高中物理欧姆定律学习的问题与解题思路

黄祟纯

【摘要】物理作为高中一门实验性较强，题型复杂的学科，使我们很多高中生都为之头痛。根据老师的建议，通过学习欧姆定律的内容与分析所遇到的问题，找到了利用欧姆定律解题的思路及技巧，为我们学习高中物理电学内容奠定了一定基础。

【关键词】物理；欧姆定律；问题；解题思路

欧姆定律是高中物理电学部分的核心内容，也是高考的重难点内容，同时欧姆定律掌握的好坏会直接影响我们的考试成绩，因此要多用时间将这块知识进行巩固，以取得更高的分数。

1在欧姆定律的学习中常遇到的问题

1.1欧姆定律的使用范围问题

在电路的实验过程中，我会出现忽略导线，电子元件与电源自身的电阻，将整个电路视为纯电阻电路的问题。而欧姆定律通常只适用于导电金属和导电液体，对于气体、半导体、超导体等特殊电路元器件不适用，但我们知道，白炽灯泡的灯丝是金属材料钨制成的，也就是说线性材料钨制成的灯丝应是线性元件，但实践告诉我们灯丝显然不是线性元件，因此这里的表述就不正确，本人为了弄清这里的问题，向老师进行了请教并查阅了相关资料，许多资料上说欧姆定律的应用有“同时性”与“欧姆定律不适用于非线性元件，但对于各状态下是适合的”。但我自身总觉得这样的解释难以接受，有牵强之意，即个人理解为既然各个状态下都是适合的，那就是适合整个过程。

1.2线性元件的存在问题

通过物理学习我们会发现材料的电阻率ρ会随其它因素的变化而变化（如温度），从而导致导体的电阻实际上不可能是稳定不变的，也就是说理想的线性元件并不存在。而在实际问题中，当通电导体的电阻随工作条件变化很小时，可以近似看作线性元件，但这也是在电压变化范围较小的情况下才成立，例如常用的炭膜定值电阻，其额定电流一般较小，功率变化范围较小。

1.3电流，电压与电阻使用的问题

电流、电压、电阻的概念及单位，电流表、电压表、滑动变阻器的使用，是最基础的概念，也是我最容易混淆的内容。电流表测量电流、电压表测量电压、变阻器调节电路中的电流，而电流、电压、电阻的概念是基本的电学测量仪器，另外，欧姆定律只是用来研究电路内部系统，不包括电源内部的电阻、电流等，在学习欧姆定律的过程中，电流表、电压表、导线等电子元器件的影响常常是不考虑在内的，而对于欧姆定律的公式I=UR，I、U、R这三个物理量，则要求必须是在同一电路系统中，且是同一时刻的数值。

2欧姆定律学习中需要掌握的内容

本人在基于电学的基础之上，通过对欧姆定律的解题方式进行分析，个人认为我们需掌握以下内容：了解产生电流的条件；理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行相关的计算；熟练掌握欧姆定律的表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件范围，并能用欧姆定律解决相关的电路问题；知道什么是导体的伏安特性，什么是线性元件与非线性元件；知道电阻的定义和定义式R=U/I；能综合运用欧姆定律分析、计算实际问题；需要进行实验、设计实验，能根据实验分析、计算、统计物理规律，并能运用公式法和图像法相结合的方法解决问题。

3欧姆定律的解题思路及技巧

3.1加深对欧姆定律内容的理解

在欧姆定律例题分析中，我们比较常见的问题是多个变量的问题，以我自身为例，由于物理理解水平有限，且电压、电流、电阻的概念比较抽象，所以学习难度较大，但我通过相关教学短片的学习，将电阻比喻成“阻碍电流通行的路障，电阻越大路越不好走，电阻越小通过速度则快”的方式，明白了电阻是导体自身的特有属性，其大小是受温度、导体的材料、长度等各方面因素影响的，与其两端的电压跟电流的大小无关，并且明白了电阻不会随着电流或者电压的大小改变而改变。同时我们每一个人都知道对于不同的习题，解决步骤都是不相同的，虽同一问题会有不同的解题方法，但总是离不开欧姆定律这个框架。因此对于一些与电学有关的知识，我一般会利用欧姆定律解决电生磁现象与电功率计算问题。例如：某人做實验时把两盏电灯串联起来，灯丝电阻分别为R1=30Ω，R2=24Ω，电流表的读数为0.2A，那么加在R1和R2两端的电压各是多少？我可以根据两灯串联这一关建条件，与U=IR得出：U1=IR1=0.2A×30Ω=6V，U2=IR2=0.2A×24Ω=4.8V，故R1和R2两端电压分别为6V、4.8V的结论。

3.2利用电路图进行进行计算

在解有关欧姆定律的题时，以前直接把不同导体上的电流、电压和电阻代入表达式I=U/R及导出式U=IR和R=U/I进行计算，并把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻都代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算，因此经常混淆，不便于分析问题。通过后期老师给予我的建议，在解题前我都会先根据题意画出电路图，并在图上标明已知量、数值和未知量的符号，明确需分析的是哪一部分电路，这部分电路的连接方式是串联还是并联，以抓住电流、电压、电阻在串联、并联电路中的特征进行解题。同时，我还会注意开关通断引起电路结构的变化情况，并且回给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标，其中需注意单位的统一与电流表、电压表在电路中的连接情况，以及滑动变阻器滑片移动时电流、电压、电阻的变化情况。

3.3利用电阻进行知识拓展

本着从易到难的原则，我们可从一个电阻的问题进行计算，再扩展到两个电阻、三个电阻，逐渐拓宽我们的思路，让自己找到学习的目标以及方法。比如遇到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的问题时，我们可利用欧姆定律的概念ΔU=ΔI·R得到电阻的值，而当难度增加由一个电阻变为两个电阻时，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，在这样的问题上可将变化的问题转化为固定的关系之间的数值，就可简化许多变量问题的计算。当变量变为三个电阻时难度会进一步的增大，我起初认为这是一项不可能完成的任务，所以放弃了这类题，而在经过询问成绩优秀的同学时，才知道可将三个电阻尽量化为两个电阻，通过电压表与电流表的位置将电阻进行合并，以此简化题目。

4总结

简言之，欧姆定律是物理教材中最为重要的电学定律之一，是电学内容的重要知识，也是我们学习电磁学最基础的知识。当然，对于欧姆定律的学习与解题方法，自然不止以上所述方法，因而在具体的学习中，我们要立足于自身实际学习情况来进行方法的选取，突破重难点知识，以找到更好的解题思路。

参考文献：

[1]高飞.欧姆定律在串并联电路中的应用技巧[J].才智，2009（27）

[2]吴磊.关于欧姆定律实验的思考[J].才智，2011（13）

[3]刘秀娟.闭合电路欧姆定律的理解及其应用[J].吕梁教育学院学报，2007（03）