例谈欧姆定律的应用──应用继承和发展的关系培养学生的能力

例谈欧姆定律的应用

──应用继承和发展的关系培养学生的能力

湖北省远安县洋坪中学 胡春宏

　　欧姆定律用公式表示是：I=U/R。导出公式是(1)U=IR;(2)R=U/I。因此欧姆定律的应用可分为三类。下面通过一道测电阻的例题，谈谈如何引导学生在原有知识的基础上，发展思维，实现创新，从而培养学生应用知识解决实际问题的能力。

　　一、R=U/I

　　伏安法测电阻的原理是R=U/I。这表明一个导体的电阻R可通过测量同一时刻加在导体两端的电压U和通过它的电流I来计算。

　　创设问题情境1：有一个未知电阻Rx，要测量它的电阻值，现有下列器材：电流表、电压表、开关、滑动变阻器，电源、导线若干。怎样测量Rx的电阻?

　　〖学生练习〗画出你设计的电路图，并在右边的实物图上连线。

　　二、U=IR

　　创设问题情境2：若闭合开关后，发现电压表坏了，找来一个阻值已知的电阻器R0。怎样测出待测电阻Rx的值?

　　分析：在上面设计的电路图上去掉电压表。电压表的作用是测量电阻器两端的电压Ux，现在有电流表和电阻器R0，根据变形公式可知U0=I0·R0，若把电流表和电阻器串联，可测出通过R0的电流I0，要使U0与Ux相等，要把它们并联。可见，一个电阻器与一个电流表串联其作用相当于一块电压表，如图中的虚线部分所示。

　　实验的步骤：(1)断开开关，照图4那样连接电路，将变阻器的滑片P置于阻值最大处;(2)闭合开关，移动滑片P到适当处，读取电流表的示数I0，根据U0=I0·R0，算出电压;因为Rx与R0并联，所以Ux=U0;(3)断开开关，将Rx与R0换位，闭合开关，读取电流Ix，根据Rx=Ux/Ix算出电阻;(4)移动滑片P到不同位置，重做几次实验，将测算出的电阻值求平均值，即为Rx的阻值。

　　三、I=U/R

　　创设问题情境3：若闭合开关后，发现电流表坏了，找来一个阻值已知的电阻器R0。怎样测出待测电阻Rx的值?

　　分析：在上面设计的电路图上去掉电流表。电流表的作用是测量电阻器中的电流Ix，现在有电压表和电阻器R0，根据变形公式可知I0=U0/R0，若把电压表和电阻器并联，可测出R0两端的电压U0，要使I0与Ix相等，要把它们串联。可见，一个电阻器与一个电压表并联其作用相当于一块电流表，如图中的虚线部分所示。

　　〖学生练习〗请你写出：(1)实验的步骤：_______________________________________;

　　(2)计算Rx的表达式是：_________________________________。

　　欧姆定律涉及的是同一时刻、同一段电路的三个物理量：电压U、电流I和电阻R的关系，要引导学生建立“只要知道其中的两个物理量，就能求出第三个物理量”的意识。当然，问题2和问题3中还要利用串联电路电流相等、并联电路电压相等的规律。教师在创设问题情境时，要在原有图形的基础上，继承已有的元件，去掉没有的或损坏的元件，再引导学生应用添加的元件有什么作用，发展思维，从而达到解决问题的目的。