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【摘要】电学是初中物理中的重要知识内容,也是学生学习中的难点。在实际的课堂活动中,加强电学规律教学,引导学生采取正确方式,解决实际物理问题,锻炼学生思维能力,促进学生知识全面发展。同时,借助电学问题激发学生兴趣,主动开展物理知识学习和探索,培养学生物理学科素养,为进一步学习物理知识做好准备。本文结合实际的电学例题,提出几点有效的电学解题方法和技巧,提高学生的解题能力。
【关键词】初中物理 电学 解题方法
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2021)03-0137-03
电学作为物理学科的重要组成部分,初中阶段的电学知识是学生未来深入学习物理知识的基础。电学知识内容较为抽象,要求学生具备较强的逻辑思维能力,在实际的课堂活动中,应当注重学生思维能力培养,完成课堂教学目标。在初中电学知识中,主要有电压、电流、电阻以及电功率等内容,要求学生在基础知识掌握的基础上,灵活利用电学知识分析和解决实际问题,加深电学知识内容的理解,提高课堂活动有效性,培养学生电学解題能力。
一、借助图像法,简化电学解题
初中物理课堂中,面对电学问题,需要引导学生绘制相应的等效电路图,将题目数据转变成电路图,开展问题思考和分析。借助电路图可以明确题目已知条件和未知信息,使得解题过程更加直观、清晰,更好地完成电学问题解题,提高学生的解题能力。如电学解题中的电路开关闭合和断开中,其元件连接和电路走向有着明显的差异,借助等效电路图可以简化题目复杂性,发挥电路图的作用,有效完成电学解题。例题:如图所示电路,当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为1.2A;当S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.8A,则当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数是多少?
面对此种类型题目,解题中需要掌握图像法解题方式,绘制相应的等效电路图,结合题目中的叙述,针对不同情况,绘制不同的电路图。首先根据题目叙述绘制出三个开关均闭合的电路图,标出电阻、电流以及电压等,分析电路情况。其次,绘制出S1、S2闭合,S3断开的电路图,结合等效电路图分析,找出电流、电压以及电阻之间的联系。最后,绘制S1闭合,S2、S3断开的等效电路图,通过对不同电路图的分析,根据其电路串联、并联的实际情况,完成题目的有效解答,降低问题解答难度,保证解题的准确性。
二、利用极值法,有效解答电学问题
初中电学解题中,很多电学问题常常涉及到滑动变阻器的变化问题,给学生的问题分析和解答带来影响。作为初中物理教师,需要引入极值法解题,借助欧姆定律构建数量关系。通过这样的解题方式,将动态化变量转变成若干个静态变量,更加有利于电学问题的分析和解答,保证电学问题有效解答,培养学生多种电学解题方式。例题:如图2中所示,电路中有两个串联电阻,其中R2是滑动变阻器,R1是定值电阻,将开关S1闭合之后,滑动变阻器在一定的区间内滑动,电压则在5V~8V之间变化,电流表在2A~5A之间变化,求解电路中电源电压值和定值电阻的阻值。
在此题解题中,需要结合串联电路性质,引入极值法解题,明确解题思路和方式,有效完成题目解答。根据电路图分析,可以得知电压表是对滑动变阻器两端电压进行测量,电压表最小时,滑动变阻器的电阻最小,此时的电流最大。根据这样的分析列出电源电压求解公式,当电压表最大时,电流最小,列出另外一个算式,根据两个算式求解出电源电压和定值电阻阻值。在求解过程中,对电压表和电流表的取值进行分析,当电压表为最大值8V时,那么电流表取最小值2A,所以电源电压U=8V+R1×2A;当电压表为最小值5V时,电流表取最大值5A,电源电压U=5V+R1×5A。通过这样列出算式,计算得出R1=1Ω,电源电压是10V。因此初中物理电学解题中,针对滑动变阻器存在的问题,可以采取极值法进行解题,提高解题效率,保证解题准确性。
