欧姆定律含义十篇

时间:2023-07-07 17:32:56

欧姆定律含义

欧姆定律含义篇1

如图所示,电源电压U保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动,电流表的示数变化范围是0.5A~1A,电压表的示数变化范围是2V~7V。

求:(1)电源电压U

(2)定值电阻R

二、试题分析

令滑片P在滑动变阻器上从左向右由1向2点滑动,由题目分析知:滑动变阻器接入电路的电阻变大,电流表示数变小,电压表示数变大,故电流表示数从1A变化到0.5A,电压表示数从2V变化到7V,定值电阻R两端的电压从U-2V变化到U-7V,滑动变阻器接入电路的电阻值分别是__________,__________ 。

三、参考解答

解法一:由题意知,当滑片处于1和2两点时,定值电阻R两端的电压分别为U-2V和U-7V,通过的电流分别为1A和0.5A,对于定值电阻R利用欧姆定律,可以两次列式

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的物理知识是欧姆定律的数学表达

,使用该公式时,I、U、R三个物理量必须对应于同一用电器或同一段电路,对于整个电路利用欧姆定律也可以列式:

解法二:由题意知,当滑片处于1和2两点时,定值电阻R两端的电压和电流均发生改变,由于R的阻值不变,根据欧姆定律的含义,当电阻不变时,通过的电流与加在两端的电压成正比,可以列式:

解之得:U=12V

再由题意易求得:R=10Ω

评析:本解法使用的物理知识是深刻理解欧姆定律的含义之一,当电阻不变时,通过的电流与加在两端的电压成正比。

解法三:根据电阻的计算式_____ 可知,当定值电阻R两端的电压和电流均发生改变时,定值电阻R的阻值等于R两端电压变化值与电流变化值的比值,即_____,因此可以列式:

解之得:R=10Ω

再由题意易求得:U=12V

评析:本解法使用的物理知识是深刻理解电阻计算式的使用,不仅_____ ,而且_____ 。

解法四: 由题意知,当滑片处于1和2两点时,整个电路的电阻值发生了改变,导致电路中的电流发生了改变,但电源的电压不变,因此可以列式:

解之得:R=10Ω

再由题意易求得 U=12V

评析:本解法使用的物理知识表面上好像就是电源电压U=IR总,其深刻理解是欧姆定律的另一个含义,即当电压不变时,电流与电阻成反比。

解法五:根据串联电路的分压规律,各导体两端的电压之比等于导体的电阻之比,当滑片处于1和2两点时,两次使用串联电路的分压规律可以列式:_____

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的关键能熟练使用串联电路的分压规律。

解法六:根据串联电路各串联导体两端电压的计算公式 可以两次列式:

解之得:U=12V R=10Ω

评析:本解法使用的关键能熟练使用串联电路导体两端电压的计算公式。

四、亮点赏析

欧姆定律含义篇2

关键词: 物理 欧姆定律 复习

在物理复习的整个知识体系中,电学知识板块儿尤为重要。一是:它占整个三式合一理化试题物理部分的40%左右,即70分中的近30分属于物理电学试题。二是:电学知识在生产实践中的重要作用已凸显出来。而要学生全面掌握、领会初中阶段电学知识,对于相当一部分初中生来说具有较大的难度。从教以来我听过一些初中电学复习课:有的先把所要用到的电学公式板书在黑板上,再讲典型例题,接着练习;有的则通过学生作题中所反馈的问题对知识进行补充强调,再练习;有的直接强调万变不离其宗,让学生多看教材,然后讲例题等。复习中讲例题没错,但选择的例题过多,又无代表性,既延长了复习时间,又不能使学生的知识得到升华。久而久之,学生疲劳,老师厌烦。要使复习课在短时间内生动、奏效,应选择恰当的例题,在讲例题的基础上,对知识进行归纳和升华。

复习课,一要体现“从生活走向物理,从物理走向社会”,教学方式多样化等新课程理念;二要体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度和价值观”三维目标的培养;三要优化学生的认知结构,让学生在教师的引导、帮助下,把学到的知识归纳起来,从而便于提练和记忆。所以对电学的复习要从学生喜闻乐见的小电器起步,从典型例题入手进行归纳总结。

例1:如图-1是一个玩具汽车上的控制电路。小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω,保护电阻R为4Ω。当闭合S后,两电压表的示数分别为6V和2V,则电路中的电流为?摇 ?摇?摇?摇A,电动机的功率为?摇?摇 ?摇?摇W。(这是陕西师范大学出版社出版,经陕西省中小学教材审定委员会2008年审定通过的《物理课堂练习册》中的一道题)

学生通常按下列方法计算电路中的电流:

R中的电流:I=U/R=2V/4Ω=0.5A,

电动机中的电流:I=U/R=4V/1Ω=4A,

由此得第一空电路中的电流就有两个值0.5A和4A。

于是第二空的对应值为:P=UI=4V×0.5A=2W与P=UI=4V×4A=16W。这就存在两个问题:

1.根据欧姆定律计算出两个串联元件中的电流不相等,与串联电路中电流的特点相矛盾。

2.由串联分压原理得:U:U=R∶R=1∶4,得:

①当U=2V时,U=8V,得到U+U=2V+8V=10V≠U源;

②当UM′=4V时,U′=1V。U′+U=1V+4V=5V≠U,这与串联电路中的电压关系相矛盾。

对此,应找出题中所涉及的知识点,分析这些知识点间的联系,那上面的矛盾就迎刃而解了。

首先,应对欧姆定律有深入的理解。

例2:如图2所示电路(R≠R≠R)。引导学生分析如下:

1.对电路状态的分析。

(1)当S、S、S都闭合时,R与R并联,并联后作为一个整体再与R串联。A测R中的电流,V测R或R两端电压。

(2)当S、S闭合S断开时,则由图-2演变为图-2(a)到(b)。

R与R串联,R处于断开状态,A测整个电路中的电流。

(3)当S、S闭合S断开时,则由图2演变为图-2(c)到(d)。

R与R串联,R处于断开状态,V测R两端电压。

2.欧姆定律中涉及I、U、R三个量间的关系。

(1)欧姆定律中的I、U、R三个量是针对同一个用电器或者同一部分电路而言的,即必须满足“同一性”。

当图-2中的S、S、S都闭合时,A测R中的电流为I,V测R两端电压为U。此时能否用U与I的比值来计算R或R阻值呢?(即R=U/I)。

如果R=R时,由于R与R并联,所以R两端电压U等于R两端电压U,即U=U=U。根据R=U/I得R=U/I,R=U/I。这样计算出的R2的值虽然是正确的,但属于不正确的方法得出了正确的结果,实属偶然巧合。

若R≠R时,那么R=U/I,若再按R=U/I来计算R的电阻值就没有上述的巧合了。因为电压相等是并联电路电压的特点,R、R中的电流是不相等的。上述中错误地认为R、R中电流相等。这里的电压是R两端电压,而电流是R中的电流,电压与电流是两个不同电阻(或用电器,或电路)的对应量,也就违背了“同一性”。

这就告诉我们,在应用欧姆定律解题时,一定要遵循“同一性”原则,切忌“张冠李戴”,电学中的所有公式都不能违背“同一性”原则。如:W=UIt、Q=IRt、P=UI等。

(2)欧姆定律中的I、U、R三个量必须是同一状态、同一时刻存在的三个物理量,即必须满足“同时性”。

在图-2中,当S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小是否相等?

