初中物理苏科版九年级 例谈初中电学问题的解题方法 教学案(含答案)

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初中物理苏科版九年级 例谈初中电学问题的解题方法 教学案(含答案)

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例谈初中电学问题的解题方法
电学是整个物理学研究的重要领域,初中的电学问题是相对简单的并且各电学原件以及电路的连接关系也并不复杂,但这是学生之前从未接触过的全新知识。学生在学习时会出现各种各样的问题:不知如何列式、不知如何判断电路状态、不知如何弄清电路各个元件间的物理量关系等。电学也是中考考察的重点也是难点,本文我通过例题,探讨解答电学问题的几种常用方法。
一、公式推论法
此方法不能完全的背公式,而是要求活学活用。要点在于熟记各个电学公式以及它们之间的联系,其实电学部分的公式看似杂乱无章,但实际上都是彼此联系的。在利用公式的时候我们要先判断电路的串并联关系,并且利用相应的性质来列式子。
例1如图1,灯上标有“
”的字样。当开关闭合时,灯恰能正常发光电压表的示数为。当开关断开时,灯的实际功率仅为额定功率的,求电阻的阻值。
解析
本题中虽然短短几字,但是涉及了电路的串联各个物理量之间的关系,电路的功率与电阻电压电流的关系,电压表的使用等多个物理知识。
当开关闭合,与灯泡串联,小灯泡正常发光,电源电压为:;电路电流为;那么定值电阻的阻值为;当开关断开时,灯泡、两个定值电阻串联,灯泡的电阻为。由得,此时的电流为。电路的总电阻为。定值电阻的阻值为
借助公式作为整个解题过程的动力,是公式推论法的精髓,知二推一或者是知三推一是常见的电学问题中的物理关系。利用此方法的同时再结合串并联电路的关系,可以让我们的解题速度有很大提升。
二、状态转换法
电学学习中总会遇见电路的动态问题,所谓的动态问题就是电路中原件的电阻电压等是会改变的,那么在变化的电路中来列式求解或者说探讨各个物理量之间的关系是很复杂的,那么我们可以抓住某一个特殊的状态将动态的电路变为一个定态的电路来求解。
例2
如图2,电源电压为10伏,且保持不变,电阻滑动变阻器的最大阻值是30欧,则当滑片从左向右滑动时,求电流表、电压表示数变化的范围。
解析
有滑动变阻器的电路是一个典型的动态电路,改变变阻器的阻值电路中的电流就会发生相应的改变,导致电路的关系不能完全确定下来,针对此题,我们要找到两个极端的状态,就是电阻最大和最小的时候。
当滑片滑到左端时,滑动变阻器短路,此时电压表被短路,电压表示数为零;此时电路中电阻最小,则由欧姆定律可得:。当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,最小电流:。此时电压表示数最大。因此电流表示数的范围为:;电压表示数范围为:。
状态的转化是此类问题中的关键,本题中是两个极端,此外还有开关的闭合断开对电路的影响,还有电路的元件故障造成的电路状态的改变,不管是什么都可以运用状态的转换来更好的解决出现的各种问题。
三、列方程法
列方程和之前说的公式法不同,公式法是一直往下进行推论,但方程法是假设未知的物理量,然后直接利用几个式子来将未知的物理量表达在内,最后通过方程组来求出这个物理量以达到解决问题的目的。
例3
如图3,电源电压保持不变,将变阻器的滑片置于点时,部分的电阻是变阻器最大阻值的,此时电压表的示数为,灯泡消耗的功率是。将变阻器的滑片置于端时,电压表的示数为。求:灯泡的电阻值。
图3
解析
我特意出此题的目的就是此题将之前的两种方法以及此方法都结合在一起了,这是一个综合运用,那么本题中有三个未知数,我们就要列至少三个方程,设电源电压滑动变阻器的最大阻值以及灯泡电阻,那么根据之前介绍的两种方法来列下面的方程:
解得:
此方法看似简单,只要列几个方程就可以解决问题了,实际上这是建立在之前的方法的基础之上的,可以说这是一个偏向数学的方法,需要一定的数学解题能力,但是却不失为一种解题思路,希望大家可以掌握。
本文介绍的解决方法是电学问题中常用方法。灵活的将三种方法结合起来运用会达到事半功倍的效果,当然,解电学问题不止上面介绍的三种方法,学生们可以自己研究探索,物理学的奇妙就在于不断的探索与创新,希望本篇介绍可以有助于学生的解题。

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