三、利用比例法,有效完成电学解题
初中物理电学知识中,涉及到欧姆定律、功以及能等相关知识,一些题目中的已知内容比较少,如果采取常规的解题方式,可能存在一些麻烦,或者难以求解问题。面对这样的问题,教师可以引导学生利用比例法解题,根据串联、并联电路中的各种物理量的比例关系,深入分析和解答问题,保证电学问题的有效解答。例题:如图3中所示,一段电阻上有三个点,分别是a、b、c,将整段电阻丝接入电路中,经过测量得出其功率为15W,将ab段的电阻丝接入到同样的电路中,通过测量得出其功率是60W,如果将bc段的电阻丝接入到同样的电路中,求解其功率。
在解题此题目中,需要对题目的电阻丝功率进行分析,根据已知的功率,接入的是同一个电路,那么其接入的电压是相同的,如果按照常规的解题方式,解题过程会非常复杂,可能会出现解题错误等情况。因此,应当根据欧姆定律相关公式P=UI进行推导,利用R=■,通过比例方式完成解题。在此种类型题目解答中,通常是给出一些电路物理量关系,要求学生根据相同电路中的物理量比例关系,开展问题思考和分析。在问题分析的过程中,需要根据电路形式分析其比例关系,结合串联电路和并联电路关系,列出其比例关系。如果相同用电电器在不同电压下,其比例关系有所变化,需要结合具体情况,做出相应的分析。
四、引入方程法,提高电学解题质量
初中电学问题中,有些问题中包含一些复杂的电路,仅仅凭借已知条件或者某个单一等量关系,不能完成题目解答。作为初中物理教师,需要引导学生对其作出分别分析,找出其中的数量关系,列出相应的方程式,利用方程式完成题目求解。例题:如图4中所示,在电路图中,开关S1处于断开状态时,整个电路的功率是6W,将开关S1闭合,电流表的示数增加0.5A,整个电路的功率是9W,如果电源电阻忽略不计,求解电阻R1、R2的阻值以及电源电压。 在问题分析的过程中,需要结合题目中的两种情况,做出电流、电压分析,列出相应的方程式。当开关断开时,整个电路中仅仅有R1接入,可以根据电路图列出相应的方程■=6W。当开关闭合时,R1和R2通过并联的方式接入电路,电源整体电压没有变化,可以列出相应的方程■+■=9W。之后根据并联电路中电流的特点,对其进行相应的分析,得知电流表增加的0.5A是经过R2的电流,所以得出■=0.5A。通过这样的方式,明确题目中所要求解的未知量。结合开关状态列出方程式,并且代入相应的数据,完成题目的求解。电学解题中,面对一些复杂的电路问题,可以借助方程法将复杂问题进行简化,通过简化问题的分析,有效解决电学问题,提高学生解题效率。
五、借助组合法,优化电学解题方式
在初中物理教学中,电学知识是重要的教学内容,电学问题也是重要的问题类型,在问题解决中使用的公式比较多,应当選择合适的公式,完成问题思考和解决。但是,在实际的电学解题中,公式选择则是学生较为困难的内容,因此,可以引入组合法帮助学生寻找未知量和已知量的关系,更好的解答电学问题,有效提高解题效率,保证解题准确性。在组合法应用中,主要是根据题目分析已知量和待求量,通过相关的观察和分析,思考使用哪些物理公式,将其进行合理组合,找出其中的关系,开展相应的求解活动。例题:在两只白炽灯泡L1和L2中,L1上标有“220V40W”字样,在L2上标有“220V100W”字样,将两个灯泡串联接入220V的电路中,哪个灯泡会更亮一些?通过题干内容进行分析,根据已知额定状态可以得出其中的隐含条件R1和R2,根据两个灯泡串联,可以得出I是隐含的已知条件。问题中要求判断哪个灯泡更亮,则是求解P实。根据题目中的物理量分析,列出相应的公式,结合题目中的已知条件,开展相应的分析活动,判断P1和P2的大小,分析哪个灯泡更亮。在解题中,通过组合法的有效利用,有效解决电学问题,提高问题解题质量,也是电学中的常见解题方式。作为初中物理教师,应当深入思考题目条件,做出已知和未知条件的分析,灵活应用组合法,有效解决物理电学问题。
