引論：我們為您整理了13篇歐姆定律步驟范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

教學過程中，按照教科書上實驗電路圖，采用控制變量的方法，根據實驗探究的一般過程進行兩次實驗。因此在利用教材中的實驗設計進行教學的過程中遇到了一些有待商榷的問題。

問題1：“移動變阻器的滑片，改變滑動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：“調節變阻器，使電阻R兩端電壓改變，為什么同樣是調節變阻器，卻又是使加在R兩端的電壓不變呢？”

分析：學生對電流的認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。從認知的過程來看，正是因為有了電壓，才會有電流的產生。

而在本書歐姆定律的探究實驗中，二次實驗都是通過移動滑動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。這樣就會給學生有一個錯誤的印象：“電阻改變電流，電流改變電壓”。使學生認知電流、電壓的因果關系上容易出現倒置，認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，根本不可能向學生解釋他們提出的這兩個問題。更嚴重的是在課后的作業反饋中，有學生對于這個的實驗做出了錯誤的總結：在電阻一定時，電壓和電流成正比。所以這個實驗設計在學生探究學習歐姆定律的思維邏輯上存在著錯誤的引導，必須加以改進。

本人認為問題產生的根本原因就出在滑動變阻器在實驗中的引入。

雖然滑動變阻器的聯入使實驗操作更為方便更為簡單，但產生的負面影響是巨大的，導致了學生知識認知邏輯上的混亂，迷惑，弊大于利。本人提出的改進建議是舍去滑動變阻器：

電阻不變時，探究電流與電壓的關系的實驗中，完全可以舍去滑動變阻器，直接把電阻接入電路，通過直接改變電源電壓的方法來進行實驗。

電壓不變時，探究電流與電阻的關系。而舍去滑動變阻器后，通過固定的電池數目的方法很難實現電阻兩端的電壓不變。其原因在于電池組存在一定的內阻，就會導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），而不能達到控制電壓不變的目的。同時電壓表示數的變化也會引起學生的質疑。初中階段，由于電池的內阻不作要求，因此最合適的方法就是采用輸出電壓恒定的學生電源進行實驗。

綜上分析，本人設計這樣的探究實驗：

實驗器材：學生電源，電阻箱（或若干已知阻值電阻），電壓表，電流表，導線，開關

實驗步驟：按實物圖連接好電路：

實驗一，先保持電阻R不變，通過調節學生電源的輸出電壓（電壓取值要小），研究電流跟電壓的關系。將所測數值填入表格，分析數據，得出結論。

實驗二，保持學生電源輸出電壓不變，調節電阻箱的阻值，研究電流和電阻的關系。將所測數值填入表格，分析數據，得出結論。

篇2

2.教學目標

（1）知識目標

理解掌握歐姆定律及其表達式，能用歐姆定律進行簡單計算；根據歐姆定律得出串并聯電路中電阻的關系；通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養學生的邏輯思維能力。

（2）技能目標

學習用“控制變量法”研究問題的方法，培養學生運用歐姆定律解決問題的能力。

（3）情感目標

通過介紹歐姆的生平，培養學生嚴謹細致的科學態度和探索精神，學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用，幫助學生樹立物理知識普遍聯系的觀點以及科學知識在實際中的價值意識。

3.重點和難點

重點：理解歐姆定律的內容及其表達式和變換式的意義，并且能運用歐姆定律進行簡單的電學計算。

難點：運用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻的關系。

二、說學生

1.學生學情分析

在學習這節之前學生已經了解了電流、電壓、電阻的概念，并且還初步學會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用，具備了學習歐姆定律基礎知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯系的認識是膚淺的、不完整的，沒有上升到理性認識，需要具體的形象來支持。所以在本節學習中應結合實驗法和定量、定性分析法。

2.知識基礎

要想學好本節，需要學生應具備的知識有：電流、電壓、電阻的概念，電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法，電流與電壓、電阻的關系。

三、說教法

結合學生情況和本節特點本人采取以下幾個教法：采用歸納總結法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。

四、說教學過程

1.課題導入（采用復習設置疑問的方式，時間3分鐘）

復習：電流是如何形成的？導體的電阻對電流有什么作用？

設疑思考：電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關系呢？通過簡單的回顧、分析，使學生很快回憶起這三個量的有關概念，通過猜想使學生對這三個量的關系研究產生了興趣，達到引入新課的目的。

2.展開探究活動，自主總結結論（時間37分鐘）

根據上節探究數據的基礎，讓學生自主總結出兩個結論：導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

為了進一步得出歐姆定律的內容，可采用以下幾點做法：各小組在教師指導下，對實驗數據進行數學處理，理解數學上“成正比關系”“成反比關系”的意思，從而引入歐姆定律的內容；讓學生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結論所包含的意思表示出來，從而引入歐姆定律的表達式。

3.說明事項

在歐姆定律中有兩處用到“這段導體”，其意思是電流、電壓、電阻應就同一導體而言，即同一性和同時性。

向學生介紹歐姆的生平，以達成教學目標中的情感目標。學習科學家獻身科學、勇于探索真理的精神，激發學生的學習積極性。

歐姆定律應用之一：通過課本第26頁例題和第29頁習題2和習題3，讓學生自己先試做，然后教師再加以點評和補充，使學生理解掌握歐姆定律表達式及變形式的應用，達成教學目標的知識目標，充分體現了課堂上學生的自主地位。

