歐姆定律的文字表達(dá)式篇1
關(guān)鍵詞：物理定律；教學(xué)方法；多種多樣
關(guān)鍵詞：是對(duì)物理規(guī)律的一種表達(dá)形式。通過(guò)大量的觀察、實(shí)驗(yàn)歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過(guò)程的必然關(guān)系。物理定律的教學(xué)應(yīng)注意：首先要明確、掌握有關(guān)物理概念，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出結(jié)論，或在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關(guān)的物理定律之間的關(guān)系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實(shí)驗(yàn)的教法，回顧“運(yùn)動(dòng)和力”的歷史。消除學(xué)生對(duì)力的作用效果的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的一種方法——理想實(shí)驗(yàn)加外推法。教學(xué)時(shí)應(yīng)明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡(jiǎn)單地按字面意義用實(shí)驗(yàn)直接加以驗(yàn)證。但大量客觀事實(shí)證實(shí)了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，不能把它當(dāng)作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過(guò)程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程而改變。在應(yīng)用牛頓第一定律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，應(yīng)使學(xué)生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以……”。教師還應(yīng)該明確，牛頓第一定律相對(duì)于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當(dāng)我們?cè)谝欢屋^短的時(shí)間內(nèi)研究力學(xué)問(wèn)題時(shí)，常常可以把地球看成近似程度相當(dāng)好的慣性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎(chǔ)上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關(guān)系引入課題。然后用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法歸納出物體在單個(gè)力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達(dá)：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學(xué)時(shí)還應(yīng)請(qǐng)注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時(shí)關(guān)系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關(guān)系，以及與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)量、功和能等知識(shí)的聯(lián)系。教師應(yīng)明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬(wàn)有引力定律教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，卡文迪許測(cè)定萬(wàn)有引力恒量的實(shí)驗(yàn)，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學(xué)史料，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育。②要強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力跟質(zhì)點(diǎn)間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學(xué)生在解題中漏平方的錯(cuò)誤。③明確是萬(wàn)有引力基本的、簡(jiǎn)單的表式，只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力。萬(wàn)有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機(jī)械能守恒定律這個(gè)定律一般不用實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差太大。實(shí)驗(yàn)可作為驗(yàn)證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導(dǎo)出來(lái)。高中教材是用實(shí)例總結(jié)出來(lái)再加以推廣。若不同形式的機(jī)械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。機(jī)械能守恒定律表式中各項(xiàng)都是狀態(tài)量，用它來(lái)解決問(wèn)題時(shí)，就可以不涉及狀態(tài)變化的復(fù)雜過(guò)程（過(guò)程量被消去），使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個(gè)定律不適用的問(wèn)題，可以利用動(dòng)能定理或功能原理解決。
（5）動(dòng)量守恒定律歷史上，牛頓第二定律是以F＝dP/dt的形式提出來(lái)的。所以有人認(rèn)為動(dòng)量守恒定律不能從牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)，主張從實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)。但是實(shí)驗(yàn)要用到氣墊導(dǎo)軌和閃光照相，就目前中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件來(lái)說(shuō)，多數(shù)難以做到。即使做得到，要在課堂里準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)并總結(jié)出規(guī)律也非易事。故一般教材還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律導(dǎo)出，再安排一節(jié)“動(dòng)量和牛頓運(yùn)動(dòng)定律”。這樣既符合教學(xué)規(guī)律，也不違反科學(xué)規(guī)律。中學(xué)階段有關(guān)動(dòng)量的問(wèn)題，相互作用的物體的所有動(dòng)量都在一條直線(xiàn)上，所以可以用代數(shù)式替代矢量式。學(xué)生在解題時(shí)最容易發(fā)生符號(hào)的錯(cuò)誤，應(yīng)該使他們明確，在同一個(gè)式子中必須規(guī)定統(tǒng)一的正方向。動(dòng)量守恒定律反映的是物體相互作用過(guò)程的狀態(tài)變化，表式中各項(xiàng)是過(guò)程始、末的動(dòng)量。用它來(lái)解決問(wèn)題可以不過(guò)程物理量，使問(wèn)題大大地簡(jiǎn)化。若物體不發(fā)生相互作用，就沒(méi)有守恒問(wèn)題。在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，如果質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)部的相互作用力遠(yuǎn)比它們所受的外力大，就可略去外力的作用而用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。動(dòng)量守恒定律是自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一。無(wú)論是宏觀系統(tǒng)或微觀粒子的相互作用，系統(tǒng)中有多少物體在相互作用，相互作用的形式如何，只要系統(tǒng)不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），動(dòng)量守恒定律都是適用的。
（6）歐姆定律中學(xué)物理課本中歐姆定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的。公式為I＝U/R或U＝IR。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意：①“電流強(qiáng)度跟電壓成正比”是對(duì)同一導(dǎo)體而言；“電流強(qiáng)度跟電阻成反比”是對(duì)不同導(dǎo)體說(shuō)的。②I、U、R是同一電路的3個(gè)參量。③閉合電路的歐姆定律的教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵是電動(dòng)勢(shì)的概念，并用實(shí)驗(yàn)得到電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。然后用歐姆定律導(dǎo)出I＝ε/(R+r)(也可以用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推導(dǎo))。④閉合電路的歐姆定律公式可變換成多種形式，要明確它們的物理意義。⑤教師應(yīng)明確，普通物理學(xué)中的歐姆定律公式多數(shù)是R＝U/I或I＝(1/R)U，式中R是比例恒量。若R不是恒量，導(dǎo)體就不服從歐姆定律。但不論導(dǎo)體服從歐姆定律與否，R＝U/I這個(gè)關(guān)系式都可以作為導(dǎo)體電阻的一般定義。中學(xué)物理課本不把R＝U/R列入歐姆定律公式，是為了避免學(xué)生把歐姆定律公式跟電阻的定義式混淆。這樣處理似乎欠妥。
歐姆定律的文字表達(dá)式篇2
電壓和電阻
電壓
作用：電壓是使電路形成電流的原因
常用單位以及換算：千伏，毫伏，微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv
電壓的測(cè)量——電壓表
1讀數(shù)：看清量程，弄清每大格和每小格表示電壓數(shù)
2接法：并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，使標(biāo)有?號(hào)的接線(xiàn)柱接電源的負(fù)極，標(biāo)有?號(hào)的接線(xiàn)柱接電源的正極，被測(cè)電壓不超過(guò)電壓表的量程
串聯(lián)，并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路
中分電壓之和
并聯(lián)電路中各支路兩端電壓都相等
電阻
電阻的意義：一切導(dǎo)體都具有阻礙電流作用的性質(zhì)，不同的導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用不同
單位：歐姆ω，其他常用的單位：兆歐mω、千歐kω1mω=1000klω=1000000ω
影響電阻大小的因素：長(zhǎng)度、材料、橫截面積、溫度
半導(dǎo)體、超導(dǎo)體的特點(diǎn)：半導(dǎo)體隨慰藉條件的改變它的電阻也改變（壓敏電阻、光敏電阻等）
變阻器
原理：改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電路中的電阻
構(gòu)造：支架、電阻絲、瓷筒、金屬棒等
使用方法：“一上一下”
第七章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章直接從研究電流與電壓，電阻的關(guān)系切入，引導(dǎo)學(xué)生探究電流與電壓，電阻之間的關(guān)系，得出重要的電學(xué)定律——?dú)W姆定律，并進(jìn)一步運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行簡(jiǎn)單的電學(xué)定量計(jì)算，得出電阻串聯(lián)，電阻并聯(lián)的關(guān)系，以歐姆定律為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量小燈泡的電阻，運(yùn)用歐姆定律分析了一些與安全用電有關(guān)的現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)斷路和短路現(xiàn)象，加深對(duì)歐姆定律的理解，提高了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性
