欧姆定律知识总结范文

导语：如何才能写好一篇欧姆定律知识总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

1.教材的地位和作用

“欧姆定律”是在学生学习了电流、电压、电阻等概念以及使用电压表、电流表、滑动变阻器之后的内容，这样的安排既符合学生由易到难、由简到繁的认知规律，又保持了知识的结构性、系统性。通过学习“欧姆定律”，主要使学生掌握在同一电路中电学三个基本物理量之间的关系，初步掌握运用欧姆定律解决简单电学问题的思路和方法，同时也为下一步学习“电功率”以及“焦耳定律”等其他电学知识与电路分析和计算打下基础，起到了承上启下的作用。

2.教学目标

（1）知识与技能

通过实验探究电流跟电压、电阻的定量关系，分析归纳得到欧姆定律。理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。

（2）过程与方法

运用“控制变量法”探究电流跟电压、电阻的关系，归纳得出欧姆定律。

（3）情感态度与价值观

通过对欧姆定律的认识，体会物理规律的客观性和普遍性，增强对科学和科学探究的兴趣。

3.教学的重难点

重点：理解欧姆定律，能运用欧姆定律分析解决简单的电路问题。

难点：对欧姆定律的理解和应用。

二、说教法

这节课可综合应用目标导学、讲授和讨论等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生学习物理的兴趣，激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。

三、说学法

在物理教学中，应该对学生进行学法指导，应重视学情，突出自主学习，锻炼实验操作能力。在本节课的教学中，通过阅读例题，让学生在阅读过程中进行分析、推理，培养学生的自学能力与分析推理能力。

四、说教学设计

在教学中公式的推导是建立在学生体验的基础上的，先由学生解题而后再去总结、引导，学生通过自主解决实际问题获得感性认识。教师该讲的还是要讲，该放手的就尽管让学生去完成，即便会有一些问题，也可以让学生去发现问题的源头出在哪里，让学生对问题进行分析和讨论，这样既加深学生对欧姆定律的理

篇2

1.欧姆定律的理解问题

欧姆定律是电力计算的基础，在初中阶段我们只是简单地对欧姆定律做一些介绍，但是许多同学还是对于基本概念问题感到疑惑，如果学生在欧姆定律的基本概念上犯了错误的话，将会对于今后的学习生活带来更大的错误．欧姆定律的内容是，在同一段电路中，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与电阻成反比．随着社会快速的发展，欧姆定律逐渐被人们看重，世人也逐渐明白欧姆定律的重要性．在初中物理中，老师主要建立学生对于欧姆定律的根本认知，让学生了解定律中的内涵，在变换知识重点时也可以迎刃而解．欧姆定律只适用于最简单的纯电阻电路，但是这在初中范围内已经十分实用了，不考虑在工作时的损耗，电能直接转化为内能．在解决欧姆定律的问题时要使用标准的国际单位制，单位使用伏(V)、安(A)、欧(Ω)．例如在题目中对于欧姆定律的公式进行进一步的理解，在电流流过时改变长短、改变横截面积、改变导线的材质等方法，这些因素是否会改变导线的电流变成了学生和老师进行探讨的课题．根据公式，改变横截面积与改变导线的材质会使电流的大小改变．电阻的概念问题是学生学习的重点与难点，很多同学不知道电阻其实是导体本身的属性，取决于导体本身的材质与属性，电阻值只是为了计算时方便使用的一种计量单位与外加的电压与电流并没有什么关联，所以要改正学生所想的电阻随着电压改变的错误观点，要及时在学生的脑中建立正确的物理概念．

2.基本概念的应用问题

欧姆定律中的基础元件其实很简单就是导线中的电阻，欧姆定律中主要讨论的就是电压、电流与电阻三者之间的关系，要理解他们之间的关系，让学生理解电流随着电压与电阻的变化而变化，对于多个变量的问题要尽量将变量统一成为一个，这样方便学生对于事物的处理能力，在初中学习生活中要使学生尽量掌握这种方法帮助解决其他的物理问题，当学生掌握这些知识时，可以进一步地学习电学知识和简单的电力计算，这也是初中物理的重点知识．在基本元件使用时，学生要注意电阻在电路中是串联还是并联，在使用情况不同的场景下，电阻所起到的作用是一样的，但是电流与电压的关系却恰恰相反．在并联的情况下，每条支路的电流总和为从电源出来的电流，这条定律在现在大学的知识中依旧使用，只是变得更加高级———在一个节点流入和流出的电流之和为零;并联电路的电压都是相同的．在串联的情况下，回路中的电阻的电流都是相同的，电压根据电阻进行分压．在使用基础式子时，学生要理清串联与并联之间的关系，通过变量之间的关系才可以记住繁琐的知识点．在题目中我们经常看到通过改变支路的个数或者电阻的个数来讨论电流与电压的大小，经过这样的问题，我们要时刻保持警惕，清楚准确地了解并联与串联的关系导致电流电压的不同．

3.基本元件的使用问题

在初中物理知识中，主要使用的基本元件是电流表、电压表和变阻器，这些元件是最基本的，不仅仅要在题目中能分辨出它们，还要在现实生活中可以自在地使用这些元器件．这些内容是学生无法立即掌握的知识，要经过长时间的演示才可以让学生明白这些仪器的使用与操作．这项工作要直接将学习的内容建立在学生的头脑中，不要让学生对于这项实验有误解，不带有一丝疑问地学习下去，认真地做好演示．在研究方法上我们将选择在上述中说过的控制变量法，对于所拥有的三个变量进行限制:如固定电阻不改变，研究电流与电压的关系;固定电压不变，研究电流与电阻的关系，在这样的情况下我们才可以看清变量之间的实验关系．要直接在电源的正极开始，按照正极入、负极出的原则进行接线，要将线路连接起来形成一个闭合回路，电压表要并联在电阻上，这样不会使线路断路，不要忘掉电源和滑动变阻器在线路中的重要作用，可以根据真实的题目来进行连线．这时候电流表所显示出来的数为所接线路上的电流值，电压表所显现出来的数字为所并线路上的电压数值．