應用歐姆定律解題時應注意以下幾點問題：

（1）同一性

即公式中的U、I，必須針對同一段導體而言，不許張冠李戴。

（2）統一性

即公式中的U、I、R的單位要求統一（都用國際主單位）。

（3）同時性

即公式中的U、I，必須是同一時刻的數值。

（4）規范性

解題時一定要注意解題的規范性（即按照已知、求、解、答四個步驟解題）。

歐姆定律應用之二：探究串并聯電路中電阻的關系。

（1）實驗分析

在演示實驗之前，要鼓勵學生進行各種大膽的猜想，當學生的猜想與實驗結果相同時，他會在實驗中體驗到快樂與興奮，有利于激發學生的學習興趣。

①演示實驗

將兩個電阻串聯起來，讓學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）。

得出結論：串聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。

②演示實驗

將兩個電阻并聯起來，同樣讓學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）。

得出結論：并聯電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。

（2）定性分析

（提出問題）為什么串聯后總電阻會變大？并聯后總電阻會變小？

得出結論：電阻串聯相當于導體的長度變長了，所以串聯電阻的個數越多總電阻就越大；電阻并聯相當于導體的橫截面積變粗了，所以并聯電阻的個數越多總電阻就越小。

（3）定量分析

利用歐姆定律公式以及前面學過的串并聯電路中電流和電壓的特點推導串并聯電路中總電阻的關系得出結論：（1）電阻串聯后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn；（2）電阻并聯后的總電阻=+…+。

4.小結（4分鐘）

（1）理解掌握歐姆定律的內容及其表達式

（2）運用歐姆定律解決有關電學的計算題以及探究串、并聯電路中電阻的關系

5.布置作業（1分鐘）

本節作業的布置主要是針對歐姆定律表達式及其變形公式的運用，并結合前面學習過的串并聯電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。

作業：《課堂點睛》17頁至18頁的習題。

五、說板書設計

歐姆定律的內容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。

歐姆定律的表達式：I

篇3

所謂“實驗探究教學模式”，是指學生在教師的引導下，運用已有的知識和技能，充當新知識的探索者和發現者的角色的學習模式。

筆者多年從事初三物理教學，結合新課改要求，在《歐姆定律》探究教學中進行了嘗試，現談談自己的實踐和體會。

一、在探究過程中，著重應用控制變量法

控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個量與這些因素之間的關系，往往先控制住其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素變化所產生的影響，然后通過比較歸納出與這些量之間的關系。

歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個物理量之間的關系，由于電流大小與電壓、電阻都有關系，因此探究步驟中的設計實驗應盡量引導學生分為兩步設計。

1.保持電阻不變，研究電流跟電壓的關系。

要讓學生明確“研究電流跟電壓的關系時，應保持電阻不變”，設計實驗電路時應考慮：①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢？②怎樣保持導體的電阻R不變呢？③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢？

設計并連接電路利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓，使它成整數倍地增加，并記錄所對應的電流值，

2.保持電壓不變，研究電流跟電阻的關系。

要讓學生明確“研究電流跟電阻的關系時，應保持電壓不變”，實驗探究時應考慮：①怎樣改變導體電阻R的大小？②怎樣保持導體兩端的電壓U不變呢？讓學生討論交流，使學生認識到：當定值電阻的大小發生變化時，可通過滑動變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。

更換定值電阻，利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變，記錄對應的電流值，在具體的探究教學中可能會遇到這樣的問題：在電阻R阻值改變時，電阻R兩端的電壓也發生變化，如何移動滑動變阻器的滑片，使電阻R兩端的電壓恢復到原來的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面。

二、在探究過程中，讓學生親身體驗，增強課堂教學效果

學生是教學活動的主體，教師對思維活動過程的展開，不能代替學生自己的思維活動。因此，在設計本節探究活動時筆者以學生為中心，進行分組實驗。激發學生的求知欲和參與意識，使不同層次學生的認知結構、個性品質在參與中都得到發展。設計學生活動程序如下：

（1）提出問題：電流與電壓，電流與電阻的關系？

（2）作出假設：①不成比例。②成正比。③成反比。

（3）設計并進行實驗：①設計電路圖。②設計步驟。③進行實驗。

（4）分析數據得出結論。

這樣做有以下好處：第一，可以充分調動學生的積極性。對于初中學生來說，他們已不再局限于看老師演示實驗，都喜歡自己動手操作，通過自己的實踐解決問題。第二，可以清楚地發現并指出學生的操作中的錯誤，物理實驗中一些儀器的使用，要求學生掌握，培養學生正確而良好的操作技能。但是，在實踐過程中，筆者認為學生的練習機會實在太少，有些儀器的使用方法盡管學生課上聽懂了，但真正操作起來并不如想象的那樣簡單順手。就像本節中的電流表、電壓表的使用，學生往往會把電表的串并連搞錯，把正負接線柱接錯等，滑動變阻器的使用也不夠到位。第三，可以鞏固學生對相應知識的掌握情況。對于人的記憶方式來說，自己動手操作過的情景記憶起來要比單純的聆聽接受記憶要牢固得多。

三、在探究過程中，引導學生反思應用遷移

這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識遷移到另一類知識中，使學生受到相互滲透、影響和轉化的觀點的教育。例如，啟發學生把已有的知識遷移到歐姆定律的探究中，把歐姆定律的知識遷移到其他知識的學習中。這樣就使學生不僅提高了知識學習的效率，而且逐漸樹立普遍聯系、轉化的觀點。

例如：在總結歐姆定律的公式（I=U/R）時，可以壓強的公式為母本，壓強的公式是P=F/S，它的理解可以是：當受力面積一定時，壓強與壓力成正比；當壓力一定時，壓強與受力面積成反比。而歐姆定律是：通過導體的電流，與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的，所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對于知識和思維不是很完善的初中學生來說，可以很容易地掌握知識，得出結論。

當然在歐姆定律的探究教學中還有很多地方可以運用知識遷移，例如：在運用探究的基本過程解決電流、電壓、電阻三者關系時，可以反思以往用探究的方法解決過的問題，如液體壓強、深度、液體密度三者的關系，用以往的經驗為本次探究的順利完成做鋪墊。

四、在探究過程中，利用教材對學生進行德育教育

德育是五育之首，新課程標準關注人的發展，把德育放在十分重要的地位。作為基礎學科的物理理所當然承擔著重要的德育任務。

在《歐姆定律》探究教學中，筆者首先做了大量的準備工作，這樣學生不僅學得很愉快，而且在心里會產生一種對教師的敬佩之情，并從老師身上體會到一種責任感，這對以后的學習工作都有巨大的幫助作用。其次，在教學過程中，利用分組實驗的合作性學習潛移默化地對學生進行德育教育，培養他們團結協作的精神。最后，利用歐姆的事跡和成果激發學生的學習熱情，樹立崇高理想，榜樣的力量是無窮的，它對學生具有強大的感染力和說服力。

