初中物理電學的解題方法

郭易芬

【摘要】電學知識是初中物理教學中的一項重要內容，大多都是基礎性知識，但是電學類的題目與其它知識點的試題相比比較抽象，對學生的邏輯思維能力要求較高.在初中物理電學解題教學中，教師需帶領學生學習一些常用的解題方法，幫助他們掌握相關解題技巧.基于此，本文針對初中物理電學的解題方法進行深入分析，同時羅列部分解題實例以供參考.

【關鍵詞】初中物理;物理電學;解題方法

在初中物理知識體系中，電學知識涉及到的知識點較多，包括：電路、電流、電壓、電阻、電功率等，還有不少公式與定律，教師在平常教學中需幫助學生掌握基本的電學規(guī)律，為解題實踐做鋪墊，而講解解題方法時，要著重培養(yǎng)他們的邏輯思維能力，使其通過認真審題深入理解電學問題的本質，讓學生形成正確的解題思路，推動他們準確、高效的解題.

1 運用極值法解答電學題目

例題 如下圖圖1所示，電路中有兩個電阻是串聯(lián)關系，其中R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，把開關S1接通后，讓滑動變阻器R2的滑片在某一部分區(qū)間進行來回滑動，在這一過程中，電流表的示數(shù)變化范圍是2A至5A，求電源電壓的大小，以及定值電阻R1的阻值.

解題過程

處理這一帶有滑動變阻器類的電學問題時可以使用極值法，由于在該題電路中，電壓表所測量的電壓是滑動變阻器兩端的電壓，示數(shù)最小時就表示滑動變阻器的滑片在最左端，這時電路中接入的電阻最小，而電流最大，列出式子U=5+5×R1①;反之列出式子U=8+2×R1②;將兩個式子聯(lián)立起來得到一個二元一次方程組，解得U=10V;R1=1Ω，所以說該電路中的電源電壓是10V，定值電阻的阻值R1是1Ω.

解題點評 當電學問題中帶有滑動變阻器時，教師可以提醒學生運用極值法解題，并根據(jù)其它電學知識列出式子，確定好題目中量的變化與關系，讓他們更好的分析與解答題目.

2 采用比例法解答電學題目

例題 如下圖圖2所示，有一段電阻絲，a、b、c是上面的三個點，如果把這個電阻絲全部接入到一個電路之中，測出功率為15W，而只接入ab這一段時，功率則為60W，那么只接bc這一段時，功率為多大？

解題過程

因為題目中提供的是電阻絲的功率大小，而是在同一個電路中接入該電阻絲的不同部分，如果采用一般方法解題過程比較繁瑣，容易出現(xiàn)錯誤，因此可以根據(jù)公式 P=UI→P=U2R，即 R=U2P，然后通過比例能夠有效解題.根據(jù)Rac=Rab+Rbc→U2Pac=U2Pab+U2Pbc→U215=U260+U2Pbc→Pbc=20W，即該段的功率是20W.

解題點評 電學問題通常會提供電路中部分物理量之間的關系，教師可指導學生采用比例法處理這類題目，把運算過程變得簡單化，使其快速解題，有效降低他們出現(xiàn)錯誤的幾率.

3 運用方程法解答電學題目

例題 如下圖圖3所示，在這一電路中，當斷開開關S1時，這個電路的總功率大小為6W，而閉合開關S1時，電流表上面的示數(shù)變大0.5A，這時該電路的總功率大小為9W，如果把電源的內阻忽略掉，那么兩個定值電阻R1和R2的阻值分別是多大？電源的電壓是多大？

解題過程

當斷開開關S1時，只有電阻R1接入到這一電路中，此時可以得到方程：P=U2R1，即為U2R1=6;當閉合開關S1時，R1與R2這兩個電阻均接入到該電路中，形式是并聯(lián)，因為電源的電壓大小沒有發(fā)生變化，那么能夠得到方程U2R1+U2R2=9;并聯(lián)電路中的電流特點可以判斷出電流表示數(shù)變大的原因是通過電阻R2半部分的電流，即為U2R2=0.5，此時能夠清晰的知道所求未知量.當閉合開關S1時，P1=U2R1=6，當開關S1閉合時，P2=U2R1+U2R2=9，UR2=I2=0.5，把題目中給出的數(shù)據(jù)代入后聯(lián)立，解之得，U=6V，R1=6Ω，R2=12Ω，即為R1的阻值是6Ω，R2的阻值是12Ω，電源的電壓是6V.

解題點評 對于本題中的復雜電路來說，學生可以結合電路的特點及各個量之間的關系設立方程或者方程組，將復雜的電路問題簡化成幾個簡單的電路問題，促進他們快速解決問題.

