初中物理電學(xué)的解題方法

郭易芬

【摘要】電學(xué)知識(shí)是初中物理教學(xué)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，大多都是基礎(chǔ)性知識(shí)，但是電學(xué)類的題目與其它知識(shí)點(diǎn)的試題相比比較抽象，對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力要求較高.在初中物理電學(xué)解題教學(xué)中，教師需帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)一些常用的解題方法，幫助他們掌握相關(guān)解題技巧.基于此，本文針對(duì)初中物理電學(xué)的解題方法進(jìn)行深入分析，同時(shí)羅列部分解題實(shí)例以供參考.

【關(guān)鍵詞】初中物理;物理電學(xué);解題方法

在初中物理知識(shí)體系中，電學(xué)知識(shí)涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，包括：電路、電流、電壓、電阻、電功率等，還有不少公式與定律，教師在平常教學(xué)中需幫助學(xué)生掌握基本的電學(xué)規(guī)律，為解題實(shí)踐做鋪墊，而講解解題方法時(shí)，要著重培養(yǎng)他們的邏輯思維能力，使其通過(guò)認(rèn)真審題深入理解電學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)，讓學(xué)生形成正確的解題思路，推動(dòng)他們準(zhǔn)確、高效的解題.

1 運(yùn)用極值法解答電學(xué)題目

例題 如下圖圖1所示，電路中有兩個(gè)電阻是串聯(lián)關(guān)系，其中R1是定值電阻，R2是滑動(dòng)變阻器，把開(kāi)關(guān)S1接通后，讓滑動(dòng)變阻器R2的滑片在某一部分區(qū)間進(jìn)行來(lái)回滑動(dòng)，在這一過(guò)程中，電流表的示數(shù)變化范圍是2A至5A，求電源電壓的大小，以及定值電阻R1的阻值.

解題過(guò)程

處理這一帶有滑動(dòng)變阻器類的電學(xué)問(wèn)題時(shí)可以使用極值法，由于在該題電路中，電壓表所測(cè)量的電壓是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，示數(shù)最小時(shí)就表示滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端，這時(shí)電路中接入的電阻最小，而電流最大，列出式子U=5+5×R1①;反之列出式子U=8+2×R1②;將兩個(gè)式子聯(lián)立起來(lái)得到一個(gè)二元一次方程組，解得U=10V;R1=1Ω，所以說(shuō)該電路中的電源電壓是10V，定值電阻的阻值R1是1Ω.

解題點(diǎn)評(píng) 當(dāng)電學(xué)問(wèn)題中帶有滑動(dòng)變阻器時(shí)，教師可以提醒學(xué)生運(yùn)用極值法解題，并根據(jù)其它電學(xué)知識(shí)列出式子，確定好題目中量的變化與關(guān)系，讓他們更好的分析與解答題目.

2 采用比例法解答電學(xué)題目

例題 如下圖圖2所示，有一段電阻絲，a、b、c是上面的三個(gè)點(diǎn)，如果把這個(gè)電阻絲全部接入到一個(gè)電路之中，測(cè)出功率為15W，而只接入ab這一段時(shí)，功率則為60W，那么只接bc這一段時(shí)，功率為多大？

解題過(guò)程

因?yàn)轭}目中提供的是電阻絲的功率大小，而是在同一個(gè)電路中接入該電阻絲的不同部分，如果采用一般方法解題過(guò)程比較繁瑣，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此可以根據(jù)公式 P=UI→P=U2R，即 R=U2P，然后通過(guò)比例能夠有效解題.根據(jù)Rac=Rab+Rbc→U2Pac=U2Pab+U2Pbc→U215=U260+U2Pbc→Pbc=20W，即該段的功率是20W.

解題點(diǎn)評(píng) 電學(xué)問(wèn)題通常會(huì)提供電路中部分物理量之間的關(guān)系，教師可指導(dǎo)學(xué)生采用比例法處理這類題目，把運(yùn)算過(guò)程變得簡(jiǎn)單化，使其快速解題，有效降低他們出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率.

