关键词：初中物理；欧姆定律；应用
在电学的定律当中，欧姆定律是非常关键的一项，它贯穿于整个电学的始终。深入、系统和全面地理解欧姆定律是有效解决牵涉电学问题的基础和前提条件，针对欧姆定律的教学，教师需要做好如下的两个方面：
一、引导学生注重三个物理量之间的关系
“导体当中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比”，这就是欧姆定律。在此，教师应当引导学生注重三个物理量之间的关系。（1）欧姆定律强调电压与电阻决定了导体当中的电流，而不是由电源提供的电压，这跟电阻和电流是毫无关系的，电阻属于导体自身的性质，这跟电压和电流也是毫无关系的，因此是电压与电阻一起决定了电流。（2）注重计算关系。在公式：I= 当中，只要确定了任意的两个物理量，就可以对另外的一个物理量进行计算，这就需要引导学生熟练地掌握公式的变化。（3）注重这三个物理量一定要根据同一段的导体，比如，将R1与R2进行串联，接在30 V的电源上面，R1是10欧姆，经过R1的电流是0.2安，问R2的电阻与R2两端的电压是多少。教师在指导学生练习或者是讲解的时候，需要将电路图画出来，注明相应的物理量，突出需要注意的问题，以实现理想的教学效果。
二、拓展和应用欧姆定律
教师在讲解欧姆定律的时候，需要引导学生注重知识的应用和拓展。通过并、串联电路的电压和电流规律，对电阻规律进行推导，可以概括并联电路的规律是：（1）电流I=I1+I2；（2）电压U=U1=U2；（3）电阻 。可以概括串联电路的规律是：（1）电流I=I1=I2；（2）电压U=U1+U2；（3）电阻R=R1+R2，再应用电阻规律对一些实际问题进行解决。比如，教师在教学的过程中，可以提问学生下面的一些问题：为什么调节台灯的亮度按钮，灯泡能够变亮或者是变暗？为什么手电筒当中的电池使用时间长了之后，灯泡会变暗？这两个问题的原理是一样的吗？这样，学生就能够积极主动地探讨，纷纷发表自己的看法，课堂氛围顿时活跃起来。学生通过应用欧姆定律，对实际生活当中一些不好理解的问题进行了解释，从而调动了学生的学习兴趣。
总之，在初中物理教学当中，欧姆定律是非常重要的。教师一定要引起高度的重视，实施有效的教学策略，教授学生关于欧姆定律的知识。
参考文献：
欧姆定律是指，在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。该定律是由德国物理学家欧姆在1826年4月发表的《金属导电定律的测定》论文提出的。
随研究电路工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性，欧姆本人的声誉也大大提高。为了纪念欧姆对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆。
麦克斯韦诠释欧姆定律为，处于某状态的导电体，其电动势与产生的电流成正比。因此，电动势与电流的比例，即电阻，不会随着电流而改变。在这里，电动势就是导电体两端的电压。因为物质的电阻率通常相依于温度。根据焦耳定律，导电体的焦耳加热与电流有关，当传导电流于电体时，导电体的温度会改变。电阻对于温度的相依性，使得在典型实验里，电阻相依于电流，从而很不容易直接核对这形式的欧姆定律。
（来源：文章屋网 ）
一、欧姆定律发现历程溯源
2.相同之处
欧姆定律适用于线性元件，如金属等，不适用于非线性元件，如气态导体等。
三、三点质疑
1.线性元件存在吗
材料的电阻率ρ会随其他因素的变化而变化（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。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。
2.对所有非线性元件欧姆定律都不适合吗
