欧姆定律发现过程篇1
一、将定值电阻改用电阻箱进行实验
绝大部分老师在进行苏科版欧姆定律实验教学时常常有这样的一个困惑，定值电阻标有10欧姆，在进行实验时定值电阻的阻值却不准确，给欧姆定律实验带来了一些不必要的麻烦。我认为定值电阻不准确的原因是：定值电阻出厂时是很精确的，但是由于学校购置后存放在实验室的条件不好，另一方面定值电阻存放时间过长，现在实验室中的定值电阻还是八十年代的产品。所以有些定值电阻的接线柱上面已氧化，电阻线也发生了化学变化，常见的10欧姆的电阻只有8欧姆左右。学校的实验经费有限，不可能每年都购买新的定值电阻。另外在研究电流与电阻的关系时，要多次改变定值电阻的阻值，多次改变所连的电路，浪费了许多实验时间。为此我尝试用电阻箱来代替定值电阻进行实验，效果显著。一方面电阻箱电阻线在箱内，不易氧化。另一方面电阻箱内电阻的精确度高，一般实验室用的J2362-1电阻箱的误差为0.1欧姆，大大高于定值电阻的精确度。另外在进行研究电流与电阻的关系时，要多次改变定值电阻的阻值，利用电阻箱进行实验就不必重复拆线连线，节省了许多实验时间，大大提高了课堂效率，让学生在课堂上有更多的时间来提高自己的知识技能。
二、电源由干电池组改为学生电源
这个探究欧姆定律的实验在书本上用干电池组进行学生实验，但是使用时由于干电池使用时间较长，干电池内部会发生化学变化，干电池的电阻会发生变化，对实验的操作会产生影响。即使用了三节干电池，定值电阻两端的电压不一定达到3伏。另外从环保的角度分析，一学期电学内容的学习，学生至少要进行三次电学学生实验。如果大量使用干电池作为电源进行实验，一个中等规模的初级中学会产生一千多个废旧电池，一方面大量浪费了学校有限的办公经费，另一方面学校对废旧电池处理不当，对周围环境会产生严重影响。综合上述考虑，我认为用学生电源来替代干电池，学生电源干净污染少，还可以避免干电池内阻对实验的影响。当然学生电源并不是没有缺点，学生电源如果使用不当对人身安全有危险。我认为今后物理老师进行电学物理实验时，尽可能使用学生电源，只要安全措施恰当，学生电源是进行欧姆定律和其他电学实验最好的电源选择。
三、导线由接线端带叉口的导线改为两端是鳄鱼夹的导线
学生在进行欧姆定律实验时连七根线，学生在连接电路时，经常不能捏紧螺母，造成接触不良，实验效果较差，为了提高学生做欧姆定律实验的效率，我校在进行欧姆定律实验时，用鳄鱼夹来代替带叉口的导线。可节省连接导线的时间，我做过调查，学生用鳄鱼夹代替带叉口的导线连接电路后，连接欧姆定律实验电路图的时间大大的提高了。另一方面连接电路的成功率由原来的50％提高到80％左右，减少了一些不必要的检修时间。节省了实验操作时间，增加了学生进行探究的时间。另外为了提高实验的精确度鳄鱼夹最好用铜制，导线改用较粗的铜导线，在导线与鳄鱼夹连接处应用锡焊或银焊，这样导线与鳄鱼夹不易脱落。焊接处应加一根橡胶管加以保护，这样同学们在使用时不易折断，尽可能提高实验的成功率和精确度。有些老师认为实验存在误差可以证明实验的真实性，其实这种观点是不科学的，在以前实验环境较差、实验器材精确度不高，在这种情况下误差较大也是正常的。但是现在无锡地区经济基础较好，各校都在进行现代化实验改造或已经完成现代化实验改造。如果此时实验误差较大，这与物理老师的严谨，对科学的一丝不苟的精神是不相符的。
四、数据处理时采用整数
欧姆定律发现过程篇2
近期时常困扰着法国的一个难题与“罗姆人”有关。
罗姆人是一支来自印度西北部的游牧民族,“罗姆人”是他们对自己的称呼,他们还被称为茨冈人、波西米亚人、弗拉明戈人,而世人最熟悉的是“吉普赛人”(罗姆人视此称呼为蔑称)。自15世纪大规模迁入欧洲后,罗姆人分散在欧洲各地,一直与欧洲有着非常深的“宿怨”,被称为“活在欧洲境内却游离于社会之外”的人群。据史料记载,16世纪欧洲中部和东部处处充斥着对罗姆人的厌恶和歧视,当时的德国和瑞士已经从开始的怀疑发展到后来完全拒绝接受罗姆人。罗姆人平均教育水平极低,大多无固定职业,生活低下,经常被当做奴隶,甚至不得不靠、偷窃为生。第二次世界大战时,纳粹分子屠杀了超过一百万的罗姆人;受到迫害的犹太人获得了巨额战争赔款,而罗姆人则几乎没有获得任何赔款。
今年7月中旬,法国发生了多起警方与罗姆人之间的冲突,事件的导火索是警方在执行任务时击毙了一名故意撞翻路障并撞伤警官的22岁的罗姆人,紧接着在东南部的格勒诺布尔和圣艾尼昂等城市发生了多起由罗姆人组织策划的暴动,几十名罗姆人手持斧头围攻了警察局,焚烧了多辆汽车和多家商铺。
8月初,法国总统萨科齐召开紧急会议,以打击犯罪和维护社会秩序的名义,命令在三个月内取缔半数罗姆人的非法聚集地,撤销部分已取得法国国籍的罗姆人的国籍,“系统”清理并驱逐非法居留在法国、拥有犯罪记录的罗姆人。8月底,法国驱逐了近1000名罗姆人。大多数罗姆人被迫返回他们的老家罗马尼亚和保加利亚。法国政府对“自愿”离境的罗姆人将发放大人每人300欧元、小孩100欧元的资助,今年“自愿”离境的罗姆人数估计已达8300人。法国政府还对所有离境的罗姆人采取指纹鉴定措施,以防止他们再次进入法国。
欧盟拟采取法律行动
驱逐罗姆人绝非偶然。自从罗马尼亚和保加利亚于加入欧盟后,生活在这两个国家的罗姆人便开始大量流入法、德等富裕的欧盟成员国。早在2007年,意大利曾以打击犯罪为由,通过了对有犯罪记录的罗姆移民驱逐出境的紧急立法,有上千名罗姆人被驱逐出意大利。瑞典、丹麦、奥地利也实施过类似集体驱逐罗姆人的行动。2010年4月,德国内政部长梅齐埃与他的科索沃同行巴亚姆在柏林签署了一份“科索沃难民返乡”协议,商定将遣返塞尔维亚前科索沃省共1.4万名难民,其中包括1万名罗姆人。德国政府打算每年驱逐大约2500名罗姆人回科索沃。所以,法国的这次驱逐行动只不过是冰山一角。
法国的做法引起了国际社会的关注。欧洲媒体称法国的作法“令人回忆起盖世太保”,让欧洲“倒退了50年”。《纽约时报》也认为,法国正在背叛法律面前“人人平等”的原则。
8月24日,欧洲委员会的独立人权机构――反种族主义和不宽容委员会(eCRi)呼吁法国政府要注意国内民众出现的种族歧视和排外情绪,并对罗姆人在法国的境遇表示深切关注,希望法国政府能尊重欧盟人员的自由往来和自由定居的权利。9月8日召开的欧洲议会通过了一项特别决议,指责萨科齐的“反罗姆人运动”的做法是种族主义的表现,要求法国政府停止驱逐行动。否则会使作为欧洲政治核心领导国的身份蒙羞。9月14日,欧盟委员会负责司法事务的委员雷丁称:“公民仅因属于某个特定少数民族而被驱逐出欧盟的成员国,这种做法令我震惊。我想这是所有欧洲人在二战后都不愿再看到的。”舆论将法国驱逐罗姆人与流放犹太人相提并论。9月29日,欧盟委员会决定对法国驱逐罗姆人事件采取法律行动。法国将可能面临高额罚金的处罚,或者被到欧洲人权法院。还有一些人权机构,例如联合国消除种族歧视委员会(CeRD)也认为法国的做法涉嫌种族歧视,违反国际法的义务,应当承担相应的国际责任。
虽然各界对法国的做法普遍采取了批评的态度,法国却一意孤行,态度十分强硬。萨科奇的幕僚。时任法国移民部长埃里克・贝松解释说:“驱逐行动的目的是打击非法移民和犯罪,没有针对某一个特定种族,也没有实施集体驱逐,他们中的大部分人是自愿遣返的。法国没有违反欧盟法律,包括公民的自由往来原则。”但是,一份被泄露的由法国内政部长签署的备忘录则指示各级部门官员要在三个月内系统拆除300个非法聚集地,罗姆人的宿营地为优先考虑的对象。虽然政府在极力澄清驱逐行动与罗姆人无关,但这份文件还是透露了法国的意图明显针对的是罗姆人。
法国对罗姆人的驱逐引发了两个方面的思考:法国是否能以打击本国非法移民为名违反欧盟公民的自由往来(Freedomofmovement)原则?驱逐行动是否构成针对罗姆人的种族歧视?
