摘要:電學是初中物理的重要知識點,習題類型較多,解題方法不盡相同.實踐中為提高學生解答各種題型的靈活性,促進其解題能力的進一步提升,教師不僅要為學生系統(tǒng)、深入地講解電學理論知識,使學生深刻的理解與掌握,而且還應引導學生做好相關習題題型的總結,尤其結合經(jīng)典例題的講解為學生展示不同題型的解題過程,促進學生更好地把握解題的切入點.本文結合自身授課經(jīng)驗,優(yōu)選經(jīng)典例題,探討電學圖像問題解答、電路元件狀態(tài)判斷、電路相關參數(shù)計算、電路故障分析、電路生活化問題求解、電學實驗問題解決方法,以供參考.
關鍵詞:初中物理;電學;解題方法;研究
中圖分類號:G632文獻標識碼:A文章編號:1008-0333(2022)11-0080-03
收稿日期:2022-01-15
作者簡介:翁燕芳(1980.8-),女,福建省福州人,本科,中學一級教師,從事初中物理教學研究.
為更好地解答初中物理電學習題,不僅需要分析電學元件的串并聯(lián)關系,而且需要認真回顧串并聯(lián)電路中相關參數(shù)的計算方法,尤其要注重歐姆定律以及數(shù)學知識的應用,并結合不同題型采取針對性的解題方法,確保習題得以順利性地突破.
1 電學圖象問題的解題方法
解答初中物理電學圖象問題時為更好地提高效率,既要注重基于歐姆定律構建相關的物理方程,又要靈活應用排除法,盡快地排除干擾選項,尤其經(jīng)過簡單地計算把握圖象中相關參數(shù)之間的關系,順利地得出正確答案.
例如,某同學在“探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系”時,對實驗數(shù)據(jù)進行整理,繪制了如圖1所示的圖象,則以下說法錯誤的是().
A.在導體乙的兩端加上1V的電壓時,通過導體乙的電流為0.1A
B.將甲、乙兩導體串聯(lián)后接到電壓為3V的電源上,電路中的電流為0.9A
C.通過導體甲的電流與其兩端的電壓成正比
D.導體甲的電阻小于導體乙的電阻
A項,由圖象可知當電壓U=1V時對應的電流為0.1A,正確;B項,對于導體甲,當兩端所接電壓為3V時,對應的電流為0.6A,由R=U/I可知,∴R甲=U/I=3V/0.6A=5Ω.對于導體乙,兩端電壓為3V時,對應電流為0.3A,∴R乙=3V/0.3A=10Ω,兩電阻串聯(lián)后的總阻值R=5Ω+10Ω=15Ω,接入3V的電源上時,I=U/R=3V/15Ω=0.2A,錯誤;C項,由I=U/R并結合圖象可知導體甲的電流與其兩端的電壓成正比,正確;D項,根據(jù)以上分析R甲=5Ω,R乙=10Ω,R甲
4 電路故障的相關分析方法
初中物理電學中分析電路故障包括兩種情境,給出電路圖,要求分析故障;給出實物連接圖,要求分析故障.
例如,使用額定電壓均為2.5V的小燈泡,連接成如圖4所示的電路.若將開關S閉合后,發(fā)現(xiàn)兩盞燈均不發(fā)光,電壓表V1,V2均有示數(shù)且示數(shù)相同,若電路中只有一處故障,則出現(xiàn)的故障可能是().
A.燈L1短路B.燈L1斷路
C.燈L2短路D.燈L2斷路
解答該類習題可按照以下思路進行:第一步,根據(jù)連接的實物圖簡化電路,判斷電學元件的連接方式.對于該題,從電源的正極出發(fā)沿著導線進行分析,可知兩個燈泡是串聯(lián)關系.第二步,逐個讓電表回位,判斷電表測量的對象.該題中電壓表V1測量的是電源電壓,電壓表V2測量的是燈泡L1兩端的電壓.第三步,將各項中的故障代入到電路圖中,看其和給出的條件是否相符.A項,燈L1短路電壓表V2沒有示數(shù);B項,燈L1斷路,兩個電壓表測量的均是電源電壓,兩盞燈泡均不發(fā)光,正確;C項,燈L2短路,兩電壓表雖然有示數(shù)但是燈L1正常發(fā)光,兩電壓表的示數(shù)不相同,錯誤;D項,燈L2斷路電壓表V1不會有示數(shù),錯誤.綜上選擇B項.
5 電路生活化問題求解方法
求解電路生活化問題時應認真審題充分吃透題意,根據(jù)題干描述準確地判斷電學元件在電路中的位置以及串并聯(lián)關系.
例如,如圖5是人們生活中所用的智能電熱馬桶蓋電路圖,其中R1和R2是兩個定值電阻(表示兩個電阻絲).單刀雙擲開關S2可以接a或b,該電路通過開關S1和S2的不同接法組合,實現(xiàn)高溫檔、中溫檔、低溫檔三種加熱功能,其中低溫檔和中溫檔的功率分別為24.2W,48.4W.求:(1)R2的電阻;(2)高溫檔的功率;(3)若關閉其他用電器,只讓坐便加熱電路以高溫檔工作5min,標有“3000imp/kW·h”的電能表指示燈閃爍了20次,則電路中實際電壓為多少?
解答該題在于能夠根據(jù)電路圖搞清楚三種加熱功能下對應的電阻連接關系.由P=U2/R可知,電阻越大對應的功率越小,因此,當開關S1閉合,S2接入b時,R1和R2并聯(lián),電路電阻最小,對應高溫檔;當S1閉合,S2接入a時,電路中只有電阻R1,對應中溫檔;當S2接入a時,電路中有R1和R2,對應低溫檔.對于問題(1)低溫檔時P低=U2/(R1+R2)=24.2W,中溫檔時P中=U2/R1=48.4W,U=220V,代入解得R1=1000Ω,R2=1000Ω;對于問題(2)R1和R2并聯(lián)時電阻R并=500Ω,高溫檔時的功率P高=U2/R并=96.8W;對于問題(3)以高溫檔工作5min,標有“3000imp/kW·h”的電能表指示燈閃爍了20次,則消耗的電能W=20/3000kW·h=2.4×104J,則實際功率P實=W/t=2.4×104J/300s=80W,電阻絲電阻不變,則U2/P高=U實2/P實,解得U實=200V.
電學是中考的必考知識點,電路分析是電學的重點、難點.因此,實踐中應引導學生腳踏實地,徹底搞清楚基礎知識;在學生扎實掌握理論知識的基礎上,教師優(yōu)選精講典型例題,尤其引導學生做好不同習題解題思路與細節(jié)上的總結,讓學生把握不同題型特點以及相關的破題技巧.
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