初中物理電學難點的突破策略探究

張 揚

（永?？h實驗中學 廣西永福 541800）

有效解答電學習題歷來是初中生學習物理的難點，許多學生在課堂上聽老師講解時聽懂了，但課后自己獨立解答相關習題時卻又束手無策。而電學習題在中考題中又占很大的比例，賦分也很高，有的試題綜合強，難度很大，有時以壓軸的形式出現在各類考試中。面對這些難度偏高、綜合性強的題目，不少學生只能“望題興嘆”。為了有效幫助學生突破電學難點，提高他們在考試中的得分能力，筆者探索了一套突破電學難點的方法，幫助學生突破電學難點，使學生掌握并靈活運用，有效提升學生解答電學習題的能力，提高中考得分率。下面結合教學實踐按知識內容進行分類分析。

一、識別串、并聯(lián)電路

電路圖是電學的重要內容，許多電學題一開頭就是”如圖所示電路中”，其實就暗示學生要解答好這道題必須題意讀懂電路圖，要能從電路圖中收集已知量，要能根據題意畫出等效電路圖。如果不能準確識別電路圖，則接下來的推理、計算也就隨之而錯了。初中電學一般只要求電路中只有兩個用電器（電阻）。兩個用電器的電路只有串聯(lián)或并聯(lián)兩種基本連接形式，所以區(qū)分串、并聯(lián)電路是解答相關電學習題必須突破的難點[1]。

識別串、并聯(lián)電路的四種方法如下：

1.流水法：流水法是初學者常用的直觀形象的感性判斷方法。即從電源正極出發(fā)，把電流當做水流，順著“河流”漂到負極，如果沒遇到“支流”，則各元件之間為串聯(lián)。如果有分流點、合流點，則所分的幾個支流之間為并聯(lián)。此方法學生投入分析的精力少，容易掌握，但也僅適用于電表較少的簡單電路。

2.拆表法：由于V表與用電器是并聯(lián)關系，導至初學者容易把V表當用電器，對電路作出是并聯(lián)的誤判，所以，在流水法基礎上升華，硬性規(guī)定在讀圖時要拆V表。這樣簡化后電路的連接就一目了然了。如果還有含糊不清，進而把A表當成一根導線或拆去，再拆去一只燈（或電阻），根據串聯(lián)互相影響，并聯(lián)互不影響的特點判斷串、并，必能判準矣。

3.紅藍法：即用紅色筆從電源正極沿電流方向描電路，遇A表可通過，遇燈（電阻）停止，用藍色筆從負極向正極逆流描電路，遇A表也可通過，遇燈（電阻）停止。接著根據燈泡兩端顏色判斷串、若燈泡兩端一紅一藍不同色，為并聯(lián)，若燈泡一端導線有顏色，另一端沒顏色，即為串聯(lián)。這樣的方法充分調動學生動手參與的積極性，增加趣味性，突破學生對復雜電路的心理恐懼，很值得嘗試。描色后的電路連接方式清晰可見了。

4.等效法：就是把復雜的動態(tài)電路改成簡單的靜態(tài)電路。根據題目中對電路各個開關的閉合情況，滑動變阻器的滑片移動情況，把斷路的、短路的元件擦除掉，把拐彎的線路移到等效的位置，最終都會簡化為基本的串聯(lián)或并聯(lián)電路。使得一個動態(tài)電路變成兩個或三各靜態(tài)電路。畫了這樣的等效電路圖后，更方便學生分析電路的連接情況，進而解答出未知量。

二、電路故障的判斷

電路故障，是指電路連接完成通電時，整個電路和部分電路不能正常工作。產生電路故障的主要原因有：①元件本身存在問題，如元件內部開路（燈絲斷）、短路。②連接錯誤，導線連接用電器兩端造成局部短路或整體短路。③電路導線接觸不良或斷開等，實驗中生活中很常見，但解題時一般不考慮此情況[2]。

通過以上分析，筆者依此向學生給出了針對性的解題方法：

（1）短路原因：電流選路愛偷懶，能走捷徑不做功。

（2）短路現象：燈短V并數歸零，干路A表數增大。

（3）斷路現象：燈斷V串數增大，該路A表無示數。

（4）判斷電表是否有示數：兩柱連兩極，電表有示數。

對以上方法在解題時可作如下靈活運用：

（1）短路原因，在還沒學到電阻一課時，如此比喻電流的偷懶性是很生動又很科學的，也對于通過電燈或電阻時要做功埋下伏筆。

（2）短路和斷路后燈都不亮不過電的現象，學生是很易判斷的，難以判斷的是電表的示數變化情況。燈泡被短路時與它并聯(lián)的V表示數為零，該條支路的A表或干路的A表會示數增大。記住了這個方法，做題時不用推理，條件反射即能寫對。