驱逐行动违反自由往来原则
欧盟公民的自由往来原则是欧盟的四大原则(货物、资本、服务、人员)之一,指的是欧盟公民可以到任何成员国暂时或永久地居住、工作、学习、生活或退休的权利。这使得欧盟内部行政职能和各成员国人员身份的承认程序大大简化,意在使欧盟公民自由进入其他成员国而不受任何限制或歧视。欧盟成员国于1958年签订的《罗马条约》第四十五条和欧洲议会与欧盟理事会第2004/38/eC指令中都规定了欧盟人员的自由往来原则。欧盟法律还规定:欧盟国家公民有权持有合法的护照或身份证件进入任何其他欧盟成员国而无需签证,并最长可合法居留3个月。随着2005年欧洲议会批准罗马尼亚和保加利亚于2007年1月1日正式加入欧盟,这两个国家已成为欧盟家族中的一员,那里的居民当然享有欧盟法律所规定的一切权利,其中包括公民的自由往来。
法国驱逐的正是从已成为欧盟成员国的罗马尼亚和保加利亚迁入法国的罗姆人,按照欧盟公民的自由往来原则,这些罗姆人作为欧盟的公民,可以到任何其他成员国合法地定居、工作、生活。问题在于,欧盟法规定了合法居留的最长期限为3个月,也就是说,3个月以后的居留政策由各成员国自行决定。根据法国移民法的规定,如果欧盟公民在法国居留满3个月以后,他们要想合法长期居留法国。必须申请办理欧盟公民居留证。申请过程需要提交有关就业、住宿、身份证明和其它社会保险费用等情况的证明。也就是说,对于想要长期定居法国的罗姆人来说,如果超过3个月未办理欧盟公民居留证,在法律上可被认定为非法移民,法国政府根据本国的法律进行驱逐是合法的。
虽然驱逐罗姆人在法国的法律框架下是合法的,法国根据本国法律自行决定本国事务,是行使的表现,本无可厚非;但与此同时,法国又是欧盟成员国之一,欧盟体制的强化使得本国受到一定的限制,欧盟法律保护公
民的自由往来权利,法国不应当违反欧盟的法律原则。而且罗姆人本来就是文明社会法律制度的受害者,不管是欧盟各机构,还是联合国都已经意识到应当给予罗姆人更多的人权保障,法国作为欧盟大国更应当首先承担起责任。事实上,公民的自由往来权利与人们的生活、工作息息相关,已经成为人权中最重要的一部分,同样需要国内法加以保障。随着欧盟一体化的进程逐渐扩大,整个欧洲将会迎来无国界的时代,鉴于罗姆人分布的广泛性、流动性,法国单方面驱逐罗姆人并不能根本解决问题。
在欧洲理事会的支持下,欧盟成员国于1950年缔结的《欧洲人权公约》(以下简称《公约》)是为保障欧洲人权与基本自由的国际条约。欧洲人权法院是根据《公约》第19条的规定成立运作的常设机构。《公约》第13条规定,当公约中规定的权利受到侵害时,若无法获得国内法院之有效救济,公民可以就此对该国提起独立的诉讼。这就意味着,当公民感觉权利受到缔约国的侵害时,皆可向人权法院提讼。在《公约》第十一号议定书正式施行以后,废除了个人向欧洲人权法院必须先向欧洲人权委员会申请的规定,允许个人可以直接向该法院提出诉讼。且所有的缔约国皆同意该法院对个人提起的诉讼具有管辖权。
《公约》第4号议定书第4条明确规定,禁止集体驱逐外国人。根据法院相关的判例解释,集体驱逐是指在未经合理、客观审查的基础上,针对某一群体的外国人采取的使之离开本国领土的方式或措施。法院对“集体”一词采取更为严格的标准,即政府对同一群体的每一个外国人所做出的类似驱逐决定并不能构成集体驱逐。这意味着,对同一群体的外国人进行的集体驱逐不仅要在总体上达到一定数量。也要在每一次驱逐的范围上达到一定规模。
2002年在欧洲人权法院审理的著名判例Conkav.Belgium案中,原告Conka是从捷克斯洛伐克逃到比利时的罗姆难民,当比利时法院对行为人的避难申请还尚未决定时,警方却提前把他送往布鲁塞尔机场附近的一个拘留中心,然后他被告知驱逐。这一次和他有相同遭遇的还有另外70名罗姆难民。第二年,比利时政府又以相同的手段驱逐了800多名罗姆难民。Conka通过欧洲罗姆人权中心(eRRC)的帮助,向欧洲人权法院比利时政府的驱逐违反了公约第4号议定书第4条的规定。结果法院认为比利时政府构成对罗姆难民的集体驱逐,最终每一名罗姆难民获得了1万欧元的损害赔偿。法国这次的驱逐行动在数量和规模上远远超过当年比利时集体驱逐的标准。由此可以推断,案件一旦被到欧洲人权法院,法国政府很可能面临败诉的风险。
应给予更多人权保障
法国驱逐罗姆人事件发生后,部分法国民众却对此表示理解和支持。一项数据表明,超过半数的民众表示赞成,认为政府的决策有助于解决社会治安问题。民众的这种情绪也影响到政府对外国人的移民政策。这是一个很危险的讯号:法国上至政府,下至百姓已经对罗姆人流露出敌视的民族主义情绪。一些管理移民事务的法国官员对于申请移民的“有色人种”采用更严格的审查方式,他们甚至通过举止和穿着等主观标准来拒绝申请者的申请。罗姆人的穿着、举止比较特殊,能一眼准确识别出哪一个是罗姆人。
毫无疑问,这种做法已经违反了任何关于保护种族的国际条约和区域性多边公约,特别是违反了联合国大会于1965年12月21日通过的《消除一切形式种族歧视国际公约》。该公约已由173个国家签署(中国政府于1982年加入该公约),是反对种族歧视最重要的公约之一,它规定:各国政府应当以一切适当方法消除种族歧视;人人应当不分种族、肤色,在法律上享有一律平等的权利,平等地享有政治、经济、社会及文化等多项权利。
欧姆定律发现过程篇3
制作：欧姆表的电路连接
自制的多量程欧姆表是根据串联电路的欧姆定律制成。arduino将电路中电压分配规律，转化为数字信号。通过数字的变化，反推出未知电阻的阻值。我们参照自制多量程欧姆表的电路图（如图1），来解析自制多量程欧姆表的原理。
5V为待测电阻Rx和已知电阻R1之间的总电压，V为电压表测得的阻值。因为串联电路的电流不变，所以根据公式可求得待测电阻的阻值为：。
可见，要求得待测电阻的阻值，我们需要已知两个变量。一个是定值电阻，一个是a0端口电压。理论测量范围为0到无穷大。已知arduinoUno可提供5V的电压，选择1KΩ定值电阻作为电路的已知电阻。arduinoUno可以将电路中的0～5V电压转换成数字信号0～1023，且两者呈线性关系。例如，输入模拟信号管脚的电压为0V，转换之后的数字为0；模拟信号管脚电压为5V，转换之后的电压为1023。利用mixly图形化编程软件，可以实现两者转换以及结果显示。图2为实际电路示意图。红色导线一端接入arduinoUno板5V管脚，另一端作为测量电阻的引脚；1KΩ电阻一端接地，另外一端连接黑色导线作为测量电阻的引脚，同时连接蓝色导线接入a0管脚。
之前我们已经了解到a0端口的测量值和a0和GnD之间电压V之间的换算关系为，将其代入到计算公式当中，可得a0数值和Rx的计算关系为：。
改装：绘制欧姆表的表盘
上述的欧姆表只是一个最初的模型，测量的电阻值只能在电脑上显示。这样的欧姆表只是对其原理的一个展现，还不能成为一个独立的作品。为了使自制的欧姆表更贴近真实的欧姆表，我们可以对其做进一步改进，在图2连线的基础上，加入舵机。利用舵机角度的变化表示阻值的大小，制成指针式欧姆表。要解决的首要问题是，将测量到的电阻值转换成为舵机的角度。选择欧姆表的量程为0～10KΩ。已有舵机的旋转范围是0～180度，为了简化计算过程，我们设置舵机转动10度代表1KΩ，转动5度代表最小刻度0.5KΩ。现设置欧姆表量程为0～10KΩ，因此舵机转动的最大角度为100度。
使用直尺、半圆与圆规，在纸盒的表面画出欧姆表的刻度盘，用舵机在刻度盘上比对位置，使得舵机的转动轴和刻度盘的中心重合，以此来确定舵机的安装位置，并用笔标记。再按照舵机的尺寸，挖空纸盒表面，将舵机安装上去。舵机的三根引脚分别接arduinoUno电源管脚、接地端与a1管脚。这样，一个独立欧姆表的连线和组装工作已经完成。图3为欧姆表刻度盘，图4为指针式欧姆表实际电路示意图。
玩转：学习小数变量的使用
程序的编写大致分为三个部分：第一个部分是对变量的定义，第二个部分是各个小程序的编写，第三个部分是用程序语句连接各个小程序，最终实现欧姆表的功能。
第一部分的程序是定义变量。变量分为整数、小数、布尔、字符和字符串。如果要给数字赋予一个变量，需要定义变量为整数变量或者小数变量。我们在这一制作过程中，需要进行比较精确的计算，计算的过程与结果必须以小数的形式呈现。因此，我们选择各个变量为小数变量。定义analog变量为小数变量，初始值为0。模拟端口a0的数值会赋予这个变量。同理，经过欧姆定律公式计算，得到的待测电阻数值用r来表示；r扩大10倍得到的数值赋予a，a与舵机旋转的角度有关系。图5为第一部分程序。
