時(shí)間：2024-03-27 10:23:25
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇?dú)W姆定律含義，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
一、牛頓第一定律。采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的含義，引入了慣性的概念，是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)做第二定律的特例；慣性不是狀態(tài)量，也不是過(guò)程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以......”教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
二、牛頓第二定律。在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)注意公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
三、萬(wàn)有引力定律。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力常量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)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(fā)現(xiàn)了它的局限性。
四、機(jī)械能守恒定律。這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不做功或所做的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程（過(guò)程量被消去），使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個(gè)定律不適用的問(wèn)題，可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。
五、動(dòng)量守恒定律。歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)說(shuō)，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問(wèn)題，相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化，表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動(dòng)量守恒定律都是適用的。
六、歐姆定律。中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對(duì)同一導(dǎo)體而言；“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對(duì)不同導(dǎo)體說(shuō)的。②I、U、R是同一電路的三個(gè)參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動(dòng)勢(shì)的概念，并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確，普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義式。中學(xué)物理課本不把 R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
關(guān)鍵詞：全電路；歐姆定律；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；感性教學(xué)
中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2012）08-0098-02
歐姆定律是《電工基礎(chǔ)》中最常用的基本定律之一，技工院?，F(xiàn)在使用的《電工基礎(chǔ)》教材（中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版，第四版）中把歐姆定律分為部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩部分。對(duì)于部分電路歐姆定律，由于中學(xué)物理課本已作詳細(xì)介紹，學(xué)生容易接受，但對(duì)于全電路歐姆定律，由于其涉及的概念較多且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜，再加上教材未附相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)。因此，學(xué)生很難理解和接受，也是其成為教師教學(xué)中重點(diǎn)和難點(diǎn)的原因。筆者針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生的困惑和疑問(wèn)，借助實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生理解，收到了較好的效果。
明確教學(xué)目標(biāo)是教師組織
全電路歐姆定律教學(xué)的關(guān)鍵
掌握全電路歐姆定律對(duì)于學(xué)好《電工基礎(chǔ)》這門課程來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。因?yàn)楹罄m(xù)章節(jié)中多處電路的分析和計(jì)算要應(yīng)用到這一定律。教學(xué)是一個(gè)教師與學(xué)生雙向互動(dòng)的過(guò)程，作為教師，要組織好全電路歐姆定律教學(xué)，必須先明確教學(xué)目標(biāo)，做到心中有數(shù)，才能更好地開(kāi)展教學(xué)。
知識(shí)目標(biāo)：（1）理解電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻、外電阻、內(nèi)電壓、外電壓、端電壓、內(nèi)壓降等物理量的物理意義；（2）掌握全電路歐姆定律的表達(dá)形式，明確在閉合電路中電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和；（3）掌握端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律；（4）掌握全電路歐姆定律的應(yīng)用。
能力目標(biāo)：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探索科學(xué)規(guī)律的方法；（2）通過(guò)對(duì)端電壓與外電阻、端電壓與內(nèi)電阻之間的變化規(guī)律的討論，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和推理能力。
理解各物理量的物理意義是
學(xué)生掌握全電路歐姆定律的基礎(chǔ)
全電路歐姆定律的難點(diǎn)在于概念較多，且各物理量之間的關(guān)系復(fù)雜。因此，首先，應(yīng)讓學(xué)生準(zhǔn)確理解各物理量的含義。
全電路是指含有電源的閉合電路，如圖1所示。其中，R代表負(fù)載（即用電器，為簡(jiǎn)化電路，只畫一個(gè)），r代表電源的內(nèi)電阻（存在于電源內(nèi)部），E代表電源的電動(dòng)勢(shì)。整個(gè)閉合電路可分為內(nèi)、外兩部分，電源外部的叫外電路（圖1中方框以外的部分），電源內(nèi)部的叫內(nèi)電路。外電路上的電阻叫外電阻，內(nèi)電路上的電阻叫內(nèi)電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，I=，該式表明：在一個(gè)閉合電路中，電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比，這個(gè)規(guī)律稱為全電路歐姆定律。
要理解這個(gè)定律，要先理解以下幾個(gè)物理量的物理意義：第一個(gè)是電動(dòng)勢(shì)，它是指在電源內(nèi)部，電源力將單位正電荷從電源負(fù)極移到正極所做的功。這個(gè)概念比較抽象，涉及知識(shí)面較廣，要使學(xué)生全面、深刻地理解它是有困難的?？紤]到學(xué)生的接受能力和滿足后續(xù)知識(shí)的需要，需向?qū)W生講清兩個(gè)問(wèn)題：一是電動(dòng)勢(shì)的值可用電壓表測(cè)出——電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓；二是電動(dòng)勢(shì)的物理意義是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，是由電源本身的性質(zhì)決定的。第二個(gè)是電源的端電壓（簡(jiǎn)稱端電壓），它是指電源兩端的電位差（在圖1中指A、B兩點(diǎn)之間的電壓，也等于負(fù)載R兩端的電壓）。需要注意的是，端電壓與電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)不同的概念，它們?cè)跀?shù)值上不一定相等。第三個(gè)是內(nèi)壓降，它是指當(dāng)電流流過(guò)電源內(nèi)部時(shí)，在內(nèi)電阻上產(chǎn)生的電壓降。全電路歐姆定律也可表示為：“在閉合電路中，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。”
