資源簡介

八年級科學電學解題思路與方法
-------選擇、填空、計算題、實驗題
初中電學問題的分析一直是教師教學的重點和 ( http: / / www.21cnjy.com )難點，也是學生認為電學難的一大因素，本文針對初中階段電路及電表的特點，通過四個步驟輕松解決電路分析問題，即通過電路簡化、電表對應、電路判斷、分析計算。
一．方法介紹
1.電路簡化：
這是電路分析中的一個非常重要的步驟，只有把比較復雜的電路簡化才能進行電路的分析。對于電路的簡化概括為一下幾種方法：
⑴對于電路中存在的電流表，由于其電阻極小，因此可以用導線將其取代；
⑵對于電路中存在的電壓表，由于其電阻極大，因此可以看作斷路而直接將電壓表去掉；
⑶對于電路中存在的短路、斷路的這部分電路，由于實際沒有電流通過，因此也可以直接將該部分電路去掉；
⑷對于電路出現的導線端點可以不經電源、用電器等任意移動；
⑸對于電路中出現的滑動變阻器，可以看作是有兩個定值電阻組成的電路。
經過以上幾種電路簡化后，電路就會變得比較簡單，容易識別出是并聯還是串聯，明確各用電器的關系，接下去進行第二個步驟是電表的對應。
2.電表對應
經過電路簡化后，電路中基本只出現電源、用電器，電路顯得比較簡單，把剛才去掉的電表復原上去，。
3.電路判斷
根據題目要求對簡化后、電表復原后的電路，結 ( http: / / www.21cnjy.com )合串并聯電路的知識、綜合題意進行判斷，比如電表的測量分析、電路連接的分析、電路故障的分析、動態電路各電表的示數變化情況等。
分析計算
串并聯電路I、R、U的特點 串聯 并聯
圖
電流 I＝I1＝I2 I＝I1＋I2
電壓 U＝U1＋U2 U＝U1＝U2
電阻 R＝R1＋R2 ＝＋
串聯電路電壓和電阻成正比＝ ＝ 并聯電路電流和電阻成反比＝ ＝
歐姆定律及其變形：I=U/R R=U/I U=IR
二．例題分類解析
1.判斷電路的連接方式及電表的測量對象
例1如圖1-1所示的電路，開關S閉合后，判斷電路的連接情況及各電表的測量對象。
分析：電路看上去比較復雜，首先利用電路簡化 ( http: / / www.21cnjy.com )原則1和2，把電路中的A表和V表處理掉，V表當斷路去掉，A表用導線代替，簡化成如圖1-2，則一眼就能看出電路的連接情況——串聯。再把電表復原上去，這樣就容易判斷出電表A1和A2測串聯電路的電流，且兩者相等，V1測R1、V2測總電壓、V3測R3。
例2如圖3-1所示，判斷V表的測量對象。
分析：根據電路簡化原則4， ( http: / / www.21cnjy.com )可以把V表連接的點1、點2，適當移動到分別到點3、點4，如圖3-2和圖3-3所示，則容易判斷出V表測的是R2的電壓。
2.判斷電路的通、斷、短
例3在圖5所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K，電路正常工作。一段時間后，發現其中一個電壓表示數變大，則 （ ）
A．燈L可能變亮 B．燈L亮度可能不變
C．電阻R可能斷路 D．電阻R可能短路
分析：本題是電路故障的分析。首先根據電 ( http: / / www.21cnjy.com )路簡化的原則，判斷出燈L與R之間的連接方式串聯，同時也判斷出V1測的是電源電壓的值，V2測的是R的電壓，顯然電源電壓是不變的，因此V1的示數是不可能變化的，顯然只能V2變大，即燈L的分壓變變小，R處的分壓變大，由于是串聯，這里有兩者可能， 即燈L短路，沒有分到電壓使原來的分壓都給了R，即使V2增大；或R斷路使V表串聯在電路中，由于V表的電阻極大，在串聯電路中電阻大的分壓大，因此也比原來的分壓大；或兩則同時存在。
3.判斷電表示數變化情況或燈泡亮度變化情況
例4如圖2-1所示的電路，分析開關S閉合前后A表和V表的變化情況。
分析：根據電路簡化原則3，開關S閉 ( http: / / www.21cnjy.com )合前，相當于此處電路斷路，可以把它去掉，如圖2-2，則R1和R2串聯，V表測R1的電壓；當開關S閉合后把R2短路，則該部分電路也可去掉，如圖2-3，則電路中只剩下R1，雖然V表仍然測R1，但此時也相當于測電源總電壓，因此V表示數變大，同樣原來兩個電阻串聯，現在電路中只有一個電阻，總電阻變小，則A表示數也變大。