在图-2中,当S、S闭合S断开时,不难看出,R与R串联:I=I=I则I=U源/(R+R);当S、S闭合S断开时,R与R串联:I=I=I,则I=U/(R+R)。因为R+R≠R+R所以U源/(R+R)≠U源/(R+R),即两次电流不相等。S、S闭合时,R中的电流大小与S、S闭合时R中的电流大小不相等,这是因为S、S闭合时与S、S闭合时电路状态不同,R是在不同的状态下工作,不是同一时间内电流的大小,电流不相等。

在利用公式计算的过程中,不能用第一状态下的量值与第二状态下的量值代入关系式计算。如:要计算R的电阻值,就不能用第一状态下R两端的电压值与第二状态下R中的电流的比值来计算R的电阻值。在计算电流、电压时,也不能这样处理。

因此在利用公式计算时,带值入式的物理量必须是同一状态下的物理量,必须满足“同时性”。

(3)欧姆定律中的I、U、R三个量的单位必须同一到国际单位制,即I―A、U―V、R―Ω。即应满足“统一性”。

除各物理量的主单位外,还应记住常用单位及其单位换算关系,将常用单位换算为国际单位制单位,在利用其它电学公式计算时也要统一单位。

如:电功的公式W=UIt中,各物理量的对应单位:U-V、I-A、t-S;这样W的单位才是J。电热的公式Q=IRt中:I―A、R―Ω、t―S;这样Q的单位才是J。电功率的公式P=UI中:U-V、I-A,这样P的单位才是W。

我们要确定欧姆定律的适用条件。

1.欧姆定律只对一段不含电源的导体成立,即只适用于纯电阻电路。因此,欧姆定律又称为一段不含源电路的欧姆定律。

例1中涉及到电磁转换的知识,电动机工作时实质上也是一个发电机。电动机工作时,其闭合线圈切割磁感线会产生感应电流,所产生的感应电流对流过电动机线圈中的电流有一定影响。

实际上图1相当于一个“RL”串联电路,总电压的有效值不等于各分电压有效值的代数和,即U≠U+U。但得到的电流有效值的关系I=U/Z与直流(或部分)电路的欧姆定律相似,各元件上的分电压与该元件的阻抗(Z)成正比。

虽然电动机工作时产生的阻抗目前初中阶段无法计算出来,但无论电动机工作时产生的阻抗为多少,电路中的电流都等于电阻R中的电流,即I=U/R=2V/4Ω=0.5A。电动机两端的实加电压等于总电压(电源电压)减去电阻R两端的电压,即U=U-U=6V-2V=4V。则电动机的功率为:P=UI=4V×0.5A=2W。

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上述分析说明,电阻R所在的这部分电路与电动机所在的这部分电路有着本质的不同。从能量转化的角度看:电阻R所在的这部分电路是将电能全部转化为热能;而电动机所在的这部分电路电能只有少部分转化为热能,大部分转化为机械能。前者属于纯电阻电路,后者属于非纯电阻电路。

欧姆定律只适用于纯电阻电路,即用电器工作的时候电能全部转化为内能的电路。例如电熨斗、电暖气、电热毯、电饭锅、热得快等。而电动机、电风扇,等等,除了发热外,还对外做功,所以这些是非纯电阻电路,欧姆定律不再适用。由欧姆定律导出的公式也只适用于纯电阻电路(如:W=IRt W=U/Rt Q=UIt Q=U/Rt P=IR P=U/R等。)

2.欧姆定律适用于金属导体和通常状态下的电解质溶液;但是对于气态导体(如日光灯管中的汞蒸气)和其它一些导电元器件,欧姆定律不成立。欧姆定律对某一导体是否适用,关键是看该导体的电阻是否为常数。当导体的电阻是不随电压、电流变化的常数时,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻,欧姆定律对它成立;当导体的电阻随电压、电流变化时,其电阻叫非线性电阻,如:电子管、晶体管、热敏电阻等,欧姆定律对它不成立。

3.欧姆定律只有在等温条件下,即导体温度保持恒定时才能成立。当导体温度变化时,欧姆定律对该导体不成立,因为电阻是温度的函数。

在讲解欧姆定律的应用时,常举白炽灯的例子,实际上白炽灯的钨丝在温度变化很大时电阻具有非线性,随着电流的增大,钨丝的温度升高很多,其电阻也随着变化。对非线性电阻,欧姆定律不成立,但是作为电阻定义的关系式R=U/I仍然成立,只不过对非线性电阻,R不再是常量。

综上所述,例1中第一空电路中的电流有两个值0.5A和4A,一个是在纯电阻电路(电阻R)中用欧姆定律算出的电流0.5A。另一个是用欧姆定律计算在非纯电阻电路(含电动机的电路)中的电流为4A,显然不对。

通过对例1的全面、透彻的分析,我们对电学知识得到了进一步升华:(1)判断电路的连接方式;(2)判断电表的作用;(3)利用欧姆定律解决实际问题时必须注意“三性”;(4)复习了电功率、焦耳定律等相关电学公式;(5)欧姆定律的适用范围。

学生能够领悟到,复习不是为了解题,而是要掌握知识的前后联系,优化知识结构;仔细观察,认真分析;发散思维,以点带面;举一反三,融会贯通。这样,从而体现出知识与技能、过程与方法,以及情感态度和价值观的培养。

参考文献:

[1]王较过.物理教学论.陕西师范大学出版社,2003.

[2]阎金铎,田世坤.初中物理教学通论.高等教育出版社,1989.

[3]梁绍荣等.普通物理学―电磁学高等教育出版社,1988.

[4]新课程实施难点与教学对策案例分析丛书,(初中卷).中央民族大学出版社.

欧姆定律含义篇3

(一)知识目标

1、理解伏安法测电阻的原理。

2、知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法。

3、理解两种方法的误差原因,并能在实际中作出选择。

4、理解多用电表直流电流档、直流电压档、欧姆档的基本原理.

(二)能力目标

1、通过本课的测量误差分析,实际测量对比分析,培养学生动手操作能力和分析能力。

2、了解欧姆表的原理,学会使用欧姆表。

3、练习使用多用电表。

(三)情感目标

1、通过本课学生测量分析,器材选择判断,树立学生知识来源于实践,应用于实践的观点。

教学建议

1、伏安法测电阻这个实验学生在初中阶段已经学习过了,但是初中时只要求学生掌握测量基本原理,不需要学生考虑测量的误差以及引起误差的原因,也不需要学生掌握两种连接方法,而在高中阶段,本节重点是伏安法测电阻的两种接法,使学生知道在什么情况下应该用哪种接法,知道两种接法对测量值带来的不同测量结果,要求学生对两种连接方法所产生的误差来源有所了解。

在新课讲解中可以首先复习电阻定义,引出测量电阻的思路,结合具体实际,提出两种测量方式,分析误差原因,总结适用条件,通过测量分析,进一步巩固。通过器材分析选择,培养学生解决实际问题能力。

学生活动展开时应该在教师的引导下,分析两种测量电阻方法的误差原因及适用条件,利用自行测量进一步体会适用条件,通过练习题,进一步培养学生综合分析能力,器材选择判断能力,解决实际问题能力。本节是闭合电路欧姆定律的运用,具有联系实际的意义,为学生提供运用知识分析和解决问题的机会

2、教材要求了解欧姆表的原理,不要求进一步讲解欧姆表的刻度等问题.

通过对欧姆表原理的讲解,进一步加强学生使用欧姆表的能力,重点强调欧姆表在使用前调零的重要性和必要性,使学生分清欧姆表的各档位之间的转换,知道欧姆表内置电源的正负极与两个表笔之间的连接,会对欧姆表进行读数和测量。

3、对于程度不同的学生可以采取不同的教学方法,如果学生的程度较好,可以对电阻的测量进行展开教学。除了讲解以上两种电阻测量方法以外,还可以向学生介绍其他方法。比如替代法,补偿法,惠斯通电桥法,另有利用一个已知电阻和伏特表,一个已知电阻和安培表进行测量的方法。

教学设计示例

电阻的测量

一、教学目标

1、在物理知识方面的要求:

(1)了解用伏安法测电阻,知道伏安法测电阻有内接和外接两种方法,无论用“内接法”还是“外接法”,测出的阻值都有误差。

(2)懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的,并能在实际中根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

(3)知道欧姆表测电阻的原理。

2、能力方面的要求:

(1)引导学生理解观察内容的真实性,鼓励学生寻查意外现象及异常现象所发生的原因。

(2)通过本课的测量误差分析,实际测量对比分析,培养学生动手操作能力和分析能力。

(3)培养学生细心操作、认真观察的习惯和分析实际问题的能力。

二、重点、难点分析

1、重点:使学生掌握引起测量误差的原因及减小误差的方法。

2、难点

(1)误差的相对性。

(2)根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器来减小误差。

三、教具

电压表,电流表,欧姆表,测电阻的示教板。

四、主要教学过程

(-)引入新课

我们在初中时已经做过了“用电压表、电流表测电阻”的实验,现在,再做“伏安法测电阻”,是不是简单的重复呢?大家可以回想一下,当初做实验时的情况,把两个示数相除,再多次求平均即可,那你们有没有想过,这样得到的就是电阻的真实值吗?不是,原因在于电压表和电流表都不是理想的。

(二)教学过程

1、伏安法测电阻

我们已经了解了电流表并非无电阻,而电压表也并不是电阻无穷大,用这样的表去测量电阻,会对测量结果有什么样的影响?