歐姆定律
電阻上的電流跟電壓的關(guān)系：導(dǎo)體中通過(guò)的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比
內(nèi)容：導(dǎo)體中通過(guò)的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電阻成反比
表達(dá)式：i=u/r
應(yīng)用求電流，電壓，電阻
測(cè)量小燈泡的電阻
原理：r=u/i
方法：伏安法測(cè)電阻
注意：小燈泡的電阻太小會(huì)隨燈絲溫度的升高而增大
安全用電
電壓越高越危險(xiǎn)
斷路，短路的認(rèn)識(shí)
注意防雷，正確使用避雷針
第八章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章是在學(xué)習(xí)歐姆定律長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，吧對(duì)于電學(xué)的研究擴(kuò)展到電能和電功率，是初中物理的重點(diǎn)章節(jié)之一，也是難點(diǎn)之一，本章學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解電能和電功率的概念，知道焦耳定律以及與電功率有關(guān)的安全用電方面的問(wèn)題，整章教材的結(jié)構(gòu)是圍繞電能的概念展開(kāi)的。
電功率
電能
電能的獲得：電能是由自然界中各種其他形式的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的，是由電源（發(fā)電機(jī)、電池等）提供的
單位：焦耳j、千瓦時(shí)kw•h，千瓦時(shí)在日常生活中也叫度
1kw•h=1度=3.6*10^6j
電能表
作用：用來(lái)測(cè)量用電器在一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能
測(cè)量方法：電能表的計(jì)數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差
表盤(pán)上參數(shù)的含義：例如，2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的電能，電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)
電功
實(shí)質(zhì)：電流做功德過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過(guò)程，有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，電流就做了多少功。
單位：與電能的單位一樣，都是焦耳j
計(jì)算：w=p•t
電功率
物理意義：表示消耗電能的快慢，符號(hào)用p表示
定義：一個(gè)用電器功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能，用公式p=w/t表示
單位：瓦特w、千瓦kw，1kw=10^3w（1w=1j/1s=1j/s）
千瓦時(shí)的來(lái)世：1千瓦時(shí)是功率為1kw的用電器使用1h所消耗的電能，1kw•h=1kw*1h
額定電壓及額定功率：用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的功率叫用電器的額定功率。一般來(lái)說(shuō)，在用電器銘牌上標(biāo)明的電壓和電功率就是這個(gè)用電器的額定電壓和額定功率
測(cè)量：原理（p=ui），器材，電路圖
電流的熱效應(yīng)
電流的熱效應(yīng)：電流通過(guò)道題是，電能要轉(zhuǎn)化成熱，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)，任何導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí)，道題都要發(fā)熱
焦耳定律的內(nèi)容及表達(dá)式：q=i^2rt
電熱的利用和防止
電功率和安全用電
電功率與電流的關(guān)系：根據(jù)公式p=ui得i=p/u可知，由于家庭電路中的電壓時(shí)一定的，即為220v，所以用電器功率越大，電路中的電流i就越大，為了安全用電，應(yīng)注意不要讓干路中的電流超過(guò)家里供電線(xiàn)路和電能表所允許的最大電流值
保險(xiǎn)絲
特點(diǎn)：保險(xiǎn)絲是用鉛銻合金制作的，電阻率大而熔點(diǎn)低
作用：電路中的電流超過(guò)允許值時(shí)，保險(xiǎn)絲能自動(dòng)熔斷而自動(dòng)切斷電路，以保證電路的安全。家庭電路中千萬(wàn)不能用銅絲、鐵絲代替保險(xiǎn)絲[1] 小編推薦與 物理八下期末復(fù)習(xí)總結(jié) 關(guān)聯(lián)的文章：
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第九章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章從生活中常見(jiàn)的磁現(xiàn)象出發(fā)，介紹磁的一些基本知識(shí)，通過(guò)各種探究活動(dòng)讓學(xué)生感受到特殊物質(zhì)“磁場(chǎng)”的存在，并探究“電生磁”和“磁生電”的辯證關(guān)系，了解電和磁的內(nèi)在關(guān)系。通過(guò)探究活動(dòng)了解物理學(xué)家研究問(wèn)題的方法，獲取先關(guān)信息并掌握相關(guān)知識(shí)。
電和磁
磁現(xiàn)象
磁性：吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)
磁體吸鐵性指向性：指向南北方向
磁極
磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極
磁極：南極s、北極n，任何磁體都有兩個(gè)磁極
作用規(guī)律：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引
磁場(chǎng)
存在于
磁體周?chē)臻g
電流周?chē)臻g
1電流的磁效應(yīng)——奧斯特飾演
2通電螺線(xiàn)管（1）磁場(chǎng)與條形磁鐵相似
（2）極性與電流方向有關(guān)
（3）應(yīng)用：電磁鐵（影響因素應(yīng)用：電磁繼電器、揚(yáng)聲器）
最基本性質(zhì)
1對(duì)放入其中磁體有力的作用
2對(duì)放入其中電流有力的作用——電動(dòng)機(jī)原理及能量轉(zhuǎn)化
方向規(guī)定：物理學(xué)中，把小磁針靜止時(shí)北極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向
描述——磁感線(xiàn)
特點(diǎn)：閉合曲線(xiàn)，在此題的外部從n極到s極，內(nèi)部從s極到n極，磁感線(xiàn)不想交
功能：磁感線(xiàn)能反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，密的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，疏的地方磁場(chǎng)弱
磁生電
電磁感應(yīng)現(xiàn)象：只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中才會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，得到的電流叫感應(yīng)電流
應(yīng)用：發(fā)電機(jī)
原理：電磁感應(yīng)
能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
第十章知識(shí)總結(jié)與能力整合
本章主要講述電磁波以及信息的傳播。
信息傳播
固定電話(huà)
結(jié)構(gòu)及原理：用簡(jiǎn)單的電話(huà)是由話(huà)筒和聽(tīng)筒組成。其基本原理：利用電流把信息傳到遠(yuǎn)方。過(guò)程是振動(dòng)——變化的電流——振動(dòng)
電話(huà)交換機(jī)：一般電話(huà)之間是通過(guò)交換機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)換的。可以提高線(xiàn)路利用率
模擬通信：信息電流的變化情況與聲音的變化情況一樣，這種信號(hào)叫模擬信號(hào)，使用模擬信號(hào)的通信方式叫模擬通信
數(shù)字通信：信號(hào)使用不同的符號(hào)的不同組合來(lái)表示，這種信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)，使用數(shù)字信號(hào)的通信方式叫數(shù)字通信。數(shù)字信號(hào)形成簡(jiǎn)單，抗干擾力強(qiáng)，失真小。
電磁波
產(chǎn)生：迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波
傳播：電磁波可以在真空中傳播，傳播速度與光一樣
電磁波的波速、伯成河頻率
應(yīng)用：廣播、電視、移動(dòng)電話(huà)、通信
越來(lái)越寬的信息之旅
微波通信：用微波來(lái)傳遞信息的通信方式就是微波通信。微薄的波長(zhǎng)在10m到1mm之間，頻率為30mhz到3*10^5mhz之間
衛(wèi)星通信：是借助地球同步通信衛(wèi)星來(lái)傳遞信息的，衛(wèi)星通信可以克服微波不能沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟蛔悖ㄎ⒉ㄖ荒苎刂本€(xiàn)傳播）
光纖通信：通過(guò)光導(dǎo)纖維來(lái)傳遞信息叫光纖通信。光纖通信的特點(diǎn)是攜帶的信息量大
網(wǎng)絡(luò)通信：是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成的，其主要形式是電子郵件
高中物理教學(xué)工作總結(jié)
物理學(xué)科德育滲透計(jì)劃
物理教育專(zhuān)業(yè)自薦信模板
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歐姆定律的文字表達(dá)式篇3
關(guān)鍵詞：電阻測(cè)量；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；物理
物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，不論是理科綜合能力測(cè)試還是單學(xué)科的高考，都十分重視實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?。近年?lái)高考物理中的實(shí)驗(yàn)題已從側(cè)重于考查實(shí)驗(yàn)的原理、器材選擇、步驟、數(shù)據(jù)處理、得出結(jié)論、誤差的定性原因等即考查實(shí)驗(yàn)儀器的使用、基本操作等最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ蛑鼈?cè)重于考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)方法的靈活運(yùn)用等更高層次的能力要求轉(zhuǎn)變，從常見(jiàn)的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)及課后小實(shí)驗(yàn)的考查向更高層次的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考查過(guò)渡。高考實(shí)驗(yàn)題的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，而電阻測(cè)量的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更是其重點(diǎn)、熱點(diǎn)，對(duì)學(xué)生而言當(dāng)然也是難點(diǎn)。本文擬就如何突破這一難點(diǎn)做些討論．
一、千變?nèi)f變，原理不變
