初中物理电学计算中的关键--电路分析

◎   湖北省竹溪县水坪镇中心学校  王正宏 柯丽丽

【摘要】：电学计算是初中物理中的一个重点，它是在学生掌握了欧姆定律、电功率知识和运算公式的基础上对电学知识的综合运用，也是中考的侧重点之一。笔者通过多年教学将电学计算归纳为三步：第一步，审题，要全面细致地看题目，特别是专注题目中关键的字、词、句及数据图表；第二步，分析电路图；第三步，计算，在这里我重点谈一下电路图的分析方法。

【关键词】：电学计算  电路分析

一、电路图分析步骤

1、标出电路中的电流方向（此步在电路作图方面作用也很大）；

2、简化电路：据题意将电流表（内阻很小，相当于导线）闭合的开关画成导线，将电压表（内阻很大，相当于绝缘体）断开的开关所在的支路即无电流线路去掉，变弯变直，确定出电路中用电器的连接方式。

3、依次填上电流表、电压表分析得到各表的作用。

二、例题讲解：

例题1、如右图所示电路中，电源电压不变，已知R1=6Ω，R2=4Ω,当S1和 S2都闭合时，电流表A1 的示数为1A，电流表A2 的示数为2.5A，（图1—1）求：

①电阻R2的阻值和电压表的示数。

②当S1和 S2和都断开时，电流表A1、A2和电压表的示数。

分析：1标出电流方向（如图1—2）

2、据要求简化电路

①S1、S2都闭合，R2短路，则得R1与R3并联（如图1—3）

②S1、S2都断开时，R3断路，则得R1与R3串联（如图1—4）

3、分析电表作用

①S1、S2都闭合时, A1测R1电流I1，A2 测总电流 I（如图1—5）

②S1、S2都断开时，A1 、A2 测串联电路、电流I1，V测R2电源U2（如图1—6）

解：①S1、S2都闭合时，R1、R3并联，V示数为0（R2短路）I1=1A、I=2.5A

所以：I3= I- I1=2.5A-1A=1.5A

U= I1 R1=1A×6Ω=6 V

R3===4Ω

②S1、S2都断开时，R=R1+R2=6Ω+4Ω=10Ω

  I12===0.6A

U12=I2R2=0.6A×4Ω=2.4V

图1—1                     图1—2                      图1—3

图1—4                      图1—5                      图1—6

例题2：在如图所示的电路中，电源电压U=10V保持不变，灯L上标有“10V·5W”字样，R1=10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20，不考虑灯丝电阻随温度的变化

①开关S闭合，S1断开；移动滑动变阻器滑片P；使电压表示数为10V时，滑动变阻器接入电路中的电阻是多少？

②开关S、S1都闭合，将滑动变阻器滑片P移至最左端时，若灯L仍然发光，电流表示数是多大？此时灯L正常发光吗？

电路分析

1、标出电流方向

2、据要求简化电路

S闭合，S1断开L与R2串联（如图2—3）

S1、S2都闭合，P滑到最左端R1与L并联，R2=0（如图2—4）

③分析各表作用

①S闭合、S1断开，A测串联电路电流

V测L电压（如图2—5）

②S、S1都闭合，P滑到最左端时，A测总电流I，V测L电压，即总电压（如图2—6）

解：①S闭合，S1断开，U2=10V，L正常发光

I===0.5A

U2=U-UL=12V-10V=2V

R2== =4Ω

②S1、S2都闭合，U′     L=U=12V＞U2，灯泡过亮

I1===1.2A   IL==0.6A

I′= I1+IL=1.2A+0.6A=1.8A

图2—1                    图2—2                     图2—3

图2—4                   图2—5                        图2—6

三、电路分析的作用

电学综合运算基础于熟练运用欧姆定律和电功率计算公式，关键在于分析题意，看懂电路图。很多学生在做这一类习题时对复杂电路图一筹莫展，若能掌握电路的分析方法，在解题过程中自觉地体会解题思维的内在必然性，关注解题过程中的关键点，化繁为简，将复杂电路变成简单的基本串、并联电路，就可以运用物理规律和基本公式解决计算难关。

在教学中教师应努力将自己的教学内容贴近于学生的认识实际，引导分析贴近于学生的思维水平，教师若能使学生掌握到简单有效的解决问题的方法，使学生能举一反三，触类旁通，就能克服他们的畏惧心理，从而激发学生学习物理学科的热情，培养他们学习物理学科的兴趣，享受学习物理的快乐，同时，教师的教学效率也得到了充分提高。