(1)、原理:利用部分电路欧姆定律

我们利用电压表,电流表测量电阻值时,需把二者同时接入电路,否则无对应关系,没有了测量的意义,那么接入时无非两种接入方法,那么电路应如何?请同学们画出。

(2)、电路:

如果是理想情况,即时,两电路测量的数值应该是相同的。

提出问题,实际上两块表测量的是哪个研究对象的哪个值?测出来的数值与实际值有什么偏差,是偏大还是偏小?

外接法

是两端电压,是准确的,是过和的总电流,所以偏大。

偏小,是由于电压表的分流作用造成的。

实际测的是与的并联值,随,误差将越小。

内接法

是过的电流,是准确的,是加在与A上总电压,所以偏大。偏大,是由于电流表的分压作用造成的。

实际测的是与A的串联值,随,误差将越小。

进一步提问:为了提高测量精度,选择内、外接的原则是什么?

适用范围:;

[思考题]给你电源、电流计、已知电阻、开关和未知电阻各一只,如何设计测量电阻的电路。

方法:将A前后两次串入和各支路,测得电流强度为和,应有,则)

2、欧姆表测电阻

伏安法测电阻比较麻烦,实际应用时常用能直接读出电阻值的欧姆表来测电阻,关于欧姆表的构造,先请同学们看书。

以上欧姆表的结构示意图。借助电流表显示示数,测电阻不同于测电流、电压,表内本身含有电源,表盘上本身刻定的是电流值。试想,在两表笔间接入不同的电阻时,电路中的电流强度会随之发生改变,且一个阻值对应一个电流值,即指针偏在某一位置,所以可知:

(1)、原理:闭合电路欧姆定律

(2)、刻度的标定:

①两表笔短接,调,使,刻出“0”

②两表笔断开,指针不偏,刻出“∞”

③任意加上,,在指针偏转到的位置,刻出“”;

④若是正好是呢?应有,不难看出此时、,是此时的欧姆表内阻,也称中值电阻。

拿出一块欧姆表演示一下刚才的过程,同时说明:

①红、黑表笔的规定是为了与以往的电压表、电流表“+、-”极统一,即电流流入的为正极,电流流出的为负极。

②由于与并不是简单的反比关系,所以欧姆表的刻度是不均匀的,从有向左,刻度越来越密。

(3)、使用欧姆表的注意事项:(请同学回答并总结出)

①测电阻时,要使被测电阻同其它电路脱离开。

②欧姆表一般均有几档,而且使用时间长了,电池的E,r均要发生改变,所以在每次使用前及换挡后都要进行调零。

③每次使用后要把开关拨到OFF档或交流电压档的最大量程。

由此也可看出,利用欧姆表测电阻仅是粗测而已,在此基础上,应再利用伏安法测量才会比较准确。

3、课后小结

欧姆定律含义篇4

1 知识目标

1.1 知道电动势的定义.

1.2 理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题。

1.3 知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

1.4 理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。

1.5 理解闭合电路的功率表达式。

1.6 理解闭合电路中能量转化的情况。

2 能力目标

2.1 培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律。

2.2 理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。

2.3 通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力。

3 情感目标

3.1 通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点。

3.2 通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系。

3.3 通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想。

3.4 知道用能量的观点说明电动势的意义。

教学建议

1 电源电动势的概念在高中是个难点,是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,在处理电动势的概念时,可以根据教材,采用不同的讲法.从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极,克服电场力做功,非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小,反映了电源做功的本领,由此引出电动势的概念;也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法,给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论.教学中不要求论证这个结论.教材中给出一个比喻(儿童滑梯),帮助学生接受这个结论。

需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力,它与外电路无关,是由电源本生的特性决定的。 电动势是标量,没有方向,这要给学生说明,如果学生程度较好,可以向学生说明,做为电源,由正负极之分,在电源内部,电流从负极流向正极,为了说明问题方便,也给电动势一个方向,人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向,即从负极指向正极。

2 路端电压与电流(或外电阻)的关系,是一个难点.希望作好演示实验,使学生有明确的感性认识,然后用公式加以解释.路端电压与电流的关系图线,可以直观地表示出路端电压与电流的关系,务必使学生熟悉这个图线。

学生应该知道,断路时的路端电压等于电源的电动势.因此,用电压表测出断路时的路端电压就可以得到电源的电动势.在考虑电压表的内阻时,希望通过第五节的“思考与讨论”,让学生自己解决这个问题。

3 最后讲述闭合电路中的功率,得出公式 , .要从能量转化的观点说明,公式左方的 表示单位时间内电源提供的电能.理解了这一点,就容易理解上式的意义:电源提供的电能,一部分消耗在内阻上,其余部分输出到外电路中。

教学设计方案

闭合电路的欧姆定律

1 教育目标

1.1 知识教学点

1.1.1 初步了解电动势的物理意义。

1.1.2 了解电动势与内外电压的关系。

1.1.3 理解闭合电路欧姆定律及其公式,并能熟练地用来解决有关的电路问题。

1.1.4 理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。

1.1.5 理解闭合电路的功率表达式,理解闭合电路中能量的转化。

1.2 能力训练点

通过用公式、图像分析外电压随外电阻变化而变化的规律,培养学生用多种方法分析问题的能力。

1.3 德育渗透点[来源:高考资源网]

1.3.1 通过外电阻的改变而引起I、U变化的深入分析,树立事物之间存在普遍的相互联系的观点。

1.3.2 通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒的思想。

2 重点、难点、疑点及解决办法

2.1 重点

①正确理解电动势的物理意义。[来源:高考资源网]

②对闭合电路欧姆定律的理解和应用。

2.2 难点

路端电压、电流随外电阻变化规律。

2.3 疑点

路端电压变化的原因(内因、外因)。

2.4 解决办法

制作多媒体课件,采用类比分析、动态画面、图像等帮助同学增强感性认识,逐步了解电动势的含义,推导闭合电路欧姆定律公式,分析各项的意义,使学生有初步整体感知,精选运用闭合电路欧姆定律分析路端电压随外电阻改变而改变的规律的典型例题,结合图像分析突破难点。

3 教学过程设计

引入新课:

教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流.那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差)

演示:将小灯泡接在充满电的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭.)为什么会出现这种现象呢?

分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差.当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流,但这是一瞬间的电流.因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减少为零,所以电流减小为零,因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的。

教师:为了形成持续的电源,必须有一种本质上完全不同于静电性的力,能够不断地分离正负电荷来补充两极板上减少的电荷.这才能使两极板保持恒定的电势差,从而在导线中维持恒定的电流,能够提供这种非静电力的装置叫电源.电源在维持恒定电流时,电源中的非静电力将不断做功,从而把已经流到低电势处的正电荷不断地送回到高电势处.使它的电势能增加。

4 课时安排[来源:高考资源网][来源:高考资源网]

1课时

5 教具学具准备

不同型号的干电池若干、小灯泡(3.8V)、电容器一个、纽扣电池若干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、电路示教板一块、示教电压表(0~2.5V)两台、10Ω定值电阻一个、滑线变阻器(0~50Ω)一只、开关、导线若干。

6 学生活动设计

学生观察、动手测电源电动势,并边观察边思考,逐步推导闭合电路欧姆定律,在教师的启发下逐渐理解公式含义,引导学生用公式法和图像法去分析同一问题。

7 教学过程

教师:同学们都知道,电荷的定向移动形成电流。那么,导体中形成电流的条件是什么呢?(学生答:导体两端有电势差。)

演示:将小灯泡接在充电后的电容器两端,会看到什么现象?(小灯泡闪亮一下就熄灭。)为什么会出现这种现象呢?

