初中物理电学计算题解题指导

2014-12-26 15:40:14陈雄文
新课程·中学 2014年10期
关键词:分段公式

摘 要:电路计算是初中毕业升学考试的必考内容,而且分数权重大,很多学生在平常的电路计算时,找不到好的解题思路,造成信心的缺失。因此,探索和突破中考物理电学计算题的方法和技巧,是提高初中生学习兴趣和中考成绩的一项很有价值的工作。

关键词:认真审题;分析电路;分段;公式

初中物理电学计算题综合性强,它既能考查学生对物理概念的理解程度,知识点的迁移、灵活运用程度,也考查学生的综合分析能力和逻辑思维能力。而初中生正处于形象思维向抽象思维能力的转化过程中,不管在心理上还是在生理上都与之不相适应,造成学生理解掌握电学知识感到困难。所以,在初中电学计算教学中,应当对学生进行必要的解题方法指导,让学生掌握科学有效的解题方法和思路,从而降低难度,提高学习兴趣。

初中物理纯电学计算主要有两种类型:静态电路和动态电路。

动态电路常见的题型有:(1)用开关改变电路的结构和状态。(2)变阻器滑片的移动改变电路的结构和状态。(3)电路的安全问题。对于这些题型,怎样才能提高学生中考时的得分率呢?以下是我长期在一线教学中探索出的解题方法,它对于突破电学计算这一难点有很大的幫助。

一、认真审题,看清题意

看到题目后,首先要逐字逐句地阅读思考,特别注意关键字、句和条件,以便形成清晰的物理图景。接着根据开关的闭合、断开或滑动变阻器滑片的位置情况找出题目所述电路的各种状态,并画出相应的等效电路图。这是审题过程中必不可少的重要步骤,画草图能把题目所给的文字叙述变成形象的图示,能够把动态的电路化为静态电路,有助于弄清题意,找到解答的途径。

二、分析电路,理清关系

(一)判断电路的串并联

1.纯电阻电路的串并联判断

判断方法:去掉一个用电器,看看会不会相互影响。若不会,为并联;若会,则为串联。

2.有电表的电路串并联判断

电压表被串联,则电路相当于开路;而电流表在电路中相当于导线;所以在判断串并联时,可将电压表去掉,把电流表当作导线,使电路进一步简化,然后再根据串并联电路的判断方法进行判断。

(二)判断电表测量的对象

1.判断电压表测量对象

关键看电压表的两端与谁的两端并联在一起。如图1示,电压表V与L1两端并联,同时也与L2和电源的两端并联,此时它测的是L1两端的电压,而不是L2和电源的总电压,因为电源电压已经包含了L2的电压。

2.判断电流表测量的对象

判断方法:去掉该电流表,哪个用电器被影响到,就是测哪个。如图2示,去掉电流表A1,会影响L2、L3,所以电流表A1测L2,L3。同样的,电流表A2测L1,L2。电流表A3测L3。

三、牢记串并联电路三个基本物理量U、I、R关系

在串联电路中,U=U1+U2, I=I1=I2, R=R1+R2,

在并联电路中,U=U1=U2, I=I1+I2, 1/R=1/R1+1/R2,

四、进行分段

对等效电路图进行分段。根据欧姆定律的同段性和同时性,标出每一段电路相对应的已知或未知的三个基本物理量U、I、R。 在解题过程中,由于学生常常忽略了欧姆定律中极其重要的同段性和同时性,最终导致解题失败。

五、运用电学的基本公式,规范解题

电学的基本公式有:I=U/R,W=UIt=Pt,P=W/t=UI,Q=I2RT,先在等效图中的每一段电路中依据欧姆定律及串并联电路三个基本物理量U、I、R关系,求出该段电路中所能求的未知量U或I或R,最后根据题意并结合电学基本公式算出题目所要求的量。当然,在求解过程中,不一定要把每一个物理量都求出来,要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。下面我只针对动态电路的电学计算举一列做详细的说明和解答:

例:如图3(1)示的电路中,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压保持不变:(1)当开关S1、S2均闭合时,电流表A1示数为0.6A,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压。(2)当开关S1、S2断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率。(3)小灯泡的额定功率是多少?

分析:(1)这是一个动态电路,我们要先画出每种状态下的等效电路图。当开关S1、S2均闭合时,R1与灯L并联,A1测R1电流,且灯L正常发光;当开关S1、S2断开时,R2与灯L串联,A2测R2或灯L的电流,此时灯不正常发光。电路图分别如图3(2)、(3)所示。(2)回忆:在并联电路中:U=U1=U2,I=I1+I2,1/R=1/R1+1/R2。在串联电路中:U=U1+U2,I=I1=I2,R=R1+R2。(3)两种状态下的电路均可以分三段,如图3(4)、(5)所示。(4)根据串并联电路的电压、电流和电阻关系在每一段电路中标出已知或未知U、I、R,如图3(4)、(5)所示。(5)运用电学公式进行求解。

由此可知,探究初中物理计算题的解题指导就是要找到其中的规律,不要被纷繁复杂的表象所迷惑,一道计算题拿到手,要审清题意,找准并利用关系,就不难解答。只要按步骤严格进行,那就能把物理学的内在规律找出来,从而化复杂为简单,打破拿到问题却无处下手的局面。

参考文献:

王娟.论初中物理的教学问题[J].中华学刊,2001(2).

作者简介:陈雄文,男,1975年8月出生,本科,就职于福建省福清市林厝初级中学,研究方向:初中物理教学。

编辑 薛直艳

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