六、巧妙利用电学定理,灵活解决电学问题
欧姆定律是初中物理电学的重要定理,是学生需要掌握的物理电学定律,是电学解题中的重要公式。作为教师,应当要求学生牢记欧姆定律和相关公式,对题目中的信息进行分析,并且画出简单的电路连接方式,列出相应的方程式,有效解决电学问题。通过这样的题目分析,帮助学生明确解题思路,列出相应的方程进行解答。对于动态电路应当做出定性和定量分析,做好相应的电学问题解题。在定性分析中,主要是对电路状态变化前后进行分析,了解电表数值变化和物理量变化。在定量分析中,则需要在定性分析基础上,结合相应的计算方式,分析物理量的具体变化值。例题:如图5所示,电源的电压6V不变,滑动变阻器的最大阻值是30Ω,当S闭合时,滑片P从a点向变阻器中点c移动,电压表的示数______,电流表的示数______(填“增大、减小、不变”),当滑片P移动到c点时,通过Rabc的电流是___A。在题目解析中,需要对整个电路图进行分析,灵活利用欧姆定律内容。电压表是测量电源两端电压,当滑片移动的情况,电压表的示数是不会发生变化的,当滑片从a端向变阻器中点c滑动时,接入电路的电阻出现变小情况,根据欧姆定律知识内容,当电阻变小时,电流会增加,因此,电流表的示数是增加的。根据图中的电路连接方式,abc之间的电阻被滑片的接线与a相连,导致线路出现短路问题,因此,没有电流产生,所以电流是0。在此题目中,并没有和功率相关的知识内容,学生只需要根据欧姆定理公式,加深滑动变阻器原理理解,结合相应的知识内容,有效解决物理电学问题。
七、结语
初中物理电学解题中,通过讲解解题方式和技巧,帮助学生理解和掌握电学原理,探索电学问题解题思路和技巧,提高学生解题能力,培养学生物理学科素养。在实际的课堂活动中,结合具体的电学问题,引入不同的解题方式,帮助学生掌握更多解题技巧。在具体的解题中,要求学生选择合适的解题方式,提高学生物理综合能力。
参考文献:
[1]曹德亮.初中物理电学解题方法探讨[J].成才之路, 2019(03):69.
[2]吴晓宏.初中物理电学习题的解法分析[J].中国校外教育,2017(S1):460-461.
[3]肖首升.初中物理电学解题方法及技巧[J].考试周刊, 2017(098):165.
[4]杨尚礼.初中物理电路题的解题思路探讨[J].试题与研究,2018(13).
[5]刘学彬.初中物理电路题的解题思路探讨[J].考试周刊, 2019(11):169.
【关键词】初中物理 电学 解题方法
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2021)03-0137-03
电学作为物理学科的重要组成部分,初中阶段的电学知识是学生未来深入学习物理知识的基础。电学知识内容较为抽象,要求学生具备较强的逻辑思维能力,在实际的课堂活动中,应当注重学生思维能力培养,完成课堂教学目标。在初中电学知识中,主要有电压、电流、电阻以及电功率等内容,要求学生在基础知识掌握的基础上,灵活利用电学知识分析和解决实际问题,加深电学知识内容的理解,提高课堂活动有效性,培养学生电学解題能力。
一、借助图像法,简化电学解题
初中物理课堂中,面对电学问题,需要引导学生绘制相应的等效电路图,将题目数据转变成电路图,开展问题思考和分析。借助电路图可以明确题目已知条件和未知信息,使得解题过程更加直观、清晰,更好地完成电学问题解题,提高学生的解题能力。如电学解题中的电路开关闭合和断开中,其元件连接和电路走向有着明显的差异,借助等效电路图可以简化题目复杂性,发挥电路图的作用,有效完成电学解题。例题:如图所示电路,当开关S1、S2闭合,S3断开时,电流表的示数为1.2A;当S2、S3闭合,S1断开时,电流表的示数为1.8A,则当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数是多少?
