关键词：物理选修3-1；焦耳定律；欧姆定律；纯电阻电路
人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1课本对焦耳定律的引入过程如下：
电流通过白炽灯、电炉等电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能，电流在这段电路中做的功W等于这段电路发出的热量Q，即
Q=W=UIt
由欧姆定律
U=IR
代入上式后可得热量Q的表达式
Q=I2Rt
即电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比，这个关系最初是焦耳用实验直接得到的，我们把它叫做焦耳定律。
这里用公式推导的方式得出了焦耳定律的公式和内容，笔者认为不太恰当，理由如下：
第一，焦耳定律是焦耳通过大量实验总结出来的规律，科学实验是自然规律最直接的反映，科学理论正确与否必须接受实验的检验，正如课本上所说焦耳定律是焦耳用实验直接得到的，焦耳定律本身就是一个实验规律，这是焦耳通过大量实验总结得到并经过无数次实验验证了的实验结论，我们不应该淡化科学实验在焦耳定律建立过程中所起的巨大作用，公式推导的方式掩盖了焦耳定律的真实面目。
第二，这里Q=W应用了能量转化与守恒定律来推导焦耳定律，而实际情况是焦耳本人是在得出焦耳定律后，又进行了长期的、大量的、精确的科学实验，在大量实验事实面前焦耳提出了能量转化和守恒定律.并且电流通过导体时所做的电功和导体发出的电热相等是焦耳得出能量转化与守恒定律的重要实验基础.由此看来，用能量转化和守恒定律来推导焦耳定律是不符合科学发展的实际历程的。
第三，上述推导过程用到了欧姆定律，欧姆定律的表达式应该为[I=UR]，不应该用U=IR，另外，欧姆定律是只能在纯电阻电路中才适用的规律，用欧姆定律来推导焦耳定律会使学生认为焦耳定律也只适用于纯电阻电路，对电动机等非纯电阻元件求电热不适用的错误认识.学生一旦建立这样的错误认识再来纠正是比较困难的.
基于以上考虑，笔者认为引入焦耳定律的过程可以做一些调整.建议设计“电流通过电学元件时产生的电热与谁有关？”的探究实验（或者介绍焦耳所做的实验）.通过探究实验得出Q=I2Rt，即焦耳定律.然后结合能量转化与守恒定律在纯电阻电路中电流做功全部转化为电热W=Q，即UIt=I2Rt，可以得到[I=UR]。由此可见欧姆定律是能量转化与守恒定律在纯电阻电路中的具体反映和内在要求.
这样设计的好处是还原了人们认识自然规律的实际历程，体现出了科学实验在科学理论建立过程中的巨大作用，使人们认识到焦耳定律是一条实验规律，物理学科是一门实验科学，能真实反映自然规律.通过探究实验的设计我们可以引导学生像科W家那样设计实验方案，探究、总结得出规律，使学生在实验中体会科学实验对自然科学的重要意义，也能使学生获得科学研究的方法.
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。
二、牛顿第二定律。在第一定律的基础上，从物体在外力作用下，它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应注意公式F＝Kma中，比例系数K不是在任何情况下都等于1；a随F改变存在着瞬时关系；牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系，以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。
三、万有引力定律。教学时应注意：①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程，卡文迪许测定万有引力常量的实验，海王星、冥王星的发现等物理学史料，对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比（平方反比定律），减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式，只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也发现了它的局限性。
四、机械能守恒定律。这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不做功或所做的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。
五、动量守恒定律。历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题，相互作用的物体的所有动量都在一条直线上，所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误，应该使他们明确，在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化，表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以使问题大大地简化。若物体不发生相互作用，就没有守恒问题。在解决实际问题时，如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大，就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用，系统中有多少物体在相互作用，相互作用的形式如何，只要系统不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），动量守恒定律都是适用的。
在刑事合作领域，1992年的《马斯特里赫特条约》，尤其是1997年的《阿姆斯特丹条约》大大提高了欧盟对成员国决策的影响。在《马斯特里赫特条约》中，第K1条以及第K3条规定，为了达到欧盟自由迁徙等目标，欧盟理事会（司法与内务事务理事会）可以适用共同立场、共同行动以及公约等法律形式来规范成员国之间的刑事合作。《阿姆斯特丹条约》第29条、第31条以及第34条则规定，为了使欧洲公民在“自由、安全与司法的区域”中享有高度的安全保障，欧盟理事会在成员国刑事合作方面可以适用共同立场、框架决定、决定以及公约等法律形式。
这些欧盟条约的规定意味着，欧盟在刑事合作领域除了拥有与成员国协商以缔结国际公约的权力外，还有权适用对成员国具有相当影响力的共同行动（《马斯特里赫特约》）、框架决定或决定（《阿姆斯特丹约条约》）等法律形式。在《阿姆斯特丹条约》生效后，框架决定和决定代替了共同行动。然而，无论是刑事决定的相互承认还是刑事法律的相互接近，“框架决定”的适用频率是最高的，也是最重要的。
