初中物理電學(xué)的解題方法研究

摘要：電學(xué)是初中物理的重要知識(shí)點(diǎn)，習(xí)題類型較多，解題方法不盡相同.實(shí)踐中為提高學(xué)生解答各種題型的靈活性，促進(jìn)其解題能力的進(jìn)一步提升，教師不僅要為學(xué)生系統(tǒng)、深入地講解電學(xué)理論知識(shí)，使學(xué)生深刻的理解與掌握，而且還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生做好相關(guān)習(xí)題題型的總結(jié)，尤其結(jié)合經(jīng)典例題的講解為學(xué)生展示不同題型的解題過程，促進(jìn)學(xué)生更好地把握解題的切入點(diǎn).本文結(jié)合自身授課經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)選經(jīng)典例題，探討電學(xué)圖像問題解答、電路元件狀態(tài)判斷、電路相關(guān)參數(shù)計(jì)算、電路故障分析、電路生活化問題求解、電學(xué)實(shí)驗(yàn)問題解決方法，以供參考.

關(guān)鍵詞：初中物理;電學(xué);解題方法;研究

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2022）11-0080-03

收稿日期：2022-01-15

作者簡(jiǎn)介：翁燕芳（1980.8-），女，福建省福州人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

為更好地解答初中物理電學(xué)習(xí)題，不僅需要分析電學(xué)元件的串并聯(lián)關(guān)系，而且需要認(rèn)真回顧串并聯(lián)電路中相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法，尤其要注重歐姆定律以及數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，并結(jié)合不同題型采取針對(duì)性的解題方法，確保習(xí)題得以順利性地突破.

1 電學(xué)圖象問題的解題方法

解答初中物理電學(xué)圖象問題時(shí)為更好地提高效率，既要注重基于歐姆定律構(gòu)建相關(guān)的物理方程，又要靈活應(yīng)用排除法，盡快地排除干擾選項(xiàng)，尤其經(jīng)過簡(jiǎn)單地計(jì)算把握?qǐng)D象中相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系，順利地得出正確答案.

例如，某同學(xué)在“探究通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制了如圖1所示的圖象，則以下說法錯(cuò)誤的是（）.

A.在導(dǎo)體乙的兩端加上1V的電壓時(shí)，通過導(dǎo)體乙的電流為0.1A

B.將甲、乙兩導(dǎo)體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上，電路中的電流為0.9A

C.通過導(dǎo)體甲的電流與其兩端的電壓成正比

D.導(dǎo)體甲的電阻小于導(dǎo)體乙的電阻

A項(xiàng)，由圖象可知當(dāng)電壓U=1V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流為0.1A，正確;B項(xiàng)，對(duì)于導(dǎo)體甲，當(dāng)兩端所接電壓為3V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.6A，由R=U/I可知，∴R甲=U/I=3V/0.6A=5Ω.對(duì)于導(dǎo)體乙，兩端電壓為3V時(shí)，對(duì)應(yīng)電流為0.3A，∴R_乙=3V/0.3A=10Ω，兩電阻串聯(lián)后的總阻值R=5Ω+10Ω=15Ω，接入3V的電源上時(shí)，I=U/R=3V/15Ω=0.2A，錯(cuò)誤;C項(xiàng)，由I=U/R并結(jié)合圖象可知導(dǎo)體甲的電流與其兩端的電壓成正比，正確;D項(xiàng)，根據(jù)以上分析R_甲=5Ω，R_乙=10Ω，R_甲乙

4 電路故障的相關(guān)分析方法

初中物理電學(xué)中分析電路故障包括兩種情境，給出電路圖，要求分析故障;給出實(shí)物連接圖，要求分析故障.

例如，使用額定電壓均為2.5V的小燈泡，連接成如圖4所示的電路.若將開關(guān)S閉合后，發(fā)現(xiàn)兩盞燈均不發(fā)光，電壓表V₁，V₂均有示數(shù)且示數(shù)相同，若電路中只有一處故障，則出現(xiàn)的故障可能是（）.

