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如何用方程法解初中物理电学计算题

2017-05-13孙俐萍

中学生数理化·教与学 2017年5期
关键词:变阻器物理量计算题

孙俐萍

物理科目是初中教育体系中的基本课程.在初中物理教学中电学占有较大比例,也是中招考试的重点内容.电路分析与计算贯穿初中物理电学教学中,解题则是学生的学习难点,尤其是计算题更是学生的障碍,教师可以引领他们使用方程法解答.下面就如何使用方程法解初中物理电学计算题谈点体会.

一、初中物理电学计算题的具体分析方法

在解答物理电学计算题时,使用方程法要掌握电学的基本概念与计算公式.在面对初中物理电学计算题目时,有些学生不知所措,出现思维盲点,难以找到正确的突破口和分析点,可能错选条件得出错误答案.因此,在指导学生使用方程法解电学计算题时,教师应帮助他们掌握科学正确的分析方法,为列出正确方程和解题做好准备工作.具体来说可从以下方面着手:其一,分析题目中的“号”即为标点符合,尤其要注意分号和句号,让学生明白这两个标点符号是表明各个解题条件的区分,或者是一个等量关系;其二,“隐”即为题目中的隐性条件,有的学生往往因找不到这一隐性条件难以列出方程,无法解题,而突破口恰好是这一隐性条件,应引起他们的格外关注;其三,“扰”顾名思义就是“干扰”,在部分初中物理电学计算题目中估计出现一些干扰数值,在列方程和解题时用不上,一旦使用将会出现错误.其他还有观察电路图,明确电流表和电压表的位置,是否存在短路等均是分析要点.

二、根据题目实际情况,合理列出方程求解

在初中物理电学教学中,需要使用方程法求解的物理问题通常是难度较大的题目.这类计算题的求解过程较为复杂且答题形式多样,具有较强的综合性,既是学习重点,也是难点.例如,如图,电源电压U与电阻R0的阻值稳定不变,调节滑片P,当电压表的数值为10V时,变阻器的功率为10W;当把滑片调节值另外一个位置时电压表的数值为5V,变阻器的功率则为7.5W,求源电压U与电阻R0.

解析:由图得知,这是一个串联电路,那么可得电源电压U=U0+U滑,可以根据U滑×I=P滑来列方程和求解.这就需要求出电路中的电流I,而I=U0/R0,其中R0即为需要求出的值.这种各个未知量之间有相互牵制关系的题,就应当使用方程法来解.在解答这类电学计算题时,如果一时之间找不到正确思路,教师要提醒学生运用逆向分析法,先罗列出含有所求量的公式,观察具体含有的未知量,再写出未知量的表达式,逐步逆向推理.当公式中出现另外一个需要求出量时,就能判断出这道题需要列出方程来求解,最后根据题目中的电学规律和量得出正确答案.

三、根据物理量列出方程运用公式解题

在引導学生使用方程法解电学计算题时,教师可以根据物理量列出方程,运用相应的电学公式解题.初中物理电学知识涉及的物理量主要包括:电热Q、电能W、电功率P、电阻R、电压U和电流I等.在具体的解题中,学生可根据题目中给出的已知物理量,使用相关的公式表示出这一物理量,直至公式中的物理量全部是待求量和已知量,即为解题方程.仍然以上题为例,根据滑动变阻器的功率列出方程,P滑=U滑×I滑=U滑×I0=(U-U0)U0/R0,所以可得两种情况:P滑1=(U-U01)U01/R0;P滑2=(U-U02)U02/R0.将这两个方程联立带入数值可得出:10W=(U-10V)10V/R0;7.5W=(U-5V)5V/R0,从而得出U=20V,R0=10Ω.如此,学生使用滑动变阻器功率公式分析题目和题意,把待求量和已知量套用到公式中,能够清晰看到各个物理量之间的关系,列出一个方程组,使用数学知识中的二元一次方程组解法,很快求出答案.

四、根据物理规律,用方程找出对应关系式

在运用方程法解答初中物理电学计算题时,教师要提醒学生根据题目中给出的已知条件和数值信息,使用电阻、电压、电流和串联、并联等物理规律,找出各个条件与数值之间的对应关系式,再结合相应的物理公式列出方程,根据方程中的已知量求出未知量,从而实现解答问题的目的.

总之,在使用方程法解初中物理电学计算题时,需要注意的要点和可以使用的方法有很多.在学习物理知识过程中,教师需指导学生既要关注方程知识的应用,还应关注方程与物理知识之间的关系,引领他们从不同方位与角度分析问题,培养学生的解题能力和思维能力.

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