巧用表格分析初中物理電學(xué)計(jì)算題

黃兆洪

[摘要]表格能把各個(gè)物理量集中呈現(xiàn)出來，便于學(xué)生把握各個(gè)物理量之間的聯(lián)系，快速找到解題的著手點(diǎn)和突破口。巧用表格分析電學(xué)計(jì)算題。直觀形象，易于理解，可有效增強(qiáng)學(xué)生的信心，進(jìn)而提高教學(xué)的有效性。

[關(guān)鍵詞]表格，初中物理，電學(xué)計(jì)算題

[中圖分類號(hào)]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6058（2020）11-0045-03

電學(xué)計(jì)算是中考考查的重點(diǎn)，也是初中物理教與學(xué)的一大難點(diǎn)。由于電學(xué)計(jì)算涉及的知識(shí)點(diǎn)多，各物理量間的關(guān)系復(fù)雜，因而學(xué)生解題時(shí)經(jīng)常感到無從下手，久而久之，見到電學(xué)計(jì)算題都會(huì)感到害怕。實(shí)際教學(xué)中，教師通常是一題一教，沒有系統(tǒng)的思路、方法介紹，所以整體教學(xué)效果不佳。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，主要探討用表格分析初中電學(xué)計(jì)算題，以期幫助學(xué)生厘清解題思路，明確解題步驟，從而讓學(xué)生順利解題。

一、簡單電路的計(jì)算

解題時(shí)，畫出串、并聯(lián)電路對應(yīng)的表格如表2.第一列中“R、I、U、P”代表四個(gè)基本的電學(xué)量，第一行中“R₁、R₂”表示串聯(lián)或并聯(lián)中的兩個(gè)元件，“總”表示串聯(lián)或并聯(lián)中總的電阻、電流、電壓、電功率。對已知的量，在表格中打“√”，如果表格中某列有兩個(gè)已知量，代人兩個(gè)基本公式就可以求出該列的其余量;如果某行有兩個(gè)已知量，根據(jù)串、并聯(lián)電路電阻或電流、電壓、電功率的特點(diǎn)就可以求出該行的其余量，這就是解題的基本思路。按照這個(gè)思路，表格中所有的未知量都可以求出。

[例2]一個(gè)小燈泡標(biāo)有“2.5V，0.5w”字樣，要把它接在6V的電源上使它正常發(fā)光，應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？

解析：依題意畫出電路圖如圖4.這是一個(gè)L跟只串聯(lián)的電路，畫出對應(yīng)的表格如表3.對已知的量，在表格中打“√”，尋找其中有兩個(gè)已知量的某行或某列：L所在列有兩個(gè)已知量U_L、P_L，代人兩個(gè)基本公式就可以求出人和A真;U所在行有兩個(gè)已知量U_L、U_總，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可求出U_R。循此思路，可以求出表中的全部未知量（求解順序如表3中序號(hào)所示）。

[例3]如圖5所示電路中，電阻R₁的阻值是20Ω，閉合開關(guān)S，電流表A₁的示數(shù)為0.3A，電流表A的示數(shù)為0.5A。求：（1）電源電壓;（2）電阻R₂的電功率。

解析：依題意可知這是一個(gè)R₁跟R₂并聯(lián)的電路，畫出對應(yīng)的表格如表4.把表格中的已知量打“√”，R₁所在的列有兩個(gè)量R₁和I₁，根據(jù)歐姆定律可求出U₁，再根據(jù)“并聯(lián)電壓相等”可得出電源電壓U_總;I所在的行有兩個(gè)量I₁和I_總，根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可求出I₂，本題的求解順序如表4中序號(hào)所示。

用表格分析解答串、并聯(lián)電路的有關(guān)計(jì)算問題，“串聯(lián)電流相等”和“并聯(lián)電壓相等”的特點(diǎn)在解題時(shí)要優(yōu)先應(yīng)用。有一種特殊情況是表格中每列和每行最多只有一個(gè)已知量，這種情況下，應(yīng)根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和規(guī)律列方程。具體可根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可以列出一個(gè)關(guān)于電流I的方程求出I;根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可以列出一個(gè)關(guān)于電壓U的方程求出U。把求出的I或U再記入表格，表格中就會(huì)出現(xiàn)某列或某行有兩個(gè)已知量，然后再應(yīng)用前面的分析方法，表格中的全部未知量就都可以求出了。

[例4]如圖6所示的電路中，R₁=40Ω，閉合開關(guān)，R₂兩端的電壓為10V，電路的總功率為15w，求電路中的電流I。

分析：依題意可知這是一個(gè)R₁跟R₂串聯(lián)的電路，畫出對應(yīng)的表格如表5.把表格中的已知量打“√”，根據(jù)P₁+P₂=P_總，列出一個(gè)關(guān)于電流I的方程。I解出后再記入表格，應(yīng)用前面的分析求解方法，表格中所有的未知量都可以求出。

