初中物理電學(xué)題解題方法探討

摘 要：電學(xué)是初中物理學(xué)科的重要組成部分，是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)生以后進(jìn)入高中物理深入學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和前提。多年來全國各地中考中電學(xué)題是必考內(nèi)容，其分值占比很重，重要性不言而喻。當(dāng)然初中電學(xué)類主要涉及的是電流、電壓、電阻、電功、電功率等相關(guān)物理量的計(jì)算或判斷，而這些物理量又比較抽象，考查這些物理量計(jì)算或判斷又同時(shí)考查學(xué)生的閱讀理解題的能力，邏輯思維推理能力，解題方法和解題技巧的能力，對學(xué)生的要求很高，但考生們丟失分較多，特別是計(jì)算類電表示數(shù)變化類等題型。筆者從教初中物理學(xué)科教育教學(xué)二十多載，對電學(xué)類解題方法也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和方法，下面就對初中物理電學(xué)類題型解題方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：物理;解題;方法

在長期教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)感悟中，我認(rèn)為電學(xué)類解題時(shí)必須遵循“一個(gè)原則”，即是我們在運(yùn)用公式解題時(shí)，公式中的每一個(gè)物理量都應(yīng)該遵循“一一對應(yīng)”原則，每一個(gè)物理量應(yīng)同時(shí)具備“同一性”“同時(shí)性”，也就是說導(dǎo)體中的電流電壓電阻等物理量必須是同一時(shí)間同一段電路的同一導(dǎo)體而言的。例如求串聯(lián)電路中的“總電壓”時(shí)，在公式中就應(yīng)該用“總電流”乘以“總電阻”;又例如求“R1的電阻”時(shí)，在公式中就應(yīng)該用“R1兩端的電壓”除以“R1中的電流”，切忌張冠李戴。

初中物理電學(xué)知識，涉及到的公式有電流、電壓、電阻、電功、電功率、電熱等，涉及到的定律有歐姆定律、焦耳定律，我認(rèn)為應(yīng)該讓學(xué)生熟練地掌握其定義式、變形式、推導(dǎo)式，并知道其使用的條件范圍，更應(yīng)該讓學(xué)生熟練地掌握串聯(lián)電路并聯(lián)電路各物理量的特點(diǎn)和規(guī)律，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行方法的指導(dǎo)，可以達(dá)到事半功倍的效果。我通過實(shí)際教學(xué)總結(jié)出解電學(xué)類題不外乎兩種方法，“直接求解法”和“間接求解法”。

“直接求解法”就是直接運(yùn)用公式求值，我在教學(xué)中要求學(xué)生必須熟記以下公式：①求電流I=U/R=P/I ②求電壓：U=IR=P/I ③ 求電阻：R=U/I=U2/P④求電功：W=Pt=U2It=I2Rt=U2t/R? ⑤求電功率：P=W/t=UI=U2/R =I2R? ⑥求電熱：Q=I2Rt? 讓學(xué)生知道歐姆定律定義式只適用于純電阻電路，其一切通過歐姆定律變形的或推導(dǎo)公式也只適用于純電阻電路。

1、直接根據(jù)題中已知物理量求解

例題一 如圖所示電路中，電源電壓為6V，R1=R2=30Ω

求： ①當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流表示數(shù)是多少？

②當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電流表示數(shù)是多少？

解析：這是開關(guān)處于斷開或閉合不同狀態(tài)的動態(tài)電路，

①當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)題中已知物理量，電路中的電流可用總電壓除以總電阻，直接根據(jù)題中已知物理量可求解。

②當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，R2短路，電路中只有R1工作，電流表測R1中的電流，根據(jù)題中已知物理量，R1中的電流可用R1兩端電壓即電源電壓除以R1的阻值，直接根據(jù)題中已知物理量可求解。

2、直接根據(jù)題中已知物理量建立方程求解

例題二? 如圖所示電路中，電源電壓恒為不變，R1是定值電阻，R2為滑動變阻器，最大阻值為30Ω，開關(guān)閉合時(shí)，當(dāng)P在a端時(shí)，電流表示數(shù)是0.6A;當(dāng)P在b端時(shí)，電流表示數(shù)是0.2A。

求： ①電源電壓是多少？

②R1的電阻是多少？

解析：這是含有滑動變阻器的動態(tài)電路，根據(jù)題中已知物理量，不

能直接求解，但我們要讓學(xué)生明白在同一恒定不變的電源電路中，一是應(yīng)該抓住電源電壓恒為不變可建立方程等式;二是應(yīng)該抓住滑動變阻器的滑片在不同位置電源電壓恒為不變，可建立不同方程等式。

①開關(guān)閉合時(shí)，當(dāng)P在a端時(shí)，R2連入電路中的阻值為0，電流表測電路中的電流為0.6A，電路中只有R1工作，有：U=0.6A×R1? ?----------①

