陸煊
【摘要】本文主要以初中物理電學(xué)試題解題技巧為研究對象,并列舉一些解題實(shí)踐案例當(dāng)作參考.
【關(guān)鍵詞】初中物理;電學(xué);解題技巧
在初中物理教學(xué)中,電學(xué)知識以基礎(chǔ)性為主,難度一般,但是涉及到知識點(diǎn)較多,像電流、電路、電阻、電功率,以及歐姆定律和大量公式等.教師在平時應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)電學(xué)理論知識,為解題訓(xùn)練做準(zhǔn)備,并精心選擇或者設(shè)計(jì)一系列電學(xué)練習(xí)題,指導(dǎo)他們根據(jù)具體題目采用相應(yīng)的解題技巧,使其找到最佳解題思路與方案,提高解答電學(xué)試題的效率.
1 采用極值法解答電學(xué)試題
例1 如圖1所示,在這個電路中串聯(lián)接入兩個電阻,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,當(dāng)接通開關(guān)S1后,移動R2上的滑片使之在某一固定區(qū)域循環(huán)滑動,電流表上面的示數(shù)在2~5A范圍內(nèi)變化,那么電源電壓是多大?定值電阻R1是多大?
分析 當(dāng)電路中連接有滑動變阻器時,即可采用極值法,同時結(jié)合相關(guān)電學(xué)知識列式,找準(zhǔn)題目中各個量的變化和關(guān)系,最終求出相應(yīng)的結(jié)果.
詳解 由于在本電路中,電壓表是對滑動變阻器兩端電壓的測量,當(dāng)電壓表的示數(shù)最小,滑片在最左端,這時接入電路中的電阻最小,電流則最大,
所以U=5+5×R1①,
反之U=8+2×R1②,
則U=10V,R1=1Ω,
所以說該電路中的電源電壓大小是10V,R1的大小是1Ω.
2 應(yīng)用方程法解答電學(xué)試題
例2 如圖2所示,在該電路中,當(dāng)開關(guān)S1斷開時,總功率是6W,當(dāng)把開關(guān)S1閉合時,電流表示數(shù)增加0.5A,總功率9W,在忽視電源內(nèi)阻的情況下,請求定值電阻R1與R2的阻值大小及電源電壓大小.
分析 該題中電路比較復(fù)雜,通過分析題意并結(jié)合數(shù)量關(guān)系能夠得到方程或者方程組,把復(fù)雜化的電路問題變得簡單化,而后采用方程相關(guān)知識完成解題.
詳解 因?yàn)楫?dāng)開關(guān)S1斷開時,只有電阻R1接入電路,
所以得到方程P=U2R1,即為U2R1=6W;
當(dāng)開關(guān)S1閉合時,兩個電阻均接入到電路中,為并聯(lián)電路,
由于電源電壓恒定不變,
故U2R1+U2R2=9W,
根據(jù)并聯(lián)電路的性質(zhì)可知電流表示數(shù)增大的部分即為通過電阻R2的電流,
所以I2=UR2=0.5A,
代入相關(guān)數(shù)據(jù)后求得U=6V,R1=6Ω,R2=12Ω,
所以定值電阻R1與R2的阻值分別是6Ω與12Ω,電源電壓大小為6V.
3 用歐姆定律解答電學(xué)試題
例3 如圖3所示,在本電路中有一個電壓是6V的電源,滑動變阻器的最大阻值是30Ω,把開關(guān)S閉合,滑片P從右端a到中點(diǎn)c進(jìn)行移動,電壓表、電流表的示數(shù)分別有何變化?當(dāng)滑片P移動至點(diǎn)c處時,求通過Rac的電流.
分析 在這一試題中,由于不存在現(xiàn)功率的信息,僅僅依靠歐姆定律,且知道滑動變阻器是怎么工作的,即可輕松求得結(jié)果.
詳解 由于電路中電壓表是對電源兩端電壓的測量,
那么當(dāng)移動滑片P時,電壓表上面的示數(shù)不會發(fā)生變化,
然而當(dāng)滑片P從a端往中點(diǎn)c處移動時,接入電阻值會逐漸變小,則電流逐漸增大,
所以電流表示數(shù)逐漸增大,
根據(jù)電路連接情況能夠判斷,在該滑動變阻器中,ac段的電阻被滑片P連線,同a端相連導(dǎo)致電路短路,
故電路中無電流,也就是說電流表的示數(shù)為0,
所以電壓表示數(shù)無改變,電流表示數(shù)逐漸增大;當(dāng)滑片P移動至點(diǎn)c處時,通過Rac的電流是0.
4 利用假設(shè)法解答電學(xué)試題
例4 如圖4所示,當(dāng)把開關(guān)S閉合以后,電路正常,然后燈泡L不會發(fā)光,已知該電路中有且只有一處存在問題,并確定是燈泡L或者電阻R發(fā)生故障,然后把一個電壓表并聯(lián)接在小燈泡L的兩端,可能會發(fā)生何種情況( ?)
(A)如果電壓表出現(xiàn)示數(shù),則說明燈泡L處于斷路狀態(tài).
(B)如果電壓表出現(xiàn)示數(shù),則電阻R可能處于短路狀態(tài).
(C)如果電壓表沒有示數(shù),則說明燈泡L處于短路狀態(tài).
(D)如果電壓表沒有示數(shù),則說明電阻R處于斷路狀態(tài).
分析 解決此類電路故障分類的試題時,可以使用假設(shè)法,對題設(shè)中各個選項(xiàng)先進(jìn)行假設(shè),再結(jié)合題干內(nèi)容或者電學(xué)原理展開推理,如果產(chǎn)生矛盾表示假設(shè)錯誤,反之表示正確.
詳解 針對(A)選項(xiàng)中,如果燈泡L斷路,那么整個電路就處于斷路狀態(tài),電壓表會出現(xiàn)示數(shù),所以假設(shè)成立,該選項(xiàng)說法正確;
在(B)選項(xiàng)中,如果電阻R存在短路,燈泡L處于發(fā)光狀態(tài),同題干內(nèi)容存在沖突,故不正確;
針對(C)選項(xiàng),假如燈泡L短路,那么就會熄滅,由于電壓表是對導(dǎo)線電壓的測量,再根據(jù)(A)選項(xiàng)中給出的說法,假如燈泡L處于斷路狀態(tài),表明該電路斷路,燈泡不會發(fā)光,電壓表不會出現(xiàn)示數(shù),故錯誤;
對于(D)選項(xiàng),如果電阻R處于斷路狀態(tài),燈泡L也處于斷路狀態(tài),將熄滅,電壓表測量的是電源電壓,將會出現(xiàn)示數(shù),假如燈泡L出現(xiàn)短路狀態(tài),則現(xiàn)象一樣,故錯誤.
5 結(jié)語
在初中物理電學(xué)試題解題教學(xué)中,教師應(yīng)高度重視,因?yàn)殡妼W(xué)試題不僅是中考物理中的必考題,還占據(jù)著較大的分值比例,試題難度系數(shù)也更大;不過都有相應(yīng)的解題技巧可用,關(guān)鍵在于學(xué)生要根據(jù)解題所需靈活選用相應(yīng)的解題技巧,快速找到解題的切入點(diǎn),確定簡便的解題方法,減少出現(xiàn)錯誤的概率.教師要幫助學(xué)生牢固掌握解答電學(xué)試題的竅門.