怎样做好电学计算题
2013-04-29王大湖
王大湖
自参加工作至今,已经连任数届毕业班物理课教师,在中考复习的过程中发现,无论是学困生还是尖子生,对电学分析方法比较肤浅,仅仅停留在目视、直观的分析,并无一整套完整的分析方法;对于复杂电路的分析更是无从入手。在教学中发现,学生对基础知识的掌握并不差,而电路的分析却成了拦路虎,直接影响到考试成绩和中考复习的信心。
通过试题、学生分析过程参考、解题过程中暴露问题的归纳、分析发现,许多学生无从下手,对串、并联的分析受到电压表、电流表等影响比较深,两个用电器是串联还是并联往往凭直觉而定,造成电路性质分析错误,进一步影响到试题的解答和考试成绩。
针对这一现象,学科组内教师多次进行讨论、总结,归纳出了本论文分析方法。本方法实用性强,通俗易懂,容易掌握,在本年度的复习中,学生对电学的掌握明显高于以往学生,电学题得分率较高。
下面就谈谈初中物理电学的解题思路及步骤,以备参考。电学类题目解题过程简单分成三步:
第一步:判断串、并联,并注意是否有短路
判断短路方法:(1)电源短路:电流是否会只经过导线和开关不经过用电器,从正极直接流向负极;(2)元件短路:看元件的两端是否只有一导线相连,有的话电流只经过导线不经过用电器,该元件被短路,可去掉该元件。
判断串、并联方法:(1)把电流表看成导线去掉,将电压表看成断路去掉,去掉被短路的元件,只析用电器的连接方式。如只有一条电路路径即为串联,两条或两条以上为并联。
第二步:判断电表的作用
电流表作用的判断方法:哪个用电器的电流经过了哪个电流表,那么该电流表就有测量这个用电器的电流,作用如水表。
电压表的作用判断方法:在电流路径上,沿着电流路径的方向,找出电压表的电流的进端和出端(注意:一定要在电流路径上找),这两端之间的电压即为电压表所测量的电压。
第三步:结合公式,找到所求量与已知量的关系,求出所求量
在前两步的基础上,再根据串、并联电路中的电压、电流、电阻及电功率公式及特点进行计算。如下:
看清自己所要求的量,在图中标出已知的量,根据题目条件,分析已知条件,构建已知和未知之间的关系,在P、U、I、R四个物理量中已知其中两个可以求其他两个物理量,运用适当的公式解题。
在求解的过程中,用不着把每一个物理量都求出来,要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。很明显可以看出:练解答电学问题就必须熟练掌握相关的物理知识。
还需要说明的是,有些问题在每一种状态下并不能直接求出计算结果,这时要把两种或更多种状态结合起来,找出各个关系图中相等的物理量,列方程或列方程组去计算。以下结合例题来应用一下这三个步骤。
例1.如图1所示的电路,电源电压保持不变,当开关S闭合时,电流表的示数是0.5安。开关断开后,电压表的示数是4伏,电阻R2的功率是0.2瓦。则此时电流的示数是多少安?
解:当开关S闭合时,R2被短路,R1直接接电源两端,电路中的电流为0.5安。
当开关S断开后,R1和R2串联,此时电压表测得R1两端电压U1=4 V。电阻R2的功率P2为1.2 W。
例2.在如图2所示电路中,电源电压U=16伏,并保持不变。
(1)当S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P滑到b端时电压表的示数为6伏,此时R1消耗的功率为3瓦,求滑动变阻器的最大阻值Rab。
(2)当S1、S2都闭合,滑动娈阻器的滑片滑到a端时,电流表的示数为1.2伏,求电阻R2上消耗的电功率P2。
解:(1)当S1闭合,S2断开,滑动变阻器的滑片P滑到b端时,这时R2被短路,则R1和Rab串联。
(2)当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,R1短路,R2和Rab是并联。
A表测量总电流强度,则I=1.2安
从以上分析中可以看到在解决电学问题时,要注意以下两点:(1)确定电路状态。(2)根据已知条件确定解题思路比例法、列方程及联立方程求解。
(作者单位 福建省泉州永春苏坑中学)