在上述所有表述中都有欧姆定律适用于金属导体之说，又有欧姆定律适用的元件是线性元件之说，也就是说金属是线性材料，而我们知道，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，为了避免这种自相矛盾，许多资料上又说欧姆定律的应用有“同时性”，或者说“欧姆定律不适用于非线性元件，但对于各状态下是适合的”，笔者总觉得这样的解释难以让学生接受，有牵强之意，给教师的教造成难度，既然各个状态下都是适合的，那就是整个过程适合呀。
3.对欧姆定律适合的元件I与R一定成反比吗
I与R成反比必须有“导体两端的电压U相同”这一前提，在这一前提条件下改变导体的电阻R，那么通过导体的电流就会发生变化，因而导体的工作点就发生了变化，其制作材料的电阻率 ρ就随之变化，因此导致电阻又会发生进一步的变化，这样又会导致电流产生进一步的变化，所以实践中多数情况下I与R就不会成严格的反比关系，甚至相差很大。
四、两条教学对策
1.欧姆定律的表述需要改进
其实早就有一些老师对欧姆定律的表述进行过深入的分析，并结合他们自身长期的教学经验，已经提出了欧姆定律的表述的后半部分“I与R成反比”是多余的，应该删除，笔者也赞成这种做法，因为这种说法本身就是不准确的，这也是在上述三种大学普通物理教材中都没有出现这个说法的原因。
通过对欧姆定律发现历程的溯源，可知欧姆当时发现这一电路定律时也没有提出“反比”这一函数关系，只是定量地给出了一个等式，因此，笔者认为欧姆定律的现代表述有必要改进，既要传承欧姆当时的公式，也要符合实际情况，所以笔者认为欧姆定律应该表述为：通过导体的电流强度等于导体两端的电压与导体此时的电阻之比。
那么，为什么连“I与U成正比”也省去呢？当R一定时，I与U成正比是显然的，但如果在欧姆定律的表述中一旦出现“I与U成正比”的说法，学生就会很自然地想到“I与R成反比”，而这种说法是不对的，所以表述中最好不要出现“I与U成正比”和“I与R成反比”这两种说法。
2.线性还是非线性元件的区分不能以材料种类为判断标准
同样是金属材料，钨丝的伏安特性是非线性的，而一些合金材料导体的伏安特性却是非常接近理论线性，如标准电阻。所以我们在区分线性元件还是非线性元件时，不能以导体的材料种类作为判断的标准，而只能通过实验测定，得到I-U图象，以此来作为判断依据。
关键词：理解;欧姆定律;电流;电压;电阻
欧姆定律是初中物理电学部分的核心内容，也是中考中考点的重点内容、难点内容。欧姆定律掌握的好坏直接影响学生的考试成绩，要多用时间将这块知识夯实，才能取得高考的胜利。
一、明确欧姆定律的内容
1、实验思想和方法
欧姆定律在教材上是通过在“控制变量法”的实验思想基础上归纳总结出来的：即在控制电阻不变，得到通过导体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，得到通过导体的电流跟导体的电阻成反比。由此得到了电路中电流与电压、电阻之间的关系。
2、欧姆定律的表达式
由实验总结和归纳出欧姆定律：通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
表达式为：I=U/R;I的单位是安（A），U的单位是伏（V），R的单位是欧（Ω）;导出式：U=IRR=U/I
注意表达式中的三个物理量之间的关系式是一一对应的关系，即具有同一时间，同一段导体的关系。
3、欧姆定律的应用条件
（1）.欧姆定律只适用于纯电阻电路;
（2）.欧姆定律只适用于金属导电和液体导电，而对于气体、半导体导电一般不适用;
（3）.欧姆定律表达式I=U/R表示的是研究不包含电源在内的“部分电路”;
（4）.欧姆电律中“通过”的电流I、“两端”的电压U及“导体”的电阻R都是同一个导体或同一段电路上对应的物理量，不同导体之间的电流、电压和电阻间不存在上述关系。
4.区别I=U/R和R=U/I的意义
