教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行教學(xué)的過程中遇到了一些有待商榷的問題。
問題1：“移動(dòng)變阻器的滑片，改變滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻，可以改變電路中的電流，但為什么就可以改變加在電阻兩端電壓呢？”
問題2：“調(diào)節(jié)變阻器，使電阻R兩端電壓改變，為什么同樣是調(diào)節(jié)變阻器，卻又是使加在R兩端的電壓不變呢？”
分析：學(xué)生對(duì)電流的認(rèn)知是通過教材中用水流做類比，從而知道電壓是形成電流的原因。從認(rèn)知的過程來看，正是因?yàn)橛辛穗妷?，才?huì)有電流的產(chǎn)生。
而在本書歐姆定律的探究實(shí)驗(yàn)中，二次實(shí)驗(yàn)都是通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來改變電流的大小，利用歐姆定律的原理，從而改變了電阻兩端的電壓或使不同電阻兩端的電壓不變。這樣就會(huì)給學(xué)生有一個(gè)錯(cuò)誤的印象：“電阻改變電流，電流改變電壓”。使學(xué)生認(rèn)知電流、電壓的因果關(guān)系上容易出現(xiàn)倒置，認(rèn)為電壓的改變是由于電流的變化而引起的。因此在未探究出歐姆定律之前，根本不可能向?qū)W生解釋他們提出的這兩個(gè)問題。更嚴(yán)重的是在課后的作業(yè)反饋中，有學(xué)生對(duì)于這個(gè)的實(shí)驗(yàn)做出了錯(cuò)誤的總結(jié)：在電阻一定時(shí)，電壓和電流成正比。所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在學(xué)生探究學(xué)習(xí)歐姆定律的思維邏輯上存在著錯(cuò)誤的引導(dǎo)，必須加以改進(jìn)。
本人認(rèn)為問題產(chǎn)生的根本原因就出在滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的引入。
雖然滑動(dòng)變阻器的聯(lián)入使實(shí)驗(yàn)操作更為方便更為簡單，但產(chǎn)生的負(fù)面影響是巨大的，導(dǎo)致了學(xué)生知識(shí)認(rèn)知邏輯上的混亂，迷惑，弊大于利。本人提出的改進(jìn)建議是舍去滑動(dòng)變阻器：
電阻不變時(shí)，探究電流與電壓的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，完全可以舍去滑動(dòng)變阻器，直接把電阻接入電路，通過直接改變電源電壓的方法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
電壓不變時(shí)，探究電流與電阻的關(guān)系。而舍去滑動(dòng)變阻器后，通過固定的電池?cái)?shù)目的方法很難實(shí)現(xiàn)電阻兩端的電壓不變。其原因在于電池組存在一定的內(nèi)阻，就會(huì)導(dǎo)致路端電壓隨外電路電阻的變化而變化（外電路電阻變大路端電壓也變大），而不能達(dá)到控制電壓不變的目的。同時(shí)電壓表示數(shù)的變化也會(huì)引起學(xué)生的質(zhì)疑。初中階段，由于電池的內(nèi)阻不作要求，因此最合適的方法就是采用輸出電壓恒定的學(xué)生電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
綜上分析，本人設(shè)計(jì)這樣的探究實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)器材：學(xué)生電源，電阻箱（或若干已知阻值電阻），電壓表，電流表，導(dǎo)線，開關(guān)
實(shí)驗(yàn)步驟：按實(shí)物圖連接好電路：
實(shí)驗(yàn)一，先保持電阻R不變，通過調(diào)節(jié)學(xué)生電源的輸出電壓（電壓取值要?。?，研究電流跟電壓的關(guān)系。將所測數(shù)值填入表格，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)二，保持學(xué)生電源輸出電壓不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，研究電流和電阻的關(guān)系。將所測數(shù)值填入表格，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)總結(jié)：將兩方面結(jié)論綜合，歸納出歐姆定律。
（1）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到的電流、電壓、電阻的關(guān)系得出歐姆定律。
（2）理解歐姆定律，記住歐姆定律的公式，并能利用歐姆定律進(jìn)行簡單的計(jì)算。
（3）能根據(jù)串聯(lián)電路中電壓及電流的規(guī)律，利用歐姆定律得到串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律。
2、過程和方法
（1）通過根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究得到歐姆定律，培養(yǎng)學(xué)生的分析和概括能力。
（2）通過利用歐姆定律的計(jì)算，學(xué)會(huì)解電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力。
（3）通過歐姆定律的應(yīng)用，使學(xué)生學(xué)會(huì)由舊知識(shí)向新問題的轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過了解科學(xué)家發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家探求真理的偉大精神和科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的積極性和勇于為科學(xué)獻(xiàn)身的熱情。
4、教學(xué)重點(diǎn)：歐姆定律及其應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：正確理解歐姆定律。
