初中物理 電路分析方法素材

1、 初中物理電學(xué)綜合問(wèn)題難點(diǎn)突破 電學(xué)綜合題歷來(lái)是初中物理的難點(diǎn)，在近幾年的中考題中屢屢出現(xiàn)，由于試題綜合性強(qiáng)，設(shè)置障礙多，如果學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，往往會(huì)感到很難。在實(shí)際教學(xué)中，許多教師采用的是“題海戰(zhàn)術(shù)”，無(wú)形加重了學(xué)生學(xué)習(xí)的課業(yè)負(fù)擔(dān)。探索和改進(jìn)電學(xué)綜合問(wèn)題教學(xué)，是一項(xiàng)很有價(jià)值的工作。在長(zhǎng)期的初中教學(xué)實(shí)踐中，本人逐步探索了一套電學(xué)綜合問(wèn)題教學(xué)方案，對(duì)于學(xué)生突破電學(xué)綜合問(wèn)題中的障礙有一定效果。一、理清“短路”概念。在教材中，只給出了“整體短路”的概念，“導(dǎo)線不經(jīng)過(guò)用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫短路?！倍陔妼W(xué)綜合題中常常會(huì)出現(xiàn)局部短路的問(wèn)題，如果導(dǎo)線不經(jīng)過(guò)其他用電器而將某個(gè)用電器（或某部

2、分電路）首尾相連就形成局部短路。局部短路僅造成用電器不工作，并不損壞用電器，因此是允許的。因它富于變化成為電學(xué)問(wèn)題中的一個(gè)難點(diǎn)。局部短路概念抽象，學(xué)生難以理解。可用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生突破此難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理如圖1，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合前，兩燈均亮（較暗）；閉合后，L1不亮，而L2仍發(fā)光（較亮）。為了幫助初中生理解，可將L1比作是電流需通過(guò)的“一座高山”而開(kāi)關(guān)S的短路通道則比作是“山里的一條隧洞”。有了“隧洞”，電流只會(huì)“走隧洞”而不會(huì)去“爬山”。二、識(shí)別串并聯(lián)電路電路圖是電學(xué)的重要內(nèi)容。許多電學(xué)題一開(kāi)頭就有一句“如圖所示的電路中”如果把電路圖辨認(rèn)錯(cuò)了，電路中的電流強(qiáng)度、電壓、電阻等物理量的計(jì)算也隨之而錯(cuò)，造成“

3、全軍覆沒(méi)”的局面，所以分析電路是解題的基礎(chǔ)。初中電學(xué)一般只要求串聯(lián)、并聯(lián)兩種基本的連接，不要求混聯(lián)電路。區(qū)分串、并聯(lián)電路是解電學(xué)綜合題的又一個(gè)需要突破的難點(diǎn)。識(shí)別串、并聯(lián)有三種方法，、電流法；、等效電路法；、去表法。、電流法：即從電源正極出發(fā)，順著電流的流向看電流的路徑是否有分支，如果有，則所分的幾個(gè)分支之間為并聯(lián)，（分支前后有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)）如果電流的路徑只有一條（無(wú)分支點(diǎn)），則各元件之間為串聯(lián)。此方法學(xué)生容易接受。、等效電路法：此方法實(shí)質(zhì)上運(yùn)用了“電位”的概念，在初中物理中，電壓的概念，是通過(guò)“水位差”的類(lèi)比中引入的。那么，可借助于“高度差”進(jìn)行類(lèi)比，建立“一樣高的電位”概念。可以通過(guò)類(lèi)比手法，

4、例如：如果某學(xué)校三層樓上有初三、初三、初三三個(gè)班級(jí)，二層樓上有初二、初二、初二三個(gè)班級(jí)，那么初三年級(jí)與初二年級(jí)任意兩個(gè)班級(jí)之間的“高度差”是一樣的，都相差“一層樓”。因?yàn)槌跞昙?jí)各班處于“一樣高”的三層樓上，而初二年級(jí)各班級(jí)處于“一樣高”的二層樓上。在電路中，也有“一樣高電位”的概念。在電路中，無(wú)論導(dǎo)線有多長(zhǎng)，只要其間沒(méi)有用電器都可以看成是同一個(gè)點(diǎn)，即電位“一樣高”。因此，我們可以找出各元件兩端的公共點(diǎn)畫(huà)出簡(jiǎn)化的等效電路。圖2、圖3是對(duì)各電阻的連接情況分析。 圖2 圖3如上圖2紅線上各個(gè)點(diǎn)都與電源正極“電位一樣高”，藍(lán)線部分與電源負(fù)極“電位一樣高”，可以簡(jiǎn)化為圖3。在圖3中，R1、R2、R3的

