黃娟



【摘要】電路是初中物理的重點考查內容,涉及選擇、填空、實驗等各個題型,不同類型的電路問題有著各自的特點和解題思路,也是學生在學習過程中需要注意的部分.本文主要總結和分析三種不同類型的電路問題,幫助學生理清思路,提高解題效率.
【關鍵詞】初中物理;電路;解題技巧
1 電路設計問題
電路設計問題要明確每一項控件所處的位置,包括開關;分析電路組成結構是并聯還是串聯是最關鍵的一步;再者是明確電壓表、電流表接入需要遵守的原則.選擇和解答題形式最為常見,具體解題思路和步驟如下例題所示.
例1 智能鎖逐步出現在大眾視野內,智能鎖支持指紋與密碼兩種方式認證開門,密碼正確時相當于開關S1閉合,指紋符合時相當于開關S2閉合,開門由電動機完成,則下列符合智能鎖電路設計的是()
分析 首先,要分析題意大致的電路組成結構,可知兩個開關應在不同的支路構成并聯電路,其次,分析電動機的位置,即可得到具體的電路圖和對應選項.
解 根據題意,指紋和密碼都能開鎖,故電動機應在干路上,開關S1和開關S2分別并聯,只有選項(B)符合題意.
2 電表判斷問題
電表的判斷問題主要是給出未知控件具體位置,要求學生根據已知電路猜測電表的類型的題目均比較常見.求解這類問題,主要在于把握電表的使用規則,牢記電壓表約等于“短路”狀態,電流表約等于“斷路”狀態,解答問題會更加順暢.
例2 如圖1所示的電路中,若在閉合開關S后,兩只燈泡都能發光,應在甲、乙兩處連接的元件是()
(A)甲是電壓表,乙是電池.
(B)甲是電池,乙是電流表.
(C)甲是電流表,乙是電池.
(D)甲是電壓表,乙是電流表.
分析 按照選項分別將假設情況代入電路中,分析電路是否正常運行,即可找到正確答案,其中電壓表和電流表的本質狀態是解答問題的關鍵.
解 (A)如果甲是電壓表,乙是電池,則甲與L1串聯,L1相當于斷路不發光,故選項(A)不符合題意;
(B)如果甲是電池,乙是電流表,則乙會將L2短路,L2不發光,故選項(B)不符合題意;
(C)如果甲是電流表,乙是電池,兩燈泡并聯,甲電流表與燈泡L1串聯,閉合開關后,兩燈泡都能發光,故選項(C)符合題意;
(D)如果甲是電壓表,乙是電流表,圖中沒有電源,兩燈泡不可能發光,故選項(D)不符合題意,
綜上,正確答案為選項(C).
3 動態電路問題
能夠改變電路元件的相關問題被稱為動態的電路問題,解答題形式比較常見,解題的關鍵在于化動為靜,即將問題轉化為臨界情況的電路,從而列式求解.動態電路問題綜合性較強,對學生能力要求較高,也是學生需要攻克的難關.
例3 在圖3所示的電路中,小燈泡L上標有“6V 3W”字樣,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,定值電阻R0=16Ω,滑動變阻器R的最大電阻值為100Ω,只閉合S1,滑動滑片P使變阻器RaP=1/5R,此時電壓表示數為10V.若電源電壓不變,不計燈絲電阻隨溫度的變化,求:
(1)小燈泡的電阻;
(2)電源電壓;
(3)只閉合S2,在電壓表示數不超過量程,燈泡兩端電壓不超過額定值的情況下,求電路消耗的總功率范圍.
分析 分析第三問的電功率范圍,應結合題意將動態的電路轉化為兩種臨界情況:不超過電壓表最大示數和不超過電燈額定功率,分別分析兩個對應靜態電路的電流和電壓,即可得到具體范圍.
解? (1)12Ω;(2)18V;
(3)已知小燈泡的電阻為RL=12Ω,
當燈泡兩端電壓為額定電壓6V時,
此時滑動變阻器兩端電壓為18V-6V=12V,
此時滑動變阻器接入阻值最小,
當電壓表示數最大為15V時,
此時滑動變阻接入阻值最大,
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍為
可知電路電功率范圍為
故只閉合S2,在電壓表示數不超過量程,燈泡兩端電壓不超過額定值的情況下,電路消耗電功率范圍是4.5~9W.
4 結語
不同類型的電路問題有不同考查形式和特點,也具有對應的不同的解題思路.電路設計問題解答在于大框架下填補電路元件,電表問題需要牢記不同的使用規則,動態電路問題則更加綜合,需要分情況討論和解題.盡可能掌握更多類型的電路問題,能夠幫助學生加深對電路的理解,從而獲得更高的分數.
參考文獻:
[1]李鐸.初中物理電路綜合題解題思路分析[J].數理化解題研究,2022(05):94-96.
[2]陶立新.初中物理電路題的解題思路探討[J].中國校外教育,2018(26):91-92.
[3]張圣紅.初中物理動態電路試題分類解析[J].中學物理教學參考,2022,51(10):67-70.