例5如圖4-1所示，滑動變阻器的滑片P向右移動時，各電表示數變化情況。
分析：首先把V表當作斷路去掉，很明 ( http: / / www.21cnjy.com )顯電路的連接是串聯，滑動變阻器在這里相當于是個定值電阻，因此無論滑片如何移動，電路中的總電阻未變，因此A表的示數不變，再根據電路簡化原則5，可以把滑動變阻器R1看作兩個定值電阻，如圖4-2所示，則V表測Ra和R2，當滑片P向右移動，實際是Ra的電阻在變小，因此V表測的Ra和Rb的總電阻在變小，因此V表的示數變小。
例6如圖6-1所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，滑片P向右移動，各電表的變化情況怎樣。
分析：本題是一個比較復雜、綜合的電路分析題。 ( http: / / www.21cnjy.com )首先根據電路的簡化原則，進行如圖6-2所示的簡化，把虛線框內的部分電路去掉，變成如圖6-3所示的電路，很明顯燈L與滑動變阻器的連接方式是并聯，再把各電表進行對應，A1測滑動變阻器的電流，A2測干路電流，V表測并聯電路的路端電壓，最后判斷，當滑片向右移動是變阻器的阻值變大，則A1和A2均變小，V表示數不變。
點評 電路分析中最關鍵的是簡化電路圖
【強化訓練】
1. 在圖7中，燈泡L1和 ( http: / / www.21cnjy.com )燈泡L2是_ _ __聯連接的。當電鍵K斷開時，電壓表的示數將________；電流表A1的示數將__________，電流表A2的示數將__________ (選填“增大”、“不變”或“減小”)。
2.在如圖8所示的電路中 ( http: / / www.21cnjy.com )，當電鍵K斷開時，電阻R1與R2是________聯連接的。電鍵K閉合時，電壓表的示數將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。
3. 在如圖9所示的電路中，當電鍵K閉合后，電路中A表、V表及燈泡亮度的變化情況。
4. 在如圖10所示的電路中，電源電壓 ( http: / / www.21cnjy.com )不變。閉合電鍵K后，燈L1、L2都發光。一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數都不變，則產生這一現象的原因可能是（ ）
A．燈L1短路 B．燈L2短路 C．燈L1斷路 D．燈L2斷路
5. 如圖11所示，閉合電鍵K，當滑動 ( http: / / www.21cnjy.com )變阻器的滑片P向右移動時，電流表的示數將_______，電壓表的示數將 (選填“變小”、“不變”或“變大”)。
4.歐姆定律的計算
1）選擇填空中的簡單計算題
例7某同學在探究“電阻 ( http: / / www.21cnjy.com )上的電流跟兩端電壓的關系”時，利用圖所示電路，在a、b兩點間分別接入定值電阻R1，R2，通過調節滑動變阻器測得了多組數據，并根據數據繪制了兩個電阻的I－U關系圖象，如圖所示，若將R1，R2組成并聯電路，當通過R1的電流為1 A時，通過R2的電流為(　　)
A．0.5 A B．1 A
C．2 A D．3 A
解析　對串并聯特點進行考查．由圖象可知， ( http: / / www.21cnjy.com )當R1電流為1 A時，其兩端電壓為2.5 V，R1與R2并聯，則R1兩端電壓也為2.5 V，由圖象知，此時，通過R2的電流為0.5 A，故選A.
例8如圖所示，電源電壓是6 V，電阻R1為10 Ω，當開關S斷開時，電流表示數為0.1 A，電壓表示數為________V；當開關S閉合時，電流表示數為________A.
解析　S斷開時電阻R1兩端的電壓為： ( http: / / www.21cnjy.com )U1＝IR1＝0.1 A×10 Ω＝1 V；電阻R2兩端的電壓為：U2＝U－U1＝6 V－1 V＝5 V，即電壓表的示數為5 V．當開關S閉合時，電流表和R1被短路，可知電流表的示數為0.
