初中物理電學(xué)常見題型例析

王德文

【內(nèi)容摘要】電學(xué)是初中物理的重點知識，是中考的必考知識點。相關(guān)習(xí)題情境靈活多變，對學(xué)生運用所學(xué)分析問題的能力要求較高。教學(xué)中為使學(xué)生掌握不同電學(xué)題型的解題思路，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并注重對電學(xué)常見題型進(jìn)行匯總，并針對每一種題型選擇經(jīng)典例題，在課堂上與學(xué)生一起進(jìn)行分析，使學(xué)生掌握不同題型的突破思路。

【關(guān)鍵詞】初中物理 電學(xué) 題型 例析

初中物理電學(xué)部分的常見題型主要包括：電路參數(shù)分析、電路故障判斷、電路參數(shù)的計算以及電學(xué)探究實驗。為使學(xué)生掌握各題型解題技巧，教學(xué)中應(yīng)注重精講精練，并鼓勵學(xué)生做好學(xué)習(xí)的總結(jié)，積累相關(guān)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗與技巧，進(jìn)一步提高解題效率。

題型一：電路參數(shù)分析

在如圖1所示的電路圖中電源電壓保持不變，滑片P處于滑動變阻器R的中間， a、b分別為滑動變阻器R的兩個端點，R1和R2為定值電阻，以下判斷正確的是（ ）

A.閉合S，斷開S1、S2，P右移，電流表和電壓表示數(shù)不變

B.滑片P移向a端，斷開S1，先閉合S再閉合S2，電流表和電壓表示數(shù)變大

C.滑片P移向b端，斷開S2，先閉合S再閉合S1，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小

D.將S、S1、S2閉合，P右移，電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)變小

A項，R1和R串聯(lián)，電壓表測量R1兩端電壓，電流表測量干路電流，P右移接入電路中的電阻增加，因此，干路電流變小，R1兩端電壓變小，兩表示數(shù)均變小，錯誤;B項，P移向a端，則S2和R2被短路，因此，S2無論是否閉合，電流表和電壓表示數(shù)均不會發(fā)生變化;C項，P移向b端，先閉合S時R1和R串聯(lián)，再閉合S1時R1被短路，電路電阻變小，電流表示數(shù)變大，而電壓表被短路示數(shù)變?yōu)榱悖_;D項，P右移，電流總電路變大，電流表示數(shù)變小，而電壓表因被短路示數(shù)始終為零，錯誤。

解題點評：分析電路參數(shù)主要包括兩種類型;根據(jù)電路圖進(jìn)行分析;根據(jù)實物圖進(jìn)行分析;分析該類題型的主要理論依據(jù)為歐姆定律，因此需要根據(jù)題意判斷電學(xué)元件的串并聯(lián)關(guān)系，運用串并聯(lián)電路的相關(guān)規(guī)律、歐姆定律以及所學(xué)的電學(xué)計算公式進(jìn)行分析。

題型二：電路故障判斷

如圖2所示的電路中，電源電壓保持不變，將S閉合，電路正常工作一段時間后，燈泡熄滅。若電路中僅有一處故障且只發(fā)生在燈L和電阻R上，L和R置互換后，以下說法正確的是（ ）

A.若R短路，則兩電表的指針均無偏轉(zhuǎn)

B.若R斷路，則兩電表均發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C.若L短路，則兩電表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D.若L斷路，則兩電表的指針均無偏轉(zhuǎn)

根據(jù)題干描述，解答該題需要采用假設(shè)法。假設(shè)燈L短路，R正常兩者互換后，電壓表測量的是電源電壓，電路正常，電壓表和電流表均會發(fā)生偏轉(zhuǎn);若L斷路，R正常，兩者位置互換后，電路未聯(lián)通，兩表均不會發(fā)生偏轉(zhuǎn);若R短路，L正常，兩者互換后，兩表均會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若R斷路，L正常，兩者互換后則電流表無示數(shù)，電壓表會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。綜上可知，CD兩項描述正確。

解題點評：判斷電路故障時應(yīng)掌握短路與斷路間的區(qū)別，其中干路不能短路否則容易燒壞電學(xué)元件;如斷路發(fā)生在支路則該支路無電流通過。斷路發(fā)生在干路則電路為開路。判斷電路故障的一般思路為：先認(rèn)真審題，找到電路中的反常現(xiàn)象（如燈泡不發(fā)光，電表無示數(shù)），而后認(rèn)真分析發(fā)生故障的位置與整個電路之間的關(guān)系（是串聯(lián)還是并聯(lián)），最后采用假設(shè)法進(jìn)行分析，檢驗假設(shè)后的結(jié)果與題干描述是否相符以確定故障。

題型三：電路參數(shù)計算

如圖3所示電路，電源的電壓為5V且保持不變。R0為5Ω的定值電阻。滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 1A”字樣，燈L標(biāo)有“3V 1.2W”字樣，電壓表量程為0～3V。（忽略燈絲電阻變化，且各元件均能正常工作）。

求：（1）閉合S1，S2接b，燈泡能正常發(fā)光時，滑動變阻器接入的電阻值;

（2）滑動變阻器保持（1）中的阻值不變，閉合S1，S2接a時，R0的電功率;

