初中物理电学问题,求助~O(∩
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,⑴、电流法;⑵、等效电路法;⑶、去表法。
⑴、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。
⑵、
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
分析:根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器窜连,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量电路总电流。在S断开时(电路处于开路),由图乙示数可以电压表显示0.2V(电压表应该归零,但由于电压表问题,所以显示0.2),S闭合时电压表示数是2V,此时变阻器两端实际电压为2-0.2=1.8V。
解题过程如下图:
∵当两个开关都断开时,R1、R2、L串联。
∴I=I1=I'2=U1/R2,即R2=U1/I1……①
及:P1=I1^2R1=0.1W,即R1=0.1/I1^2……②;
∵当只闭合开关S1时,R1、L被短路。
∴R2=U2/I2……③ 及 I2=0.2A……④
由①和③可得:U1/U2=I1/I2……⑤
由题意:U1/U2=1/2……⑥,将④和⑥代⑤,得 I1=0.1(A),
将I1值代入②,可得 R1=10(Ω);
∵当只闭合开关S2时,R2、L断路。
∴P'1=I'1^2R1=3.6W……⑦,将R1值代入⑦,可得:I'1=0.6(A),
这时电源电压:U=U'1=I'1R1=0.6×10=6(V)
不难求得:R2=U/I2=6/0.2=30(Ω);
∵电源两端电压不变,
∴I1(R1+R2+R灯)=I'1R1,即(R1+R2+R灯)=0.6×10/0.1=60(Ω)
∴R灯=60-R1-R2=60-10-30=20(Ω)
由于S1、S2均闭合时,R1、R2、L并联,
∴1/R总=1/R1+1/R2+1/R灯=1/10+1/30+1/20,即 R总=(60/11)(Ω)
∵这时灯正常发光,
∴灯L正常发光时电路的总电功率:P总=U^2/R总=6^2/(60/11)=6.6(W)
当两个开关都断开时,,三导体串联。
只闭合开关S1时,R1、L被短路。
只闭合开关S2时,R2、L被短路
两个开关都闭合时,R1和L并联,R2被短路
三导体串联,电阻R1消耗的电功率为0.1W。只闭合开关S2时,R2、L被短路,单独R1消耗的电功率为3.6W.由P=U2/R推出:三导体串联时R1分配电压为总电压的1/6
U1:U2=1:2,由串联电压分配跟电阻成正比推出R1:RL:R2=1:2:3
灯L正常发光时,R1消耗P=3.6W,RL消耗P为3.6/4=0.9W(由P=U2/R,并联R1:RL:R2=1:2,RL消耗P为R1的四分之一)
则电路消耗总功率为3.6W+0.9W=4.5W
根据欧姆定律结合图乙求出电源的电压,再根据P=
U2
R
结合图丙求出灯泡的电功率即为灯泡的额定功率
U=U2=I2R2=0.2A×30Ω=6V,
在图丁中,灯L的额定功率PL=
U2
RL
=
(6V)2
20Ω =1.8W.
图在哪里呢?
嗯,怎么觉得当两个开关都闭合时应该是三个导体并联吧,您再看下~
奥,对!R1:R3=1:3则P3=1/9P1=0.4W
则电路消耗总功率为4.9W
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