王大湖
自參加工作至今,已經(jīng)連任數(shù)屆畢業(yè)班物理課教師,在中考復習的過程中發(fā)現(xiàn),無論是學困生還是尖子生,對電學分析方法比較膚淺,僅僅停留在目視、直觀的分析,并無一整套完整的分析方法;對于復雜電路的分析更是無從入手。在教學中發(fā)現(xiàn),學生對基礎知識的掌握并不差,而電路的分析卻成了攔路虎,直接影響到考試成績和中考復習的信心。
通過試題、學生分析過程參考、解題過程中暴露問題的歸納、分析發(fā)現(xiàn),許多學生無從下手,對串、并聯(lián)的分析受到電壓表、電流表等影響比較深,兩個用電器是串聯(lián)還是并聯(lián)往往憑直覺而定,造成電路性質分析錯誤,進一步影響到試題的解答和考試成績。
針對這一現(xiàn)象,學科組內教師多次進行討論、總結,歸納出了本論文分析方法。本方法實用性強,通俗易懂,容易掌握,在本年度的復習中,學生對電學的掌握明顯高于以往學生,電學題得分率較高。
下面就談談初中物理電學的解題思路及步驟,以備參考。電學類題目解題過程簡單分成三步:
第一步:判斷串、并聯(lián),并注意是否有短路
判斷短路方法:(1)電源短路:電流是否會只經(jīng)過導線和開關不經(jīng)過用電器,從正極直接流向負極;(2)元件短路:看元件的兩端是否只有一導線相連,有的話電流只經(jīng)過導線不經(jīng)過用電器,該元件被短路,可去掉該元件。
判斷串、并聯(lián)方法:(1)把電流表看成導線去掉,將電壓表看成斷路去掉,去掉被短路的元件,只析用電器的連接方式。如只有一條電路路徑即為串聯(lián),兩條或兩條以上為并聯(lián)。
第二步:判斷電表的作用
電流表作用的判斷方法:哪個用電器的電流經(jīng)過了哪個電流表,那么該電流表就有測量這個用電器的電流,作用如水表。
電壓表的作用判斷方法:在電流路徑上,沿著電流路徑的方向,找出電壓表的電流的進端和出端(注意:一定要在電流路徑上找),這兩端之間的電壓即為電壓表所測量的電壓。
第三步:結合公式,找到所求量與已知量的關系,求出所求量
在前兩步的基礎上,再根據(jù)串、并聯(lián)電路中的電壓、電流、電阻及電功率公式及特點進行計算。如下:
看清自己所要求的量,在圖中標出已知的量,根據(jù)題目條件,分析已知條件,構建已知和未知之間的關系,在P、U、I、R四個物理量中已知其中兩個可以求其他兩個物理量,運用適當?shù)墓浇忸}。
在求解的過程中,用不著把每一個物理量都求出來,要根據(jù)所給的已知物理量找一種最簡單的解題方法。很明顯可以看出:練解答電學問題就必須熟練掌握相關的物理知識。
還需要說明的是,有些問題在每一種狀態(tài)下并不能直接求出計算結果,這時要把兩種或更多種狀態(tài)結合起來,找出各個關系圖中相等的物理量,列方程或列方程組去計算。以下結合例題來應用一下這三個步驟。
例1.如圖1所示的電路,電源電壓保持不變,當開關S閉合時,電流表的示數(shù)是0.5安。開關斷開后,電壓表的示數(shù)是4伏,電阻R2的功率是0.2瓦。則此時電流的示數(shù)是多少安?
解:當開關S閉合時,R2被短路,R1直接接電源兩端,電路中的電流為0.5安。
當開關S斷開后,R1和R2串聯(lián),此時電壓表測得R1兩端電壓U1=4 V。電阻R2的功率P2為1.2 W。
例2.在如圖2所示電路中,電源電壓U=16伏,并保持不變。
(1)當S1閉合,S2斷開,滑動變阻器的滑片P滑到b端時電壓表的示數(shù)為6伏,此時R1消耗的功率為3瓦,求滑動變阻器的最大阻值Rab。
(2)當S1、S2都閉合,滑動孌阻器的滑片滑到a端時,電流表的示數(shù)為1.2伏,求電阻R2上消耗的電功率P2。
解:(1)當S1閉合,S2斷開,滑動變阻器的滑片P滑到b端時,這時R2被短路,則R1和Rab串聯(lián)。
(2)當S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片滑到a端時,R1短路,R2和Rab是并聯(lián)。
A表測量總電流強度,則I=1.2安
從以上分析中可以看到在解決電學問題時,要注意以下兩點:(1)確定電路狀態(tài)。(2)根據(jù)已知條件確定解題思路比例法、列方程及聯(lián)立方程求解。
(作者單位 福建省泉州永春蘇坑中學)