5、并聯(lián)關(guān)系也就顯而易見(jiàn)了。、去表法：由于電壓表的內(nèi)阻很大，并聯(lián)在電路中時(shí)，通過(guò)它的電流很小，可忽略不計(jì)。故在電路中去掉電壓表，不會(huì)影響電路結(jié)構(gòu)，電壓表所在之處可視為開(kāi)路。而電流表的內(nèi)阻很小，串聯(lián)在電路中幾乎不影響電路的電流強(qiáng)度，因而，在電路分析中，可視其為一根導(dǎo)線，去掉后改成一根導(dǎo)線即可。三、“表格分析法” 整理解題思路不少初中生反映，電學(xué)習(xí)題涉及概念、公式多，解題頭緒多，容易出錯(cuò)。要突破這個(gè)難點(diǎn)，關(guān)鍵在于整理出清晰的解題思路?？梢允褂谩氨砀穹ā睅椭斫忸}思路表格的列，列出有關(guān)用電器的電流、電壓、電阻、電功率四個(gè)物理量。在一般計(jì)算中，出現(xiàn)用電器多為純電阻，根據(jù)歐姆定律I=U/R，電功率的計(jì)算公

6、式P=UI，在四個(gè)物理量中只要知道了其中的兩個(gè)，就可以求出剩余的兩個(gè)物理量。（有六種情況）表格的行，列出電流等物理量在各分電路和總電路的數(shù)值，或物理量在用電器的各種狀態(tài)下（如額定工作狀態(tài)、電路實(shí)際工作狀態(tài)）的數(shù)值。而根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或根據(jù)題設(shè)，只要知道其中的兩個(gè)（或一個(gè)），就可以求出剩余的物理量。典型例題：如圖4所示，R1=2歐，R2=6歐，接在電源上時(shí)，電壓表的示數(shù)為0.5伏，求電路消耗的總電功率是多少？這是有關(guān)兩個(gè)電阻串聯(lián)的典型習(xí)題，有關(guān)電阻R1的物理量：I1、U1、R1、P1；有關(guān)電阻R2的物理量：I2、U2、R2、P2；有關(guān)總電路的物理量：I、U、R、P。在這12個(gè)物理量中，已知

7、其中的三個(gè)物理量，就可以求出剩余的9個(gè)物理量。用“表格分析法”進(jìn)行解題分析如下表1表1：有關(guān)R1有關(guān)R2有關(guān)總體橫向關(guān)系電流I1I2I電流相等電壓U1=0.5V *UU=U1+U2電阻R1=2 *R2=6 *RR=R1+R2電功率P1 P = ?注：* 表示為題目中已知量。解題分析：從表中“有關(guān)R1”的縱向可以看出，由于已知了U1和R1故可以求出I1和P1（在本題不需要求出）；再由“有關(guān)電流”的橫向關(guān)系來(lái)看串聯(lián)電路電流處處相等，可進(jìn)一步得出I2和I；再?gòu)摹坝嘘P(guān)總體”的縱向來(lái)看，要求P，則除了已求出的電流I這一個(gè)物理量外，還需要在U和R兩者之中知道第二個(gè)物理量，方可求出。而要求R或求U，則可以從

8、“有關(guān)電阻”的橫向關(guān)系或“有關(guān)電壓”橫向關(guān)系中求出來(lái)。在這一步也就可以用兩種方法，所謂一題多解。解： 有關(guān)R1縱向關(guān)系因?yàn)镽1與R2串聯(lián) 總電流I=I1=0.25A 橫向關(guān)系總電阻 橫向關(guān)系總功率 有關(guān)總電阻縱向關(guān)系有一類(lèi)習(xí)題，是關(guān)于燈泡的，常有額定狀態(tài)和工作狀態(tài)，如用“6V3W”字樣已知了燈泡額定狀態(tài)的電壓和電功率，而工作狀態(tài)則常常為“電功率最小時(shí)（或最大時(shí)）”等情況。橫向關(guān)系往往在題設(shè)中出現(xiàn)，如設(shè)燈泡的電阻不變，或設(shè)電源的總電壓不變等。四、有關(guān)“電路變化”分析不少同學(xué)反映“變化的電路難，不知從何下手”。這是因?yàn)榉治鲎兓碾娐飞婕暗膬?nèi)容廣，考慮的問(wèn)題深。對(duì)電阻、電流強(qiáng)度、電壓及電功率相互關(guān)系

