初中物理电学试题解题技巧研究与实践

2024-05-16 08:39陆煊
数理天地(初中版) 2024年6期
关键词:电学解题技巧初中物理

陆煊

【摘要】本文主要以初中物理电学试题解题技巧为研究对象,并列举一些解题实践案例当作参考.

【关键词】初中物理;电学;解题技巧

在初中物理教学中,电学知识以基础性为主,难度一般,但是涉及到知识点较多,像电流、电路、电阻、电功率,以及欧姆定律和大量公式等.教师在平时应带领学生认真学习电学理论知识,为解题训练做准备,并精心选择或者设计一系列电学练习题,指导他们根据具体题目采用相应的解题技巧,使其找到最佳解题思路与方案,提高解答电学试题的效率.

1 采用极值法解答电学试题

例1 如图1所示,在这个电路中串联接入两个电阻,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当接通开关S1后,移动R2上的滑片使之在某一固定区域循环滑动,电流表上面的示数在2~5A范围内变化,那么电源电压是多大?定值电阻R1是多大?

分析 当电路中连接有滑动变阻器时,即可采用极值法,同时结合相关电学知识列式,找准题目中各个量的变化和关系,最终求出相应的结果.

详解 由于在本电路中,电压表是对滑动变阻器两端电压的测量,当电压表的示数最小,滑片在最左端,这时接入电路中的电阻最小,电流则最大,

所以U=5+5×R1①,

反之U=8+2×R1②,

则U=10V,R1=1Ω,

所以说该电路中的电源电压大小是10V,R1的大小是1Ω.

2 应用方程法解答电学试题

例2 如图2所示,在该电路中,当开关S1断开时,总功率是6W,当把开关S1闭合时,电流表示数增加0.5A,总功率9W,在忽视电源内阻的情况下,请求定值电阻R1与R2的阻值大小及电源电压大小.

分析 该题中电路比较复杂,通过分析题意并结合数量关系能够得到方程或者方程组,把复杂化的电路问题变得简单化,而后采用方程相关知识完成解题.

详解 因为当开关S1断开时,只有电阻R1接入电路,

所以得到方程P=U2R1,即为U2R1=6W;

当开关S1闭合时,两个电阻均接入到电路中,为并联电路,

由于电源电压恒定不变,

故U2R1+U2R2=9W,

根据并联电路的性质可知电流表示数增大的部分即为通过电阻R2的电流,

所以I2=UR2=0.5A,

代入相关数据后求得U=6V,R1=6Ω,R2=12Ω,

所以定值电阻R1与R2的阻值分别是6Ω与12Ω,电源电压大小为6V.

3 用欧姆定律解答电学试题

例3 如图3所示,在本电路中有一个电压是6V的电源,滑动变阻器的最大阻值是30Ω,把开关S闭合,滑片P从右端a到中点c进行移动,电压表、电流表的示数分别有何变化?当滑片P移动至点c处时,求通过Rac的电流.

分析 在这一试题中,由于不存在现功率的信息,仅仅依靠欧姆定律,且知道滑动变阻器是怎么工作的,即可轻松求得结果.

详解 由于电路中电压表是对电源两端电压的测量,

那么当移动滑片P时,电压表上面的示数不会发生变化,

然而当滑片P从a端往中点c处移动时,接入电阻值会逐渐变小,则电流逐渐增大,

所以电流表示数逐渐增大,

根据电路连接情况能够判断,在该滑动变阻器中,ac段的电阻被滑片P连线,同a端相连导致电路短路,

故电路中无电流,也就是说电流表的示数为0,

所以电压表示数无改变,电流表示数逐渐增大;当滑片P移动至点c处时,通过Rac的电流是0.

4 利用假设法解答电学试题

例4 如图4所示,当把开关S闭合以后,电路正常,然后灯泡L不会发光,已知该电路中有且只有一处存在问题,并确定是灯泡L或者電阻R发生故障,然后把一个电压表并联接在小灯泡L的两端,可能会发生何种情况(  )

(A)如果电压表出现示数,则说明灯泡L处于断路状态.

(B)如果电压表出现示数,则电阻R可能处于短路状态.

(C)如果电压表没有示数,则说明灯泡L处于短路状态.

(D)如果电压表没有示数,则说明电阻R处于断路状态.

分析 解决此类电路故障分类的试题时,可以使用假设法,对题设中各个选项先进行假设,再结合题干内容或者电学原理展开推理,如果产生矛盾表示假设错误,反之表示正确.

详解 针对(A)选项中,如果灯泡L断路,那么整个电路就处于断路状态,电压表会出现示数,所以假设成立,该选项说法正确;

在(B)选项中,如果电阻R存在短路,灯泡L处于发光状态,同题干内容存在冲突,故不正确;

针对(C)选项,假如灯泡L短路,那么就会熄灭,由于电压表是对导线电压的测量,再根据(A)选项中给出的说法,假如灯泡L处于断路状态,表明该电路断路,灯泡不会发光,电压表不会出现示数,故错误;

对于(D)选项,如果电阻R处于断路状态,灯泡L也处于断路状态,将熄灭,电压表测量的是电源电压,将会出现示数,假如灯泡L出现短路状态,则现象一样,故错误.

5 结语

在初中物理电学试题解题教学中,教师应高度重视,因为电学试题不仅是中考物理中的必考题,还占据着较大的分值比例,试题难度系数也更大;不过都有相应的解题技巧可用,关键在于学生要根据解题所需灵活选用相应的解题技巧,快速找到解题的切入点,确定简便的解题方法,减少出现错误的概率.教师要帮助学生牢固掌握解答电学试题的窍门.

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