教育部頒布的《物理課程標準》首先提出科學探究，其次才是科學內容，它把科學探究作為很重要很有價值的學習方法和教學方法提出來，說明越來越多的教育者注意到探究教學在教改中的重要地位。《歐姆定律》一課的探究教學不僅要求教師有較高自身的修養素質，還要做好在探究教學中與學生一起雙向地、互動地建構學科知識、促進能力發展。因此，在初中物理新課標下如何更好地開展探究教學，值得我們探討。

篇4

（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，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點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質量不是狀態量，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，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、冥王星的發現等物理學史料，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，也發現了它的局限性。

（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。一般是根據功能原理，在外力和非保守內力都不作功或所作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量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態變化的復雜過程（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。

篇5

2.基本概念的應用問題

歐姆定律中的基礎元件其實很簡單就是導線中的電阻，歐姆定律中主要討論的就是電壓、電流與電阻三者之間的關系，要理解他們之間的關系，讓學生理解電流隨著電壓與電阻的變化而變化，對于多個變量的問題要盡量將變量統一成為一個，這樣方便學生對于事物的處理能力，在初中學習生活中要使學生盡量掌握這種方法幫助解決其他的物理問題，當學生掌握這些知識時，可以進一步地學習電學知識和簡單的電力計算，這也是初中物理的重點知識．在基本元件使用時，學生要注意電阻在電路中是串聯還是并聯，在使用情況不同的場景下，電阻所起到的作用是一樣的，但是電流與電壓的關系卻恰恰相反．在并聯的情況下，每條支路的電流總和為從電源出來的電流，這條定律在現在大學的知識中依舊使用，只是變得更加高級———在一個節點流入和流出的電流之和為零;并聯電路的電壓都是相同的．在串聯的情況下，回路中的電阻的電流都是相同的，電壓根據電阻進行分壓．在使用基礎式子時，學生要理清串聯與并聯之間的關系，通過變量之間的關系才可以記住繁瑣的知識點．在題目中我們經常看到通過改變支路的個數或者電阻的個數來討論電流與電壓的大小，經過這樣的問題，我們要時刻保持警惕，清楚準確地了解并聯與串聯的關系導致電流電壓的不同．

3.基本元件的使用問題

在初中物理知識中，主要使用的基本元件是電流表、電壓表和變阻器，這些元件是最基本的，不僅僅要在題目中能分辨出它們，還要在現實生活中可以自在地使用這些元器件．這些內容是學生無法立即掌握的知識，要經過長時間的演示才可以讓學生明白這些儀器的使用與操作．這項工作要直接將學習的內容建立在學生的頭腦中，不要讓學生對于這項實驗有誤解，不帶有一絲疑問地學習下去，認真地做好演示．在研究方法上我們將選擇在上述中說過的控制變量法，對于所擁有的三個變量進行限制:如固定電阻不改變，研究電流與電壓的關系;固定電壓不變，研究電流與電阻的關系，在這樣的情況下我們才可以看清變量之間的實驗關系．要直接在電源的正極開始，按照正極入、負極出的原則進行接線，要將線路連接起來形成一個閉合回路，電壓表要并聯在電阻上，這樣不會使線路斷路，不要忘掉電源和滑動變阻器在線路中的重要作用，可以根據真實的題目來進行連線．這時候電流表所顯示出來的數為所接線路上的電流值，電壓表所顯現出來的數字為所并線路上的電壓數值．

4.歐姆定律的變量問題

在初中物理的歐姆定律的講解中，變化量的問題往往是難住學生與老師的一類的題型，難住學生使學生無法在知識中找到有效解決這類問題的方法，難住教師是因為教師因為這類題目過于繁瑣，無法將這類知識有效地、系統地將學生教會，所以找出有效的方法教給學生是解決變量問題得分少的方法．本著從易到難的原則，先從一個電阻的問題講起，再擴展到兩個電阻、三個電阻的情況，在此基礎上逐漸拓寬學生的思路，逐漸掌握所學知識，讓學生找到學習的目標以及方法．當定值電阻接在電源兩端后，電壓由U1變為U2，電路中的電流由I1增大到I2，這個定值電阻是多少呢?很簡單利用歐姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R，通過這個公式可以得到電阻的值．當難度增加時，由一個電阻變為兩個電阻，定值電阻與滑動變阻器串聯在電壓恒定的電源兩端，電壓表V1的變化量為ΔU1，電壓表V2的變化量為ΔU2，電流表的示數為ΔI，在這樣的問題上將變化電阻上的電壓與電流之比轉化為定值電阻上電壓與電流之間的關系就可以了，將變化的問題轉化為固定的關系之間的數值，明顯地簡化了許多變量問題的計算．當變量變為三個電阻時，難度進一步的增大，大部分學生認為這是一項不可能完成的任務，大部分學生放棄了這類題，在遇到這類問題時我們要將三個電阻盡量化為兩個電阻的問題，在這個問題上學生可以恢復自信心，跨過思維障礙．通過電壓表與電流表的位置，將電阻進行合并，這樣不管有多少電阻都可以化簡為兩個電阻，這樣學生會感覺題目簡單多了．

5.實驗中遇到的問題

篇6

（1）利用歐姆定律測量未知電阻.

（2）理解電阻是導體本身的屬性.

（3）掌握伏安法測電阻實驗中的主要步驟.

3教學過程

3.1實驗原理

師：同學們我這里有一個電阻值模糊不清的電阻（展示實物），能用電壓表、電流表測出它的阻值來嗎？

師：需測哪些物理量？

引導學生回答：根據歐姆定律即可.

師：具體怎么利用歐姆定律？你怎么測出電阻？

引導學生回答：只要測出它兩端的電壓和通過它的電流，應用歐姆定律推導出R=U/I，得出實驗的原理.