4.欧姆定律的变量问题

在初中物理的欧姆定律的讲解中，变化量的问题往往是难住学生与老师的一类的题型，难住学生使学生无法在知识中找到有效解决这类问题的方法，难住教师是因为教师因为这类题目过于繁琐，无法将这类知识有效地、系统地将学生教会，所以找出有效的方法教给学生是解决变量问题得分少的方法．本着从易到难的原则，先从一个电阻的问题讲起，再扩展到两个电阻、三个电阻的情况，在此基础上逐渐拓宽学生的思路，逐渐掌握所学知识，让学生找到学习的目标以及方法．当定值电阻接在电源两端后，电压由U1变为U2，电路中的电流由I1增大到I2，这个定值电阻是多少呢?很简单利用欧姆定律的概念就可以解出ΔU=ΔI•R，通过这个公式可以得到电阻的值．当难度增加时，由一个电阻变为两个电阻，定值电阻与滑动变阻器串联在电压恒定的电源两端，电压表V1的变化量为ΔU1，电压表V2的变化量为ΔU2，电流表的示数为ΔI，在这样的问题上将变化电阻上的电压与电流之比转化为定值电阻上电压与电流之间的关系就可以了，将变化的问题转化为固定的关系之间的数值，明显地简化了许多变量问题的计算．当变量变为三个电阻时，难度进一步的增大，大部分学生认为这是一项不可能完成的任务，大部分学生放弃了这类题，在遇到这类问题时我们要将三个电阻尽量化为两个电阻的问题，在这个问题上学生可以恢复自信心，跨过思维障碍．通过电压表与电流表的位置，将电阻进行合并，这样不管有多少电阻都可以化简为两个电阻，这样学生会感觉题目简单多了．

5.实验中遇到的问题

在做实验的时候，我们在碰到复杂的电路时，很难将线路在实验台上理清或是自己设计实验电路是没有思路，不了解线路是怎样的，无法在原有的知识上将思维进行发散，让自己的思维投入到更深层次的知识学习中，在每做一步实验步骤时要仔细想一想，这一步会对实验线路有怎样的影响，不要只是照葫芦画瓢，只知其然不知其所以然．学生在实验时会遇到许多他们无法预测的问题，在遇到问题时不要惊慌，仔细分析，当解决一类问题时，学生的激情就会提升上来，会使学生解决问题的能力提升，所以改变这一问题的根本方法就是提升学生的自信心以及对待问题的好奇心和决心．对待问题要举一反三，进行逻辑思维，对于电路要进行不断的猜想，这样得到的结论才是有意义的，学生通过猜想与假设的阶段，即使不成功也会提供给自己不少的经验，在实验中找经验才可以提升自己的能力．学生之间也要有沟通和交流，让彼此的思想互相交流一下，有助于电路的优化，群策群力帮助学生得到更好的学习效果．

篇3

一、牛顿第一定律。采用边讲、边讨论、边实验的教法，回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识；培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确：牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态，不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的含义，引入了惯性的概念，是研究整个力学的出发点，不能把它当做第二定律的特例；惯性不是状态量，也不是过程量，更不是一种力。惯性是物体的属性，不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时，应使学生理解和使用常用的措词：“物体因惯性要保持原来的运动状态，所以......”教师还应该明确，牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系，但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时，常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

二、牛顿第二定律。在第一定律的基础上，从物体在外力作用下，它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应注意公式F＝Kma中，比例系数K不是在任何情况下都等于1；a随F改变存在着瞬时关系；牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系，以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

三、万有引力定律。教学时应注意：①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程，卡文迪许测定万有引力常量的实验，海王星、冥王星的发现等物理学史料，对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比（平方反比定律），减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式，只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也发现了它的局限性。

四、机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。

五、动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题，相互作用的物体的所有动量都在一条直线上，所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误，应该使他们明确，在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化，表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以使问题大大地简化。若物体不发生相互作用，就没有守恒问题。在解决实际问题时，如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大，就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用，系统中有多少物体在相互作用，相互作用的形式如何，只要系统不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），动量守恒定律都是适用的。

六、欧姆定律。中学物理课本中欧姆定律是通过实验得出的。公式为I＝U/R或U＝IR。教学时应注意：①“电流强度跟电压成正比”是对同一导体而言；“电流强度跟电阻成反比”是对不同导体说的。②I、U、R是同一电路的三个参量。③闭合电路的欧姆定律的教学难点和关键是电动势的概念，并用实验得到电源电动势等于内、外电压之和。然后用欧姆定律导出I＝ε/(R+r)(也可以用能量转化和守恒定律推导)。④闭合电路的欧姆定律公式可变换成多种形式，要明确它们的物理意义。⑤教师应明确，普通物理学中的欧姆定律公式多数是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，导体就不服从欧姆定律。但不论导体服从欧姆定律与否，R＝U/I这个关系式都可以作为导体电阻的一般定义式。中学物理课本不把　R＝U/R列入欧姆定律公式，是为了避免学生把欧姆定律公式跟电阻的定义式混淆。这样处理似乎欠妥。

篇4

老师预先将全班同学五人一组，分若干组，每组桌面上放置仪器有：电源(6V)、滑动变阻器(0~20Ω)、定值电阻(20Ω)、阻值约数十Ω的定值电阻各一个；电流表、电压表各一只；开关、导线若干。

首先，引导学生回顾了电阻的相关知识：如电阻的定义、符号、单位，影响电阻大小的因素；滑动变阻器改变电路电阻的原理、连接方法、元件符号。

其次，引导学生回顾一个实验，即“伏安法”测电阻，复习“伏安法”测电阻的原理、电路图如图1所示。学生依据电路图连接实物图，着重指出实验注意事项，认真讨论滑动变阻器在电路中的作用。

2 合作探究

在此基础上，引导同学动手操作、实践测量，并依据欧姆定律，实际计算出Rx的阻值。

老师接着问：如果现实中缺少电流表，该如何测量未知电阻Rx呢?

学生马上想到“串联电路电流处处相等”，于是就想到如图2所示的设计方案。

学生代表解释说：如图2所示，先用电压表测出R0两端的电压U0；再测出Rx两端电压Ux。先依据I=U0/R0，计算出通过R0的电流I，由于R0与Rx串联，故通过R0的电流也就是通过Rx的电流，利用欧姆定律：

Rx=Ux/Ix=Ux/(U0/R0)=UxR0/U0。

待阐述完毕，各组根据该同学的讲述，选择桌面上的仪器，实际操作。教师适时点拨，利用滑动变阻器，再测量两组数据，实现多次测量求平均值从而减少误差，并与已测得的Rx比较，验证该办法的正确。

一阵忙碌之后，老师又问：若缺少电压表呢?