A.燈L₁短路B.燈L₁斷路

C.燈L₂短路D.燈L₂斷路

解答該類習(xí)題可按照以下思路進(jìn)行：第一步，根據(jù)連接的實(shí)物圖簡(jiǎn)化電路，判斷電學(xué)元件的連接方式.對(duì)于該題，從電源的正極出發(fā)沿著導(dǎo)線進(jìn)行分析，可知兩個(gè)燈泡是串聯(lián)關(guān)系.第二步，逐個(gè)讓電表回位，判斷電表測(cè)量的對(duì)象.該題中電壓表V₁測(cè)量的是電源電壓，電壓表V₂測(cè)量的是燈泡L₁兩端的電壓.第三步，將各項(xiàng)中的故障代入到電路圖中，看其和給出的條件是否相符.A項(xiàng)，燈L₁短路電壓表V₂沒有示數(shù);B項(xiàng)，燈L₁斷路，兩個(gè)電壓表測(cè)量的均是電源電壓，兩盞燈泡均不發(fā)光，正確;C項(xiàng)，燈L₂短路，兩電壓表雖然有示數(shù)但是燈L1正常發(fā)光，兩電壓表的示數(shù)不相同，錯(cuò)誤;D項(xiàng)，燈L₂斷路電壓表V₁不會(huì)有示數(shù)，錯(cuò)誤.綜上選擇B項(xiàng).

5 電路生活化問題求解方法

求解電路生活化問題時(shí)應(yīng)認(rèn)真審題充分吃透題意，根據(jù)題干描述準(zhǔn)確地判斷電學(xué)元件在電路中的位置以及串并聯(lián)關(guān)系.

例如，如圖5是人們生活中所用的智能電熱馬桶蓋電路圖，其中R₁和R₂是兩個(gè)定值電阻（表示兩個(gè)電阻絲）.單刀雙擲開關(guān)S₂可以接a或b，該電路通過開關(guān)S₁和S₂的不同接法組合，實(shí)現(xiàn)高溫檔、中溫檔、低溫檔三種加熱功能，其中低溫檔和中溫檔的功率分別為24.2W，48.4W.求：（1）R2的電阻;（2）高溫檔的功率;（3）若關(guān)閉其他用電器，只讓坐便加熱電路以高溫檔工作5min，標(biāo)有“3000imp/kW·h”的電能表指示燈閃爍了20次，則電路中實(shí)際電壓為多少？

解答該題在于能夠根據(jù)電路圖搞清楚三種加熱功能下對(duì)應(yīng)的電阻連接關(guān)系.由P=U²/R可知，電阻越大對(duì)應(yīng)的功率越小，因此，當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂接入b時(shí)，R₁和R₂并聯(lián)，電路電阻最小，對(duì)應(yīng)高溫檔;當(dāng)S₁閉合，S₂接入a時(shí)，電路中只有電阻R₁，對(duì)應(yīng)中溫檔;當(dāng)S₂接入a時(shí)，電路中有R₁和R₂，對(duì)應(yīng)低溫檔.對(duì)于問題（1）低溫檔時(shí)P_低=U²/（R₁+R₂）=24.2W，中溫檔時(shí)P_中=U²/R₁=48.4W，U=220V，代入解得R₁=1000Ω，R₂=1000Ω;對(duì)于問題（2）R₁和R₂并聯(lián)時(shí)電阻R_并=500Ω，高溫檔時(shí)的功率P_高=U²/R_并=96.8W;對(duì)于問題（3）以高溫檔工作5min，標(biāo)有“3000imp/kW·h”的電能表指示燈閃爍了20次，則消耗的電能W=20/3000kW·h=2.4×10⁴J，則實(shí)際功率P實(shí)=W/t=2.4×10⁴J/300s=80W，電阻絲電阻不變，則U²/P_高=U_實(shí)2/P_實(shí)，解得U_實(shí)=200V.

電學(xué)是中考的必考知識(shí)點(diǎn)，電路分析是電學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn).因此，實(shí)踐中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生腳踏實(shí)地，徹底搞清楚基礎(chǔ)知識(shí);在學(xué)生扎實(shí)掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師優(yōu)選精講典型例題，尤其引導(dǎo)學(xué)生做好不同習(xí)題解題思路與細(xì)節(jié)上的總結(jié)，讓學(xué)生把握不同題型特點(diǎn)以及相關(guān)的破題技巧.

參考文獻(xiàn)：

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[2] 蔣華奇.初中物理常見變阻器的類型與作用分析[J].中學(xué)教學(xué)參考，2021（5）：59-60.

[責(zé)任編輯：李璟]