初中物理中電路的最值問題分析

摘 要：對現(xiàn)階段初中學(xué)生物理電路知識學(xué)習(xí)及電路問題解答實(shí)際情況進(jìn)行了解，不難發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生都被電路中最值問題難倒，進(jìn)而影響自己的物理成績。針對這一情況，應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識到學(xué)生的困難之處，以便使學(xué)生能夠面對不同類型電路最值問題時(shí)采用適合的有效的解題技巧來解答問題。本文著重分析和探討如何有效的解決初中物理中電路的最值問題，并提出可行性意見。

關(guān)鍵詞：初中物理；電路；最值問題

初中物理課程中，電路是重點(diǎn)內(nèi)容，更是中考必考的內(nèi)容之一，所以學(xué)生應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識到電路知識學(xué)習(xí)的重要性，準(zhǔn)確理解并且扎實(shí)掌握電路知識，使之在日常解決電路問題的過程當(dāng)中，有效的運(yùn)用電路知識來分析問題，明確解題思路，準(zhǔn)確而快速的解決電路問題。相對來說，電路的最值問題的解答是比較有難度，學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握電路問題解決的正確做法，在此基礎(chǔ)上有技巧的分析有關(guān)電路最值問題，進(jìn)而探尋最佳的解題方法，來有效的解決該問題獲得較高的物理成績[ 1 ]。由此看來，學(xué)生要想真正學(xué)好物理這門學(xué)科，不僅要有效學(xué)習(xí)電路知識，還要能夠系統(tǒng)的掌握電路問題的解決方法。

1 電路學(xué)習(xí)的困難之處

很多學(xué)生反映對電路知識學(xué)習(xí)比較困難，尤其是在解決電路問題的過程當(dāng)中不能有效的運(yùn)用電路知識來分析問題，明確思路，有效的解決該問題，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生的物理成績難有質(zhì)的飛躍。究其原因分析，學(xué)生學(xué)習(xí)電路知識困難與以下幾方面有直接的關(guān)系，即：

（1）電路知識比較抽象。對于初中學(xué)生來說，物理教材之中所涉及的電路知識，無論是概念還是原理都比較抽象，學(xué)生難以產(chǎn)生直觀的感受，通過自身的理解而扎實(shí)的掌握電路知識。此種情況下，常出現(xiàn)的現(xiàn)象就是學(xué)生不能準(zhǔn)確的理解電路中所涉及的各種概念及原理等，導(dǎo)致學(xué)生將不同的概念或者原理混淆，在具體解答電路問題的過程中造成錯(cuò)誤的運(yùn)用電路知識解題相應(yīng)的解題[ 2 ]。

（2）缺乏科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。很多初中生在學(xué)習(xí)電路知識的過程當(dāng)中，采用死記硬背的方式記憶概念、原理公式等，而沒有準(zhǔn)確的理解所學(xué)知識，相應(yīng)的學(xué)生勢必難以準(zhǔn)確的運(yùn)用電路知識解答不同的習(xí)題，提高自身的物理知識水平。其實(shí)，要想學(xué)好物理電路知識，需要學(xué)生掌握適合的、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，才能夠有效的學(xué)習(xí)物理電路知識，最終達(dá)到融匯貫通的狀態(tài)。

2 電路問題解決的正確做法

面對現(xiàn)階段諸多初中學(xué)生物理電路知識掌握不扎實(shí)，未能有效的運(yùn)用電路知識解決電路問題的實(shí)際情況應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生探究行之有效的解決方法，比如熟練掌握電學(xué)相關(guān)概念及規(guī)律、學(xué)會正確分析電路圖、聯(lián)系實(shí)際問題，積累解題技巧等，使學(xué)生有效的分析電路問題明確解題思路，從而有效解決問題。

2.1 熟練掌握電學(xué)相關(guān)概念及規(guī)律

要想真正提高學(xué)生解決電路問題的能力，就要保證學(xué)生學(xué)好電路知識。而要想真正做到這一點(diǎn)，一定要要求學(xué)生扎實(shí)的掌握電學(xué)的基本知識，比如概念公式、規(guī)律等。如若學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，不能扎實(shí)的掌握電學(xué)的基本知識如電壓、電流、電阻等概念，更不能準(zhǔn)確的區(qū)分電路的串聯(lián)、并聯(lián)，那么學(xué)生在解答電路問題的過程當(dāng)中都不能夠理解題意，明確考查的重點(diǎn)，更不要說學(xué)生有效的利用電學(xué)知識來解答問題[ 3 ]。所以，教師應(yīng)當(dāng)有效的教授學(xué)生電學(xué)知識，并且?guī)椭鷮W(xué)生梳理電學(xué)知識，總結(jié)公式規(guī)律等，以便電學(xué)知識能夠清晰的呈現(xiàn)在學(xué)生的面前。而學(xué)生本身應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識到熟練掌握電學(xué)相關(guān)概念及規(guī)律的重要性，進(jìn)而有意識的學(xué)習(xí)，如果存在學(xué)習(xí)困惑或者學(xué)習(xí)問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)向教師或者其他同學(xué)請教解決問題，扎實(shí)理解和掌握電學(xué)知識，為更好的解決電路問題創(chuàng)造條件。