第二部分是各个小程序的编写。首先根据欧姆定律，编写待测电阻的计算程序。将模拟端口的a0数值赋予analog变量，再代入计算公式中。这里的计算公式与上述欧姆定律的计算公式一致。不同的是，总电压V原先是5V，现在是与5V对应的1023，而电压V1用变量analog表示。
名为“电阻”的程序被执行后，会得到待测电阻的精确数值。如果用舵机表示电阻值，电阻值的数值过小，需要进行放大。如待测电阻经过测量为5KΩ，如果舵机相应地转动5度，指针转动不明显。但将电阻值放大十倍为50，舵机转动50度，舵机转动明显，这样欧姆表的指示将更加精确。
所以，需要执行“舵机显示电阻”程序，程序内容为待测电阻数值扩大十倍。选择a1端口为舵机的信号输入端口，之后a与舵机转动的角度进行映射，建立对应关系。0～10KΩ放大十倍为0～100，放大的数值和舵机转动角度一一对应。图6为第二部分程序。
第三部分程序是要连接第二部分的程序（如图7）。
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欧姆定律发现过程篇4
上一期文章介绍了自制欧姆表的作品创意。但在测试阶段，我们发现测量0～1KΩ的电阻时，指针的偏转角度很小，误差很大。不知道大家有没有想出优化方案呢？对于这个问题，仁者见仁，智者见智。我也提出了解决方案，供大家参考。
如图1，这是原欧姆表的仪表盘。表盘的量程为0～10KΩ。经过测试，发现0～1KΩ的电阻测量误差较大，需要进一步优化作品，增加0～1KΩ的精确度。一定要注意，这里的误差是指指针指示的误差，如果用串口监视器观察电阻值，就会发现串口显示的数值误差较小，一旦转换成舵机的变化角度，误差就很明显。
那么，如何解决这个问题呢？真实的指针式电压表或者电流表一般有两个量程，并且两个量程共用一个表盘。由此可以做出猜想，欧姆表的大小量程是否可以共用一个表盘呢？将0～1KΩ放大到整个表盘上，是否能实现0～1KΩ小量程段的精确测量？
改装
首先对表盘进行改进，在同一个表盘标明两个量程。如图2，在原有的基础上，将1KΩ均匀分成10份。每一份表示0.1KΩ，最小刻度为0.05KΩ。这是欧姆表改进的第一步。
除了对表盘进行改进外，是否还需要改进原欧姆表的电路连接呢？上文已经提到，对0～1KΩ电阻测量时，串口监视器观测到的电阻值显示精确，但转换成为舵机显示的数值时误差较大，因此可以推断出，电阻的计算公式完全正确，但在电阻值对应舵机角度变化的程序编写上，需要进一步优化。因此，多量程欧姆表电路连接图与原有电路图相比，只增加红、绿LeD灯。绿灯和红灯正极分别连接到2、3管脚，负极共地。红、绿LeD灯因程序需要添加，下文会详述（如上页图3）。
玩转
重新编写程序，需要设置多量程欧姆表的量程为0～1KΩ与0～10KΩ。当程序检测到电阻小于1KΩ时，r值放大100倍，与表盘100度对应；当检测到电阻大于1KΩ时，r值放大10倍，与表盘100度对应。这个程序仍会出现一个问题：观察者不知道舵机显示的阻值是大于1KΩ还是小于1KΩ。因此，有必要加入提示，我们为电路添加红绿灯，区分电阻大小。当检测到电阻大于等于1KΩ时，红灯亮；当检测到电阻小于1KΩ时，绿灯亮。打开mixly图形化编程，编写程序。
程序的编写大致分为三个部分：第一个部分是对变量的定义，第二个部分是各个小程序的编写，第三个部分是用程序语句连接各个小程序，实现多量程欧姆表的功能。
第一部分程序定义变量。定义analog变量为小数变量，初始值为0，模拟端口a0的数值会赋予这个变量。同理，经过欧姆定律公式计算，得到的待测电阻数值用r来表示：r扩大10倍得到的数值赋予a，a表示0～10KΩ电阻；r扩大100倍得到的数值赋予b，b表示0～1KΩ电阻（如图4）。
第二部分是各个小程序的编写。首先根据欧姆定律，编写待测电阻的计算程序。将模拟端口的a0数值赋予analog变量，再代入计算公式中。这里的计算公式与上述欧姆定律的计算公式一致。不同的是，总电压V原先是5V，现在是与5V对应的1023，而电压V1用变量analog表示。
名为“电阻”的程序被执行后，会得到待测电阻的精确数值r。程序如上页图5所示。
舵机显示0～1KΩ电阻测量值，首先将数值r放大100倍，之后与舵机旋转角度一一对应，同时绿灯亮，程序如上页图6所示。输出管脚2为高、3为低表示绿灯亮、红灯灭。
舵机显示0～10KΩ电阻测量值，首先将数值r放大10倍，之后与舵机旋转角度一一对应，同时红灯亮，程序如上页图7所示。输出管脚2为低、3为高表示绿灯灭、红灯亮。
第三部分程序，是用逻辑关系连接第二部分的程序。如果r小于1KΩ，执行“0～1KΩ程序”，如果r大于等于1KΩ，执行“0～10KΩ程序”。需要注意的是，要想使欧姆表能够及时复位，当不测量阻值，即analog变量等于0时，将指针旋转到10KΩ的位置。具体程序如上页图8所示。
最后，连接三部分程序，得到最终程序，如图9所示。
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欧姆定律发现过程篇5
当学生身处考场，遇到某个熟悉的情景或知识点时，曾经烂记于心的东西，却怎么想也想不起来。原来储存的学科知识去哪儿了呢？难道又都还给老师了吗？本来储存好的知识，用时却提取不出来，是哪个环节出了问题呢？教师和学生应该如何避免这一情况出现呢？下面笔者以《多用电表的原理》这节课的教学案例来加以说明。
《多用电表的原理》是物理人教版选修3-1第2章《恒定电流》的第8节，本节是闭合电路欧姆定律的具体应用，是必考实验之一（《实验：练习使用多用电表》）的铺垫，学生理解并掌握本节课，至关重要。然而，欧姆表的原理对学生来说是个难点，教师该如何突破这一难点，做到既让学生当时能够理解，又能让学生课下用到时能随时提取相关信息并加以应用，这对教师也是一个挑战。笔者就本节课中欧姆表的原理做了一些思考，现通过两个案例加以比较分析。
2案例展示
21案例一展示
211引入
教师：我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，那么我们能否把电流表改装成能够测量导体电阻，并能直接读出电阻数值的欧姆表呢？下面我们从一个例题说起。
212以例题形式呈现欧姆表的改装
（1）用导线把a、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？
（2）调到满偏后保持R1的值不变，在a、B间接一个150Ω的电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？
（3）如果把任意电阻R接在a、B间，电流表读数i与R的值有什么关系？
解析：（1）因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算。由闭合电路欧姆定律，有ig=eRg+r+R。
由以上式子可得：
R1=eig-Rg-r=142Ω
这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R1的值为142Ω。
（2）保持可变电阻R1的值不变，把R2=150Ω接在a、B之间，设这时电流表读数为i2，由闭合电路欧姆定律i2=eR+r+R1+R2=5ma。这表示，接入R2后，电表指在“5ma”刻度的位置。
（3）把任意电阻R接到a、B之间、设电流表读数为i，则：
i=eR+r+R1+R
代入数值后，得：
i=1.5V150Ω+R
解出：
R=1.5Vi-150Ω
教师：通过以上计算同学们得到什么启发？如何将电流表的表盘转换成测量电阻的表盘呢？
学生讨论，代表发言：将电流表的“10ma”刻度线标为“0Ω”，“5ma”刻度线标为“150Ω”，其他电流刻度按R=1.5i-150Ω的规律转为电阻的标度，如果把改好的刻度表盘装回表头，这样，电流表就改装成了直接测电阻的仪器。
2.1.3分组实验
学生活动――动手改成一个欧姆表并标出各个电流对应的电阻值。
（1）利用以下器件进行改装，电流表（0～0.6a）、干电池（2节）、滑动变阻器（1个）、红黑表笔各1个。