3.2電路圖

師：我們進行電路設計的依據是實驗原理，要分別測和？測電流用什么器材？怎么連入電路？請生上黑板畫圖；測電壓用什么器材？怎么連入電路？請生上黑板畫圖.

師：這樣的電路還有什么不完善的地方？

問題：在交流中，針對學生設計的電路是否使用滑動變阻器進行提問：怎么算出電阻？這個算出的值有誤差嗎？ 怎么減小誤差？ 怎么才會取得多組數據？電路中不用滑動變阻器行不行？為什么要有滑動變阻器？

引導學生回答：做實驗時總存在誤差，要減小誤差需進行多次測量取平均值.

師：你們看這樣的電路圖能測量幾次？怎樣實現多次測量？

引導生回答：換電池節數或用變阻器.

師：請學生對此評價，滑動變阻器使用方便，測量次數多（在圖中加滑動變阻器）.

可以利用滑動變阻器改變待測電阻兩端的電壓和通過的電流，多測幾組數據，用多次測量取平均值的方法，可減小誤差.

3.3器材

師：請生對照電路圖總結需要的器材.（生邊說邊寫）

3.4實驗步驟

（1）按電路圖正確連接實驗電路.

（2）閉合開關，改變滑動變阻器滑片，分別讀出兩表的示數，記入表格中.

實驗次數電壓U/V電流I/A電阻R/Ω123（3）根據記錄計算出三次測得的電阻R，求出平均值Rx=Ω.

（4）實驗結束，整理器材.

3.5數據處理

師：下面利用三次實驗數據作出定值電阻的I-U圖象.

討論：定值電阻的I-U圖象近似是一條直線，該圖像說明定值電阻的阻值是不變的，有偏差是由誤差引起的，說明導體的電阻是導體本身的一種性質，與電流、電壓無關.

總結：用電壓表和電流表測電阻的方法叫“伏安法”.

4目標達成檢測

（1）在公式的基礎上，我們可以通過電流表和電壓表測量出某導體的電阻，這樣測量電阻的方法稱為.

（2）在測量定值電阻的實驗中，人們利用多次測量取方法來減小誤差，人們利用實現多次測量的.

（3）某同學在做“伏安法測電阻”實驗，待測定值電阻阻值5～10 Ω.

篇7

（2）列出已知條件和所求量；

（3）利用歐姆定律求解；（先公式，再代入，再計算；若是動態電路可列方程或方程組.）

解題時應按例題格式書寫.

例 一只小燈泡額定電壓為3 V，電阻為10 Ω，現將其接入電壓為4.5 V的電路中，為了使小燈泡正常發光，要串聯一個多大的電阻？

已知：小燈泡的電阻UL=3 V，電阻RL=10 Ω，總電壓U=4.5 V.

求：串聯電阻Rx.

1.（2007年安徽）可以用圖2的電路圖測量未知電阻Rx的阻值.調節電路，當電壓表示數U為14.0 V時，電流表的示數為0.40 A.

（1）計算Rx的阻值；

（2）實際上，電流表是有電阻的，如果考慮到電流表的電阻值RA為0.5 Ω，計算這時待測電阻Rx′的阻值.

2.（2008年安徽）干電池是實驗經常使用的電源，它除了有穩定的電壓外，本身也具有一定的電阻.實際使用時，可以把干電池看成一個理想的電源（即電阻為零）和一個電阻串聯組成，如圖3（a）所示.用圖3（b）所示的電路可以測量出一個實際電源的電阻值.圖中R=14 Ω，開關S閉合時；電流表的讀數I=0.2 A；已知電源電壓U=3 V，求電源電阻r的大小.

3.（2009年安徽）常用的電壓表由小量程的電流表G改裝而成.電流表G也是一個電阻，同樣遵從歐姆定律.圖4甲是一個量程為0～3 mA的電流表G，當有電流通過時，電流可以從刻度盤上讀出，這時G的兩接線柱之間具有一定的電壓.因此，電流表G實際上也可以當成一個小量程的電壓表.已知該電流表的電阻為Rg=10 Ω.

（1）若將這個電流表當成電壓表使用，則刻度盤上最大刻度3 mA處應該標多大的電壓值？

（2）如圖4乙所示，若將該電流表串聯一個定值電阻R后，使通過G的電流為3 mA時，A、B 之間的電壓等于3 V，這樣A、B之間（虛線框內）就相當于一個量程為0～3 V的電壓表（圖4丙），求串聯的定值電阻R的大小.

4.（2010年安徽）實際的電源都有一定的電阻，如干電池，需要用它的電壓U 和電阻r兩個物理量來描述它.實際計算過程中，可以把它看成是由一個電壓為U、電阻為0的理想電源與一個電阻值為r的電阻串聯而成，如圖5甲所示.

在圖5乙中R1=14 Ω，R2=9 Ω.當只閉合S1時，電流表讀數I1=0.2 A；當只閉合S2時，電流表讀數I2=0.3 A，把電源按圖甲中的等效方法處理.求電源的電壓U和電阻r.

5.（2011年安徽）實驗室有一種小量程的電流表叫毫安表，用符號mA表示，進行某些測量時，其電阻不可忽略.在電路中，可以把毫安表看成一個定值電阻，通過它的電流可以從表盤上讀出.利用圖示電路可以測量一個毫安表的電阻，電源的電阻不計，R1=140 Ω，R2=60 Ω.當開關S1閉合、S2斷開時，毫安表的讀數為6 mA；當S1、S2均閉合時，毫安表的讀數為8 mA.求毫安表的電阻RA和電源的電壓U.

6.（2012年安徽）有一種裝飾用的小彩燈，如圖7（a）所示，它的內部是由一個定值電阻與燈絲并聯而成，等效電路如圖7（b）所示.已知燈絲的電阻R1=10 Ω，定值電阻R2=1000 Ω.

（1）求這個小彩燈的電阻.（結果保留一位小數）

（2）若將一個小彩燈接在電壓為1.5 V的電源兩端，求通過燈絲R1的電流大小.

