如何利用擦除法解決某些電學(xué)問(wèn)題

如何利用“擦除法”解決某些電學(xué)問(wèn)題目前，北京市初中物理電學(xué)部分的一些基礎(chǔ)知識(shí)，比如：根據(jù)電路的實(shí)物圖畫等效電路圖，分析電路中因開路或短路造成的故障，判斷串聯(lián)和并聯(lián)，識(shí)別電壓表電流表的功能，根據(jù)電路圖畫等效電路等的教學(xué)，存在下列特點(diǎn)：同一知識(shí)點(diǎn)有多種解答方法，各方法又各有優(yōu)劣，這造成教師們對(duì)不同的方法評(píng)價(jià)不同，選不出大家公認(rèn)的好方法。另外我們還可以看到隨著教學(xué)的不斷的發(fā)展，新的方法還在不斷涌現(xiàn)。同時(shí)解決各個(gè)不同知識(shí)點(diǎn)的方法之間基本沒有聯(lián)系，各自獨(dú)立，自成體系，就是有的有些聯(lián)系聯(lián)系也不大，這給學(xué)生掌握本部分知識(shí)增加了難度，有時(shí)學(xué)生對(duì)方法的操作過(guò)程記憶不清，常常發(fā)生張冠李戴的現(xiàn)象，這給我們教育部門一再提倡的減負(fù)帶來(lái)負(fù)面的效應(yīng)，因此在教學(xué)中我們急切想尋找一種，在解決某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)該方法的功能和效果不低于其它方法，甚至效果更好，更重要的是對(duì)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)都成立的方法，這樣會(huì)使得學(xué)生對(duì)這種方法了解的更加深刻，應(yīng)用更加自如，俗話說(shuō)孰能生巧嗎。尤其是減少了學(xué)生負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握更多的基本知識(shí)，增強(qiáng)他們?cè)谥锌贾蝎@勝的把握。筆者在多年教學(xué)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)自己的努力總結(jié)出一套行之有效的方法---------“擦除法”，該法能幫助學(xué)生判斷串聯(lián)和并聯(lián)，幫助學(xué)生根據(jù)電路圖畫等效電路，幫助學(xué)生根據(jù)實(shí)物圖畫等效電路，幫助學(xué)生分析電路故障，真可謂一法多能。下面就對(duì)此法在教學(xué)中的應(yīng)用做一些簡(jiǎn)單的介紹。用“擦除法”根據(jù)電路的實(shí)物圖畫等效電路圖。北京市2008年中考試題第39是這樣描述的：圖22所示的電路中，電源兩端電壓U保持不變。當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1，電流表的示數(shù)I1為1A，電阻R1消耗的電功率P1為4W，電阻R2消耗的電功率為P2。當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為U2，電流表的示數(shù)為I2，電阻R2消耗的VAR11R21R31S21S1VAR11R21R31S21S11圖9AR11R21圖10電流表的示數(shù)I2為多少安？電源兩端的電壓U為多少伏？當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，通電5min，電阻R2產(chǎn)生的熱量為多少焦？當(dāng)年這道題中考得分率相當(dāng)?shù)牡?，原因是學(xué)生不知道如何根據(jù)實(shí)物電路圖畫等效電路，在解決問(wèn)題的開始就失敗了。這給很多學(xué)生造成的影響很大，因?yàn)楹芏鄬W(xué)生由于電路圖出了問(wèn)題造成下面的分析必然出錯(cuò)，由于出了錯(cuò)造成計(jì)算、分析等更加費(fèi)時(shí)，不僅本題得不到分?jǐn)?shù)，而且由于耽誤了大量時(shí)間，使得其它問(wèn)題用時(shí)不足，進(jìn)一步造成失分。