資源簡介

電學綜合題的復習指導
山東威海新都中學　楊龍飛
　　
電學綜合題歷來是初中物理的難點，在近幾年的中考題中屢屢出現(xiàn)，由于試題綜合性強，設置障礙多，如果自己的學習基礎不夠扎實，解答起來往往會感到很難。因此，積極探索電學綜合問題復習方案，有利于突破電學綜合問題中的障礙。

　　一、理清“短路”概念

　　在教材中，只給出了“整體短路”的概念，“導線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫短路。”而在電學綜合題中常常會出現(xiàn)局部短路的問題，如果導線不經(jīng)過其他用電器而將某個用電器（或某部分電路）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問題中的一個難點。局部短路概念抽象，同學們難以理解。可用實驗幫助同學們突破此難點。

　　實驗原理如圖1，當開關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比作是電流需通過的“一座高山”而開關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“走隧洞”而不會去“爬山”。

　　二、識別串并聯(lián)電路

　　電路圖是電學的重要內容。許多電學題一開頭就有一句“如圖所示的電路中”如果把電路圖辨認錯了，電路中的電流強度、電壓、電阻等物理量的計算也隨之而錯，造成“全軍覆沒”的局面，所以分析電路是解題的基礎。初中電學一般只要求串聯(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)電路是解電學綜合題的又一個需要突破的難點。

　　識別串、并聯(lián)有三種方法：

　　1．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，則所分的幾個分支之間為并聯(lián)，（分支前后有兩個節(jié)點）如果電流的路徑只有一條（無分支點），則各元件之間為串聯(lián)。此方法同學們容易接受。

　　2．等效電路法：此方法實質上運用了“電位”的概念，在初中物理中，電壓的概念，是通過“水位差”的類比中引入的。那么，可借助于“高度差”進行類比，建立“一樣高的電位”概念。可以通過類比手法，例如：如果某學校三層樓上有9．1、9．2、9．3三個班級，二層樓上有8．1、8．2、8．3三個班級，那么九年級與八年級任意兩個班級之間的“高度差”是一樣的，都相差“一層樓”。因為九年級各班處于“一樣高”的三層樓上，而八年級各班級處于“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，無論導線有多長，只要其間沒有用電器都可以看成是同一個點，即電位“一樣高”。因此，我們可以找出各元件兩端的公共點畫出簡化的等效電路。

　　圖2是對各電阻的連接情況分析，可以簡化為圖3。在圖3中，R1、R2、R3的并聯(lián)關系也就顯而易見了。

　　3．去表法：由于電壓表的內阻很大，并聯(lián)在電路中時，通過它的電流很小，可忽略不計。故在電路中去掉電壓表，不會影響電路結構，電壓表所在之處可視為開路。而電流表的內阻很小，串聯(lián)在電路中幾乎不影響電路的電流強度，因而，在電路分析中，可視其為一根導線，去掉后改成一根導線即可。

　　三、“表格分析法”整理解題思路
　　不少初中生反映，電學習題涉及概念、公式多，解題頭緒多，容易出錯。要突破這個難點，關鍵在于整理出清晰的解題思路。
　　可以使用“表格法”幫助整理解題思路。
　　表格的列：列出有關用電器的電流、電壓、電阻、電功率四個物理量。在一般計算中，出現(xiàn)用電器多為純電阻，根據(jù)歐姆定律I=U/R，電功率的計算公式P=UI，在四個物理量中只要知道了其中的兩個，就可以求出剩余的兩個物理量。（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)、電路實際工作狀態(tài)）的數(shù)值。而根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點或根據(jù)題設，只要知道其中的兩個（或一個），就可以求出剩余的物理量。
　　典型例題：如圖4所示，R1=2Ω，R2=6Ω，接在電源上時，電壓表的示數(shù)為0．5V，求電路消耗的總電功率是多少？

　　這是有關兩個電阻串聯(lián)的典型習題，有關電阻R1的物理量：I1、U1、R1、P1；
　　有關電阻R2的物理量：I2、U2、R2、P2；
　　有關總電路的物理量：I、U、R、P。
　　在這12個物理量中，已知其中的三個物理量，就可以求出剩余的9個物理量。
　　用“表格分析法”進行解題分析如下表：
有關R1 有關R2 有關總體 橫向關系
電流 I1 I2 I 電流相等
電壓 U1=0．5V * U U=U1+U2
電阻 R1=2Ω * R2=6Ω * R R=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“有關電流”的橫向關系來看串聯(lián)電路電流處處相等，可進一步得出I2和I；再從“有關總體”的縱向來看，要求P，則除了已求出的電流I這一個物理量外，還需要在U和R兩者之中知道第二個物理量，方可求出。而要求R或求U，則可以從“有關電阻”的橫向關系或“有關電壓”橫向關系中求出來。在這一步也就可以用兩種方法，所謂一題多解。