框架决定的特点在于，对成员国的约束力仅反映在结果上，成员国可以根据各自的情况选择实施的形式和方法，其适用不需要经过成员国议会的批准或全民公决，即使框架决定的实施可能会造成成员国法律的修改或补充。虽然框架决定对成员国具有间接的约束力，但它对刑事合作领域的影响巨大，有学者甚至认为框架决定在第三支柱领域所起到的作用类似于指令在第一支柱中的作用。因此，通过制定对成员国具有约束力（但不具有直接效力）的框架决定，欧盟加强了对成员国刑事合作的影响。
《阿姆斯特丹条约》第29条规定，建立“自由、安全与司法的区域”所需要的三种途径包括，更加密切的警务合作、司法合作以及成员国刑事法律的相互接近。第31条第5项还规定，在有组织犯罪、反恐以及贩运毒品领域，欧盟将逐步建立犯罪构成要件以及刑罚的最低规则。此外，第34条第2款第2项还规定，为了使成员国的法律与规定相互接近，欧盟委员会可以适用框架决定。这些规定表明，除了使犯罪构成要件以及刑罚这两个刑事实体法领域相互接近外，框架决定不应当用于别的领域。此外，考虑到《阿姆斯特丹条约》首次规定刑事实体法的相互接近，应当对此进行严格的解释。因此，管辖方面的法律、刑事程序法以及在创制新的合作形式方面都不得适用框架决定。
然而，在实际操作中，欧盟除了在犯罪构成要件以及刑罚方面实施了相互接近外，还在管辖、刑事程序法以及新的合作形式等诸多方面运用框架决定，进而大大超越了欧盟条约的授权。比如，在创建新的合作机制方面，欧洲逮捕令的诞生完全取代了传统的引渡制度，并在规定中引入了32种犯罪不适用双重犯罪原则的做法，这样的变革是颠覆性的。
在犯罪种类方面，《阿姆斯特丹条约》第31条第5项仅规定了构成要素与刑罚相互接近的3种犯罪，即有组织犯罪、恐怖主义行为以及贩运毒品。如果适用严格解释，只有上述三种犯罪可以成为刑事法律相互接近的对象。然而，实际涉及到的犯罪种类远远超出了欧盟条约中的规定，甚至超出了欧盟理事会坦佩雷会议以及“打击有组织犯罪新千年规划”中所包含的犯罪类型，而坦佩雷会议以及“千年规划”中的犯罪种类已经超越了欧盟条约的规定。
除了恐怖主义行为与贩运毒品外，借助“有组织犯罪”这个开放性的概念，其它许多犯罪都成为欧盟进行刑事法律的相互接近的对象，比如种族主义与仇外、高科技犯罪、贩运人口、财政犯罪、税务诈骗、对儿童的性剥削、环境犯罪以及未经许可的入境、中转与拘留等。因此，欧盟主导的刑事法律的相互接近完全超出了欧盟条约以及相关的重要政策文件。通过适用包含上述内容的框架协定，欧盟理事会以及欧盟委员会似乎在故意忽视欧盟条约规定的限制，进而扩大对成员国刑事合作的影响。
这种变化的一个重要因素在于，自从《阿姆斯特丹条约》生效后，欧盟司法与内务理事会几乎再也没有通过传统条约的形式来规范成员国的刑事合作，而是在绝大多数情况下选择了更加灵活的框架决定，尽管欧盟条约第34条第2款第4项规定公约在该领域中也是一种立法形式。
因此，有学者认为，欧盟司法与内务理事会越来越多地滥用了框架决定等立法形式，造成了欧盟决策的不透明与不民主：框架决定无需成员国议会的审查即可生效，而在此过程中欧盟议会也仅仅具有接受咨询的作用，监督力度不大，缺少共同决策的权力。
此外，尽管欧洲法院的司法解释能够部分地弥补一些缺陷，其司法管辖权也比《马斯特里赫特条约》中的规定有所扩大，但仍需成员国的同意才能启动，造成框架决定的适用缺少足够的司法控制。[1]这些刑事合作领域中的缺陷表明，这些不足将会影响成员国进一步制定与实施法律的动力，甚至会在某种程度上损害相关立法的合法性。
在刑事决定的相互承认方面，虽然它是“自由、安全与司法区域”的基石，并非所有的成员国都热衷于扩大其适用的范围。作为欧盟范围内首个生效的刑事决定的相互承认机制，欧洲统一逮捕令是在美国911恐怖袭击，使欧盟成员国受到震惊，进而达成一致政治意愿的情况下产生的。整个决策过程只有短短的三个月，成就了国际刑事合作领域中的重大转折，与其相关的欧洲统一冻结令也相继产生。
然而，在统一冻结令之后，对于其它领域的刑事决定的相互承认的框架决定，成员国的协商进程明显减缓，目前许多仍在草拟阶段，其中包括被判刑人的移转、以共同体为基础的惩罚、审前释放以及对犯罪嫌疑人的监督、从业禁止以及一事不再理等诸多方面。显然，目前上述框架协议已无法在海牙计划所设定的时间结点前产生。比如，与对儿童性侵犯相关的从业禁止的立法，海牙计划规定 2005年底完成，但目前仍处在筹备阶段，预计还要持续相当长的一段时间。
除了成员国的数量增加使决策进程减缓外，由于立法上的不足使执行已经生效的框架决定遇到诸多困难，进而也影响了其它框架决定的诞生。比如，欧洲统一逮捕令在德国的实施就遇到了宪法上的障碍。欧洲统一逮捕令规定了引渡本国国民的条款，但德国宪法规定本国国民不得引渡到他国，这样的巨大冲突使统一逮捕令在德国的执行一度受阻。最终，德国就此对本国宪法中的相关条款进行修改，才保证其实施。类似的情况也出现在塞浦路斯与波兰等国。虽然这些成员国最后都予以解决，但却是对本国现行法律体系进行重大调整后实现的。[2]
可见，虽然框架决定在制度设计上的价值之一是保障成员国在适用法律中的灵活性，为其根据本国情况对具体的制度安排留有余地。然而，目前已生效的框架决定的一些规定却显得越发细化，给成员国的实施带来了诸多不便。在立法过程中，决策者应当避免制定那些可能会导致成员国法律制度巨大变动的法律。
造成这种局面的关键原因在于，欧盟框架决定在第三支柱中的立法缺乏足够的透明度、不民主以及缺少监督。为了解决框架决定甚至是欧盟第三支柱的这些缺陷，许多学者建议应该完善立法程序，将欧盟条约标题6中关于第三支柱的规定完全纳入第一支柱，尽管这意味着成员国的主权将受到欧盟的进一步侵蚀。[3]
二、欧洲法院的重要判决
与第三支柱向第一支柱的转化相关，欧盟以及成员国曾一直在第一支柱与第三支柱各自“势力范围”的划分问题上存在分歧，而欧洲法院2005年的一个判决对此做出了初步的回答。欧盟条约第34条赋予欧盟委员会在刑事合作领域提出立法动议的权力。第31条第5款又将这些立法动议细化为有组织犯罪、恐怖主义以及贩运毒品等犯罪的法律的相互接近。第47条规定，当第一支柱与第三支柱领域发生冲突时，第一支柱优先于第三支柱。
然而，欧盟及其成员国对第47条的解读形成了两种截然相反的观点。大多数成员国认为，欧盟委员会在刑事法方面的权力仅限于提出动议，并不包括决定是否适用该动议的权力，后一项权力理所当然地归属于成员国。少数成员国以及欧盟委员会则认为，在刑事制裁成为保护欧共体核心利益的唯一手段的情况下，欧盟条约第47条实际上赋予了欧盟委员会决策权，进而迫使成员国将某种行为犯罪化。
多年来，代表欧共体利益的欧盟委员会与体现成员国利益的欧盟理事会在实践中达成一项不稳定的妥协：对于第31条第5项所规定的内容，欧盟委员会在其权力范围内可以通过决定，而欧盟理事会同时也可以在其所认为的权力范围内适用决定。欧洲法院2005年9月13日的判决宣告了这种妥协状态的结束。