②開關(guān)閉合時(shí)，當(dāng)P在b端時(shí)，此時(shí)R2=30Ω且與R1串聯(lián)，電流表測電路中的電流為0.2A，有：U=0.2A×（30Ω+R1）? ?---------②

聯(lián)立①②方程可直接求解電源電壓U和R1的電阻。

“間接求解法”

1、間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某一中間物理量，再求解。

根據(jù)題中已知物理量不能直接求解的，應(yīng)該讓學(xué)生知道要抓住串聯(lián)電路或并聯(lián)電路電流、電壓、電阻、電功、電功率等物理量的特點(diǎn)和規(guī)律，間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某一中間物理量，再求解。

例題三? 如圖所示電路中，標(biāo)有“6V，3W”的小燈泡L與定值電阻R接入電源電壓恒為12V電路中，閉合開關(guān)后，電流表示數(shù)為0.2A，不考慮溫度對小燈泡電阻的影響，求：R的阻值

解析：由電路圖可知，小燈泡L與定值電阻R串聯(lián)，電流表測電路中的電流為0.2A。要求R的阻值，由公式R=U/I，必須要知道R兩端的電壓，這就要根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，先求出L兩端的電壓的這一一中間物理量;又因小燈泡L標(biāo)有“6V，3W”且不考慮溫度對小燈泡電阻的影響，根據(jù)公式RL=U2L /PL =（6V）2/3W=12Ω，求出L的值，再根據(jù)UL=IL×RL=0.2A×12Ω=2.4V;再求R兩端的電壓UR=12V-2.4V=9.6V;所以R=UR/I=9.6V/0.2A=48Ω。

例題四? 如圖所示電路中，電源電壓恒為不變，不考慮溫度對小燈泡電阻的影響，當(dāng)滑動變阻器的滑片向左滑動時(shí)，下列說法正確的是（? ?）

A? 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小。

B? 電流表示數(shù)電壓表示數(shù)都變大。

C? 電流表示數(shù)電壓表示數(shù)都變小。

D? 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大。

解析：由電路圖可知，當(dāng)S閉合時(shí)，燈與R滑串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測R滑兩端的電壓。因電源電壓恒為不變，P向左滑動時(shí)，R滑變大，總電阻變大，根據(jù)I=U/R可以判斷電流表示數(shù)變小;對于電壓表示數(shù)變化情況，則不能直接用公式U滑=IR滑進(jìn)行，其中I是變小的，R滑是變大的，U滑變小變大無法直接得到結(jié)論，這時(shí)抓住串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)先判斷U燈=IR燈這一一中間物理量的變化情況，其中I是變小的，R燈是不變的，所以U燈是變小的;又U燈是變小根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)U滑=U-U燈，U是不變的，U燈是變小，所以U滑是變大。故選D.

2、建立方程間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某一中間物理量，再求解。

這類較復(fù)雜的電學(xué)題往往出現(xiàn)在同一電源電壓不變的動態(tài)電路，而根據(jù)題中已知物理量，不能直接求解，也不能間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某一中間物理量，再求解，此時(shí)我們就要建立方程間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某一中間物理量，再求解了。

例題五? 如圖所示電路中，電源電壓恒為不變，

R1為滑動變阻器，R2是定值電阻S閉合后，滑動變阻器的滑片P在A、B間滑動的過程中，電壓表的最大示數(shù)為4V，電流表示數(shù)變化范圍是0.4A----1.2A，求：P在A、B間滑動的過程中，電阻R2的電功率變化范圍是多少？

解析：這是含有滑動變阻器的動態(tài)電路，根據(jù)題中已知物理量，不能直接求解P2的變化范圍，也不能間接求出與這個(gè)物理量有關(guān)的某R2這一中間物理量，再求解;所以我們只有建立方程把R2這一中間物理量求出來，再求解P2的變化范圍。當(dāng)然一是要抓住同一電源電壓恒為不變可建立方程等式;二是應(yīng)該抓住滑動變阻器的滑片在不同位置源電壓恒為不變，可建立不同方程等式。

①當(dāng)P在B端時(shí)，R1=0Ω，電路中只有R2工作，此時(shí)電流表示數(shù)最大為1.2A，電壓表示數(shù)為0V.有：U=1.2A×R2? -------------①

②當(dāng)P在A端時(shí)，R1最大，此時(shí)R1與R2串聯(lián)，電流表示數(shù)最小為0.4A，電壓表測R1兩端電壓且此時(shí)最大為4V.有：U=4V+0.4A×R2 -------- ②

聯(lián)立①②方程可直接求解R2=5Ω

又因?yàn)楫?dāng)P在B端時(shí)，R2的電功率最大，最大P2=I2×R2=1.2A×5Ω=6W

當(dāng)P在A端時(shí)，R2的電功率最小，最小P2=I2×R2=0.4A×5Ω=2W

所以2W≤P2≤6W

作者簡介：

王作東（1971.03）男，四川劍閣縣人，四川省劍閣縣鶴齡中學(xué)教師，大學(xué)本科，中學(xué)物理一級教師。