對(duì)典型電學(xué)試題的探究

崔紅娣

在中考物理競(jìng)賽中，經(jīng)?？疾檫m度開(kāi)放性和綜合性且難度大的題型，對(duì)學(xué)生具有挑戰(zhàn)性，能促進(jìn)學(xué)生深層次地參與學(xué)習(xí)和探究，能培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.如何解決這類題目的電學(xué)問(wèn)題呢？通過(guò)實(shí)例讓我們進(jìn)行全面分析，從而提高對(duì)電學(xué)問(wèn)題的把握程度.

【例1】 小明想通過(guò)如圖1所示的電路圖進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn).你認(rèn)為不可行的是().

A.驗(yàn)證歐姆定律

C.測(cè)定電阻R₁消耗的功率

B.驗(yàn)證焦耳定律

D.驗(yàn)證電路兩端總電壓等于各部分電路兩端的電壓和

解析：由電路圖可知：使用提供的儀表可測(cè)出R₁兩端的電壓、滑動(dòng)變阻器兩端電壓和電源電壓以及電路中的電流，可通過(guò)R₁兩端的電壓及通過(guò)它的電流來(lái)驗(yàn)證歐姆定律及其消耗的功率，還可通過(guò)R₁和滑動(dòng)變阻器及電源電壓之間的關(guān)系來(lái)驗(yàn)證電路總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，但如果驗(yàn)證焦耳定律Q=I²Rt，卻無(wú)法得到Q的結(jié)果.

錯(cuò)因透視：不能正確解讀電路圖，不了解四個(gè)實(shí)驗(yàn)所需測(cè)量的數(shù)據(jù).

答案：B

【例2】 如圖2所示電路中，電流表、電壓表均有一定示數(shù)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，兩個(gè)表的示數(shù)（）.

A.電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小

B.電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大

C.電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小

D.電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大

解析：開(kāi)關(guān)S閉合前，兩個(gè)電阻串聯(lián)，電壓表測(cè) R₁的兩端電壓；開(kāi)關(guān)S閉合后，R₂短路，電路中只接入了R₁，則電壓表測(cè)的是電源電壓，示數(shù)變大，R₁不變.據(jù)歐姆定律，電流表示數(shù)也變大.

錯(cuò)因透視：不會(huì)判斷電路的變化，不清楚電表的使用，不能利用歐姆定律，導(dǎo)致不能正確解決問(wèn)題.

答案：B

在一些涉及到電功率的問(wèn)題中，不能正確區(qū)分實(shí)際電壓和額定電壓及實(shí)際功率和額定功率.

（1）實(shí)際加在用電器兩端的電壓就是實(shí)際電壓，用U實(shí)表示.

（2）用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率為實(shí)際功率，用P實(shí)表示.

（3）燈泡實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系.

當(dāng)U實(shí)=U額時(shí)，P實(shí)=P額，小燈泡正常發(fā)光.

當(dāng)U實(shí)＜U額時(shí)，P實(shí)＜P額，燈泡發(fā)光較暗或不發(fā)光.

當(dāng)U實(shí)＞U額時(shí)，P實(shí)＞P額，燈泡發(fā)光過(guò)亮或燒毀.

（4）實(shí)際功率的計(jì)算：P實(shí)=U實(shí)I實(shí)，在純電阻電路中P實(shí)=I²實(shí)R=U²實(shí)/R.

下面列舉一道關(guān)于電功率問(wèn)題的分析題目：

如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增大到10V時(shí)，通過(guò)定值電阻的電流相應(yīng)地變化了0.2A，則定值電阻所消耗的功率的變化量為（）.

A.0.4W B.2.8W C.3.6WD.不能確定

解析：本題需要求出電壓改變后和改變前的功率，但只知道電流的變化量，并不知道電流是多少，因此求出這個(gè)過(guò)程中的不變量——電阻R就成為問(wèn)題的突破口.

根據(jù)題意有：

10V/R-8V/R=0.2A，解得R=10Ω，

前后兩次的功率分別為：

P₁=（8V）²/10Ω=6.4W，P₂=（10V）²/10Ω=10W，

定值電阻所消耗的功率的變化量為：

ΔP=10W-6.4W=3.6W.

錯(cuò)因透視：本題很容易錯(cuò)選A，即將電壓的變化量和電流的變化量相乘得到0.4W，這種錯(cuò)誤的根本是沒(méi)有搞清楚各物理量之間的關(guān)系.憑想像做題，沒(méi)有充分考慮所求的數(shù)值是否有物理意義.

答案：C

綜上可知，要想正確解答這類電學(xué)問(wèn)題，必須深入理解電流、電壓、電功率和電阻之間的聯(lián)系，正確分析電路圖才能運(yùn)用自如.

［責(zé)任編輯：黃春香］