2002年12月19日，欧盟理事会通过了一个用刑法保护欧盟环境利益的框架决定。但是，欧盟委员会认为理事会无权通过这样的决定，因为环境问题显然在第一支柱范围内，欧盟委员会对此独自拥有提出动议权，并与欧盟理事会和欧盟议会共同行使决策权。欧盟理事会中的成员国一致认为，即使刑事法涉及到了第一支柱的领域也应当是在第三支柱的范围内，欧盟理事会独自对此拥有决策权。在欧盟理事会通过这个决定后，欧盟委员会将这个问题提交给欧洲法院。
欧洲法院在关于此案的第C-176/03号判决中指出，在某些情况下，通过刑法保护欧盟环境利益的决定，能够并且应当在第一支柱范围内做出。然而，欧洲法院在此案中仅就环境问题的刑法规制问题予以裁判，并未涉及到欧盟委员会与欧盟理事会所关注的有关权力范围争议的其它广阔领域。因此，欧洲法院未来做出的涉及到其它领域的相关判决会逐步对该问题予以解答。[4]
欧洲法院的这个判例表明，第一支柱和第三支柱的界限还不是特别清晰，这给第一支柱向第三支柱的渗透留有余地。同时，欧洲法院的判决也顺应了欧盟一体化过程中第一支柱的影响日益扩大的趋势。除了欧洲法院的司法解释外，欧盟条约中也有个别条款为第一支柱的延伸打下了基础。
三、《里斯本条约》开创刑事合作的新局面
尽管《马斯特里赫特条约》规定，第三支柱领域的决定要在所有成员国一致同意的情况下做出，但在制定条约之时，立法者已经预见到欧盟的影响会逐步扩大，因此公约中一个条款就为此作了铺垫，即《阿姆斯特丹条约》第42条。
第42条规定，对于来自欧盟委员会或某一个成员国的提案，在向欧盟议会咨询后，欧盟理事会可以就第29条中的事项采取一致行动，决定是否应当将其纳入欧盟条约标题4（欧共体）的范围，同时决定相关的投票条件；欧盟理事会还应当建议成员国依据各自的宪法要求适用这些决定。
这意味着，欧盟理事会有权决定将部分或全部刑事合作的事项从第三支柱转移到第一支柱。一旦纳入到第一支柱，不但有效多数的表决机制将发挥作用，欧盟委员会还将在提出立法动议方面拥有更多的权力，而欧盟议会也会更多地参与立法过程，以往成员国全体一致的表决机制将被废除。
2006年6月底，欧盟委员会提议在条件允许的情况下适用第42条的规定。芬兰作为当时的欧盟轮值主席国与欧盟委员会共同提出了这个议案，引起了广泛关注。欧盟委员会与芬兰称，适用第42条使第三支柱纳入第一支柱的做法不仅可以提高欧盟区域刑事合作决策的效率，还由于欧盟议会更多的参与而弥补了“民主赤字”或“缺乏合法性”等诸多不足。[5]
随着欧盟一体化进程的不断深入，上述第三支柱向第一支柱转化的规定在2007年底的《里斯本条约》中得到了充分的体现。《里斯本条约》取消了欧盟三根支柱的划分，将第三支柱完全并入第一支柱：在刑事合作领域中，实施有效多数的表决机制，欧盟委员会独自享有提案权，欧盟议会通过共同决定机制也将发挥更大的监督作用。
下图将欧盟一体化进程与欧盟区域刑事合作进程的关系简单地加以表示：
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│欧盟一体化进程 │欧盟区域刑事合作进程 │
├─────────────────────┼──────────────────────────────────┤
│1957年《罗马条约》 │成员国在欧洲理事会柜架下 │
│ 欧洲经济共同体 │缔结刑事合作方面的国际公约 │
├─────────────────────┴──────────────────────────────────┤
│欧洲经济共同体逐步发展经济一体化，成员国在欧洲理事会框架下开展刑事合作。 │
├─────────────────────┬──────────────────────────────────┤
│1986年《单一欧洲法令》 │1．创建申根机制 │
│ 欧洲共同体[6] │2．启动政治合作机制，成员国在欧洲经 │
│ │ 济共同体框架下通过政治合作制定一 │
│ │ 些刑事合作公约 │
├─────────────────────┴──────────────────────────────────┤
│由“共同市场”向“单一市场”转化，欧洲经济共同体开始探寻政治合作的途径。 │
├─────────────────────┬──────────────────────────────────┤
│ 1992年《马斯特里赫特条约》 │1．申根机制开始运作 │
│ 欧洲联盟 │2成员国在第三支柱框架下通过全体一 │
│第一支柱 第二支柱 第三支柱 │ 致表决机制： │
│欧共体 共同外交 司法与内务事务 │ 缔结刑事合作公约 │
│ 与防务政策（包括刑事合作） │ 制定并实施“共同行动” │
│（超国家）（政府间）（政府间） │ │
├─────────────────────┴──────────────────────────────────┤
│刑事合作被纳入欧盟的第三支柱，成员国开展“政府间”的合作。 │
├─────────────────────┬──────────────────────────────────┤
│ 1997年《阿姆斯特丹条约》 │1．欧盟吸收了申根机制 │
│ 欧洲联盟 │2．在“自由、安全与司法区域”里，欧 │
│第一支柱 第二支柱 第三支柱 │ 盟与成员国在第三支柱下通过全体一 │
│欧共体 共同外交 刑事方面的 │ 致表决机制制定并实施： │
│ 与防务政策 警察与司法合作 │ 刑事决定的相互承认的 │
│（超国家）（政府间）（政府间） │ 框架决定 │
│ │ 刑事法律的相互接近的 │
│ │ 框架决定 │
├─────────────────────┴──────────────────────────────────┤
│欧盟三根支柱的结构不变，但第三支柱框架下的刑事合作更为灵活。 │
├─────────────────────┬──────────────────────────────────┤
│2007年《里斯本条约》 │刑事合作领域的变化如下： │
│ 欧洲联盟 │1．取消“第三支柱”，欧盟区域刑事合作 │
│ （超国家） │ 被纳入“超国家”的立法机制。 │
│ │2．在刑事合作领域，欧盟理事会适用有 │
│ │ 效多数表决机制；欧盟委员会拥有单 │
│ │ 独的立法提议权；欧盟议会具有立法 │
│ │ 的“共同决定权”。 │
│ │3．欧盟以“指令”的立法形式进行： │
│ │ 刑事决定的相互承认 │
│ │ 刑事法律的相互接近 │
├─────────────────────┴──────────────────────────────────┤
│欧盟取消三根支柱的结构，刑事合作被完全纳入欧盟“超国家”的运作框架。 │
────────────────────────────────────────────────────────