（2）计算改装后的欧姆表的内阻以及1Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω所对应的电流值。
（3）更改电流表的刻度表盘，把0Ω、∞和中值电阻这3个特殊值先标上，再标1Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的值。
（4）观察更改后的刻度，总结欧姆表刻度的特点：刻度不均匀，左密右疏。
（5）利用自己改装的欧姆表测量已知电阻的阻值。
总结：欧姆表依据定律制成，它是由改装而成的；内部由、和三部分组成。欧姆表内阻为RΩ=欧姆表中值电阻R中=欧姆表表盘刻度特点：、。
22案例二展示
221引入
教师：通过前面的学习我们知道，一块灵敏电流计可以改装成电压表，也可以改装成大量程的电流表，那么我们能不能设计出既能测电压又能测电流的集多种功能于一体的电表呢？刚才发给同学们的电表其实就具备这种功能，所以称为多用电表，又称万能电表。同学们观察一下，这块电表还有其他功能吗？对，它还可以测电阻的阻值，也就是还可以充当欧姆表的角色。大家再观察表盘刻度，你有什么新发现吗？
学生一边听，一边观察，一边思考并分享自己的新发现。当学生发现，欧姆表刻度盘的刻度不均匀且左大右小、左密右疏时，都情不自禁的问为什么。
教师：为什么用作欧姆表时，表盘刻度那么有个性呢？要回答这个问题，我们首先来研究如何将同样一块灵敏电流计改装成欧姆表。
222探究灵敏电流计改装成欧姆表
（1）探究灵敏电流计改装成欧姆表的电路图。
教师提出问题：
①要完成改装我们应建立哪两个物理量间的关系？
②我这里有一块灵敏电流计和一个待测电阻，要测出待测电阻的阻值还需要哪些仪器？
③测量的原理是什么？需要知道哪些物理量，请画出电路图（在黑板上画出灵敏电流计表头和待测电阻）。
学生先单独思考并讨论。
教师提问一位中等成绩的学生，他可能不能完全解决这一问题，教师做适当引导――电流表发生偏转需要有电流，哪个仪器可以使电路中产生电流呢？
学生在教师引导下很容易想到电源，并能说出测量原理为闭合电路的欧姆定律。
教师：现在请同学们画出电路图并列出测量待测电阻阻值的表达式，说明需要知道哪些物理量。
学生：由e=ix（Rg+r+Rx），得Rx=eix-（Rg+r），需要知道电源电动势和内阻以及灵敏电流计的内阻。
教师：由此可见，Rx不同，对应的电路中的电流不同，也就是说每个电流刻度代表的待测电阻的阻值也不同，我们只需将相应的电流的刻度改成电阻阻值就可以作为欧姆表了。电流越大代表的待测电阻的阻值越小，所以欧姆表的刻度是“左大右小”。
（2）以实际情景为切入点，探究欧姆表的改装。
情景设置一：电源的电动势e=15V，内阻r=05Ω，表头满偏电流ig=10ma，电流表电阻Rg=75Ω，a、B为接线柱。
问题1：用如图3所示的装置能否测出阻值较小的电阻？为什么？
问题2：为了保护电路，我们至少需要串联一个多大的电阻？
问题3：假设电路中串联一个R=142Ω的电阻，将一待测电阻接入a、B之间，若发现灵敏电流计示数为i1=5ma，此电阻阻值为多少？
问题4：在问题3的基础上，灵敏电流计示数分别表示10ma、8ma、6ma、4ma、2ma、0ma时对应的待测电阻的阻值分别是多少？
问题5：要用此装置直接测出电阻，我们只需把相应电流刻度改成电阻刻度，请同学们对表头进行刻度的改装。新的欧姆表的总内阻R内为多少？当直接将a、B用导线相连时，对应电流是多少？
问题6：若问题3中串联的电阻R′=292Ω，待测电阻为0，对应的电流为多少？若将此装置改装成欧姆表，有什么缺点？
问题7：为了充分利用表盘，应选择怎样的定值电阻？为了方便调节，可以把定值电阻换成什么电学原件？
学生：通过思考、计算、分析、比较，学生能将表盘改装，且能明白为了充分利用表盘，将电表整个装置两端直接相连，通过调节滑动变阻器使指针指到满偏电流，对应所测电阻为0。为下节课《多用电表的使用》打下坚实基础。
（3）设置情景，学生自己完成改装，加强对欧姆表的理解。
情景设置二：电源的电动势为e，表头的满偏电流为ig，表头刻度盘如图1所示，给定一个滑动变阻器，请将此电流表改装成欧姆表。
学生通过计算自主完成改装，检验结果，并进一步分析――进行调零后R内=eig。
由ix=eRx+R内
得Rx=eix-R内=（igix-1）R内
由此可见，若中值电阻确定，欧姆表的刻度盘也就确定了。
3案例分析比较
31直观感受引起矛盾冲突的引入pK平铺直叙的引入
两个案例中，显然第二个案例的引入更能抓住学生的眼球。学生通过观察多用电表会新奇地发现非常规的东西――欧姆表的刻度线是左大右小，左密右疏，且刻度不均匀。好奇心油然而生，对下面的学习会充满了期待，学习积极性自然不言而喻。况且关于欧姆表的刻度特点，学生的掌握程度比讲完改装原理后再总结出来更能持久，更利于以后学习中提取。
认知心理学家皮亚杰认为，每个学生头脑中都有一个认知结构，只有当认知结构与外界刺激发生不平衡时，才能引起学习需要。而在教学开始，案例二中教学设计能激起学生认知结构与新知识之间的矛盾，激发学生的学习兴趣，更接近学生的最近发展区，因而比平铺直叙的案例一的设计更胜一筹。
32完整的探究过程pK缺少环节的研究过程
科学探究是一个过程，它主要包括：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。欧姆表的改装这节课，重点在于理解欧姆表的原理，而不是实验，做实验也没什么意义，所以有些教师认为谈探究简直是风马牛不相及。可是，并不是所有的探究都经历以上过程，我们所谓的探究应该是一种思想和意识。
“如何将灵敏电流计改装成欧姆表”是本节课的顶层设计，是学习目标和教学重点。案例二中，一开始通过学生观察多用电表提出疑问，教师围绕这一重点展开一系列的活动，让学生在明确目标后进行思考讨论，锻炼其解决问题的能力。案例一中，教师没让学生明确本节课要解决什么问题，没有树立一个探究的思想，也没从培养学生的探究思维能力着手设计问题，甚至根本没给学生思考的机会就直接进入例题，学生开始肯定是一头雾水，只是闷着头做题，只有做完第三问才领会到例题的目的。目标是前进的动力，一个人没有目标，他的一生就会碌碌无为，毫无生气。一个环节没有目标，学生就失去了努力的方向，失去了学习的乐趣，教师也就缺少了评价的标准。
33目的明确、启发学生积极思考的情景设置pK以知识讲解为目的、缺乏思维含量的例题教学
案例二中的情景设置一，是在前面学生设计出欧姆表改装电路的基础上，给定实际情景，精心设置一些问题，对电表改装中出现的问题拎出来让学生思考讨论并加以解决。问题1和问题2不仅是问题3的铺垫，而且培养了学生的问题意识，渗透了电学中的“保护电路”的环保意识和安全思想。问题3和问题4主要解决了刻度盘的改装问题，回馈前面学生的疑问“为什么刻度盘左密右疏”。问题5帮助学生强化对改装后的欧姆表的整体认识，并强化当待测电阻阻值为零时，指针指到最右端的i=ig处，新刻度盘的阻值为0处。问题6，通过具体数据，说明了只有欧姆表内阻为特定值时，刻度盘才能充分利用，学生通过比较分析，自然做出优化的选择。问题7，进一步引发学生优化实验，培养学生的精益求精的思想。
34递进关系的情景设置pK画蛇添足的学生实验
案例二中情景设置二，是在情景设置一的基础上，从最优化的方案出发，以字母的形式出现，加深对欧姆表改装的原理的理解，并给下节课欧姆表的换档教学提供了理论支持，可谓一举两得。从特殊到一般的整体设计，更易于学生接受，接近学生的最近发展区，提供了解决一般问题的方法。而案例一中，虽冠以“学生实验”的美名，实则仅是前面例题教学的简单重复，如果说有一个作用的话，那就是强化前面的例题教学，起到巩固所学知识的作用，但没更深层次的作用，有些浪费时间。
35易于知识提取的教学pK只注重知识储存的教学
知识储存与知识提取有什么关系呢？笔者认为两者之间有两层关系：①知识储存是知识提取的基础。没有知识储存何谈知识提取？巧妇难为无米之炊，知识储存之于知识提取，犹如一砖一瓦之于高楼大厦。②知识提取检验了知识储存的效果。上课时学生似乎都懂了，可做作业时却不会做；更有甚者，学生做作业时会了，可一进入考场却又败下阵来。知识提取发生了困难，说明知识储存效果不好。