诸多学生马上想到：一定能利用“并联电路各支电压相等”来完成。

各组学生积极投入到设计、实验中。不一会儿，有学生发言道：

如图3所示，先用电流表测出通过R0的电流I0，再用电流表测出通过Rx的电流lx，由于R0与Rx并联，根据欧姆定律和并联电路的特点，推算出：Rx=Ux/Ix=U0/Ix=I0R0/Ix。

学生马上投入实践探究中，经实际测量并与已测Rx比较，该同学方法正确。

接着，教师见同学探究积极性高，乘胜追问道：上述方法2、3我们都进行了两次测量，并利用串、并联电路特点，利用欧姆定律测出了Rx的值。下面大家开动脑筋，能否仅连接一次，有效利用前面的经验也可以测量出Rx的值呢?

五组学生都积极投入探究之中，教师适时巡视点拨，一会儿工夫，探究成果出来了：

学生1：方法如图4所示，学了闭合时，Rx短路，电路仅有R0工作，故电流表此时的示数是通过R0的电流即I合。根据欧姆定律，电源电压为：U=I合R0；当S断开时，A的示数是通过Rx和R0的电流，即I断，故此时电源电压为

U′=I断(R0+Rx)。

由于前后电源电压不变，却

I合R0=I断(R0+Rx)，所以

Rx=R0(I合-I断）/I断。

学生2：如图5所示，当开关S闭合时，电路中仅Rx工作，V的示数为Rx两端电压U合；当S断开时，R0与Rx串联，V的示数为Rx此时分得的电压U断，根据串联电路特点，此时R0分的电压为U0=U-U断，故通过R0的电流为：

I0=（U合-U断）/R0。

即此时通过Rx的电流，故Rx的值为：

Rx=U断R0/(U合-U断)。

之后，学生纷纷发言，各组开始展示自己的探究成果。

学生3：如图6所示，当开关S断开时，A的示数是通过R0的电流I断；S闭合时，R0与Rx并联，A的示数是Rx与R0的总电流I合；由于电源电压不变，根据并联电路特点与欧姆定律得：

Rx=U/(I合-I断）=R0I断/（I合-I断）。

学生4：如图7所示，由于R0为滑动变阻器，且阻值为0~20Ω，所以，当滑片P在a端时，A的示数是通过Rx的电流Ia；当滑片P滑到b端时，A的示数是通过Rx与R0的电流Ib；由于电源电压不变，故有：IaRx=Ib(Rx+R大）。

所以Rx=IbR大/Ia-Ib)。

学生5：如图8所示，开关闭合后，滑片P在a端时，V为Rx两端电压，即电源电压为Ua；当滑片P滑至b端时，由于Rx与R0串联，此时V仅为Rx分得的电压Ub，根据串联电路特点和欧姆定律得：Rx=UbR大/（Ua-Ub)。

老师总结说：电路计算题关键是根据电路中开关的断开和闭合正确判断电流的流向，从而得出用电器(电阻)的串、并联情况，然后根据串、并联电路特点和欧姆定律灵活解决电学有关计算问题。同学们，只要掌握方法，牢记规律一定没有解决不了的问题。

一节复习课，紧紧围绕“电阻”的相关知识，将学生分组探究，有效地复习了欧姆定律和串并联电路特点，并实际操作，反复验证，对本章节的“一定律”、“一规律”、“一实验”作了详尽回顾，既培养了学生自主探究，分组协作的能力，又激发了学生的创新意识，并体验了成功的幸福，为中考冲刺复习开辟了全新的面孔，很是值得同学和老师借鉴。

篇5

表2填0.15安和15欧。根据：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。

2.进行新课

(1)欧姆定律

由实验我们已知道了在电阻一定时，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比，在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论，即欧姆定律。

板书：〈第二节欧姆定律

1.内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。〉

欧姆定律是德国物理学家欧姆在19世纪初期(1827年)经过大量实验得出的一条关于电路的重要定律。

欧姆定律的公式：如果用U表示加在导体两端的电压，R表示这段导体的电阻，I表示这段导体中的电流，那么，欧姆定律可以写成如下公式：

I=U/R。

公式中I、U、R的单位分别是安、伏和欧。

公式的物理意义：当导体的电阻R一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系(I∝U)。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。

板书：<2.公式：I=U/R

I-电流(安)U-电压(伏)R-电阻(欧)>

有关欧姆定律的几点说明：

①欧姆定律中的电流、电压和电阻这三个量是对同一段导体而言的。

②对于一段电路，只要知道I、U和R三个物理量中的两个，就可以应用欧姆定律求出另一个。

③使用公式进行计算时，各物理量要用所要求的单位。

(2)应用欧姆定律计算有关电流、电压和电阻的简单问题。

例题1：课本中的例题1。(使用投影片)

学生读题，根据题意教师板演，画好电路图(如课本中的图8-2)。说明某导体两端所加电压的图示法。在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。

解题过程要求写好已知、求、解和答。解题过程写出根据公式，然后代入数值，要有单位，最后得出结果。

板书：〈例题1：

已知：R=807欧，U=220伏。

求：I。

解：根据欧姆定律

I=U/R=220伏/807欧=0.27安。

答：通过这盏电灯的电流约为0.27安。〉

例题2：课本中例题2。(使用投影片)

板书：〈例题2〉

要求学生在笔记本上按例题1的要求解答。由一位同学到黑板上进行板演。

学生板演完毕，组织全体学生讨论、分析正误。教师小结。

①电路图及解题过程是否符合规范要求。

②答题叙述要完整。本题答：要使小灯泡正常发光，在它两端应加2.8伏的电压。

③解释U=IR的意义：导体两端的电压在数值上等于通过导体的电流跟导体电阻的乘积。不能认为"电压跟电流成正比，跟电阻成反比。"因为这样表述颠倒了因果关系也不符合物理事实。

例题3：课本中的例题3。(使用投影片)