转贴于 从对欧盟一体化以及欧盟区域刑事合作的进程分析中可以看出，欧盟逐步扩大对成员国刑事合作影响的三个关键节点分别出现在1992年的《马斯特里赫特条约》、1997年的《阿姆斯特丹条约》以及2007年的《里斯本条约》中。
关于前两个条约的重要影响，前面已分别做出某些分析。总体而言，1992年的《马斯特里赫特条约》通过创立第三支柱，将成员国的刑事合作纳入到欧盟范围内，使欧盟开始对刑事合作施加影响。然而，这种做法的代价是，成员国必须在欧盟理事会达成全体一致后才可以通过相关法律。
当时，要想在欧盟15国内部达成全体一致难度很大，往往需要经过长期的协商，而一旦其中的某一个成员国表示反对，整个决策过程将无果而终。即使法律在经过长期的协商后最终得以通过，也成为多方讨价还价的妥协，导致部分条款令人费解、包括诸多适用的例外、以及相互参照等技术上的勉强处理。这些不足都是“政府间”合作的实质体现，以换取欧盟在立法过程中对成员国施加有限影响，进而暂时达到一种机制上的平衡。
随着欧盟一体化的进一步发展，代表较为先进合作模式的申根机制被纳入欧盟，《马斯特里赫特条约》中的平衡机制被打破。但是，考虑到成员国当时的适应程度有限，1997年的《阿姆斯特丹条约》仍然保留了三支柱的结构，同时开始实施比传统公约更具灵活性的“框架决定”。框架决定保证了欧盟立法最终能被成员国接受，而成员国还可以根据本国情况选择各自的转化模式。于是，在建设“自由、安全与司法的区域”的初期，欧盟与成员国的利益在刑事合作问题上再次达到暂时的平衡。
然而，随着欧盟一体化的迅速发展，第三支柱的协调机制本身限制了框架决定的效力，导致立法上的“民主赤字”以及执行不畅等诸多弊端。为了解决这些难题，2007年的《里斯本条约》彻底将第三支柱纳入第一支柱，在欧盟超国家平台上运行。但是，这意味着成员国主权在很大程度上受到“侵蚀”。
为了打消27个成员国的疑虑，《里斯本条约》为此特别设置了“紧急刹车”条款，规定某个或某些成员国可以紧急阻止适用关乎其切身利益的敏感立法，而其它成员国仍旧可以适用该项立法。对于英国以及爱尔兰这两个普通法系国家，《里斯本条约》为它们保留了原来在《阿姆斯特丹条约》中规定的“选择退出或加入”的机制。于是，欧盟与成员国的利益在刑事合作问题上第三次达到平衡。
总之，欧盟区域刑事合作的进程表明，随着欧盟一体化的发展，成员国的刑事合作逐步被纳入到欧盟的运作框架中。欧盟与成员国在该领域中经历了两次短暂的“动态平衡”后，在2007年的《里斯本条约》中又形成了一次新的平衡。在从1957年到2007年的50年里，欧盟区域范围内的刑事合作从无到有，范围从小到大，最终形成了欧盟这个“超国家”实体掌控的27国的刑事合作局面。
然而，欧洲的有识之士已经指出：“欧盟的一体化进程不能冒进，欧盟目前的法律与政策应当着重解决那些成员国自身再也无力解决的问题，比如全球化的挑战、移民、能源安全以及反恐等事项”。[7]这样才有利于在欧盟与成员国之间形成具有一定稳定性的平衡。因此，任何体制结构的设计也都应当在保障成员国利益的基础上，有助于欧盟权力的行使，进而保障刑事合作顺利运行，并推动欧盟区域刑事合作的良性发展。
【注释】
[1]Gert Vermeulen， Where do we currently stand with harmonization in Europe? Harmonization and harmonizing measures in criminal law， edited by Andres Klip and Harmen van der Wilt， Amsterdan， 2002， pp.65-71; Some critical reflections on the process of harmonization of criminal law within the European ， Harmen van der Wilt， Harmonization and harmonizing measures in criminal law， edited by Andre Klip and Harmen van der Wilt， Amsterdan， 2002， pp.80-81.
[2]Matti Joutsen， The European and the cooperation in criminal matters: the search for balance， HEUNI Paper No. 25， pp.32-33
[3]Dionysios Spinellis， Harmonisation and harmonizing measures in criminal law: Objections to harmonization and future perspectives， Harmonization and harmonizing measures in criminal law， edited by André Klip and Harmen van der Wilt， Amsterdan，2002， p.90; Some critical reflections on the process of harmonization of criminal law within the European ， Harmen van der Wilt，Harmonization and harmonizing measures in criminal law， edited by Andre Klip and Harmen van der Wilt， Amsterdan， 2002， p.81.
[4]Matti Joutsen， The European and the cooperation in criminal matters: the search for balance， HEUNI Paper No. 25， pp.31-32.
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。
欧姆定律探究电流与电压、电阻的关系欧姆定律内容、公式欧姆定律的应用伏安法测电阻串联、并联电路电阻的特点
二、知识梳理
（一）欧姆定律的探究（探究电流与电压、电阻的关系）
1.探究方法：控制变量.
2.实验电路图：如图1所示.
3.实验结论：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比.
（二）欧姆定律
1.内容：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.
2.表达式：I=■
3.适用范围：欧姆定律所研究的电路是电源外部的一部分或全部电路；在非纯电阻电路中（如含有电动机的电路），公式中的U、I、R的关系不成立.