（3）如圖7（c）所示，將數十個小彩燈串聯后接在電壓為U的電源兩端，均正常發光（圖中只畫出3個，其他未畫出）.若其中一個燈的燈絲斷了，其他小彩燈的亮度如何變化？寫出你的判斷依據.

（1）求電路中的電流大小.

篇8

He Hongkai

【Abstract】Measuring resistance through the voltammetry is one of important experiments in junior physics experiment. Because the equipment is used differently, we can adopt several different ways to measure. In this paper, the writer has introduced the routine way as well as several kinds of transformative way of this experiment, which has enriched teaching and also aroused students’ learning interest and exploring appetite.

【Keywords】Measuring resistance through the voltammetry Routine way Transformative way

伏安法測電阻是初中物理實驗的重要實驗之一，該實驗綜合檢查了學生對電流表、電壓表、滑動變阻器等的正確使用。實驗的原理是利用歐姆定律 ，將公式變形得 ，只要測出導體兩端的電壓及通過導體的電流，就能算出待測電阻的阻值。該實驗由于使用的器材不同，可用幾種不同的方法來測量。

1．常規方法。

實驗器材：待測電阻1只、電壓表1只、電流表1只、開關1只、電源1個、滑動變阻器1只、導線若干根。

實驗電路圖：

實驗步驟：

①根據電路圖，連接實物（注意電流表、電壓表、滑動變阻器連入的方法要正確）。

②閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，從電流表、電壓表分別讀出一組電流、電壓值，計算出電阻值。

③改變滑動變阻器滑片的位置，再測出兩組電流、電壓值，分別算出相應的電阻值。

④計算出三次電阻值的平均值，即待測電阻的阻值。

2．變形方法。

2．1 變形一。

實驗器材：待測電阻1只、電壓表1只、阻值已知的電阻1只、開關1只、電源1個、滑動變阻器1只、導線若干根。

實驗電路圖（電壓表在測量具體物理量時再連入）：

實驗原理：歐姆定律、串聯電路電流、電壓關系。

方法一、用電壓表分別測出R0、Rx兩端的電壓U0、Ux，待測電阻的阻值Rx：

方法二、用電壓表測出R0兩端的電壓U0，及R0、Rx兩端的總電壓U，待測電阻的阻值Rx：

方法三、用電壓表分別測出R0、Rx兩端的總電壓U，Rx兩端的電壓Ux，待測電阻的阻值Rx：

2．2 變形二。

實驗器材：待測電阻1只、電流表1只、阻值已知的電阻1只、開關1只、電源1個、滑動變阻器1只、導線若干根。

實驗電路圖（電流表在測量具體物理量時再連入）：

實驗原理：歐姆定律、并聯電路電流、電壓關系。

方法一、用電流表分別測出R0、Rx的電流I0、Ix，待測電阻的阻值Rx：

方法二、用電流表測出R0支路電流I0，干路電流I，待測電阻的阻值Rx：

方法三、用電流表測出Rx支路電流I x，干路電流I，待測電阻的阻值Rx：

2．3 變形三。

實驗器材：電流表1只、阻值已知的電阻1只、開關2只、電源1個、導線若干根。

實驗電路圖：

實驗原理：歐姆定律、并聯電路電流、電壓關系。

測量數據：

①閉合S1，斷開S2，讀出電流表的讀數I1。

②同時閉合S1、S2，讀出電流表的讀數I，則Rx支路電流Ix：Ix=I－I1

結論：

2．4 變形四。

實驗器材：電壓表1只、阻值已知的電阻1只、開關3只、電源1個、導線若干根。

實驗電路圖：

實驗原理：歐姆定律、串聯電路電流、電壓關系。

測量的數據：

①閉合S、S2，斷開S1，讀出電壓值U。

②閉合S、S1，斷開S2，讀出電壓值U1，則Rx兩端的電壓Ux：Ux=U－U1。

篇9

1.課題

閉合電路的歐姆定律（人教版普通高中課程標準實驗教科書選修3-1）

2.教材分析

本節內容是全章的重點，是歐姆定律的延伸，教材從能量入手，循序漸進地引導學生推出閉合電路的歐姆定律，教學過程簡單、學生易于接受。之后應用定律解決物理規律問題，使學生明白物理規律可以用已知定律從理論上導出，將理論應用于實際。

3.教學目標

知識與技能：①理解內、外電路及電源的內阻。②知道電源電動勢等于沒接入電路時兩極板間的電壓。③理解閉合電路的歐姆定律及其公式并能熟練地解決電路問題。過程與方法：①培養自主學習能力。②培養獨立思考、自主探究物理問題的能力。情感態度與價值觀：①激發學習興趣和求知欲。②培養嚴謹的科學態度和合作學習精神。

4.教學重、難點

教學重點：①閉合電路歐姆定律的內容。②路端電壓與電流的關系公式及圖像表示。教學難點：①閉合電路歐姆定律的應用。②路端電壓與負載的關系。

二、教學過程

1.自主學習

課前教師下發學案，學生根據學案進行預習，重點思考并回答以下問題：

（1）什么是電源？

（2）電源電動勢的概念和物理意義是什么？

（3）什么是內電路？什么是外電路？在回路中的電流方向如何？

（4）在內、外電路中電勢是如何變化的？

（5）怎樣計算內電路以及外電路中消耗的電能？

（6）如何計算電池內部非靜電力所做的功？

（7）內電路和外電路上消耗的電能與電源內部非靜電力做的功有什么關系？

（8）路端電壓與負載的關系是怎樣的？

【設計意圖】課前預習使學生將學習活動延伸到了課外，保證了學生思考的空間，增加了有效學習的時間。只有學生本人了解自己已經掌握了哪些知識，需要學習哪些知識，才能有針對性地進行相關復習、查閱資料，避免傳統課堂“一刀切”的現象，學生帶著問題積極主動地學習新知識，滿足了高中生思維發展和自我意識發展的需要，有利于開發學生學習物理的潛能。