欧姆定律中I=U/R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。当导体中的U或R变化时，导体中的I将发生相应的变化。可见，I、U、R都是变量。另外，I=U/R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R不为零，U为零，则I也为零;若导体是绝缘体R可为无穷大，即使它的两端有电压，I也为零。因此，在欧姆定律I=U/R中，当R一定时I与U成正比;当U一定时I与R成反比。
R=U/I是欧姆定律推导得出的，表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比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，因此，在导出式R=U/I中R与I、U不成比例。
对于给定的一个导体，比值U/I是个定值;而对于不同的导体，这个比值是不同的。不能认为导体的电阻跟电压和电流有关。
二、欧姆定律的应用
在运用欧姆定律，分析、解决实际问题，进行有关计算时应注意以下几方面的问题：
1.要分析清楚电路图，搞清楚要研究的是哪一部分电路。这部分电路的连接方式是串联，还是并联，这是解题的关键。
2.利用欧姆定律解题时，不能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，也不能把同一导体不同时刻、不同情况下的电流、电压和电阻代入欧姆定律的表达式及导出式进行计算。为了避免混淆，便于分析问题，最好在解题前先根据题意画出电路图，在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号。同时要给“同一段电路”同一时刻的I、U、R加上同一种脚标;不能乱套公式，并注意单位的统一。
3.要搞清楚改变和控制电路结构的两个基本因素：一是开关的通、断情况;二是滑动变阻器连入电路中的阻值发生变化时对电路的影响情况。因此，电路变化问题主要有两种类型：一类是由于变阻器滑片的移动，引起电路中各个物理量的变化;另一类是由于开关的断开或闭合，引起电路中各个物理量的变化。解答电路变化问题的思路为：先看电阻变化，再根据欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电压和电流的变化。这是电路分析的基础。
三、典型例题剖析
例1 在如图所示的电路中，R=12Ω，Rt的最大阻值为18Ω，当开关闭合时，滑片P位于最左端时电压表的示数为16V，那么当滑片P位于最右端时电压表的示数是多少？
解析：分析本题的电路得知是定值电阻R和滑动变阻器Rt 串联的电路，电压表是测R两端电压的。当滑动变阻器的滑片P位于最左端时电压表的示数为6V，说明电路中的总电压（电源的电压）是6V，而当滑动变阻器的滑片P位于最右端时，电压表仅测R两端的电压，而此时电压表的示数小于6V。
滑片P位于变阻器的最右端时的电流为I=U1R+Rt=6V12Ω+18Ω=0.2A。此时电压表的示数为U2=IR=0.2A×12Ω=2.4V。
例2 如图所示，滑动变阻器的滑片P向B滑动时，电流表的示数将;电压表的示数将。（填“变大”、“变小”或“不变”）如此时电压表的示数为2.5V，要使电压表的示数变为3V，滑片P应向端滑动。
图1
分析：根据欧姆定律I=UR，电源电压不变时，电路中的电流跟电阻成反比。此电路中滑动变阻器接入电路的电阻是AP段，动滑片P向B滑动时，AP段变长，电阻变大，所以电流变小。电压表是测Rx两端的电压，根据Ux=IRx可知，Rx不变，I变小，电压表示数变小。反之，要使电压表示数变大，滑片P应向A端滑动。
答案：变小;变小;A。
参考文献：
关键词：欧姆定律；教学难点；问题
闭合电路欧姆定律是电路中的一条重要规律，对于思维能力尚不是很完善的高中生来说，还是具有一定的难度。“知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的”，因此在教学过程中教师应积极的换位思考，针对学生的能力水平来尝试多种教学方式方法，