2.2 學(xué)會正確分析電路圖

初中物理教學(xué)要求之一是學(xué)生能夠準(zhǔn)確的認(rèn)識和分辨復(fù)雜的電路圖。而對于學(xué)生來講，學(xué)會正確的分析電路圖也是非常必要的，這能夠使學(xué)生在解決電路問題的過程中通過繪制和分析電路圖，進(jìn)而理解題意，明確考查的重點(diǎn)，從而有效的運(yùn)用電路知識來解答問題[ 4 ]。當(dāng)然為了使學(xué)生能夠真正的做到這一點(diǎn)，教師教學(xué)之中應(yīng)當(dāng)多為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐鍛煉的機(jī)會，以便學(xué)生能夠真正的參與到電路圖繪制或者電路安裝中來使學(xué)生能夠準(zhǔn)確感知電路圖的形狀及結(jié)構(gòu)。除此之外學(xué)生在課余時(shí)間還應(yīng)當(dāng)多多進(jìn)行電路圖相關(guān)問題的練習(xí)，尤其對不同形狀和結(jié)構(gòu)的電路圖多加分析、總結(jié)，理解掌握。

2.3 聯(lián)系實(shí)際問題，積累解題技巧

培養(yǎng)學(xué)生的解題技巧，還需要讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，積累豐富的解題技巧。為了能夠讓學(xué)生積累豐富的解題技巧，有效的解決電路問題，最好能夠聯(lián)系生活實(shí)際，讓學(xué)生嘗試運(yùn)用電路知識來解決實(shí)際的電路問題，而這一過程當(dāng)中，學(xué)生能夠真正的參與思考、分析、實(shí)踐，進(jìn)而有效的解決電路問題，并總結(jié)解決技巧，如此勢必能夠大大提高學(xué)生的解題能力[ 5 ]。

3 電路最值問題的分析與解決

對于初中生來說，未能扎實(shí)的掌握電路知識的解題能力，將難以準(zhǔn)確的分析電路中的最值問題，進(jìn)而有效的解決該問題。鑒于以上已經(jīng)充分說明了學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握的電路問題解決方法，那么在此列舉兩例說明電路中最值問題的分析與解答。

3.1 利用取小舍大得原則進(jìn)行最值問題的分析與解答

【例題1】電路中燈泡L1、L2、分別標(biāo)有“6V、3.6W”和“12V、6W”的字樣。假設(shè)不考慮溫度對燈泡的影響，那么在開關(guān)閉合狀態(tài)下要使一個(gè)燈泡正常發(fā)光，而另一個(gè)燈泡不燒壞（如圖1所示），那么此時(shí)甲圖中電壓表數(shù)值為多少？乙圖中電流表的數(shù)值為多少？

解析：通過閱讀題目，我們知道這是一個(gè)涉及到并聯(lián)和串聯(lián)知識的問題，但其最終的目的是考察電路的最值問題。所以，應(yīng)當(dāng)從串聯(lián)和并聯(lián)方面著手，明確“串聯(lián)抓電流，并聯(lián)抓電壓”，進(jìn)而利用串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，即：串聯(lián)電路中電流處處相等，而并聯(lián)電路中每個(gè)用電器兩端電壓相等來進(jìn)行“取小舍大”。

依據(jù)P=IU來分別列出L1和L2燈泡的額定電流，即：

==0.6A

==0.5A

根據(jù)題意可知一個(gè)燈泡正常發(fā)光，而另一個(gè)燈泡不燒毀，那么此時(shí)的電路電流應(yīng)選0.5A，此時(shí)根據(jù)額定電壓便會得到兩個(gè)燈泡的電阻值，之后根據(jù)歐姆定律U=IR總加以推算，即可確定電壓表的數(shù)值。

根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)，可以推算乙圖中電路中電壓相等的，即：U=6V，此時(shí)將燈泡L1和L2的電流相加，即可得到電流表數(shù)值[ 6 ]。

3.2 利用電表的最大值進(jìn)行電阻最值的求解

【例題2】電路中電源電壓為4.5V，且保持不變，定值R1電阻為5Ω，滑動變阻器R2的最大電阻為20Ω。其中使用的電流表范圍在0～0.6A；而電壓表范圍在0～3V（如圖2所示）。那么，要想保證電流表和電壓表不被燒壞，變阻器接入電路的最大阻值是多少？最小阻值是多少？

解析：本題是一個(gè)典型的電路最值問題，為了能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出變阻器接入電路的最大值和最小值，那么我們應(yīng)從電表的最大值來展開分析。首先假定接入電路的電壓表為3V，那么就意味著滑動變阻器所承擔(dān)的最大電壓為3V，又因整個(gè)電路為串聯(lián)電路，所以可以得到的公式為：

進(jìn)而計(jì)算出滑動變阻器的接入電路的最大電阻值。

又因?yàn)殡娫措妷汗潭ú蛔儯约僭O(shè)電路中電流表數(shù)值為0.6A，那么此時(shí)電路之中的電阻值最小。此時(shí)電路中總電阻的最小值表示為5Ω+Rmin，由此可以計(jì)算出滑動變阻器接入電路的最小電阻值[ 7 ]。

4 結(jié)束語

經(jīng)過本文一系列分析，確定初中物理電路問題的解答有一定的難度，尤其是最值問題的解答。此種情況下，為了能夠讓學(xué)生更加準(zhǔn)確的解答電路中最值問題，首先注意要讓學(xué)生熟練掌握電學(xué)相關(guān)概念及規(guī)律、學(xué)會正確分析電路圖、聯(lián)系實(shí)際問題，積累解題技巧等，在此基礎(chǔ)上有效的分析電路中最值問題，進(jìn)而探究行之有效的解題技巧，比如利用取小舍大得原則進(jìn)行電阻最值的求解、利用電表的最大值進(jìn)行電阻最值的求解等，如此勢必能夠有效的解答問題。總之，要想有效的解決初中物理電路中的最值問題，一定要掌握解題技巧。

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