控制变量法研究“电磁感应”现象：
    通电导体在磁场中受力的方向、感应电流的产生及方向都不只与一个因素有关，在研究通电导体在磁场中受力的方向、产生感应电流的条件及感应电流的方向与哪些因素有关时，我们都用到了控制变量思想。

例如图是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。

(1)本实验中，如果____，我们就认为有感应电流产生。
(2)闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路____感应电流(选填“有”或“无”)。
(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关?”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。” 请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：__________

解析：(1)有微弱的电流通过灵敏电流计，其指针就会摆动。
(2)由图知，导体不动，磁铁左右水平运动。此时也相当于导体做切割磁感线运动，会产生感应电流。
(3)本实验设计要应用控制变量法。在其他条件不变的情况下，只改变导体切割磁感线运动的速度，然后观察电流计指针的偏转程度。

答案：(1)灵敏电流计的指针偏转  (2)有 (3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度

电磁感应部分涉及三个方面的知识：
     一是电磁感应现象的规律。电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
    楞次定律表述为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即要想获得感应电流(电能)必须克服感应电流产生的安培力做功，需外界做功，将其他形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，外界做功的能力也越大。

二是电路及力学知识。
      主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

三是右手定则。
     右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆，并与左手定则区分，可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。或者左力右感、左生力右通电。

内容：
通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比；

公式：
I=U/R，U表示导体两端的电压，单位是V；R表示导体的电阻，单位是Ω；I表示通过导体的电流，单位是A。

单位使用:
使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一,I的单位是A，U的单位是V，R的单位是Ω。

解析“欧姆定律”：
     欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容，是贯穿整个电学的主线，下面我们从以下几个方面进行深入分析．
1．要理解欧姆定律的内容
(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比，条件就是对于同一个电阻，也就是说在电阻不变的情况下；如果说导体中的电流与导体的电阻成反比，条件就是导体两端的电压不变。
(2)注意顺序，不能反过来说，电阻一定时，电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系，电压是原因，电流是结果。是因为导体两端加了电压，导体中才有电流，不是因为导体中通了电流才有了电压，因果关系不能颠倒。
    同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道，电阻是导体本身的一种性质，即使导体中不通电流，它的电阻也不会改变，更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。

2．要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式，可变形为U=IR和R=，但这三个式子是有区别的。
(1)，是欧姆定律的表达式，它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。
(2)U=IR，当电流一定时，导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比，因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定，跟I、R无关，此式在计算比值时成立，不存在任何物理意义。
(3)，此公式也是一个量变式，不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位，即电流的单位为安培，符号A；电压的单位为伏特，符号V；电阻的单位为欧姆，符号Ω，且有。

3．要明白定律的适用范围
(1)定律只适用于金属导电和液体导电，对于气体、半导体导电一般不适用。
(2)定律只适用于纯电阻电路。如：电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路，如：电动机电路、日光灯电路等，则不能直接应用。

4．要理解欧姆定律的注意事项
(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时，在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字，它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律等进行计算时，必须注意同一性，即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时，注意脚标的一一对应。
(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变，开关的断开或闭合，或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化，从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此，必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应，不可将前后过程的I、R、U随意混用。

利用欧姆定律进行计算：
   根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。
解题的方法是：(1)根据题意画出电路图，看清电路的组成(串联还是并联)；
(2)明确题目给出的已知条件与未知条件，并在电路图上标明；
(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析；
(4)列式解答。
例1如图所示的电路中，电阻尺。的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A1的示数为2A，电流表A2的示数为0．8A，则电阻R2的阻值为____Ω。

解析:闭合开关s，R1与R2并联，电流表A1测 R1与R2中的电流之和，即；电流表A2测R2中的电流I2，则，电源电压，则=15Ω

答案：15

如何判断电压表、电流表的示数变化：
1．明确电路的连接方式和各元件的作用
例如：开关在电路中并不仅仅是起控制电路通断的作用，有时开关的断开和闭合会引起短路，或改变整个电路的连接方式，进而引起电路中电表示数发生变化。
2．认清滑动变阻器的连入阻值例如：如果在与变阻器的滑片P相连的导线上接有电压表，如图所示，则此变阻器的连人阻值就是它的最大阻值，并不随滑片P的滑动而改变。
3．弄清电路图中电表测量的物理量在分析电路前，必须通过观察弄清各电表分别测量哪部分电路的电流或电压，若发现电压表接在电源两极上，则该电压表的示数是不变的。
4．分析电路的总电阻怎样变化和总电流的变化情况。
5．最后综合得出电路中电表示数的变化情况。