2）選擇填空中的動態計算
例9如圖所示電路，電阻R1=R ( http: / / www.21cnjy.com )2=4Ω，電源電壓保持不變，當S1、S2都閉合時，電流表的示數為0.75A，此時電路是________聯電路，電路的總電壓是__________V；當S1閉合、S2斷開時，電路的總電阻是_______Ω，電流表的示數是______A。
解析 當S1、S2都閉合時， ( http: / / www.21cnjy.com )R1、R2是并聯，此時電流表測量的是R1的電流，所以R1兩端的電壓為U=IR1=0.75A×4Ω=3V，并聯電路各支路的電壓相等等于電源電壓，所以電源電壓為3V。當S1閉合，S2斷開時，R2處于斷路，電路中只有R1，此時R1兩端的電壓未變，仍為電源電壓3V,所以電流的示數不會變化，即0.75A。
例10如圖3所示電路中，電源電壓U＝4.5V，且保持不變，定值電阻R1＝5Ω，變阻器R2最大阻值為20Ω，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V。為保護電表，變阻器接入電路的阻值范圍是
A.0Ω~10Ω B.0Ω~20Ω
C.5Ω~20Ω D.2.5Ω~10Ω
解析 分析電路可知，R1、R2為串聯 ( http: / / www.21cnjy.com )，電壓表測量的是R2兩端的電壓。由于電流表接入的是0～0.6A的量程，即電路中電流最大為0.6A，此時電路的總電阻為R=U/I=4.5V/0.6A=7.5Ω。又R=R1+R2，所以R2=R-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω。電壓表接入的是0～3V的量程，所以電壓表的示數即R2兩端的最大電壓為U2=3V，則此時R1兩端電壓U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V,此時電路中電流為I=U1/R1=1.5V/5Ω=0.3A，即通過R2的電流為0.3A，所以R2=U2/I=3V/0.3A=10Ω。故R2接入的阻值范圍是2.5Ω～10Ω。
點評：電學動態計算問題中最關鍵的是找到電路的連接方式及電表的測量對象，然后根據歐姆定律進行分析計算。
3）電學解答題中的計算
例11如圖所示的電路中電源電壓保持 ( http: / / www.21cnjy.com )不變，R3＝5 Ω，當開關S1、S2都斷開時，電流表的示數為0.6A，電壓表示數是6V，S1、S2都閉合時，電流表示數為1A，求R1、R2的阻值？
解析 當S1,S2斷開時，R1,R3串聯
當S1,S2閉合時，R1,R2并聯
點評 電學計算題解題流程： ( http: / / www.21cnjy.com )簡化電路圖--判斷電路連接方式及各電表測量對象--在圖中標出已知量--根據歐姆定律及串并聯電路I、R、U的特點列式計算。
例12電源電壓6V保持不變，滑動變阻器R1最大阻值為10Ω，閉合開關S，移動滑片P，電壓表示數變化范圍應是多少？
解析 1.電路是R1接入電路電阻與 ( http: / / www.21cnjy.com ) R2串聯；2.電壓表測的是R1接入電路電阻的電壓；3.分別求出滑片P移到最左和最右時，電壓表的示數P最左時：R1的電壓為2V，P最右時：R1的電壓為0V。
4）電學計算中的綜合計算
例13如圖所示為汽車油量顯示裝置 ( http: / / www.21cnjy.com )示意圖，它能自動測定油箱內油面的高度．R是滑動變阻器，油量表相當于電流表，從油量表指針所指的刻度，就可以知道油箱內油量的多少．
(1)裝置中運用了哪些物理知識？至少說出兩種．
(2)已知電池電壓為12 V，R′為1.2×103 Ω，R的最大阻值為1.8×103 Ω，則電路中電流變化的范圍是多少？
(3)小明家的汽車某次加滿油后，開車過程中發現油量表指針始終指向零刻度，經判斷裝置的機械部分完好，試分析電路故障的原因．
解析 1）裝置中用到的物理知識有浮力、杠桿、串聯電路。
