初中物理中關(guān)于“變化量”的問(wèn)題的探討

王家林

【摘要】初中物理教學(xué)中經(jīng)常會(huì)涉及一些變化量問(wèn)題，如電學(xué)變化量問(wèn)題和力學(xué)變化量問(wèn)題等。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，變化量問(wèn)題是比較難理解和解答的，原因在于此類問(wèn)題涉及知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力要求高。文章通過(guò)對(duì)兩道典型中考題的分析與解答，從中總結(jié)了一些處理變化量問(wèn)題的規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】初中物理；電學(xué)變化量問(wèn)題；力學(xué)變化量問(wèn)題；規(guī)律

電學(xué)變化量問(wèn)題和力學(xué)變化量問(wèn)題在中學(xué)物理中是典型變化量問(wèn)題。各地區(qū)在中考中凡是涉及此類問(wèn)題，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)都是比較難的。不但學(xué)生對(duì)此類問(wèn)題不好解答，失分高，對(duì)于教師來(lái)說(shuō)在相關(guān)問(wèn)題的教學(xué)上也感到很頭疼。在此，通過(guò)對(duì)兩道變化量問(wèn)題處理給大家提供一些思路。

例1：（2016·大連·14）如圖所示，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于b端，此時(shí)電阻R1和R2的功率相等，將滑動(dòng)變阻器滑片P從b端滑到中點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.電路的總電阻變小

B.電阻R1的功率小于電阻R2的功率

C.電阻R1的電流變化量小于電阻R2的電流變化量

D.滑動(dòng)變阻器的電流變化量小于電阻R2的電流變化量

【問(wèn)題】這是典型的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題，學(xué)生存在問(wèn)題：1.不知從滑動(dòng)變阻器電阻變化入手利用整體和部分方法分析電路電阻變化；2.不會(huì)用串并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)判斷電阻兩端的電壓變化關(guān)系；3.不會(huì)由電壓變化關(guān)系根據(jù)?I=?U/R判斷它們的電流變化關(guān)系。

【分析】1.由圖知，R與R1并聯(lián)再與R2串聯(lián)，根據(jù)滑片移動(dòng)方向知R連入阻值的變化，由串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)分析總電阻的變化；

2.由滑片的移動(dòng)方向知R的連入電阻的變化，先判斷并聯(lián)部分的電阻變化，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理判斷兩部分電壓變化，由P= U2/R和P位于b端時(shí)兩電阻功率相等，可判斷R1與R2的功率大小關(guān)系；

3.由電路特點(diǎn)判斷通過(guò)R1與R2的電流關(guān)系，由P=I2R和P位于b端時(shí)兩電阻功率相等，判斷兩電阻的大小關(guān)系，由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)判斷兩電阻的電壓變化關(guān)系，由歐姆定律判斷兩電阻的電流變化關(guān)系；

4.由并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知R與R1的電壓變化關(guān)系，根據(jù)滑片移動(dòng)知R電阻的變化，由I= U/R判斷它們的電流變化關(guān)系。

本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用。熟練運(yùn)用公式是解題的關(guān)鍵。而針對(duì)有滑動(dòng)變阻器和定值電阻的串聯(lián)電路中，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片導(dǎo)致各電阻兩端電壓發(fā)生變化（變化量為?U），以及電路中的電流、電功率發(fā)生變化（變化量為?I、?P）。我們把這一類問(wèn)題稱為電學(xué)變化量問(wèn)題。電學(xué)變化量問(wèn)題是初中物理電學(xué)中一類重要的題型。下面我們來(lái)總結(jié)一下電學(xué)變化量問(wèn)題的規(guī)律：

1.定值電阻的阻值等于其兩端電壓變化量與電流變化量的比值，即R=?U/?I，而滑動(dòng)變阻器的阻值不等于其兩端電壓變化量與電流變化量的比值，即R滑≠?U/?I；

