王洪濤
初中物理電學部分基礎性和邏輯性很強,電流、電路、電壓、電阻是學習“歐姆定律”的基礎,電流、電路、電壓、電阻和歐姆定律是“電功率”的基礎。歐姆定律是電學部分首次用到公式來計算相關的物理量。公式只有一個原始公式和兩個變形公式。理解相對簡單,但是要針對不同的串并聯電路,變化的電流、電壓、電阻時,就顯示出了歐姆定律的相關理解和計算的難點。但是學到電功率,這些難點就成了小兒科。對初中生來說,電功率才是初中物理電學的最高峰。我聽不少學生說電功率難,而且最終成了一部分學生難以逾越的門檻!那它到底難在哪里呢?下面我根據自己的經驗來談一下如何突破這道坎。
電功率的難點無非在于兩點,首先是分析電路,其次是選擇公式。分析電路在歐姆定律就已經進行了很多的訓練,應該說學生已經駕輕就熟。現在我來詳細分析一下針對電功率如何去選擇和利用合適的公式。
一、熟記初中物理的電學公式以及變形公式
應該說電學學得好壞關鍵在公式的記憶和應用上。如電功率的相關公式:P=W/t,P=UI,P=I2R,P=U2/R;電功的相關公式W=UIt,W=I2Rt,W=U2t/R;電熱Q=I2Rt。熟記了公式,就相當于建造一摩天大廈找好了各種原料。要蓋什么樣的樓就需要什么樣的材料,直接拿來用就行了。
二、熟知每個公式的來源和適用條件
不同的公式有不同的來源。每個公式都有自己的適用條件,只有完全熟悉這些,才能在做題的時候避免用錯公式。根據經驗,我把公式分為了四類:
1.原始公式。電功率的定義式P=W/t,適合于任何電路;經驗式P=UI和W=UIt,適合于任何電路;焦耳定律Q=I2Rt,適合于任何電路;經驗式W=UIt,適合于任何電路。
2.推導公式。結合歐姆定律I=U/R及其變形公式U=IR和R=U/I來推導,所以,適用條件應該和歐姆定律相同——只適用于純電阻電路。
如,推導公式P=I2R和W=I2Rt,只適合于純電阻電路;推導公式P=U2/R W=U2t/R,只適合于純電阻電路。
3.關系式:根據電路和不同材料的特點,得到的關系式W=Q,只適合于純電阻電路。其中W是電流流過導體所做的功,Q是電流流過導體產生的熱;另外P=P1+P2+…+Pn,適合于任何電路。
4.比例式:根據串并聯電路的特點和公式的合并,形成的一種與串并聯相關的推導式。如,串聯電路中電功率與電壓、電阻的關系:
P1:P2=U1:U2=R1:R2(串聯電路中,電功率之比等于它們所對應的電壓、電阻之比);并聯電路中電功率與電流、電阻的關系:P1:P2=I1:I2=R2:R1(并聯電路中,電功率之比等于它們所對應的電流之比、等于它們所對應電阻的反比)。記住了比例式,在做一些復雜的計算題或者是選擇填空會節約很多時間,并且能夠幫助學生打開思路,起到不可估量的作用。
打仗需要熟悉自己的武器裝備,做題考試也需要很好的工具。物理公式是我們解決問題很好的工具,如果能讓這些公式爛熟于心,做題才能有備無患,才能在遇到一些復雜問題的時候從容應對。
(作者單位 山東省萊陽市文峰學校)
編輯 馬燕萍