[例5]如圖7所示的電路中，R₁=10Ω，閉合開關(guān)，及，消耗的電功率為2.7w，電路的總電流為1.2A，求電源電壓U。

分析：依題意可知這是一個(gè)R₁跟R₂并聯(lián)的電路，畫出對應(yīng)的表格如表6.把表格中的已知量打“√”，根據(jù)I₁+I₂=I_總，列出一個(gè)關(guān)于電壓U的方程。求出U后再記入表格，則表格中所有的未知量都可以求出。

三、動(dòng)態(tài)電路的計(jì)算

動(dòng)態(tài)電路是指通過開關(guān)通斷或移動(dòng)滑片使電路發(fā)生改變的電路。

當(dāng)開關(guān)通斷發(fā)生變化或移動(dòng)滑片使電路發(fā)生改變時(shí)，電路結(jié)構(gòu)或電路參數(shù)發(fā)生了變化。先畫出變化前后對應(yīng)的兩個(gè)電路，再畫出兩個(gè)電路對應(yīng)的表格，應(yīng)用前面的分析方法，按步驟解出題目要求的量。解動(dòng)態(tài)電路計(jì)算題時(shí)，要特別注意分析清楚變化前后兩個(gè)電路中不變的量和改變的量，否則容易出錯(cuò)。

[例6]（2018·重慶B卷）如圖8所示的電路中，R₁、R₂為定值電阻，其中R₁=10Ω，當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，則電源電壓為多少？當(dāng)同時(shí)閉合開關(guān)S₁、S₂時(shí)，電流表的示數(shù)增大為1.2A，則R₂的電功率是多少？

解析：（1）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時(shí)，是一個(gè)含有R₁的最簡單電路，先畫對應(yīng)的電路圖如圖9.再畫出相對應(yīng)的表格如表7.把表格中的已知量打“√”，根據(jù)歐姆定律，就可以求出電源電壓。

U=I₁R₁=0.4A×10Ω=4V

（2）當(dāng)同時(shí)閉合S₁、S₂時(shí)，是一個(gè)R₁跟R₂并聯(lián)的電路，先畫對應(yīng)的電路圖如圖10.再畫出相對應(yīng)的表格如表8.注意圖10和圖9不變的量有：電源電壓U、R₁的阻值、通過R₁的電流I₁;改變的量有：電流表A的示數(shù)，此時(shí)為電路的總電流。把表格中的已知量打“√”，根據(jù)表格分析求解，求解步驟如表8中的序號(hào)所示。

[例7]（2018·邵陽）某同學(xué)為自己設(shè)計(jì)了一盞調(diào)光燈，其原理如圖11所示，已知L的規(guī)格為“6V，3w”（不考慮燈絲電阻的變化），滑動(dòng)變阻器及的變化范圍為0-12Ω，電源電壓恒為6V。S閉合時(shí)，求：

（1）當(dāng)P滑至最左端時(shí)，燈絲中的電流。

（2）在P從左向右移的過程中，L發(fā)光最暗時(shí)的實(shí)際功率。

解析：（1）S閉合，當(dāng)P滑至最左端時(shí)，R=0.此時(shí)U_L=U=6V，L正常發(fā)光，是一個(gè)最簡單的電路。畫對應(yīng)的電路圖如圖12.再畫出相對應(yīng)的表格如表9.把表格中的已知量打“√”，根據(jù)電學(xué)的兩個(gè)基本公式就可以求出燈絲中的電流和電阻。

當(dāng)P滑至最左端時(shí)，L正常發(fā)光，

（2）S閉合，將P從左向右移的過程中，當(dāng)P至最右端時(shí)，L發(fā)光最暗，此時(shí)及=12Ω，是一個(gè)L跟R串聯(lián)的電路。先畫出對應(yīng)的電路圖如圖13.再畫出對應(yīng)的表格如表10.注意圖13和圖12不變的量有電源電壓U及L的阻值;改變的量有L兩端的電壓、通過L的電流。把表格中的已知量打“√”，根據(jù)表格分析求解，求解步驟如表10中序號(hào)所示。

綜上所述，用表格分析初中物理電學(xué)計(jì)算題的步驟是：第一步，依題意判斷出電路的連接方式;第二步，畫出電路對應(yīng)的表格，把表格中的已知量打“√”;第三步，觀察表格，如果表格中每一列和每一行中最多只有一個(gè)已知量，若電路為串聯(lián)電路，則要列出一個(gè)關(guān)于電流I的方程，求出I;若是并聯(lián)電路，則要列出一個(gè)關(guān)于電壓U的方程，求出U。如果表格中某列或某行有兩個(gè)已知量，則可根據(jù)相應(yīng)的公式求出該列或該行中的其余量，這是解題的基本思路。按照這個(gè)思路，表格中所有的未知量都可以求出。

表格能把各個(gè)物理量集中地呈現(xiàn)出來，使學(xué)生更全面地觀察到各個(gè)物理量之間的聯(lián)系，更容易厘清解題思路，快速找到解題的著手點(diǎn)或突破口。用表格分析初中物理電學(xué)計(jì)算題，簡便易行，增強(qiáng)了學(xué)生的信心，大大提高了教學(xué)的有效性。