比例法在初中物理解題中的應(yīng)用

孟新平

(甘肅省武威市涼州區(qū)河?xùn)|鎮(zhèn)九年制學(xué)校 733000)

1 體現(xiàn)出某些特殊的物理量的意義需要使用比例法進(jìn)行解答

對(duì)于一個(gè)新學(xué)習(xí)的知識(shí)，概念在新知識(shí)的學(xué)習(xí)中尤為重要，特別是對(duì)于物理學(xué)科來(lái)說(shuō)，物理概念是學(xué)習(xí)好物理的基礎(chǔ)，對(duì)于剛接觸物理的初中生對(duì)于物理概念的學(xué)習(xí)就絕對(duì)不能跳過(guò)這個(gè)步驟，是初中物理教學(xué)過(guò)程里面的重要基石，在物理學(xué)科里面，大多數(shù)的物質(zhì)的自身的屬性都在物理量中有所體現(xiàn)，例如一個(gè)物質(zhì)的比熱及其密度都是與物質(zhì)的自身屬性有關(guān)的，甚至于是物質(zhì)自身的屬性是起決定性作用的，在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中，很多學(xué)生會(huì)去重點(diǎn)關(guān)注物理量表達(dá)的意義，但是往往在實(shí)際進(jìn)行解題時(shí)物理意義卻毫無(wú)施展之地，甚至于錯(cuò)誤頻生；要想效果明顯的減少這一類(lèi)錯(cuò)誤發(fā)生的頻率就需要使用比例法去解答題目，通過(guò)訓(xùn)練使用比例法解答題目，可以有效提高初中學(xué)生的解題效率.

例1 有一根電阻的阻值大小為10歐姆的金屬導(dǎo)線，現(xiàn)在將這根金屬導(dǎo)線均勻拉伸到原來(lái)的3倍，求出將金屬導(dǎo)線拉伸后的電阻阻值是多少歐姆？

解析通過(guò)分析題目可以知道，這道題所給的已知信息是比較少的，有許多未知數(shù)，例如金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度是多少、金屬導(dǎo)線的材料性質(zhì)特點(diǎn)有哪些、金屬導(dǎo)線的橫截面積是多少等等問(wèn)題均不知道的，因此我們想要直接根據(jù)題目所給信息求出導(dǎo)線的電阻是幾乎不可能成功的，因此，我們需要進(jìn)一步進(jìn)行分析，由分析可以發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)線均勻拉伸以后，發(fā)生變化的只有金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線的橫截面積，沒(méi)有發(fā)生變化的有導(dǎo)線的材料性質(zhì)和金屬導(dǎo)線的整體的體積，也就是說(shuō)金屬導(dǎo)線的橫截面積與其長(zhǎng)度的乘積是沒(méi)有變化的，假設(shè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度用L表示，導(dǎo)線的橫截面積用S表示，也就等價(jià)于：

L1·S2=L2·S1

由此可得出：

那么根據(jù)上述式子就可以得出R2的值，即

R2=9R1=90(歐姆).

2 幫助掌握和理解物理規(guī)律的使用條件需要使用比例法進(jìn)行解答

對(duì)于初中階段的物理學(xué)科的學(xué)習(xí)必須要記住物理的相關(guān)規(guī)律，記住物理規(guī)律才能進(jìn)行下一步的學(xué)習(xí)，牢記物理規(guī)律對(duì)于解答物理題目有一定的幫助，但是需要注意的是，在熟記物理相關(guān)規(guī)律并且在實(shí)際解題過(guò)程中使用物理規(guī)律時(shí)一定不能忘記它的使用條件是什么；以歐姆定律為例子，在初中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，歐姆定律是初中階段的一個(gè)極其重要的規(guī)律，歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為I=U/R，由這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式可以得出：當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度和電壓成正比的情況下，電阻恒定不變”，從電功率的方面來(lái)看，電功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：P=I2R=U2/R，從這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式可以看出，電功率與電流的強(qiáng)度的平方成正比的時(shí)候電阻恒定不變，并且在電阻恒定不變的時(shí)候與電壓的平方成正比.當(dāng)同學(xué)在實(shí)際處理這些問(wèn)題時(shí)一定要記住這些物理規(guī)律的使用條件，千萬(wàn)不能忽略，物理教師在進(jìn)行串連電路和并聯(lián)電路的教學(xué)時(shí)應(yīng)該靈活使用比例法進(jìn)行教學(xué)和解題，在計(jì)算中也可以運(yùn)用的比例法，并且也要突出和體現(xiàn)出這些規(guī)律的適用條件，學(xué)生對(duì)于這些規(guī)律的理解和掌握也能更加牢固.