2.交流探究

師友之間根據預習情況交流學習。由徒弟向師傅講解本節課的相關內容，師傅補充完善不足之處，在合作中解決疑難問題，突破重難點。教師巡視了解每對師徒的學習情況，對學習過程中存在疑問的師徒進行適當的指導，對學習深度不夠的師徒進行誘導點撥。如，有些師友根據理論知識推導出閉合電路的歐姆定律之后便欣然接受，此時教師應該提醒學生設計實驗對其進行驗證；在師友探討路端電壓與負載的關系之前，教師應提出問題：能否用實驗探究路端電壓與負載的關系，并引導師友合作設計實驗方案，完成實驗步驟，分析實驗數據完成U-I圖像，進而依據圖像解釋U、I的關系以及在短路、斷路中的特殊現象。

【設計意圖】該環節采用學生之間交流合作學習的方式完成本節課的教學內容，并在教師的點撥下激發了學生動手設計實驗驗證物理定律和探究物理規律的積極性，從而通過學生的親身經歷完成了教學重難點內容的學習。這一做法顛覆了傳統教學中教師“高高在上”的地位，而是十分“親民”走到學生之中參與、啟發、引導學生學習，消除了教師與學生之間的距離感。同時，學生之間通過交流不僅可以在學習上取長補短、互利共贏，更可以在性格上相互影響、共同發展，這樣不但能鍛煉學生與人交流合作的能力，又有利于開拓思路、培養他們的探索精神和創新能力。

3.互助提高

鼓勵學生積極上臺講解本節課自己學到的知識，板演相關例題，其他學生認真聽講并進行補充，也可以提出自己的質疑并闡述觀點進行全班討論。教師注意指導學生使用物理術語，規范學生的解題步驟，引導學生歸納需要注意的問題以及總結相關規律。

【設計意圖】全國教育心理學研究發現，大多數教師所青睞的講授式教學方式學生對知識的記住率只有5%，而極少數教師鼓勵的學生教別人的方法，使學生本人對知識的記住率高達95%。本環節中，教師把課堂真正讓位給學生，讓學生做主講，不但鍛煉了學生的表達能力，同時在學生教會其他同學時自己也會收獲新的體會，而全班同學的參與交流又可以各抒己見、集思廣益、通力合作，真正實現人人參與、人人發展、人人進步的高效課堂的發展趨勢。

4.總結歸納

教師組織學生一起梳理本節課的知識點，針對學生仍然不理解以及容易產生錯誤的知識點予以講解；明確學生易混、易錯、易漏的問題，對解題規律、注意事項、解題方法和技巧等進行全面的總結，歸納出知識體系，以便學生能夠得心應手的運用。例如，教師應強調閉合電路歐姆定律反映的只是電動勢與路端電壓的數量上的關系，他們的本質是不同的，電動勢反映了電源把其他形式的能轉化為電能的本領的大小，而路端電壓反映了外電路中電能轉化為其他形式能的本領的大小，因而用電壓表直接接在電源兩級上，其示數不等于電源電動勢，但很接近電源電動勢：U=IRV=?RV=，當RV>r時，U≈E。

【設計意圖】本節課的問題是由學生自己發現解決的，規律也是由學生自己探究驗證出來的，甚至例題都是學生自己解讀體悟的，可以說全程都是由學生自己完成的，因而在本環節中學生可以很容易地總結歸納出本節課的知識體系，真正做到將學來的知識變為自己所擁有的知識，實現學習效率的最大化。

5.當堂鞏固

教師根據學生對本節課內容的掌握情況出示有代表性的一或兩道典型題，學生在規定時間完成后師友當堂交換批改，之后交流做題心得與體會。教師檢查學生的掌握情況，布置課后作業。

【設計意圖】本環節的設計意在幫助學生檢驗學習成果，深化學生對各個知識點的認知，培養他們自行解決物理問題的信心和決心，端正學生的學習態度。同時，教師可以根據學生的掌握情況，及時反饋、適時調整并通過課后作業將學生的學習活動延伸到課下，為下節課埋下伏筆，使整堂課留有余味。

三、課堂教學設計建議

在設計學案時應當充分分析教材以及學生，做到環環相扣，循序漸進地引導學生完成自學；在學生進行交流探究時，教師應該注意學生探究的內容要與本節課的教學內容相關，探究要有深度不能屈于表面；在互助提高階段，教師應該積極鼓勵內向的學生大膽發言，提高其與同學溝通以及表達能力。本文中《閉合電路歐姆定律》的教學設計依據高中學生個性心理發展特點，通過課前預習以及課上互助式學習充分地調動學生的主觀能動性，有利于改變傳統教學方式在高中物理教學中出現的弊端，以便于為物理教師的有效教學提供參考。

參考文獻：

[l]李志剛.“和諧互助”式教學策略研究概述[J].中國教育學刊，2010，31（12）.

篇10

伏安法測電阻一直以來都是中學物理中非常重要的一個電學實驗，同時也是整個中學物理中電學實驗的基礎，所以有必要掌握伏安法測電阻這個實驗的具體設計和思想，以及對實驗誤差的處理方法，這可以更好地幫助我們更好地學習以后的電學實驗。

1實驗原理

伏安法測電阻的實驗原理是歐姆定律，測出未知電阻兩端的電壓U和通過它的電流I，將歐姆定律的公式變為（R=U/D，便得到未知電阻的阻值。因電壓單位：伏特，電流單位：安培，故名為伏安法。根據電流表與電壓表的連接方式不同，存在兩種測量方法：外接法和內接法。下圖中，甲為電流表內接電路圖，乙為電流表外接電路圖。