同時(shí)因?yàn)椴荒茼樌慕鉀Q這一陌生問(wèn)題，也影響了他們的考試情緒，更進(jìn)一步造成失誤而降低了成績(jī)。那么怎樣根據(jù)實(shí)物圖畫出對(duì)應(yīng)的等效電路呢？有的教師要求學(xué)生先將實(shí)物圖改畫成電路圖，再根據(jù)要求畫出等效電路圖。這樣做的不足在于學(xué)生要得到所需要的等效電路圖，就要先根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖，而讓學(xué)生完成這一步就存在較大的難度，這首先必須看懂原實(shí)物圖，而看懂原實(shí)物圖需要一定的能力，因而錯(cuò)誤率很高，在這種高出錯(cuò)率的條件下還談什么正確的根據(jù)電路圖畫出等效電路圖？也就不用再談根據(jù)等效電路圖計(jì)算結(jié)果。即使根據(jù)實(shí)物圖畫出的電路圖是正確的，耗費(fèi)的時(shí)間也不會(huì)是小數(shù)目。而筆者采用的“擦除法”是用電路的原件符號(hào)代替實(shí)物符號(hào)，將電路抄下來(lái)，這樣做雖然也有一個(gè)中間步驟，但這個(gè)步驟僅僅是用原件符號(hào)代替實(shí)物符號(hào)的抄寫過(guò)程，并沒有過(guò)多的分析概括，因而不需要多少能力，也就不會(huì)出很多的錯(cuò)誤。另外用原件符號(hào)代替實(shí)物圖形，節(jié)省了學(xué)生的抄題時(shí)間，不至于將物理課變成美術(shù)課。然后緊跟抄圖之后的檢查則避免了抄錯(cuò)的現(xiàn)象，這里要說(shuō)明的是檢查并不是再描一遍，如果采用再描一遍的方法檢查，這樣做既浪費(fèi)時(shí)間，又有可能查不出錯(cuò)誤，筆者采用的方法是檢查每個(gè)原件左右接線柱上導(dǎo)線的根數(shù)，比如上圖22中R1的右接線柱上有三根線，則數(shù)數(shù)畫完的圖9中R1的右接線柱上是否是3根線，如果是，則點(diǎn)上一點(diǎn)證明這個(gè)接線柱上線的根數(shù)是正確的，也便于提醒自己這個(gè)接線柱已經(jīng)檢查過(guò)，避免有的重復(fù)檢查浪費(fèi)時(shí)間，又避免遺漏。在將所有原件的接線柱都檢查過(guò)發(fā)現(xiàn)沒有抄錯(cuò)后，根據(jù)要求將電路中沒有電流的部分擦除掉，學(xué)生就會(huì)很容易的畫出等效電路。比如開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)的電路利用“擦除法”簡(jiǎn)化后變?yōu)閳D10。學(xué)生可以方便的判斷出，電路的結(jié)構(gòu)。這里筆者想要說(shuō)明的是要想使自己畫出的圖形容易擦除，那么必須應(yīng)用鉛筆，并準(zhǔn)備好橡皮。還有一點(diǎn)要說(shuō)明的是一道大題要畫的等效電路，不僅僅一個(gè)可能是多個(gè)。我們?cè)谟孟鹌げ脸臅r(shí)候，用力要輕些，只要擦除后能辨析出剩余部分的結(jié)構(gòu)就足以了。同時(shí)在用鉛筆抄圖時(shí)手中的筆要用力些，使鉛筆畫出的痕跡重一些。當(dāng)畫另一個(gè)等效電路時(shí)，根據(jù)原來(lái)擦過(guò)的痕跡將原圖復(fù)原，之后再進(jìn)行相應(yīng)的擦除就能完成一個(gè)新的任務(wù)。另外抄圖時(shí)還要注意，將原件符號(hào)與實(shí)物的位置盡力一致，這樣一來(lái)便于檢查所抄的的圖形是否正確，另外也方便了符號(hào)的位置擺放，不用再動(dòng)腦筋分析它們的該放到什么位置，從另一角度減少了學(xué)生自己的負(fù)擔(dān)。用“擦除法”分析因開路或短路造成的電路故障ab圖11ab圖12電路故障分析試題在中考中一般分為下列三種類型：1）已知電路中出現(xiàn)“開路”或“短路”，要求判斷出現(xiàn)故障后電路中的電壓表、電流表示數(shù)的變化情況。2）已知由于故障導(dǎo)致的電路中電壓表和電流表的示數(shù)變化情況，或燈泡的亮度變化情況，要求判斷出電路中某處出現(xiàn)的故障是“開路”或“短路”。