教师在教学过程中，既要有让学生储存学科知识的意识，又要有让学生易于提取相应学科知识的意识。也就是说，教学设计应是一个易于知识提取的知识储存过程。怎样的教学才是易于学生知识提取的教学呢？笔者认为，这里的主角应该是学生。学生上课时要有直观感受，怀有好奇心和求知欲；应明确学习目标，并能积极思考；积极参与学习活动，通过讨论取长补短；通过努力，获取一定的成就感和认同感。在这个过程中，教师就是个掌舵者，主导着学生的活动，决定了学生知识储存的效率、效果。
案例一中，教师为了减小理解的难度，直接从例题出发，讲解多用电表的原理，学生虽然当时能理解，但不会在大脑中形成很深的印象，几天之后恐怕很难再回忆起来。也就是说储存过程越是简单，储存方式越是单一，越不利于知识的提取。而案例二中，教师通过调动学生的各种感官，多次进行讨论，利用学生间的互动，提高知识提取的效果。设计思路比较清晰，设置一些学生跳一跳才能够解决的问题，引发学生思考，经过自己思考，有了自己的想法，所储存的知识经过理解和重新加工，更有利于提取。
欧姆定律发现过程篇6
制作
电位器，也被称为电位计，是一种可以改变阻值的电子元件，其阻值的最大值一般会标到外壳上（如图1）。电位器主要由转动轴、金属腿、碳环等几部分组成。碳环是电位器的核心部分，是由碳混合黏土制成的。黏土是绝缘体，碳是导体。碳和黏土的比例决定了电位器的最大阻值。黏土越多，阻值越大，反之，阻值越小。电位器的转动轴通过旋转改变碳环接触点的位置，使电阻值发生变化。电位器的金属腿有三根，将中间位置和任意一侧的金属腿接入电路，即可通过旋转旋钮来调节电位器的阻值。
改装
接下来，笔者用自制的欧姆表与电位器连接，测量电位器的阻值变化。将欧姆表的红表笔与电位器左侧的金属腿连接，黑表笔与电位器中间的金属腿连接。旋转旋钮，可以观察到什么变化？红黑表笔分别连接电位器中间和右侧的金属腿，会发生什么变化？如果红黑表笔分别连接电位器左侧和右侧的金属腿，又会发生什么变化？图2所示是测量电位器电阻变化的三种连接方式。
玩转
首先，将欧姆表的红黑表笔分别与电位器左侧和中间的金属腿连接。电位器的旋钮从起始位置顺时针旋转到最终位置。在这一过程中，用自制欧姆表依次测量4个随机电阻值，同时用万用表再次测量以验证自制欧姆表的精确性，测量结果如下页表1所示。
其次，将欧姆表的红黑表笔分别与电位器右侧和中间的金属腿连接。电位器的旋钮从起始位置顺时针旋转到最终位置。在这一过程中，用自制欧姆表依次测量4个随机电阻值，同时用万用表再次测量以验证自制欧姆表的精确性，测量结果如表2所示。
最后，将欧姆表的红黑表笔分别与电位器左侧和右侧的金属腿连接。电位器的旋钮从起始位置顺时针旋转到最终位置。在这一过程中，用自制欧姆表依次测量4个随机电阻值，同时用万用表再次测量以验证自制欧姆表的精确性，测量结果如表3所示。
通过分析测量结果可以发现：将电位器中间和任意一侧金属腿接入电路中，旋转旋钮，电阻才会发生变化。第一次电阻值从小到大变化，第二次电阻值从大到小变化。将电位器左侧和右侧金属腿接入电路中，电位器变成定值电阻，阻值接近10KΩ。
如果对比分析万用表与自制欧姆表的数据，会发现自制欧姆表的误差多数在10%左右，有的甚至可以达到5%以下。可见自制欧姆表的精确性比较高，但仍有改进的空间。
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欧姆定律发现过程篇7
一、教材分析《欧姆定律》一课，学生在初中阶段已经学过，高中必修本（下册）安排这节课的目的，主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识；体会物理学的基本研究方法（即通过实验来探索物理规律）；学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图象法；再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法．这就决定了本节课的教学目的和教学要求．这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的，从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法．
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用．因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段．
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用．
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析．这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础．
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义．尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏．从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度．对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从数学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义．有些学生常将两种表达式相混，对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清，要注意提醒和纠正．
二、关于教法和学法根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法．教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动．在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行大面积课堂提问，让学生充分发表意见．这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃．
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实际操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律．同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯．
三、对教学过程的构想为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：1．在引入新课提出课题后，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么（不一定让学生回答）？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用．2．对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答．这样使他们既巩固了实验知识，也调动他们尽早投入积极参与．3．在进行演示实验时可请两位同学上台协助，同时让其余同学注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考．4．在用列表对比法对实验数据进行分析后，提出下面的问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识．到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨．5．在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义．此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨．此处节奏应放慢，可提请学生回答或展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出实验结论的基础上，进一步总结出欧姆定律，这实际上是认识上的又一次升华．要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力．教师重申时语气要加重，不能轻描淡写．要随即强调欧姆定律是实验定律，必有一定的适用范围，不能任意外推．7．为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习，达到巩固之目的．然后结合课本练习题，熟悉欧姆定律的应用，但占时不宜过长，以免冲淡前面主题．