2）當郵箱中沒有油時，電路中的電阻最大， ( http: / / www.21cnjy.com )電流最小，根據歐姆定律I=U/R=12V/(1.2×103Ω+1.8×103Ω)=4×10-3A=4mA；當郵箱中油量最多是，電阻最小，電流最大，根據歐姆定律I=U/R=12V/1.2×103Ω=10mA，所以電路中電流的變化范圍是4mA～10mA。
3）油量表指針為零，說明電路中沒有電路，可能的原因是電流表壞了或者電路中某部分處于斷路。
點評 計算題的解答要求學生使用準確性高，邏 ( http: / / www.21cnjy.com )輯性強的數學語言寫出演算過程，因此能夠充分的反映出學生的解題思路，考查學生的邏輯思維能力、利用所學知識分析問題解決問題的能力。做計算題時要注意幾點：
審題 審題是解題過程中必不可少的 ( http: / / www.21cnjy.com )環節，審題的過程就是認真讀題，分析題意，收集題目信息的過程。審題最重要的找到題中隱含的條件，并在圖中標出。
分析電路 電路中閉合不同開關或者滑 ( http: / / www.21cnjy.com )動變阻器滑片不在相同的位置時的電路分別畫出，判讀電路連接方式及各電表的測量對象，在圖中標出已知的物理量。
分析計算 利用歐姆定律及其變形式和串并聯電路的特點列出算式進行計算。
做到以上三步還是有很多學生計算題未能得到 ( http: / / www.21cnjy.com )滿分的原因在于計算的解題的解題格式未能正確掌握和運用。物理計算題不是簡單的數學計算，需要一定的文字說明、特定字母的物理意義、相關的公式來源、已知量代入公式時相應的單位代入等。
【強化訓練】
1.如圖28所示電路，電源電壓保持 ( http: / / www.21cnjy.com )不變。在甲圖中，閉合開關S，電壓表示數為4V，電流表示數為0.4A；乙圖中，閉合開關S，電壓表示數為6V。求：
（1）R1 、R2的阻值；
（2）乙圖中電流表示數。
2.如圖1所示電路是在環境溫度為10 ( http: / / www.21cnjy.com ) 0C左右的條件下工作的某自動恒溫箱原理簡圖。 箱內電阻Rl=5kΩ,R2為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖線如圖2所示，電源電壓為12V.當電壓鑒別器的兩接入點a,b間的電壓Uab小于2V時，鑒別器將使開關S接通，使恒溫箱內的電熱絲通電而發熱，從而使箱內溫度升高；當Uab大于4V時，鑒別器將使S斷開，停止加熱。
(1)、從圖2中讀出環境溫度為150C時的熱敏電阻R2為 kΩ。
(2)、通過計算判定該恒溫箱內的溫度將保持在怎樣的范圍？
(3)、若想使此恒溫箱內的溫度變化范圍在第(2)問的基礎上降低一些，在鑒別器功能和熱敏電阻不變的條件下，可采取怎樣的措施？
3.如圖是某物理興趣小組設計的壓力傳感 ( http: / / www.21cnjy.com )器的原理圖，其中彈簧上端和滑動變阻器的滑片P固定在一起，AB間連接有可以收縮的導線，R1為定值電阻．可以顯示出傳感器所受的壓力F越大，指針偏轉角度越大的電表是 (　　)
A．電流表
B．電壓表
C．電流表、電壓表都可以
D．電流表、電壓表都不可以
4.電源電壓保持不變，R1＝ ( http: / / www.21cnjy.com )8Ω，R2= 12Ω。求:（1）開關S1,S2都斷開，電流表示數為0.6A，那么電源電壓多大？（2）開關S1，S2都閉合，電流表示數為2.5A，那么R3的阻值多大？
5.電流表的量程為0～0. ( http: / / www.21cnjy.com )6A，電壓表的量程為0～15V，電阻R0=30Ω，電路兩端電壓U不變，且U=24V，求在不超過電表量程的情況下，滑動變阻器連入電路的電阻的變化范圍。
電學解題思路與方法-------實驗題
電阻的測量方法
例1.小明設計了一種測量未知電阻的實驗方案，并選擇了合適的器材，測量電路如圖7-101所示，電源電壓恒定，滑動變阻器最大阻值未知，在A，B兩點間接入的元件每次只能是電阻箱或未知電阻.請你幫他完成相關實驗內容：①將 接入A，B兩點間；
②閉合開關，移動滑動變阻器滑片到某一合適位置，記下 ；
③斷開開關，取下A，B間的元件，將 接在A，B兩點間；④閉合開關，調節 使 ；
⑤讀出 ，即可知道的阻值.
