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【内容摘要】电学是初中物理的重点知识,是中考的必考知识点。相关习题情境灵活多变,对学生运用所学分析问题的能力要求较高。教学中为使学生掌握不同電学题型的解题思路,提高学生的学习能力,并注重对电学常见题型进行汇总,并针对每一种题型选择经典例题,在课堂上与学生一起进行分析,使学生掌握不同题型的突破思路。
【关键词】初中物理 电学 题型 例析
初中物理电学部分的常见题型主要包括:电路参数分析、电路故障判断、电路参数的计算以及电学探究实验。为使学生掌握各题型解题技巧,教学中应注重精讲精练,并鼓励学生做好学习的总结,积累相关的学习经验与技巧,进一步提高解题效率。
题型一:电路参数分析
在如图1所示的电路图中电源电压保持不变,滑片P处于滑动变阻器R的中间, a、b分别为滑动变阻器R的两个端点,R1和R2为定值电阻,以下判断正确的是( )
A.闭合S,断开S1、S2,P右移,电流表和电压表示数不变
B.滑片P移向a端,断开S1,先闭合S再闭合S2,电流表和电压表示数变大
C.滑片P移向b端,断开S2,先闭合S再闭合S1,电流表示数变大,电压表示数变小
D.将S、S1、S2闭合,P右移,电流表示数不变,电压表示数变小
A项,R1和R串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量干路电流,P右移接入电路中的电阻增加,因此,干路电流变小,R1两端电压变小,两表示数均变小,错误;B项,P移向a端,则S2和R2被短路,因此,S2无论是否闭合,电流表和电压表示数均不会发生变化;C项,P移向b端,先闭合S时R1和R串联,再闭合S1时R1被短路,电路电阻变小,电流表示数变大,而电压表被短路示数变为零,正确;D项,P右移,电流总电路变大,电流表示数变小,而电压表因被短路示数始终为零,错误。
解题点评:分析电路参数主要包括两种类型;根据电路图进行分析;根据实物图进行分析;分析该类题型的主要理论依据为欧姆定律,因此需要根据题意判断电学元件的串并联关系,运用串并联电路的相关规律、欧姆定律以及所学的电学计算公式进行分析。
题型二:电路故障判断
如图2所示的电路中,电源电压保持不变,将S闭合,电路正常工作一段时间后,灯泡熄灭。若电路中仅有一处故障且只发生在灯L和电阻R上,L和R置互换后,以下说法正确的是( )
A.若R短路,则两电表的指针均无偏转
B.若R断路,则两电表均发生偏转
C.若L短路,则两电表指针均发生偏转
D.若L断路,则两电表的指针均无偏转
根据题干描述,解答该题需要采用假设法。假设灯L短路,R正常两者互换后,电压表测量的是电源电压,电路正常,电压表和电流表均会发生偏转;若L断路,R正常,两者位置互换后,电路未联通,两表均不会发生偏转;若R短路,L正常,两者互换后,两表均会发生偏转。若R断路,L正常,两者互换后则电流表无示数,电压表会发生偏转。综上可知,CD两项描述正确。
解题点评:判断电路故障时应掌握短路与断路间的区别,其中干路不能短路否则容易烧坏电学元件;如断路发生在支路则该支路无电流通过。断路发生在干路则电路为开路。判断电路故障的一般思路为:先认真审题,找到电路中的反常现象(如灯泡不发光,电表无示数),而后认真分析发生故障的位置与整个电路之间的关系(是串联还是并联),最后采用假设法进行分析,检验假设后的结果与题干描述是否相符以确定故障。
题型三:电路参数计算
如图3所示电路,电源的电压为5V且保持不变。R0为5Ω的定值电阻。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,灯L标有“3V 1.2W”字样,电压表量程为0~3V。(忽略灯丝电阻变化,且各元件均能正常工作)。
求:(1)闭合S1,S2接b,灯泡能正常发光时,滑动变阻器接入的电阻值;
(2)滑动变阻器保持(1)中的阻值不变,闭合S1,S2接a时,R0的电功率;
(3)闭合S1,S2接a,R0的最小电功率。
对于问题(1)由灯L的额定电压和额定功率可知,I=PU=1.2W3V=0.4A,灯泡的电阻R=UI=3V0.4A=7.5Ω。观察电路可知此时L和R串联,设变阻器接入的电阻为Rx,则I(R Rx)=U0,U0=5V,代入解得Rx=5Ω;对于问题(2)求R0的电功率需要求解出通过其的电流,设为I0,此时R0和R串联,则I0(R0 Rx)=U0,代入数据解得I0=0.5A,则其电功率P0=I02R0=1.25W;问题(3)要想R0的电功率最小,由P=U2R可知,只需R0两端的电压最小,而此时R0和滑动变阻器R串联,因此,R上分得的电压应达到电压表的最大量程,即,3V,此时,R0两端的电压Umin=5V-3V=2V,因为滑动变阻器的额定电流为1A,此时并不烧坏,因此,R0的最小电功率Pmin=U2minR0=0.8W。
解题点评:计算电路中的相关参数时既要能够灵活运用欧姆定律,又要搞清楚不同电功率计算公式之间的区别与联系。其中计算电功率的计算公式有:P=U2R;P=I2R;P=UI,三个公式都可用于计算纯电阻的电功率。但如果电学元件并非纯电阻,计算其电功率时只能使用P=UI。
题型四:电学探究实验
在探究电流与电阻关系实验中,在电池盒中装入两节新电池,并按电路连接好实物电路图,如图4所示。同时将阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻接入到电路中进行了相关的调节与测量。其中滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 (1)开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于最