縱觀近幾年高考中的電阻測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目，立意新穎、靈活多變。為了應(yīng)對(duì)這種實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了不少方法，如“伏伏法”、“安安法”，名目繁多，不一而足。其實(shí)不論題目多么新穎，不論怎么變化，須知萬(wàn)變不離其宗，這個(gè)“宗”就是實(shí)驗(yàn)原理。原理是實(shí)驗(yàn)的總綱、靈魂，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也概莫能外。高考理科綜合能力測(cè)試《考試大綱》對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的考查有具體明確的要求：“能靈活地運(yùn)用已學(xué)過(guò)的物理理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器去處理問(wèn)題”。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考題都是根據(jù)現(xiàn)行教學(xué)大綱和考試大綱，立足于課本，在已學(xué)實(shí)驗(yàn)（包括學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)及課后小實(shí)驗(yàn)）的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，是建立在對(duì)所學(xué)實(shí)驗(yàn)原理的深入理解的基礎(chǔ)上的。具體到電阻的測(cè)量，其實(shí)驗(yàn)原理最主要的應(yīng)是兩個(gè)，一是部分電路歐姆定律（即所謂伏安法），二是閉合電路歐姆定律，茲分述于后：
⑴伏安法。設(shè)待測(cè)電阻阻值為rx．若測(cè)得rx兩端的電壓為u，通過(guò)rx的電流為i，則由其定義可得rx＝u/i。此處應(yīng)注意“測(cè)”的含義，例如，電壓u既可用電壓表直接測(cè)得，也可由其他方式算出即間接測(cè)得。電流亦然。
⑵閉合電路歐姆定律。將待測(cè)電阻rx做為某一電源的外電路或外電路的一部分，利用閉合電路歐姆定律測(cè)量，這當(dāng)然也是間接測(cè)得的。
二、方案選擇，應(yīng)看條件
電阻測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之所以難，對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)，不是不知道有哪些實(shí)驗(yàn)原理，而是不清楚對(duì)一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用哪個(gè)原理。實(shí)際上，在一道具體的實(shí)驗(yàn)題目中實(shí)驗(yàn)原理的選擇受實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)精度的要求等多種因素的制約。如考慮用伏安法測(cè)電阻時(shí)，一般而言應(yīng)有電壓表、電流表。若只有兩個(gè)電流表，沒(méi)有電壓表，并不意味著無(wú)法用伏安法。只要滿(mǎn)足一定條件，實(shí)驗(yàn)仍然能夠完成。前面說(shuō)過(guò)，只要能算出待測(cè)電阻兩端的電壓即可。在什么情況下可以“算出”？這就需要注意電壓表、電流表的一些指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，電壓（流）表應(yīng)看三個(gè)指標(biāo)即滿(mǎn)偏電壓、滿(mǎn)偏電流和內(nèi)阻，由于電表此時(shí)滿(mǎn)足部分電路歐姆定律，故三個(gè)指標(biāo)中只有兩個(gè)是獨(dú)立的，利用任意兩個(gè)指標(biāo)可由歐姆定律求出第三個(gè)指標(biāo)。這也說(shuō)明電表可扮演三種角色，例如一個(gè)電壓表，既是一個(gè)電壓表（測(cè)內(nèi)阻rv兩端的電壓），又是一個(gè)定值電阻（阻值為內(nèi)阻rv），同時(shí)還能反串電流表（“測(cè)”通過(guò)rv的電流）．能否“測(cè)出”通過(guò)rv的電流，就取決于其內(nèi)阻是否已知。故若題目明確說(shuō)明其電表的內(nèi)阻是多少，則可考慮讓此電表反串另一種電表的角色（當(dāng)然，可能還須考慮其偏轉(zhuǎn)角度是否滿(mǎn)足精確的要求或是否會(huì)超出其量程）。但若題目只是說(shuō)此電表的內(nèi)阻約為多少，則不能反串。題目給出這個(gè)條件通常是用來(lái)考慮用外接法還是內(nèi)接法的，此時(shí)應(yīng)另尋他法。若考慮用閉合電路歐姆定律測(cè)電阻時(shí)，則應(yīng)注意電源的兩個(gè)指標(biāo)即電源的電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r。如果電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻r未知，則應(yīng)做待測(cè)量加以考慮。
三、體會(huì)例題，學(xué)會(huì)應(yīng)變
例1：2004年高考理綜（全國(guó)卷二）22題：用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻rx的阻值（900～1000ω）：電源e，具有一定內(nèi)阻，電動(dòng)勢(shì)約為9.0v；電壓表v1，量程為1.5v，內(nèi)阻r1=750ω；電壓表v2，量程為5v，內(nèi)阻r2=2500ω；滑線(xiàn)變阻器r，最大阻值約為100ω；單刀單擲開(kāi)關(guān)k，導(dǎo)線(xiàn)若干。
(1) 測(cè)量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3，試畫(huà)出測(cè)量電阻rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注。
(2) 根據(jù)你所畫(huà)的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫(huà)出連線(xiàn)。
(3) 若電壓表v1的讀數(shù)用u1表示，電壓表v2的讀數(shù)用u2表示，則由已知量和測(cè)得量表示rx的公式為rx=__________。
分析：首先考慮實(shí)驗(yàn)原理。若利用伏安法測(cè)電阻，則需測(cè)出rx兩端的電壓和通過(guò)的電流。雖然器材中沒(méi)有電流表，但給出的兩只電壓表，既知道它們的量程，又知道它們的內(nèi)阻，因此，當(dāng)接在電路中時(shí)，既可直接讀出它們的電壓值，又可算出通過(guò)它們的電流。由此可知，當(dāng)用伏安法測(cè)電阻rx的值時(shí)可有圖1或圖2所示的兩種電路。當(dāng)用圖1所示電路時(shí)，rx先與電壓表串聯(lián)，讀出電表電壓從而算出通過(guò)電表的電流也就是通過(guò)rx的電流，然后再與另一只電表v并聯(lián)直接讀出電壓，此電壓減去的電壓即是rx兩端的電壓，這樣就可用歐姆定律算出rx的值；當(dāng)用圖2所示電路時(shí)，rx先與電壓表v并聯(lián)，可直接讀出rx兩端的電壓，再與另一只表串聯(lián)，由兩只電表電流之差算出rx中的電流，同樣可用歐姆定律算出rx的值。
接下來(lái)需要考慮的是，對(duì)于上述每種電路，由于有兩只不同規(guī)格的電壓表，則若在上述電路中將電壓表互換位置，就會(huì)有四種可能。但要注意題目有“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的1/3”的要求，因此，每只電壓表接在何處應(yīng)結(jié)合它們的量程和內(nèi)阻做進(jìn)一步的分析。采用圖1電路時(shí)，
若為電壓表v1，v為電壓表v2，則當(dāng)v1兩端的電壓達(dá)到滿(mǎn)偏時(shí)，可估算出并聯(lián)電路兩端的電壓即v2兩端的電壓可達(dá)3v左右，兩只電壓表的讀數(shù)均可超過(guò)其量程的1/3，滿(mǎn)足題目要求；采用圖2電路時(shí)，可從兩只電表通過(guò)的電流考慮，v測(cè)支路電流而測(cè)干路電流，量程應(yīng)大些，故v用電壓表v1而用電壓表v2。
再次應(yīng)考慮的是滑線(xiàn)變阻器的使用。由于電源電動(dòng)勢(shì)較大，變阻器的最大阻值比電壓表的內(nèi)阻小得多，故若把滑線(xiàn)變阻器串接在電路中即做限流使用，將會(huì)使電壓表超過(guò)量程且操作不方便，因此應(yīng)接成分壓電路。
需要說(shuō)明的是，上述電路不必考慮內(nèi)、外接的問(wèn)題。因?yàn)閞x是算出來(lái)的，沒(méi)有因電壓表分流或電流表分壓帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。
以上從原理出發(fā)討論了電阻測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的主要方法。電阻測(cè)量設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)還有一些特殊方法如替代法等等，由于篇幅原因，在此不再贅述。
四、小試牛刀，專(zhuān)題訓(xùn)練
⑴用以下器材測(cè)量一待測(cè)電阻rx的阻值（約100ω）：電源e，電動(dòng)勢(shì)約為6.0v，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；電流表a1，量程為0~50ma，內(nèi)電阻r1=20ω；電流表a2，量程為0~300ma，內(nèi)阻r2=4ω；定值電阻r0，阻值r0=20ω，滑動(dòng)變阻器r，最大阻值為10ω；單刀單擲開(kāi)關(guān)s，導(dǎo)線(xiàn)若干。
①測(cè)量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，試畫(huà)出較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻rx的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。
②若某次測(cè)量中電流表a1的示數(shù)為i1，電流表a2的示數(shù)為i2．則由已知量和測(cè)量量計(jì)算rx的表達(dá)式為rx=。（用相應(yīng)英文字母表示）
⑵如果測(cè)量一個(gè)待測(cè)電阻r的阻值時(shí)，器材中沒(méi)有給電壓表，給出的器材是：電池（電動(dòng)勢(shì)的具體值未知，但內(nèi)阻可忽略不計(jì)）、電流表（內(nèi)阻可忽略不計(jì)）、滑動(dòng)變阻器、定值電阻r0（r0的值與用多用電表粗測(cè)出的待測(cè)電阻r的阻值相等），調(diào)節(jié)范圍在0.1ω?9999.9ω的電阻箱r′（電阻箱的最大值大于待測(cè)電阻r的阻值）、單刀單擲開(kāi)關(guān)、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線(xiàn)。測(cè)量前將待測(cè)電阻r和電流表串聯(lián)后直接和電池相連，電流表的示數(shù)接近滿(mǎn)量程。
要求：①選用所給的器材，設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的測(cè)量待測(cè)電阻r的阻值的電路，畫(huà)出電路圖；②簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟，寫(xiě)出最后的測(cè)量結(jié)果（如果需要計(jì)算，則必須寫(xiě)出計(jì)算公式）。
參考解答：
⑴解法ⅰ：通過(guò)rx的最大電流大于電流表a1的滿(mǎn)偏電流且為電流表a2的滿(mǎn)偏電流的1/5．測(cè)量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的1/3，故可用電流表a1測(cè)rx的電流；將a2與r0串聯(lián)后改裝為電壓表，此電壓表測(cè)出的是rx與a1的端電壓，故。
解法ⅱ：若將電流表a1與rx串聯(lián)后再與電流表a2并聯(lián)即用a2測(cè)其端電壓，則由于當(dāng)a2中的電流較大時(shí)a1中的電流將不會(huì)達(dá)到其量程的1/3，故可用定值電阻r0來(lái)測(cè)電壓。
②（a）（替代法）撥動(dòng)s使r接通，記錄電流表的示數(shù)；撥動(dòng)s使r′接通，記錄電流表的示數(shù)與r接通時(shí)的示數(shù)相同，記錄此時(shí)r′的值r0′，則r＝r0′。
（b）設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為e，s閉合后通過(guò)電流表的示數(shù)為i1，s斷開(kāi)時(shí)電流表的示數(shù)為i2，有e＝i1r，e＝i2（r＋r0），解得。
（c）設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為e，s閉合前將r′調(diào)到最大值（或較大值），然后閉合s，調(diào)r′使電流表的示數(shù)盡量接近滿(mǎn)量程，此時(shí)r′的值為r0′，電流表的示數(shù)為i1．?dāng)嚅_(kāi)s后電流表的示數(shù)為i2（也可采用在s斷開(kāi)后調(diào)節(jié)r′，使電流表的示數(shù)為1/2滿(mǎn)量程的方法）
參考文獻(xiàn)：
[1]教育部考試中心“高考內(nèi)容、形式與能力考查”課題組.物理－歷年高考試題精選解析[z].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2004.