4.适用条件：欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性，即I、U、R是对同一段电路（或导体）、同一时刻（或状态）而言的.
5.公式变形：由欧姆定律数学表达式可得到公式R=■、U=IR，用于计算导体的电阻和导体两端的电压.
（三）欧姆定律的应用
1.伏安法测电阻
伏安法测电阻的实验原理是R=■.用伏安法测量导体电阻的大小，即用电压表测量导体两端的电压大小，用电流表测量导体中电流大小，根据公式R=■，即可得到导体电阻的大小.在用伏安法测电阻时，要正确选择电压表与电流表的量程，同时，要利用多次测量求平均值以减小实验误差.
2.推导串联电路的总电阻
如图2，根据串联电路中电流、电压的特点可知：
I=I1=I2，U串=U1+U2
再根据欧姆定律变形公式可得：
IR串=I1R1+I2R2
所以，R串=R1+R2
结论：串联电路的总电阻等于各串联导体电阻之和.（若有n个导体串联，其总电阻为R串=R1+R2……+Rn）
3.推导并联电路的总电阻
如图3，根据并联电路中电流、电压的特点可知：
I=I1+I2，U=U1=U2
再根据欧姆定律的变形公式可得：
■=■+■
所以，■=■+■
结论：并联电路总电阻的倒数等于各并联导体电阻倒数之和.（若有n个导体并联，其总电阻为■=■+■+……+■）
三、典型例题
例1 由欧姆定律数学表达式可以得出公式R=■.关于此表达式，下列说法正确的是（ ）.
A.当导体两端的电压是原来的2倍时，导体的电阻也是原来的2倍
B.当导体中电流是原来的2倍时，导体的电阻是原来的0.5倍
C.当导体两端的电压增加几倍，导体中的电流也增加几倍，导体的电阻不变
D.当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
解析 公式R=■是由欧姆定律数学表达式变形得到的，它表示一段导体两端的电压与通过导体电流的比值是不变的，它反映了导体对电流的阻碍作用.电阻是导体本身的一种属性，跟导体两端电压、电流均无关.
答案 C.
例2 小明同学想探究“一段电路中的电流跟电阻的关系”，设计了如图4所示的电路图（电源电压恒为6V）.
（1）根据小明设计的图4，用铅笔将图5的实物连接完整.
（2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面表格中，然后将E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω，让滑动变阻器的滑片P向 移动（选填“A”或“B”），直到电压表的示数为 V.此时电流表的指针位置如图6所示，请把测得的电流数值填入表格.
（3）小明根据实验数据得到如下结论：导体中的电流与导体的电阻成反比.请你对以上的探究过程和得出的结论做出评价，并写出两点评价意见： ； .
解析 （1）连接实物图时，电压表要并联在定值电阻两端，并注意选择合适的量程；连接滑动变阻器要注意连接“一上一下”两个连接柱.
（2）因为导体中的电流与导体电阻和导体两端的电压均有关，所以探究“一段电路中的电流跟电阻关系”时应控制定值电阻两端电压相同.当E、F两点间的电阻由10Ω更换为20Ω时，如果滑动变阻器滑片P不移动，则电压表示数会变大，为了保持电压表示数不变，滑片P应向B端移动，直到电压表示数与第一次实验时一样，即4V.
（3）通过数据分析找出物理规律是研究物理问题的常用方法，但仅通过一两次实验数据就得到结论并不科学，常常会使结果带有偶然性，因此需要进行多次实验；得出的结论是有条件限制的，结论缺少前提条件.
答案 （1）如图7所示.
（2）B 电压表的示数为4V 0.2
（3）实验次数太少（没有进行多次实验）；结论缺少“电压一定”的前提条件
例3 小华想测出一个电阻Rx的电阻值，将选用的器材连接成如图8所示的电路，R0为已知阻值的定值电阻.由于电源电压未知，所以，没能测出电阻Rx的阻值.请你选添合适的器材，帮他完成这个实验.要求：（1）用两种不同的方法，分别画出电路图，简要说明实验方法，并写出电阻Rx的表达式.（2）每一种方法在不拆除原有电路接线的条件下，只允许选添一种器材和导线接入电路.
解析 方法1：如图9，用电流表测出通过Rx的电流I，用电压表测出Rx两端的电压U，则电阻Rx=■.
方法2：如图10，用电流表测出通过Rx的电流为I，用电压表测出Rx和R0两端的总电压为U，则电阻Rx=■-R0.
方法3：如图11，先用电流表测出电路中的电流为I1，再将导线并联在电阻Rx两端，测出电流表为I2，则电阻Rx=■R0 .
点评 本题采用特殊方法测量电阻.因为已有电流表，这样就可以测出电阻Rx和已知电阻R0的电流值.但由于缺少电压表，因此解决本题的关键是如何测量出电阻Rx两端的电压.解决本题的方法是开放性的，只要能测出电阻Rx两端的电压（或Rx和R0两端的总电压），即可利用R=■求出电阻Rx的阻值（或电阻器Rx与R0的总电阻，从而可求Rx的阻值）.另外，将导线并联在电阻Rx或已知电阻R0两端，可使得电路中电流发生变化.根据电流表的数值，并利用欧姆定律即可求出电阻Rx的阻值.
例4 在学校举行的物理创新大赛上，小明和小红所在的科技小组分别设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪，如图12、图13所示.两装置中所用的器材与规格完全相同，压力表是由电压表改装而成，R1为定值电阻，阻值为10Ω，R2为滑动变阻器，规格为“10Ω 1A”.金属指针OP可在金属杆AB上滑动，且与它接触良好，金属指针和金属杆电阻忽略不计.M为弹簧，在弹性限度内它缩短的长度与其所受的压力大小成正比.当托盘所受压力为零时，P恰好位于R2的最上端；当托盘所受压力为50N时，P恰好位于R2的最下端，此时弹簧的形变仍在弹性限度内.
（1）图12装置中，当P位于R2的最下端时，电压表的示数为3V，则电源电压是多少？
（2）图12装置中，压力25N的刻度位置标在电压表表盘多少伏的刻度线上？
（3）在图12、图13两种装置中，两个压力表的刻度特点有何不同？试说明理由.
解析 （1）图12装置中，当P位于R2的最下端时，
电路中的电流I=■=■=0.3A.
