電路動態分析探究

周孝民

摘要:動態電路,就是電路中電鍵的閉合和斷開及滑動變阻器滑片移動如何影響相關電路中電阻、電壓、電流、電功率變化。分析電路,分析動態電路是學生學習電學的關鍵,與高中學生學習力學一樣,關鍵要學會分析物體受力,因此,在電學教學中,教師要花大力氣強化對學生進行電路分析的訓練,要講究方法,加強個別指導。教學過程中教師要使一部分優秀學生先學會對動態電路分析方法,走上講臺分析電路,然后教師點評。以后的教學中要發揮這部分學生的作用,因為學生與學生之間知識水平相當,在一起相處時間多,會起到很好的引導作用。

關鍵詞:物理教學;電路分析;教學探究

中圖分類號:G633文獻標識碼:A文章編號:1003-2851(2009)12-0182-01

電學是初中學生物理學習過程中的一個難點,難在不會分析電路,對動態電路的分析則感到更難。所謂動態電路,就是電路中電鍵的閉合和斷開及滑動變阻器滑片移動如何影響相關電路中電阻、電壓、電流、電功率變化。解這一類題目要求學生具備一定的識別電路的能力,運用串、并聯電路的特點和歐姆定律、電功率計算公式等分析電路中電阻、電壓、電流電功率變化的能力,判斷電鍵的閉合和斷開及滑動變阻器滑片移動如何影響相關電路中電阻、電壓、電流電功率和變化的能力。

為了提高學生對電路動態分析的能力,準確判斷電路中電流表、電壓表、電路中用電器電功率的變化,我引導學生總結了串、并聯電路電流、電壓、電阻特點,告訴學生電流表電阻很小(可以忽略不計),電壓表電阻很大(通過的電流幾乎為零),總結滑動變阻器在電路中的使用方法,提出電路動態分析的一般步驟,進行專題訓練,收到了良好的效果。下面就電路動態分析步驟總結如下,以便和同行交流。

電路動態分析步驟:

1.簡化電路,明確電路連接方式。簡化電路要求把電路中的電流表換為導線,電壓表直接去掉,閉合的的開關用導線連通,并有意識的觀察有無被短路的用電器,被短路的用電器因無電流通過應擦去,斷開的開關擦除,電流不經過的用電器也要擦去;

2.分析電路中滑動變阻器是哪一部分接入電路;

3.分析電路中電流表測量什么地方的電流,電壓表測量哪一個或哪幾個用電器的電壓;

4.分析電路中滑動變阻器滑片移動時滑動變阻器電阻怎樣變化,以及電路中電阻如何變化,并進一步分析電路中電流表和電壓表示數如何變化。

舉例分析說明:

例1.如圖1,當滑片P向左移動時,A表和V表將如何變化。

分析:首先確定電路的類型,此電路屬于串聯電路呢還是并聯電路。把電路簡化為圖2,從而容易看到電路為串聯電路,滑動變阻器左半部分接入電路。電流表測量串聯電路中電流,電壓表測量電路的總電壓,故電壓表示數不變,當滑片左移時滑動變阻器R2電阻減小,從而由I=U/(R1+R2)可知電流表示數變大。

例2.在圖3中,燈泡L1和燈泡L2是______聯連接的。當電鍵K斷開時,電壓表的示數將________;電流表的示數將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。

分析:把電路簡化為圖4,并進一步轉化為圖5,這樣就可以看到電路為并聯電路;然后對照圖3可看出電壓表測總電壓,故電壓表示數不變;電流表測量L1中電流,電鍵K斷開時,L1所在支路斷開,電流表示數為零,故電流表示數減小。

例3.在如圖6所示的電路圖中,當電鍵K閉合時 ( )

A.整個電路發生短路。B.電流表示數變小。

C.電流表示數不變化。D.電流表示數變大。

分析:K斷開時,R1、R2串聯于電路中,電流表測電路中電流,電壓表測R2兩端電壓;K閉合后,R1被短路,只有R2接入電路,電路總電阻減小,故電流表示數增大,電壓表測R2電壓,也等于電源電壓,故電壓表示數增大。所以答案選D。

以上方法,看似簡單,真正讓學生掌握好這一方法,并不是易事,需要教師堅持引導。教學過程中教師要使部分優秀學生先學會此法,走上講臺分析電路,然后教師點評。在以后的學習中,可以以小組為學習單位,安排部分優秀學生任組長,組織小組討論、分析電路連接。將會取得良好的教學效果。