四、授课过程中几点注意事项1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍．
2．注意正确规范地进行演示操作，数据不能虚假拼凑．
3．注意演示实验的可视度．可预先制作电路板，演示时注意位置要加高．有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上，使全体学生都能清晰地看见．
4．定义电阻及总结欧姆定律时，要注意层次清楚，避免节奏混乱．可把电阻的概念及定义在归纳实验结论时提出，而欧姆定律在归纳完实验结论后总结．这样学生就不易将二者混淆．
欧姆定律发现过程篇8
关键词：欧姆定律；教学设计；传感器；DiS线性元件；非线性元件；伏安特性；屏幕广播
中图分类号：G633.7文献标识码：a文章编号：1003-6148（2015）6-0073-6
1教学内容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》，教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律，然后重点阐述了导体的伏安特性，并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线，对比了它们的导电性能。
（2）《课程标准》要求：①观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的i-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
2教学对象分析
（1）学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识，为本节实验方案设计打下了基础；
（2）初中已经学习过的欧姆定律基础知识，为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用；
（3）学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。
3教学目标
3.1知识与技能
（1）了解线性元件及其特点；
（2）理解欧姆定律及其适用条件；
（3）了解非线性元件及其特点。
3.2过程与方法
（1）通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程，进一步熟知科学探究的各环节；
（2）通过描绘导体伏安特性曲线，体会图线法在物理学中的作用；
（3）初步掌握传感器、DiS（数字化信息系统）的操作和使用方法。
3.3情感态度与价值观
（1）通过使用传感器和DiS（数字化信息系统），增强数字化、信息化科学意识；
（2）通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；
（3）通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。
4教学重点
（1）线性元件与欧姆定律
（2）线性伏安特性曲线的理解与应用
5教学难点
（1）实验方案的设计与电路连接、DiS（数字化信息系统）的使用；
（2）非线性伏安特性曲线的理解与应用。
6教学策略设计
6.1《课程标准》要求
（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；
（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的i-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标！而采用传感器和DiS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识。
6.2本节课设计了四个探究环节
（1）探究环节一：描绘金属导体（合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻）伏安特性曲线
该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中，包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节。
（2）探究环节二：线性元件与欧姆定律
（3）探究环节三：描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线
（4）探究环节四：非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用
其中，环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5Ω与10Ω电阻，小灯泡与二极管。这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。
6.3本节课采用小组合作形式
使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦，提高学生合作共享意识。
7教学设备
25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。
8教学过程
引入新课
【教师】
实物投影：整流、滤波线路板，介绍元件、功能。
引入课题：该线路板为何能实现如此神奇的功能呢？那就要求设计者对各元件的性能非常了解，而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。
【学生】
观察、思索、好奇、兴奋。
【设计说明】
激发学生研究导体伏安特性的兴趣。
新课教学
探究环节一：描绘金属导体伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
（1）今天我们就首先探究金属导体（合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻）的伏安特性。
（2）划分四个研究小组，每组六台电脑。
【学生】
熟悉小组成员，选出小组长。
【设计说明】
小组合作。
（二）设计实验
（1）方案设计
【教师】
导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U，纵轴表示电流i，画出的i-U图线叫做导体的伏安特性曲线。
注意解决三个问题：
①如何测量导体的电流、电压？
②如何改变导体的电流、电压？
③怎样描绘导体的伏安特性曲线？
【学生】
分组讨论：
①达到实验目的所需的实验器材；
②画出实验电路图、概述实验方案。
【设计说明】
①提高学生的实验设计能力；
②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。
（2）方案论证
【学生】
小组长说明实验器材。
【教师】
展示实验器材实物图（图1）。
【学生】
小组长投影实验电路、简述实验方案。
【教师】
展示实验电路（图2）。
（3）方案改进
【教师】
在数字化时代，我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表，利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究（图3）。
【学生】
阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。
【设计说明】
