欧姆定律是初中物理电学部分最重要的一个知识点,能否掌握好该定律是学好电学知识的关键之一。在学习定律的同时, 我们还应注意到这样一个问题,现行教材中为了引入欧姆定律都要先做一个研究性实验,通过这个实验向初中学生介绍了物理学中最常用的研究问题的方法,即研究多个物理量之间的关系时,可以保持一些物理量不变,每一组实验中只看两个变化量间的关系,最后再将所有结论综合起来。我这几年对欧姆定律教学中为了适应新课标的要求,非常注重对实验方法和实验设计的教学,细细阅读现用教材,发现了一个问题:在引入欧姆定律的实验中,滑动变阻器的作用阻碍了学生对实验的理解。
现行教材中一般为引入欧姆定律所设计的实验电路如书图7-1所示。实验操作可分两部分:第一部分是保持电阻R不变,调节滑动变阻器的滑片, 改变加在电阻R两端的电压,研究通过电阻R 的电流I 与R 两端电压U 间的关系; 第二部分是变换连入电路的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使加在电阻R 两端电压U 不变,研究通过R 的电流I 与电阻R 间的关系。完成第一部分实验时,如果学生问:“前面讲过移动变阻器的滑片,改变滑动变阻器连入电路的电阻, 可以改变电路中的电流, 但为什么可以改变了加在电阻两端电压呢?”或者在做第二部分实验时, 学生问:“刚刚是调节变阻器, 使电阻R 两端电压改变, 现在为什么同样是调节变阻器,却又是使加在R 两端的电压不变呢?”可能是觉得解释这两个问题并不难解释,只要用欧姆定律和串联电阻的知识来解释就可以了。但这就造成了这样一种局面:必须用欧姆定律来解释引入欧姆定律的实验,这在逻辑上是混乱、相悖、讲不通的。由于以上的问题,许多同学会对引入定律的实验百思不得其解,这必然影响他们对欧姆定律的理解和掌握。那么该怎么做才能使同学更轻松地完成实验,更容易地理解欧姆定律呢?笔者认为这里主要的问题出在滑动变阻器上,于是便思考现用教材中为什么要在实验中加上变阻器?笔者认为, 这个实验中加变阻器的作用是使实验操作更简单,因为有变阻器可以不改电路,只需调滑片就可以达到改变和不改变R两端的电压。但事实上这一设计不但不能简化实验,反而给学生理解实验和电流、电压和电阻的关系设置了一个不小的阻碍。经过一番思索后,笔者在欧姆定律的教学中进行了以下的改进,效果不错,现叙述如下。
实验中将滑动变阻器去掉,电路简化为简单电路。第一部分实验中,直接通过改变电池数目或调节学生电源输出电压来改变加在R 两端电压。第二部分中,只需保持电池数目或学生电源输出电压不变即可, 当然, 相比之下用学生电源的效果要优于干电池。在讲完欧姆定律和串联电阻之后,再提出保持电源电压不变的前提下, 要改变加在R 两端的电压该如何改造上面的简单电路?在保持电源电压不变的前提下,电阻R 的阻值变化,如何改造电路,可以保证加在不同电阻两端电压不变?通过分析以上的两个问题,引导学生最后设计出原来的实验电路,这样可以进一步加深学生对欧姆定律的认识,也为今后设计伏安法测电阻和测定小灯泡电功率的实验电路打下基础。.
个人认为不加入变阻器确实有利于学生的理解，如果不加入变阻器，在不改变电源的情况下，电阻变了，由于电池有内阻，如果有电压表测的话可能会发现电压略有改变，而加入变阻器则可以消除这一点!
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