分析:当电容器充完电后,其上下两极板分别带上正负电荷,如图1所示,两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后,电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流,但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少,两极板间电势差也逐渐减小为零,所以电流减小为零,因此要得到持续的电流,就必须有持续的电势差。

教师:能够产生持续电势差的装置就是电源。那么,如何描述电源的特性?电源接入电路,组成闭合电路,闭合电路中的电流有什么规律呢?这节课我们就来学习闭合电路欧姆定律。

8 板书设计

8.1 电源电动势:等于电源没有接入电路时两极间的电压。

8.2 闭合电路欧姆定律。

闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。

8.3 路端电压跟负载的关系。

路端电压随外电阻增大而增大。

欧姆定律含义篇5

【关键词】模拟式多用电表;符号意义;构造;原理;使用方法;误差

1 模拟式多用表概述

多用表有许多型号,不管哪种,表盘上都印有一些符号和数字,弄清这些符号和数字的含义,才能正确使用。一般常见的符号有以下几种:1)表示该表应水平放置使用。2)表示该表应垂直放置使用。3)表示整流系仪表,测量交流电压时使用内部整流器。4)表示交直流两用。5)表示多用表与表壳之间能经受50Hz、3千伏交流电压历时一分钟的绝缘强度试验。6)表示三级防外磁场能力。7)表示以标度尺长度的百分数表示准确度等级。8)表示以指示值的百分数表示的准确度等级。9)20 kΩ/V或20000 Ω/V表示直流电压灵敏度。表示测量直流电压时,电表的输入电阻为伏20千欧。10)4 kΩ/V或4000 Ω/V表示交流电压灵敏度。测量交流电压时,电表输入阻抗为伏4千欧。11)0dB=1mW600Ω表示分贝(dB)标度尺是以600欧负荷阻抗上得到1mW功率为零分贝作为参考电平的。12)45~1000Hz表示该表在交流正弦频率为45~1000Hz范围内使用,超出此范围时误差将增大。13)A-V-Ω是指安培、伏特、欧姆。就是说这只表是安培表、伏特表、欧姆表的复用表。14)MF:F指复用式,M指仪表。MF放在一起是指万用表,MF―15中的15表示型号。

除弄清以上各符号及数字的意义外,还应懂得多用表的几个基本术语,这对测量准确度很重要。多用表的准确度也叫做精度或误差,表示测量结果的准确程度。也即多用表指示值(测得的数值)与被测标准值之间的基本误差值。多用表的准确度等级是用基本误差百分数的数值表示的。换句话,基本误差百分数值就是仪表的等级。数值越小,等级越高。例如,1等级精度多用表的基本误差是±1.0%;2.5级精度多用表的基本误差是±2.5%。

磁电式多用表表头的基本参数包括表头内阻、灵敏度和线性。表头内阻是指表头线圈的直流电阻及上下两盘游丝直流电阻之和。表头灵敏度是指指针转到满标度(满量程)时的电流值。此电流数值越小,说明表头灵敏度越高。表头的线性是指表针偏转幅度与通过表头电流值之间的正比例关系。以上是表头参数。而多用表的灵敏度一般是指整个多用表的电压灵敏度。一般以伏多少欧姆表示。如500型多用表直流电压灵敏度为20kΩ/V,这个数值是怎么来的呢?假设有一只灵敏度为I、内阻为R的表头。由欧姆定律U=IR可知,它本身就是一只量程为U的电压表。我们给它串联一只电阻以扩大它的量程到U1,此时U1=I(R+R串)。例如,一只100μA的表头,其内阻为1.52 kΩ,可用它测量的电压量程为U=IR=100×10-6×1.52×103=0.152V,如果给它串联一只8.48 kΩ的电阻,量程就扩大到U1=I(R+R串)=100×10-6×(1.52+8.48)×103=1V。此时该电压表的内阻为10kΩ,其物理意义为:这只电压表测量1V直流电压需要10kΩ内阻,即10kΩ/V,这个数值称为100μA表头的直流电压灵敏度。实际上因为I=U/R,所以它就是表头灵敏度的倒数。即= =10000Ω/V=10kΩ/V。有了电压灵敏度的概念,就可以方便地将电压表各档内阻计算出来。例如用50μA表头装成直流电压表,其10伏档内阻R10V=10V×直流电压灵敏度=10V×20kΩ/V=200kΩ,而直流100伏档内阻R100V=100V×直流电压灵敏度=100V×20 kΩ/V=2000kΩ.直流电压灵敏度越高的多用表,测量直流电压时从电路中分去的电流就越少,对被测电路影响越小,也即测量结果越准确。

交流电压灵敏度与直流电压灵敏度的概念相似。由于测量交流电压时需要由表内整流器整流,故多一个整流效率因素。一般计算交流电压灵敏度,只要将直流电压灵敏度乘以一个常数K(整流电路的工作总效率)即可。计算交流电压各档内阻时,也只需将该档的电压乘以交流电压灵敏度即可。可见高档内阻也是比低档内阻高的。

2 多用表的基本构成与基本原理

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分构成,表头是一块高灵敏度磁电式电流表,如图1(a)所示,其满偏电流约为几十到几百微安,选择开关和测量线路相配合【如图1(b)(c)(d)(e)】,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等等。若接入更复杂的测量电路【如图1(f)】,还可测量音频电平、三极管的放大倍数等等。每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。

多用表的上半部分是表盘,下半部分是选择开关,周围有标有测量功能的区域及量程(如图2)。将多用表的选择开关旋转到电流档或电压档,多用表内的电流表或电压表电路就被接通,将选择开关旋转到电阻档,多用表内的欧姆表电路就被接通。另外还可以测量二极管的单向导电性及三极管的放大倍数等等。

测电阻是依据闭合电路的欧姆定律原理设计的。而测电压和电流是依据串、并联电路的特点及部分电路的欧姆定律原理设计的。欧姆表内部电路如图3所示,其中R为调零电阻,红黑表笔短接进行欧姆表调零时,表头指针偏,此时闭合回路的总电阻即为欧姆表的内阻。根据全电路的欧姆定律有I= R=R+R+r=;当红黑表笔间接有未知电阻Rx时,有I=,故每一个未知电阻都对应一个电流值I,我们在刻度盘上直接标出与I对应的Rx值,

所测电阻值就可以从表盘刻度直接读出;

当待测电阻Rx0=Rg+R+r时,I===Ig,指针指向刻度盘中央,此时的待测电阻称为中值电阻(即R中=Rx0=Rg+R+r),所以

R内=Rg+R+r=Rx0=R中,即欧姆表内阻等于中值电阻 ,这是一个普遍规律。

3 多用表的正确使用方法

如图2,多用表表头下部有一个定位螺丝,这是机械调零螺丝。按照表头上“”或“”符号,垂直或水平放好多用表。此时看表针是否指在电压弧形标度尺的零点。如果没有,应该用小螺丝刀轻轻转动表盘中间部分的调零螺丝,使表针指零。多用表的下方有红黑两表笔,红表笔为正表笔,黑表笔为负表笔,测直流电压时将红表笔接触高电位点,黑表笔接触低电位点。如果接反,表针会向反方向冲击,时间久了指针会打弯,或损坏多用表表头内的线圈。

测量电阻时,测量之前先将两表笔的金属指针接触在一起,此时指针应指在电阻标度尺的零点。如果不指零点,可调节表头下面的“Ω”旋钮使表针指零。如果仍指不到零,说明多用表内的电池电动势已不足,需要换新电池。图4测量电阻的方法是错误的。两手同时接触电阻会使人体电阻与被测电阻并联,造成测量值不准。测量电路的电阻时,应该用电烙铁烫开电阻的一端,使这端悬空,再测量电阻的数值。另外,每变换一次电阻档位都应使表笔短接一次,调整欧姆表校零旋钮,使指针指向零欧姆,进行调零。为了提高测量的准确度,选择量程时应尽量使表针指在标度尺中间位置及其附近(可参考指针偏转在 R中~5R中的范围)。测量电路中的电阻之前必需将电源断掉,将大电容器放电,以免损坏多用表。

测量电压的方法是将多用表通过表笔并联到电路中去。测量直流电压时,应将红表笔接触高电位点,黑表笔接触低电位点。如果接反,表针会向反方向冲击,时间久了指针会打弯,损伤多用表。如果事先不知道电路中某两点电压的高低,则应先用一只表笔接触其中的一点,再用另一只表笔短暂试触第二点,然后快速离开,看表针转动的方向。如果表针反向运动,则需将表笔对换一下,再正式进行测量。测量电压时选择量程很重要,量程选小了,指针强烈冲击,损伤多用表。量程选择太大,固然安全,但多用表的内阻增高,指针偏转很小,不便于读数,也会增大测量误差。如果不知被测两点电压的数值范围,应选用最大量程档先试测一下,若指针偏转角度太小,则应换接较小量程。