3 運(yùn)用方程法解答電學(xué)題目

例題 如下圖圖3所示，在這一電路中，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，這個(gè)電路的總功率大小為6W，而閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表上面的示數(shù)變大0.5A，這時(shí)該電路的總功率大小為9W，如果把電源的內(nèi)阻忽略掉，那么兩個(gè)定值電阻R1和R2的阻值分別是多大？電源的電壓是多大？

解題過(guò)程

當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1時(shí)，只有電阻R1接入到這一電路中，此時(shí)可以得到方程：P=U2R1，即為U2R1=6;當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，R1與R2這兩個(gè)電阻均接入到該電路中，形式是并聯(lián)，因?yàn)殡娫吹碾妷捍笮](méi)有發(fā)生變化，那么能夠得到方程U2R1+U2R2=9;并聯(lián)電路中的電流特點(diǎn)可以判斷出電流表示數(shù)變大的原因是通過(guò)電阻R2半部分的電流，即為U2R2=0.5，此時(shí)能夠清晰的知道所求未知量.當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，P1=U2R1=6，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí)，P2=U2R1+U2R2=9，UR2=I2=0.5，把題目中給出的數(shù)據(jù)代入后聯(lián)立，解之得，U=6V，R1=6Ω，R2=12Ω，即為R1的阻值是6Ω，R2的阻值是12Ω，電源的電壓是6V.

解題點(diǎn)評(píng) 對(duì)于本題中的復(fù)雜電路來(lái)說(shuō)，學(xué)生可以結(jié)合電路的特點(diǎn)及各個(gè)量之間的關(guān)系設(shè)立方程或者方程組，將復(fù)雜的電路問(wèn)題簡(jiǎn)化成幾個(gè)簡(jiǎn)單的電路問(wèn)題，促進(jìn)他們快速解決問(wèn)題.

4 用歐姆定律解答電學(xué)題目

例題 如下圖圖4所示，在這一電路中，電源的電壓一直是6V不發(fā)生變化，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，在滑片P從a端向中點(diǎn)c處進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，電壓表上面的示數(shù)有什么變化？電流表呢？當(dāng)滑片P移動(dòng)到點(diǎn)c時(shí)，通過(guò)Rac的電流是多大？

解題過(guò)程

電壓表在測(cè)量電源兩端的電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器上面的滑片P發(fā)生移動(dòng)時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致電壓表的示數(shù)發(fā)生變化，但是當(dāng)滑片P由a端往中點(diǎn)c處滑動(dòng)過(guò)程中，電路中接入電阻在慢慢變小，結(jié)合歐姆定律原理得知，當(dāng)電路中的電阻變小，電流就會(huì)變大，所以電流表的示數(shù)在慢慢變大，而結(jié)合本題中的電路圖分析可知，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器中ac段4的電阻被滑片P的連線和a相連的導(dǎo)線短路，這說(shuō)明不會(huì)有電流產(chǎn)生，電流表上面的示數(shù)為0.綜合來(lái)說(shuō)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器上面的滑片P由a端向中點(diǎn)c處移動(dòng)過(guò)程中，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)慢慢增大;當(dāng)滑片P移動(dòng)到點(diǎn)c時(shí)，通過(guò)Rac的電流為0.

解題點(diǎn)評(píng) 在本道題目中，由于沒(méi)有出現(xiàn)關(guān)于功率的信息，學(xué)生只需結(jié)合歐姆定律相關(guān)知識(shí)，且理解滑動(dòng)變阻器的特點(diǎn)與原理，將能夠輕松的將問(wèn)題解答出來(lái)，省去大量計(jì)算過(guò)程.

5 巧用假設(shè)法解答電學(xué)題目

例題 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電路能夠正常運(yùn)行，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后小燈泡L熄滅，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電路中只有一個(gè)地方發(fā)生故障，且確定在電阻R或者是小燈泡L上面，現(xiàn)在將一個(gè)電壓表并聯(lián)在小燈泡L的兩端，將會(huì)出現(xiàn)什么情況（）.