掌握各物理量的變化規(guī)律是
掌握全電路歐姆定律的重點(diǎn)
全電路歐姆定律的難點(diǎn)在于各物理量之間的變化規(guī)律，也是學(xué)生容易產(chǎn)生疑惑的地方?？梢岳醚菔緦?shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證各物理量之間的變化規(guī)律，以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的邏輯推理能力。
第一，驗(yàn)證電源內(nèi)電阻的存在并計(jì)算其大小。對(duì)于電源的內(nèi)電阻，由于存在于電源的內(nèi)部，既看不見(jiàn)，也摸不著，學(xué)生對(duì)此存在質(zhì)疑。為此，可用圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不但可以證明內(nèi)電阻的存在，還可測(cè)出內(nèi)電阻的大小。在圖2中，用1節(jié)1號(hào)干電池作電源，電阻R為已知值（可根據(jù)實(shí)際情況選定）。開(kāi)關(guān)閉合前，記下電壓表的讀數(shù)U1（此值即為干電池的電動(dòng)勢(shì)），開(kāi)關(guān)閉合后，記下電壓表的讀數(shù)U2，發(fā)現(xiàn)U2比U1?。ㄒ?jiàn)表1），就是因?yàn)殡娫磧?nèi)部存在內(nèi)電阻的緣故。
根據(jù)公式r=R可算出該電池的內(nèi)電阻。再用不同型號(hào)的干電池（如5號(hào)干電池、7號(hào)干電池）進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它們的電動(dòng)勢(shì)雖然相等（為了后面實(shí)驗(yàn)的需要，盡量選用電動(dòng)勢(shì)相等的電池，并保留這些電池），但內(nèi)電阻不一定相同。
第二，端電壓U跟外電阻R的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)電路如圖3所示，用1節(jié)1號(hào)干電池作為電源，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片，觀察電流表和電壓表的讀數(shù)變化，并將它們的讀數(shù)記錄到表2中。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)：當(dāng)滑動(dòng)片從左向右移動(dòng)時(shí)（為保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備安全，滑動(dòng)片不要移到最右端），電流表的讀數(shù)慢慢變大，電壓表的讀數(shù)慢慢變??；當(dāng)滑動(dòng)片從右向左移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)慢慢變小，電壓表的讀數(shù)慢慢變大。由此得出結(jié)論：端電壓隨外電阻上升而上升，隨外電阻下降而下降。根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)可繪成曲線（如圖4所示），即電源的端電壓特性曲線。從曲線上可以看出：電源端電壓隨著電流的大小而變化，當(dāng)電路接小電阻時(shí)，電流增大，端電壓就下降；當(dāng)電路接大電阻時(shí)電流減少，端電壓就上升。
思考：如果滑動(dòng)片移到最右端，電壓表、電流表的讀數(shù)將為多少？
第三，端電壓與內(nèi)電阻r的關(guān)系。
根據(jù)公式U=E-Ir分析可知：當(dāng)電流I 不變時(shí)，內(nèi)阻下降，端電壓就上升；內(nèi)阻上升，端電壓就下降。實(shí)驗(yàn)電路同圖3，只需將電路中的電源用前面已測(cè)過(guò)內(nèi)阻值的不同型號(hào)的電池代替即可，觀察電流表、電壓表的讀數(shù)，上述結(jié)論即可得到驗(yàn)證。
應(yīng)用規(guī)律，解決實(shí)際問(wèn)題
首先向?qū)W生提出問(wèn)題：你是否注意到，電燈在深夜要比晚上七八點(diǎn)鐘亮一些？這個(gè)現(xiàn)象的原因何在？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，可先通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一現(xiàn)象的存在，如圖5所示。圖中5個(gè)燈泡完全相同，先將開(kāi)關(guān)全合上，使燈泡發(fā)光，再逐個(gè)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡逐漸變亮，原因分析：隨著開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)，外電阻增大，導(dǎo)致干路電流減小，使得內(nèi)壓降下降，從而端電壓增大，即燈泡兩端的實(shí)際電壓增大，故燈泡變亮了。上述問(wèn)題也得到了解決。
在教學(xué)過(guò)程中，如果盡可能地增加一些實(shí)驗(yàn)，通過(guò)生活中的實(shí)驗(yàn)記錄其數(shù)據(jù)并指導(dǎo)學(xué)生得出規(guī)律，提高感性認(rèn)識(shí)，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)：
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[3]王兆良.關(guān)于“全電路歐姆定律”的教學(xué)[J].福建輕紡，2007（2）.
課題：閉合電路的歐姆定律（第一課時(shí)）
課型：復(fù)習(xí)課
【教學(xué)目標(biāo)】
一、 知識(shí)目標(biāo)
1. 理解閉合電路的歐姆定律，并用它進(jìn)行有關(guān)電路問(wèn)題的分析和計(jì)算.
2. 理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系.
二、 能力目標(biāo)
1. 通過(guò)對(duì)U-I圖線的分析培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力.
2. 利用閉合電路歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
三、 情感目標(biāo)
通過(guò)本節(jié)課教學(xué)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，通過(guò)探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1. 閉合電路的歐姆定律
2. 路端電壓與電流（外電阻）關(guān)系的公式表示法及圖線表示法.
【考點(diǎn)再現(xiàn) 設(shè)疑激思】
一、 電動(dòng)勢(shì)
1. 電源是通過(guò)非靜電力做功把 的能轉(zhuǎn)化成 的裝置.
2. 電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功跟搬運(yùn)的電荷電量的比值，E= ，
單位：V .
3.電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源 本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓.
電動(dòng)勢(shì)與電壓有什么區(qū)別？
（1、其它形式、電能 2、 Wq 3、將其它形式的轉(zhuǎn)化為電能）
（電動(dòng)勢(shì)反映其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電壓形成電場(chǎng)，促使電流做功.）
二、閉合電路歐姆定律
1.定律內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成 ， 跟內(nèi)、外電路的電阻之和成 .
2.定律表達(dá)式為I=
3.適用條件
4.閉合電路歐姆定律的兩種常用關(guān)系式：
（1）E=
（2）E=
你認(rèn)為電源的內(nèi)阻是恒定的還是不斷變化？定律表達(dá)式怎樣推導(dǎo)出來(lái)的？
電路中電流一定從高電勢(shì)流向低電勢(shì)，對(duì)嗎？
（1、正比、反比；2、I=ER+r； 3.純電阻電路；4.E=U內(nèi)+U外、E=U外+Ir）
（電源內(nèi)阻短時(shí)間可認(rèn)為不變、定律從能量守恒推導(dǎo)、不對(duì)，內(nèi)電路電流方向從低電勢(shì)流向高電勢(shì)）
三、路端電壓U與外電阻R的關(guān)系
根據(jù)U= 知，當(dāng)外電路電阻R增大時(shí)，電路的總電流I ，電源內(nèi)電壓U內(nèi) ，路端電壓U外 .