abstract: designing experiments of resistance measurement is the key and difficult point. this paper discusses how to break through this difficult point.
歐姆定律的文字表達(dá)式篇4
關(guān)鍵字 兩表示數(shù)；變化
實(shí)際上，對(duì)于此類(lèi)問(wèn)題的解決是有規(guī)律可循的，應(yīng)當(dāng)牢牢抓住這一特點(diǎn)來(lái)分析；在一個(gè)給定電壓的電路中，正是由于電阻的變化，直接引起了這個(gè)電路的電流的變化；由于在電路中的電流的變化，導(dǎo)致了電路中的電壓分配的重新調(diào)整，才出現(xiàn)了電路中的電壓的變化。為此這類(lèi)問(wèn)題解決可以按下面幾步走。
一、準(zhǔn)確識(shí)別電路
首先分析電路的連接情況，看清是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，分析電路連接時(shí)一般先去表。即把電流表當(dāng)成導(dǎo)線(xiàn)，把電壓表當(dāng)做開(kāi)路處理，有必要的話(huà)要轉(zhuǎn)換電路圖。其次要搞清楚電路中每只電表所測(cè)量的物理量，為下面的分析做好鋪墊。
二、分析局部電阻的變化
具體分析由滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)所引起的電路局部的電阻變化。
三、分析電路總電阻的變化
依據(jù)電路實(shí)際連接情況和局部電阻的變化，利用串、并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)，分析電路總電阻的變化。
四、分析總電流的變化
根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)不變及電路總電阻的變化情況，利用歐姆定律，分析電路總電流變化情況。
五、分析局部電流、電壓變化。利用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律及其變化公式
總之，其解題過(guò)程簡(jiǎn)化為：由滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)――滑動(dòng)變阻器的阻值變化――總電阻的變化――總電流的變化――電壓表和電流表示數(shù)的變化。
下面分別以滑動(dòng)變阻器和用電器串聯(lián)、并聯(lián)兩種情況來(lái)具體分析。
例：下圖中，電源電壓不變，開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)將()
A、電流表、電壓表示數(shù)都變大 B、電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)不變 C、電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變 D、電流表、電壓表示數(shù)都變小
分析：這是一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2與定值電阻R1組成的串聯(lián)電路。
1.準(zhǔn)確識(shí)別電路：
（1）電路連接方式：把電壓表看成開(kāi)路、電流表看成導(dǎo)線(xiàn)?？从秒娖鞯倪B接方式。最后
再找準(zhǔn)電壓表的接線(xiàn)柱，把其并聯(lián)在所測(cè)用電器兩端。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，圖示電路圖變?yōu)椋?span style="display:none">nWG萬(wàn)博士范文網(wǎng)-您身邊的范文參考網(wǎng)站Vanbs.com
2.電表所測(cè)對(duì)象。電壓表測(cè)量電阻R1兩端的電壓。電流表測(cè)量串聯(lián)電路中的電流
（1）分析局部電阻的變化：滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的電阻變大。
（2）分析電路總電阻的變化：由串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)知：R=R1+R2，其中R1不變，R2增大。所以電路的
總電阻變大。
（3）分析電路總電流的變化:由總電路的歐姆定律知： I=U/R，U不變，R變大，故總電流是變小的。
（4）分析局部電流、電壓的變化：電流表的示數(shù)是變小的； R1兩端的電壓U1的分析方法有兩種。第一
種是：U1=U-U2=U-I2R2=U-IR2；第二種是：U1=I1R1=IR1，其中第一種方法行不通，因?yàn)閁不變，I減小，R2
增大。在第二種方法中，R1不變，I變小，所以U1變小。故電壓表的示數(shù)變小。
總之，當(dāng)P向右移時(shí)，R2(注：表示增大，表示減小)RI(即 的示數(shù)變小)U2( 的示數(shù)變小)。答案（D）。
歐姆定律的文字表達(dá)式篇5
由于本節(jié)是在學(xué)習(xí)了電流和電路、電壓和電阻知識(shí)之后，并且內(nèi)容是定量地探究電壓、電流、電阻的關(guān)系．所以直切主題，啟發(fā)學(xué)生通過(guò)對(duì)三者的概念理解初步得出電流與電壓、電流與電阻的定性關(guān)系．
2強(qiáng)化電路設(shè)計(jì)、突出難點(diǎn)，合理利用課堂生成
筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)電路圖的設(shè)計(jì)是本節(jié)課的難點(diǎn)之一，打破以往過(guò)分重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，輕設(shè)計(jì)的觀念．學(xué)生只有清楚地理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理及目的，才會(huì)在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中得心應(yīng)手．引導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的雙主教學(xué)模式．在設(shè)計(jì)電流與電壓的關(guān)系的電路時(shí)，學(xué)生很容易想到的是用電壓表、電流表來(lái)測(cè)量電壓和電流．用電器的選擇學(xué)生會(huì)提出用小燈泡、定值電阻;而如何改變用電器兩端電壓將成為學(xué)生思維的障礙，學(xué)生會(huì)提出更換電池節(jié)數(shù)、串聯(lián)定值電阻分壓等方案．由于前面變阻器的學(xué)習(xí)學(xué)生通過(guò)把變阻器串聯(lián)在電路中移動(dòng)滑片觀察燈泡的亮度變化這一直觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，清楚了變阻器可以改變電路中的電流及保護(hù)電路的作用．而對(duì)滑動(dòng)變阻器可以改變用電器兩端電壓這一性質(zhì)理解模糊，所以幫助學(xué)生理解滑動(dòng)變阻器可以改變用電器兩端電壓成為此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)．教師可以通過(guò)連接實(shí)物電路圖，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片觀察電壓表示數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)．強(qiáng)調(diào)探究三個(gè)物理量之間的關(guān)系，要控制變量．正如葉瀾教授所說(shuō):“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時(shí)都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都遵循固定線(xiàn)路而設(shè)有激情的形成”，課堂上會(huì)產(chǎn)生一些意料之外的有價(jià)值的資源，所以教師不應(yīng)抓住預(yù)設(shè)教案不放，要及時(shí)調(diào)整預(yù)設(shè)，關(guān)注并有效利用生成資源．所以在電路原理圖設(shè)計(jì)部分，是教師與學(xué)生思維碰撞的最佳時(shí)期，教師應(yīng)充分把握學(xué)生思維的盲點(diǎn)，及時(shí)調(diào)整方案．
3合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，巧妙處理數(shù)據(jù)