例1如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，当开关S闭合时，灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法中正确的是(   )

A．电压表的示数变大，灯L变亮
B．电压表的示数变小，灯L变暗
C．电压表的示数变大，灯L变暗
D．电压表的示数变小，灯L变亮

解析：题中L、R1、R2三元件是串联关系，R2的滑片P向右滑动时，电路中总电阻变大，电流变小，灯L 变暗，其两端电压变小，电压表测除灯L以外的用电器的电压，电源总电压不变，所以电压表示数变大。所以选C项。

答案：C

滑动变阻器滑片移动时，电表的示数变化范围问题：
     解决此类问题的关键是把变化问题变成不变问题，把问题简单化。根据开关的断开与闭合情况或滑动变阻器滑片的移动情况，画出等效电路图，然后应用欧姆定律，结合串、并联电路的特点进行有关计算。

例1如图甲所示电路中，电源电压为3V且保持不变，R=10Ω，滑动变阻器的最大阻值R’=20Ω，当开关s闭合后，在滑动变阻器的滑片由A端移动到B 端的过程中，电流表示数的变化范围是______。

解析：把滑片在A点和B点时的电路图分别画出来，如图乙、丙所示，应用欧姆定律要注意I、U、R的同一性和同时性。滑片在A端时， 0．3A；滑片在B端时 =0．1A。

答案：0．3～0．1A

用欧姆定律分析短路现象：

     导线不通过用电器而直接连到电源两极上，称为短路，要是电源被短路，会把电源烧坏。还有一种短路，那就是用电器被短路。如图所示的电路中，显然电源未被短路。灯泡L1的两端由一根导线直接连接。导线是由电阻率极小的材料制成的，在这个电路中，相对于用电器的电阻来说，导线上的电阻极小，可以忽略不计。图中与L1并联的这段导线通过灯泡L2接在电源上，这段导线中就有一定的电流，我们对这段导线应用欧姆定律，导线两端的电压U=IR，由于R→0，说明加在它两端的电压U→0，那么与之并联的灯泡L1两端的电压U1=U→0，在L1上应用欧姆定律知，通过L1 的电流，可见，电流几乎全部通过这段导线，而没有电流通过L1，因此L1不会亮，这种情况我们称为灯泡L1被短路。
     如果我们在与L1并联的导线中串联一只电流表，由于电流表的电阻也是很小的，情形与上述相同，那么电流表中虽然有电流，电流表有读数，但不是L1中的电流，电路变成了电流表与L2串联，电流表的读数表示通过L2的电流，L1被短路了。

例：在家庭电路中，连接电灯电线的绝缘皮被磨破后可能发生短路，如果发生短路，则会造成(   )
A．电灯两端电压增大
B．通过电灯的电流减小
C．电路中保险丝熔断
D．电灯被烧坏

解析由于发生短路时，电路中电阻非常小，由 欧姆定律知，电路中的电流将非常大，所以保险儿丝将熔断。

答案：C

注意防雷：
1．雷电现象及破坏作用
     雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏。根据，云与大地之间的电压非常高，放电时会产生很大的电流，雷电通过人体、树木、建筑物时，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。因此，我们应注意防雷。避雷针就可以起到防雷的作用。

2.  避雷针
     避雷针是金属做的，放在建筑物的高处，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地。这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流人大地而不会损坏建筑物。

探究方法：
控制变量法：
(1)控制电流和电阻相同，研究电热与通电时间的关系
(2)控制通电时间和电阻不变，改变电流的大小，研究电热与电流的关系
(3)控制通电时间和电流不变，改变电阻大小，研究电热与电阻的关系

串并联电路电热关系：

串联电路中，电热之比等于电阻之比， 即（根据Q=I2Rt）

并联电路中，电热之比等于电阻的反比（或倒数比），即（根据：）

“焦耳定律”中的控制变量法：
     焦耳定律的实验运用了控制变量法，当两段电阻串联时，控制电流和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，控制电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究 “导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。

(1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该____。
(2)实验中，小字和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量______。

解析：(1)利用控制变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应控制其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计升高得快，说明相同时间内煤油吸收的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。

答案(1)相同(或相等或一样)(2)越大(或越多)

为什么电炉工作时“电炉丝热得发红而导线却不怎么热” ：
      由于电炉丝和导线串联在电路中，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，根据 “在电流相等的条件下，电能转化成热时的功率跟电阻成正比”，Q=I2Rt可知，在通电时间相同时，电流通过电炉产生的热量比电流通过导线产生的热量要多得多．所以电炉丝热得发红，而导线却不怎么热。