5、歐姆定律是指在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。該定律是由德國物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆1826年4月發(fā)表的《金屬導(dǎo)電定律的測定》論文提出的。
摘 要：本文對(duì)人教版物理選修3-1教材中引入焦耳定律的方式提出了質(zhì)疑，指出了其不利影響，同時(shí)提出了自己的方案并分析了這樣引入的好處。
關(guān)鍵詞：物理選修3-1；焦耳定律；歐姆定律；純電阻電路
人民教育出版社普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-1課本對(duì)焦耳定律的引入過程如下：
電流通過白熾燈、電爐等電熱元件做功時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能，電流在這段電路中做的功W等于這段電路發(fā)出的熱量Q，即
Q=W=UIt
由歐姆定律
U=IR
代入上式后可得熱量Q的表達(dá)式
Q=I2Rt
即電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比，這個(gè)關(guān)系最初是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，我們把它叫做焦耳定律。
這里用公式推導(dǎo)的方式得出了焦耳定律的公式和內(nèi)容，筆者認(rèn)為不太恰當(dāng)，理由如下：
第一，焦耳定律是焦耳通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是自然規(guī)律最直接的反映，科學(xué)理論正確與否必須接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，正如課本上所說焦耳定律是焦耳用實(shí)驗(yàn)直接得到的，焦耳定律本身就是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，這是焦耳通過大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到并經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們不應(yīng)該淡化科學(xué)實(shí)驗(yàn)在焦耳定律建立過程中所起的巨大作用，公式推導(dǎo)的方式掩蓋了焦耳定律的真實(shí)面目。
第二，這里Q=W應(yīng)用了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律來推導(dǎo)焦耳定律，而實(shí)際情況是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又進(jìn)行了長期的、大量的、精確的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前焦耳提出了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律.并且電流通過導(dǎo)體時(shí)所做的電功和導(dǎo)體發(fā)出的電熱相等是焦耳得出能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).由此看來，用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來推導(dǎo)焦耳定律是不符合科學(xué)發(fā)展的實(shí)際歷程的。
第三，上述推導(dǎo)過程用到了歐姆定律，歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)該為[I=UR]，不應(yīng)該用U=IR，另外，歐姆定律是只能在純電阻電路中才適用的規(guī)律，用歐姆定律來推導(dǎo)焦耳定律會(huì)使學(xué)生認(rèn)為焦耳定律也只適用于純電阻電路，對(duì)電動(dòng)機(jī)等非純電阻元件求電熱不適用的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí).學(xué)生一旦建立這樣的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)再來糾正是比較困難的.
基于以上考慮，筆者認(rèn)為引入焦耳定律的過程可以做一些調(diào)整.建議設(shè)計(jì)“電流通過電學(xué)元件時(shí)產(chǎn)生的電熱與誰有關(guān)？”的探究實(shí)驗(yàn)（或者介紹焦耳所做的實(shí)驗(yàn)）.通過探究實(shí)驗(yàn)得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中電流做功全部轉(zhuǎn)化為電熱W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可見歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中的具體反映和內(nèi)在要求.
這樣設(shè)計(jì)的好處是還原了人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的實(shí)際歷程，體現(xiàn)出了科學(xué)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)理論建立過程中的巨大作用，使人們認(rèn)識(shí)到焦耳定律是一條實(shí)驗(yàn)規(guī)律，物理學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，能真實(shí)反映自然規(guī)律.通過探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)我們可以引導(dǎo)學(xué)生像科W家那樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究、總結(jié)得出規(guī)律，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)自然科學(xué)的重要意義，也能使學(xué)生獲得科學(xué)研究的方法.