課標(biāo)對(duì)《歐姆定律》這一節(jié)有三個(gè)要求:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究電流與電壓，電流與電阻的定量關(guān)系，分析歸納得到歐姆定律;(2)理解歐姆定律，能運(yùn)用歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題;(3)通過(guò)計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解答電學(xué)問(wèn)題的良好習(xí)慣．顯然，這節(jié)課教學(xué)內(nèi)容比較緊張，需要教師在有限的時(shí)間內(nèi)高效完成教學(xué)任務(wù)．為了完成第一個(gè)課標(biāo)要求教師要設(shè)計(jì)兩次實(shí)驗(yàn)才能完成，這種方法受課堂時(shí)間限制可能完不成教學(xué)任務(wù)．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完畢，再提出連接實(shí)物圖有哪些注意事項(xiàng)，學(xué)生可以通過(guò)思考對(duì)前面所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行回顧，給學(xué)生更多的思考空間，課堂關(guān)注讓不同層次的學(xué)生有收獲．這樣可以從學(xué)生中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修正教學(xué)，便于抓住教學(xué)的契機(jī)．在物理教學(xué)過(guò)程中學(xué)生行為上的探究和思想上的探究都要有．教師可以合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告單記錄數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)兩項(xiàng)規(guī)定，一項(xiàng)是規(guī)定動(dòng)作，要求每組都測(cè)1V、2V、3V電壓下通過(guò)定值電阻的電流;另外再附加一項(xiàng)，在量程范圍內(nèi)學(xué)生可以自由選擇幾組電壓值進(jìn)行測(cè)量．在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，每三組發(fā)放同一個(gè)阻值的電阻，發(fā)三個(gè)不同的電阻。啟發(fā)學(xué)生通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓是1V、2V、3V時(shí)電流有什么變化?通過(guò)表格不難看出成正比關(guān)系．每一橫行成正比關(guān)系，每一縱列為何差別很大?循序漸進(jìn)地引出是由于電阻不同引起的．同學(xué)們的數(shù)據(jù)是否說(shuō)明同樣的問(wèn)題呢?為了將每組數(shù)據(jù)盡量匯集到一起說(shuō)明問(wèn)題，要求學(xué)生將剩余數(shù)據(jù)以描點(diǎn)的形式描在坐標(biāo)紙上，以電壓為橫軸電流為縱軸，強(qiáng)調(diào)不需要連線(xiàn)，因?yàn)閷W(xué)生手里的是單獨(dú)的數(shù)據(jù)．坐標(biāo)紙的設(shè)計(jì)是將透明膠片放在坐標(biāo)紙上，相同阻值的三組發(fā)放相同顏色的描點(diǎn)筆．教師只收集膠片，最后將所有的膠片疊放在一起展示給學(xué)生，會(huì)發(fā)現(xiàn)阻值相同的三組同學(xué)的數(shù)據(jù)大致在同一直線(xiàn)上．由此得出結(jié)論，電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．提出研究電流與電阻關(guān)系可不可以仍然用這個(gè)電路圖呢?因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)電路圖時(shí)學(xué)生清楚滑動(dòng)變阻器是可以改變電壓的，引導(dǎo)學(xué)生更換不同電阻通過(guò)滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)電阻兩端電壓一定，教師在前面演示．回歸前面表格通過(guò)記錄的數(shù)據(jù)能否找到在相同的電壓條件下，電阻變化時(shí)電流有什么變化?觀察表格中一縱列很容易得出，電壓一定時(shí)，電阻越大電流越?。ㄟ^(guò)引導(dǎo)學(xué)生把數(shù)據(jù)依次畫(huà)在坐標(biāo)紙上，以電阻為橫坐標(biāo)電流為縱坐標(biāo)，很明顯看出是反比例函數(shù)．所以得出結(jié)論:電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．物理規(guī)律教學(xué)，規(guī)律表達(dá)要嚴(yán)謹(jǐn)，所以最后不僅要給出歐姆定律內(nèi)容的文字表述還要有公式表述，強(qiáng)調(diào)公式表述中I、U、R是針對(duì)同一導(dǎo)體同一時(shí)刻而言．
4總結(jié)
以上教學(xué)設(shè)計(jì)比較符合教材知識(shí)體系要求，設(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有層次有梯度．實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的分析對(duì)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)從現(xiàn)象分析感知到發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程起到比較好的作用．?dāng)?shù)據(jù)分析采用列表法和圖像法相結(jié)合的方法，用膠片疊放來(lái)收集大部分同學(xué)的的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)說(shuō)服力是此次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處．
歐姆定律的文字表達(dá)式篇6
一、教學(xué)語(yǔ)言力求準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)科學(xué)性
教學(xué)語(yǔ)言有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求，唯有達(dá)到相關(guān)要求，才能發(fā)揮其教學(xué)功能，完成教學(xué)任務(wù)．因此，用好語(yǔ)言是教師的基本功之一．教師要善于探求教學(xué)語(yǔ)言的內(nèi)在規(guī)律，掌握表達(dá)規(guī)則，使自己的表達(dá)更容易為學(xué)生所接受．初中物理教學(xué)語(yǔ)言的第一要素是準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)．這就要求教師在使用語(yǔ)言時(shí)要符合語(yǔ)音、語(yǔ)法體系，使自己的措辭能正確表達(dá)相應(yīng)信息．特別是物理概念和規(guī)律的表述．這些內(nèi)容都是經(jīng)過(guò)幾代人的精心打磨，經(jīng)歷了如大浪淘沙般的提煉過(guò)程，多一字或少一字都會(huì)導(dǎo)致意義的偏離或缺失．教師要注意鍛造自己的語(yǔ)言，凸顯表達(dá)的準(zhǔn)確與嚴(yán)謹(jǐn);教師要用標(biāo)準(zhǔn)的普通話(huà)組織教學(xué)，遵從漢語(yǔ)表達(dá)的基本規(guī)則，注意語(yǔ)義的簡(jiǎn)明易懂．比如，在物理教學(xué)中，“規(guī)律”、“定律”等詞就不能混用，“光的折射規(guī)律”一般不說(shuō)成“光的折射定律”;“歐姆定律”也不能說(shuō)成“歐姆規(guī)律”．這是因?yàn)?ldquo;規(guī)律”往往是自然界原始現(xiàn)象的一種總結(jié)與歸納，是事物間或事物內(nèi)部固有的、原生態(tài)的聯(lián)系;“定律”則對(duì)應(yīng)一定的條件，發(fā)生在一定的過(guò)程中，“定律”可以認(rèn)為是“規(guī)律”的一個(gè)分支，它的形成應(yīng)該經(jīng)過(guò)模型化的處理和分析，它的成立將對(duì)應(yīng)一定的條件和前提．所以，教師在某些內(nèi)容表述上也要做到咬文嚼字．此外，以“歐姆定律”為例，它反映的是電流與電壓、電阻的關(guān)系，因此在內(nèi)容闡述上應(yīng)該突出“電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，與導(dǎo)體電阻成反比”．這句話(huà)能清晰地體現(xiàn)出誰(shuí)是自變量，誰(shuí)是因變量，反過(guò)來(lái)講就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤．
二、教學(xué)語(yǔ)言注重形象生動(dòng)，體現(xiàn)趣味性
物理是初中階段難度較大的一門(mén)科目，其難點(diǎn)之一就是抽象性與概括性，而初中生正處在形象思維向抽象思維過(guò)渡的關(guān)鍵期，導(dǎo)致他們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中出現(xiàn)不適應(yīng)的情形．在教學(xué)過(guò)程中，教師要利用各類(lèi)教育資源，并輔以恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，激活學(xué)生的好奇心，增強(qiáng)他們的求知欲，用形象化的教學(xué)手段來(lái)彌補(bǔ)他們思維能力上的不足，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和探究興趣．從教學(xué)語(yǔ)言的組織來(lái)看，教師要善于用形象生動(dòng)的語(yǔ)言，幫助學(xué)生在腦海中構(gòu)建模型，發(fā)展抽象思維．在這一環(huán)節(jié)，教師可以借助數(shù)學(xué)語(yǔ)言、圖像語(yǔ)言、視頻語(yǔ)言來(lái)彌補(bǔ)口頭語(yǔ)言形象性上的缺失，幫助學(xué)生形成鮮活而生動(dòng)的物理情境，讓學(xué)生在獲取豐富的感性體驗(yàn)后建立并認(rèn)識(shí)規(guī)律．教師還要注意優(yōu)化自己的語(yǔ)言表達(dá)，凸顯其趣味性，增強(qiáng)物理課堂的吸引力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．
