綜述歐姆定律的實驗探究

舒飛

摘要：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，在電學(xué)中起到橋梁和紐帶的作用。本文就如何培養(yǎng)學(xué)生對歐姆定律的探究能力以及歐姆定律考查學(xué)生綜合能力涉及的考點做一論述。

關(guān)鍵詞：歐姆定律；電流；電壓；電阻

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）02-0086

實驗是從感性到理性認識的過程，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)生的身心特點和認識過程。因此，實驗既是學(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。利用實驗可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力，通過對實驗原理的理解、觀看或親自動手進行操作、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，所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點。

例：某實驗小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時，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），滑動變阻器1只（標有“10Ω，2A）字樣，開關(guān)1個，導(dǎo)線若干（如圖1所示）；設(shè)計的電路如圖2所示，

（1）在這個實驗中，電壓表應(yīng)選用的量程為 ，電流表應(yīng)選用的量程為 。

（2）這個實驗的探究方法是 ，其中被控制的變量是 ，下面是他們獲取的幾組實驗數(shù)據(jù)。

（3）實驗中他們選用的定值電阻為 Ω。

（4）請在圖3的坐標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：滑動變阻器的滑片向左移動時，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）；當滑動變阻器的滑片在最左端時，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)系時應(yīng)采用的探究方法是控制變量法。這個實驗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）在這個實驗中所給的定值電阻有三個，那究竟用的那個電阻呢？這就要根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，通過計算來確定?！逫=■，∴R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應(yīng)該為5Ω。

（4）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，在坐標系上將對應(yīng)的電流值、電壓值進行描點，再用筆畫線將這些點連接起來，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，當電壓為0時，電流也為0，所以坐標原點為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原點，如果經(jīng)過坐標原點，那就會得出電壓為0，電流為0時，電阻也為0的這種錯誤結(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，又因為滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表的示數(shù)變大，即說明當滑片向左移動時，電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應(yīng)接左端那個（無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個），金屬桿上的兩個接線柱可任意接，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，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，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。

點評：本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、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)合理的實驗結(jié)論等進行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題，難度較大，綜合性也很強的實驗題目，考查了學(xué)生的實驗技能，很好地體現(xiàn)了新課程標準理念。

總之，在探究實驗過程中使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會合作，學(xué)會探究，這正是現(xiàn)代教育的目標。努力推進探究性實驗教學(xué)，轉(zhuǎn)變教育思想，更新教育觀念，推動教學(xué)改革，堅持教改方向，必能將我國的教育事業(yè)推向另一個新高峰。

（作者單位：貴州省遵義縣楓香中學(xué) 563100）