我們又利用焦耳定律和能量守恒定律反過來得出了歐姆定律，說明歐姆定律、焦耳定律雖說是在實(shí)驗(yàn)中得出的，同時(shí)它們也是物理理論大廈的有機(jī)組成部分，可以反映出焦耳定律在物理理論體系中的地位和物理理論的完備性，在理論層面上證明焦耳定律可以納入已有的物理理論當(dāng)中，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論和理論框架得到完美融合.更重要的是我們能夠得到歐姆定律的適用條件――純電阻電路，如果不是純電阻電路，電流做功沒有全部轉(zhuǎn)化為電熱則不能得出W=Q即UIt=I2Rt，歐姆定律也就不適用.另外我們還能體會(huì)到能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在自然界中的普適性，歐姆定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在純電阻電路中的必然要求.
本節(jié)內(nèi)容前承電路、電壓、電阻及電流表、電壓表的使用，是前面電學(xué)知識(shí)的聚焦；后啟電功、電功率，并為高中階段學(xué)習(xí)閉合電路的歐姆定律、電磁感應(yīng)定律、交流電等內(nèi)容做了鋪墊。甚至于對(duì)學(xué)生將來參加生產(chǎn)勞動(dòng)也有指導(dǎo)作用，即使在電工技術(shù)電子專業(yè)等學(xué)習(xí)中，歐姆定律同樣是必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)，其研究方法──控制變量法是學(xué)習(xí)關(guān)于電阻大小影響因素的研究方法的延續(xù)，是物理問題研究思想的再次體現(xiàn)。
二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析
本節(jié)重點(diǎn)是歐姆定律的內(nèi)容和公式。通過實(shí)驗(yàn)探究，歸納總結(jié)出歐姆定律，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，形成尊重事實(shí)、探究真理的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力；理解歐姆定律中電流I、電壓U、電阻R的同一性是本節(jié)難點(diǎn)，在探究過程中通過適時(shí)引導(dǎo)、恰當(dāng)點(diǎn)撥，利用實(shí)物電路使學(xué)生達(dá)到理解歐姆定律的目的。
三、學(xué)習(xí)者分析
學(xué)習(xí)了電路基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生產(chǎn)生了濃厚的興趣，多數(shù)學(xué)生能正確連接電路元件，正確使用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器，對(duì)于控制變量的研究方法也有所了解。學(xué)生有較強(qiáng)的好奇心和求知欲，他們渴望自己動(dòng)手進(jìn)行科學(xué)探究，體驗(yàn)成功的樂趣，但對(duì)于U、I、R三者關(guān)系知之甚少，規(guī)律性知識(shí)的概括往往以偏概全。他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡，教學(xué)中讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)研究問題的方案，是發(fā)展學(xué)生思維的有效途徑。
四、教學(xué)目標(biāo)
⑴知識(shí)與技能
會(huì)用實(shí)驗(yàn)的方法探究電流與電壓、電阻的關(guān)系；
理解歐姆定律的內(nèi)容、公式；
培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰头治龈爬芰Α?/p>
⑵過程與方法
通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)研究物理問題常用的方法──控制變量法。
⑶情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過探究過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
重點(diǎn)：歐姆定律的內(nèi)容和公式；
通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道導(dǎo)體中電流與電壓、電阻的關(guān)系。
難點(diǎn)：理解歐姆定律的內(nèi)容；
弄清變形公式的含義。
五、教法設(shè)計(jì)
依據(jù)本節(jié)課的知識(shí)特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實(shí)際，確定本節(jié)主要采用實(shí)驗(yàn)探究法。把學(xué)生視為學(xué)習(xí)的主人，教師當(dāng)好學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者。探究式學(xué)習(xí)可以激活學(xué)生已有的知識(shí)，在探究新問題時(shí)使知識(shí)活化、重組，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)并向能力轉(zhuǎn)化；讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的全過程，從中感悟科學(xué)思想和科學(xué)方法。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過這一節(jié)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生初步掌握和運(yùn)用歐姆定律解決實(shí)際電學(xué)問題的思路和方法，了解運(yùn)用“控制變量法”研究物理問題的實(shí)驗(yàn)方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識(shí)目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式，能用歐姆定律進(jìn)行簡單計(jì)算；根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系；通過計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
（2）技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用歐姆定律解決問題的能力。
（3）情感目標(biāo)
通過介紹歐姆的生平，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運(yùn)用，幫助學(xué)生樹立物理知識(shí)普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)以及科學(xué)知識(shí)在實(shí)際中的價(jià)值意識(shí)。
3.重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義，并且能運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡單的電學(xué)計(jì)算。