4 用歐姆定律解答電學題目

例題 如下圖圖4所示，在這一電路中，電源的電壓一直是6V不發(fā)生變化，滑動變阻器的最大阻值為30Ω，當閉合開關S，在滑片P從a端向中點c處進行移動時，電壓表上面的示數(shù)有什么變化？電流表呢？當滑片P移動到點c時，通過Rac的電流是多大？

解題過程

電壓表在測量電源兩端的電壓，當滑動變阻器上面的滑片P發(fā)生移動時，不會導致電壓表的示數(shù)發(fā)生變化，但是當滑片P由a端往中點c處滑動過程中，電路中接入電阻在慢慢變小，結合歐姆定律原理得知，當電路中的電阻變小，電流就會變大，所以電流表的示數(shù)在慢慢變大，而結合本題中的電路圖分析可知，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器中ac段4的電阻被滑片P的連線和a相連的導線短路，這說明不會有電流產(chǎn)生，電流表上面的示數(shù)為0.綜合來說，當滑動變阻器上面的滑片P由a端向中點c處移動過程中，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)慢慢增大;當滑片P移動到點c時，通過Rac的電流為0.

解題點評 在本道題目中，由于沒有出現(xiàn)關于功率的信息，學生只需結合歐姆定律相關知識，且理解滑動變阻器的特點與原理，將能夠輕松的將問題解答出來，省去大量計算過程.

5 巧用假設法解答電學題目

例題 當開關S閉合時電路能夠正常運行，經(jīng)過一段時間以后小燈泡L熄滅，通過檢測發(fā)現(xiàn)電路中只有一個地方發(fā)生故障，且確定在電阻R或者是小燈泡L上面，現(xiàn)在將一個電壓表并聯(lián)在小燈泡L的兩端，將會出現(xiàn)什么情況（）.

A、假如電壓表上面有示數(shù)存在，就表明是小燈泡L斷路

B、假如電壓表上面有示數(shù)存在，就表明電阻R可能短路

C、假如電壓表上面不存在示數(shù)，就表明是小燈泡L短路

D、假如電壓表上面不存在示數(shù)，就表明是電阻R斷路

解題過程

針對選項A來說，如果小燈泡L斷路，那么整個電路就會出現(xiàn)斷路情況，小燈泡熄滅，電壓表上面存在示數(shù)，故該選項是正確的;針對選項B，假如電阻R短路，燈泡L發(fā)光，這與題意符合，所以該選項是錯誤的;對于選項C，假如燈泡L短路，燈泡不會亮，由于電壓表測量的是導線的電壓，故針對選項A來說，如果小燈泡L斷路，那么整個電路就會出現(xiàn)斷路情況，小燈泡熄滅，電壓表上面沒有示數(shù)，現(xiàn)象也一樣;針對選項D，假如電阻R斷路，燈泡L斷路，此時小燈泡L熄滅，由于電壓表測量的是電源的電壓，有示數(shù)存在，不過當小燈泡L短路時，同樣會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象;所以正確答案是選項A.

解題點評 處理這類電路故障類的電學問題時，學生可采用假設法，對各個選項中的內容假設存在，然后向題目中的已知條件或者相關電學原理推理，根據(jù)是否存在沖突判定正誤.

6 關注電路變化解答電學題

例題 如下圖圖6所示，小燈泡上面的參數(shù)是“6V，3W”，電源電源為9V，定值電阻R2的阻值為12Ω，只有閉合開關S1、斷開開關S2時，小燈泡才能夠正常發(fā)光，那么電阻R1的阻值是多大？當開關S2閉合、S1斷開時，小燈泡的功率是多大？

解題過程

假如只閉合開關S1時，等效電路如圖7所示，這時小燈泡剛好會正常發(fā)光，可以得到UL=U額=6V，PL=P額=3W，由此可以得到IL=I額=P額/U額=3W/6V=0.5A，RL=U額/I額=6V/0.5A=12Ω.又因為U=9V，UL=6V，據(jù)此能夠得到UR1=U-UL=3V，因為IR1=IL=0.5A，所以R1=UR1/IR1=3V/0.5A=6Ω.

如果只閉合開關S2，等效電路如圖8所示，根據(jù)題能得到RL=R2=12Ω，所以UL=UR2=U/2=4.5V，這時小燈泡的實際功率是P實=U2L/RL=1.69W.所以說電阻R1的阻值是6Ω，當開關S2閉合、S1斷開時，小燈泡的功率大小為1.69W.

解題點評 本題的特殊之處在于通過操作開關讓電路發(fā)生變化，學生在解題時需把握好小燈泡額定功率這一關鍵信息，并結合電路變化特點，及歐姆定律相關知識就能順利解題.

7 結語

總而言之，在初中物理電學問題解題教學活動中，由于有關電學知識多而雜，教師應該結合學生的實際情況進行設計與開展，高度重視解題方法的講解，使其在最短時間內找到問題的切入點，確定解決問題的思路與方式，幫助他們掌握不同類型電學試題的解題竅門，讓學生能夠結合具體題目靈活選用各種有效的解題方法，不斷提升他們的物理解題水平.

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