(1)對(duì)課堂提問(wèn)進(jìn)行優(yōu)化．
正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)，任何一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)都源于一個(gè)問(wèn)題．以問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)課堂的發(fā)展，組織學(xué)生進(jìn)行思考和探究是常見(jiàn)的教學(xué)方法．因此，課堂提問(wèn)是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)．精彩的課堂提問(wèn)，不僅能啟發(fā)學(xué)生的思維，幫助學(xué)生推開(kāi)知識(shí)的大門(mén)，也能促進(jìn)師生之間的情感對(duì)話(huà)，緩解學(xué)生學(xué)習(xí)中的負(fù)面情緒，幫助學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)的心態(tài)．在教學(xué)過(guò)程中，有的教師在問(wèn)題提出的環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，如“是不是”、“對(duì)不對(duì)”，將原本能啟發(fā)學(xué)生思考、引導(dǎo)學(xué)生探究的問(wèn)題硬生生地改為選擇題，在很大程度上抑制了學(xué)生的思維發(fā)展;有的教師沒(méi)有結(jié)合學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)來(lái)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以至于問(wèn)題超過(guò)學(xué)生的能力范圍，挫傷學(xué)生的探索熱情，打擊他們的學(xué)習(xí)信心;有的教師止步于問(wèn)題的提出過(guò)程，而沒(méi)有關(guān)注學(xué)生的思維過(guò)程，從而無(wú)法給予學(xué)生及時(shí)、正確的引導(dǎo)，降低了問(wèn)題的使用價(jià)值．因此，問(wèn)題提出是一項(xiàng)包含設(shè)疑、激趣、啟思等于一體的綜合性藝術(shù)．合理提問(wèn)，能夠提高教學(xué)語(yǔ)言的質(zhì)量．
(2)教師要善于掌控自己的語(yǔ)氣和語(yǔ)調(diào)．
教育心理學(xué)認(rèn)為，青少年注意力集中的時(shí)間一般持續(xù)十到三十分鐘．由此可知，一節(jié)課四十五分鐘的時(shí)間要讓學(xué)生的注意力高度地持續(xù)性集中是十分艱難的．教師的語(yǔ)言在其中起到至關(guān)重要的作用．它對(duì)課堂氛圍的調(diào)控、對(duì)學(xué)生注意力的集中都有積極影響．音色的好差源于先天，個(gè)人很難改變，但是教師要盡量讓自己的語(yǔ)言語(yǔ)韻和諧、富有美感，語(yǔ)氣抑揚(yáng)頓挫，富有表現(xiàn)力，語(yǔ)調(diào)適中，讓學(xué)生感受到語(yǔ)言之美．更重要的是，教師要結(jié)合課堂上學(xué)生的反應(yīng)，及時(shí)調(diào)整自己的語(yǔ)氣、語(yǔ)調(diào)和語(yǔ)速．只有這樣，才能發(fā)揮教學(xué)語(yǔ)言的感染力．偶爾發(fā)現(xiàn)學(xué)生分心走神之際，教師要刻意變更語(yǔ)氣或語(yǔ)調(diào)，以此暗示學(xué)生集中注意力．
歐姆定律的文字表達(dá)式篇7
【關(guān)鍵詞】初中物理；教學(xué)方式；研究
物理作為初中生必學(xué)的自然學(xué)科，有著其自身獨(dú)特的科學(xué)性，物理課程給學(xué)生提供了了解自然規(guī)律的平臺(tái)，并且通過(guò)物理課程的學(xué)習(xí)還可以增加學(xué)生的見(jiàn)解，幫助他們熟悉自然界中某些事物發(fā)展的本質(zhì)，并理解一些現(xiàn)象的科學(xué)內(nèi)涵（例如雷電的形成、電流的形成、人體的靜電現(xiàn)象等）。正是因?yàn)槲锢韲?yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性，使學(xué)生們接觸它的時(shí)候也帶來(lái)了一些困難，比如對(duì)有些現(xiàn)象的解釋太抽象，并且在傳統(tǒng)的物理教學(xué)模式中，都是以老師授課為主，老師占據(jù)了課堂的主體，只一味的向同學(xué)們簡(jiǎn)單的傳授課本上的知識(shí)，忽略了課堂的靈活性，導(dǎo)致初中物理的教學(xué)方式存在較大漏洞。因此，借著新課改和素質(zhì)教育的平臺(tái)，老師應(yīng)該在物理教學(xué)的課堂中嘗試新的教學(xué)方法。
1.結(jié)合案例分析物理教學(xué)中存在的一些問(wèn)題
1.1案例一——力學(xué)
力學(xué)是初中物理課程中最基本的章節(jié)，它是帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理世界的開(kāi)篇之章，因此力學(xué)知識(shí)授課的好壞直接影響到學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的認(rèn)識(shí)，也會(huì)奠定學(xué)生們對(duì)物理印象基礎(chǔ)。在我國(guó)幾乎所有課程的教學(xué)模式都是以老師講課為主，學(xué)生聽(tīng)課為輔，物理老師在講授力學(xué)這一章時(shí)也是這樣，缺乏和學(xué)生的交流，由于學(xué)生在課堂上發(fā)揮不了主體作用，并且物理是一門(mén)相當(dāng)乏味的自然科學(xué)學(xué)科，因此，許多學(xué)生在接收物理知識(shí)時(shí)都存有被動(dòng)心理，有的也只是為了完成學(xué)業(yè)的需要，并沒(méi)有真正的去好好掌握。
1.2案例二——?dú)W姆定律
初中物理課程中，必不可少的一章就是《歐姆定律》，它作為初中物理課程中最基礎(chǔ)的知識(shí)章節(jié)，影響著許許多多初學(xué)者對(duì)物理課程的印象以及日后對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣培養(yǎng)，因此，作為一名初中物理老師，在講授該章節(jié)時(shí)需要注意的問(wèn)題有很多，而不是一股腦的把所有知識(shí)概念都講完。
在傳統(tǒng)的授課方式中，物理老師在講授這一節(jié)時(shí)一般都是先把需要解釋的概念給學(xué)生講解一下，然后把這一章節(jié)涉及到的公式（主要是I=U/R）在例題中給同學(xué)們講解。這種授課方式如果不是天生對(duì)物理充滿(mǎn)興趣的人在聽(tīng)起來(lái)時(shí)都會(huì)覺(jué)得很無(wú)聊。這就直接導(dǎo)致了許多學(xué)生在學(xué)習(xí)這一章時(shí)上課不認(rèn)真聽(tīng)講，老師留的作業(yè)題也是抄別人的，使教學(xué)的效果很不理想，教學(xué)任務(wù)也幾乎不能按時(shí)完成。
1.3案例三——物理實(shí)驗(yàn)課
物理實(shí)驗(yàn)課是帶領(lǐng)學(xué)生走入物理世界最直接、最有效的方法，然而由于教學(xué)資金的缺乏，許多初中學(xué)校根本就沒(méi)有開(kāi)設(shè)這一門(mén)課程，或者是開(kāi)設(shè)了這一門(mén)課程，卻因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)道具和器材，而從未真正上過(guò)。這種教學(xué)漏洞的出現(xiàn)，損失了教育學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最好機(jī)會(huì)，由于物理知識(shí)大多數(shù)都十分抽象，初中生基本上無(wú)法從理論課上真正搞懂那些知識(shí)，而又沒(méi)有最直觀的教學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)演示，錯(cuò)失了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最佳機(jī)會(huì)。
2.解決上述問(wèn)題的有效措施
2.1消除力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)障礙
由于力學(xué)知識(shí)是物理課程最基本的入門(mén)知識(shí)，因此學(xué)好它對(duì)學(xué)好物理課程會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。初中是一個(gè)人學(xué)生生涯中最容易對(duì)事物充滿(mǎn)好奇的時(shí)間段，教師要充分的利用學(xué)生的好奇心把他們引入物理的世界。最有效的方法就是讓學(xué)生成為課堂的主體，允許學(xué)生在課堂上發(fā)問(wèn)，增加師生之間的交流，建立良好的師生關(guān)系，營(yíng)造良好的課堂氛圍。例如教師在講解牛頓第一定律時(shí)可以在上課時(shí)帶一個(gè)蘋(píng)果，讓學(xué)生們?cè)谡n堂上真實(shí)的體驗(yàn)萬(wàn)有引力；在講授自由落體的知識(shí)時(shí)，可以讓同學(xué)們?cè)谡n堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用自己的筆、紙片等來(lái)感受自由落體的妙處；在講力是相互的這一章節(jié)時(shí)，老師可以讓同學(xué)們自己報(bào)名來(lái)前臺(tái)互相感受一下；在講摩擦力時(shí)借助實(shí)驗(yàn)道具在課堂上給同學(xué)們演示等。