（E-Ir 、減小、減小、增大）
四、U-I關(guān)系圖
由U= 可知，路端電壓隨著電路中電流的增大而內(nèi)電壓 ；
1.當(dāng)電路斷路即I=0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為 .
2.當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距為 .
3.圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的 .
注意點(diǎn)：縱軸起點(diǎn)是否為零.
電源的U-I關(guān)系圖與電阻的U-I關(guān)系圖有什么不同？
（E-Ir、減小 1.E 2.I短 3.r）
（電源的U-I關(guān)系圖反映路端電壓與電流關(guān)系、電阻的U-I關(guān)系圖反映電阻兩端電壓與通過(guò)它的電流關(guān)系）
五、電源的功率
1.電源的總功率P總= .
2.電源的輸出功率P出=.
（1.EI 2.UI）
考點(diǎn)說(shuō)明： 閉合電路歐姆定律是二級(jí)要求，常在選擇題中出現(xiàn)動(dòng)態(tài)電路分析，實(shí)驗(yàn)中常考查U-I圖線的有關(guān)知識(shí)點(diǎn).
復(fù)習(xí)考點(diǎn)還須引導(dǎo)學(xué)生多閱讀教材，多思考，多歸納總結(jié)，多聯(lián)系實(shí)際.
【典型例題剖析 學(xué)會(huì)歸納總結(jié)】
題型1閉合電路歐姆定律的動(dòng)態(tài)分析
例1 如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=12 V，內(nèi)阻r=1 Ω，R1=5 Ω，R2=12 Ω，R3的最大阻值為6 Ω.
（1）求：流過(guò)電流表的最小電流？
（2）若R3的阻值減小，其它元件均不變，判斷電路中電壓表、電流表的示數(shù)如何變化？
答案：（1）0.8A；（2）V1、V2減小A增大
方法點(diǎn)撥：支路-干路-支路
學(xué)生的疑點(diǎn)：1.總電阻的變化不清；
2.內(nèi)電壓變化忘了分析；
3.路、支路，電壓、電流變換搞昏了頭.
【當(dāng)堂鞏固1】
如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=8 V，內(nèi)阻不為零，電燈A標(biāo)有“10 V，10 W”字樣，電燈B標(biāo)有“8 V 20 W”字樣，滑動(dòng)變阻器的總電阻為6 Ω.閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由a端向b端滑動(dòng)的過(guò)程中（不考慮電燈電阻的變化） （ A ）
A.電流表的示數(shù)一直增大，電壓表的示數(shù)一直減小
B.電流表的示數(shù)一直減小，電壓表的示數(shù)一直增大
C.電流表的示數(shù)先增大后減小，電壓表的示數(shù)先減小后增大
D.電流表的示數(shù)先減小后增大，電壓表的示數(shù)先增大后減小
探究：P移動(dòng)電路總電阻怎樣變化？
題型2探究含電容電路的判斷與計(jì)算
例2 如圖所示，E=10 V，r=1 Ω，R1=R3=5 Ω，R2=4 Ω， C=100 F，當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電容器中帶電粒子恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).求：
（1）S閉合后，帶電粒子加速度的大小和方向.
（2）S閉合后流過(guò)R3的總電荷量.
答案：（1）10 m/s2向上；（2）400 C
方法點(diǎn)撥 電容器兩極電壓與R2兩端電壓關(guān)系？R3在電路中有什么作用？
學(xué)生疑點(diǎn)：1.電容兩端電壓變化沒(méi)搞清；
2.與電容串聯(lián)的電阻作用不明；
3.電路結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清.
【當(dāng)堂鞏固2】
如圖電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，則 （ D ）
A.電源的總功率變小
B.電容器貯存的電荷量變大
C.燈L1變暗
D.燈L2變亮
題型3 探究 U-I圖象的應(yīng)用
例3 如圖所示，直線A為電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象，直線B是電阻R的兩端電壓與通過(guò)其電流I的關(guān)系圖象，用該電源與電阻R組成閉合電路，則電源的總功率為 W，電源的輸出功率為 W電源的效率為
.
答案：6 W 4 W 23
探究：圖線的交點(diǎn)有什么物理意義？（工作點(diǎn)）
【當(dāng)堂鞏固3】
如圖所示，為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過(guò)它的電流的變化關(guān)系曲線.由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故.參考這條曲線探究下列問(wèn)題（不計(jì)電流表的內(nèi)阻）.
（1） 若把一個(gè)這樣的電燈串聯(lián)，接到電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻為10 Ω的電源上，如圖甲所示求流過(guò)燈泡的電流和燈泡的電阻？
（2） 若將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后接在這個(gè)電源上，如圖乙所示，則通過(guò)電流表的電流值和每個(gè)燈泡的電阻？
方法點(diǎn)撥：寫出U=E-Ir其中I為通過(guò)電源的電流，并作圖找交點(diǎn).