测量交流电压时,一般应注意以下几点:(1)被测电压应该是正弦波,这是多用表的要求。所测电压波形与正弦波相差越大,测量误差也越大。(2)被测电压的频率应符合多用表的要求。一般在45~1000Hz范围内测量时准确度可以保证,超出此范围,测量误差增大。(3)多用表测得的交流电压数值是有效值。(4)被测电压中含有交直流成分时,若只测交流成分,就应在表笔探针上加一个耐压400V以上的0.1μF左右的电容(如图5)。

测量电流是将多用表通过表笔串入被测电路。在事先不知被测电流大小时,也应选择最大量程,测出大概范围之后,再用适当的量程正式测量。

多用表的分贝标度尺是用来测量音频电平的。一般多用表的分贝刻度大部分是以在600Ω电阻上得到0.775V,即获得1毫瓦功率时定为零电平(或称零分贝)。表1是交流10档对应的分贝数值。如果用其他档测量电路中某点的电平,还应加上该档的一个附加值。例如用50档测得音频电平10dB(分贝尺),再加上14dB,实际值为24dB。如果用250档测得某点电平为12dB,再加上28dB,实际值应为40dB。

表1

最后谈一下多用表的使用注意事项:

第一,每次测量之前必须核对转换开关是否符合欲测的内容,切勿用电流、电阻档测量电压,以免烧坏多用表。

第二,测量完毕时,要把表笔从测试孔中拔出,选择开关应置于交流电压最高档或OFF档。若长期不用电表,还应把电池取出。

第三,测量高电压或大电流时,不能带电旋转转换开关,以防止触点产生电弧,损伤触点,加大接触电阻。

【参考文献】

[1]赵青生.大学物理实验[M].安徽大学出版社,2004,9.

[2]武建谋,宋见林.全品高考复习方案・物理[M].西苑出版社,2007,6.

欧姆定律含义篇6

关键词:电动势;电压;电流;电阻;功率

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)12-0060-3

1 P于闭合电路欧姆定律

1.定律内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比。

2.定律的得出:仔细分析人教版和教科版教材,他们给出定律的过程是相同的。在电源外部,电流由电源正极流向负极,在外电路上有电势降落,习惯上称为路端电压或外电压U,在内电路上也有电势降落,称为内电压U';在电源内部,由负极到正极电势升高,升高的数值等于电源的电动势。理论和实践证明电源内部电势升高的数值等于电路中电势降低的数值,即电源电动势E等于外电压U和内电压U'之和,即E=U+ U'=U+Ir。若外电路为纯电阻,则U=IR,所以E=IR+Ir,I=

从教学实际看,上述给出定律的方法很多同学并不能理解,只能生硬的接受,这给学生对定律的理解和运用带来困难。在教学中笔者尝试从能量角度推导定律,效果较好,过程如下:从能量转化观点看,闭合电路中同时进行着两种形式的能量转化:一种是把其他形式的能转化为电能,另一种是把电能转化为其他形式的能。

设一个正电荷q,从正极出发,经外电路和内电路回转一周,其能量的转化情况如下:

在外电路中,设外电路的路端电压为U,那么正电荷由正极经外电路移送到负极的过程中,电场力推动电荷所做的功W=qU,于是必有qU的电能转化为其他形式的能量(如化学能、机械能等)。在内电路中,设内电压为U',那么正电荷由负极移送到正极的过程中,电场力所做的功W=qU',于是必有qU'的电能转化为内能。若电源电动势为E,在电源内部依靠非静电力把电量为q的正电荷从负极移送到正极的过程中,非静电力做的功W=qE,于是有qE的其他形式的能(化学能、机械能等)转化为电能。

因此,根据能量转化和守恒定律,在闭合电路中,由于电场力移送电荷做功,使电能转化为其他形式的能(qU+qU'),应等于在内电路上由于非静电力移送电荷做功,使其他形式的能转化成电能(qE),因而qE=qU+qU',即E=U+U'。若外电路为纯电阻R,内电路的电阻为r,闭合电路中的电流强度为I,则U=IR,U'=Ir,代入上式即得I=

E/(R+r)。

3.定律的理解:不论外电路是否为纯电阻,E=U+ U'=U+Ir总是成立的,只有当外电路为纯电阻时,才能成立。闭合电路欧姆定律的适用条件跟部分电路欧姆定律一样,都是只适用于金属导电和电解液导电。

2 不同的物理量间的图像关系以及对图像的理解(以外电路为纯电阻为例)

图像1 电路中的总电流与外电阻的关系即I-R图像

图像2 外电压与外电阻的关系即U-R图像

由闭合电路欧姆定律可得:

分析可得:R增大,U增大;R减小,U减小,但不成线性关系。R0,U0; R∞,UE。故U-R图像如图2所示。当外电路短路(R=0),外电压为0;当外电路开路R∞,外电压等于电动势E,即若题目中告诉某一电源的开路电压,则间接告诉了电动势E的值。

图像3 外电压与总电流的关系即U-I图像

由闭合电路欧姆定律可得:U=E-U'=E-Ir。

分析可得:由于E、r为定值,故U与I成线性关系,斜率为负,故图像应如图3所示。当I=0,U=E,即图像的纵截距表示电动势;当 此时外电路短路,此电流即为短路电流,即横截距表示短路电流。斜率k=-r,即斜率的绝对值表示内电阻。

由上述分析可知,若给出了U-I图像,则由图像就可以知道电源电动势E和内阻r这两个重要的参量。若将不同电源的U-I图像画在同一个图中,如图4所示,则可以比较不同电源的电动势和内阻的大小。由图4可知E1=E2、r1

图像4 电源的输出功率与外电阻的关系,即P-R图像

图像5 电路中的功率与总电流的关系,即P-I图像

与闭合电路相关的功率有3个:电源的总功率、电源内部的热功率、电源的输出功率。

由P=IE可知P与I成正比,图像应为过原点的一条倾斜的直线。

由P=I2r可知图像应为顶点过原点的关于纵轴对称的开口向上的抛物线的一半。

由P=P-P=IE-I2r可知图像应为过原点的开口向下的抛物线的一部分。

若将3个功率与电流的关系图像画在同一图像中,则分别对应着图6中的图线1、2、3。

利用图线1可求电动势E,利用图线2可求内阻r,需要特别注意的是:此图像中3条图线不能随意画。“1”“2”交点说明此时P=P,即P=0,外电路短路,电流最大,此状态下图线“3”与横轴交点值一定是“1”“2”交点对应的横坐标值,否则就是错误的。“2”“3”交点的含义为P=P,此状态下R=r,则“2”“3”交点对应的横坐标一定为 ,若不是则错误。还必须注意的是“2”“3”的交点一定是“3”的最高点,因为R=r时,P最大,若不是这样则此图画错了。

案例 在图7(a)所示电路中,R0是阻值为5 Ω的定值电阻,R1是一滑动变阻器,在其滑片从最右端滑至最左端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图7(b)所示,其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点时分别得到的,讨论以下问题:

问题1 滑片从最右端滑至最左端的过程中,电流表示数如何变化?

分析:滑片从最右端滑至最左端的过程中,由电路结构可知外电阻R变小,由I-R图像可知电流表示数变大。

问题2 滑片从最右端滑至最左端的过程中,电压表示数如何变化?

分析:滑片淖钣叶嘶至最左端的过程中,由电路结构可知外电阻R变小,电压表测量的是外电压,由U-R图像可知电压表示数变小。

问题3 电源电动势和内阻各为多大?

分析:图7(b)给出的是外电压与电流的关系,由图可求得斜率绝对值为20,将图线延长与纵轴相交,可得纵截距为20,由U-I图像的物理含义可知电源电动势E=20 V,内阻r=20 Ω。

问题4 滑片从最右端滑至最左端的过程中,电源的输出功率如何变化?最大输出功率为多少?

分析:由题目所给条件可求得R1的最大阻值为75 Ω,滑片从最右端滑至最左端的过程中,外电阻的变化范围为80 Ω~5 Ω,由P-R图像可知P先变大再变小。调节过程中可以满足R=r,则当R1的有效阻值为15 Ω时,电源输出功率达最大 ,即为5 W。

问题5 若在上述条件下,仅将R0的阻值改为30 Ω,滑片从最右端滑至最左端的过程中,电源的输出功率如何变化?电源的最大输出功率为多少?

