一道物理电学阻值问题的多角度求解与备考建议

朝中进

【摘要】电学问题是初中物理的重要内容，其难度大，综合性强，在填空，选择，计算题中均有涉及.许多学生在求解电学问题时常常感觉束手无策，而一题多解就是解决这种困境的最好方法.从多重角度思考有利于培养学生的发散思维，提升综合素养.

【关键词】初中物理；电学；一题多解

总的来说，电学问题中一般存在两种电路：串联电路和并联电路，掌握两种电路的特征是第一要务.串联电路中电流处处相等，并联电路各支路电压相等.其次，利用欧姆定律公式代入计算.除此之外，还需要注意总电路和各分支电路之间的关系.下面就谈谈一道电学阻值问题的三种解法，以供读者参考.

例题  如图1所示的电路，其中电阻R1=20Ω，在调节的过程中电源电压保持不变，闭合开关后，电流表A和A1的示数大小分别为1.2A和0.9A，求电阻R2的阻值和通过它的电流的大小.

解法1  根据欧姆定律先求U2和I2

欧姆定律是求解电压，电流，电阻三大电学基本量的基础公式，根据公式I=UR，要求解电阻，就要求出电阻两端的电压和通过电阻的电流大小，两者的比值即电阻阻值的大小.

解  当开关S闭合以后，此时电阻R1和R2组成的电路是并联电路，

其中电流表A1测量通过R1的电流，而电流表A测量的是干路的总电流，

即可得到I1=0.9A，I=1.2A.

根据欧姆定律I=UR，变形可得：U1=I1×R1=0.9A×20Ω=18V，

并联电路中各支路两端电压相等，所以U2=U1=18V.

根据并联电路中电流的关系：I=I1+I2，

所以通过电阻R2的电流为：

I2=I－I1=0.3A，

根据欧姆定律公式变形可得：

R2=U2I2=18V0.3A=60Ω.

评析  在使用此方法解题时，要抓住总电路与各支路之间的关系.本题中的电路是并联电路，所以电阻R2两端的电压便于求得，再利用支路电流之和等于总电流的关系，即可得到通过电阻R2的电流大小.

解法2  根据并联电路中电阻之间的关系

并联电路中电阻的关系公式是1R=1R1+1R2，则此方法的基本思路是先求出总电阻的大小，再求出组成并联电路的另一电阻的阻值（或者利用题目中的已知值），即可求出所求电阻的大小.

解  当开关S闭合以后，此时电阻R1和R2组成的电路是并联电路，

其中电流表A1测量通过R1的电流，而电流表A测量干路的总电流，

即I1=0.9A，I=1.2A.

根据欧姆定律I=UR，变形可得：U1=I1×R1=0.9A×20Ω=18V，

并联电路中各支路两端电压与总电压相等，所以U2=U1=18V，

而R=UI=18V1.2A=15Ω.

根据并联电路中电阻的关系1R=1R1+1R2，代入数据可得：R2=60Ω.

通过R2的电流大小为：I2=U2R2=18V60Ω=0.3A.

评析  使用此方法时需要搞清楚公式中的每个量对应着题目中的哪个电阻，之后结合题目条件并进行适当的运算即可求得.

解法3  根据并联电路中电流和电阻的乘积关系

并联电路中每个支路的电压相等，因此每个支路电流和电阻的乘积始终相等，利用此关系式即可列出有关阻值的等式.

解  当开关S闭合以后，此時电阻R1和R2组成的是并联电路，

电流表A1测量通过R1的电流，电流表A测量干路的总电流，

即可求得I1=0.9A，I=1.2A.

并联电路中总电流和支路电流之间的关系：I=I1+I2，

所以通过电阻R2的电流为I2=I－I1=0.3A.

在并联电路中，电流与电阻的关系I1I2=R2R1，代入数据可得：R2=60Ω.

评析  若题目中有多个支路，在使用此方法时则需要灵活选择易于计算的支路，之后再代入电流大小即可求得.

4  备考建议

4.1  深入理解电阻概念，掌握阻值计算基础

在备考电学阻值问题时，首要任务是深入理解电阻的概念.电阻作为描述导体对电流阻碍程度的物理量，其大小与导体的材料、长度、横截面积及温度密切相关.我们要熟悉电阻的计算公式和计算方法，特别是欧姆定律的应用，这是解决阻值问题的关键.同时，理解电阻的串并联关系，掌握其变化规律，也是解决复杂阻值问题的基础.

4.2  熟悉电路结构，掌握阻值分析方法

电路结构是分析阻值问题的关键所在.我们需要熟悉串联电路和并联电路的特点，理解电路中电阻的分布和连接方式.掌握阻值分析方法，如利用电压分配、电流分配以及电阻的串并联关系来求解阻值问题.在实际应用中，我们还需要注意电路中的故障分析，如开路、短路等对阻值的影响，这有助于我们更全面地理解和解决阻值问题.

4.3  强化习题训练，提高问题解决能力

备考过程中，强化习题训练是提高解决阻值问题能力的有效途径.通过大量的习题练习，我们可以加深对电阻概念、电路结构和阻值分析方法的理解.同时，通过不断总结归纳解题方法和技巧，我们可以提高解题速度和准确率.此外，关注错题和难题的反思与总结，找出自己的不足并进行针对性改进，也是提高问题解决能力的重要步骤.

5  结语

上述三种方法从不同的角度解决了这道电学阻值问题，在初中物理中，面对阻值问题，以欧姆定律为基础，探究电阻两端电压和通过电阻电流的比值.除此之外，还可以通过总电路和分电路之间的关系，求出除电阻外的其余电阻的阻值之和，用总电阻减去即可得到答案.