答案：（1）0.35 A 7.1Ω （2）0.24 A 17.5Ω（提示寫出U=E-2Ir其中2I為通過(guò)電源的電流，并作圖找交點(diǎn)）
學(xué)生難點(diǎn)：
1.圖像特別是曲線，不會(huì)找具體信息；
2.對(duì)電阻與電源的U-I圖象的區(qū)別不清楚；
授課時(shí)間： 授課地點(diǎn):
授課教師： 授課課題:串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系
一 教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用的科學(xué)思想。
過(guò)程與方法
1.體會(huì)等效電阻的含義，學(xué)會(huì)等效替代的研究方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1． 能根據(jù)歐姆定律以及電路 的特點(diǎn)，得出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
2．能進(jìn)行兩個(gè)電阻的串、并聯(lián)電路的分析和計(jì)算。
二 教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用。
難點(diǎn)：串、并聯(lián)電路計(jì)算中公式的選擇。
三 課前準(zhǔn)備
電池組、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電流表、定值電阻等。
四 教學(xué)過(guò)程
1. 復(fù)習(xí)回顧
2. 新課引入
演示：（1）將一個(gè)電阻接入電路，讀出電流表示數(shù)
（2）將兩個(gè)電阻接入電路，讀出電流變示數(shù)
現(xiàn)象：一個(gè)電阻和兩個(gè)電阻電流表示數(shù)一樣，效果相同
閱讀課本p93問(wèn)題與思考，解釋什么叫做等效電阻
1. 串聯(lián)電路中的電阻規(guī)律：
推論：串聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都大。
例題1：把一個(gè)4Ω的電阻R1和一個(gè)5Ω的電阻R2串 聯(lián)在電路中，如圖12-7所示，電源兩端的電壓為 6V。這個(gè)電路中的電流是多大？
2. 并聯(lián)電路中的電阻規(guī)律：
推論：并聯(lián)電路中，總電阻比任何一個(gè)分電阻都小。
練習(xí)課本p96例題2，并用不同的方法解答
五 課堂總結(jié)：
1．串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。
2．并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。
1 與牛頓運(yùn)動(dòng)定律相關(guān)的圖象問(wèn)題
1.1 圖象用于規(guī)律探究
探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，最后的數(shù)據(jù)處理和規(guī)律的得到就是借助于圖象進(jìn)行分析的，尤其是“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”，學(xué)生很難直接從數(shù)據(jù)上看出兩者成反比關(guān)系，不過(guò)當(dāng)作出如圖1所示的a-m函數(shù)圖象時(shí)，學(xué)生從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)很容易猜測(cè)其是雙曲線，繼而猜測(cè)是反比，是不是呢？再進(jìn)一步變化坐標(biāo)，作出如圖2所示的a-1[]m圖象，得到一條過(guò)原點(diǎn)的直線，歸納出結(jié)論：得到當(dāng)合力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論.
1.2 提取圖象信息解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題
從圖象中找出解題信息，把圖象與物理圖景相聯(lián)系，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)解答.
1.3 借助于v-t圖象切線斜率的變化比較加速度
x-t圖象切線的斜率表示瞬時(shí)速度，同樣可以推理得v-t圖象切線的斜率能表示加速度a，切線斜率的變化可以反映加速度大小的改變.
例2 木塊A、B質(zhì)量相同，現(xiàn)用一輕彈簧將兩者連接置于光滑的水平面上，開(kāi)始時(shí)彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)，如圖4所示，現(xiàn)給A施加一水平恒力F，彈簧第一次被壓縮至最短的過(guò)程中，有一個(gè)時(shí)刻A、B速度相同，試分析此時(shí)A、B的加速度誰(shuí)比較大？
解析 在彈簧壓縮過(guò)程中，隔離A、B進(jìn)行受力分析，對(duì)A有：F-kx=maA，彈簧形變量變大，A做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；對(duì)B有：kx=maB，B做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng).接著定性畫出A、B運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖5所示，交點(diǎn)為C表示兩者速度相同，直觀地呈現(xiàn)該處B切線的斜率大于A的斜率，即aB>aA.[HJ1.5mm]
2 電路中的圖象問(wèn)題
2.1 U-I圖象問(wèn)題
導(dǎo)體的伏安特性曲線能直觀的體現(xiàn)導(dǎo)體電流隨所加電壓的變化關(guān)系.線性元件對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線是斜直線，直線的斜率k=I/U，物理意義是電阻的倒數(shù).對(duì)于非線性元件來(lái)說(shuō)，伏安特性曲線是曲線，任意一點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的比值k=I/U，物理意義也是電阻的倒數(shù).計(jì)算阻值時(shí)兩者有很大的區(qū)別.但任意一點(diǎn)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的乘積P=UI的物理意義是元件的實(shí)際功率，這個(gè)結(jié)論對(duì)兩種元件都適用.
電源的路端電壓與干路電流的關(guān)系圖象也是考查的重點(diǎn).根據(jù)閉合電路歐姆定律的變形式：E=U+Ir，可得出路端電壓與電流的關(guān)系式為：U=E-Ir.作出此圖象可以得出是一個(gè)一次函數(shù)的圖象.斜率物理意義k=-r，縱截距的物理意義b=E.
[TP9GW879.TIF，Y#]
例3 小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖6所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說(shuō)法中正確的是
A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=U1[]I2
C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=U1[]I2-I1
D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
解析 坐標(biāo)的比值等于電阻的倒數(shù)，所以A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)正確.因?yàn)槭欠蔷€性元件，歐姆定律不再適用，所以不能用切線的斜率等于電阻，C選項(xiàng)錯(cuò)誤.坐標(biāo)的乘積代表實(shí)際功率D正確.
點(diǎn)評(píng) 本題即為伏安特性曲線的數(shù)形結(jié)合考查，根據(jù)R=U1[]I2，得出圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)比值為電阻倒數(shù)，根據(jù)P=UI得出圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為實(shí)際功率.
2.2 閉合電路中的常見(jiàn)的功率的圖象問(wèn)題
閉合電路中經(jīng)常遇到的三個(gè)功率：電源總功率P=EI，電源的輸出功率P=EI-I2r，電源的內(nèi)熱功率：P=I2r.
例4 某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)上，[TP9GW880.TIF，Y#]如圖7中的a、b、c所示，根據(jù)圖線可知
A.反映Pr變化的圖線是c
B.電源電動(dòng)勢(shì)為8 V
C.電源內(nèi)阻為2 Ω
D.當(dāng)電流為0.5 A時(shí)，外電路的 [LL]電阻為6 Ω
解析 a為P總-I關(guān)系圖象，根據(jù)P=EI，可得E=4 V，b為P出-I關(guān)系圖象根據(jù)P=EI-I2r，可得r=2 Ω；c為Pr-I關(guān)系圖象.再根據(jù)閉合電路歐姆定律可得R=6 Ω，正確答案：A、C、D.
點(diǎn)評(píng) 根據(jù)圖象和表達(dá)式的數(shù)形結(jié)合，待定系數(shù)法可以求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻結(jié)合閉合電路歐姆定律求出外電阻的大小.
