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还在为初中物理电学而头疼吗,如何学初中物理电学

电学综合题历来是初中物理的难点,在近几年的中考题中屡屡出现,由于试题综合性强,设置障碍多,如果学生的学习基础不够扎实,往往会感到很难。在实际教学中,许多教师采用的是“题海战术”,无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学,是一项很有价值的工作。

在长期的初中教学实践中,本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案,对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。

一、理清“短路”概念。

在教材中,只给出了“整体短路”的概念,“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路,叫短路。”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题,如果导线不经过其他用电器而将某个用电器(或某部分电路)首尾相连就形成局部短路。局部短路仅造成用电器不工作,并不损坏用电器,因此是允许的。因它富于变化成为电学问题中的一个难点。

局部短路概念抽象,学生难以理解。可用实验帮助学生突破此难点。

实验原理如图1,当开关S闭合前,两灯均亮(较暗);闭合后,L1不亮,而L2仍发光(较亮)。

为了帮助初中生理解,可将L1比作是电流需通过的“一座高山”而开关S的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。有了“隧洞”,电流只会“走隧洞”而不会去“爬山”。

二、识别串并联电路

电路图是电学的重要内容。许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了,电路中的电流强度、电压、电阻等物理量的计算也随之而错,造成“全军覆没”的局面,所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、并联两种基本的连接,不要求混联电路。区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。

识别串、并联有三种方法,、电流法;、等效电路法;、去表法。

、电流法:即从电源正极出发,顺着电流的流向看电流的路径是否有分支,如果有,则所分的几个分支之间为并联,(分支前后有两个节点)如果电流的路径只有一条(无分支点),则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。

、等效电路法:此方法实质上运用了“电位”的概念,在初中物理中,电压的概念,是通过“水位差”的类比中引入的。那么,可借助于“高度差”进行类比,建立“一样高的电位”概念。可以通过类比手法,例如:如果某学校三层楼上有初三、初三、初三三个班级,二层楼上有初二、初二、初二三个班级,那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的,都相差“一层楼”。因为初三年级各班处于“一样高”的三层楼上,而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。在电路中,也有“一样高电位”的概念。在电路中,无论导线有多长,只要其间没有用电器都可以看成是同一个点,即电位“一样高”。因此,我们可以找出各元件两端的公共点画出简化的等效电路。

图2、图3是对各电阻的连接情况分析。

如上图2红线上各个点都与电源正极“电位一样高”,蓝线部分与电源负极“电位一样高”,可以简化为图3。在图3中,R1、R2、R3的并联关系也就显而易见了。

、去表法:由于电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计。故在电路中去掉电压表,不会影响电路结构,电压表所在之处可视为开路。而电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不影响电路的电流强度,因而,在电路分析中,可视其为一根导线,去掉后改成一根导线即可。

三、“表格分析法” 整理解题思路

不少初中生反映,电学习题涉及概念、公式多,解题头绪多,容易出错。要突破这个难点,关键在于整理出清晰的解题思路。

可以使用“表格法”帮助整理解题思路。

表格的列,列出有关用电器的电流、电压、电阻、电功率四个物理量。在一般计算中,出现用电器多为纯电阻,根据欧姆定律I=U/R,电功率的计算公式P=UI,在四个物理量中只要知道了其中的两个,就可以求出剩余的两个物理量。(有六种情况)

表格的行,列出电流等物理量在各分电路和总电路的数值,或物理量在用电器的各种状态下(如额定工作状态、电路实际工作状态)的数值。而根据串、并联电路的特点或根据题设,只要知道其中的两个(或一个),就可以求出剩余的物理量。

典型例题:如图4所示,R1=2欧,R2=6欧,接在电源上时,电压表的示数为0.5伏,求电路消耗的总电功率是多少?

这是有关两个电阻串联的典型习题,

有关电阻R1的物理量:I1、U1、R1、P1;

有关电阻R2的物理量:I2、U2、R2、P2;

有关总电路的物理量:I、U、R、P。

在这12个物理量中,已知其中的三个物理量,就可以求出剩余的9个物理量。

用“表格分析法”进行解题分析如下表1

解题分析:从表中“有关R1”的纵向可以看出,由于已知了U1和R1故可以求出I1和P1(在本题不需要求出);再由“有关电流”的横向关系来看串联电路电流处处相等,可进一步得出I2和I;再从“有关总体”的纵向来看,要求P,则除了已求出的电流I这一个物理量外,还需要在U和R两者之中知道第二个物理量,方可求出。而要求R或求U,则可以从“有关电阻”的横向关系或“有关电压”横向关系中求出来。在这一步也就可以用两种方法,所谓一题多解。

解: [有关R1纵向关系]

因为R1与R2串联 ∴总电流I=I1=0.25A [横向关系]

总电阻 [横向关系]

总功率 [有关总电阻纵向关系]

有一类习题,是关于灯泡的,常有额定状态和工作状态,如用“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功率,而工作状态则常常为“电功率最小时(或最大时)”等情况。横向关系往往在题设中出现,如设灯泡的电阻不变,或设电源的总电压不变等。

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