板书：〈例题3〉

解题方法同例题2。学生板演完毕，组织学生讨论、分析正误。教师小结。

①解释R=U/I的物理意义：对同一段导体来说，由于导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，所以i的比值是一定的。对于不同的导体，其比值一般不同。U和I的比值反映了导体电阻的大小。导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于材料、长度和横截面积，还跟温度有关。不能认为R=U/I表示导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。由于电阻是导体本身的一种性质，所以某导体两端的电压是零时，导体中的电流也等于零，而这个导体的电阻值是不变的。

②通过例题3的解答，介绍用伏安法测电阻的原理和方法。

板书：(书写于例题3解后)

〈用电压表和电流表测电阻的方法叫做伏安法。〉

3.小结

(1)简述欧姆定律的内容、公式及公式中各物理量的单位。

什么叫伏安法测电阻？原理是什么？

(2)讨论：通过课本中本节的"想想议议"，使学生知道：

①电流表的电阻很小(有的只有零点几欧)，因此实验中绝对不允许直接把电流表按到电源的两极上。否则，通过电流表的电流过大，有烧毁电流表的危险。

②电压表的电阻很大(约几千欧)，把电压表直接连在电源的两极上测电压时，由于通过电压表的电流很小，一般不会烧毁电压表。

4.布置作业

课本本节后的练习1、4。

(四)说明：通过例题，要领会培养学生在审题基础上画好电路图，按规范化要求解题。

第四节电阻的串联

(一)教学目的

1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。

2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。

3.会利用串联电路特点的知识，解答和计算简单的电路问题。

(二)教具

学生实验：每组配备干电池三节，电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只，定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个，导线若干。

(三)教学过程

1.引入新课

(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题，由此引出本节学习的内容。

板书：〈第四节电阻的串联〉

(2)问：什么叫串联电路？画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略，板演电路图参见课本图8-7)

(3)问：串联电路电流的特点是什么？举例说明。

学生回答，教师小结，在板演电路图上标出I1、I2和I。

板书：〈1．串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉

(4)问：串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么？举例说明。

学生回答，教师小结，在板演电路图上标出U1、U2和U。

板书：〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉

(5)几个已知阻值的电阻串联后，总电阻和各电阻之间有什么关系？这是本节课学习的主要内容。

2.进行新课

(1)实验：测R1和R2(R3)串联的总电阻。

问：实验的方法和原理是什么？

答：用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压放用电流表测出通过串联电阻的电流，就可以根据欧姆定律逄出R1和R2串联后的总电阻。

要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8-5所示。

进行实验：

①按伏安法测电阻的要求进行实验。

②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。

③将R1和R3串联，测出串联后的总电阻R′。将实验结果填在课文中的结论处。

讨论实验数据，得出：R=R1+R2,R′=R1+R3。实验表明：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。

(2)理论推导串联电路总电阻计算公式。

上述实验结论也可以利用欧姆定律和串联电路的特点，从理论上推导得出。

结合R1、R2的串联电路图(课本图8-6)讲解。

板书：〈设：串联电阻的阻值为R1、R2，串联后的总电阻为R。

由于U=U1+U2,

因此IR=I1R1+I2R2,

因为串联电路中各处电流相等，I=I1=I2

所以R=R1+R2。〉

请学生叙述R=R1+R2的物理意义。

解答本节课文前问号中提出的问题。

指出：把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个导体的电阻都大，总电阻也叫串联电路的等效电阻。

板书：〈3.串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉

口头练习：

①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来，串联后的总电阻R是多大？(答：35欧)

②两只电阻串联后的总电阻是1千欧，已知其中一只电阻阻值是700欧，另一只电阻是多少欧？(答：300欧。)

(3)练习

例题1：

出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8-7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演，教师讲评。

讨论解题思路，鼓励学生积极回答。

小结：注意审题，弄清已知和所求。明确电路特点，利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联，所以I=I1=I2。因U1、U2不知，故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道，总电阻R可由R1+R2求出，根据欧姆定律I=U/R可求出电流I。

板书：〈例题1：

已知：U=6伏，R1=5欧，R2=15欧。

求：I。

解：R1和R2串联，

R=R1+R2=5欧+15欧=20欧。

电路中电流：I=U/R=6伏/20欧≈0.3安。

答：这个串联电路中的电流是0.3安。〉

例题2：

出示课本中例题2的投影片，学生读题，画电路图(要求同例题1)。

讨论解题思路，鼓励学生积极参与。

①问：此题中要使小灯泡正常发光，串联一个适当电阻的意义是什么？

答：小灯泡正常发光的电压是2.5伏，如果将其直接连到6伏的电源上，小灯泡中电流过大，灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2，由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和，即U=U1+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适，就可使小灯泡两端的电压为2.5伏，正常发光。

②串联的电阻R2，其阻值如何计算？

教师引导，学生叙述，分步板书(参见课本例题2的解)。

本题另解：

板书：〈R1和R2串联，由于：I1=I2，

所以根据欧姆定律得：U1/R1=U2/R2，

整理为U1/U2=R1/R2。〉

3.小结

串联电路中电流、电压和电阻的特点。

4.布置作业

本节后的练习：1、2、3。

(四)说明

1.本节测串联电路总电阻的实验，由于学生已学习了伏安法测电阻的知识，一般掌握较好，故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡回指导。

2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时，应注意培养学生的分析、推理能力。

3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。

第五节电阻的并联

(一)教学目的

1.使学生知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小。

2.复习巩固并联电路电流、电压的特点。

3.会利用并联电路的特点，解答和计算简单的电路问题。

(二)教具

每组配备干电池二节，电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一只，定值电阻2只(5欧和10欧各一只)，导线若干条。

(三)教学过程

1.复习

问：请你说出串联电路电流、电压和电阻的特点。(答略)

问：请解答课本本章习题中的第1题。

答：从课本第七章第一节末所列的数据表可以知道，在长短、粗细相等条件下，镍铬合金线的电阻比铜导线的电阻大；根据串联电路的特点可知，通过铜导线和镍铬合金中的电流一样大；根据欧姆定律得U=IR，可得出镍铬合金导线两端的电压大于铜导线两端的电压。

问：请解本章习题中的第6题。(请一名学生板演，其他学生自做，然后教师讲评。在讲评中要引导学生在审题的基础上画好电路图，按规范化要求求解。)