2.3 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)定的常見(jiàn)圖象問(wèn)題
測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的常見(jiàn)方法有三種：U-I法，I-R法，U-R法，三種方法都是圍繞閉合電路歐姆定律的表達(dá)式來(lái)的.在研究圖象問(wèn)題上卻是有所不同，斜率和截距的物理意義大不一樣，需要我們數(shù)形結(jié)合明確各自的含義.
關(guān)鍵詞：物理；規(guī)律教學(xué)；思維
物理規(guī)律（包括定律、定理、原理、公式等）反映了物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)變化的各個(gè)因素之間的本質(zhì)聯(lián)系，揭示了物理事物本質(zhì)屬性之間的內(nèi)在聯(lián)系，是物理學(xué)科結(jié)構(gòu)的核心。整個(gè)中學(xué)物理是以為數(shù)不多的基本概念和基本規(guī)律為主干的一個(gè)完整體系，物理基本概念是基石，基本規(guī)律是中心，基本方法是紐帶。要使學(xué)生掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，就必須讓學(xué)生學(xué)好基本規(guī)律。
縱觀整個(gè)初中物理，可以將物理規(guī)律分為以下三類：
1.實(shí)驗(yàn)規(guī)律
物理學(xué)中的很多規(guī)律都是在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析歸納總結(jié)出來(lái)的。我們把它們叫做實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如杠杠平衡原理、歐姆定律、阿基米德原理等。
2.理想規(guī)律
有些物理規(guī)律不能直接用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，但是具有足夠數(shù)量的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。如果把這些經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行整理分析，抓住主要因素，忽略次要因素，推理到理想的情況下，總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，這樣的規(guī)律我們把它叫做理想規(guī)律，如牛頓第一定律、真空不能傳聲等。
3.理論規(guī)律
有些物理規(guī)律是以已知的事實(shí)為根據(jù)，通過(guò)推理總結(jié)出來(lái)的，我們把它叫做理論規(guī)律。如并聯(lián)電路中電阻大小的計(jì)算等。
怎樣才能搞好規(guī)律教學(xué)呢？
1 聯(lián)系新舊知識(shí)、收集事實(shí)依據(jù)，學(xué)會(huì)研究物理規(guī)律的方法
物理規(guī)律本身反映了物理現(xiàn)象中的相互聯(lián)系、因果關(guān)系和有關(guān)物理量間的嚴(yán)格數(shù)量關(guān)系。因此在物理規(guī)律的教學(xué)中必須將原來(lái)分散學(xué)習(xí)的有關(guān)概念綜合起來(lái)。只有用聯(lián)系的觀點(diǎn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生研究新課題提出新問(wèn)題才能激發(fā)學(xué)生新的求知欲與新的興趣。另一方面物理規(guī)律本身總是以一定的物理事實(shí)為依據(jù)的。因此學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律也必須在認(rèn)識(shí)、分析和研究有關(guān)的物理事實(shí)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行。尤其是初中學(xué)生他們的抽象思維能力不強(qiáng)理解和掌握物理規(guī)律更需要有充分的感性材料為基礎(chǔ)。
2 建立思維方法，理解物理規(guī)律
初中階段所研究的物理規(guī)律一般著重于用文字語(yǔ)言加以表達(dá)即用一段話把某一規(guī)律的物理意義表述出來(lái)，有些規(guī)律還用公式加以表達(dá)。對(duì)于物理規(guī)律的文字表述要認(rèn)真加以分析，使學(xué)生真正理解它的含義而不是讓學(xué)生去死記結(jié)論。例如牛頓第一定律這一理想規(guī)律的教學(xué)就可采用“合理推理法”，即在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理想象，由有摩擦的情況推想到無(wú)摩擦?xí)r的運(yùn)動(dòng)情況，最后把這一規(guī)律的內(nèi)容表述出來(lái)。在理解時(shí)要弄清定律的條件是“物體沒(méi)有受到外力作用”。還要正確理解“或”這個(gè)字的含義，“或”不是指物體有時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)，而是指如果物體原來(lái)是靜止它就保持靜止?fàn)顟B(tài)，如果物體原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的它就保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；許多理論物理規(guī)律的內(nèi)容可以用數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來(lái)就是公式。要使學(xué)生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數(shù)量關(guān)系而不能從純數(shù)學(xué)的角度加以理解。例如：對(duì)于歐姆定律的表達(dá)式應(yīng)當(dāng)使學(xué)生理解這一公式表達(dá)了電流的強(qiáng)弱決定于加在導(dǎo)體兩端電壓的大小和導(dǎo)體本身電阻的大小，即某段電路中電流的大小與這段電路兩端的電壓成正比與這段電路中的電阻成反比，公式中的I、U、R三個(gè)物理量是對(duì)同一段電路而言的。把公式進(jìn)行變換得到電阻的定義式R=U/I。如果不理解公式的物理意義就可能得出“電阻與電壓成正比”這一錯(cuò)誤的結(jié)論。
3 明確物理規(guī)律的適用條件和范圍
每一個(gè)物理規(guī)律都是在一定的條件下反映某個(gè)物理現(xiàn)象或物理過(guò)程的變化規(guī)律，而規(guī)律的成立是有條件的。因此每一規(guī)律的適用條件和范圍也是一定的。學(xué)生只有明確規(guī)律的適用條件和范圍才能正確地運(yùn)用規(guī)律來(lái)解決問(wèn)題才能避免亂用規(guī)律、亂套公式的現(xiàn)象。例如，歐姆定律I=U/R，適用于金屬導(dǎo)體，不適用于高電壓的液體導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電，不適用于含源電路或含有非線性元件的電路。而且I、U、R必須是同一段電路上的三個(gè)物理量。
4 認(rèn)清關(guān)系，加以區(qū)別
物理規(guī)律總是與許多物理概念緊密聯(lián)系在一起的，與某些物理規(guī)律也是互相關(guān)聯(lián)的，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生把物理規(guī)律與同它相關(guān)的物理概念和物理規(guī)律之間的關(guān)系搞清楚。如：牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯(lián)系但二者有本質(zhì)的區(qū)別不能混為一談。在教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生把慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等同起來(lái)，把物體不受外力作用保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說(shuō)成是“保持物體的慣性”。我們知道慣性是物體的固有屬性，物體無(wú)論是靜止還是運(yùn)動(dòng)、是否受力，任何時(shí)候都有慣性。而牛頓第一定律是一個(gè)反映這些客觀事實(shí)的物理規(guī)律，兩者不能混為一談。