　　 [有關R1縱向關系]

　　∵因為R1與R2串聯(lián) ∴總電流I=I1=0．25A [橫向關系]

　　總電阻 [橫向關系]

　　總功率 [有關總電阻縱向關系]

　　有一類習題，是關于燈泡的，常有額定狀態(tài)和工作狀態(tài)，如用“6V 3W”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（或最大時）”等情況。橫向關系往往在題設中出現(xiàn)，如設燈泡的電阻不變，或設電源的總電壓不變等。

　　四、有關“電路變化”分析

　　不少同學反映“變化的電路難，不知從何下手”。這是因為分析變化的電路涉及的內容廣，考慮的問題深。對電阻、電流強度、電壓及電功率相互關系的分析，稍有不慎就會造成連錯反應，得出錯誤的結論。這是電學綜合問題的又一個難點。

　　變化電路主要是通過開關或滑動變阻器的改變來富于電路變化的。電路中有多個開關，通過開關閉合和斷開的狀態(tài)變化，往往會使各用電器的連接關系發(fā)生變化，而滑動變阻器則通過滑片來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（也有改變電路結構的）。有關變化電路，應在學會識別“部分電路短接”和學會識別串并聯(lián)電路的基礎上，掌握分析變化電路的基本思路。

　　1．開關的通、斷造成電路的變化

　　當開關處在不同狀態(tài)時，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上畫出各種情況下的實際電路。改畫時要根據(jù)電流的實際情況，運用“拆除法”。

　　拆除法要求：⑴去掉被斷路的元件；⑵去掉已被短路的元件；⑶用“去表法”去表，其原則是“電壓表處是斷路，電流直過電流表”。在去掉電壓表時，要分析電壓表讀出來的是哪部分電路兩端的電壓，可用等效電路法進行分析。

　　例 如圖5所示電路中，電源電壓保持4V，L1的電阻為4Ω，L2、L3的電阻均為16Ω。求：⑴S1、S2都斷開時，電流表和電壓表的示數(shù)；⑵S1、S2都接通時，整個電路消耗的電功率。
　　解題分析：在題中的當開關處于閉合或斷開的兩種情況下電路結構發(fā)生了變化，可進行電路的改畫，見圖6。
　　解：當S1、S2都斷開時，L1、L3串聯(lián)。

　　電流表讀數(shù)

　　電壓表讀數(shù)

　　當S1、S2都接通時，L2、L3并聯(lián)。

　　總電阻 總功率

　　2．滑動變阻器變化問題

　　滑動變阻器連入電路中的有效電阻發(fā)生變化了，或是引起電路結構的變化，或是引起電路中電壓、電流、電功率的變化。

　　典型例題：如圖7所示電路中，電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，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)變小
　　C．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

　　有關滑動變阻器的此類型問題，解題關鍵是：⑴弄清滑動變阻器原理，滑片滑動時電阻是變大還是變小？⑵弄清物理量是否變化，一般來說，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；⑶弄清電壓表讀數(shù)讀出的是哪一個電器兩端的電壓；⑷利用表格整理分析問題的思路。

　　上例題表格分析如下：

有關R1 有關R2 總電路 關系
電流 I1 I2 I ？ 串聯(lián)電流相等
電壓 U1 ？ U總 不變 U總 =U1+U2
電阻 R1 不變 R2 ↑ R總 R總 =R1+R2

　　由電阻橫向關系可知，因R1不變，R2變大，故R總將變大；再由總電路縱向關系可知，R總變大，U總不變，故I將變小（電流表讀數(shù)）；因串聯(lián)電路電流相等I1=I；再由有關R1縱向關系可知，I1變小，R1不變，故U 1將變小（電壓表讀數(shù)變小）。

　　在復習電學知識的過程中不能把已學過的串聯(lián)、并聯(lián)知識和簡單計算技能作機械的重復，而應在鞏固串聯(lián)、并聯(lián)知識和計算技能的基礎上，突出串聯(lián)、并聯(lián)電路特點這個重點，明確規(guī)律、特點，聯(lián)系歐姆定律，全面考慮電路中所涉及的有關物理量，采用問題討論式方法，找到正確的學習方法，完成認知和思維活動的飛躍，從而具備解答電學實際問題的綜合能力。

展開更多......

收起↑