3）已知電路中某處已經(jīng)出現(xiàn)“開路”或“ab圖11ab圖12由于“開路”或“短路”造成電路故障的問(wèn)題是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，而學(xué)生接受起來(lái)存在一定的難度，因此我們廣大的初中物理教師各顯其能，產(chǎn)生了很多不同的方法。本人采用的還是“擦除法”，本方法的基本思路是先根據(jù)兩燈的亮暗或者電流表示數(shù)的有無(wú)來(lái)確定電路的故障原因。再通過(guò)假設(shè)確定電路哪一部分“開路”或“短路”造成沒有電流，然后將它擦除，使得電路盡量的簡(jiǎn)化，給學(xué)生觀察電路帶來(lái)方便。比如：如圖11所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)。若發(fā)現(xiàn)電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表指針不動(dòng)。則該電路的故障可能是（）A.燈被短路B.燈被短路C.燈的燈絲斷了D.燈的燈絲斷了VA圖13L1L2VAL1圖14我們首先根據(jù)“電流表指針不發(fā)生VA圖13L1L2VAL1圖14又比如：如圖13閉合開關(guān)，只有一盞燈發(fā)光，且電壓表讀數(shù)不為零，則電路故障可能是： AL1開路BL2開路CL1短路DL2短路l1l2l3VAAAAVVV圖1l1l2l3圖2解答此題時(shí)，我們可首先根據(jù)“只有一盞燈發(fā)光”判斷出電路故障的原因?yàn)槎搪?，然后隨機(jī)的假設(shè)燈L2短路，則在L2兩端畫出短路線（這一點(diǎn)要提醒學(xué)生不要忘記），由于短路的L2中沒有電流，則將L2擦除，此時(shí)電路簡(jiǎn)化為圖14l1l2l3VAAAAVVV圖1l1l2l3圖2用“擦除法”判斷串聯(lián)和并聯(lián)R1R2R3圖4AA2AV1R1R3AAAAAVVV圖3V1VR2在初中物理電學(xué)的教學(xué)中，判斷一個(gè)電路是串聯(lián)還是并聯(lián)是一個(gè)初中生應(yīng)該掌握的基本技能，但是由于目前教學(xué)的難度系數(shù)逐年增加，使得一些電路難于識(shí)別，因此教師在教學(xué)中不得不利用自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)一些方法幫助學(xué)生去分析電路的串并聯(lián)情況，在這種前提下我還是采用了“擦除法”將電路簡(jiǎn)化，使得學(xué)生很方便的將電路區(qū)別清楚。比如圖1電路，該圖特點(diǎn)是含有大量的電壓表和電流表，由于表和燈在外型上差異不是很大，這影響了學(xué)生的視線，分散了學(xué)生的注意力，使得學(xué)生的注意力不能集中到需要研究的燈泡上去R1R2R3圖4AA2AV1R1R3AAAAAVVV圖3V1VR2用“擦除法”識(shí)別電壓表電流表的作用R1R2R3圖6V1R1R2R3圖5A2如果有人向?qū)W生提出這樣一個(gè)問(wèn)題：請(qǐng)不利用任何方法，分析出圖2中各電流表分別是測(cè)量誰(shuí)的電流，各電壓表分別測(cè)量誰(shuí)的電壓，我們有經(jīng)驗(yàn)的教師即使嘴上不說(shuō)什么，心中也會(huì)有些想法，因?yàn)檫@太難為學(xué)生了。在這個(gè)復(fù)雜的電路中有誰(shuí)可以說(shuō)自己不用任何方法就能完成上述問(wèn)題。而如果采用“擦出法R1R2R3圖6V1R1R2R3圖5A2用“擦除法”AVAV1V2S1S2R1R2PACBL圖7R1L圖8電學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)是畫等效電路，那么如何用”擦除法”畫等效電路呢，我們以圖7為例來(lái)說(shuō)明，當(dāng)開關(guān)s1斷開s2閉合時(shí)，我們將電路中沒有電流的部分擦除，則電路簡(jiǎn)化為圖8所示的電路，此刻學(xué)生都能畫出相應(yīng)的電路。