（3）閉合S1，S2接a，R0的最小電功率。

對于問題（1）由燈L的額定電壓和額定功率可知，I=PU=1.2W3V=0.4A，燈泡的電阻R=UI=3V0.4A=7.5Ω。觀察電路可知此時L和R串聯(lián)，設(shè)變阻器接入的電阻為Rx，則I（R+Rx）=U0，U0=5V，代入解得Rx=5Ω;對于問題（2）求R0的電功率需要求解出通過其的電流，設(shè)為I0，此時R0和R串聯(lián)，則I0（R0+Rx）=U0，代入數(shù)據(jù)解得I0=0.5A，則其電功率P0=I02R0=1.25W;問題（3）要想R0的電功率最小，由P=U2R可知，只需R0兩端的電壓最小，而此時R0和滑動變阻器R串聯(lián)，因此，R上分得的電壓應(yīng)達(dá)到電壓表的最大量程，即，3V，此時，R0兩端的電壓Umin=5V-3V=2V，因為滑動變阻器的額定電流為1A，此時并不燒壞，因此，R0的最小電功率Pmin=U2minR0=0.8W。

解題點評：計算電路中的相關(guān)參數(shù)時既要能夠靈活運用歐姆定律，又要搞清楚不同電功率計算公式之間的區(qū)別與聯(lián)系。其中計算電功率的計算公式有：P=U2R;P=I2R;P=UI，三個公式都可用于計算純電阻的電功率。但如果電學(xué)元件并非純電阻，計算其電功率時只能使用P=UI。

題型四：電學(xué)探究實驗

在探究電流與電阻關(guān)系實驗中，在電池盒中裝入兩節(jié)新電池，并按電路連接好實物電路圖，如圖4所示。同時將阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω三個定值電阻接入到電路中進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)節(jié)與測量。其中滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”。

（1）開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于最 ? 端（填寫“左”或“右”）;

（2）估算電流表應(yīng)選擇 ? A的量程較為合適;

（3）開關(guān)閉合后發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，而電壓表示數(shù)約為3V，則可能出現(xiàn)的原因是 ? （電表和導(dǎo)線連接完好）;

（4）故障排除后，根據(jù)實驗畫出如圖5所示的圖像，則在實驗中需控制定值電阻兩端的電壓為 ? V不變;若要完成實驗，定值電阻兩端的電壓最小能控制到 ? V;

（5）由圖像可得出的結(jié)論是 ? 。

根據(jù)實物連接圖可知當(dāng)滑動變阻器的滑片處于最右端時其電阻最大。選擇電流表時不能超過其最大量程，兩節(jié)干電池的電壓約為3V，最小的定值電阻為5Ω，電路中的最大電流為I=3V/5Ω=0.6A，因此電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程。電壓表測量的是定值電阻兩端的電壓，當(dāng)其斷路時測量的是電源電壓;由圖5可知，縱橫坐標(biāo)的乘積為定值電阻兩端電壓，則U=10Ω×0.2A=2V。將三個定值電阻分別代入計算得出，選擇20Ω的定值電阻，可將最小電壓控制到1.5V。由圖像可以看出當(dāng)導(dǎo)體的兩端電壓一定時，通過其的電流和電阻成反比。

解題點評：電學(xué)實驗是初中電學(xué)部分的難點知識。分析電學(xué)實驗時需要能夠滿足題意要求，又要遵守安全原則，即，選擇電子元件時進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠嬎悖苊獬^其額定參數(shù)，防止燒壞電學(xué)元件。同時，遇到圖像相關(guān)的問題時應(yīng)搞清楚圖像縱橫坐標(biāo)表示的含義，必要情況下運用相關(guān)的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析。

總之，初中物理電學(xué)部分主要包括以上四種題型。教學(xué)中為使學(xué)生牢固的掌握上述四種種題型的解題思路，做到以不變應(yīng)萬變，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生牢固掌握，深入理解基礎(chǔ)知識。同時，通過相關(guān)例題的講解，鼓勵學(xué)生做好解題的總結(jié)，明確不同題型考查的知識點、設(shè)問規(guī)律、破題技巧等。另外要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成良好的習(xí)慣，注重多與其他學(xué)生交流解題心得，借鑒他人的解題技巧。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王壘.淺析初中物理電學(xué)實驗的探究式教學(xué)[J].天天愛科學(xué)（教學(xué)研究），2020（11）：181.

[2]周翔.初中物理電學(xué)基本題型解題思路探討[J].數(shù)理化解題研究，2020（26）：73-74.

[3]王萍.初中物理電學(xué)知識教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生的反思能力[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)），2020（9）：58.

[4]曹德亮.簡析初中物理電學(xué)綜合題解析及歸納策略[J].考試周刊，2020（49）：123-124.

[5]黃婕琳.初中物理電學(xué)解題方法探究[J].數(shù)理化解題研究，2020（5）：71-72.

[6]楊曉暉.初中物理電學(xué)計算解題方法探析[J].數(shù)理化解題研究，2018（35）：80-81.

[7]趙燕藝.淺談初中物理電學(xué)計算題的解題技巧[J].讀寫算，2018（16）：74.

[8]肖首升.初中物理電學(xué)解題方法及技巧[J].考試周刊，2017（98）：165.

（作者單位：山東青島西海岸新區(qū)第六初級中學(xué)）