使学生切实掌握相关知识。此知识点之所以成为难点的重要原因和问题主要为：概念抽象，理解困难；传统教学方法单一；知识点容易混淆；应试教育，不能活学活用。所以，对以上问题提出一些突破教学难点的思路和方法，以供参考。
一、激发兴趣，打破抽象
在本章的教学内容中，对这一定律的概念和相关知识较为抽象，偏重理论的数学分析和推理，并且缺少直观的实验，使学生学习和理解起来存在着很大的难度。只是一贯地依靠教师的讲解难以达到良好的效果，反而有可能会适得其反，使学生感到枯燥乏味。因此，教师首先应该通过巧妙有效地向学生导入学习内容，最大限度地提高学生对新知识的好奇心和学习动机，俗话说得好：“兴趣是最好的老师”，营造一个可以使学生提出问题的学习情景。
通过简单实验和提出问题，来激发学生的学习热情和学习兴趣，
为下面对此难点的讲解分析做了良好的开头。使学生能主动地进行实验研究，在探索中产生学习兴趣，了解物理研究方法，增强综合实践能力。
二、分组实验，总结结论
在传统的教学中，常规的是先在之前所学知识的基础上推理出闭合电路欧姆定律的公式，再以此对其进行分析，得出变化规律。在此，应大胆地打破这种常规，这种方法只是简单的数学演绎推理，无法让学生感知认识到物理的规律变化。所以，接下来就要以更为具体、多样的实验，探索其中的规律。让学生分组实验，每组进行多种不同的实验进行对比，然后组员之间进行自由讨论，
再通过组员代表进行发言，最后通过教师的总结得出结论。在这样的通过分组实验、自主探索、合作交流、总结规律和解决问题的方法中，不但可以使学生深刻理解闭合电路欧姆定律的知识规
律，而且能提高学生的主动性，培养学生敢于探索、团结协作的精神，达到事半功倍的效果。
三、深入解析，避免混淆
通过以上的实验学习，学生基本掌握了闭合电路欧姆定律的基本知识，由于在学习闭合回路欧姆定律之前，学生已经学习过欧姆定律，这使得学生很容易产生概念混淆。所以，接下来教师应该对此知识点进行深入的分析，为学生讲解电动势、外电压、内电压、外电阻等概念，且其核心内容是了解闭合电路与部分电路的不同，教师可以通过实验让学生实际的理解闭合电路以及分电路、
内电路、外电路等等相关知识。这些内容较为复杂，学生容易混淆，在有了前面一系列实验的基础上，再进行这些知识的讲解，学生可以更好地理解，避免了知识点的混淆。
四、领悟思想，学以致用
通过实验提出问题进行导入，进而通过学生主动积极实验、观察、交流和讨论分析，加以教师的归纳总结，对于闭合电路欧姆定律的知识学生基本已经掌握，对课程的难点、重点也得到了直观的分析和解答。在此之后教师应该及时地对学生进行知识的扩展，结合到生活中，在课后作业中尽可能联系到实际生活环境，家庭中常见电路现象，使学生更深入地理解并掌握相关知识，领悟物理的思想方法和认识规律的本质，将所学知识运用到实际生活之中，达到活学活用、学以致用的效果。不仅及时巩固知识、查漏补缺，同时引导学生主动学习，从而保证了学生的学习速度和学习质量。
随着科技的发展，教学方式也在随其变化。物理教学过程中不能只是一味地“灌输式”的应试教育，应该让学生主动起来，把课堂归还给学生，在学习活动中提高学生的自主学习能力、创新意识，在学生遇到问题时教师应该对学生进行点拨、启发和激励，这样自然而然的突破教学中的难点、重点，找到解决问题有效的方法。尽管教学有一定的方法，但“教无定法”，怎么教学，怎么上课，也视学习环境和学生情况而定，更在于教师本人的长处和短处。所以，在教师教学过程中应该因地制宜，因材施教，通过不断地优化教学方法，充分发挥学生学习的主体作用及教师的主导作用。
参考文献：
欧姆定律在初中物理电学知识体系中占有极其重要的地位。作为一个实验定律，它的得出依赖于实验探究。初中阶段对欧姆定律的探究主要是针对部分导体的欧姆定律。
苏科版物理教材中欧姆定律处在一章的第三节，在探究欧姆定律之前，学生已经学习的电学内容有：初始家用电器和电路，电路连接的基本方式（串并联电路的认识），电流和与电流表的使用，电压和电压表的使用，电阻，变阻器。通过这些内容的学习，学生已经知道改变电流大小的两种方法：1. 改变电路中的电源电压；2. 改变电路中的电阻。带着这样的知识基础，进行欧姆定律的探究学习。