5 聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，掌握物理規(guī)律
關(guān)鍵詞：電源的輸出功率；外電路電阻；極值；圖像
在閉合電路歐姆定律的教學(xué)中，電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系是高中物理的主干知識(shí)，是高考的熱點(diǎn)，但對(duì)學(xué)生來(lái)講卻是一個(gè)難點(diǎn)，特別遇到外電路是非純電阻電路的題目時(shí)，學(xué)生會(huì)順理成章的把R=r作為電源的輸出功率達(dá)到最大的條件，導(dǎo)致錯(cuò)誤。下面就針對(duì)這部分內(nèi)容的教學(xué)方法與大家共享。
一、實(shí)驗(yàn)法
將滑動(dòng)變阻器作為外電路電阻，用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流。根據(jù)P=UI計(jì)算出電源的輸出功率。改變滑動(dòng)變阻器的阻值再繼續(xù)測(cè)量，測(cè)出不同電阻對(duì)應(yīng)的電壓和電流值。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們探究三種情況下電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系。
第一，當(dāng)R
第二，當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率怎樣變化？
第三，當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大，電源的輸出功率怎樣變化？
由于在此實(shí)驗(yàn)中，電源的內(nèi)阻較小，想使R
■
通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)如下：
■
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：當(dāng)Rr時(shí)隨著R的增大輸出功率減小。
二、求極值法
如果外電路是純電阻電路，閉合電路歐姆定律適用，那么電源輸出功率，根據(jù)P出=UI=I2R=（■）■R=■=■=■。由上式可得當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大Pmax=■；當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率隨R的增大而減小。
三、圖像法
根據(jù)P=■畫出電源的輸出功率與外電路電阻的圖像。
■
由圖像獲得信息：
當(dāng)R
當(dāng)R=r時(shí)，電源的輸出功率最大Pmax=■。
當(dāng)R>r時(shí)，隨外電路電阻R的增大電源的輸出功率P減小。
通過(guò)三種教學(xué)方法的結(jié)合，學(xué)生能較熟練地應(yīng)用該部分內(nèi)容來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。
典型例題：
如圖所示：R為電阻箱，電表V為理想電壓表。當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2 Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1=4 V；當(dāng)電阻箱的讀數(shù)為R2=5 Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2=5 V。求：
（1）電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。
（2）當(dāng)R的讀數(shù)為多少時(shí)，電源輸出功率最大？最大值是多少？
■
解析：（1）閉合電路歐姆定律，上述兩種情況可列以下兩個(gè)方程：
E=U1+I1r（1）
E=U2+I2r（2）
而I1=■=■A=2 A,I2=■=■ A=1 A,代入數(shù)據(jù)解得r=1 Ω,E=6 V。
（2）當(dāng)R=r=1 Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，Pmax=■=9 W。
擴(kuò)展：如圖所示：
■
電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,r=10 Ω，固定電阻R1=90 Ω，R2為變阻器，在R2從0 Ω增大到400 Ω的過(guò)程中，求:
（1）可變電阻R2所消耗的功率最大的條件和最大功率。
（2）電源的內(nèi)阻r和固定電阻R1上消耗的最小功率之和。
解析：（1）如圖電路為純電阻電路，把R1看成電源內(nèi)阻的一部分，則r'=r+R1,根據(jù)電源輸出功率最大的條件，有R2=r+R1=100 Ω時(shí)，R2上消耗功率最大P2max=■=■=■ W。
（2）因?yàn)閞和R1是固定電阻，所以當(dāng)電路電流最小時(shí)，電阻最大，即R2=400 Ω時(shí)，電源的內(nèi)阻和固定電阻R1上消耗的功率之和最小。
以上方法和結(jié)論只是滿足外電路是純電阻電路,如果外電路是非純電阻電路,閉合電路歐姆定律不再適應(yīng),那么電源的輸出功率P出=IE-I2r-I2+■=-（I-■）2+■。
不難看出當(dāng)I=■時(shí),電源的輸出功率有最大值P出max=■，且此最大值與外電路電阻R無(wú)關(guān),僅由電源本身決定。
典型例題:
一個(gè)電源，電動(dòng)勢(shì)E=6 V，內(nèi)電阻r=1 Ω，下列結(jié)論正確的是（ ）
A.當(dāng)外電路只分別單獨(dú)接R1，R2時(shí)，若R1
B.此電源可對(duì)額定電壓為2 V，額定功率為5 W的電動(dòng)機(jī)供電，使其正常工作。
C.此電源可對(duì)額定功率是12 W的用電器供電，使其正常工作。
解析：①當(dāng)外電路分別接電阻R1，R2時(shí)，是純電阻電路，R1，R2消耗的功率是電源的輸出功率，有圖可知，由于不知道R1，R2的具體數(shù)值以及R1，R2和r的大小關(guān)系?？赡軙?huì)有P1>P2，P1
綜合以上可知，電源的輸出功率最大的一般條件應(yīng)該是I=■，這既適合純電阻電路，也適合于非純電阻電路。條件R=r只是當(dāng)外電路是純電阻電路的一種特殊情況。所以我們要挖掘物理規(guī)的本質(zhì)，體會(huì)其真正含義，才能收到事半功倍的效果。
（作者單位 安徽省固鎮(zhèn)縣第二中學(xué)）
一、滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)引起電路變化
由滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)引起電路中的總電阻發(fā)生改變，進(jìn)而引起電路中電流的變化或電壓的重新分配。在分析電路中各物理量變化時(shí)，若題目不加以說(shuō)明，可以認(rèn)為電源電壓不變，定值電阻阻值不變，導(dǎo)線電阻為零。
1.并聯(lián)電路中的滑動(dòng)變阻器
圖1例1.（2012?玉林）如圖1所示的電路，電源電壓為3V且保持不變，滑動(dòng)變阻器R1標(biāo)有“1A10Ω”的字樣。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S，通過(guò)燈泡L的電流為0.5A，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，在電路安全工作的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）