2.2學(xué)習(xí)歐姆定律的有效途徑
其實(shí)要想有效的學(xué)習(xí)歐姆定律，在老師授完理論課的基礎(chǔ)上最有效的方式就是開(kāi)設(shè)這一章節(jié)的實(shí)驗(yàn)課。歐姆定律這一章的主要內(nèi)容包括：歐姆定律并不適用于所有物體、導(dǎo)體的電阻不是一成不變的、串并聯(lián)電路歐姆定律的推廣式不同。
這些有關(guān)電路的問(wèn)題在實(shí)際的課堂講解上是十分抽象的，教師只有親自帶領(lǐng)學(xué)生，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)課中自己動(dòng)手，體驗(yàn)歐姆定律的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，才能使他們把這些知識(shí)真正掌握，否則即使他們掌握了理論要點(diǎn)，也無(wú)法真正的與實(shí)際相結(jié)合。
2.3充分借助多媒體資源
其實(shí)以上方法適用于所有物理章節(jié)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課是物理教學(xué)中的重點(diǎn)課程不能忽視。隨著科技的發(fā)達(dá)，多媒體教學(xué)方式也逐漸引入了物理教學(xué)的課堂，多媒體教學(xué)方式的實(shí)施，給學(xué)生們帶來(lái)了一種學(xué)習(xí)知識(shí)的新鮮感，PPT上鮮活的文字、圖片以及教學(xué)視頻等內(nèi)容增加了物理教學(xué)的趣味性，也增加了學(xué)生們對(duì)物理課程的興趣。因此在初中物理的教學(xué)中要充分借助多媒體資源使抽象的物理知識(shí)在多媒體中得以具象化。
此外，改變教學(xué)最根本的方式是增加教師授課的趣味性，一個(gè)幽默的物理教師和一個(gè)死板的物理教師教學(xué)的效果是完全不一樣的，因此，要改變教學(xué)方式還需要教師從自身尋找問(wèn)題，好的教學(xué)效果需要學(xué)生和老師共同完成。
作為一名初中物理老師，不僅要把知識(shí)完整的傳授給學(xué)生，還要讓他們能夠接受并且消化成為自己的東西。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高和教學(xué)方式的改進(jìn)，多媒體教學(xué)的方式逐漸走進(jìn)了千千萬(wàn)萬(wàn)的大中小學(xué)校，因此，物理老師可以充分借助多媒體的力量來(lái)使枯燥的物理知識(shí)多彩化。此外物理課程中還應(yīng)該多安排一些實(shí)驗(yàn)課程，讓同學(xué)們通過(guò)自己的親身體驗(yàn)來(lái)感受物理世界的多姿多彩，培養(yǎng)他們不斷探索科學(xué)的精神，培養(yǎng)他們對(duì)物理課程的興趣。
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歐姆定律的文字表達(dá)式篇8
關(guān)鍵詞:ATE;演進(jìn)規(guī)律;阿姆達(dá)爾定律;并行測(cè)試;成本分析
1引言
測(cè)試技術(shù)的歷史一直是一種有趣的對(duì)話(huà),其發(fā)生在可能的測(cè)試技術(shù)與系統(tǒng)復(fù)雜性不斷增長(zhǎng)的指標(biāo)需求之間,旨在達(dá)到較高水準(zhǔn)的測(cè)試指標(biāo)――比較每成本。
測(cè)試技術(shù)啟用新方法(例如,并行測(cè)試)必將帶來(lái)新挑戰(zhàn),新方法不僅決定于電子學(xué)的趨勢(shì),更依賴(lài)于我們每天都在與其握手的微電子學(xué)革命。
ATE(automatic test equipment,ATE)系統(tǒng)之于半導(dǎo)體制造業(yè)的作用,恰似神奇的自動(dòng)“示波器”。復(fù)雜的ATE系統(tǒng)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域,包括了機(jī)械、電源、冷卻、工業(yè)安全、模擬和數(shù)字電子學(xué)以及軟件。
半導(dǎo)體自動(dòng)測(cè)試機(jī)(ATE)的工作,主要使用兩套測(cè)試系統(tǒng):一是針對(duì)電流和電壓等參數(shù),二是針對(duì)邏輯功能。當(dāng)被測(cè)芯片內(nèi)的門(mén)數(shù)量大于500 K,時(shí)鐘頻率大于200 MHz,ATE的測(cè)試成本已經(jīng)等于硅工藝成本(Stephen Sunter,1998年)。
因此,測(cè)試經(jīng)濟(jì)學(xué)(economics of test)將繼續(xù)成為新的測(cè)試方法學(xué)和測(cè)試師的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力之一。
本文首先概論ATE技術(shù)的演進(jìn)規(guī)律,兼及ATE發(fā)展的并行測(cè)試新趨勢(shì),指出并行計(jì)算的理論――阿姆達(dá)爾定律的意義所在。根據(jù)實(shí)用模型,例析ATE多點(diǎn)并行測(cè)試的成本優(yōu)勢(shì),最后,總結(jié)全篇。
2ATE技術(shù)的演進(jìn)規(guī)律
ATE是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)控制,進(jìn)行器件、電路板和子系統(tǒng)等測(cè)試的設(shè)備。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程取代人工勞動(dòng),自動(dòng)化地完成測(cè)試序列。
以下分論ATE的結(jié)構(gòu)及其演進(jìn)規(guī)律。
2.1 ATE的結(jié)構(gòu)
圖1是典型的ATE結(jié)構(gòu)組成:主機(jī)、測(cè)試臺(tái)和工作站[[1, 2]。
主機(jī)內(nèi)置了測(cè)試圖形發(fā)生器、數(shù)據(jù)格式化與定時(shí)發(fā)生器、管腳參數(shù)測(cè)量單元(PMU)、中心PWU,以及器件電壓源。
測(cè)試臺(tái)內(nèi)含通道卡(負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng))、比較器、負(fù)載電路,還有PMU(每通道配置)。所謂通道就是負(fù)責(zé)與器件進(jìn)行電連接的器件接口板。
工作站控制著測(cè)試機(jī),可發(fā)出指令,例如:指定管腳、加載驅(qū)動(dòng)電流或運(yùn)行真值表。而由預(yù)備編程指令產(chǎn)生測(cè)試圖形,回送結(jié)果(對(duì)應(yīng)Passes或Fails),都在工作站里完成。
2.2 ATE的演進(jìn)規(guī)律
通用ATE簡(jiǎn)史:1970年代中葉,出現(xiàn)了全晶體管計(jì)算機(jī)控制的通用ATE,在路測(cè)量(in-circuit)發(fā)展進(jìn)入1980年代,出現(xiàn)了在片測(cè)試(on-chip)(例如BIST),1990年代則矚望測(cè)試特征的人工智能預(yù)計(jì)算,保障高的質(zhì)量和可靠性[3]。
l958年TI公司研制發(fā)明了世界第一塊集成電路7400 (與非門(mén)邏輯電路)以來(lái),便誕生了世界上第一臺(tái)集成電路測(cè)試機(jī),專(zhuān)用于測(cè)試自己產(chǎn)品的IN HOUSE TESTER[4]。
1960年代早期,美國(guó)Fairchild公司開(kāi)始應(yīng)用專(zhuān)用ATE,解決當(dāng)時(shí)的運(yùn)算放大器的量產(chǎn)測(cè)試問(wèn)題[4]。
歐洲首臺(tái)ATE:區(qū)別于1940年代針對(duì)收音機(jī)(電視)的簡(jiǎn)單測(cè)試(先驅(qū)之一是英國(guó)工程師John Sargrove),英國(guó)的William Gosling教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于1955年至1958年,設(shè)計(jì)出歐洲最早的通用型全編程ATE系統(tǒng)(ACORN),擁有832個(gè)測(cè)試頭/點(diǎn)[3]。
ACORN ATE系統(tǒng)的研發(fā)要點(diǎn)舉例[3]:
(1)最初的測(cè)試哲學(xué)(the initial philosophy of testing)是完全被動(dòng)的參數(shù)測(cè)量與比較,試用之后感覺(jué)不方便,又加入了測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生模塊;
(2)改良應(yīng)用了Lindek電位計(jì)(1899年),此成為絕大多數(shù)ADC和數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)。
1970年,Fairchild公司推出商業(yè)化的數(shù)字集成電路測(cè)試機(jī)Sentry 7,采用24位寬的數(shù)據(jù)通道,2 MHz頻率的主機(jī),DATA RATE為10 MHz,最大測(cè)試通道為60 PIN[4]。
到了1970年代中期,全數(shù)字化的浪潮喚醒了ATE的技術(shù)市場(chǎng):結(jié)合在路測(cè)量(in-circuit,應(yīng)用涉及:測(cè)試夾具和測(cè)試程序),ATE終于作為“指甲”找到了老虎的“爪子”!
