摘要：電路圖問(wèn)題屬于初中物理電學(xué)部分常見(jiàn)問(wèn)題，依據(jù)問(wèn)題涉及的內(nèi)容可以劃分為故障判斷類(lèi)、實(shí)物結(jié)合類(lèi)、動(dòng)態(tài)分析類(lèi)、圖像融合類(lèi)和綜合計(jì)算類(lèi)五種問(wèn)題.教學(xué)中，教師應(yīng)注重圍繞相關(guān)習(xí)題展開(kāi)教學(xué)，使學(xué)生在解題過(guò)程中掌握不同類(lèi)型問(wèn)題的解題方法，提升解題技能.

關(guān)鍵詞：初中物理；電路圖問(wèn)題；歸類(lèi)

中圖分類(lèi)號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2025）08-0095-03

收稿日期：2024-12-15

作者簡(jiǎn)介：韓茂旺，本科，一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

初中階段，根據(jù)電學(xué)元件的連接方式可以將電路圖劃分為串聯(lián)電路、并聯(lián)電路及串并聯(lián)混合電路[1].教師應(yīng)基于這三種電路，結(jié)合不同電學(xué)元件，創(chuàng)設(shè)復(fù)雜多變的問(wèn)題情境，有側(cè)重地對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行考查；還應(yīng)做好電路圖問(wèn)題的歸類(lèi)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)，通過(guò)解題示范，對(duì)不同類(lèi)型的問(wèn)題進(jìn)行剖析.

1故障判斷類(lèi)

故障判斷是初中物理電路圖問(wèn)題中的常見(jiàn)類(lèi)型，主要考查學(xué)生對(duì)串聯(lián)、并聯(lián)電路圖關(guān)系以及對(duì)電學(xué)元件作用的理解，需要具備良好的分析推理能力[2].初中物理中常見(jiàn)的電路圖故障有短路和斷路兩類(lèi).解題過(guò)程中可以根據(jù)需要靈活運(yùn)用正向推理、假設(shè)推理、逆向推理進(jìn)行分析.正向推理指根據(jù)題干情境，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)直接進(jìn)行推理，得出結(jié)論，做出判斷；假設(shè)推理指根據(jù)題干情境，假設(shè)出現(xiàn)某種故障，對(duì)比假設(shè)后故障引發(fā)的后果與題干描述是否一致，做出判斷；逆向推理常用于解答選擇題，從所給的選項(xiàng)入手進(jìn)行推理，得出推理結(jié)論與題干描述進(jìn)行對(duì)比.

例1如圖1所示的電路，電源電壓始終不變，將開(kāi)關(guān)S閉合，發(fā)現(xiàn)電壓表V的讀數(shù)不變.若電路中在電阻R1、R2上僅有一處發(fā)生故障，現(xiàn)將一正常電流表串聯(lián)在電路中，則（）

A.若電流表有讀數(shù)，則故障可能是R1短路

B.若電流表有讀數(shù)，則故障一定是R2短路

C.若電流表無(wú)讀數(shù)，則故障一定是R2斷路

D.若電流表無(wú)讀數(shù)，則故障可能是R2斷路

解析該題為選擇題，可以根據(jù)需要靈活選取其中一種推理方式.事實(shí)上，采用正向推理，能很快地分析出結(jié)果，選出正確答案.具體分析過(guò)程如下：電流表有讀數(shù)時(shí)，說(shuō)明電路連通，閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表V的示數(shù)不變，讀數(shù)為0，則一定是R1短路；電流表無(wú)讀數(shù)時(shí)，電路是斷開(kāi)的，則一定是R2斷路，電壓表的讀數(shù)為0，綜上分析，選擇C項(xiàng).

2實(shí)物結(jié)合類(lèi)

初中物理電路圖問(wèn)題中，部分電路圖與實(shí)物相結(jié)合能實(shí)現(xiàn)某一功能，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)做出分析與判斷，考查學(xué)生的理解及學(xué)以致用能力.解答該類(lèi)電路圖問(wèn)題堅(jiān)持兩個(gè)原則：其一，通過(guò)讀題明確電路圖的功能，分析電路圖的改變對(duì)其功能帶來(lái)的影響；其二，明確實(shí)物在電路圖中的位置，分析與其他電學(xué)元件的串并聯(lián)關(guān)系，運(yùn)用電路圖的串并聯(lián)規(guī)律及歐姆定律進(jìn)行分析.