2.引入新课

(1)请学生阅读本节课文前问号中所提出的问题，由此提出本节学习的内容。

板书：〈第五节电阻的并联〉

(2)问：并联电路中电流的特点是什么？举例说明。

学生回答，教师小结。

板书：〈1.并联电路的总电流等于各支路中电流之和。即：I=I1+I2。〉

(4)问：并联电路电压的特点是什么？举例说明。

学生回答，教师小结。

板书：〈2.并联电路中各支路两端的电压相等。〉

(5)几个已知阻值的电阻并联后的总电阻跟各个电阻之间有什么关系呢？这就是本节将学习的知识。

3.进行新课

(1)实验：

明确如何测R1=5欧和R2=10欧并联后的总电阻，然后用伏安法测出R1、R2并联后的总电阻R，并将这个阻值与R1、R2进行比较。

学生实验，教师指导。实验完毕，整理好仪器。

报告实验结果，讨论实验结论：实验表明，几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。

板书：〈3.几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻都小。〉

问：10欧和1欧的两个电阻并联的电阻小于多少欧？(答：小于1欧。)

(2)推导并联电路总电阻跟各并联电阻的定量关系。(以下内容教师边讲边板书)

板书：〈设：支路电阻分别是R1、R2；R1、R2并联的总电阻是R。

根据欧姆定律：I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,

由于：I=I1+I2,

因此：U/R=U1/R1+U2/R2。

又因为并联电路各支路两端的电压相等，即：U=U1=U2,

可得：1/R=1/R1+1/R2。

表明：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。〉

练习：计算本节实验中的两个电阻(R1=5欧，R2=10欧)并联后的总电阻。

学生演练，一名学生板演，教师讲评，指出理论计算与实验结果一致。

几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻都小，这是因为把导体并联起来，相当于增加了导体横截面积。

(3)练习

例题1：请学生回答本节课文前问号中提出的问题。(回答略)

简介：当n个相同阻值的电阻并联时总电阻的计算式：R=R''''/n。例题1中：R′=10千欧，n=2，所以：R=10千欧/2=5千欧。

例题2.在图8-1所示电路中，电源的电压是36伏，灯泡L1的电阻是20欧，L2的电阻是60欧，求两个灯泡同时工作时，电路的总电阻和干路里的电流。(出示投影幻灯片或小黑板)

学生读题，讨论此题解法，教师板书：

认请此题中灯泡L1和L2是并联的。(解答电路问题，首先要认清电路的连接情况)。在电路图中标明已知量的符号和数值以及未知量的符号。解题要写出已知、求、解和答。

（过程略）

问：串联电路有分压作用，且U1/U2=R1/R2。在并联电路，全国公务员共同天地中，干路中电流在分流点分成两部分，电流的分配跟电阻的关系是什么？此题中，L1、L2中电流之比是多少？

答：（略）

板书：〈在并联电路中，电流的分配跟电阻成反比，即：I1/I2=R2/R1。〉

4.小结

并联电跟中电流、电压、电阻的特点。

几个电阻并联起来，总电阻比任何一个电阻都小。

5.布置作业

课本本节末练习1、2；本章末习题9、10。

参看课本本章的"学到了什么？，根据知识结构图写出方框内的知识内容。

(四)说明

篇6

[关键词]自主学习；电工与电子技术；教学效果

[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）06008304自主学习指学生在教师的指导下，通过能动的创造性学习活动，实现自主性发展。教师的科学指导是前提条件和主导，学生是教育和学习的主体。在这种以学生为核心的教学模式中，学生构建自己的理解观点，这属于构建主义。这种学习模式主要可以改变知识的传授方式，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习的历程。

在欧美的大学教育体制中，有关自主学习的教学方法和教学手段应用得相当普遍[1]。许多课程的相关知识内容，教师在课堂上给出了相应的参考书目，学生需要自行阅读大量的参考资料。欧美国家中，自主学习已经成为传统的教学手段，所以有比较完善的自主学习体系。现阶段我国大学提倡素质教育和创新教育，在应用自主学习教学手段与提高学生综合能力方面，还有许多工作要做。在基础课程的教学过程中，教师需通过创建系统的自主学习体系，破解课程学习中遇到的教学问题，提高大学生的学术和技能素质，这既是新的挑战，又是新的机遇。

当前，我国的大学教学体系中，电工与子技术是为工科非电类本科专业开设的一门技术基础课程，课堂教学学时较以往明显地压缩。在这种情况下，要保证教学质量，使学生获得的知识和技能最大化，是作为教学主导者的教师所追求的教学目标。自主学习则是实现这一目标的重要教学手段。如何引导学生开展与实现自主学习，就成为笔者的研究课题。只有充分地了解与合理地利用自主学习，才能适应当前的电工与电子技术课程教学新形势，并为大学教学自主学习系统的建设与完善提供有益的经验和补充。

1引导学生自主学习的方法措施

1.1激发学生的学习兴趣

在课堂讲授中突出课程的作用。长期的教学实践中，凝练出的电工与电子技术课程的作用是传递光明、动力和信息，创造财富、价值和文明。要讲清楚课程的历史发展概况，让学生了解这门科学技术在不同的历史阶段对工业生产与人类生活产生的巨大作用[2]。

在讲课过程中，穿插讲述一些科学家进行科学研究的真实故事。比如，欧姆是德国人，他提出的欧姆定律起初并不被本国的科学界接受。直到后来被国外的科学家证明是正确的，才逐渐获得国内科学界的承认；基尔霍夫21岁时就提出了著名的基尔霍夫定律；法拉第是英国人，出身于贫穷的铁匠家庭，靠自学成才，发现了电磁感应现象。通过这些方法措施来提高学生的学习兴趣和热情。

1.2整合课程内容，将书本变薄

教师不但要注意增加学生的知识量，而且要注重对知识的组织。指导学生把握所学知识的深层结构，浓缩书本知识，使书本变薄。比如，在学习电路理论部分时，电路理论内容主要包括：电路分析方法、单相正弦交流电路、三相交流电路、电路的暂态分析、铁心线圈电路等。表面上看知识内容很多，但是如果在教学过程中善于总结，就会发现这些内容可以通过欧姆定律和基尔霍夫定律有机地联系起来，如图1所示。引导学生在自主学习中要注意这2条定律是学习电路理论的主线索。直流电路分析方法是已知电源，求负载端的电压和电流。虽然有多种分析方法，但是每种方法具体都要用到欧姆定律和基尔霍夫定律。电路暂态分析用基尔霍夫定律和欧姆定律列微分方程。单相正弦交流电路和三相交流电路引入相量概念后，用相量形式的欧姆定律和基尔霍夫定律计算电压和电流。铁心线圈交流电路应用基尔霍夫定律确定电压和电流关系。这样学习电路理论的过程，就成为不断认识和深入理解欧姆定律和基尔霍夫定律的过程。