教学过程中，按照教科书上实验电路图，采用控制变量的方法，根据实验探究的一般过程进行两次实验。因此在利用教材中的实验设计进行教学的过程中遇到了一些有待商榷的问题。
问题1：“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，但为什么就可以改变加在电阻两端电压呢？”
问题2：“调节变阻器，使电阻R两端电压改变，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？”
分析：学生对电流的认知是通过教材中用水流做类比，从而知道电压是形成电流的原因。从认知的过程来看，正是因为有了电压，才会有电流的产生。
而在本书欧姆定律的探究实验中，二次实验都是通过移动滑动变阻器来改变电流的大小，利用欧姆定律的原理，从而改变了电阻两端的电压或使不同电阻两端的电压不变。这样就会给学生有一个错误的印象：“电阻改变电流，电流改变电压”。使学生认知电流、电压的因果关系上容易出现倒置，认为电压的改变是由于电流的变化而引起的。因此在未探究出欧姆定律之前，根本不可能向学生解释他们提出的这两个问题。更严重的是在课后的作业反馈中，有学生对于这个的实验做出了错误的总结：在电阻一定时，电压和电流成正比。所以这个实验设计在学生探究学习欧姆定律的思维逻辑上存在着错误的引导，必须加以改进。
本人认为问题产生的根本原因就出在滑动变阻器在实验中的引入。
虽然滑动变阻器的联入使实验操作更为方便更为简单，但产生的负面影响是巨大的，导致了学生知识认知逻辑上的混乱，迷惑，弊大于利。本人提出的改进建议是舍去滑动变阻器：
电阻不变时，探究电流与电压的关系的实验中，完全可以舍去滑动变阻器，直接把电阻接入电路，通过直接改变电源电压的方法来进行实验。
电压不变时，探究电流与电阻的关系。而舍去滑动变阻器后，通过固定的电池数目的方法很难实现电阻两端的电压不变。其原因在于电池组存在一定的内阻，就会导致路端电压随外电路电阻的变化而变化（外电路电阻变大路端电压也变大），而不能达到控制电压不变的目的。同时电压表示数的变化也会引起学生的质疑。初中阶段，由于电池的内阻不作要求，因此最合适的方法就是采用输出电压恒定的学生电源进行实验。
综上分析，本人设计这样的探究实验：
实验器材：学生电源，电阻箱（或若干已知阻值电阻），电压表，电流表，导线，开关
实验步骤：按实物图连接好电路：
实验一，先保持电阻R不变，通过调节学生电源的输出电压（电压取值要小），研究电流跟电压的关系。将所测数值填入表格，分析数据，得出结论。
实验二，保持学生电源输出电压不变，调节电阻箱的阻值，研究电流和电阻的关系。将所测数值填入表格，分析数据，得出结论。
实验总结：将两方面结论综合，归纳出欧姆定律。
一、寓培养学生实事求是的科学态度于学生实验操作之中
欧姆定律是一个实验定律，因此在教学“欧姆定律”一节时，教师必须在学生对“电流与电压、电阻”之间关系进行猜想假设的基础上，引导学生设计实验方案，精心组织学生进行实验。在实验前指导学生：（1）根据电路图准确连接电路；（2）仔细检查电路及电表、滑动变阻器等连接是否准确；（3）在确认无误时，动手实验，并认真观察、精确记录数据；（4）明确滑动变阻器在两次实验中的作用：使定值电阻两端电压成整数倍变化和保持电阻两端电压不变；（5）分析实验中可能出现的数据差异原因，重复实验，直至准确。对于在实验中怕麻烦、凑数据的学生及时用科学家尊重事实、刻苦钻研及时教育他们，端正他们态度，帮助他们用实验得出准确结果。通过实验，使学生得到了欧姆定律实验所需要的数据，也培养了学生观察实验能力和实事求是、客观、细致的科学态度，从而激发学生勤奋求真的热情。
二、寓培养学生科学方法于分析实验数据和归纳出实验结论之中
