動(dòng)態(tài)電路在初中物理中,因題型變化頗多,故而難度較大。但究其本質(zhì)因素,主要是電阻的變化對(duì)兩表的影響。這就要求學(xué)生們對(duì)歐姆定律熟練掌握,以及對(duì)電學(xué)基本三量的關(guān)系透徹地了解。以下是本人對(duì)動(dòng)態(tài)電路分析的個(gè)人見解,如有不妥,望專家們批評(píng)指正。
1 基本電路的動(dòng)態(tài)分析
基本電路的動(dòng)態(tài)分析,主要立足于電壓表的測(cè)量對(duì)象,以及測(cè)量對(duì)象中的電流因電阻的變化發(fā)生怎樣的變化,這種變化有三種形式。
1.1 電壓表接在定值電阻兩端
這類題型是動(dòng)態(tài)電路的基本題,當(dāng)電壓表接在定值電阻兩端,滑動(dòng)變阻器移動(dòng)時(shí),先判斷電流表的變化,然后根據(jù)U=IR,判斷電壓表變化,這種類型的題目學(xué)生們易于掌握:
若滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng),引起電阻增大,電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)U=IR,也減小。這時(shí)候的電壓表與電流表示數(shù)的比值不變,即:U是I的正比函數(shù)。
1.2 電壓表接在滑動(dòng)變阻器兩端
這類題型,若按照上述方法解決,有點(diǎn)難度(如圖),
如果滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng),電阻值在增大,電流減小,電壓表示數(shù)U=IR1,因I減小,R1增大,U值很難判斷。這時(shí),可以將問題轉(zhuǎn)移到定值電阻上,因定值電阻R不變,電流減小,R的電壓UR=IR,在減小,所以,電壓表示數(shù)增大。這種方法間接地解析了電壓表示數(shù)變化,但分析過程較復(fù)雜,對(duì)于學(xué)困生很難掌握,所以,可以將這類題型的解析變換一種思路,借助串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)解決:因?yàn)榇?lián)電路的分壓能力取決于電阻大小,當(dāng)滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng),其阻值增大,分壓能力增強(qiáng),所以電壓表的示數(shù)增大。這種方法,學(xué)生們易于接受,然后總結(jié)電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系:令總電壓為E,則U=E-UR,也就是U=E-IR1=-IR1+E,因?yàn)镽1與E是定量,所以,U是I的一次函數(shù)。
1.3 電壓表接在電源兩端
這類題型很簡(jiǎn)單,無論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,電壓表示數(shù)不變,也就是說,U是常量,這類題型學(xué)生們能夠掌握。
綜上所述,電壓表分別接在定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電源兩端,引發(fā)的兩表變化,可以綜合成下列圖像,根據(jù)分析,讓學(xué)生總結(jié)圖像的三條線對(duì)應(yīng)的是電壓表所接哪一位置,然后通過題型加強(qiáng),使學(xué)生們熟練掌握這一類型題目的解題技巧。(如下圖)
2 開關(guān)引起的動(dòng)態(tài)電路
開關(guān)引起的動(dòng)態(tài)電路可以使電路的電阻發(fā)生變化,導(dǎo)致兩表的示數(shù)的變化,這類題型雖然沒有滑動(dòng)變阻器,但此時(shí)的開關(guān)扮演著滑動(dòng)變阻器的角色(如圖),若S由斷開到閉合,使電路的總電阻在減小,兩表示數(shù)均增大。
再如下圖,如果開關(guān)S由斷開到閉合,并聯(lián)部分的電阻再減小,電流表示數(shù)增大,但電壓表示數(shù)不變。此類問題在以后的復(fù)習(xí)中,如果考慮到電源內(nèi)阻,如何分析兩表變化,在此提示,為以后學(xué)習(xí)做好鋪墊。
3 傳感器的動(dòng)態(tài)電路
生活中,諸如壓力傳感器、酒精傳感器等,其作用相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器,可以用第一種類型的題型分析來解決。
總之:動(dòng)態(tài)電路其根本是電路中的電阻的變化,對(duì)兩表示數(shù)的影響,題型變化比較復(fù)雜,但整個(gè)過程并不難掌握,作為初中物理的“五大問題”之一,在教學(xué)過程中,要循序漸進(jìn),注重培養(yǎng)學(xué)生的基本技能,樹立解題的信心,并形成善于歸納總結(jié)的學(xué)習(xí)態(tài)度,為以后的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
(作者簡(jiǎn)介:李安定(1980-),男,安徽省合肥市南崗中學(xué),中教二級(jí),從事初中物理教學(xué)。)