“比值法”在初中電學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用淺析

姜忠年

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）10-0062-01

歐姆定律是初中物理電學(xué)中基礎(chǔ)知識(shí)，也是一個(gè)非常重要的知識(shí)點(diǎn)，也是各地中考必考點(diǎn)之一。歐姆定律的得出是通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：探究電流與電壓的關(guān)系、探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜合得出的。從初三的物理中考復(fù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于“探究電流與電阻關(guān)系”的有關(guān)問(wèn)題往往顧此失彼，錯(cuò)誤率較高。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含了電路的動(dòng)態(tài)變化、定值電阻阻值、滑動(dòng)變阻器的選取和加在定值電阻兩端保持不變的電壓值的選取等問(wèn)題。

初三學(xué)生對(duì)這類(lèi)問(wèn)題掌握得不太理想。為了幫助同學(xué)們更好的領(lǐng)會(huì)這部分內(nèi)容，下面就中考物理試卷中有關(guān)“探究電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題作一些簡(jiǎn)單梳理，僅供參考。在“探究電流與電壓關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的問(wèn)題有四類(lèi)：1.定值電阻阻值選取問(wèn)題；2.選取滑動(dòng)變阻器規(guī)格問(wèn)題；3.加在電阻兩端保持不變的電壓設(shè)定問(wèn)題；4.電源電壓選擇。下面就這四類(lèi)問(wèn)題我分別舉例進(jìn)行說(shuō)明。

一、定值電阻阻值選取問(wèn)題

例：（2013 貴陽(yáng)）如圖所示是探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)電路圖，電源電壓保持3V不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“10Ω 1A”.實(shí)驗(yàn)中，先在a、b兩點(diǎn)間接入5Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出并記錄下此時(shí)電流表的示數(shù).接著需要更換a、b間的電阻再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，為了保證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，應(yīng)選擇下列的哪兩個(gè)電阻（）

A.10Ω和40Ω

B.20Ω和30Ω

C.10Ω和20Ω

D.30Ω和40Ω

分析：在此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用就是保持加在ab間的電壓為2V不變，即意味著加在滑動(dòng)變阻器的電壓為U滑=U-UR=3V-2V=1V不變。根據(jù)串聯(lián)電路中U1/U2=R1/R2的特點(diǎn)得到R的阻值增大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值也要隨之變大，滑動(dòng)變阻器接入阻值最大時(shí)，R的阻值也是最大，根據(jù)2V/1V=R/10Ω，R的最大值為20Ω，R≤20Ω都可以。答案選（C）

二、選取滑動(dòng)變阻器規(guī)格問(wèn)題

例：（2011 紹興）小敏用如圖所示的電路圖，研究通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，電源電壓恒為6V。改變電阻R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，保持R兩端的電壓不變，記下相應(yīng)的4次實(shí)驗(yàn)的電流和電阻值，數(shù)據(jù)記錄在表格里。

則在此實(shí)驗(yàn)中，他所選擇的變阻器是（選填序號(hào)）

A.10Ω0.5AB.20Ω1AC.50Ω2A

分析：根據(jù)表格的數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，加在R兩端保持不變的電壓為2V，即意味著加在滑動(dòng)變阻器的電壓為U滑=U-UR=6V-2V=4V不變。根據(jù)串聯(lián)電路中UR/UR，=R/R，的特點(diǎn)，2V/4V=20Ω/R，，R，的最大值為40Ω才夠使用，選擇滑動(dòng)變阻器的原則是先考慮阻值，再看電流值。答案選（C）

三、加在電阻兩端保持不變的電壓設(shè)定問(wèn)題

例：（2011 大連）在探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小明猜想導(dǎo)體中的電流還與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材如下：6V穩(wěn)壓電源、0—20Ω滑動(dòng)變阻器。電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)；4Ω、5Ω、6Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻各一個(gè)；導(dǎo)線若干。

（1）本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選擇的電阻分別為：。

（2）本實(shí)驗(yàn)要保持電阻兩端電壓相同，小明將電壓選擇為某值U0，但實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)更換電阻后，無(wú)法使每個(gè)電阻兩端的電壓都達(dá)到U0，他更改了電壓值U0，才完成實(shí)驗(yàn)。小明在學(xué)習(xí)了歐姆定律之后，他才知道本實(shí)驗(yàn)中控制不變的電壓值U0應(yīng)該在V至V范圍之內(nèi)選擇。

分析：（1）在探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中選擇接入電路中的電阻阻值要成整數(shù)倍，方便尋找物理量之間的關(guān)系，而且實(shí)驗(yàn)的次數(shù)不能少于3次。

（2）根據(jù)串聯(lián)電路中U1/U2=R1/R2的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)無(wú)法使每個(gè)電阻兩端的電壓都達(dá)到U0原因是：U0的電壓值選得太低，使得加在滑動(dòng)變阻器兩端電壓過(guò)大，滑動(dòng)變阻器需要連入電路的阻值過(guò)大，滑動(dòng)變阻器最大值不夠所導(dǎo)致的。解決的方法是提高U0的值，使得加在滑動(dòng)變阻器上減小，在相同的定值電阻時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入阻值就會(huì)減小，滑動(dòng)變阻器就一定夠用。極限條件就是接入定值電阻最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器也正好是最大值。即U0/UP=30Ω/20Ω，U0/（6V-U0）=30Ω/20Ω，解得U0=3.6V。

答案：（1）5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω。（2）3.6V，6V。

在初三物理中考復(fù)習(xí)的過(guò)程中，我們物理教師要多注意對(duì)知識(shí)的梳理和歸類(lèi)，充分思考，深入挖掘，讓學(xué)生用一些基本方法解決一類(lèi)的問(wèn)題，這樣才能使學(xué)生達(dá)到靈活運(yùn)用目的，對(duì)已有的知識(shí)進(jìn)行深化和提高。易獲得成就感，使學(xué)生樹(shù)立能夠?qū)W好物理的信心，不再懼怕電學(xué)計(jì)算題。

（作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)星浦學(xué)校）