（3）如果電壓表所測的電燈發(fā)生斷路了，意味著此時電壓表串聯(lián)接入電路中，該部分電路斷路，可依方法中“兩柱連兩極，電表有示數”可知，V表此時能連電源兩極，測電源電壓。此時與電壓表串聯(lián)的用電器不能工作，視為導線。斷路后無電流，所以“該路A表無示數”。

（4）電表示數的有無、增減，是由故障或“動態(tài)”引發(fā)的變化，是學生學習的又一個難點。而方法中“兩柱連兩極，電表有示數”，此法很好地解決了對電表有無示數的判斷。而對于示數增減的判斷更為復雜，下文將作詳細闡述。

（5）對于電路故障位置的確定，判斷方法歸納如下：導線法，燈泡法，A表法，V表法。

三、有關動態(tài)電路的分析

面對一個多電阻、多電表、多開關，又有可變化著的變阻器，“電流往哪去?”在學生的腦子里開始凌亂了。再讀題目時，發(fā)現開關有各種組合，且滑片可移動幾次，這么一排列組合的估計后，學生就徹底放棄了，不知從何下手。

那么，動態(tài)電路有多神秘呢？其實，動態(tài)電路主要是通過開關或滑動變阻器的改變來使電路變化的。電路中有多個開關，通過開關閉合和斷開的狀態(tài)變化，往往會使各用電器的連接關系發(fā)生變化。而滑動變阻器則通過滑片來改變其連入電路的有效電阻，從而使電路中的電壓、電流、電功率等數值發(fā)生變化（也有改變電路結構的）[3]。

有關動態(tài)電路的認識、分析、推理及計算各物理量的學習，涉及內容廣，考慮的問題深，是電學的主要難點。為了突破這個難點，在教學中，本人手把手，耐心仔細地傳授給學生套路，按流程解題，編成如下方法：

1.拆表移線除開斷，耐心畫出等效圖。

2.標注電阻電表值，數值單位和范圍。

3.抓住變量始推算，靈活運用九量法。

方法第一句，也就是解題的第一步，說的是利用“拆除法”簡化后畫出等效電路。初中階段一般只會出二到三種動態(tài)。那么，走出畫圖這一步，便讓動圖變靜圖，電路的連接關系，電表作用都會一目了然。

方法第二句，其實是強調學生的審題習慣。把已知量標注在電路圖上，一一羅列出來，讓信息集中在一個焦點上，容易讓學生理清各物理量之間的關系。容易由條件和問題之間聯(lián)想到解決方案，精確選擇計算公式和推理的順序，豐富了第一步的等效圖。

方法第三句是最為出彩的法寶。延續(xù)了第一步和第二步的審題步驟后，第三步用“九量法”對數據進行集中系統(tǒng)處理。下面以題為例，介紹如何使用“九量法”

例題1，如圖1所示電路中，電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片向右移動時，以下說法正確的是：（ ）

A.電流表和電壓表的示數變大。

B.電流表和電壓表的示數變小。

C.電流表的示數變大，電壓表的示數變小。

D.電壓表示數與電流表示數的比值變大。

例題分析，由于滑片的移動，使電路發(fā)生了動態(tài)變化，那么第一步可取R2在極值時的兩個狀態(tài)，畫出如下靜態(tài)的電路圖，圖2為滑片在左端，圖3為滑片在右端時的等效電路圖。

第二步列出九量表，“九量表”指的是只有兩個電阻連接的電路中的九個物理量，分別是總電壓U、總電流I、總電阻R以及兩個電阻本身的電壓、電流、電阻（U1、I1、R1、U2、I2、R2）。根據U=I×R的關系列出的三個公式，如（左圖）所示。

第三步標注符號，在分析了各物理量的變化后，可在各元件旁標注符號表示數值的變化?！癬”代表不變，“↑”代表增大，“↓”代表減小。本題的“變量”的起點就在R2的變化上，所以，根據“抓住變量始推算，靈活運用九量法”首先在九量表上標出R2阻值增大，標注符號為R2↑。接下來按照如下順序推理出其它的物理量數值變化符號在表上依次填入（右圖）：