分析:滑片从最右端滑至最左端的过程中,外电阻的变化范围为105 Ω~30 Ω,由P-R图像可知P一直变小。由于无法满足R=r,则电源输出功率不可能为,则当R与r最最接近即R1=0 Ω时电源输出功率最大,计算可得为4.8 W。

与闭合电路欧姆定律应用相关的题目较多,题型多种多样,解决这类题目的关键是要搞清电路结构,搞清电表的测量对象,分清已知量与未知量,再运用相应规律求解则可。当然,这也不是一蹴而就的,只有多做、多练、多思考才能达到较好的效果。在解答闭合电路问题时,部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律经常交替使用,这就要求我们认清研究对象是全电路还是某一段电路,是这一段电路还是另一段电路,以便选用对应的欧姆定律,并且要注意每一组物理量(I、U或I、E、R、r)的对应关系是对同一研究对象的,不可“张冠李戴”。

参考文献:

欧姆定律含义篇7

【关 键 词】 物理;记忆;兴趣

著名物理学家爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师”。在各个学科中,兴趣是学习的先决条件,是获取知识的原动力,是学习的助推器。一个人一旦对学习产生了兴趣,他将会充分发挥学习的积极性和主动性。巧记物理知识就是将平铺直叙的课本知识以谐音记忆、顺口溜记忆、口诀记忆等方法和手段帮助学生更直观、高效地记忆和理解物理知识。本文收集整理了大量的记忆方法举例,帮助学生和教师参考,以提高教学效率。

一、巧记力学知识

力学是初中物理的重点,同时也是难点。为了帮助学生记忆,我们可以采用以下方式帮助学生理解和记忆。

力的三要素:大小、方向和作用点。我们可以这样记忆:力的三要素,大小、方向、作用点。这样叫做简化记忆。

G=mg公式。物体的重力和质量的关系式G=mg,可用谐音记忆:大鸡(G)等鱼(等于)摸(m)小鸡(g)。

m=■,可用谐音记忆:莫(m)要大鸡(G)压小鸡(g)。

g=■,可用谐音记忆:小鸡(g)在等(=)大鸡(G)吗(m)?

g=9.8牛顿每千克:可用谐音记忆为,记(g)得九点把(9.8)牛(牛顿)牵克(千克)吃水。也可以这样记,小鸡(g)进酒吧(9.8)。

重力公式G=ρvg。计算重力的公式G=ρvg,其中大写的G可记作“大鸡”,ρ像P字母,V谐音“喂”,g可记作“小鸡”。因此,公式谐音记忆为:大鸡(G)等着(=)放屁(ρ)喂(v)小鸡(g)。

二力平衡的条件,二力平衡应满足“一物二力同直线,大小方向等相同。”其中指二力作用在同一物体上,这是最容易忽视的,因此二力平衡的条件也可记为:要想吃两个等大的梨(力),可在同屋(物)内同一直线的相反方向去找。这里包含了“同物”“等大”“同线”“反向”四个方面的含义。

二、巧妙理解“蒸发、吸热和致冷”

在物理中,蒸发、吸热和致冷等现象与我们的生活实际联系十分紧密,但是其形成原因却有点难于理解,对于这样抽象的问题,学生往往理解不了。液体在沸腾过程中吸收热量但温度保持不变,而蒸发是吸热却有致冷作用,两种气化方式的不同怎样理解?而且蒸发时吸收热量,为何温度又降低?这些内容往往困惑着学生,是学生学习时的一大难点。

液体蒸发时吸热,即使在常温下也可以进行,但又不像沸腾、熔解有明显的供热源。蒸发只能从周围物体和未蒸发的液体中吸收热量,这样,未蒸发的液体因放热而温度降低。确切地说,吸热的液体是液体中已蒸发的那部分,而放热降温的却是未蒸发的液体和周围其他物体。

三、巧记欧姆定律

欧姆定律是物理应用较多的一个定律,准确把握好欧姆定律有利于学生对电学的理解和把握。首先来看一下欧姆定律的因果关系。有人根据欧姆定律I=■的两个变形公式U=IR和R=■,得出“电压与电流强度成正比”“电阻与电流强度成反比”的结论,这是混淆了自变量和函数的因果关系。

电压是电源提供的,其大小由电源及电路结构决定。电阻是由导体的材料、几何形状(长度、横截面积)决定。它们都不随电流强度的变化而变化。恰恰相反,电流的大小是由电压和电阻决定的。这里,电压、电阻的变化关系是“原因”,电流的变化是“结(下转59页)(上接57页)果”,因果关系不可倒置。

假设有人说:“这人长得真像他的儿子,一模一样。”听众一定感到非常可笑。虽然这话反映了两个人相像的事实,但却颠倒了因故关系。只能说儿子像爸爸,不能说爸爸像儿子。用我们方言说就是儿子随爸爸而不是爸爸随儿子。同理,是函数随自变量变化,而不是自变量随函数变化。

巧记欧姆定律:欧姆定律I=■可记作,我(I)有(U)儿(R)子。I是英语的我,U谐音有,R谐音儿。

U=IR可记作,有(U)爱(I)就有儿(R)。

R=■可记作,儿(R)有(U)爱(I)。

四、巧记凸透镜呈像规律

凸透镜对光线的作用可记作:平行必过焦,过焦必平行。

凸透镜呈像规律可记作:一焦分虚实、二焦分大小,虚像正来实像倒;(虚像是正立的,实像是倒立的)虚像同侧实像异,(成虚像时,像和物在透镜的同一侧,成实像时,像和物在透镜的两侧。)物近像远像变大;(物体距离凸透镜越近,即物近;像距离凸透镜就越远即:像远;所成的像会变大。)物远像近像变小。

凸透镜呈像运用可记作:凸透镜、能成像,远小近大不一样;(物距越远像越小,物距越近像越大)大于二焦能照相,缩小倒立胶片上;(照相机原理)焦与二焦电影放,放大倒立屏幕上,(电影机或投影仪原理)小于焦距放大镜,正立放大成虚像。

通过以上示例,可以看出,虽然物理学科属于理科,属于初中阶段较为枯燥的学科之一,但是物理学科中许多内容与我们的生活实际联系较为紧密,我们可以充分挖掘物理学科的一些特性以提高学生对物理的学习兴趣。大量的物理公式、定律,以及一些难以理解的物理现象,我们都可以通过举生活实例、编顺口溜、口诀和谐音等记忆法,来帮助学生更好地掌握、理解所学知识。以上所举例子仅仅变现笔者物理教学活动的一部分片段,不能全部展现物理学特殊记忆法的全部,但是窥一斑而见全豹,举一反三,我们可以从中得到启示,即不择手段巧记物理知识,激发学生的学习情趣。■

【参考文献】

[1] 《课内外辅导》编辑部. 初中各科知识巧记妙喻700例[M]. 济南:济南出版社,1992.

欧姆定律含义篇8

关键词:社会因素 克里姆特 艺术精神

某个艺术家艺术精神的形成有着很多方面的原因。第一,艺术创作作为一种特殊的精神生产,必然是要在其艺术作品上留下艺术家个人的印记。第二,艺术精神特质的形成离不开艺术家独特的人生经历、家庭生活环境以及阅历修养和艺术追求。艺术精神的形成,虽然是受艺术家个人的性格、气质等内在心理特征和独特的人生情感等主观方面因素的影响,但是,也深受客观社会方面因素的影响。社会的趋势和潮流,以及社会时代精神的思潮都会在艺术家的绘画中有所体现。不同的时代、民族、文化、地域,使得艺术家的创作个性、创作风格以及作品中体现出来的精神不能不受到他所在的社会环境制约。

谈到克里姆特的寓意和象征装饰风格,深受当时经济和社会结构变革引起艺术界的新运动的影响。如何打破传统的观念和绘画模式的束缚,如何寻求思想和语言新形式的表达,是当时所有走在时代前面的艺术家们所探索的。那么在这种变革剧烈的形势下,克里姆特选择了象征和寓意的创作手法,借鉴了法国等一些先进流派的艺术家,例如夏凡纳等画家充满幻想和象征的神秘自然的表现风格,利用象征和装饰的手法,以及祖传的金工技艺和对图案化的偏爱,把时代精神、表现都融入进他对社会、对变革中各种新思潮的影响的一种矛盾心理精神的冲突很恰当地表现了出来。当然对于东方艺术元素的偏爱和运用上,不管是图案、形式、色彩、构图等等,克里姆特不是最早也不是唯一的,例如莫奈、梵高等都对这方面有所借鉴和运用,它是欧洲艺术的大环境决定的。