面对此种类型题目,解题中需要掌握图像法解题方式,绘制相应的等效电路图,结合题目中的叙述,针对不同情况,绘制不同的电路图。首先根据题目叙述绘制出三个开关均闭合的电路图,标出电阻、电流以及电压等,分析电路情况。其次,绘制出S1、S2闭合,S3断开的电路图,结合等效电路图分析,找出电流、电压以及电阻之间的联系。最后,绘制S1闭合,S2、S3断开的等效电路图,通过对不同电路图的分析,根据其电路串联、并联的实际情况,完成题目的有效解答,降低问题解答难度,保证解题的准确性。
二、利用极值法,有效解答电学问题
初中电学解题中,很多电学问题常常涉及到滑动变阻器的变化问题,给学生的问题分析和解答带来影响。作为初中物理教师,需要引入极值法解题,借助欧姆定律构建数量关系。通过这样的解题方式,将动态化变量转变成若干个静态变量,更加有利于电学问题的分析和解答,保证电学问题有效解答,培养学生多种电学解题方式。例题:如图2中所示,电路中有两个串联电阻,其中R2是滑动变阻器,R1是定值电阻,将开关S1闭合之后,滑动变阻器在一定的区间内滑动,电压则在5V~8V之间变化,电流表在2A~5A之间变化,求解电路中电源电压值和定值电阻的阻值。
在此题解题中,需要结合串联电路性质,引入极值法解题,明确解题思路和方式,有效完成题目解答。根据电路图分析,可以得知电压表是对滑动变阻器两端电压进行测量,电压表最小时,滑动变阻器的电阻最小,此时的电流最大。根据这样的分析列出电源电压求解公式,当电压表最大时,电流最小,列出另外一个算式,根据两个算式求解出电源电压和定值电阻阻值。在求解过程中,对电压表和电流表的取值进行分析,当电压表为最大值8V时,那么电流表取最小值2A,所以电源电压U=8V+R1×2A;当电压表为最小值5V时,电流表取最大值5A,电源电压U=5V+R1×5A。通过这样列出算式,计算得出R1=1Ω,电源电压是10V。因此初中物理电学解题中,针对滑动变阻器存在的问题,可以采取极值法进行解题,提高解题效率,保证解题准确性。
三、利用比例法,有效完成电学解题
初中物理电学知识中,涉及到欧姆定律、功以及能等相关知识,一些题目中的已知内容比较少,如果采取常规的解题方式,可能存在一些麻烦,或者难以求解问题。面对这样的问题,教师可以引导学生利用比例法解题,根据串联、并联电路中的各种物理量的比例关系,深入分析和解答问题,保证电学问题的有效解答。例题:如图3中所示,一段电阻上有三个点,分别是a、b、c,将整段电阻丝接入电路中,经过测量得出其功率为15W,将ab段的电阻丝接入到同样的电路中,通过测量得出其功率是60W,如果将bc段的电阻丝接入到同样的电路中,求解其功率。
在解题此题目中,需要对题目的电阻丝功率进行分析,根据已知的功率,接入的是同一个电路,那么其接入的电压是相同的,如果按照常规的解题方式,解题过程会非常复杂,可能会出现解题错误等情况。因此,应当根据欧姆定律相关公式P=UI进行推导,利用R=■,通过比例方式完成解题。在此种类型题目解答中,通常是给出一些电路物理量关系,要求学生根据相同电路中的物理量比例关系,开展问题思考和分析。在问题分析的过程中,需要根据电路形式分析其比例关系,结合串联电路和并联电路关系,列出其比例关系。如果相同用电电器在不同电压下,其比例关系有所变化,需要结合具体情况,做出相应的分析。
四、引入方程法,提高电学解题质量
初中电学问题中,有些问题中包含一些复杂的电路,仅仅凭借已知条件或者某个单一等量关系,不能完成题目解答。作为初中物理教师,需要引导学生对其作出分别分析,找出其中的数量关系,列出相应的方程式,利用方程式完成题目求解。例题:如图4中所示,在电路图中,开关S1处于断开状态时,整个电路的功率是6W,将开关S1闭合,电流表的示数增加0.5A,整个电路的功率是9W,如果电源电阻忽略不计,求解电阻R1、R2的阻值以及电源电压。 在问题分析的过程中,需要结合题目中的两种情况,做出电流、电压分析,列出相应的方程式。当开关断开时,整个电路中仅仅有R1接入,可以根据电路图列出相应的方程■=6W。当开关闭合时,R1和R2通过并联的方式接入电路,电源整体电压没有变化,可以列出相应的方程■+■=9W。之后根据并联电路中电流的特点,对其进行相应的分析,得知电流表增加的0.5A是经过R2的电流,所以得出■=0.5A。通过这样的方式,明确题目中所要求解的未知量。结合开关状态列出方程式,并且代入相应的数据,完成题目的求解。电学解题中,面对一些复杂的电路问题,可以借助方程法将复杂问题进行简化,通过简化问题的分析,有效解决电学问题,提高学生解题效率。
