对典型电学试题的探究

崔红娣

在中考物理竞赛中，经常考查适度开放性和综合性且难度大的题型，对学生具有挑战性，能促进学生深层次地参与学习和探究，能培养学生的探索精神和解决实际问题的能力.如何解决这类题目的电学问题呢？通过实例让我们进行全面分析，从而提高对电学问题的把握程度.

【例1】 小明想通过如图1所示的电路图进行下列实验.你认为不可行的是().

A.验证欧姆定律

C.测定电阻R₁消耗的功率

B.验证焦耳定律

D.验证电路两端总电压等于各部分电路两端的电压和

解析：由电路图可知：使用提供的仪表可测出R₁两端的电压、滑动变阻器两端电压和电源电压以及电路中的电流，可通过R₁两端的电压及通过它的电流来验证欧姆定律及其消耗的功率，还可通过R₁和滑动变阻器及电源电压之间的关系来验证电路总电压等于各部分电路两端电压之和，但如果验证焦耳定律Q=I²Rt，却无法得到Q的结果.

错因透视：不能正确解读电路图，不了解四个实验所需测量的数据.

答案：B

【例2】 如图2所示电路中，电流表、电压表均有一定示数，当开关S闭合时，两个表的示数（）.

A.电流表示数变大，电压表示数变小

B.电流表示数变大，电压表示数变大

C.电流表示数变小，电压表示数变小

D.电流表示数变小，电压表示数变大

解析：开关S闭合前，两个电阻串联，电压表测 R₁的两端电压；开关S闭合后，R₂短路，电路中只接入了R₁，则电压表测的是电源电压，示数变大，R₁不变.据欧姆定律，电流表示数也变大.

错因透视：不会判断电路的变化，不清楚电表的使用，不能利用欧姆定律，导致不能正确解决问题.

答案：B

在一些涉及到电功率的问题中，不能正确区分实际电压和额定电压及实际功率和额定功率.

（1）实际加在用电器两端的电压就是实际电压，用U实表示.

（2）用电器在实际电压下工作时的功率为实际功率，用P实表示.

（3）灯泡实际功率和额定功率的关系.

当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光.

当U实＜U额时，P实＜P额，灯泡发光较暗或不发光.

当U实＞U额时，P实＞P额，灯泡发光过亮或烧毁.

（4）实际功率的计算：P实=U实I实，在纯电阻电路中P实=I²实R=U²实/R.

下面列举一道关于电功率问题的分析题目：

如果加在定值电阻两端的电压从8V增大到10V时，通过定值电阻的电流相应地变化了0.2A，则定值电阻所消耗的功率的变化量为（）.

A.0.4W B.2.8W C.3.6WD.不能确定

解析：本题需要求出电压改变后和改变前的功率，但只知道电流的变化量，并不知道电流是多少，因此求出这个过程中的不变量——电阻R就成为问题的突破口.

根据题意有：

10V/R-8V/R=0.2A，解得R=10Ω，

前后两次的功率分别为：

P₁=（8V）²/10Ω=6.4W，P₂=（10V）²/10Ω=10W，

定值电阻所消耗的功率的变化量为：

ΔP=10W-6.4W=3.6W.

错因透视：本题很容易错选A，即将电压的变化量和电流的变化量相乘得到0.4W，这种错误的根本是没有搞清楚各物理量之间的关系.凭想像做题，没有充分考虑所求的数值是否有物理意义.

答案：C

综上可知，要想正确解答这类电学问题，必须深入理解电流、电压、电功率和电阻之间的联系，正确分析电路图才能运用自如.

［责任编辑：黄春香］