结合欧姆定律浅谈物理结论的准确表述及形成过程

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[摘要]：欧姆定律是电学中一个重要的基本规律，也是初中电学知识的基础和重点，通过对欧姆定律的建立和理解，本文主要结合初中物理教学的实际，结合欧姆定律，就同学们表述物理结论时出现的错误，阐述了物理结论的准确表述及形成过程。

[关键词]：欧姆定律；物理结论；表述；形成过程

中图分类号：G4

物理结论常用的表达方式有：文字叙述、数学语言表达、特定表示法，初中物理中以文字叙述最为常见。物理结论的表述要求科学、准确，同时必须注意结论的严密性和逻辑性。物理结论的形成通常建立在数据分析和因果关系分析，这两种关系的分析一般采用控制变量的研究方法，如果能知道一个现象的发生是由于某个原因引起的，又能从该现象和某原因之间所存在的数量关系中找出规律，只要把这两个方面概括起来进行描述，就很容易得出实验结论。下面结合欧姆定律的形成和理解，就同学们表述物理结论时出现的错误，谈谈物理结论的准确表述及形成过程。

欧姆定律这一基本规律，是初中电学知识的基础和重点，可以说它是解决电学问题的一把金钥匙。它揭示了电流、电压、电阻三者之间的定量关系，是利用控制变量法在实验的基础上归纳总结出来的。即控制电阻不变，得到通过导体中的电流跟导体两端的电压成正比；控制导体两端的电压不变，得到通过导体中的电流跟导体的电阻成反比。教材（北师大版九年级物理教材）中表述为：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。它的表达式为：，表示导体中的电流的大小取决于这段导体两端的电压和这段导体的电阻，当导体两端的电压（U）或导体本身的电阻（R）变化时，通过导体的电流（I）将发生相应的变化。其中电流（I）、电压（U）、电阻（R） 这三个物理量必须是对应于同一导体（或同一段电路）在同一时刻（或同一段时间），也可以说是"一一对应"的，即应用欧姆定律时，必须讲究同一性和同时性。用它进行计算时，带入数据的单位必须统一为国际单位。另外，它还反映了导体两端保持一定的电压，是导体形成持续电流的条件。若导体本身的电阻（R）不为零，两端的电压（U）为零，则通过导体的电流（I）也为零，也就是，给一导体两端不加电压，就没有电流通过；若导体是绝缘体电阻（R）可为无穷大，即使它的两端有电压（U），通过导体的电流（I）也为零，电流无法通过。

而通过欧姆定律得到的变形式表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比是一个不变的值，等于这个导体的电阻，它是电阻的计算式，而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质，是表示导体对电流阻碍作用的本领大小，其大小只决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，跟导体两端的电压和导体中有无电流无关，不能受数学的思维定势影响。

例题：某同学在做"探究通过导体的电流与电阻的关系"的实验中，收集了一些实验数据如下表，由表内数据可得的结论是：___________。【电压U=3V】

电流I/A

0.3

0.2

0.1

电阻R/Ω

10

15

30

【错误结论之一】当导体两端的电压一定时，导体的电阻跟通过导体的电流成反比。

【病因】颠倒因果关系，犯逻辑错误

【分析 】原因和结果，在物理实验中，通常表现为物理条件和现象，物理条件是原因，物理现象是结果，物理条件的改变引起了物理现象的变化。因此要归纳科学规律，一方面要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系，另一方面还要注意两个物理量的因果关系，不能前后颠倒。由于通过导体的电流跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关，因此本实验探究通过导体的电流跟电阻的关系的方法是：保持导体两端电压不变，通过改变导体的电阻，来观察电流的变化情况。电阻的变化是原因，电流的变化是结果。因此，表述这类问题必须首先明确"那是因、哪是果"。

【错误结论之二】当导体两端的电压一定时，导体的电阻越大，导体中的电流就越小。或者，当导体两端的电压一定时，导体的电阻随导体中的电流的增大而减小。

【病因】混淆定量描述与定性分析

【分析】从表中电流、电阻的实验数据的规律表明：当导体两端的电压一定时，导体的电阻增大为原来的几倍，导体中的电流就减小为原来的几分之一。两个物理量之间存在反比关系，属于定量关系，上述错误却表达为×××随×××的增大而减小，属于定性关系，不准确。

【错误结论之三】导体中的电流跟导体的电阻成反比。

【病因】注重结果，忽视条件

【分析】物理结论都有其成立的条件，表达时如果忽视了成立的条件，就是不准确的，甚至是错误的，这类问题常常用控制变量探究问题，分析实验数据时，要分清哪个因素是自变量（引起实验结果变化的原因），哪个因素是因变量（实验结果，其变化是由其它因素的变化引起的），哪个因素是不变量（包括相等的量），最后得出正确结论，其格式一般为"在......不变（或相等）的情况下（条件） ......（结果）"

本人在长期的教学实践中总结出，物理结论的形成一般分为以下四步：

（1）、抓问题。就是通过审题弄清要研究的问题，即研究对象。也就是说首先明确被研究量及相关的各个因素。上述问题研究的是通过导体的电流跟导体的电阻的关系。

（2）、找条件。确定结论成立的条件，即找出题目中给出的条件或控制哪些量不变。上述题目中给出导体两端的电压不变。

（3）、论关系。利用题目中的数据或现象分析物理量之间的变化关系或规律，同时明确物理量之间的因果关系。从表中电流、电阻的数据变化中可以发现：导体的电阻增大为原来的几倍，导体中的电流就减小为原来的几分之一。也就是说通过导体的电流跟导体的电阻成反比。

（4）、下结论。把成立条件和变化关系结合在一起，给出一个科学、准确、严谨的物理结论。

【准确表述】当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。