難點(diǎn)：運(yùn)用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念，并且還初步學(xué)會(huì)了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的使用，具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)的基本技能。但對(duì)電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識(shí)是膚淺的、不完整的，沒有上升到理性認(rèn)識(shí)，需要具體的形象來支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)法和定量、定性分析法。
2.知識(shí)基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié)，需要學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)有：電流、電壓、電阻的概念，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器使用方法，電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點(diǎn)本人采取以下幾個(gè)教法：采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學(xué)過程
1.課題導(dǎo)入（采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問的方式，時(shí)間3分鐘）
復(fù)習(xí)：電流是如何形成的？導(dǎo)體的電阻對(duì)電流有什么作用？
設(shè)疑思考：電壓、電阻和電流這三個(gè)量之間有什么樣的關(guān)系呢？通過簡單的回顧、分析，使學(xué)生很快回憶起這三個(gè)量的有關(guān)概念，通過猜想使學(xué)生對(duì)這三個(gè)量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣，達(dá)到引入新課的目的。
2.展開探究活動(dòng)，自主總結(jié)結(jié)論（時(shí)間37分鐘）
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個(gè)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容，可采用以下幾點(diǎn)做法：各小組在教師指導(dǎo)下，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思，從而引入歐姆定律的內(nèi)容；讓學(xué)生思考用一個(gè)什么樣的式子可以將這兩個(gè)結(jié)論所包含的意思表示出來，從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說明事項(xiàng)
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”，其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言，即同一性和同時(shí)性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一：通過課本第26頁例題和第29頁習(xí)題2和習(xí)題3，讓學(xué)生自己先試做，然后教師再加以點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識(shí)目標(biāo)，充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題：
（1）同一性
即公式中的U、I，必須針對(duì)同一段導(dǎo)體而言，不許張冠李戴。
（2）統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一（都用國際主單位）。
（3）同時(shí)性
即公式中的U、I，必須是同一時(shí)刻的數(shù)值。
（4）規(guī)范性
解題時(shí)一定要注意解題的規(guī)范性（即按照已知、求、解、答四個(gè)步驟解題）。
歐姆定律應(yīng)用之二：探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
（1）實(shí)驗(yàn)分析
在演示實(shí)驗(yàn)之前，要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想，當(dāng)學(xué)生的猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同時(shí)，他會(huì)在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到快樂與興奮，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻串聯(lián)起來，讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變暗了），并說出原因（電路中的電流變小了，說明總電阻變大了）。
得出結(jié)論：串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都大。
②演示實(shí)驗(yàn)
將兩個(gè)電阻并聯(lián)起來，同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況（變亮了），并說出原因（路中的電流變大了，說明總電阻變小了）。
得出結(jié)論：并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。
（2）定性分析
（提出問題）為什么串聯(lián)后總電阻會(huì)變大？并聯(lián)后總電阻會(huì)變小？
得出結(jié)論：電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長度變長了，所以串聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越大；電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了，所以并聯(lián)電阻的個(gè)數(shù)越多總電阻就越小。
（3）定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點(diǎn)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論：（1）電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)（4分鐘）
（1）理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
（2）運(yùn)用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計(jì)算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)（1分鐘）
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對(duì)歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運(yùn)用，并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點(diǎn)的一些常見題型加以知識(shí)的鞏固。
作業(yè)：《課堂點(diǎn)睛》17頁至18頁的習(xí)題。
五、說板書設(shè)計(jì)
歐姆定律的內(nèi)容：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。
歐姆定律的表達(dá)式：I
電阻的串聯(lián)：R串=R1+R2+…+Rn