2方法探究

一般情況下需要判斷測量的數據是內接法還是外接法所得，在此簡單探究兩種方法如下：

1）觸法：

當電壓表接A點測得一組（UA、IA）；接B點測得分別一組（UB、IB）。由此可得如下結論：

若（UR-UA）/UA>（IA-IB）/m，

則選擇A接點，即外接法；

若（UB-UA）/UA

則選擇B接點，即內接法。

當RV/RV>RX/RA或RX2>RVRA，電流表需內接，

當RY/RY

根據上述方法可以知道不論選取怎樣的接法需根據具體情況而定。值得指出的是，內接法測量的電阻值大于真實值；外接法測量的電阻值小于真實值。

此外在實驗步驟上也應注意：在連接電路的時候，應先將開關斷開并移到滑動變阻器的滑片，使阻值達到最大；測量時閉合開關，調節滑動變阻器，讀出電壓表和電流表的示數。為使結果更加準確，需多次測量幾組不同的數據，計算出每次測得的電阻值，最后取電阻的平均值。在這里測量多組數據中滑動變阻器就起到了至關重要的作用，通過分壓作用，改變被測電阻兩端電壓，從而改變電路中的電流，多次測量，得到多組電阻值。此外，滑動變阻器也將起到限流作用，防止連接電路時，電阻短路，起到保護電路的作用。實驗中需要注意針對具體電路首先判斷采用的是外接法還是內接法，注意選擇合適得量程，還有就是不要長時間通電，防止因溫度變化影響電阻的測量值。

3誤差分析

實際情況下，由于電壓表和電流表自身有內阻，在數據處理過程中，往往要將其考慮進去。那么在做實驗時，如何減少實驗誤差，則是我們應該注意的。對于減小實驗誤差的方法，通常情況下以還原法，補償法為主。法，分別消除電流表的分壓和電壓表的分流作用。如上圖，為還原電壓法電路圖。將開關K1閉合，開關K2接1，分別讀出電流表的讀數為I，電壓表的讀數為V；然后使開關K2接2，移到滑動變阻器的滑片，保持電壓表的電壓不變，然后記錄電流表的讀數分別為I1，I2；那么電流表的分得的電流為I1-I2，所以Rx的準確電流即I-（I1-I2），則：

這種方法是利用還原電壓法來減小所測量的電阻的實驗誤差。

接下來看還原電流法的具體操作，同樣，開關閉合，斷開，讀取電壓表和電流表的讀數V和I；保持墨閉合，將K2閉合，改變滑動變阻器的阻值，使電流表I保持不變，然后讀出兩電壓表示數為V1、V2，最后得出電流表的分得的電壓為V1-V2，所以R的準確電壓為V-（V1-V2），則：

改變滑動變阻器的阻值使電流表電流I（即還原的電流）不變，此時電壓也保持不變，這就是操作還原電流法的步驟。通過上述電流還原法和電壓還原法的操作，我們都可以達到減小實驗誤差的作用。

篇11

閉合電路歐姆定律的傳統教學是：利用電池借助兩個電壓表，分別測量內外電路電壓，然后相加看其總和是否不變。學生可能會想：為什么會想到測量內、外電路電壓并求其和？此外，這個實驗由于電極勢壘造成實驗誤差不好解釋。為此，可以借助信息技術設計探究教學方式。

用視頻展臺投影圖2的實物線路圖，并記錄電壓表示數，2.9V。然后將電路改為按圖3連接。事先調節滑動變阻器到適當電阻值，然后再閉合開關S，測量電源兩端的電壓，電壓表示數為1.8V。此到學生產生了疑惑：兩次測量“電源”兩端為何不等？

教師引導學生猜想可能的原因，多數學生認為是由于實驗誤差引起的。教學過程中先不要判斷學生猜想的正誤，先讓學生觀察圖4電路中電表示數變化情況，結果發現電壓表示數變化，電流示數變小，反之，電壓表示數變小，電流示數變小，學生無法用用歐姆定律I = U/R來解釋，產生認知矛盾。這顯然不是實驗誤差引起的？問題出在何處？

對此現象，教學過程中不要硬性要求學生進行猜想與假設，要另設教學環境，因為對這個現象的假設是比較困難的（除非學生已經知道電池有內電阻）。

教學過程中指出：平常我們做實驗需要測量數據，然后對數據進行分析處理，并得出相應的結論。那么針對圖4所示的實驗我們可以做些什么呢？

測量幾組I、U數據后，可分析產生上述現象的原因。

接著測量圖4電路，得到如上表所示的幾組數據。將表中數據利用Excel處理作出圖像，如圖5所示。（本文寫作時已經將Excel圖改畫為bmp圖）

引導探究：I-U圖線是一條傾斜直線說明了什么？ （學生：說明電壓表示數隨電流表示數增大而均勻減小）

問題：該圖像與我們學過的哪些圖像相似。

學生：勻減速直線運動的速度圖像，v = v0 + at（a < 0）。

問題：圖5的圖線能否用同樣的方式表示。

學生：可以寫成U = U0- kI形式，其中k為常數，本實驗中U = 3.0- 4.0I（注：單位為SI制）。

問題：通過電腦動畫將圖5的圖線向兩邊延長（圖5中虛線部），提出交點（0，3.0 ）、（0.75，0），分別表示什么意義？

學生：3.0V表示電路斷開時電壓表讀數（學生還未思考圖2示數為2.9V，教學中可以暫時不點破），0.75A表示電源被短路時的電流。

問題：電源被短路，還有電流？不是無窮大嗎？

學生猜想：電源內部可能有電阻。

教師：為什么？

學生分析：由U = U0- kI可知在U = 0時，電流為I0，則k = U0/I0，則k單位應是V/A，即歐姆，故猜測電源內部有電阻，本實驗中電源內電阻為4.0Ω。

學生在處理實驗數據過程中，通過聯想與類比，認識到電源存在內阻，實現了認識的飛躍。

篇12

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現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的讀數用U1表示，電壓表V2的讀數用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，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，可直接讀出Rx兩端的電壓，再與另一只表串聯，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誤差。

以上從原理出發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的示數為I1，電流表A2的示數為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和電流表串聯后直接和電池相連，電流表的示數接近滿量程。

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串聯后再與電流表A2并聯即用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；撥動S使R′接通，記錄電流表的示數與R接通時的示數相同，記錄此時R′的值R0′，則R＝R0′。