2.當(dāng)電路中只有一個(gè)定值電阻與一個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)時(shí)，移動(dòng)滑片，定值電阻兩端的電壓變化量等于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化量，即?U1=?U2。

3.功率的變化量

（1）定值電阻的功率變化量?P≠?U·?I，應(yīng)根據(jù)R=ΔU/ΔI求出阻值，再根據(jù)P= U2/R或P=I2R算出兩次的功率，求差。

（2）總功率的變化量?P總= U總·?I

例2：（2016·大連·13）水平桌面上有甲、乙兩個(gè)相同的燒杯，都裝有一些水，將不同材料制成的、體積相同的兩個(gè)空心球a和b放入兩個(gè)燒杯的水中，靜止時(shí)，a球下沉到燒杯底部，b球漂浮在水面，且兩個(gè)燒杯中的水面恰好相平，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.兩個(gè)燒杯底部受到水的壓力相等

B.a球受到的浮力大于b球受到的浮力

C.a球材料的密度一定大于b球材料的密度

D.甲燒杯對(duì)桌面的壓力大于乙燒杯對(duì)桌面的壓力

【問(wèn)題】這是一道力學(xué)綜合題，涉及浮力與壓力、壓強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生存在的問(wèn)題：1.不會(huì)選擇公式比較液體壓力；2.錯(cuò)誤認(rèn)為沉底的浮力小，漂浮的浮力大；3.液體對(duì)容器底部壓力和容器對(duì)桌面壓力區(qū)分不清，不會(huì)比較。

【分析】1.首先利用p=ρgh判斷兩個(gè)燒杯底部受到水的壓強(qiáng)大小，然后利用p=F/S判斷兩個(gè)燒杯底部受到水的壓力大小；

2.從圖示中得出兩球排開(kāi)水的體積關(guān)系，利用F浮=ρ水gV排判斷兩球所受浮力大小關(guān)系；

3.根據(jù)兩小球在水中的狀態(tài)，利用物體浮沉條件，通過(guò)比較兩球與水的密度關(guān)系，得出兩球的密度關(guān)系；

4.根據(jù)物體浮沉條件，結(jié)合阿基米德原理，判斷a球和b球重力與排開(kāi)水的重力關(guān)系，然后根據(jù)兩燒杯對(duì)桌面的壓力等于杯內(nèi)水、小球和燒杯的重力之和比較甲燒杯對(duì)桌面的壓力與乙燒杯對(duì)桌面的壓力的大小關(guān)系。

此題考查了物體浮沉條件、阿基米德原理的應(yīng)用、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是一道典型的綜合題。下面我們來(lái)總結(jié)一下浮力與壓力、壓強(qiáng)變化量問(wèn)題的規(guī)律：

1.容器對(duì)桌面壓力的變化量：用整體分析法來(lái)進(jìn)行受力分析；

2.液體對(duì)容器底部壓力的變化量：?F壓=?PS=ρ液g?hS；

3.將物體放入一柱形容器中，液體未溢出，ΔV=ΔhS，浮力=液體對(duì)容器底部壓力的變化量，即F浮=?F壓；

4.對(duì)于漂浮和懸浮小球而言，由于處于平衡狀態(tài)，所受重力等于液體對(duì)其作用力，可知小球的重力=液體壓力的變化量=柱形容器底部的壓力變化量=柱形容器對(duì)桌面壓力的變化量，而對(duì)于沉底的小球而言，柱形容器底部的壓力變化量既包含了液體壓力的變化量，又包含了小球?qū)θ萜鞯撞康膲毫Α?/p>

在處理變化量問(wèn)題上，一定要讓學(xué)生先掌握基礎(chǔ)知識(shí)，再結(jié)合一些方法如整體分析法、模型法等，給學(xué)生總結(jié)規(guī)律，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生在解答過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。教師的從典型例題入手，加強(qiáng)訓(xùn)練，樹(shù)立信心，經(jīng)歷解決問(wèn)題過(guò)程，讓學(xué)生體會(huì)當(dāng)中的快樂(lè)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

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