A.向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)燈泡變亮
B.滑片P在最右端時(shí)通過(guò)干路中的電流是0.9A
C.R1消耗的電功率范圍是1.5～3W
D.電路消耗的總功率范圍是2.4～4.5W
解析：從電路圖可以看出，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)。由于并聯(lián)電路中各個(gè)支路相互獨(dú)立，互不影響，且電源電壓不變，所以在電路安全工作的情況下，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，都不影響燈泡的工作情況，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤?；瑒?dòng)變阻器R1標(biāo)有“1A10Ω”的含義是：滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流是1A，它的最大阻值為10Ω。當(dāng)滑片P在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值最大為10Ω，由電源電壓為3V，根據(jù)歐姆定律I=U1R可計(jì)算通過(guò)它的電流為0.3A。再根據(jù)并聯(lián)電路的電流等于各支路電流之和，可計(jì)算出通過(guò)干路中的電流是0.8A，因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤。因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流是1A，它兩端的電壓為3V，根據(jù)P=UI計(jì)算R1消耗的最大電功率為3W。根據(jù)P=U21R可知，在R1兩端電壓不變時(shí)，電阻越大，它消耗的電功率越小。所以R1消耗的最小電功率為P=U21R=（3V）2110Ω=0.9W，所以R1消耗的電功率范圍是0.9～3W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。燈泡消耗的功率P=UI=3V×0.5A=1.5W，電路消耗的總功率等于R1與燈泡消耗的功率之和。電路消耗的最小總功率為0.9W+1.5W=2.4W，消耗的最大總功率為3W+1.5W=4.5W，因此D正確。
答案：D
點(diǎn)撥：并聯(lián)電路中的滑動(dòng)變阻器變化電路分析：由于電源電壓不變，且并聯(lián)電路中各個(gè)支路相互獨(dú)立，互不影響，所以含定值電阻的支路其物理量都不變，含滑動(dòng)變阻器的支路電壓不變，其他物理量可以按以下思路分析：若滑動(dòng)變阻器阻值變大（或變?。?，則支路電阻變大（或變?。?，根據(jù)歐姆定律，該支路電流變?。ɑ蜃兇螅?，所以干路總電流變?。ɑ蜃兇螅?。
圖22.串聯(lián)電路中的滑動(dòng)變阻器
例2.（2012?福州）如圖2所示電路，燈L標(biāo)有“3V0.9W”，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“50Ω1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，則燈L正常工作時(shí)的電流為A。若電源電壓為4.5V，為了保證電路中各元件安全工作，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是。
解析：燈L標(biāo)有“3V0.9W”的含義是燈泡的額定電壓為3V，額定功率為0.9W，根據(jù)公式I=P1U可求燈L正常工作時(shí)的電流為0.3A，利用R=U1I進(jìn)一步能求出燈泡電阻為10Ω。要保證電路中各元件安全工作，綜合考慮就是電路中的電流不能超過(guò)燈L正常工作時(shí)的電流0.3A，滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓不能超過(guò)電壓表量程3V。因?yàn)長(zhǎng)與R串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最小時(shí)，電路中電流最大為0.3A，此時(shí)燈泡兩端電壓為3V。R的最小阻值可以這樣計(jì)算：R小=U1I=4.5V-3V10.3A=5Ω。當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為I=4.5V-3V110Ω=0.15A，R的最大阻值為R大=3V10.15A=20Ω。
答案：0.35～20Ω
點(diǎn)撥：串聯(lián)電路中的滑動(dòng)變阻器變化電路分析：由于電源電壓不變，按以下思路分析：若滑動(dòng)變阻器阻值變大（或變?。?，則總電阻變大（或變?。鶕?jù)歐姆定律，電路中的電流變?。ɑ蜃兇螅?，定值電阻兩端電壓變小（或變大），根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，得出滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大（或變?。?。
二、開(kāi)關(guān)通斷引起電路變化
開(kāi)關(guān)的開(kāi)、閉能改變電路的結(jié)構(gòu)，使電路處于不同的連接狀態(tài)：可能串聯(lián)，可能并聯(lián)，甚至可以有部分電路被短路，這使得電路有許多變化。解題過(guò)程中，應(yīng)首先弄清開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)、閉合時(shí)電路中各電阻的連接情況，其次畫出開(kāi)關(guān)不同狀態(tài)時(shí)的電路等效電路圖，然后根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。
1.開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換串并聯(lián)電路
圖3例3.（2012?昆明）如圖3所示，電源電壓恒定，R1=30Ω，R2=60Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S3閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A。（1）求電源電壓；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S3斷開(kāi)，S1、S2都閉合時(shí)，求電流表的示數(shù)、電路消耗的總功率和通電一分鐘電流對(duì)R1所做的功。
解析：試題的開(kāi)關(guān)較多，而且開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉情況復(fù)雜，要判斷每一情況下電路的連接情況，不妨考慮“擦除法”。
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S3閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，可以先把S1、S2擦除，得到圖4（a）。容易看出R1、R2串聯(lián)，根據(jù)電流表示數(shù)及串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律，很容易計(jì)算電源電壓電源。電壓U=IR=0.1A×（30Ω+60Ω）=9V。
圖4（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S3斷開(kāi)，S1、S2都閉合時(shí)，電路的連接情況如圖4（b）。此時(shí)R1、R2并聯(lián)，電流表測(cè)量的是干路電流，電流表示數(shù)I′=I1+I2=U1R1+U1R2=9V130Ω+9V160Ω=0.45A。電路消耗的總功率P=UI=9V×0.45A=4.05W，電流對(duì)R1所做的功W=U21R1t=（9V）2130Ω×60s=162J。
答案：（1）9V（2）0.45A4.05W162J