1.P右滑使R2阻值增大，標注R2↑。

2.R1是定值電阻，標注R1。

3.根據串聯(lián)電路電阻關系：R=R1+R2↑，得R↑。

4.電源電壓不變，標注U。

5.由歐姆定律I=U/R↑，得I↓。

6.由于串聯(lián)等流I↑=I1=I2，得I1↓，I2↓。

7.由公式U1=I1↓×R1，得U1↓。

8.由串聯(lián)分壓：U2=U一U1↓，可得U2↑。

也可由串聯(lián)正比分壓關系推理出U2↑。

最終，可完整的得出九個量的變化表如右圖所示：

由九量表中的U2↑對應電路圖中的電壓表可知電壓表的示數增大，由九量表中的I↓，I1↓，I2↓對應電路圖中的電流表可知電流表的示數變小，由以上兩個電表的變化對應選項可判斷A、B、C選項都錯。而D答案“電壓表示數與電流表示數的比值”可把比值列成分數：U2↑/I2↓，這樣寫學生就易聯(lián)想到比值的結果其實就是表示R2的值。而R2在表上標注著R2↑，因此，可判斷D選項正確。

四、突破綜合計算題

電學綜合計算題歷來是提高試卷區(qū)分度，選拔優(yōu)生的壓軸題。如果學生的學習基礎不夠扎實，往往會感到很難。在實際教學中，許多教師采用“題海戰(zhàn)術”，讓學生通過量變后悟出套路（或許悟不出），無形中加重了學生的課業(yè)負擔，多走冤枉路。

下面摘抄本人在各階段教學中，面對各類型計算題時，悟出的一些套路，發(fā)現的一些題型特征、共性，歸納方法如下：

1.審題圈注很顯眼，標注圖旁更直觀。一一羅列已知量，避免霧里看眼花。

2.動態(tài)電路動變靜，兩圖對比九量法。

3.分析過程樹開杈，由問推算至已知。綜合解答逆分析，由知到問順次答。

4.等壓法、等流法，還有正反比例法。最牛知三求七法，玩轉此法無難題。

方法中1、2兩句，講的是審題過程，是準備步驟，第三句講的是解題前的草稿和答案的關系。部分學生對于審題不是很認真，往往容易出現問題，同時草稿被涂涂改改，卷面很臟，甚至還有同學無從下手，干脆留白。

分析法，講的是由問題展開追究到題目給出的已知量。如果公式展開后，能追到已知量，說明你的推理就對了，可以逆向解答得出答案的。綜合法，講的是依據分析法把公式展開后，得出一個樹杈狀的推導公式圖，解答時，按圖從樹杈解到樹桿，從已知解到問題的過程。

方法4“等壓法、等流法，還有正反比例法”是常用而又較難的解題方法。比如，等壓法是這樣用的：很多習題第一句就有“電源電壓不變”，這就暗示了電路出現變化之后，電源電壓不變，即U1=U2.。再用分析法把兩個U展開成I1×R1=I2×R2，（或許更復雜）然后代入已知量，自然露出未知量，進而解出最終答案。同一狀態(tài)下，并聯(lián)等壓時，也可用此法求解。

歷經多年的探索和實踐后，我發(fā)現推薦學生用“知三求七法”可以比較全面地提高學生對電學的解題能力。比較系統(tǒng)和全面地練習了電學里遇到的所有情況。具體使用方法如下詳解。

在兩個定值電阻串聯(lián)或并聯(lián)的基本電路中，如果已知三個量，且這三個量不是同一類物理量或三個量不落在同一電阻上（在表格上體現為不能同行，不能同列），就可以求出其余七個獨立的物理量。

由于串聯(lián)等流：I=l1=I2，故12個量實為10個不同量。由于并聯(lián)等壓：U=U1=U2，故12個量實為10個不同量。給學生出題時，在串、并聯(lián)電路中從12個量中抽出3個有效已知量的組合太多了，所以要細分種類，重點訓練。比較難解的有：串聯(lián)缺I量，已知U1、R2、P求七量，或已知U、R2、P1求七量。又比如在并聯(lián)時己知R1、R2、P求七量。下面用例題3作分析：

例題2，如圖所示電路圖中，已知R1=10Ω，R2=20Ω，P=30W，求其余7個獨立的物理量。

解：①R=R1+R2=30Ω

②R2：R=P2：P 解得：P2=20W

③R1：R2=P1：P2解得：P1=10W

④P=U2/R得：U1=10V

⑤由P=U2/R得U2=20V

⑥U=U1+U2=30V

⑦I=I1=I2=U/I=1A

在解答過程中②③④⑤量的解答可用到比例法，數學上的開根號計算，所以難度較高，值得重點練習。

以上便是我在教學中的一點點心得，一點點收獲。給冰冷的知識加溫，讓難變易，化繁為簡，甚至讓雅變俗，不僅能欣慰地見證學生們更高效地成長，也讓自已更加充實，在課堂上更自信，胸有成竹，無愧于心。