在得出实验数据之后，就着手组织学生分析数据、归纳出结论。在引导时，引导学生回忆“探究影响导体电阻大小的因素”的实验方法，并要学生用之中方法研究电流跟电压、电阻两个因素的关系，即（1）固定电阻不变时，研究电流跟电压的关系；（2）固定电压不变时，研究电流跟电阻的关系。最后将两次结论综合起来，应用数学函数知识得出电流跟电压、电阻的关系。接着，根据学生实验数据组织讨论，并分析归纳实验结论。（1）分析“研究电流跟电压关系”表格：电流随电压增大而增大，且电压增大几倍电流也增大几倍。得出结论1：当电阻一定时，电流与电压成正比。（2）分析“电流与电阻关系”表格：电流随电阻的增大而减小，且电阻增大几倍，电流就减小到原来的几分之一。得出结论2：当电压一定时，电流与电阻成反比。归纳结论1、2，即得欧姆定律。在整个研究、分析、抽象，归纳过程中，使学生潜移默化地学会了：（1）研究问题的方法――控制变量法；（2）对实验数据的综合――分析――抽象――归纳的处理方法，从而学到了由特殊、个别推到一般的逻辑推理方法。这些方法都是学生终生受益的科学研究方法。在得出实验结论――欧姆定律后，教师接着就组织学生用他们已学过的数学知识推导欧姆定律的计算公式：（1）把电流与电压成正比表达成I∝U；（2）把电流与电阻成反比表达成I∝1/R，把（1）、（2）结合起来得出计算公式：I=U/R；通过公式推导使学生了解到不同学科之间的联系，它不仅开阔了学生的视野，也可使学生学到物理公式常用的科学的数学方法。
三、寓培养学生科学思想于理解、应用定律之中
对于实验定律――欧姆定律，在理解其内容时，引导学生讨论：能不能把定律叙述的导体的电流与导体两端电压成正比、与导体两端电阻成反比改叙述成导体两端电压与导体电流成正比、导体电阻与导体电流成反比？让学生在讨论中明白：叙述定律时只能按课本那样叙述，否则是错误的。这是因为事物内部矛盾的双方有主有次，这里电压、电阻是矛盾的主要方面，是事物变化的依据，对事物变化起决定作用的；而电流则是矛盾的次要方面，它是随电压、电阻变化而变化的，在事物变化中处于服从地位；这样使叙述在讨论中理解了定律，在理解定律过程中获得了一次科学的认识教育。
在讲解定律公式的应用时，如教师通过P111教材例1的讲解，强调了定律的应用是有条件的，即（1）同体性：只能适用于同一段电路中的电流、电压以及电阻之间的关系的运算；（2）同时性；（3）计算时数字代入单位必须是国际单位制中主单位。引导学生认识到真理是有局限性的，是离不开特定条件的。又如教师通过课本例2讲解，强调了定律的应用性，即通过欧姆定律可以求出导体的电阻值，也就是可用伏安法测未知电阻，使学生体会到：理论的实践性以及理论与实践的一致性。此外取平均值可以减小实验误差；表格可以得到实验结论1等。
四、寓培养学生的科学精神于介绍科学家的事例之中
结合课本中“信息库”介绍，使学生了解德国的物理学家欧姆发现了电路中遵循的基本“交通规则”，但他幼年家贫，曾中途辍学，后全凭自己努力，完成学业。他为了得到欧姆定律，花费了十年心血。当时的实验条件非常差，他自制了测电流的电流扭秤，花五年时间才找到电压稳定的电源。经过长期细致的研究，终于取得了成果。在教学中把欧姆的对学习勤奋刻苦，对科学知识的执著追求，在科学研究道路上勇于探索、百折不挠的献身精神及对人类社会的贡献，展现在学生面前，使学生从中接受了热爱科学、追求真理的科学接受教育。
教育者在实施科学素养教育时不是生硬的说教，应有机结合教材适时适量地渗透；科学素养教育是素质教育的核心，在实施时教师还应当有意识、有目的地进行，同时联系教材中其他素质教育因素如能力、智力、科学美等全方位地开展，并做到主、次得当，这就需要安排好教学过程和节奏，从而使素质教育得到全面培养。
【参考文献】
例1 （2015年武汉四月调研）某实验小组用下列器材设计了如图1所示的欧姆表电路，通过调控电键S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率（ ）.