【关键词】初中物理 电学 题型 例析
初中物理电学部分的常见题型主要包括:电路参数分析、电路故障判断、电路参数的计算以及电学探究实验。为使学生掌握各题型解题技巧,教学中应注重精讲精练,并鼓励学生做好学习的总结,积累相关的学习经验与技巧,进一步提高解题效率。
题型一:电路参数分析
在如图1所示的电路图中电源电压保持不变,滑片P处于滑动变阻器R的中间, a、b分别为滑动变阻器R的两个端点,R1和R2为定值电阻,以下判断正确的是( )
A.闭合S,断开S1、S2,P右移,电流表和电压表示数不变
B.滑片P移向a端,断开S1,先闭合S再闭合S2,电流表和电压表示数变大
C.滑片P移向b端,断开S2,先闭合S再闭合S1,电流表示数变大,电压表示数变小
D.将S、S1、S2闭合,P右移,电流表示数不变,电压表示数变小
A项,R1和R串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量干路电流,P右移接入电路中的电阻增加,因此,干路电流变小,R1两端电压变小,两表示数均变小,错误;B项,P移向a端,则S2和R2被短路,因此,S2无论是否闭合,电流表和电压表示数均不会发生变化;C项,P移向b端,先闭合S时R1和R串联,再闭合S1时R1被短路,电路电阻变小,电流表示数变大,而电压表被短路示数变为零,正确;D项,P右移,电流总电路变大,电流表示数变小,而电压表因被短路示数始终为零,错误。
解题点评:分析电路参数主要包括两种类型;根据电路图进行分析;根据实物图进行分析;分析该类题型的主要理论依据为欧姆定律,因此需要根据题意判断电学元件的串并联关系,运用串并联电路的相关规律、欧姆定律以及所学的电学计算公式进行分析。
题型二:电路故障判断
如图2所示的电路中,电源电压保持不变,将S闭合,电路正常工作一段时间后,灯泡熄灭。若电路中仅有一处故障且只发生在灯L和电阻R上,L和R置互换后,以下说法正确的是( )
A.若R短路,则两电表的指针均无偏转
B.若R断路,则两电表均发生偏转
C.若L短路,则两电表指针均发生偏转
D.若L断路,则两电表的指针均无偏转
根据题干描述,解答该题需要采用假设法。假设灯L短路,R正常两者互换后,电压表测量的是电源电压,电路正常,电压表和电流表均会发生偏转;若L断路,R正常,两者位置互换后,电路未联通,两表均不会发生偏转;若R短路,L正常,两者互换后,两表均会发生偏转。若R断路,L正常,两者互换后则电流表无示数,电压表会发生偏转。综上可知,CD两项描述正确。
解题点评:判断电路故障时应掌握短路与断路间的区别,其中干路不能短路否则容易烧坏电学元件;如断路发生在支路则该支路无电流通过。断路发生在干路则电路为开路。判断电路故障的一般思路为:先认真审题,找到电路中的反常现象(如灯泡不发光,电表无示数),而后认真分析发生故障的位置与整个电路之间的关系(是串联还是并联),最后采用假设法进行分析,检验假设后的结果与题干描述是否相符以确定故障。
题型三:电路参数计算
如图3所示电路,电源的电压为5V且保持不变。R0为5Ω的定值电阻。滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,灯L标有“3V 1.2W”字样,电压表量程为0~3V。(忽略灯丝电阻变化,且各元件均能正常工作)。
求:(1)闭合S1,S2接b,灯泡能正常发光时,滑动变阻器接入的电阻值;
(2)滑动变阻器保持(1)中的阻值不变,闭合S1,S2接a时,R0的电功率;
(3)闭合S1,S2接a,R0的最小电功率。
对于问题(1)由灯L的额定电压和额定功率可知,I=PU=1.2W3V=0.4A,灯泡的电阻R=UI=3V0.4A=7.5Ω。观察电路可知此时L和R串联,设变阻器接入的电阻为Rx,则I(R Rx)=U0,U0=5V,代入解得Rx=5Ω;对于问题(2)求R0的电功率需要求解出通过其的电流,设为I0,此时R0和R串联,则I0(R0 Rx)=U0,代入数据解得I0=0.5A,则其电功率P0=I02R0=1.25W;问题(3)要想R0的电功率最小,由P=U2R可知,只需R0两端的电压最小,而此时R0和滑动变阻器R串联,因此,R上分得的电压应达到电压表的最大量程,即,3V,此时,R0两端的电压Umin=5V-3V=2V,因为滑动变阻器的额定电流为1A,此时并不烧坏,因此,R0的最小电功率Pmin=U2minR0=0.8W。
解题点评:计算电路中的相关参数时既要能够灵活运用欧姆定律,又要搞清楚不同电功率计算公式之间的区别与联系。其中计算电功率的计算公式有:P=U2R;P=I2R;P=UI,三个公式都可用于计算纯电阻的电功率。但如果电学元件并非纯电阻,计算其电功率时只能使用P=UI。
题型四:电学探究实验
在探究电流与电阻关系实验中,在电池盒中装入两节新电池,并按电路连接好实物电路图,如图4所示。同时将阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻接入到电路中进行了相关的调节与测量。其中滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 (1)开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于最