翁燕芳

(福建省福州江濱中學(xué) 350015)

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(wèn)題的解題方法

解答初中物理電學(xué)圖象問(wèn)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(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)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(guò)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

圖1

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

2 電路元件狀態(tài)的判斷方法

判斷電路元件狀態(tài)時(shí)應(yīng)注重觀察開(kāi)關(guān)所處的位置，搞清楚開(kāi)關(guān)閉合前后各電路元件之間的串并聯(lián)關(guān)系.同時(shí)結(jié)合滑動(dòng)變阻器在電路中的位置，分析滑片滑動(dòng)過(guò)程中接入電路中的電阻是變大的還是變小的，運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行推理判斷.

例如，如圖2所示，電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器的滑片P處于中點(diǎn)，a為電流表或電壓表，任意閉合開(kāi)關(guān)電路均是安全的，所以以下判斷正確的是( ).

圖2

A.a為電壓表

B.只將S1閉合，向右滑動(dòng)滑片P，a示數(shù)變化量和A2示數(shù)變化量的比值變小

C.將S1、S2閉合，將S3斷開(kāi)，向右滑動(dòng)滑片P，a的示數(shù)保持不變

D.將開(kāi)關(guān)S1、S2、S3均閉合，向左滑動(dòng)滑片P，A1的示數(shù)變小

因任意閉合開(kāi)關(guān)電路均是安全的，假設(shè)a為電流表，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電路短路不符合題意，因此a為電壓表，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，向右滑動(dòng)滑片P，接入電路中的電阻變小，a示數(shù)變化量和A2示數(shù)變化量的比值為定值電阻R1的阻值，不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，將S1、S2閉合，將S3斷開(kāi)，a測(cè)量的是電源電壓，因此其示數(shù)保持不變，正確；D項(xiàng)，開(kāi)關(guān)S1、S2、S3均閉合，R1和A1被短路，無(wú)論怎樣滑動(dòng)滑片P，其示數(shù)均不會(huì)變化，錯(cuò)誤.綜上分析選擇AC.

3 電路相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法

計(jì)算電路相關(guān)參數(shù)是初中物理電學(xué)部分的重要考點(diǎn).當(dāng)遇到電路安全問(wèn)題時(shí)通過(guò)電路中的電流不能超過(guò)所有電學(xué)元件中電流的最小值.

例如，在如圖3所示的電路圖中，電壓U為6V且保持不變，電阻R1的阻值為5Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“25Ω，0.5A”，電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～3V”.閉合開(kāi)關(guān)后在不損壞電路元件的前提下，以下說(shuō)法正確的是( ).

圖3

A.電壓表最小示數(shù)為2V

B.通過(guò)電阻R1的電流最大值為0.6A

C.電壓表示數(shù)的最大值和最小值之比為5∶2

D.R2調(diào)節(jié)的范圍為1～25Ω

A項(xiàng)，電壓表的示數(shù)最小時(shí)電流最小，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路I=U/(R1+R2)=6V/(5Ω+25Ω)=0.2A，則電壓表最小電壓Umin=0.2A×5Ω=1V，錯(cuò)誤.B項(xiàng)，若通過(guò)R1的電流為0.6A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器被燒壞，不符合題意，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流達(dá)到最大，由電流表的量程為“0～0.6A”，R2的規(guī)格為“25Ω，0.5A”，可知電路中的最大電流為0.5A，電壓表的最大示數(shù)為Umax=0.5A×5Ω=2.5V，則Umax/Umin=2.5V∶1V=5∶2，正確；D項(xiàng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U滑=U-Umax=6V-2.5V=3.5V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小電阻為Rmin=3.5V/0.5A=7Ω，因此，R2調(diào)節(jié)的范圍為7～25Ω，錯(cuò)誤.綜上分析選擇C項(xiàng).

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(kāi)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( ).

圖4

A.燈L1短路 B.燈L1斷路

C.燈L2短路 D.燈L2斷路

解答該類(lèi)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(xiàn)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(méi)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(wèn)題求解方法

求解電路生活化問(wèn)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(kāi)關(guān)S2可以接a或b，該電路通過(guò)開(kāi)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？

圖5

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.