高中物理歐姆定律學(xué)習(xí)的問題與解題思路

黃祟純

【摘要】物理作為高中一門實驗性較強，題型復(fù)雜的學(xué)科，使我們很多高中生都為之頭痛。根據(jù)老師的建議，通過學(xué)習(xí)歐姆定律的內(nèi)容與分析所遇到的問題，找到了利用歐姆定律解題的思路及技巧，為我們學(xué)習(xí)高中物理電學(xué)內(nèi)容奠定了一定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】物理；歐姆定律；問題；解題思路

歐姆定律是高中物理電學(xué)部分的核心內(nèi)容，也是高考的重難點內(nèi)容，同時歐姆定律掌握的好壞會直接影響我們的考試成績，因此要多用時間將這塊知識進行鞏固，以取得更高的分數(shù)。

1在歐姆定律的學(xué)習(xí)中常遇到的問題

1.1歐姆定律的使用范圍問題

在電路的實驗過程中，我會出現(xiàn)忽略導(dǎo)線，電子元件與電源自身的電阻，將整個電路視為純電阻電路的問題。而歐姆定律通常只適用于導(dǎo)電金屬和導(dǎo)電液體，對于氣體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體等特殊電路元器件不適用，但我們知道，白熾燈泡的燈絲是金屬材料鎢制成的，也就是說線性材料鎢制成的燈絲應(yīng)是線性元件，但實踐告訴我們燈絲顯然不是線性元件，因此這里的表述就不正確，本人為了弄清這里的問題，向老師進行了請教并查閱了相關(guān)資料，許多資料上說歐姆定律的應(yīng)用有“同時性”與“歐姆定律不適用于非線性元件，但對于各狀態(tài)下是適合的”。但我自身總覺得這樣的解釋難以接受，有牽強之意，即個人理解為既然各個狀態(tài)下都是適合的，那就是適合整個過程。

1.2線性元件的存在問題

通過物理學(xué)習(xí)我們會發(fā)現(xiàn)材料的電阻率ρ會隨其它因素的變化而變化（如溫度），從而導(dǎo)致導(dǎo)體的電阻實際上不可能是穩(wěn)定不變的，也就是說理想的線性元件并不存在。而在實際問題中，當(dāng)通電導(dǎo)體的電阻隨工作條件變化很小時，可以近似看作線性元件，但這也是在電壓變化范圍較小的情況下才成立，例如常用的炭膜定值電阻，其額定電流一般較小，功率變化范圍較小。

1.3電流，電壓與電阻使用的問題

電流、電壓、電阻的概念及單位，電流表、電壓表、滑動變阻器的使用，是最基礎(chǔ)的概念，也是我最容易混淆的內(nèi)容。電流表測量電流、電壓表測量電壓、變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流，而電流、電壓、電阻的概念是基本的電學(xué)測量儀器，另外，歐姆定律只是用來研究電路內(nèi)部系統(tǒng)，不包括電源內(nèi)部的電阻、電流等，在學(xué)習(xí)歐姆定律的過程中，電流表、電壓表、導(dǎo)線等電子元器件的影響常常是不考慮在內(nèi)的，而對于歐姆定律的公式I=UR，I、U、R這三個物理量，則要求必須是在同一電路系統(tǒng)中，且是同一時刻的數(shù)值。

2歐姆定律學(xué)習(xí)中需要掌握的內(nèi)容

本人在基于電學(xué)的基礎(chǔ)之上，通過對歐姆定律的解題方式進行分析，個人認為我們需掌握以下內(nèi)容：了解產(chǎn)生電流的條件；理解電流的概念和定義式I=q/t，并能進行相關(guān)的計算；熟練掌握歐姆定律的表達式I=U/R，明確歐姆定律的適用條件范圍，并能用歐姆定律解決相關(guān)的電路問題；知道什么是導(dǎo)體的伏安特性，什么是線性元件與非線性元件；知道電阻的定義和定義式R=U/I；能綜合運用歐姆定律分析、計算實際問題；需要進行實驗、設(shè)計實驗，能根據(jù)實驗分析、計算、統(tǒng)計物理規(guī)律，并能運用公式法和圖像法相結(jié)合的方法解決問題。

