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        淺談電學計算的規(guī)范技巧培養(yǎng)

        2018-08-08 07:32:56陳再澤
        新課程(下) 2018年6期
        關鍵詞:用電器等效電路電學

        陳再澤

        (廈門市內(nèi)厝中學,福建 廈門)

        電路計算是初中電學知識的基本內(nèi)容之一,由于牽涉到的知識內(nèi)容,特別是公式較多,也比較抽象,既考查學生的綜合分析能力,也考查學生的邏輯思維能力,所以學生往往難以入手進行解題,故在電學教學中,對學生的電學計算進行統(tǒng)一規(guī)范尤為重要,使其掌握科學高效的解題方法,促進對電學的興趣。以下談談如何提高電學的計算能力及技巧培養(yǎng)。

        一、理解初中電學電路三大原型圖

        第一種,電路中只有一個用電器,電源電壓全部加載給用電器,是最基本的等效電路圖。第二種,電路中有2個用電器串聯(lián),電源電壓分壓給2個用電器,通過各用電器的電流相等。第三種,電路中有2個用電器并聯(lián),各個用電器的電壓相等,等于電源電壓,干路電流等于各支路電流之和。

        二、理解電學公式的同一性、同時性

        對物理學公式的理解,要注意各個物理量的同一性、同時性,比如在歐姆定律中,U、I、R等物理量屬于同一導體,且為同一導體的某一時刻的物理量。在電路中如果出現(xiàn)2個導體,則會出現(xiàn)對應的U1、I1、R1和U2、I2、R2,在計算的時候不能混淆、亂用。

        三、牢記理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓特點、電流特點、電阻特點及電學公式

        串聯(lián)電路:電壓特點U=U1+U2,電流特點I=I1=I2,電阻特點R=R1+R2。并聯(lián)電路:電壓特點U=U1=U2,電流特點I=I1+I2,電阻特點1/R=1/R1+1/R2。I=U/R,W=UIt,P=UI等。

        四、解題步驟

        1.根據(jù)題目所給的條件,畫出等效電路圖,閉合的開關按導線處理,斷開的開關按開路處理,并去掉,并標出已知量,在前面小題中得出的量可以作為以后小題的已知量并標出。

        2.分析電路的串聯(lián)或并聯(lián)情況,分清電壓表、電流表各測什么元件,有無短路等現(xiàn)象。

        3.根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓特點、電流特點、電阻特點、歐姆定律、電功率等公式對找等效電路圖及題目所給的條件等進行解題口算。

        4.將口算的過程,寫到題目相應的位置,以一道例題闡述以上電學計算的解題規(guī)范及步驟。

        例1.如圖所示的電路中,電源電壓不變,電阻R1的阻值為20Ω。當斷開開關S1和S2,閉合開關S3時,電流表的示數(shù)為0.50A;當斷開開關S2,閉合開關S1、S3時,電流表的示數(shù)為0.90A。

        求:電阻R2的阻值。

        斷開開關S1和S3,閉合開關S2時,R1兩端的電壓是多少?

        分析:根據(jù)條件,本題需要畫出3個等效電路圖。根據(jù)條件畫出的第一個電路圖對應第一個原型圖,已知電阻,通過電阻的電流,可以求出電阻兩端的電壓,進而求出電源電壓。根據(jù)條件畫出的第二個電路圖為兩個電阻并聯(lián)的原型圖,電流表測的是干路電流,已知電源電壓,電阻R1的電流、干路電流,可以得出R2的電流,R2的電壓U2,根據(jù)歐姆定律可以得出R2的電阻是多少。根據(jù)條件畫出的第三個電路圖對應兩個電阻串聯(lián)的原型圖,電流表測出電阻R1的電流、電阻R2的電流等,已知R1、R2的阻值、電源電壓,可以得出總電阻是多少,算出總電流是多少,再算出R1的電壓。

        解:當斷開開關 S1和 S2,閉合開關 S3時,U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V,U=U1=10V

        當斷開開關 S2,閉合開關 S1、S3時,R1R2并聯(lián),I1=0.5A,I2=II1=0.9A-0.5A=0.4A

        U2=U=10V,R2=U2/I2=10V/0.4A=25Ω

        當斷開開關S1和S3,閉合開關S2時,R1R2串聯(lián),R=R1+R2=20Ω+25Ω=45Ω,I=U/R=10V/45Ω=0.22A,I1=I=0.22A,U1=I1R1=0.22A×20Ω=4.4V

        在解題過程中常見的問題是,一是學生不喜歡畫等效電路圖,甚至不畫等效電路圖,二是沒有將等效電路圖和解題過程對齊,三是經(jīng)常違反公式的同一性、同時性等。

        初中電學計算雖然難度比較大,但都有特定的解題規(guī)范,在日常的解題過程中,通過規(guī)范解題,體現(xiàn)了物理的條理性和嚴謹性,將物理電學化繁為簡,全面提升對物理電學知識的理解并熟練掌握與運用。

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