點(diǎn)撥：解決電學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，首先是要能夠準(zhǔn)確地辨別電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，能夠把比較復(fù)雜的電路圖準(zhǔn)確地簡(jiǎn)化為等效的串、并聯(lián)電路。其次要會(huì)運(yùn)用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電學(xué)的基本規(guī)律正確解題。
2.開(kāi)關(guān)造成用電器短路
圖5例4.（2012?宿遷）某電飯鍋內(nèi)有R0=44Ω、R=2156Ω的兩根電熱絲，將它接入電路，如圖5。當(dāng)S分別置于“1”擋和“2”擋時(shí)，擋是保溫狀態(tài)；當(dāng)S接“2”擋時(shí)，電路中的電流大小是A，通電100s電路產(chǎn)生的熱量是J。
解析：從電路圖看出，當(dāng)S置于“1”擋時(shí)，R0和R串聯(lián)。當(dāng)S置于“2”擋時(shí)，R被短路無(wú)電流通過(guò)，電路中只有R0。根據(jù)P=U21R可知，在電源電壓不變的情況下，電路中的電阻越大，電功率越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少，所以“1”擋是保溫電路。當(dāng)S接“2”擋時(shí)，電路中的電流可以利用歐姆定律計(jì)算，I=U1R0=220V144Ω=5A。電路產(chǎn)生的熱量可利用電熱公式計(jì)算，Q=I2Rt=（5A）2×44Ω×100s=1.1×105J。
答案：151.1×105
點(diǎn)撥：用電器與開(kāi)關(guān)并聯(lián)時(shí)，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，用電器就會(huì)被短路，使用電器中無(wú)電流通過(guò)，分析電路時(shí)可以把這個(gè)用電器直接拆除。
三、電表變化引起電路變化
電路中含有電流表和電壓表以后，電路變得更為復(fù)雜。解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是正確認(rèn)識(shí)電表的雙重作用。一是指示作用，即電表能指示出電路中的電流或電路兩端的電壓；二是連接作用，即電路中的電流表自身電阻很小，相當(dāng)于一根導(dǎo)線。在分析電路時(shí)可以把電流表去掉，并用導(dǎo)線替代電流表；電壓表電阻很大，相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，在分析電路時(shí)可以把電壓表直接拆除。注意：千萬(wàn)不能把去掉電壓表的地方用導(dǎo)線連起來(lái)。
例5.（2012?沈陽(yáng)）如圖6所示電路，電源電壓為6V，燈泡L標(biāo)有“6V2W”的字樣，設(shè)燈泡燈絲電阻不變。
圖6（1）若表a為電流表、表b為電壓表，當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為1A，求電阻R的阻值。
（2）若表a、表b均為電壓表，閉合開(kāi)關(guān)S，求燈泡L的功率及通電4min消耗的電能。
圖7解析：（1）首先簡(jiǎn)化電路。因?yàn)楸韆為電流表，相當(dāng)于一根導(dǎo)線；表b為電壓表，相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，在分析電路時(shí)可以把電壓表直接拆除。處理后的電路如圖7甲所示，此時(shí)燈泡L因與導(dǎo)線并聯(lián)被短路，而無(wú)電流通過(guò)，又可以直接拆除，電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化為圖7乙所示，容易看出電路中只有一個(gè)用電器R。根據(jù)電流表示數(shù)和電源電壓，結(jié)合歐姆定律容易求出電阻R的阻值。
（2）表a、表b均為電壓表時(shí)，可以把電壓表直接拆除，得到圖7丙所示，此時(shí)燈泡L與電阻器R串聯(lián)。這一問(wèn)中，根據(jù)燈泡銘牌數(shù)據(jù)求出其電阻是解題的關(guān)鍵。
答案：（1）當(dāng)a為電流表、b為電壓表時(shí)L被短路，只有R連入電路
R=U1I=6V11A=6Ω
（2）當(dāng)a、b均為電壓表時(shí)，L與R串聯(lián)
RL=U2額1P額=（6V）212W=18Ω
I=U1R總=U1RL+R=6V118Ω+6Ω=0.25A
P=I2RL=（0.25A）2×18Ω=1.125W
W=Pt=1.125W×240s=270J
點(diǎn)撥：用電器的銘牌上提供的數(shù)據(jù)主要有額定電壓和額定功率，這兩個(gè)量在計(jì)算中非常重要。（1）正常工作時(shí)的電流：I額=P額1U額；（2）電路中，我們一般認(rèn)為用電器在不同電壓下工作時(shí)的電阻不變，因此電阻是計(jì)算中的“橋梁”，非常有用。用電器的電阻能通過(guò)額定電壓和額定功率計(jì)算出來(lái)：由P額=U2額1R得R=U2額1P額。（3）如果知道實(shí)際電壓，可以利用比例求出實(shí)際功率：P實(shí)1P額=U2實(shí)1U2額。
四、傳感器引起電路變化
傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。即傳感器能將被測(cè)信號(hào)量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化。
例6.（2012?德州）為防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測(cè)試儀被廣泛應(yīng)用。有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測(cè)試儀，當(dāng)接觸到的酒精氣體濃度增加時(shí)，其電阻值降低，如圖8甲所示。當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R1的電阻為60Ω。在圖8乙所示的工作電路中，電源電壓恒為8V，定值電阻R2=20Ω。求：
（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，電壓的示數(shù)是多少；
（2）現(xiàn)在國(guó)際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí)，試通過(guò)計(jì)算判斷被檢測(cè)者是否酒駕。
圖8解析：（1）由題目中的已知條件，當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，R1的電阻為60Ω。電路圖中兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)量的是R1的電壓。根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的分配規(guī)律或歐姆定律容易求出電壓表示數(shù)。
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí)，根據(jù)歐姆定律容易求出串聯(lián)電路的總電阻，進(jìn)一步算出R1的電阻，結(jié)合甲圖可判斷對(duì)應(yīng)的酒精氣體濃度，進(jìn)而判斷被檢測(cè)者是否酒駕。
答案：（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，R1的電阻為60Ω。
I=U1R=8V160Ω+20Ω=0.1A
U1=IR1=0.1A×60Ω=6V
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時(shí)
R1=U1I-R2=8V10.2A-20Ω=20Ω
由圖8甲可知，被檢測(cè)者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml。
0.2mg/ml