摘 要:電路計算是初中畢業升學考試的必考內容,而且分數權重大,很多學生在平常的電路計算時,找不到好的解題思路,造成信心的缺失。因此,探索和突破中考物理電學計算題的方法和技巧,是提高初中生學習興趣和中考成績的一項很有價值的工作。
關鍵詞:認真審題;分析電路;分段;公式
初中物理電學計算題綜合性強,它既能考查學生對物理概念的理解程度,知識點的遷移、靈活運用程度,也考查學生的綜合分析能力和邏輯思維能力。而初中生正處于形象思維向抽象思維能力的轉化過程中,不管在心理上還是在生理上都與之不相適應,造成學生理解掌握電學知識感到困難。所以,在初中電學計算教學中,應當對學生進行必要的解題方法指導,讓學生掌握科學有效的解題方法和思路,從而降低難度,提高學習興趣。
初中物理純電學計算主要有兩種類型:靜態電路和動態電路。
動態電路常見的題型有:(1)用開關改變電路的結構和狀態。(2)變阻器滑片的移動改變電路的結構和狀態。(3)電路的安全問題。對于這些題型,怎樣才能提高學生中考時的得分率呢?以下是我長期在一線教學中探索出的解題方法,它對于突破電學計算這一難點有很大的幫助。
一、認真審題,看清題意
看到題目后,首先要逐字逐句地閱讀思考,特別注意關鍵字、句和條件,以便形成清晰的物理圖景。接著根據開關的閉合、斷開或滑動變阻器滑片的位置情況找出題目所述電路的各種狀態,并畫出相應的等效電路圖。這是審題過程中必不可少的重要步驟,畫草圖能把題目所給的文字敘述變成形象的圖示,能夠把動態的電路化為靜態電路,有助于弄清題意,找到解答的途徑。
二、分析電路,理清關系
(一)判斷電路的串并聯
1.純電阻電路的串并聯判斷
判斷方法:去掉一個用電器,看看會不會相互影響。若不會,為并聯;若會,則為串聯。
2.有電表的電路串并聯判斷
電壓表被串聯,則電路相當于開路;而電流表在電路中相當于導線;所以在判斷串并聯時,可將電壓表去掉,把電流表當作導線,使電路進一步簡化,然后再根據串并聯電路的判斷方法進行判斷。
(二)判斷電表測量的對象
1.判斷電壓表測量對象
關鍵看電壓表的兩端與誰的兩端并聯在一起。如圖1示,電壓表V與L1兩端并聯,同時也與L2和電源的兩端并聯,此時它測的是L1兩端的電壓,而不是L2和電源的總電壓,因為電源電壓已經包含了L2的電壓。
2.判斷電流表測量的對象
判斷方法:去掉該電流表,哪個用電器被影響到,就是測哪個。如圖2示,去掉電流表A1,會影響L2、L3,所以電流表A1測L2,L3。同樣的,電流表A2測L1,L2。電流表A3測L3。
三、牢記串并聯電路三個基本物理量U、I、R關系
在串聯電路中,U=U1+U2, I=I1=I2, R=R1+R2,
在并聯電路中,U=U1=U2, I=I1+I2, 1/R=1/R1+1/R2,
四、進行分段
對等效電路圖進行分段。根據歐姆定律的同段性和同時性,標出每一段電路相對應的已知或未知的三個基本物理量U、I、R。 在解題過程中,由于學生常常忽略了歐姆定律中極其重要的同段性和同時性,最終導致解題失敗。
五、運用電學的基本公式,規范解題
電學的基本公式有:I=U/R,W=UIt=Pt,P=W/t=UI,Q=I2RT,先在等效圖中的每一段電路中依據歐姆定律及串并聯電路三個基本物理量U、I、R關系,求出該段電路中所能求的未知量U或I或R,最后根據題意并結合電學基本公式算出題目所要求的量。當然,在求解過程中,不一定要把每一個物理量都求出來,要根據所給的已知物理量找一種最簡單的解題方法。下面我只針對動態電路的電學計算舉一列做詳細的說明和解答:
例:如圖3(1)示的電路中,R1=20Ω,R2=40Ω,電源電壓保持不變:(1)當開關S1、S2均閉合時,電流表A1示數為0.6A,小燈泡L恰好正常發光,求電源電壓和小燈泡的額定電壓。(2)當開關S1、S2斷開時,電流表A2的示數是0.2A,求小燈泡的實際功率。(3)小燈泡的額定功率是多少?
分析:(1)這是一個動態電路,我們要先畫出每種狀態下的等效電路圖。當開關S1、S2均閉合時,R1與燈L并聯,A1測R1電流,且燈L正常發光;當開關S1、S2斷開時,R2與燈L串聯,A2測R2或燈L的電流,此時燈不正常發光。電路圖分別如圖3(2)、(3)所示。(2)回憶:在并聯電路中:U=U1=U2,I=I1+I2,1/R=1/R1+1/R2。在串聯電路中:U=U1+U2,I=I1=I2,R=R1+R2。(3)兩種狀態下的電路均可以分三段,如圖3(4)、(5)所示。(4)根據串并聯電路的電壓、電流和電阻關系在每一段電路中標出已知或未知U、I、R,如圖3(4)、(5)所示。(5)運用電學公式進行求解。
由此可知,探究初中物理計算題的解題指導就是要找到其中的規律,不要被紛繁復雜的表象所迷惑,一道計算題拿到手,要審清題意,找準并利用關系,就不難解答。只要按步驟嚴格進行,那就能把物理學的內在規律找出來,從而化復雜為簡單,打破拿到問題卻無處下手的局面。
參考文獻:
王娟.論初中物理的教學問題[J].中華學刊,2001(2).
作者簡介:陳雄文,男,1975年8月出生,本科,就職于福建省福清市林厝初級中學,研究方向:初中物理教學。
編輯 薛直艷