（b）設電源的電動勢為E，S閉合后通過電流表的示數為I1，S斷開時電流表的示數為I2，有E＝I1R，E＝I2（R＋R0），解得。

（c）設電源的電動勢為E，S閉合前將R′調到最大值（或較大值），然后閉合S，調R′使電流表的示數盡量接近滿量程，此時R′的值為R0′，電流表的示數為I1．斷開S后電流表的示數為I2（也可采用在S斷開后調節R′，使電流表的示數為1/2滿量程的方法）

參考文獻：

篇13

電工學是一門非電專業的技術基礎課程，其基本內容是電工技術和電子技術，主要任務是為學生學習專業知識和從事工程技術工作打好基礎，并使他們受到必要的基本技能的訓練。集成運算放大器（簡稱集成運放）是模擬電子技術中的重要器件，是幾乎目前所有的電子設備中都要用到的基本器件。集成運放是電工學中的重點知識，且種類繁多，從而對課堂教學提出了較高的要求。本文結合電工學課程教學實踐，探討基爾霍夫電流定律（簡稱KCL）在集成運放課程教學中的應用。

一、集成運放

運算放大器（簡稱運放）是一種直流耦合、差模（差動模式）輸入、通常為單端輸出的高增益電壓放大器，因為剛開始主要用于加法、減法等模擬運算電路中，因而得名。集成運算放大器（簡稱集成運放）是用集成電路工藝制成的運算放大器，與分立元件組成的放大電路相比，集成運放具有體積小、質量輕、功耗低、工作可靠、安裝方便、價格便宜等眾多優勢，因而在模擬運算、信號處理等領域都有著廣泛的用途。虛短、虛斷是模擬電路中理想集成運放的兩個重要概念。集成運放工作在線性區時，由于運放的開環電壓放大倍數很大，運放的差模輸入電壓通常不足1mV，可以認為兩個輸入端的電位相等u+=u-，即反相與同相輸入端之間相當于短路，但事實上并沒有短路，稱為“虛短”；由于運放的差模輸入電阻很大，一般集成運放的輸入電阻都在1MΩ以上，因此流入運放輸入端的電流往往不足1uA，遠小于輸入端外電路的電流，故通常認為反相與同相輸入端之間相當于斷路，i+=i-≈0，但事實上并沒有斷路，稱為“虛斷”。

二、基爾霍夫電流定律

基爾霍夫定律概括了電路中電流和電壓分別遵循的基本規律，是分析和計算電路的基本依據。基爾霍夫電流定律（簡稱KCL）是用來確定連接在同一結點上的各支路電流間關系的。由于電流的連續性，電路中任何一點（包括結點在內）均不能堆積電荷。因此，在任一瞬間，流入某一結點的電流之和應該等于由該結點流出的電流之和。

三、利用基爾霍夫電流定律分析運算電路

本論文基于秦曾煌主編的第七版《電工學》教材[1]，從基爾霍夫電流定律（KCL）出發，分析了反相比例、同相比例、加法、減法等四種由集成運放組成的運算電路，均采用相同的電路分析步驟：（1）應用KCL和虛斷條件i+=i-≈0列結點電流方程；（2）應用歐姆定律將電流方程轉換成電壓方程；（3）應用虛短條件u+=u-簡化電壓方程；（4）得到輸出電壓u■和輸入電壓u1二者之間的關系。

（一）反相比例運算電路

反相比例運算電路如圖1所示，輸入信號u1經輸入端電阻R1接到反相輸入端，而同相輸入端通過電阻R2接地，反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。

根據i+=i-≈0，可以得到結點a處的電流關系：iI=iF，根據歐姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了輸入電壓u■和輸出電壓u■之外，還有一個未知量u■，根據u■=u+=-i+R2=0，可以將上式簡化為：

■=■，

即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■二者之間的關系：

u■=-■uI。

（二）同相比例運算電路

同相比例運算電路如圖2所示，輸入信號u■經電阻R2接到同相輸入端u+，而反相輸入端通過輸入端電阻R1接地，反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。

根據i+=i-≈0，可以得到結點a處的電流關系：iI=iF，根據歐姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了輸出電壓u■之外，還有一個未知量u■，根據u■=u+=u■-i+R2=u■，可以將上式簡化為：

■=■，

即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■二者之間的關系：

u■=1+■u■。

（三）加法運算電路

反相加法運算電路如圖3所示，輸入信號u■1、u■2分別經輸入端電阻R11、R12接到反相輸入端，而同相輸入端通過R2接地，反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。

根據i+=i-≈0，可以得到結點a處的電流關系：i■1+i■2=iF，根據歐姆定律可以得到：

■+■=■，

上式中除了輸入電壓u■1、u■2和輸出電壓u■之外，還有一個未知量u■，根據u■=u+=-i+R2=0，可以將上式簡化為：

■+■=■，

即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■1、u■2二者之間的關系：

u■=-■u■+■u■。

（四）減法運算電路

減法運算電路如圖4所示，輸入信號u■經輸入端電阻R1接到反相輸入端，u■經電阻R2、R3接到同相輸入端，反饋電阻RF連接在輸出端和反相輸入端之間。

根據i+=i-≈0，可以得到結點a處的電流關系：iI=iF，根據歐姆定律可以得到：

■=■，

上式中除了輸入電壓u■1和輸出電壓u■之外，還有一個未知量u■，u■和u■之間滿足關系：u■=u+=■u■，

即可得到輸出電壓u■和輸入電壓u■1、u■二者之間的關系：u■=-■u■+1+■u■。

四、結論

綜上所述，本文從基爾霍夫電流定律（KCL）出發，分析了反相比例、同相比例、加法、減法等四種由集成運放組成的運算電路，該方法具有簡單可行、可操作性強等優點。此外，KCL還可以應用在基本放大電路的動態分析中，例如輸入、輸出電阻。實踐證明，該方法可以提高課堂教學效果和學生的學習興趣，調動學生的主觀能動性，學生評價較好。

參考文獻：