电源电压U=I（R1+R2）=0.3A×（10Ω
+10Ω）=6V.
（2）图12装置中，当托盘所受压力为25N时，P恰好位于R2的中点，滑动变阻器接入电路的电阻R2为5Ω.电压表测R2两端电压.
电路中的电流I=■=■=0.4A.
电压表的示数为U2=IR2=0.4A×5Ω=2V.
压力25N的刻度位置标在电压表表盘2V的刻度线上.
（3）图12装置中压力表的刻度是不均匀的，图13装置中压力表的刻度是均匀的.
关键词：欧姆定律；教学设计；传感器；DIS 线性元件；非线性元件；伏安特性；屏幕广播
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0073-6
1 教学内容分析
（1）教材分析：“人教版”高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》中的第3节《欧姆定律》，教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律，然后重点阐述了导体的伏安特性，并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线，对比了它们的导电性能。
（2）《课程标准》要求：①观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；②分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
2 教学对象分析
（1）学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识，为本节实验方案设计打下了基础；
（2）初中已经学习过的欧姆定律基础知识，为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用；
（3）学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力和归纳演绎能力。
3 教学目标
3.1 知识与技能
（1）了解线性元件及其特点；
（2）理解欧姆定律及其适用条件；
（3）了解非线性元件及其特点。
3.2 过程与方法
（1）通过亲历“导体伏安特性曲线”描绘的全过程，进一步熟知科学探究的各环节；
（2）通过描绘导体伏安特性曲线，体会图线法在物理学中的作用；
（3）初步掌握传感器、DIS（数字化信息系统）的操作和使用方法。
3.3 情感态度与价值观
（1）通过使用传感器和DIS（数字化信息系统），增强数字化、信息化科学意识；
（2）通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；
（3）通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识。
4 教学重点
（1）线性元件与欧姆定律
（2）线性伏安特性曲线的理解与应用
5 教学难点
（1）实验方案的设计与电路连接、DIS（数字化信息系统）的使用；
（2）非线性伏安特性曲线的理解与应用。
6 教学策略设计
6.1 《课程标准》要求
（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；
（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
这是采用传统的教学手段一课时不可能实现的教学目标！而采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识。
6.2 本节课设计了四个探究环节
（1）探究环节一：描绘金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）伏安特性曲线
该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论。其中，包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节。
（2）探究环节二：线性元件与欧姆定律
（3）探究环节三：描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线
（4）探究环节四：非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用
其中，环节一、三均采用两组差异化的实验器材――合金丝绕成的5 Ω与10 Ω电阻，小灯泡与二极管。这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点。
6.3 本节课采用小组合作形式
使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦，提高学生合作共享意识。
7 教学设备
25组描绘导体伏安特性曲线器材、“友高”数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流、滤波线路板。
8 教学过程
引入新课
【教师】
实物投影：整流、滤波线路板，介绍元件、功能。
引入课题：该线路板为何能实现如此神奇的功能呢？那就要求设计者对各元件的性能非常了解，而导体的伏安特性就是其中一项重要的性能。
【学生】
观察、思索、好奇、兴奋。
【设计说明】
激发学生研究导体伏安特性的兴趣。
新课教学
探究环节一：描绘金属导体伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
（1）今天我们就首先探究金属导体（合金丝绕成的5 Ω、10 Ω电阻）的伏安特性。
（2）划分四个研究小组，每组六台电脑。
【学生】
熟悉小组成员，选出小组长。
【设计说明】
小组合作。
（二）设计实验
（1）方案设计
【教师】
导体的伏安特性曲线――用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线。
注意解决三个问题：
①如何测量导体的电流、电压？
②如何改变导体的电流、电压？
③怎样描绘导体的伏安特性曲线？
【学生】
分组讨论：
①达到实验目的所需的实验器材；
②画出实验电路图、概述实验方案。
【设计说明】
①提高学生的实验设计能力；
②利用学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识。
（2）方案论证
【学生】
小组长说明实验器材。
【教师】
展示实验器材实物图（图1）。
【学生】
小组长投影实验电路、简述实验方案。
【教师】
展示实验电路（图2）。
（3）方案改进
【教师】
在数字化时代，我们利用电压传感器、电流传感器替代电压表、电流表，利用“友高”数字化实验系统替代手工记录和坐标纸来完成此实验探究（图3）。
【学生】
阅读《描绘导体伏安特性曲线》操作指南。
【设计说明】
采用传感器和DIS，提高效率，完成传统实验器材不可能完成的任务。
（三）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组10 Ω电阻；3、4组5 Ω电阻，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据（图4）。
②巡回指导。
④利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组的实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性。而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出线性元件的概念。
（四）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同。
【学生】
（1）两图线均为过原点的直线――线性元件。
（2）两图线的斜率不同――电阻值不相等。
探究环节二：线性元件与欧姆定律
（一）线性元件
【教师】
（1）金属导体的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的元件称为线性元件。
那么，线性元件有什么特点呢？
【学生】
观察、思考后回答。
（2）通过同一线性元件的电流强度与加在导体两端的电压成正比。
【教师】