第6期邵力耕付艳萍孙艳霞自主学习电工与电子技术课程的方法探讨

教学研究2016

图1电路理论的主线索

1.3自主学习的教学方法

运用询问的方法。先向学生提出问题，然后学生用不同的假设来回答问题，再综合评价不同的回答，得出合适的答案，最后让学生思考解决问题的过程并理解答案。

有指导的让学生去发现。发现式学习就是学生用提供给他们的信息来构建自己理解的过程。学生独立进行发现是非结构性发现，当教师帮助学生发现时就是有指导的发现。非结构性发现经常会使学生感到迷茫，得出不恰当的结论，而有指导的发现更实际有效。有指导的发现法对理工科课程行之有效，学生在教师的帮助下构建自己所学的知识。例如，在学习三相正弦交流电路时，对于线电压和相电压的关系，可用推广的基尔霍夫电压定律推导。但是，要引导学生发现，以前碰到的广义回路是由部分电路和电压参考方向组成的。在图2三相电源的星形连接电路中，广义回路只是由电压参考方向组成的，属于广义回路的高级形式。对于u12、u1和u2参考方向组成的广义回路，根据推广的基尔霍夫电压定律，可得：12=1-2，同理：23=2-3，31=3-1。这样，通过教师的指导使学生发现广义回路的高级形式，能够加深对基尔霍夫电压定律的理解和认识。

图2三相电源的星形连接电路

篇7

关键词：物理课堂 提出问题 学生 培养

物理课堂提问是优化课堂教学的必要手段之一，也是教师教学艺术的重要组成部分。恰如其分的提问不但可以活跃课堂气氛，激发学生学习兴趣，了解学生掌握知识情况，而且可以开启学生心灵，诱发学生思考，开发学生智能，调节学生思维节奏，与学生作情感的双向交流。通过提问，可以引导学生进行回忆、对比、分析、综合和概括，达到培养学生综合素质的目的。以下几种方法广泛运用于教学活动之中，在物理教学实践中证明有比较明显的教学效果。

一、承上启下型提问

它能检查、巩固已学的知识。学过的东西该记的是否记住了，理解是否正确、完整，通过提问进行反馈，从而找出教学中存在的问题。为了便于学生接受新知识，通过提问唤起旧知识也是很重要的，教学的成败和师生的思维活动是否协调一致关系极大。每堂课的重点、难点，一般说教师是心中有数的，但在学生来说却不一定。学生的学习兴趣很重要，在引入新课时通过设疑提问激发兴趣很有必要。孔子说过：“学起于思，思源于疑。”有疑才能有思，无思则不能释疑。设疑、释疑是人生追求。由于中学生缺乏思维的灵活性和敏捷性，教师若能在其似懂非懂、似通非通处及时提出问题，然后与学生共同释疑，势必收到事半功倍的效果。如“阿基米德原理”一节的教学，一开始教师就提出：“木块放在水里为什么总是浮在上面，铁块放在水里为什么总是下沉？”学生回答：“因为铁重而木块轻。”教师接着问：“把重10牛的铁块和重10牛的木块都放进水里，为什么木块浮上来，铁块却沉下去呢？”这一问，学生对生活经验“因铁重而下沉”产生了怀疑，激起了学生思维的积极性。

二、探究性提问

这种提问能启发学生思维的灵活性，也有利于培养学生思维的深刻性。例如，对于物理概念，不直接让学生回答，而是让学生应用概念分析解决一些实际问题，并围绕重要的物理过程、理论与实际的关系，深究细追。向学生发问、追究的问题要经过周密、科学的设计。通过这样的提问，就会把学生的认识逐步引向深化，并有利于培养学生思维的灵活性。

三、巩固发散型提问

讲授完新课，学生消化了该课内容后，对本课内容提出一个或几个重点问题，引导学生对知识进行概括总结，以达到巩固知识的目的。巩固不是单纯的复述，应通过发散型提问，培养学生的发散思维。发散思维是一种创造性思维，教师若能在授课时提出激发学生发散思维的问题，引导学生从正面和反面多途径去思考，纵横联想所学知识，将提高学生思维能力和探索能力大有好处。这种提问难度较大，必须考虑学生知识的熟练程度。例如，在讲完一个例题后，启发学生一题多解地提问，或题目引伸性提问，或逆着题意进行分析。这样的提问很自然地把学生带入积极思考、讨论、探究等生机盎然的学习境界之中，对于培养学生的创造性思维和探索能力无疑是有益的。

四、比较对照型提问

在学生所学的知识中，概念相似的俯拾即是，学生往往难以区分，张冠李戴。在我们的教学中，教师如能够有意识地抓住同类概念的本质属性、引导学生进行对照鉴别异同，对培养学生思维能力有极大的帮助。例如为了区别惯性定律，我们可以设计提问：

1.惯性是什么？什么是惯性定律？

2.惯性和惯性定律相同吗？有什么区别？

五、分类归纳型提问

此类问题要求学生对具体化的知识进行本质性的概括，以拓展归纳能力。例如在进行物理“欧姆定律”这一节的总结时，可以设计提问：

1.欧姆定律的内容是什么？

2.怎样用分式表示欧姆定律？

3.欧姆定律反映了怎样的物理意义？

六、论证评价式提问

篇8

初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点，也是中考考查的重点内容。学生拿到这类题目后往往觉得无从下手，其实学生只要具备相关知识，做好足够的准备工作，而后理清思路，则可解决该题。那么如何才能顺理成章的确解决问题和攻破这个重难点呢？下面将谈一点我不成熟的解题思路和大家一起分享。

一、认真审题

首先要在脑海里清晰地呈本文由收集整理现u、i、r这三者在串、并联电路中各自的特点。在串联电路中：i=i1=i2=i3、u=u1+u2+u3、r=r1+r2+r3，在并联电路中：i=i1+i2+i3、u=u1=u2=u3、1/r=1/r1+1/r2+1/r3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式，就要知道导出公式的使用范围，即导出公式使用于纯电阻电路中（在纯电阻电路中q=w）。其次要认真阅读并分析题目，找出题目中所述电路的各种状态，没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态，画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表，则先认为电压表处于断路状态，再分析电路的串并联，然后看电压表和谁并联则测谁的电压。