A.干电池：电动势E=1.5 V，内阻r=0.5Ω
B.电流表mA：满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=150Ω
C.定值电阻R1=1200Ω
D.电阻箱R2：最大阻值999.99Ω
E.电阻箱R3：最大阻值999.99Ω
F.电阻箱R4：最大阻值9999Ω
G.电键一个，红、黑表笔各1支，导线若干
图1 图2（1）该实验小组按图1正确连接好电路.当电键S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2，使电流表达到满偏电流，此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内，则R内=
Ω，欧姆表的倍率是
（选填“×1”、“×10”）.
（2）闭合电键S： 第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2=
Ω且R3=
Ω时，再将红、黑表笔短接，电流表再次达到满偏电流. 第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图2所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为
Ω.
这是一道2015年湖北省武汉市四月调研考试试题，主要考查了欧姆表的内部结构、换挡原理、中值电阻、闭合电路欧姆定律等知识点.是一道综合性强，命题立意较高，难度较大，能很好考查学生综合能力的好题.从考后试卷分析发现学生得分率比较低，很多学生束手无策，主要原因是学生对欧姆表内部电路结构和换挡原理没有弄清楚，不会灵活运用中值电阻.
解析 （1）由闭合电路欧姆定律可知：内阻R内=EIg=1.50.001Ω=1500Ω，故中值电阻应为1500Ω.根据多用电表的换挡原理，倍率越高中值电阻（内阻）越大，表盘上只有两种档位，根据电路结构可知欧姆表倍率应为“×10”.（2）为了得到“×1”倍率，应将S闭合，指针满偏时对应的电阻为150Ω，电流I1=1.5150A=0.01A，此时表头中电流应为0.001A；则与之并联电阻R3电流应为I2=0.01-0.001=0.009A，并联电阻R3=0.001×（150+1200）0.009Ω=150Ω，R2+r=1.5-1.350.01Ω=15Ω，故R2=15-0.5=14.5Ω.
如图所示电流为I=0.75mA，“×1”倍率满偏时对应的电阻为R内=150Ω，由闭合电路欧姆定律：
E=150×（1+150+1200150）×10-3，
E=（150+Rx）×（0.75+
0.75×（150+1200）150）×10-3
联立得电流为0.75mA时欧姆表的刻度值应为Rx=50Ω.
图3
二、理论分析
欧姆表是由电流表表头、直流电源、电位器和红、黑表笔串联而成，如图3所示，虚线框内是欧姆表的内部结构的原理图.
当红、黑表笔短接时，相当于被测电阻Rx=0，调节R的值，使电流表的指针达到满偏，此时有Ig=ER+Rg+r，所以电流表的满偏刻度处被定为电阻挡的零点.
当红、黑表笔断开时，相当于被测电阻Rx=∞，此时电流表的电流为零，所以电流表零刻度的位置是电阻挡刻度的“∞”位置.