展示两个电阻的伏安特性曲线（图5）。
【学生】
观察、思考后回答。
（3）电压一定时，通过导体的电流强度与导体本身的电阻成反比。
【教师】
线性元件这两大特点你联想到哪条规律？
【学生】
齐答：欧姆定律。
【设计说明】
线性元件与欧姆定律两知识点自然衔接。
（二）欧姆定律
【教师】
内容：通过导体的电流强度跟加在导体两端的电压成正比，跟导体本身的电阻成反比。
适用范围线性元件金属导体电解液纯电阻电路
【学生】
回顾、归纳。
【教师】
情感教育：介绍欧姆及其实验装置（图6），阐述原创性实验的开拓性及对科学发展的重大影响！
【学生】
好奇、兴奋。
探究环节三：描绘二极管小灯泡伏安特性曲线
（一）提出问题
【教师】
下面我们分四小组、两大组分别描绘二极管和小灯泡的伏安特性曲线。
【学生】
更换器材、连接电路（图7）。
（二）数据收集
（1）分组实验
【学生】
分组实验：1、2组二极管；3、4组小灯泡，同组成员相互协作。
【教师】
①指导学生打开软件、实验模板、传感器调零，按操作指南要求收集数据、保存实验，暂不关闭等待分享实验数据。
②巡回指导。
③利用多媒体网络广播系统了解各组实验进度情况。
（2）成果分享
【教师】
通过广播系统向全体同学展示4个小组实验结果。
【学生】
观察、对比。
【设计说明】
采用两组差异化的实验器材，提高了实验效率，而通过寻找两组不同图线的异同，又能自然总结出非线性元件的概念。
（三）结论评估
【教师】
请分析两图线的异同（图8）。
【学生】
（1）两图线均为曲线――二极管为非线性元件。
（2）两图线的弯曲方向不同――二极管的电阻随电压升高而减小；钨丝的电阻随电压升高而增大。
（四）知识点辨析
【教师】
钨丝（小灯泡灯丝）属于金属导体，但其伏安特性曲线为何呈现曲线？（图9）
【学生】
因为灯丝温度变化范围过大。
【教师】
动画：手工绘制钨丝伏安特性曲线。
可以看出：曲线起始端温度变化很小，呈现线性。
探究环节四：非线性元件
（一）非线性元件的概念
【教师】
（1）气态导体和二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件。
（2）对非线性元件，欧姆定律不适用。
（3）非线性元件的电阻除了由材料本身决定外，还与加在其两端的电压有关。
【学生】
观察、思考。
【设计说明】
实验与知识点自然衔接。
（二）非线性伏安曲线的理解与应用
（1）跟踪练习――非线性伏安曲线的理解
【教师】
①小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图10所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ）
（2）拓展练习――非线性伏安曲线的应用
【教师】
②一小灯泡的伏安特性曲线如图11所示，将该灯泡与一个R=6 Ω的定值电阻串联，接入输出电压U=3 V的恒压电源，如图12所示，试求通过小灯泡的电流强度。
【学生】
解析：在小灯泡的伏安特性曲线中做出U=3-6I 的图线（图13）。
从两图线的交点求出通过小灯泡的电流强度为I = 0.22 A。
【设计说明】
拓展学生解题思路，增强学生图线法解决问题的意识！
课堂小结
【教师】
引导学生回顾、归纳总结。
知识小结：线性元件、欧姆定律、非线性元件。
方法小结：实验探究、图线法、数字化。
【设计说明】
比知识更重要的是方法！
作业布置
【教师】
（1）课本P48页2、3、4题。
（2）请你设计一套描绘二极管完整伏安特性曲线（含正、反向电压）的方案。
（3）网上查阅欧姆定律的发现历程。
【设计说明】
三道作业分别对应“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。
参考文献：
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用．因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段．
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用．
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析．这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础．
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义．尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏．从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度．对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从数学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义．有些学生常将两种表达式相混，对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清，要注意提醒和纠正．
根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法．教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动．在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行大面积课堂提问，让学生充分发表意见．这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃．
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实际操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律．同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯．
为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：1．在引入新课提出课题后，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么（不一定让学生回答）？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用．2．对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答．这样使他们既巩固了实验知识，也调动他们尽早投入积极参与．3．在进行演示实验时可请两位同学上台协助，同时让其余同学注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考．4．在用列表对比法对实验数据进行分析后，提出下面的问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识．到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨．5．在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义．此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨．此处节奏应放慢，可提请学生回答或展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出实验结论的基础上，进一步总结出欧姆定律，这实际上是认识上的又一次升华．要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力．教师重申时语气要加重，不能轻描淡写．要随即强调欧姆定律是实验定律，必有一定的适用范围，不能任意外推．7．为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习，达到巩固之目的．然后结合课本练习题，熟悉欧姆定律的应用，但占时不宜过长，以免冲淡前面主题．