二、有关“电路变化”的分析

在教授电学部分知识的过程中，不论是教师还是学生都反映其主要的难点在于变化的电路太复杂，稍有不慎就会出现连锁的错误反应，让人应接不暇。教师在实际的教学过程中经过反复做题，学生经过反复练习，但均效果不佳。我以为，在做电路变化分析的类型的题目时要先帮助学生掌握影响电路变化的几个因素，无非就是电阻、电压、电流、电功率而已，在能够正确识别串联与并联的基础之上，电路变化主要取决于开关的设置，还有就是滑动变阻器的活动。我们首先要引导学生强化因开关设置而带来的电路变化，识别开关的开与关对整个电路的变化与影响。其次就是因为滑动变阻器的滑片滑动所带来的电压与电流的变化分析，进而一步步地突破这两个教学难点。我相信，只要我们教师心中有数，心里有谱，在给学生讲解的过程中保持良好的态度，进行层层深入地讲析，学生一定会举一反三、融会贯通。到了这个地步，学生对整个初中阶段的电学知识的学习也就达到了一种成熟的境界，为高中阶段的有效学习打下了坚实的基础。

三、注重学习方法的转变

首先，教师要有强烈的教图意识，也就是说，在初中阶段的物理教学过程中，读图与识图能力是非常重要的。因为我们毕竟还处在一个求学阶段，不可能在学习电学知识的过程中运用实际的电线、电阻进行实验，很多情况下，电路的学习与理解以及练习都会涉及到电路图。如果不能很好地掌握读图与识图的能力与知识，我们物理电学知识教学过程将会异常艰难，而且也不会有好的教学效果。首先，我们要教给学生一定的读图能力，很多情况下，学生面对复杂的电路图，总是分不清是串联还是并联，我们就可以教授学生试着把它改成简单的等效图，就会一目了然，促进学生解题能力的提高。另外，我们还要学生透过电路图，想象出来真正的电路该怎么走，能够理论联系实际，在

自己的头脑中形成明晰的概念与轮廓。其次，要重视电学实验的探究，不要依赖教师的演示实验，而是引导学生依靠自己与同伴的协作，连接电路图，测出实验数据，发现规律，得出结论。所以要用实验探究的学习方法教授初二电学中有几个重要的定律，贯穿在整个电学中。另外，在课堂演示实验与学生实验以外，我们还应当积极地鼓励学生进行自我实验创作与学习。我在具体的教学过程中经常拿一些电池、电线、电阻、类似小灯泡之类的物品让学生进行自我组装，进行串联与并联电路的组织，这样可以将他们的课堂知识具体话、形象化。这样的活动对于学生的创新能力与综合素养的提升也是一个不小的促进，某种程度上，还能提升学生学习物理知识，尤其是电学知识的兴趣。

四、学习电学要善于总结与归类

篇9

关键词：串联电路 电表示数 判断方法

在电学知识考查中，对电表示数变化的判断是学生反映出来的一个难点，因为这类题是知识点的综合也是学生分析能力和表达能力的综合。现对此类题的分析作一下知识点的汇总和方法的总结：

一、必备基础知识

首先，学生要必备如下知识点：1.影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积和温度。2.电阻与长度的关系：当导体的材料和横截面积一定时，长度越长，电阻越大。3.滑动变阻器的变阻原理是通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的。4.对串并联知识的理解梳理。

下面，笔者以串联电路为例总结一下各电表示数变化判断的几种典型方法。如右图所示电路，电源电压保持不变，当滑动变阻器滑片P向左滑动时，分析各电表的变化情况。

二、几种常见的判断方法

法一：层层推进法。

当滑片向左滑动时，L2接入变小得R2接入变小、R1不变，由串联得R总变小、U总不变。由欧姆定律得I总变大，由串联得I1、I2接入均变大，即电流表的示数变大。

R1不变，I1变大，得U1变大，即电压表V1的示数变大;U总不变，U1变大、由串联得U2接入变小，即V2表的示数变小。

对刚学完基础知识初次跟学生研究讨论这种表头示数变化的题型，建议用这种“层层推进法”，让学生对串联电路的电阻特点、电流特点、电压特点以及欧姆定律能更好地熟悉并加以灵活应用。

法二：综合分析法。

综合串联知识：I1=I2

U1+U2接入=U总，为定量

欧姆定律：I=U/R

U1/U2接入=R1/R2接入

因为R1不变，R2接入变小，得R1/R2接入变大，即U1/U2接入变大，所以U1变大（电压表V1的示数变大），U2接入变小（电压表V2的示数变小）。R1不变，U1变大，得I1变大，即电流表的示数变大。

在学生对串联知识及欧姆定律灵活应用的能力达到一定的水平，老师可以再推广综合分析法。这种方法要求学生具备一定的数学分析能力，且让学生的认知有一个循序渐进的过程。

法三：极端思维法（极限法）。

当滑片P向左滑动时，令最后滑到最左，U2接入最后变为零，这样能快速得出U2接入变小即得电压表V2的示数变小，而U总不变，由串联知识可得U1变大即电压表V1的示数变大;R1不变，U1变大，得I1变大，即电流表的示数变大。

若滑片P向右滑动时，令初始滑片在最左端，R2接入初始为零，得U2接入初始为零，这样能快速得出U2接入变大，即得电压表V2的示数变大，而U总不变，由串联知识可得U1变小，即电压表V1的示数变小;R1不变，U1变小，得I1变小，即电流表的示数变小。

学生能掌握极端思维法的要领，解决问题就会简单便捷。在力学的问题中也能得以方便使用。

示例一：小明用身边的器材做实验，验证杠杆的平衡条件。塑料直尺放在圆柱形水杯上，使其在水平位置平衡，图（a）所示。往直尺两端放不同数量的相同硬币，并调节硬币位置，使直尺在水平位置平衡，如图（b）所示。若从左、右两侧各取下一枚硬币，则直尺______端将下沉。

