初中物理电学综合讲义

教学无忧淘宝店 http:/jiaoxue5u.taobao.com 您身边的教学专家初中物理电学综合讲义“巧”分析 破“电”题趣谈初中物理电学“硬”类题分析在平时的学习与考试中，我们经常遇到这样的一类题，这类题的特点是一读就能懂，但无从下笔；如果下笔去做，又是特别的繁琐。这类题我们称之为“硬”题，往往不好拿下令人烦恼。但如果在老师的稍微点拨之下，却又峰回路转，让人推开重重迷雾，看到了希望的曙光。下面我们以“电学”内容为例，谈谈巧妙的分析在解决电学“硬”类题中发挥的作用。1如图所示的电路中，R120，R225，当开关S1闭合、S2断开时，电压表的示数为28V，若将开关S1断开、S2闭合时，电压表的示数可能是（ ）A25V B33V C35VD40V分析：该题我们想通过硬算的方法得出答案，那是枉费了心思与精力。首先我们应搞清楚的是电路中开关的闭合与断开，而造成电路中电阻连接情况的变化，以及电压表测量对象发生的变化。在充分审题的基础上，我们知道第一次开关S1闭合、S2断开时，电路状态为R1与R3串联，电压表测的是R1两端的电压，电路中的电流IU1/R128V/20014A；第二次S1断开、S2闭合时，电路状态为R2与R3串联，电压表测的是R2两端的电压。 当电路由状态一变为状态二，总电阻由（R1+R3）变为(R2+R3)变大，那么电路中的电流变小，R3两端的电压变小，所以电压表的示数变大，即比28V大，B、C、D只能选其一，选谁呢？假设电路由状态一变为状态二，电路中的电流不变，此时不难算出电压表示数增加V014A（2520）07V，即电压表示数为28V07V35V。实际上电路中的电流在变小，此时电压表的示数应小于35V，即选B。2由电压为220V的电源向远处某工地的一盏“PZ22060”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W，则导线消耗的功率（ ）A小于5W B等于5W C大于5W D不能确定分析：读完题目的第一个冲动就是想把导线消耗的功率先求出来，然后再加以比较，最后得出结论。实际上又是事倍功半之举，同样通过分析却能快速得出结论。设电灯“PZ22060”正常发光的电流为I，由题意可知此时电路中的电流小于I，根据PUI可知，电路中实际消耗的总功率小于60W。此时灯泡消耗的实际功率为55W，那么导线消耗的实际功率小于5W，故选A。3如图电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“6V 2W”的小灯泡L1恰好正常发光；若保持R不变，将L1换成一只标有“6V 3W”的小灯泡L2，闭合开关，小灯泡L2工作时消耗的实际功率为（ ）A大于3WB等于3W C小于3WD无法确定分析：看完题目许多同学不假思索的选B，原因是灯泡L1正常发光，两端的实际电压等于额定电压6V，再换成额定电压也是6V的另一个灯泡L2时，此时L2也能正常发光，即灯泡L2的实际功率也等于其额定功率3W。其实由公式RU2P可知，L1换成L2后，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，R两端的电压变大，灯泡两端的实际电压变小，即小于先前的6V，所以灯泡L2两端实际电压小于其额定电压，实际功率小于其额定功率3W，所以选C。我们学习电学内容时，若题目设有一定的坡度和梯度，做起来就觉得不太容易了，不妨从题意的分析上多下功夫，也许会收到事半功倍的效果。从上面三个题目的分析上你或许得到一些启发，这将有益于你以后在学习过程中体会让“硬”题在巧妙分析而被解决时的快乐。电路设计创设问题情境1：有一个未知电阻Rx，要测量它的电阻值，现有下列器材：电流表、电压表、开关、滑动变阻器，电源、导线若干。怎样测量Rx的电阻？画出你设计的电路图，并在右边的实物图上连线。图1图2创设问题情境2：若闭合开关后，发现电压表坏了，找来一个阻值已知的电阻器R0。怎样测出待测电阻Rx的值？分析：在上面设计的电路图上去掉电压表。电压表的作用是测量电阻器两端的电压Ux，现在有电流表和电阻器R0，根据变形公式可知U0=I0R0，若把电流表和电阻器串联，可测出通过R0的电流I0，要使U0与Ux相等，要把它们并联。可见，一个电阻器与一个电流表串联其作用相当于一块电压表，如图中的虚线部分所示。 图3 图4实验的步骤：（1）断开开关，照图4那样连接电路，将变阻器的滑片P置于阻值最大处；（2）闭合开关，移动滑片P到适当处，读取电流表的示数I0，根据U0=I0R0，算出电压；因为Rx与R0并联，所以Ux=U0；（3）断开开关，将Rx与R0换位，闭合开关，读取电流Ix，根据Rx=Ux/Ix算出电阻；（4）移动滑片P到不同位置，重做几次实验，将测算出的电阻值求平均值，即为Rx的阻值。创设问题情境3：若闭合开关后，发现电流表坏了，找来一个阻值已知的电阻器R0。怎样测出待测电阻Rx的值？分析：在上面设计的电路图上去掉电流表。电流表的作用是测量电阻器中的电流Ix，现在有电压表和电阻器R0，根据变形公式可知I0=U0/R0，若把电压表和电阻器并联，可测出R0两端的电压U0，要使I0与Ix相等，要把它们串联。可见，一个电阻器与一个电压表并联其作用相当于一块电流表，如图中的虚线部分所示。图5 图6请你写出：（1）实验的步骤：_；（2）计算Rx的表达式是：_。