9、的分析，稍有不慎就會(huì)造成連錯(cuò)反應(yīng)，得出錯(cuò)誤的結(jié)論。這是電學(xué)綜合問(wèn)題的又一個(gè)難點(diǎn)。變化電路主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)或滑動(dòng)變阻器的改變來(lái)富于電路變化的。電路中有多個(gè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的狀態(tài)變化，往往會(huì)使各用電器的連接關(guān)系發(fā)生變化，而滑動(dòng)變阻器則通過(guò)滑片來(lái)改變其連入電路的有效電阻，從而使電路中的電壓、電流、電功率等數(shù)值發(fā)生變化（也有改變電路結(jié)構(gòu)的）。有關(guān)變化電路，應(yīng)在學(xué)會(huì)識(shí)別“部分電路短接”和學(xué)會(huì)識(shí)別串并聯(lián)電路的基礎(chǔ)上，掌握分析變化電路的基本思路。1、開(kāi)關(guān)的通、斷造成電路的變化當(dāng)開(kāi)關(guān)處在不同狀態(tài)時(shí)，由于斷路和短路，接入電路中的用電器，及其用電器之間的連接方式一般要發(fā)生變化，因此首先要在原電路的基礎(chǔ)上畫(huà)出

10、各種情況下的實(shí)際電路。改畫(huà)時(shí)要根據(jù)電流的實(shí)際情況，運(yùn)用“拆除法”。拆除法要求：、去掉被斷路的元件；、去掉已被短路的元件；、用“去表法”去表，其原則是“電壓表處是斷路，電流直過(guò)電流表”。在去掉電壓表時(shí)，要分析電壓表讀出來(lái)的是哪部分電路兩端的電壓，可用等效電路法進(jìn)行分析。例題：如圖5所示電路中，電源電壓保持4伏，L1的電阻為4歐，L2、L3的電阻均為16歐求：、S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)。、S1、S2都接通時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率。 例題分析：在題中的當(dāng)開(kāi)關(guān)處于閉合或斷開(kāi)的兩種情況下電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，可進(jìn)行電路的改畫(huà)，見(jiàn)圖6。注：圖中虛線部分是要去掉的部分。在用“去表法”去掉電流表

11、電壓表后，要分析它們分別測(cè)量哪一個(gè)用電器的哪一個(gè)物理量。電壓表可借助于“等電位”進(jìn)行分析。在圖7中，紅線、藍(lán)線、黑線分別是三個(gè)“同電位點(diǎn)”，由圖7中可見(jiàn)，L1與電壓表V均加在藍(lán)線與黑線之間，所以電壓表是L兩端的電壓。解：當(dāng)S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，L1、L3串聯(lián)。電流表讀數(shù) 電壓表讀數(shù) 當(dāng)S1、S2都接通時(shí)，L2、L3并聯(lián)。總電阻 總功率 2滑動(dòng)變阻器變化問(wèn)題滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效電阻發(fā)生變化了，或是引起電路結(jié)構(gòu)的變化，或是引起電路中電壓、電流、電功率的變化。典型例題：如圖8所示電路中，電源電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是 A、電流表和電壓表的示數(shù)變大；B、電流表和電壓表的示數(shù)變?。籆、電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大；D、電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小。有關(guān)滑動(dòng)變阻器的此類(lèi)型問(wèn)題，解題關(guān)鍵是：、弄清滑動(dòng)變阻器原理，滑片滑動(dòng)時(shí)電阻是變大還是變??？、弄清物理量是否變化，一般來(lái)說(shuō)，電源的電壓，定值電阻的阻值是不變，其它的物理量都是變化的；、弄清電壓表讀數(shù)讀出的是哪一個(gè)電器兩端的電壓；、利用表格整理分析問(wèn)題的思路。上例題表格分析如下：有關(guān)R1有關(guān)R2