采用传感器和DiS，提高效率，完成传统实验器材不可能完成的任务。
（三）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组10Ω电阻；3、4组5Ω电阻，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据（图4）。
②巡回指导。
④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出线性元件的概念。
（四）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同。
【学生】
（1）两图线均为过原点的直线――线性元件。
（2）两图线的斜率不同――电阻值不相等。
探究环节二：线性元件与欧姆定律
（一）线性元件
【教师】
（1）金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的元件称为线性元件。
那么，线性元件有什么特点呢？
【学生】
观察、思考后回答。
（2）通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。
【教师】
展示两个电阻的伏安特性曲线（图5）。
【学生】
观察、思考后回答。
（3）电压一定时，通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。
【教师】
线性元件这两大特点你联想到哪条规律？
【学生】
齐答：欧姆定律。
【设计说明】
线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。
（二）欧姆定律
【教师】
内容：通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比，跟导体本身的电阻成反比。
适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路
【学生】
回顾、归纳。
【教师】
情感教育：介绍欧姆及其实验装置（图6），阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响！
【学生】
好奇、兴奋。
探究环节三：描绘二极管小灯泡伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。
【学生】
更换器材、连接电路（图7）。
（二）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组二极管；3、4组小灯泡，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据。
②巡回指导。
③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，提高了实验效率，而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出非线性元件的概念。
（三）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同（图8）。
【学生】
（1）两图线均为曲线――二极管为非线性元件。
（2）两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小；钨丝的电阻随电压升高而增大。
（四）知识点辨析
【教师】
钨丝（小灯泡灯丝）属于金属导体，但其伏安特性曲线为何呈现曲线？（图9）
【学生】
因为灯丝温度变化范围过大。
【教师】
动画：手工绘制钨丝伏安特性曲线。
可以看出：曲线起始端温度变化很小，呈现线性。
探究环节四：非线性元件
（一）非线性元件的概念
【教师】
（1）气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件。
（2）对非线性元件，欧姆定律不适用。
（3）非线性元件的电阻除了由材料本身决定外，还与加在其两端的电压有关。
【学生】
观察、思考。
【设计说明】
实验与知识点自然衔接。
（二）非线性伏安曲线的理解与应用
（1）跟踪练习――非线性伏安曲线的理解
【教师】
①小灯泡通电后其电流i随所加电压U变化的图线如图10所示，p为图线上一点，pn为图线在p点的切线，pQ为U轴的垂线，pm为i轴的垂线，则下列说法中正确的是（）
（2）拓展练习――非线性伏安曲线的应用
【教师】
②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示，将该灯泡与一个R=6Ω的定值电阻串联，接入输出电压U=3V的恒压电源，如图12所示，试求通过小灯泡的电流强度。
【学生】
解析：在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6i的图线（图13）。
从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为i=0.22a。
【设计说明】
拓展学生解题思路，增强学生图线法解决问题的意识！
课堂小结
【教师】
引导学生回顾、归纳总结。
知识小结：线性元件、欧姆定律、非线性元件。
方法小结：实验探究、图线法、数字化。
【设计说明】
比知识更重要的是方法！
作业布置
【教师】
（1）课本p48页2、3、4题。
（2）请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线（含正、反向电压）的方案。
（3）网上查阅欧姆定律的发现历程。
【设计说明】
三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。
参考文献：
欧姆定律发现过程篇9
在1826～1827年，德国物理学家欧姆用实验和理论确立了欧姆定律。
然而，在德国，只有费西内尔和斯威格尔等极少数科学家接受欧姆的发现，而绝大多数则反对欧姆的“歪理邪说”。例如，物理学家鲍尔就撰文煽动舆论，攻击欧姆的著作：“以虔诚眼光看待世界的人不要去读这本书，因为它纯粹是不可置信的欺骗，它的唯一目的是要亵渎自然的尊严。”
但是，在“曾经沧海”和“除却巫山”15年之后的1841年，科学界终于承认了欧姆的成果――英国皇家学会授予欧姆皇家学会的最高科学奖科普利奖章，还吸收他为学会的外籍会员。
这“花开德意志，果结英格兰”的成果，使欧姆的祖国终于认识到了他的价值。1849年，慕尼黑大学终于聘请60岁高龄的欧姆为教授……
花发神州果结美洲――“女生”、“施泰纳”远涉重洋
“请我去讲学?讲组合数学?你们中国不是有陆家羲博士么?”1983年，中国某单位邀请两位世界组合数学专家――加拿大多伦多大学的门德尔松教授与滑铁卢大学的郝迪教授来中国讲学，并出席在大连举办的中国首届组合数学学术讨论会。对此，他俩睁大了眼睛，门德尔松还疑惑不解地这样用反问来回答。
他俩为什么会如此惊诧呢?
在1961～1979年间，包头九中物理教师陆家羲先后6次向国内有关研究机构和刊物寄出有关“柯克曼女生问题”的论文。但是，他得到的回答不是“无价值”或“改投其他刊物”，就是退稿或石沉大海没有回音!
“柯克曼女生问题”，是美国数学家柯克曼在1850年提出来的组合数学问题。和“女生”相关的，还有出生在瑞士的德国数学家施泰纳提出的“施泰纳系列问题”。它们都是100多年以来没有得到彻底解决的世界性数学难题。
到了1980年春，陆家羲又攻克了“施泰纳”，并立即把有关论文寄往北京。后来，按苏州大学朱烈教授的建议，他把论文投寄给《组合论》杂志。为杂志审查论文的世界组合学权威之一门德尔松高度评价说：“这是世界上十年来组合设计方面最重大的成果之一。”1983年3月，他的6篇论文在《组合论》杂志上正式发表。
陆家羲死后4年的1987年，国家科委把他的一个成果评为国家自然科学一等奖。
带着“远行”去远行――无线电“离家出走”
1896年初夏，一个容貌清秀的青年提着一个大箱子，登上了一艘从意大利开往英国的邮船。他踌躇满志而又恋恋不舍――毕竟，要离开自己的祖国，的确“别有一番滋味在心头”。
这个青年，就是意大利发明家马可尼。那么，他为什么要“从故乡到异乡”呢?