A、假如電壓表上面有示數(shù)存在，就表明是小燈泡L斷路

B、假如電壓表上面有示數(shù)存在，就表明電阻R可能短路

C、假如電壓表上面不存在示數(shù)，就表明是小燈泡L短路

D、假如電壓表上面不存在示數(shù)，就表明是電阻R斷路

解題過(guò)程

針對(duì)選項(xiàng)A來(lái)說(shuō)，如果小燈泡L斷路，那么整個(gè)電路就會(huì)出現(xiàn)斷路情況，小燈泡熄滅，電壓表上面存在示數(shù)，故該選項(xiàng)是正確的;針對(duì)選項(xiàng)B，假如電阻R短路，燈泡L發(fā)光，這與題意符合，所以該選項(xiàng)是錯(cuò)誤的;對(duì)于選項(xiàng)C，假如燈泡L短路，燈泡不會(huì)亮，由于電壓表測(cè)量的是導(dǎo)線的電壓，故針對(duì)選項(xiàng)A來(lái)說(shuō)，如果小燈泡L斷路，那么整個(gè)電路就會(huì)出現(xiàn)斷路情況，小燈泡熄滅，電壓表上面沒(méi)有示數(shù)，現(xiàn)象也一樣;針對(duì)選項(xiàng)D，假如電阻R斷路，燈泡L斷路，此時(shí)小燈泡L熄滅，由于電壓表測(cè)量的是電源的電壓，有示數(shù)存在，不過(guò)當(dāng)小燈泡L短路時(shí)，同樣會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象;所以正確答案是選項(xiàng)A.

解題點(diǎn)評(píng) 處理這類電路故障類的電學(xué)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生可采用假設(shè)法，對(duì)各個(gè)選項(xiàng)中的內(nèi)容假設(shè)存在，然后向題目中的已知條件或者相關(guān)電學(xué)原理推理，根據(jù)是否存在沖突判定正誤.

6 關(guān)注電路變化解答電學(xué)題

例題 如下圖圖6所示，小燈泡上面的參數(shù)是“6V，3W”，電源電源為9V，定值電阻R2的阻值為12Ω，只有閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)，小燈泡才能夠正常發(fā)光，那么電阻R1的阻值是多大？當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，小燈泡的功率是多大？

解題過(guò)程

假如只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，等效電路如圖7所示，這時(shí)小燈泡剛好會(huì)正常發(fā)光，可以得到UL=U額=6V，PL=P額=3W，由此可以得到IL=I額=P額/U額=3W/6V=0.5A，RL=U額/I額=6V/0.5A=12Ω.又因?yàn)閁=9V，UL=6V，據(jù)此能夠得到UR1=U-UL=3V，因?yàn)镮R1=IL=0.5A，所以R1=UR1/IR1=3V/0.5A=6Ω.

如果只閉合開(kāi)關(guān)S2，等效電路如圖8所示，根據(jù)題能得到RL=R2=12Ω，所以UL=UR2=U/2=4.5V，這時(shí)小燈泡的實(shí)際功率是P實(shí)=U2L/RL=1.69W.所以說(shuō)電阻R1的阻值是6Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S2閉合、S1斷開(kāi)時(shí)，小燈泡的功率大小為1.69W.

解題點(diǎn)評(píng) 本題的特殊之處在于通過(guò)操作開(kāi)關(guān)讓電路發(fā)生變化，學(xué)生在解題時(shí)需把握好小燈泡額定功率這一關(guān)鍵信息，并結(jié)合電路變化特點(diǎn)，及歐姆定律相關(guān)知識(shí)就能順利解題.

7 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在初中物理電學(xué)問(wèn)題解題教學(xué)活動(dòng)中，由于有關(guān)電學(xué)知識(shí)多而雜，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)展，高度重視解題方法的講解，使其在最短時(shí)間內(nèi)找到問(wèn)題的切入點(diǎn)，確定解決問(wèn)題的思路與方式，幫助他們掌握不同類型電學(xué)試題的解題竅門，讓學(xué)生能夠結(jié)合具體題目靈活選用各種有效的解題方法，不斷提升他們的物理解題水平.

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