一、象征主义的出现

象征主义是19世纪末,当时欧洲一部分知识分子对社会生活和官方沙龙文化不满的反映,但是他们又不敢正视现实,不愿直接表述自己的意思,于是往往采用象征和寓意的手法,通过寓意另外的事物或人物形象来抒发自己的愿望的一种艺术思潮。最早出现在法国和西方几个国家,主要代表的画家有夏凡纳、莫罗和雷东等。象征主义只是当时出现的众多流派中的其中一支,由于当时欧洲处于现代经济发展初期,打破传统的立体空间油画模式,寻求新的表达方式成为许多年轻艺术家探索的表达方式。强调主观和个性,不直接去描摹物体和思想,而是把思想寓意暗示在一定的神秘画面中,不再去真实地表现眼睛所看到的事物,而是通过内心的精神把感受视觉表达出来,注重的是精神和观念上的表达和共鸣。当然,象征主义在形式上也非常讲究和注重,追求一种装饰和华丽的效果。在维也纳,克里姆特走在了象征主义的领头位置,成为了现代象征主义的代表性艺术绘画大师。

虽然象征主义在形式上得到了创新和发展,但是迫于当时大环境的限制,在表达题材上大都表现出欧洲对于世纪末,对于经济变革、社会变革引起的苦闷、颓废、死亡、等颓废的,消极的情调。克里姆特由原来的历史绘画转变进入了象征主义阵营,并且做出了杰出的曾就,在题材上把时代思想融入进了死亡生命、女性、题材上。克里姆特的很多作品在当时是引起轰动的,批判与支持并行,把象征主义的神秘感、装饰感、意境的虚无感带入了视觉世界。用强烈的色彩和含义把主观感觉、理念世界表现的淋漓尽致。后人把克里姆特划入了象征主义流派中,可是克里姆特自身却并不是非常承认,他只是用自己的方式来表述着他的精神世界。

二、社会变革和新思潮引起的“新艺术”运动的影响

在十九世纪末二十世纪初,欧洲大陆在文化方面展开了一种新的潮流和变革,成为“新艺术”运动,这种运动被许多艺术家和鉴赏家以及评论家看成是欧洲风格在艺术和设计等所有艺术领域出现的风格现象。此次运动影响和范围都非常广泛,对人们的思想领域也起到了变革性的进展,展示了欧洲统一文化最后的灿烂和光辉。它涉及到很多艺术领域,包括绘画、时装、平面设计、建筑设计、家具、书籍等等,范围之大和影响之广都是前所未有的。

通过此次运动,人们的审美观念和风格方面都发生的很重要的转折和改变。在不同的国家,由于环境和民族文化的不同,呈现出了不同的风格。由于法国的浪漫,称为现代风格,意大利则是自由风格,在德国柏林被称为青年风格,到了奥地利的维也纳,则是成为象征主义的分离派。克里姆特在接受新艺术运动的思潮的同时,不满足于对欧洲其它国家的照搬模仿,而是创造了属于自己的、属于维也纳的独特风格。画面迷离、优美,有着丰富的寓意,有着热烈的和放纵,把维也纳处于世纪末最后的华丽和辉煌通过视觉形式表达了出来。在形式上,富有韵律感的线条、华丽而又神秘的图案,在克里姆特这里,不再作为绘画主题的一种陪衬出现,本身就是作品的主题。

三、维也纳分离派绘画中克里姆特的心理和精神观念

克里姆特的绘画艺术更偏重于心理内省和象征性,世纪末的精神特质内化于克里姆特自我的心理体验,也是他和画中女性共同的现实生活写照。弗洛伊德从临床医学的方面阐述了精神分析说,而克里姆特则是以视觉语言敏感地呈现了世纪末心理转向的精神特质。克里姆特绘画艺术中体现出来的独特精神气质和深层心理特征,正是当时维也纳文化中对心理、的关注,对世纪末觉醒的现代女性的女性特质的写照。

弗洛伊德的精神分析理论改变了西方社会的认识和思维方式,而克里姆特则是视觉化的弗洛伊德。克里姆特以表现官能的敏感、肉体与精神痛苦的艺术展开了向传统学院派的挑战。克利姆特的艺术反应了这一连续的转变,这一转变从十九世纪的舒适转向二十世纪的焦虑。克里姆特富于神秘寓意的优雅图案、充满矛盾意义的寓言式象征、与有关的人物肖像无一例外的传达着这一时代的精神。

参考文献:

[1]韩雪莉.论克里姆特的绘画艺术,重庆大学硕士论文,2007,(04).

[2] [美]卡尔?休斯克.李锋译,世界末的维也纳.南京:江苏人民出版社,2007.

欧姆定律含义篇9

关键词:技校《电工基础》课 教学改革

在技校,《电工基础》课是电工专业学生的一门专业基础课,这门课程的理论性很强,而且相对来说有些抽象,对于刚刚接触电工理论的中技学生而言(而且,众所周知,中技来的学生有相当一部分的同学在初中学习就是不太好,或根本就对学习没有兴趣),如何将难懂的看不见摸不着的电的知识讲得通俗易懂,激发学生的兴趣,一直是使教师大伤脑筋的问题。

总的看,现在的《电工基础》课程有些概念还是过于抽象,学生不容易理解。本来这门课程就不好学,万事开头难,只有头开好了,学生觉得好学,好玩,才会慢慢喜欢这门课程,故书本上的有些概念没必要说得那么专业。毕竟,中技学生主要还是以实习为主不是搞研究的,对于理论课的内容,只要按照自己的思维方式把它消化吸收掉,并且和实际的应用不发生冲突就可以了。这里以第一章《电路的基本知识和基本定律》来谈谈改革问题。

其一§1-2电流

所谓电流这个概念,课本上是这样说的,“电荷的定向流动称为电流”,书上的定义当然毫无问题。但是,别忘了,电荷是微观的东西,说一根导线通电有电荷定向流动形成电流,但是肉眼看不见,如何使抽象的电荷形象化,加深学生对电流的概念的理解呢?我通过实际电工教学摸索,认为这一章中的多数概念用水来做比喻很恰当,能让学生比较容易的接受电流概念。当然,虽然以水为例讲解电的概念,在道理上有些相通的地方,但本质不同,这一点还应该向学生说明。我教师可以对学生解释说:水流的形成是水(分子)的定向流动,同理,电流的形成是电荷的定向流动,这样,用水做对比,学生一下就明白了。之后,趁热打铁,再用水流方向来对电流方向进行类推,也就不难了。再有,电流大小,书上是这样定义的“一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少”。对于“一定时间”和“导体横截面”学生都能理解,因为不抽象,但对于“电荷量”即电量的理解,有点费劲。是的,电量,顾名思义,电荷的数量,但是,它看不见,1库仑电量怎样理解呢?若以水流大小为例,单位时间内通过水管横截面的水量叫水流大小或水流强度。这里,水管比喻为导体,水量比喻为电量,则这样之后,也能加深对电流大小的理解。

其二§1-3电压与电位

所谓“电压”的概念,书上是这样说的,“电场力把单位正电荷从电场中的a点移动到b点所做的功称为两点间的电压”。我觉得,还是上面那句话,对于中技学生而言,他们是技术工人,是干实际活的,不是搞理论研究的,没必要这么去和学生讲,只需这样去说,水压是对水(分子)的压力,而电压是对电荷的压力就可以了。

对于“电位”概念的理解,课本是这样说的“如果在电路中任选一点为参考点,那么电路中某点的电位就是该点到参考点之间的电压”。电位这个概念比电压更难理解。

可仍然以水位为例,通过对水位参考点的不同,则某点水位高度值也发生变化来让学生理解电位的概念。比如,若以地面为参考点,a点水位为5米,b点水位为2米;若以地面以上5米为参考点,则a点水位为0米,b点水位为一3米,若以地面以下5米为参考点,则a点水位为10米,b点水位为7米。在这里,由于水位参考点选取的不同,各点水位值也发生了变化,并且有正水位、零水位、负水位。然后向学生说明,电位的概念和水位有相似之处,在电路中,由于参考点选取的不同,各点电位值也发生变化,并且有正电位、零电位、负电,位,这样一对比,使学生形象的明白了电位的概念。继续趁热打铁,不管水位的参考点如何变化,任意两点比如ab之间的水位的压力差值是不变的,总是3米,因为参考点是人为选定的,显然参考点不能影响水位的压力差值,进而也形象的说明了电压与电位差的关系即任意两点电(水)压等于两点之间的电(水)位差,其三 §1-4电动势