例2如圖2所示的電路示意圖可用于檢測(cè)汽車(chē)尾氣中的CO濃度.其中當(dāng)CO濃度增大，氣敏電阻R1的阻值會(huì)減小.R2是滑動(dòng)變阻器，閉合開(kāi)關(guān)S，如果CO濃度高于限定值，電鈴報(bào)警，則（）

A.電磁鐵上端為S極

B.電鈴連接在A和B之間

C.CO濃度升高，電磁鐵的磁性變?nèi)?/p>

D.電源用久后，U1減小，CO的報(bào)警濃度會(huì)變高

解析圖2中共含有兩個(gè)電路，其中左側(cè)電路通過(guò)氣敏電阻R1阻值大小的改變控制電路中的電流，對(duì)電磁鐵的磁性造成影響，進(jìn)而影響右側(cè)電路的工作狀態(tài).左右兩個(gè)電路分別叫做控制電路和工作電路.解答該題的關(guān)鍵在于根據(jù)題干描述，分析CO濃度給氣敏電阻R1阻值、電路電流帶來(lái)的影響.當(dāng)CO濃度變大，R1的阻值減小，由歐姆定律可知，以U1為電源的干路電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，吸住銜鐵，使得以U2為電源的電路連通，電鈴報(bào)警.由此可見(jiàn)，電鈴連接在C和D之間.對(duì)于A項(xiàng)，電流從電磁鐵的下端流入，由安培定則可知，電磁鐵的上端為N極.當(dāng)U1減小時(shí)，電路中的電流減小，要想達(dá)到報(bào)警電流，則R1應(yīng)減小，對(duì)應(yīng)的CO的濃度升高，綜上分析選擇D項(xiàng).

3動(dòng)態(tài)分析類(lèi)

電路圖的動(dòng)態(tài)分析是初中物理電路圖問(wèn)題中的重點(diǎn)和難點(diǎn).分析的內(nèi)容主要是燈泡的亮暗程度、電表的示數(shù)變化、電學(xué)元件的連通與否等.其中，這里的“動(dòng)態(tài)”主要通過(guò)滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)、開(kāi)關(guān)的閉合實(shí)現(xiàn).

例3如圖3所示的電路圖中，電源電壓保持不變，僅將開(kāi)關(guān)S1閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片從右端向左移動(dòng)到中點(diǎn)，則（）

A.燈泡L會(huì)變暗

B.電壓表和電流表的乘積變小

C.滑片位置不變，將S2閉合，電壓表示數(shù)不變

D.滑片位置不變，將S2閉合，電壓表示數(shù)變小

僅閉合S1時(shí)，滑動(dòng)變阻器、燈泡和定值電阻串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器滑片從右端向左移動(dòng)到中點(diǎn)的過(guò)程中，接入電路中的電阻變小，干路中的電流變大，燈泡L變亮.電壓表測(cè)量的是燈泡L和定值電阻兩端的電壓，電流變大其對(duì)應(yīng)的電壓也變大，因此，電壓表和電流表的乘積也變大.當(dāng)閉合S2時(shí)，燈泡被短路，接入電路中的電阻變小，由歐姆定律可知干路電流變大，滑動(dòng)變阻器分得的電壓增大，此時(shí)電壓表測(cè)量的是定值電阻的電壓，其示數(shù)變小，選擇D項(xiàng).

4圖像融合類(lèi)

初中物理部分電路圖問(wèn)題與圖像融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路圖分析及識(shí)圖能力的雙重考查，解答該類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于深入理解電路圖，構(gòu)建電路圖與圖像內(nèi)在的邏輯關(guān)聯(lián).

例4如圖4甲電路中，電源電壓保持不變，定值電阻R1=10 Ω.先將開(kāi)關(guān)S、S1閉合，將滑動(dòng)變阻器滑片從右端調(diào)節(jié)至中點(diǎn)，隨后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將滑片調(diào)回右端，再將開(kāi)關(guān)S、S2閉合，又將滑片從右端調(diào)節(jié)至中點(diǎn).兩次操作，電流表和電壓表的示數(shù)I-U圖像如圖4乙所示，則（）