欧姆定律涉及的是同一时刻、同一段电路的三个物理量：电压U、电流I和电阻R的关系，要引导学生建立“只要知道其中的两个物理量，就能求出第三个物理量”的意识。当然，问题2和问题3中还要利用串联电路电流相等、并联电路电压相等的规律。教师在创设问题情境时，要在原有图形的基础上，继承已有的元件，去掉没有的或损坏的元件，再引导学生应用添加的元件有什么作用，发展思维，从而达到解决问题的目的测量小灯泡电阻的方法拓展测量导体的电阻是初中电学学习必须掌握的一种技能，对“伏安法”测电阻这一实验的考查，一直是中考的热点。特别是对课本上的测电阻这个实验的拓展，更是考查同学们应变能力、实验设计能力的重要方式。下面总结的一些测电阻的“另类方法”经常出现在期末和中考试卷中，应引起同学们注意：一、有电流表，无电压表的“另类方法”此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电压表测出电压，所以需要应用电流表多次测量电路中的电流，运用并联电路两端电压相等或开关的断开、闭合引起电路结构的改变，求出电压，进行等效电路的设计。1安安法若器材要求只能用两个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻。方法如下：（如图1所示）：闭合开关，测出通过R0和Rx的电流I2和I1。Rx的计算式： 。 2安滑法 若器材要求只能用一个电流表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图2所示）： 闭合开关，测出通过当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时的电流值I1和当滑动阻器阻值最小时的电流值I2 。 Rx的计算式：。3安阻法若器材要求只能用一个电流表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图3所示）： 当S1闭合，S2断开时，电流表测的是通过R0的电流I0。当S1断开，S2闭合时，电流表测的是通过Rx的电流Ix。Rx的计算式：二、有电压表，无电流表的“另类方法”此类测电阻的方法，其设计思想是：由于不能利用电流表测出电流，所以必须应用电压表多次测电压，运用串联电路中电流 图4相等求出电流，进行等效电路设计。1伏伏法若器材要求只能用两个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图4所示）： 闭合开关，测出R0和Rx两端的电压U1和U2。Rx的计算式：。 图52伏滑法若器材要求只能用一个电压表，且有一只滑动变阻器，方法如下：（如图5所示）： 闭合开关，测出当滑动变阻器阻值最大（最大电阻为Rm）时Rx两端的电压值U1和当滑动变阻器阻值最小时的电压值U2。Rx的计算式：。3伏阻法若器材要求只能用一个电压表，且有一只已知阻值的定值电阻，方法如下：（如图6所示）： 图6当S1闭合，S2断开时，电压表测的是R0两端电压U0。当S1、S2都闭合时，电压表测的是电源电压U。Rx的计算式：。典例链接：（2007，云南红塔）“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重，人们把这种方法叫“等效替代法”，请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。【探究的目的】粗略测量待测电阻Rx的值【探究器材】待测电阻Rx、一个标准电阻箱（元件符号）、若干开关，一个电池、若干导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表是量程足够大）【设计实验和进行实验】（1）在右边的虚线方框内画出你设计的实验电路图；（2）将下面的实验步骤补充完整。并用字母表示需要测出的物理量：第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路（3）写出Rx的表达式： （用测量量表示）【解析】此题属于“一只电表测电阻”的类型，这种类型的题目，由于器材相对不够，不能用“伏安法”来测电阻，因此要运用“等效替代”的思想来设计测电阻的方法。哪个量相等？这是我们所要关心的。题目中已经给出的仪表是电流表，我们可以知道电流的大小。虽然不能准确读出电流值，但能比较电流的大小。因此，电流这个物理量，我们可当作已知量。根据欧姆定律变形公式可知，需要将未知电阻的两端电压求出来。没有电压表当然不能直接读出未知电阻两端的电压，这时就要找等量，这个电压与谁的电压相等呢？并联电路各支路两端电压相等。我们可以连接成并联电路，让未知电阻两端电压与连入电路中的电阻箱的两端电压相等。记下通过未知电阻中的电流的示数（其实指电流表指针偏转的角度），再将电流表接入电阻箱的支路中，使两次电流表指针偏转的角度相同，这样就能测出未知电阻的阻值。答案：如图7； 图7第二步：只闭合开关S1，观察并记录电流表指针偏转的位置；第三步：断开开关S1，闭合开关S2，调节电阻箱电阻的大小，观察电流表的指针，使它指向前面记录的位置；第四步：读出此时电阻箱电阻的大小R0。Rx=R0。中小学各个科目优质课视频+课件教案学案试题全册打包qq1119139686