3歐姆定律的解題思路及技巧

3.1加深對歐姆定律內(nèi)容的理解

在歐姆定律例題分析中，我們比較常見的問題是多個變量的問題，以我自身為例，由于物理理解水平有限，且電壓、電流、電阻的概念比較抽象，所以學(xué)習(xí)難度較大，但我通過相關(guān)教學(xué)短片的學(xué)習(xí)，將電阻比喻成“阻礙電流通行的路障，電阻越大路越不好走，電阻越小通過速度則快”的方式，明白了電阻是導(dǎo)體自身的特有屬性，其大小是受溫度、導(dǎo)體的材料、長度等各方面因素影響的，與其兩端的電壓跟電流的大小無關(guān)，并且明白了電阻不會隨著電流或者電壓的大小改變而改變。同時我們每一個人都知道對于不同的習(xí)題，解決步驟都是不相同的，雖同一問題會有不同的解題方法，但總是離不開歐姆定律這個框架。因此對于一些與電學(xué)有關(guān)的知識，我一般會利用歐姆定律解決電生磁現(xiàn)象與電功率計算問題。例如：某人做實驗時把兩盞電燈串聯(lián)起來，燈絲電阻分別為R1=30Ω，R2=24Ω，電流表的讀數(shù)為0.2A，那么加在R1和R2兩端的電壓各是多少？我可以根據(jù)兩燈串聯(lián)這一關(guān)建條件，與U=IR得出：U1=IR1=0.2A×30Ω=6V，U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V，故R1和R2兩端電壓分別為6V、4.8V的結(jié)論。

3.2利用電路圖進行進行計算

在解有關(guān)歐姆定律的題時，以前直接把不同導(dǎo)體上的電流、電壓和電阻代入表達式I=U/R及導(dǎo)出式U=IR和R=U/I進行計算，并把同一導(dǎo)體不同時刻、不同情況下的電流、電壓和電阻都代入歐姆定律的表達式及導(dǎo)出式進行計算，因此經(jīng)常混淆，不便于分析問題。通過后期老師給予我的建議，在解題前我都會先根據(jù)題意畫出電路圖，并在圖上標明已知量、數(shù)值和未知量的符號，明確需分析的是哪一部分電路，這部分電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，以抓住電流、電壓、電阻在串聯(lián)、并聯(lián)電路中的特征進行解題。同時，我還會注意開關(guān)通斷引起電路結(jié)構(gòu)的變化情況，并且回給“同一段電路”同一時刻的I、U、R加上同一種腳標，其中需注意單位的統(tǒng)一與電流表、電壓表在電路中的連接情況，以及滑動變阻器滑片移動時電流、電壓、電阻的變化情況。

3.3利用電阻進行知識拓展

本著從易到難的原則，我們可從一個電阻的問題進行計算，再擴展到兩個電阻、三個電阻，逐漸拓寬我們的思路，讓自己找到學(xué)習(xí)的目標以及方法。比如遇到當(dāng)定值電阻接在電源兩端后電壓由U1變?yōu)閁2，電路中的電流由I1增大到I2，這個定值電阻是多少的問題時，我們可利用歐姆定律的概念ΔU=ΔI·R得到電阻的值，而當(dāng)難度增加由一個電阻變?yōu)閮蓚€電阻時，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)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(shù)為ΔI，在這樣的問題上可將變化的問題轉(zhuǎn)化為固定的關(guān)系之間的數(shù)值，就可簡化許多變量問題的計算。當(dāng)變量變?yōu)槿齻€電阻時難度會進一步的增大，我起初認為這是一項不可能完成的任務(wù)，所以放棄了這類題，而在經(jīng)過詢問成績優(yōu)秀的同學(xué)時，才知道可將三個電阻盡量化為兩個電阻，通過電壓表與電流表的位置將電阻進行合并，以此簡化題目。

4總結(jié)

簡言之，歐姆定律是物理教材中最為重要的電學(xué)定律之一，是電學(xué)內(nèi)容的重要知識，也是我們學(xué)習(xí)電磁學(xué)最基礎(chǔ)的知識。當(dāng)然，對于歐姆定律的學(xué)習(xí)與解題方法，自然不止以上所述方法，因而在具體的學(xué)習(xí)中，我們要立足于自身實際學(xué)習(xí)情況來進行方法的選取，突破重難點知識，以找到更好的解題思路。

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