1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍．
2．注意正确规范地进行演示操作，数据不能虚假拼凑．
3．注意演示实验的可视度．可预先制作电路板，演示时注意位置要加高．有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上，使全体学生都能清晰地看见．
本节课在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到复习初中知识的作用，另一方面为学习闭合电路欧姆定律奠定基础．本节课分析实验数据的两种基本方法，也将在后续课程中多次应用．因此也可以说，本节课是后续课程的知识准备阶段．
通过本节课的学习，要让学生记住欧姆定律的内容及适用范围；理解电阻的概念及定义方法；学会分析实验数据的两种基本方法；掌握欧姆定律并灵活运用．
本节课的重点是成功进行演示实验和对实验数据进行分析．这是本节课的核心，是本节课成败的关键，是实现教学目标的基础．
本节课的难点是电阻的定义及其物理意义．尽管用比值法定义物理量在高一物理和高二电场一章中已经接触过，但学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏．从数学上的恒定比值到理解其物理意义并进而认识其代表一个新的物理量，还是存在着不小的思维台阶和思维难度．对于电阻的定义式和欧姆定律表达式，从数学角度看只不过略有变形，但它们却具有完全不同的物理意义．有些学生常将两种表达式相混，对公式中哪个是常量哪个是变量分辨不清，要注意提醒和纠正．
二、关于教法和学法根据本节课有演示实验的特点，本节课采用以演示实验为主的启发式综合教学法．教师边演示、边提问，让学生边观察、边思考，最大限度地调动学生积极参与教学活动．在教材难点处适当放慢节奏，给学生充分的时间进行思考和讨论，教师可给予恰当的思维点拨，必要时可进行大面积课堂提问，让学生充分发表意见．这样既有利于化解难点，也有利于充分发挥学生的主体作用，使课堂气氛更加活跃．
通过本节课的学习，要使学生领会物理学的研究方法，领会怎样提出研究课题，怎样进行实验设计，怎样合理选用实验器材，怎样进行实际操作，怎样对实验数据进行分析及通过分析得出实验结论和总结出物理规律．同时要让学生知道，物理规律必须经过实验的检验，不能任意外推，从而养成严谨的科学态度和良好的思维习惯．
三、对教学过程的构想为了达成上述教学目标，充分发挥学生的主体作用，最大限度地激发学生学习的主动性和自觉性，对一些主要教学环节，有以下构想：1．在引入新课提出课题后，启发学生思考：物理学的基本研究方法是什么（不一定让学生回答）？这样既对学生进行了方法论教育，也为过渡到演示实验起承上启下作用．2．对演示实验所需器材及电路的设计可先启发学生思考回答．这样使他们既巩固了实验知识，也调动他们尽早投入积极参与．3．在进行演示实验时可请两位同学上台协助，同时让其余同学注意观察，也可调动全体学生都来参与，积极进行观察和思考．4．在用列表对比法对实验数据进行分析后，提出下面的问题让学生思考回答：为了更直观地显示物理规律，还可以用什么方法对实验数据进行分析？目的是更加突出方法教育，使学生对分析实验数据的两种最常用的基本方法有更清醒更深刻的认识．到此应该达到本节课的第一次高潮，通过提问和画图象使学生的学习情绪转向高涨．5．在得出电阻概念时，要引导学生从分析实验数据入手来理解电压与电流比值的物理意义．此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间，启发学生积极思考，并给予适当的思维点拨．此处节奏应放慢，可提请学生回答或展开讨论，让学生的主体作用得到充分发挥，使课堂气氛掀起第二次高潮，也使学生对电阻的概念是如何建立的有深刻的印象．6．在得出实验结论的基础上，进一步总结出欧姆定律，这实际上是认识上的又一次升华．要注意阐述实验结论的普遍性，在此基础上可让学生先行总结，以锻炼学生的语言表达能力．教师重申时语气要加重，不能轻描淡写．要随即强调欧姆定律是实验定律，必有一定的适用范围，不能任意外推．7．为检验教学目标是否达成，可自编若干概念题、辨析题进行反馈练习，达到巩固之目的．然后结合课本练习题，熟悉欧姆定律的应用，但占时不宜过长，以免冲淡前面主题．
四、授课过程中几点注意事项1．注意在实验演示前对仪表的量程、分度和读数规则进行介绍．
2．注意正确规范地进行演示操作，数据不能虚假拼凑．
3．注意演示实验的可视度．可预先制作电路板，演示时注意位置要加高．有条件的地方可利用投影仪将电表表盘投影在墙上，使全体学生都能清晰地看见．
一、版本的准确性是研究工作的客观依据 二、从维吾尔民族音乐理论体系人手开展研究工作
维吾尔音乐尤其维吾尔木卡姆音乐能够体现出乐制的多样性。乐制包括音乐和律制的音乐体系概念。世界各地区的乐制大体可分为三种体系，“五声体系”即中国主体体系、“七声体系”和“四分之三音体系”。这一理论最初由奥地利音乐学家霍恩博斯特尔(Eirch Von Hormboste1,1877-1935)提出。我国音乐学家王光祈在《东方民族之音乐》中最早以国文刊出该理论，理论名称略有改动。五声体系(即五声音阶体系)流行地区极广，亚洲地区的中国、朝鲜、日本、蒙古、越南、吉尔吉斯以及俄罗斯接近亚洲地区的靴靶、马里和巴什科尔托斯坦(原巴什基尔)等地;并流行于非洲地区，美洲黑人和美洲印第安人之间。七声体系(即七声大小音阶体系)几乎流行于整个欧洲，并及于美洲。这个体系与古代希腊乐制有密切联系。四分之三音体系就是在音阶中相邻两音之音存在着“四分之三音”(即“半音”加“半音之半”的音程的一种乐制)。这种四分之三音是阿拉伯民族音乐的主要特征流行于阿位伯和伊朗，亦见于西亚和北非地区以阿拉伯民族为主体的诸国，如伊拉克、叙利亚、黎巴嫩、约旦、沙特阿拉伯、利比亚以及埃及、阿尔及利亚和摩洛哥等。三种体系互有影响，在同一体系内，不同民族其乐制又各有特点。维吾尔木卡姆音乐是三大音乐体系均存在的复杂音乐主体，它的复杂结构形态和维吾尔民族这个音乐客体的认知心理、情感心理、音乐心理密切相联。三类心理状态又与维吾尔民族的生存环境息息相关，自古以来新疆就是丝绸之路要冲，各种古老文明交汇于此。受惠于这得天独厚的地理条件和文化条件，维吾尔民族在继承和发扬民族文化的基础之上又从古老的汉文化、印度文化、波斯—阿拉伯伊斯兰文化以及古希腊文化中汲取营养。
直流电动机的电压、电流与功率问题，一直是高中物理“电功与电功率”这节内容教学中的难点。因为电动机电路属于非纯电阻电路，欧姆定律并不适用，而学生往往没真真理解欧姆定律的使用条件，常常也用欧姆定律来解直流电动机的电压、电流与功率问题，导致这类题目错误率很高。接下来笔者结合自己的实践经验来谈谈对这部分内容的教学体会。
一、直流电动机的电压与电流
直流电动机是根据通电线圈在磁场中转动的原理制成的，其线圈的等效电路如图1所示（即可等效为一个定值电阻
与一个无阻值的理想线圈串联而成）。当给电动机通上电，线圈在磁场中转动时，线圈导线切割磁感线，这样在线圈中就会产生感应电动势。根据楞次定律可知，产生的感应电动势的方向与使线圈转动的电流方向相反，故称为反电动势ε。电动机线圈转动的越快，说明线圈的导线切割磁感线越快，所以反电动势ε就越大。又因为线圈本身具有直流电阻（等效为图1中的定值电阻R），因此加在电动机两端的电压应分为两部分：其一用来平衡反电动势ε；其二为线圈直流电阻上损失的电压U΄。
即有：U = ε + U΄；①
由于直流电动机的电流Ι（即电动机的工作电流）就是流过电动机线圈电阻的电流。
所以有：U΄ = ΙR；②
有①、②两式可得：
直流电动机两端的电压U =ε +ΙR；③
因此直流电动机的电流Ι=（Uε）/ R；④
由此可见部分电路欧姆定律Ι=U / R对电动机是不适用的。
当电动机接通电源后，启动的开始阶段电枢的转速较小，产生的反电动势很小，所以启动电流很大，最大可达额定电流的15―20倍。这一电流会使电网受到扰动，机组受到机械冲击，换向器产生火花。
为了限制启动电流，常在电枢回路内串入专门设计的可变电阻，其接线原理见图2。在启动过程中随着转速的不断增大，应及时逐级将各分段电阻短接，使启动电流限制在某一允许值以内，这一启动方式称为串联电阻启动。这种启动方式非常简单，设备轻便，广泛应用于各种中小型直流电动机中。但由于启动过程中能量消耗较大，不适用于经常启动的电动机和中、大型直流电动机中。
二、直流电动机的功率
如果用Ι去乘③式中的各项就可以得到：