微電子學(xué)革命帶來(lái)了什么?芯片速度的增長(zhǎng)達(dá)3 ~ 4個(gè)數(shù)量級(jí),復(fù)雜度的增長(zhǎng)達(dá)到7 ~ 12個(gè)數(shù)量級(jí)。由此,主要的驅(qū)動(dòng)力是復(fù)雜度(管子數(shù)量/芯片)而不是速度。
應(yīng)互連復(fù)雜性的激增之運(yùn),使得1980年代中期Motorola公司的Gary Daniels報(bào)告了self-testing chips,由此開(kāi)啟了測(cè)試哲學(xué)的新時(shí)代――在片測(cè)試(on-chip)/(可測(cè)試設(shè)計(jì))。
跟進(jìn)的趨勢(shì)就是:制定IEEE測(cè)試標(biāo)準(zhǔn);重視test signatures的預(yù)計(jì)算(啟用人工智能)。
面向未來(lái),在片測(cè)試并不會(huì)完全剝奪ATE的傳統(tǒng)市場(chǎng),因?yàn)樵诼返墓δ軠y(cè)試總是要做的,特別是針對(duì)模擬和RF模塊。
總結(jié)ATE的演進(jìn)規(guī)律是:從專(zhuān)用到通用;遵從標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議,適應(yīng)DFT和可重構(gòu);啟用人工智能;走向并行。
下一代的 ATE/ATS體系結(jié)構(gòu)研究,將并行測(cè)試列為關(guān)鍵技術(shù)之一(1996 年,美國(guó)國(guó)防部自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行局)[5]。
ATE并行測(cè)試種類(lèi):一是多點(diǎn)被測(cè)UUTi的并行;二是單點(diǎn)被測(cè)UUT內(nèi)部的多部件(functioni)的并行;I三是單個(gè)測(cè)試步內(nèi)的軟件并行[6]。
3并行的理論意義
(阿姆達(dá)爾定律)
并行計(jì)算的優(yōu)勢(shì)(針對(duì)固定的計(jì)算復(fù)雜度任務(wù),以加速比作為評(píng)價(jià)指標(biāo))所在與極限,乃由阿姆達(dá)爾定律(1967年)做出回答。
以下再現(xiàn)阿姆達(dá)爾定律的圖解建模,分論其解析表述與設(shè)計(jì)意義(針對(duì)并行系統(tǒng))。
3.1 阿姆達(dá)爾定律的圖解建模
首先同意大型機(jī)的發(fā)展支持了Grosch’s Law(1965年提出,計(jì)算機(jī)性能的提升規(guī)律,按照價(jià)錢(qián)的平方關(guān)系)。
1967年,IBM大型機(jī)之父Gene M. Amdabl博士圖解了并行計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,參見(jiàn)圖2[7]。
圖解Amdahl’s Law的圖2表明[7]:
(1)例如:針對(duì)固定大小的計(jì)算任務(wù),Amdabl博士計(jì)算得到的可能運(yùn)算區(qū)域是(并行部分65%,數(shù)據(jù)管理開(kāi)銷(xiāo)25%,串行計(jì)算10%);
(2)高度并行機(jī)的提速限制,來(lái)源一是計(jì)算的串行組件,二是多處理器之間的同步開(kāi)銷(xiāo)。
3.2 阿姆達(dá)爾定律的表述與理解
針對(duì)并行處理的可擴(kuò)展性(scalability),阿姆達(dá)爾定律的解析表述為[8]:
并行的加速比=1/(Serial%+(1-Serial%)/處理器的數(shù)目),也即:
SpeedupAmdahl=1/((1-f)+f/m)
其中,f為計(jì)算問(wèn)題中可被并行處理的部分的比例,m為并行處理器的數(shù)量,Speedup為并行后相比于串行時(shí)的加速比。
分析:
(0)尚未考慮處理器之間的開(kāi)銷(xiāo);
(1)全并行有f = 1,最大加速比s = m;
(2)全串行有f = 0,最小加速比s = 1;
(3)加速比有上限s 1/(1-f),當(dāng)并行處理結(jié)點(diǎn)數(shù)m ∞時(shí);
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(4)提高加速比,機(jī)會(huì)在于進(jìn)一步提高并行度f(wàn)。
我們做出加速比Speedup的三維圖解(圖3,z = s,x = f,y = m),顯然,極值出現(xiàn)在高度并行化(f 1)和超級(jí)多核(例如m = 65536)的情形。
由此,傳統(tǒng)的ATE(內(nèi)部主要是串行)借助并行的多點(diǎn)同測(cè)概念(multi-site test),以提高效率,得到了工業(yè)界的推崇[9]。誠(chéng)然,成本核算是必需考慮的。
4ATE多點(diǎn)測(cè)試的成本模型與例析
ATE的類(lèi)型包括:低端數(shù)字IC測(cè)試系統(tǒng);高性能ASIC測(cè)試系統(tǒng);模擬IC測(cè)試系統(tǒng);存儲(chǔ)器測(cè)試系統(tǒng);混合信號(hào)測(cè)試系統(tǒng);SoC 測(cè)試系統(tǒng)[10]。
表1給出了幾種ATE的具體參數(shù)[11]。分析知道:在SoC測(cè)試系統(tǒng)中,多點(diǎn)ATE測(cè)試(DFT-ATE)成為降低測(cè)試成本的首選。
根據(jù)典型的ATE多點(diǎn)測(cè)試成本模型[12](稍有修訂),理解文獻(xiàn)[11] (稍有修訂), 結(jié)合ITRS2009新數(shù)據(jù)[13],計(jì)算比較ATE的多點(diǎn)測(cè)試的成本優(yōu)勢(shì)。
4.1 ATE多點(diǎn)測(cè)試的成本模型
為分析SoC在DFT-ATE環(huán)境下的測(cè)試成本,需建立DFT-ATE的測(cè)試成本模型,從而為高層次測(cè)試規(guī)劃提供依據(jù)。
文獻(xiàn)[12]中提出了一種ATE的測(cè)試成本模型(該評(píng)價(jià)參數(shù)的單位是美元/芯片):
式(1)中符號(hào)說(shuō)明:C為常數(shù),指設(shè)備折舊、人力成本、房屋成本、維護(hù)和培訓(xùn)費(fèi)用等;Ctestcell為測(cè)試單元成本;ttotal 為單個(gè)芯片在ATE上的測(cè)試時(shí)間; Nsite為多點(diǎn)ATE同測(cè)的芯片數(shù); Nprobecard 為需要探針卡的總數(shù);Cprobecard 是探針卡的成本;Nlifetime-dies為探針卡的壽命。
式(1)中的Ctestcell(測(cè)試單元成本)滿(mǎn)足下式[11-12]:
式(2)中:Cprober 為探針成本;CATE0為0通道下ATE的成本;Nchannel為ATE的總通道數(shù);Cchannel為單個(gè)通道成本;Csite為每點(diǎn)的成本,包括時(shí)鐘通道、電源和MS的測(cè)試資源等。
前述參數(shù)僅有Nsite由SoC本身決定,而其它參數(shù)則由ATE決定。
式(1)中的ttotal(單個(gè)芯片在ATE上的測(cè)試時(shí)間)表示為[11-12](注:本文修訂過(guò)Ndata-port和fscan的分子、分母位置):
式(3)中:tindex為探針卡和晶圓片的建立時(shí)間;tfix為掃描測(cè)試之外需要的測(cè)試時(shí)間(針對(duì)直流參數(shù)和靜態(tài)電流等);tscan為掃描測(cè)試時(shí)間;Fgate2vector為每個(gè)門(mén)平均需要的測(cè)試矢量(單位為bit);G為芯片規(guī)模(單位是2輸入與非門(mén)); Ndata-port為SoC的測(cè)試接入帶寬;fscan為掃描測(cè)試的頻率。
分析知道:固定tindex、tfix 和Fgate2vector,而G、fscan 和Ndata_port隨SoC的高層次測(cè)試規(guī)劃確定。
式(3)中:Ndata_port與fscan 分別滿(mǎn)足如下兩式[11-12]:
4.2 ATE多點(diǎn)測(cè)試的成本例析
表2給出計(jì)算Cdie的典型成本參數(shù)(2005年[11],2009年[13])。
圖4是應(yīng)用表2和Matlab軟件為式(8)所做的曲線(xiàn)圖。顯見(jiàn):當(dāng)同測(cè)點(diǎn)Nsite增加時(shí),單芯片的測(cè)試成本急劇(Nsite的負(fù)二次冪)減小。
當(dāng)然,此主要是從經(jīng)濟(jì)上考慮測(cè)試點(diǎn)數(shù)的選擇。
實(shí)際操作上,ATE可支持的測(cè)試點(diǎn)數(shù)是有上限的。Nsite的選擇要遵守如下約束條件[11-12]:
Nsite
由表2分析約束知(2005年):
Nmax_site = 32;Nmax_DC = 4×103/160 = 25,Nmax_functional = 16×106/800×103 = 20.5,Nmax_clock = 32。且多點(diǎn)測(cè)試的內(nèi)存需求應(yīng)滿(mǎn)足關(guān)系[11-12]:2 Fvector2gateGNmax,scan< Mmax,scan
因此,測(cè)試點(diǎn)的數(shù)目因受ATE功能測(cè)試深度的限制,實(shí)選Nsite =20。
同樣,可得2009年時(shí)測(cè)試點(diǎn)數(shù)目所受約束條件,列入表3,實(shí)選Nsite =32。
結(jié)合圖4分析預(yù)測(cè):隨著時(shí)間的前進(jìn),同測(cè)點(diǎn)數(shù)限定下的測(cè)試成本的進(jìn)一步下降,可能有賴(lài)于在ATE內(nèi)部加快運(yùn)用多核技術(shù)。
5總結(jié)與展望
從并行原理結(jié)合測(cè)試經(jīng)濟(jì)學(xué)這個(gè)視角,考察了ATE的技術(shù)演進(jìn)規(guī)律及其多點(diǎn)同測(cè)的成本優(yōu)勢(shì)。
ATE技術(shù)演進(jìn)的重要趨勢(shì)之一是并行測(cè)試,其根本的原理指導(dǎo)來(lái)自阿姆達(dá)爾定律:并行系統(tǒng)比之串行系統(tǒng),將較大地提高性能加速比(但有限度,根源在于殘余了串行,也在于多核間的通信開(kāi)銷(xiāo))。
ATE多點(diǎn)同測(cè)的成本分析:修訂Agilent公司2002年的ATE多點(diǎn)測(cè)試成本模型,對(duì)比2009-ITRS以及2005年的典型ATE數(shù)據(jù),計(jì)算得到每芯片的ATE成本函數(shù) = O(同測(cè)點(diǎn)數(shù)-1),再結(jié)合工程約束,最后得到實(shí)選的最大同測(cè)點(diǎn)數(shù)。
ATE同測(cè)的未來(lái)發(fā)展,矚望多核CPU之于ATE的新貢獻(xiàn)。
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