这题各取一枚可以变通理解为各取走相同枚数，极限法以左侧枚数为标准全取掉，可快速得知右端下倾。

示例二：如右图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端。若仅使倾角θ逐渐增大，此斜面的机械效率将逐渐______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

篇10

关键词：经典理论 量子力学 联系

中图分类号：O413.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0143-02

量子力学于20世纪早期建立以来，经过飞速的发展，逐渐成为现代物理学科中不可分割的一部分。量子力学是现代量子理论的核心，它的发展不仅关乎人类的物质文明，还使人们对量子世界的认识有了革命性的进展[1]。

但是，量子力学并不是一个完备的理论，其体系中还存在许多问题，特别是微观与宏观，即经典理论与量子力学的联系。为解决这些迷惑，历史上相关科学家提出了很多实验与理论。该文旨在以量子力学发展史上提出的几个实验为例，对其进行简单分析，以展示经典理论与量子力学的联系。

1 问题的提出

1935年3月，爱因斯坦等人在EPR论文中提出了“量子纠缠态”的概念，所谓的“量子纠缠态”是以两个及以上粒子为对象的。在某种意义上，“量子纠缠态”可以理解为是把迭加态应用于两个及以上的粒子。若存在两个处于“量子纠缠态”的粒子，那这两个粒子一定是相互关联的，用量子力学的知识去理解，只要人们不去探测，那么每个粒子的状态都不能够确定。但是，假如同时使这两个粒子保持某一时刻的状态不变，也就是说，使两个粒子的迭加态在一瞬间坍缩，粒子1这时会保持一个状态不再发生变化，根据守恒定律，粒子2将会处于一个与粒子1状态相对应的状态。如果二者相距非常遥远，又不存在超距作用的话，是不可能在一瞬间实现两个粒子的相互通信的。但超距作用与当今很多理论是相悖的，于是，这里就形成了佯谬，即“EPR佯谬”。

同年，薛定谔提出了一个实验，后人称之为“薛定谔的猫”。设想把一只猫关在盒子里，盒中有一个不受猫直接干扰的装置，这套装置是由其中的原子衰变进行触发，若原子衰变，装置会被触发，猫会立即死去。于是，量子力学中的原子核衰变间接决定了经典理论中猫的生死。由量子力学可知，原子核应该处于一种迭加态，这种迭加态是由“衰变”和“不衰变”两个状态形成的，那么猫应该也是处在一种迭加态，这种迭加态应该是由“死”与“生”两个状态形成的，猫的生死不再是一个客观存在，而是依赖于观察者的观测。显然，这与常理是相悖的[2]。

这两个佯谬的根源是相同的，都是经典理论与量子理论之间的关系。

2 近代研究进展

2.1 验证量子纠缠的存在

华裔物理学家Yanhua Shih[3]曾做过一个被称为“幽灵成像”的实验，其实验过程及现象大致可以描述为：假设存在一个纠缠光源，这个光源可以发出两种互为纠缠的光子，通过偏振器使两种光子相互分离，令第一束光子通过一个狭缝，第二束不处理，然后观察两束光的投影，结果发现第二束光的投影形状与第一束光通过的狭缝形状完全相同。

人们发现，如果仅仅使用经典理论，实验现象是无法解释的，必须应用量子理论，才能解释“幽灵成像”的现象。这个实验也恰好验证了“量子纠缠”现象的存在。

2.2 量子世界中的欧姆定律

欧姆定律是由德国物理学家Ohm于19世纪早期提出来的，它是一种基于观察材料的电学传输性质得到的经验定律，其内容是：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端所加的电压成正比，跟导体自身电阻成反比，即 （U指导体两端电压；R指导体电阻；I指通过导体的电流）。

18世纪二、三十年代，人们认为经典方法在宏观领域是正确的，但是在微观领域将会被打破。Landauer公式给出了纳米线电阻的计算方法，即（h为普朗克常量；e为电子电量；N为横波模式数量）；而在宏观中，（为材料的密度；l为样品的长度；s为样品的横截面积）。由此发现，在宏观领域，样品的电阻是随着样品的长度增加而增加的，而在微观领域，样品的电阻与样品的长度没有关系。

Weber[4]等人制备了原子尺度的纳米线并进行观察，实验发现，在微观领域，欧姆定律也是满足的。Ferry[5]认为样品的电阻是由多种机理所导致的，而他最后得到的结果正是由于多种机理的相互叠加。经过分析，他认为欧姆定律何时开始生效取决于纳米线中电子耗散的力度，力度越大说明开始生效时的尺度越小。但这也同时引发了另一个问题的思考：低温条件下，欧姆定律是仍然成立的，也就是说经典理论仍然成立，但往往是希望在低温下研究比较纯粹的量子效应。低温条件下欧姆定律的成立要求在进行实验研究时，必须花费更多的精力来使得经典理论与量子理论分离开。

2.3 生活中的量子力学――光合作用与量子力学

Scholes等[6]从两种不同的海藻中提取出了一种名为捕光色素复合体的化学物质，并在其正常的生活条件下，通过二维电子光谱术对其作用机理进行了分析研究。他们首先使用了飞秒激光脉冲模拟太阳光来激发这些蛋白，发现了会长时间存在的量子状态。也就是说，这些蛋白吸收的光能能够在同一时刻存在于不同地点，而这实际上是一种量子迭加态。由此可见，量子力学与光合作用是有很大联系的。

3 结语

从近几年来量子力学的基本问题和相关的实验研究可以看出，虽然经典理论与量子理论的联系仍然是一个悬而未决的问题，但是当代科学家已经能够通过各种精妙的实验逐步解决历史遗留的一个个谜团，使得微观领域的单个量子的测量与控制成为可能，并且积极研究宏观现象的微观本质，将生活与量子力学逐渐的联系起来。对于“经典理论与量子力学的联系”这一专题还需要进行不断研究，使量子力学得到进一步完善与发展。

参考文献

[1] 孙昌璞.量子力学若干基本问题研究的新进展[J].物理，2001，30（5）：310-316.

[2] 孙昌璞.经典与量子边界上的“薛定谔猫”[J].科学，2001（3）：2，7-11.

[3] Shih Y. The Physics of Ghost Imaging[J].2008.

[4] Weber B， Mahapatra S， Ryu H， et al. Ohm's law survives to the atomic scale[J].Science，2012，335（6064）：64-67.