五、借助组合法,优化电学解题方式
在初中物理教学中,电学知识是重要的教学内容,电学问题也是重要的问题类型,在问题解决中使用的公式比较多,应当選择合适的公式,完成问题思考和解决。但是,在实际的电学解题中,公式选择则是学生较为困难的内容,因此,可以引入组合法帮助学生寻找未知量和已知量的关系,更好的解答电学问题,有效提高解题效率,保证解题准确性。在组合法应用中,主要是根据题目分析已知量和待求量,通过相关的观察和分析,思考使用哪些物理公式,将其进行合理组合,找出其中的关系,开展相应的求解活动。例题:在两只白炽灯泡L1和L2中,L1上标有“220V40W”字样,在L2上标有“220V100W”字样,将两个灯泡串联接入220V的电路中,哪个灯泡会更亮一些?通过题干内容进行分析,根据已知额定状态可以得出其中的隐含条件R1和R2,根据两个灯泡串联,可以得出I是隐含的已知条件。问题中要求判断哪个灯泡更亮,则是求解P实。根据题目中的物理量分析,列出相应的公式,结合题目中的已知条件,开展相应的分析活动,判断P1和P2的大小,分析哪个灯泡更亮。在解题中,通过组合法的有效利用,有效解决电学问题,提高问题解题质量,也是电学中的常见解题方式。作为初中物理教师,应当深入思考题目条件,做出已知和未知条件的分析,灵活应用组合法,有效解决物理电学问题。
六、巧妙利用电学定理,灵活解决电学问题
欧姆定律是初中物理电学的重要定理,是学生需要掌握的物理电学定律,是电学解题中的重要公式。作为教师,应当要求学生牢记欧姆定律和相关公式,对题目中的信息进行分析,并且画出简单的电路连接方式,列出相应的方程式,有效解决电学问题。通过这样的题目分析,帮助学生明确解题思路,列出相应的方程进行解答。对于动态电路应当做出定性和定量分析,做好相应的电学问题解题。在定性分析中,主要是对电路状态变化前后进行分析,了解电表数值变化和物理量变化。在定量分析中,则需要在定性分析基础上,结合相应的计算方式,分析物理量的具体变化值。例题:如图5所示,电源的电压6V不变,滑动变阻器的最大阻值是30Ω,当S闭合时,滑片P从a点向变阻器中点c移动,电压表的示数______,电流表的示数______(填“增大、减小、不变”),当滑片P移动到c点时,通过Rabc的电流是___A。在题目解析中,需要对整个电路图进行分析,灵活利用欧姆定律内容。电压表是测量电源两端电压,当滑片移动的情况,电压表的示数是不会发生变化的,当滑片从a端向变阻器中点c滑动时,接入电路的电阻出现变小情况,根据欧姆定律知识内容,当电阻变小时,电流会增加,因此,电流表的示数是增加的。根据图中的电路连接方式,abc之间的电阻被滑片的接线与a相连,导致线路出现短路问题,因此,没有电流产生,所以电流是0。在此题目中,并没有和功率相关的知识内容,学生只需要根据欧姆定理公式,加深滑动变阻器原理理解,结合相应的知识内容,有效解决物理电学问题。
七、结语
初中物理电学解题中,通过讲解解题方式和技巧,帮助学生理解和掌握电学原理,探索电学问题解题思路和技巧,提高学生解题能力,培养学生物理学科素养。在实际的课堂活动中,结合具体的电学问题,引入不同的解题方式,帮助学生掌握更多解题技巧。在具体的解题中,要求学生选择合适的解题方式,提高学生物理综合能力。
参考文献:
[1]曹德亮.初中物理电学解题方法探讨[J].成才之路, 2019(03):69.
[2]吴晓宏.初中物理电学习题的解法分析[J].中国校外教育,2017(S1):460-461.
[3]肖首升.初中物理电学解题方法及技巧[J].考试周刊, 2017(098):165.
[4]杨尚礼.初中物理电路题的解题思路探讨[J].试题与研究,2018(13).
[5]刘学彬.初中物理电路题的解题思路探讨[J].考试周刊, 2019(11):169.