例2 有一個(gè)電路如圖1所示，有三個(gè)電阻阻值相等的A、B、C，在電源兩端的電壓都是U，請(qǐng)求出：當(dāng)電建K在斷開(kāi)和閉合的兩種情況下，電阻A消耗的電功率之比是多少？

圖1

解析觀察圖1可得，當(dāng)電建K斷開(kāi)的時(shí)候，電阻C和電阻A是串聯(lián)在一起的，串聯(lián)電路代表電路中通過(guò)的電流是相等的，因此電壓U正比于電阻R，那么通過(guò)比例法可以得到下列比例關(guān)系：

那么通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算可以得到：

當(dāng)電建閉合的時(shí)候，觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，電阻A和電阻B是并聯(lián)起來(lái)的，再與電阻C串聯(lián)在一起，那么就有：

因?yàn)殡娮鐰的電阻阻值恒定不變，那么電功率和電壓的平方是成正比的，也就是等價(jià)于：

代入數(shù)據(jù)計(jì)算可以得到

3 嚴(yán)密論證、通俗易懂、顯著提高解題效率

數(shù)學(xué)運(yùn)算在初中階段的物理學(xué)習(xí)中也涉及到很多，大多數(shù)初中學(xué)生的計(jì)算能力有限造成許多學(xué)生不能夠進(jìn)行較為復(fù)雜的物理運(yùn)算，對(duì)于要進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算的物理題會(huì)感覺(jué)無(wú)從下手和痛苦艱難，錯(cuò)誤也會(huì)出現(xiàn)很多，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)踐證明，要想明顯的簡(jiǎn)單化解答的過(guò)程就要正確的使用比例法進(jìn)行解答，這樣才有利于提高解題的質(zhì)量和解題的效率.

例3 示意圖為圖2，在MN之間沒(méi)有接用電器時(shí)兩個(gè)點(diǎn)的電壓是120V，如果在電路中接入一個(gè)額定功率是100W的白熾燈以后，MN的電壓就會(huì)變成110V，如圖3所示，如果兩點(diǎn)之間再接入額定電壓和燈泡相同的電爐以后，MN的電壓就會(huì)變成90V，如圖4所示，請(qǐng)求出電爐的額定功率.

圖2

圖3

圖4

解析分析這道題可以知道，若是采用常規(guī)的方法來(lái)解答這道題，必將列出多個(gè)方程才能求出解，并且解多個(gè)方程的計(jì)算過(guò)程也十分麻煩，我們可以采用比例法來(lái)解這道題，由串聯(lián)電路的特征可以得到以下比例式：

也就是R1=11R0，在把電爐接入以后，就有以下：

根據(jù)題目中所給的信息我們可以知道燈泡的額定電壓和電爐的是相等的，那么燈泡和電爐的額定功率與電阻是反比關(guān)系，也就是說(shuō)：

代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：

P2=267W.

綜上所訴，比例法適用于很多物理概念、物理的定理及其規(guī)律，是解決物理問(wèn)題的重要手段之一，初中物理教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)就應(yīng)當(dāng)將比例法運(yùn)用其中，指導(dǎo)學(xué)生牢記比例法，引領(lǐng)學(xué)生多使用比例法解題，借此提高學(xué)生實(shí)際解決問(wèn)題的能力.