A.電源電壓為4 V

B.電阻R2的阻值為10 Ω

C.將開(kāi)關(guān)S、S2閉合，對(duì)應(yīng)的圖像是a

D.將開(kāi)關(guān)S、S2閉合，電路的最小功率為0.9 W

當(dāng)將開(kāi)關(guān)S、S1閉合時(shí)，電壓表測(cè)量的是R1兩端的電壓；將開(kāi)關(guān)S、S2閉合時(shí)，電壓表測(cè)量的是R2兩端的電壓，兩種閉合狀態(tài)下，滑動(dòng)變阻器滑片從右端調(diào)節(jié)至中點(diǎn)的過(guò)程中接入電路中的電阻變小，干路中的電流均在增大.對(duì)于圖像乙中的a，根據(jù)電壓對(duì)應(yīng)的電流可以求得電阻值為2 V0.2 A=3 V0.3 A=10 Ω；對(duì)于b，可求得對(duì)應(yīng)的電阻值為4 V0.2 A=20 Ω，根據(jù)題意可知，a對(duì)應(yīng)的是測(cè)量電阻R1時(shí)的圖像，b對(duì)應(yīng)的是測(cè)量電阻R2時(shí)的圖像.對(duì)于乙中的圖像a，設(shè)R3的阻值為R，電源電壓為U，由歐姆定律可得0.2 R+2=U，0.3×12R+3=U，聯(lián)立解得，R=20 Ω，U=6 V.當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S2閉合，電路的功率最小時(shí)，對(duì)應(yīng)圖像b的電壓為3 V，此時(shí)的電流I=3 V20 Ω=0.15 A，電路的最小功率P=UI=6 V×0.15 A=0.9 W，綜上分析選擇D項(xiàng).

5綜合計(jì)算類(lèi)

初中物理電路圖問(wèn)題中，綜合計(jì)算類(lèi)問(wèn)題在日常測(cè)試及中考中常作為壓軸題出現(xiàn)，考查內(nèi)容既有單一的電學(xué)知識(shí)，也有能量方面的知識(shí).解答該類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)具備綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的意識(shí)，既要注重電學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，又要合理地運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí).

例5某電熱器有高溫、中溫、低溫三檔，內(nèi)部簡(jiǎn)化為如圖5所示的電路圖.電熱絲R1（x Ω，2 A），R2（8 Ω，1.5 A），忽略其電阻變化.已知該電熱器電壓為10 V，中溫檔電功率P中為10 W，電流表的量程為0～3 A.求：

（1）中溫檔的電流;（2）電熱絲R1的阻值;（3）使用高溫檔時(shí)電熱器在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；

解析由P=U2R可知，電阻越小對(duì)應(yīng)的功率越大，由此可以判斷，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合，S2接a點(diǎn)時(shí)，R1和R2并聯(lián)，總電阻最小，對(duì)應(yīng)高溫檔；當(dāng)僅閉合S1時(shí)，只有R1接入電路，對(duì)應(yīng)中溫檔；當(dāng)R2連接b點(diǎn)時(shí)，R1和R2串聯(lián)接入電路，電阻最大，對(duì)應(yīng)低溫檔.

（1）由電熱器電壓為10 V，中溫檔電功率P中為10 W，得I中=P中U=10 W10 V=1 A；

（2）根據(jù)分析，R1的阻值R1=U2P中=（10 V）210 W=10 Ω；

（3）高溫檔，電阻R1和R2并聯(lián)，此時(shí)P高=U2R1+U2R2=（10 V）210 Ω+（10 V）28 Ω=22.5 W，1 min產(chǎn)生的熱量Q=P高t=22.5 W×1×60 s=1 350 J.

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，初中物理電路圖問(wèn)題既有對(duì)電學(xué)知識(shí)的定性考查，也有對(duì)電學(xué)參數(shù)計(jì)算情況的定量考查，情境靈活多變.教學(xué)中，為幫助學(xué)生更好地突破，提高解答電路圖問(wèn)題的水平與能力，教師應(yīng)做好基礎(chǔ)知識(shí)講解，也要做好電路圖問(wèn)題的歸類(lèi)及經(jīng)典案例的分析與解答，幫助學(xué)生積累解題經(jīng)驗(yàn)，在解題中舉一反三.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陳若棟.初中物理電路電表示數(shù)變化類(lèi)題型解題方法[J].數(shù)理天地（初中版），2024（8）：42-43.

[2] 李明科.初中物理電學(xué)圖像問(wèn)題例講[J].名師在線，2022（21）：73-75.

［責(zé)任編輯：李璟］