当红、黑表笔间接入某一电阻Rx时，通过电流表的电流I=ER+Rg+r+Rx，将上两式相除得：IIg=R+Rg+rR+Rg+r+Rx，解得Rx=（R+Rg+r）（IIg-1），式中IIg这个数值具有重要意义，就是每一个IIg数值与表针的位置一一对应，也与每一个Rx一一对应.
由上式可知，中值电阻R中=R+Rg+r=EIg唯一地决定了欧姆表的刻度，中值电阻越大，可以准确测量的范围越大，要改变欧姆表的测量范围，实现欧姆表的不同倍率，只需改变中值电阻即可，通过改变中值电阻的大小来实现准确测量范围的缩放.
要改变中值电阻有两种途径：一是电路中的最大电流Ig值不变而改变电源电动势，但这种方法改变的范围有限，而且生产上千伏的直流电源在技术上是非常困难，成本也很高.二是电源电动势不变而改变电路中的最大电流Ig值，通过在电流表表头上并联多个电阻，即把电流表表头改装成不同量程的电流表，再加一个选择开关即可实现不同的倍率.
三、实战演练
例2 某同学用以下器材接成如图4所示的电路，并将原微安表盘改画成如图5所示，成功地改装了一个简易的“R×1k”的欧姆表，使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ～20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意，表盘上数字“15”为原微安表盘满偏电流一半处.所供器材如下：
A.Ig=100μA的微安表一个
B.电动势E=1.5V，电阻可忽略不计的电池
C.阻值调至14kΩ电阻箱R一个
D.红、黑测试表棒和导线若干
（1）原微安表的内阻Rg=
Ω.
图4 图5（2）在图4电路的基础上，不换微安表和电池，图5的刻度也不改变，仅增加1个元件，就能改装成“R×1”的欧姆表.要增加的元件是
（填器件名称），规格为
.（保留两位有效数字）
（3）画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图.
解析 （1）根据“使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在10kΩ-20kΩ范围内的电阻时精确度令人满意”，说明在测阻值在10kΩ-20kΩ的电阻时欧姆表的指针在刻度盘的中间附近，由此可结合刻度盘确定此表的中值电阻，即表内总电阻约为R总=15kΩ，相当于欧姆表选择量程于×1k挡.当表笔短接时，电流满偏，根据欧姆定律有：Ig=ER+Rg，代入E、R、Ig的值，解得Rg=1kΩ.
（2）要把原表改装成“R×1”的欧姆表，就要减少欧姆表的内阻，在电动势不变的情况下，只有扩大表头量程，依题意，显然只有并联一个小电阻R′才能使表内总电阻等于中值电阻R并=15Ω.根据R并=R′（R+Rg）R′+R+Rg，代入R以及Rg的数值可计算可得R′≈15Ω.
图6
（3）画出改装成“R×1”的欧姆表后的电路图如图6所示.
点评 欧姆表由小倍率挡向大倍率挡转换时，需要增大欧姆表的总电阻，即要增加中值电阻，但改变中值电阻不是通过串联更大电阻来实现.因为如果串联更大电阻R0，根据Ig=ER+Rg+r+R0可知，通过欧姆调零后，要减少调零电阻R的阻值，使得整个电路的总电阻没有发生变化，实质上是串联电阻方式起不到改变量程的作用，只有通过改变电路结构，减小表头量程.欧姆表由大倍率挡向小倍率挡转换时，需要减小欧姆表的总电阻，所以只有通过变换并联电阻来实现的，相当于扩大表头量程，并联电阻后，内阻减小，欧姆表的量程也就变以小，并联的电阻越小，内电阻越小，欧姆表的量程也就越小.
变式练习 将满偏电流为50μA、内阻为800Ω～850Ω的小量程电流表G改装成两种倍率（如“×1”、“×10”）的欧姆表.现有两种备选电路，如图7和图8所示，则图
（选填“7”或“8”）为合理电路；另一种电路不合理的原因是
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