【強化訓練】
1.有一個阻值未知的電阻器Ｒx，我們要測出 ( http: / / www.21cnjy.com )它的阻值．但手邊只有一個電池組、一個開關、一個電流表、一個電阻箱Ｒ’ 、一個滑動變阻器和若干條導線。請你想辦法測出Ｒx的阻值，寫出你設計的實驗方案。
①電路圖：
②實驗步驟：
③待測電阻Rx=
2.某同學在課外研究性學習中發現，一 ( http: / / www.21cnjy.com )些不能用做電源使用的舊干電池仍然存在較大的電壓．他從網上查詢得知，是因為舊干電池的內部本身存在較大的電阻(簡稱內阻)，其狀況相當于1節干電池與1個電阻RX串聯，電池符號可用如圖所示的方式進行表示．
現有以下實驗器材，要想測出一節舊干電池的內阻，請你根據實驗需要選擇合適的實驗器材，完成實驗任務．
實驗器材：舊干電池1節(電壓大約在1.0 V ( http: / / www.21cnjy.com )～1.2 V之間，內阻大約在2 Ω～3 Ω之間)；電流表1只(量程0～0.6 A，0～3 A)；電阻4個，分別為R1＝2 Ω、R2＝3 Ω、R3＝100 Ω、R4＝150 Ω；開關2個，導線若干．
(1)電流表的量程應選__________，選用的2個電阻為________、__________．
(2)請在右邊虛線方框中畫出實驗電路圖(電池組的符號用圖表示)．
(3)根據畫出的電路圖，寫出實驗步驟，用字母表示出實驗過程中測量的物理量．
①______________________________________________.
②______________________________________________.
③用測量的物理量和已知量符號表示出1節舊干電池的內阻RX的計算表達式：RX＝__________．
3．在研究電流跟電壓、電阻之間關系的實驗中，小明通過改變電路中的電壓和電阻，分別測得了如下兩組數據：
表一 表二
試驗次序 電阻R=10Ω 試驗次序 電壓U=3V
電壓/V 電流/A 電阻/Ω 電流/A
1 1 0.1 1 5 0.6
2 2 0.2 2 10 0.3
3 3 0.3 3 15 0.2
(1)在探究同一電路中的電流 ( http: / / www.21cnjy.com )、電壓、電阻三者的關系時，可采用物理學中常用的探究方法：即先使電阻保持不變，探究______________和______________之間的變化關系；再使電壓保持不變，探究______________和____________之間的變化關系，最后得出三者之間的變化關系，這種方法叫做__________法．
(2)分析表1數據，可得到的結 ( http: / / www.21cnjy.com )論是：_____________．分析表2數據，可得到的結論是：___________________ _____________________.
4. 某同學在“測量小燈泡電阻”的實驗中，設計了如圖所示的電路．請你完成下列問題．
(1)該實驗的原理是__________________(寫公式)．
(2)在圖甲中a是__________________表，b是________表．
(3)對照電路圖，在圖乙中用筆畫線代替導線，連接實物圖．
(4)連接電路時，應將開關__________________；閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑在__________________端．
(5)連接完電路后，閉合開關，無論怎樣 ( http: / / www.21cnjy.com )移動滑片P燈泡都不發光，電流表無示數，電壓表的示數為電源電壓，這可能是由于__________________________造成的．
點評　本部分的考查熱點是伏安法測電阻的實驗原理、實物電路圖的連接、電路故障分析、實驗數據的處理等．
　關于伏安法測電阻的電路故障，歸結起來主要有以下幾種情況：
一是電路連接錯誤，如電壓表沒有并聯在被測電阻兩端，電流表沒有與被測電阻串聯，電壓表、電流表、滑動變阻器的接線柱接錯等．
二是電路某處發生開路或短路．判斷開 ( http: / / www.21cnjy.com )路和短路的方法是：發生開路的部分沒有電流，但其兩端存在電壓(在電路其他部分為通路時)；發生短路的部分，兩端沒有電壓，但短接處有電流(在電路其他部分為通路時)．
5.乙同學在做“用電壓表和電流表 ( http: / / www.21cnjy.com )測電阻”的實驗中，設計了如圖一所示的電路圖，并利用導線將電壓表、電流表、定值電阻、滑動變阻器(50 Ω，1 A)、開關、兩節新干電池連接了部分電路(如圖二)．
請回答下列問題：
(1)請用筆畫線代替導線，將圖二中的電路連接完整．
(2)根據連接完整的電路進行實驗，第3次實驗電壓表的示數如圖三，其讀數為________伏．
(3)下表是乙同學記錄的實驗數據，其中第________次(填序號)數據是錯誤的.
實驗次數 1 2 3 4
U/V 0.30 1.00 ？ 2.00
I/A 0.03 0.10 0.15 0.20
圖28

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