所谓“电动势”,课本上是这样说的,“在电源内部,电源力将单位正电荷从电源负极移动到正极所做的功叫做电源的电动势”。我是这样给学生解释的,水在自然压力即重力下,由高水位处流向低水位,若想由低水位处流向高水位,必须借助于外力;同理,正电荷在电压的作用下,由高电位流向低电位,若想由低电位流向高电位,必须借助于外力即电源力才能实现,即“电荷”在电源力作用下有从高电

位运“动“到低电位的趋”势“简称电动势。这样,学生也好理解一些。 其四 §1-6欧姆定律

部分欧姆定律内容如下:对于不含电源电路,当在电阻两端加上电压时,电阻中就有电流流过,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比,与电阻成反比。对于该定律,可采用的启发式和对比式教学教学。水流是由于水(分子)的定向流动,那么,为什么水要定向流动,因为受到了压力才定向流动;那么,为什么必须施加压力才能让水定向流动呢,因为水受到了阻力;最后总结,显然水流大小与水压成正比,而与水受到的阻力成反比。对比,则电流是由于电荷的定向流动,那么,为什么电荷要定向流动,因为受到了压力即电压才定向流动;那么,为什么必须施加电压才能让电荷定向流动呢,因为电荷受到了阻力即电阻;最后总结,显然电流大小与电压成正比,而与电荷受到的阻力即电阻成反比,这就是欧姆定律。这样,一步一步的把欧姆定律明白的讲了出来,学生也很容易接受,之后,再理论联系实际,马上再通过一个实验来验证欧姆定律,最终是使学生深入的理解了这个重要定律。

其五§1-8电功与电功率

欧姆定律含义篇10

关键词:H参数;小信号模型;欧姆定律;等效变换;输出电阻

中图分类号:TN72 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)04(b)-0000-00

引言

模拟电子技术不仅是电类各专业的一门技术基础学科,也是生物医学工程、医学影像技术等医学相关专业的基础学科,它主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用。而晶体三极管构成的基本放大电路,又是模拟电子技术最基本的、最重要的内容,因此,BJT的H参数及小信号模型的建立和简化,是掌握分析放大电路的基础。在实际的工程应用中,晶体三极管的单极放大倍数有限,大规模集成电路的发展,提高了电路的放大倍数,实现了将微弱的电信号进行放大的作用,那么在设计集成电路时,对多级放大电路各个参数的求解将显得尤为重要,特别是放大电路的输出电阻求解,而欧姆定律法求解输出电阻过于复杂,因此该文提出用等效变换法求解放大电路的输出电阻。

1 BJT的H参数及小信号模型

由于三极管是非线性器件,使得放大电路的分析非常困难。建立小信号模型,就是将非线性器件做线性化处理,从而简化放大电路的分析和设计。当放大电路的输入信号电压很小时,把三极管小范围内的特性曲线近似地用直线来代替,从而把三极管这个非线性器件所组成的电路当作线性电路来处理。

低频小信号模型[1]如图1所示,它是用H参数来描述的,在交流通路中,把一个晶体管看成一个两端口网络,输入一个端口,输出一个端口。

图(a)是将BJT封装起来,测试它的两个特性,输入特性和输出特性。图(c)是输入特性曲线,其中 不同,输入特性曲线是有一些变化的,即要 保持不变,增大 时也要增大 。从图(d)的输出特性曲线中,当 变化时, 是在一个特定的 上变化的,就在 一定时,分析 与 这个函数的变化,从这两组特性上,如果仅从数学的角度去描述它,那么BE之间的电压,是 和 的函数;而输出回路的 ,也是 和 的函数。

从数学角度进行建模,即BE之间的电压,是 和 的函数;而输出回路的 ,也是 和 的函数进行分析,输入和输出回路的自变量是两个相同的自变量, 和 ,但是两个回路的函数不一样,在输入回路里面,函数是BE之间的动态电压 ;在输出回路里面,函数是 电流,即 ,下面的分析都是从这两个函数关系进行变化的。

小信号模型研究的不是某一条特性,而是在有变化量时的特性,即在Q点有变化时的模型。采用对函数求全微分的方法,,在低频小信号作用下,函数和自变量之间的关系就是全微分:

这里有几个特定的关系,CE间的电压 是一定的,分析 和BE之间的关系 ; 是一定的,那么分析 和 之间的关系; 是一定的,分析 和 之间的关系; 是一定的,分析 和 之间的关系。因此定义4个参数,其中 和 表示的是一个动态的量,一个 量,或者是一个交流小信号量。可以简化如下:

上述公式中,将晶体管看成一个黑盒子,向黑盒子里面看,从输入端看到一个 ,这个 碰到的首先是一个电阻,然后还看到一个受控源,是CE间的电压 控制BE之间的电压。从输出回路看进去,可以看到一个受控电流源,是 控制的 ;还有一项是与受控电流源并联的另外一路电流,它是 这个动态电阻在此处产生的电流,可以得到一个图1(b)中的模型,这个模型完全是由这个公式建立起来的。这个数学模型,首先是选择合适的自变量和函数,研究的低频小信号情况,用变量进行替换,按照最后得到的式子,建立数学模型。

研究这4个H参数的物理意义的目的是这个电路仍然复杂,再通过近似法,将该数学模型简化的更合理一些,忽略掉一些参数,具体如图2所示。

描述的是 不变的情况下, 的变化量与 的变化量之比。晶体管在静态工作点Q下, 取一个 和一个 ,即一个变化的电压比上一个变化的电流,得出的是一个动态电阻,我们将Q点下取的变化量得到的电阻叫做 ,指的是BE之间的动态电阻。所以 的物理意义就是BE之间的动态电阻。

描述的是 不变的情况下, 的变化量与 的变化量之比。从图(b)中可以看出, 在静态工作点 处,由于 变化,曲线向左或者向右移动,产生 。它的物理意义是,输出回路CE之间的电压对BE之间的影响,是反馈量,即输出通过一定的方式影响到输入就叫做反馈。对于管子自身CE之间的电压就对BE之间的电压有影响,所以我们称 为内反馈系数。

描述的是在一定 的条件下, 和 变化量之比,就是电流放大系数 。晶体管就是通过它的电流放大来进行能量控制的。

是在一个 下,研究 在Q点附近产生的变化对此时 变化的影响。这个描述的是该曲线上翘的程度,即在 情况下,与横轴平行的程度。对于晶体管,这个参数描述的其实是 这个电导,对于 本身来说,在一般的静态管中,在 变化值大的情况下, 的变化值小,因此这个电阻 值很大。在实验室里我们去测量,几乎看不出来,这个曲线和横轴不平行,如果曲线与横轴平行,表示 趋近于 ,它上翘的程度几乎看不出来。

在输入回路中, 不可以忽略; 可以忽略。在输出回路中, 不能忽略; 趋近于 ,可以将 忽略。根据上面的分析建立一个非常简单的模型,如图3所示。

2 欧姆定律和等效变换求解输出电阻法比较

晶体管有三个极:基极、发射极和集电极,首先来分析共集电极放大电路:

方法一:用欧姆定律[2]求解输出电阻

在交流等效电路的输出端加上一个电压vt,令信号源vs=0,保留该信号源的电阻Rsi。加上一个电压vt,必定产生一个电流it,用电压比上电流就是输出电阻。

则输出电阻:

方法二:用等效变换[3]求解输出电阻

从输出电阻向左看,看到电阻Re和左侧电阻并联。流入节点e的电流是大电流ie,由于受控电流源内阻无穷大,此处可以相当于断开,那么流出节点e的电流是小电流ib,因此,节点e左侧的电阻相当于电阻 减小了 倍,即等效为 ,那么输出电阻可以直接写成 。

总结,如果看到的是小电流,实际上是大电流,这个电阻等效变换是要增大(1+β)倍;如果看到的是大电流,实际上是小电流,这个电阻等效变换是要减小(1+β)到多少倍。这就是等效变换的一个规则。

用等效变换的方法对共集-共集放大电路的动态分析,求解其输出电阻。

3 结束语

通过详细的分析介绍小信号模型的建模与简化,可以更好的理解其中每个参数的含义。模拟电子技术讲求的方法就是估算,在以后的实际的工程应用中,采用等效变换求解输出电阻法,相较于欧姆定律,能够快速的估算出放大电路的参数,减小计算量。

参考文献:

[1]康华光.模拟电子技术基础(第六版)[M].高等教育出版社,2014.