1894年的一天，马可尼的母亲目睹了儿子的发明――楼上的无线电试验装置使楼下的电铃响了起来。1895年夏，他把信号传送距离扩大到2．7千米……
初步成功和经费紧缺，促使马可尼向他的农场主父亲借钱，还写信向意大利邮电部求助，但都没有得到支持。于是，他只好“离家出走”去远行――大箱子里就是能让电波“远行”的无线电设备。
1896年12月12日，伦敦科技大厅座无虚席，英国邮电总局总工程师、英国电信界权威普利斯做完了无线电的科普讲演之后，把马可尼和他的无线电报装置介绍给了大家，并当场作了表演，从而使“整个大厅变得比游艺场还热闹”。也是在这一年，马可尼在英国取得了无线电发明的专利权。
1897年5月11日，马可尼和乔治・肯普首次完成了不用导线把信号传过英国的一个海湾的壮举……
就这样，在南欧开花的无线电，在英伦结了果。
苏格兰播种美利坚收获――青霉素穿越大西洋
1928年，出生在苏格兰的英国医学家弗莱明发现了青霉素。然而，“小扣柴扉久不开”――由于当时弗莱明和他的合作者无法解决产销问题，它被尘封了10年。
在“二战”隆隆的炮声中，牛津大学的弗洛里和他年轻的助手――德国化学家钱恩在图书馆里翻阅资料的时候，发现了当年弗莱明关于青霉素的论文。
1941年，英国分析化学家马丁和英国生物化学家赛恩其发明了分离复杂化学物质的纸层分析法。借助于这种方法，弗洛里和钱恩解决了青霉素的提纯问题。然而，在生产青霉素的方面，他俩却“雪拥蓝关马不前”了――许多英国药厂因德寇飞机时常空袭而拒绝投产，英国帝国化学工业公司只能生产出少量的青霉素。不知“云横秦岭家何在”的弗洛里和钱恩，只好带上青霉素样品穿越大西洋，到美国去寻找合作者。1944年，美国大量生产的青霉素在英美普通公民中广泛使用。青霉素的大量生产，拯救了千百万伤病员，成为第二次世界大战中与原子弹、雷达并列的三大发明之一。
就这样，由苏格兰人播种的青霉素，在美利坚得到丰收。
观念、环境和评价机制――“红杏出墙”的启迪
为什么科技史上会有这么多“墙内开花墙外红”的现象呢?它又给我们什么启迪呢?
第一个原因是观念的陈旧。
观念陈旧的表现之一，是科学方法观念的陈旧。
欧姆定律起初没有被德国科学家普遍承认，原因之一就是他们片面强调实验的重要性，忽略理论的概括作用，更忽略了伽利略开创的数学物理演绎法。例如，德国物理学家孟克就曾说：“我们更需要的是观察和实验，而不是计算和几何公式。”
科学方法观念的陈旧，还表现在推导欧姆定律的时候。欧姆采用了傅立叶在均匀热传导时金属导线与外界完全绝热的方法，而德国的一些实验物理学家们认为这根本不可能。但在事实上，这种方法正是伽利略和牛顿早已采用过的“理想实验”的基本物理方法之一。
由此可见，只有破除陈旧的科学方法，科学理论才有可能破土而出。
观念陈旧的表现之二，是“大人物”忽视“小人物”。
一些科学家认为，欧美第一流的科学家尚未解决的问题不会如此简单，作为“小小的中学教师”的欧姆不可能解决。
陆家羲的成果最早不是在国内得到承认，多少也有忽视“小人物”的因素。
观念陈旧的表现之三，是对科学研究和技术开发的轻视。
青霉素之花之所以在异地大量结果，还有一个重要原因：英国重视科学，相对轻视技术；而美国则两者并重。按人口平均计算，标志着科学水平三个自然学科(物理、化学和医学)诺贝尔奖得主的人数，英国至今仍居世界第一。然而，英国的经济发展速度，却只居西欧共同体的倒数第二――更不能和美国及其他发展快的国家比肩!在这种科技政策下，青霉素“异地结果”就不足为奇了。
第二个原因是环境影响科研成果。
许多英国药厂当年拒绝研究青霉素的规模化生产的重要原因是，“二战”时德寇的飞机时常空袭，而美国本土则没有这种空袭。陆家羲的论文之所以被多次忽略，原因之一也是因为他投寄论文时的社会环境是在“”时期。
由此可见，和谐、安定的社会环境，对科研(和其他活动)，是多么重要。
第三个原因是评价机制。
欧姆和陆家羲的成果之所以没能在“本土”及时得到公认，与当时评价机制的失误有关。
奥地利生物学家孟德尔发现的生物遗传学规律，在死后16年的1900年，才在荷兰的德・弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的西森内格・契马克完成的“再发现”后得到公认，也与评价机制不健全有关。
欧姆定律发现过程篇10
说课是把执教者的教学设想，教学思想及其理论依据说出来，供同行商榷和交流。今天“说课”的内容是“欧姆定律”一节。下面介绍说这节课的过程。
一、教材分析
“欧姆定律”一课，学生在初中阶段已经学过，高中选修教材安排这节课的目的，主要是让学生通过课堂演示实验再次增加感性认识；体会物理学的基础研究方法（即通过实验来探索物理规律）；学习分析实验数据，得出实验结论的两种常用方法——列表对比法和图像法；再次领会定义物理量的一种常用方法——比值法。这就决定了本节课的教学目的和教学要求。这节课不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容，重点在于要让学生知道结论是如何得出的；在得出结论时用了什么样的科学方法和手段；在实验过程中是如何控制实验条件和物理变量的，从而让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础。本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用。因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段。
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用。本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析，这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础。
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义。尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏。从教学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度。对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从教学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义。
二、关于教法和学法
根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式教学法。教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行课堂提问，让学生充分发表意见。这样既有利于化解难点，又有利于发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃。
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实验操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律。同时要让学生知道，物理规律必须通过实验的检验，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯。
三、对教学过程的构想
为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：
1.在引入新课提出课题前，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用。
2.对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答，这样使学生既巩固实验知识，又调动学生积极参与。
3.在进行演示实验时可请两位学生上台协助，同时让其余学生注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考。
4.用列表对比法对实验数据进行分析后，提出问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更深刻的认识。到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图像使学生的学习情绪转向高涨。
5.在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义。此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨。此处节奏应放慢，可提请学生展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻印象。
6.在得出实验结论的基础上，进一步总结欧姆定律，这实际是认识上的又一次升华。要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力。
7.为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题进行反馈练习，达到巩固之目的。然后结合教材练习题，熟悉欧姆定律的应用，时间不宜过长，以免冲淡主题。
四、授课过程中注意事项
1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍。
2．注意正确规范地进行演示操作。
3．注意凑示实验的可视度。
4.定义电阻及总结欧姆定律时，要注意层次清楚，避免节奏混乱。
5．所编反馈练习题应重点放在概念辨析和方法训练上，不能把套公式计算作为重点。