對典型電學試題的探究

崔紅娣

在中考物理競賽中，經常考查適度開放性和綜合性且難度大的題型，對學生具有挑戰性，能促進學生深層次地參與學習和探究，能培養學生的探索精神和解決實際問題的能力.如何解決這類題目的電學問題呢？通過實例讓我們進行全面分析，從而提高對電學問題的把握程度.

【例1】 小明想通過如圖1所示的電路圖進行下列實驗.你認為不可行的是().

A.驗證歐姆定律

C.測定電阻R₁消耗的功率

B.驗證焦耳定律

D.驗證電路兩端總電壓等于各部分電路兩端的電壓和

解析：由電路圖可知：使用提供的儀表可測出R₁兩端的電壓、滑動變阻器兩端電壓和電源電壓以及電路中的電流，可通過R₁兩端的電壓及通過它的電流來驗證歐姆定律及其消耗的功率，還可通過R₁和滑動變阻器及電源電壓之間的關系來驗證電路總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，但如果驗證焦耳定律Q=I²Rt，卻無法得到Q的結果.

錯因透視：不能正確解讀電路圖，不了解四個實驗所需測量的數據.

答案：B

【例2】 如圖2所示電路中，電流表、電壓表均有一定示數，當開關S閉合時，兩個表的示數（）.

A.電流表示數變大，電壓表示數變小

B.電流表示數變大，電壓表示數變大

C.電流表示數變小，電壓表示數變小

D.電流表示數變小，電壓表示數變大

解析：開關S閉合前，兩個電阻串聯，電壓表測 R₁的兩端電壓；開關S閉合后，R₂短路，電路中只接入了R₁，則電壓表測的是電源電壓，示數變大，R₁不變.據歐姆定律，電流表示數也變大.

錯因透視：不會判斷電路的變化，不清楚電表的使用，不能利用歐姆定律，導致不能正確解決問題.

答案：B

在一些涉及到電功率的問題中，不能正確區分實際電壓和額定電壓及實際功率和額定功率.

（1）實際加在用電器兩端的電壓就是實際電壓，用U實表示.

（2）用電器在實際電壓下工作時的功率為實際功率，用P實表示.

（3）燈泡實際功率和額定功率的關系.

當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發光.

當U實＜U額時，P實＜P額，燈泡發光較暗或不發光.

當U實＞U額時，P實＞P額，燈泡發光過亮或燒毀.

（4）實際功率的計算：P實=U實I實，在純電阻電路中P實=I²實R=U²實/R.

下面列舉一道關于電功率問題的分析題目：

如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增大到10V時，通過定值電阻的電流相應地變化了0.2A，則定值電阻所消耗的功率的變化量為（）.

A.0.4W B.2.8W C.3.6WD.不能確定

解析：本題需要求出電壓改變后和改變前的功率，但只知道電流的變化量，并不知道電流是多少，因此求出這個過程中的不變量——電阻R就成為問題的突破口.

根據題意有：

10V/R-8V/R=0.2A，解得R=10Ω，

前后兩次的功率分別為：

P₁=（8V）²/10Ω=6.4W，P₂=（10V）²/10Ω=10W，

定值電阻所消耗的功率的變化量為：

ΔP=10W-6.4W=3.6W.

錯因透視：本題很容易錯選A，即將電壓的變化量和電流的變化量相乘得到0.4W，這種錯誤的根本是沒有搞清楚各物理量之間的關系.憑想像做題，沒有充分考慮所求的數值是否有物理意義.

答案：C

綜上可知，要想正確解答這類電學問題，必須深入理解電流、電壓、電功率和電阻之間的聯系，正確分析電路圖才能運用自如.

［責任編輯：黃春香］