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如何用好初中物理串并联电路的计算

作者: 来源: 发布时间:2017年05月27日
 


如何用好初中物理串并联电路的计算

 

梁河县大厂中学     李新鹏    

 

摘要:初中物理串并联电学计算是整个初中物理知识的一个重难点,学好电学计算对学生的逻辑思维,审题等都有提升,培养了学生的创造和创新能力,对以后更高层次的电学学习打下坚实的基础。

 

[关键词     计算      串并联电路       公式       解题思路 

  

初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点,也是中考考查的重点内容。学生拿到这类题目后往往觉得无从下手,其实学生只要具备相关知识,做好足够的准备工作,而后理清思路,则可解决该题。那么如何才能顺理成章的确解决问题和攻破这个重难点呢?下面将谈一点我不成熟的解题思路和大家一起分享。

一、 认真审题

首先要在脑海里清晰的呈现U、I、R这三者在串、并联电路中各自的特点。在串联电路中:I=I1=I2=I3、U=U1+U2+U3、R=R1+R2+R3,在并联电路中:I=I1+I2+I3、U=U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式,并且要知道导出公式的使用范围,即导出公式使用于纯电阻电路中(在纯电阻电路中Q=W)......。

其次要认真阅读并分析题目,找出题目中所述电路的各种状态。没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态,画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表,则先认为电压表处于断路状态,再分析电路的串并联,然后看电压表和谁并联即测谁的电压。

二、 解答计算
1、 找电源及电源的正极。

2、 看电流的流向。要注意以下几个问题:(1)电路中的电流表和开关要视为导线,电压表视为断路(开路);(2)要注意各个电键当前是处于那种状态;(3)如果电流有分支,要注意电流是在什么地方开始分支,又是在什么地方汇聚。

3、 判断电路的联接方式。一般分为串联和并联,但有些电路是串并、联的混联电路。若不是串联的,一定要理清是哪几个用电器并联,如果还是混联的,还要分清是以串联为主体的混联电路,还是以并联为主体的混联电路。

4、 若电路中连有电压表和电流表,判断它们分别是测出什么地方的电压和电流强度。

5、 找出已知量和未知量,利用电学中各物理量之间的关系:即我们平时所说的电路特点;欧姆定律;电功和电功率相关表达式;焦耳定律。然后利用这些关系和已知条件相结合的方法求解。

在求解的过程中,用不着把每一个物理量都求出来,要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。很明显可以看出: 我们要熟练解答串并联电学问题就必须熟练掌握相关的物理知识。最后,有些问题在每一种状态下并不能直接求出计算结果,这时要把两种或更多种状态结合起来,找出各个量关系中相等的物理量,列方程或列方程组去计算。

三、以下对某些题型的解法做详细的说明和解答

例1、如下图所示,电源电压保持不变,R1=8Ω,R2=7Ω,当闭合开关S时,电压表的示数为4V,则电源电压为多少

 

 

 
   

 

 

 

                      R1=8Ω         R2=7Ω

 

 
   

 

 

 

                   U1=4V

 

 
   

 

 

 

                   U=?

㈠、审题

看题目后,本电路是串联电路,闭合开关,电路只有一种状态,电压表测R1两端的电压。

㈡、联想相关公式及结论

根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3,U=U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式(I=U/R)去计算。

㈢、解答计算
   已知:R1=8Ω,R2=7Ω,U1=4V   求:电源电压U = ?

解:当开关闭合时:夹在R1两端的电压U1=4V。则:

根据欧姆定律可知:     I1=U1/R1=4V/8Ω=0.5A

又因为在串联电路中:  I=I1=I2

则:       U2=I1R2=0.5A×7Ω=3.5V

根据串联电路中电压的关系 : U=U1+U2=4V+3.5V=7.5V

 

例2,如下图所示,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表示数为3伏,电流表示数为0.5安;当S1断开,S2、S3闭合时,电压表示数为4.5伏,求此时电流表的示数及R1、R2的阻值。

 

 

 
   

 

 

 

 

                     S2                  R1

                             S1

                R2                           S3

 

                                        U

㈠、审题

看题目后,S1闭合时,S2、S3断开时,电路为一种状态;S1断开,S2、S3闭合时,电路为一种状态。因此,本题必须在电路的两种状态下分别解答。

㈡、联想相关公式及结论

用到串联和并联电路中U、I、R三者的特点及欧姆定律公式去计算。㈢、解答计算

解:S1闭合时,S2、S3断开时,R1、R2是串联。则:R2=U2/I=3V/0.5A=6Ω

S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2是并联。则:

可知电源电压    U=4.5V  

则R1在串联电中两端的电压: U1=U—U2=4.5V—3V=1.5V

R1=U1/I=1.5V/0.5A=3Ω

则并联的总电阻: R=R1R2/R1+R2=3Ω6Ω/3Ω+6Ω=2Ω

并联干路中的电流: I=U/R=4.5V/2Ω=2.25A

四、利用以上例题对学生分析

   课后,给学生布置以上两题为作业题,我对两个班的学生进行抽样调查,通过学生作业的反映出以下几点:

1、12%左右的学生串联和并联分不开。

2、17%左右的学生总电流和分电流、总电压和分电压混淆。

3、14%左右的学生字母下标不注意。

4、42%左右的学生解题思路不够清晰,条理不明。

5、抽样调查:

抽样调查表(学生总人数:83人)

学  生  问  题

人 数

比 例

串联和并联分不开

10

12%

总电流和分电流、总电压和分电压混淆

15

18%

字母下标不注意

12

14.40%

解题思路不够清晰,条理不明

35

42.10%

 

五、教学反思

   本节内容是学生在学习物理过程中第一次接触计算题,应该注意:首先,前几章电流、电压和电阻是这节的基础,必须让学生熟记前几章的知识要点,把他们灵活运用到电路图中;其次,教师在解题过程中应注意引导学生做好正确的解题格式;再次,教师在解题过程中条理清晰,分量和总量应该明确。

 

参考文献:

[1]、李桂芳.《第一中考》.云南科技出版社.2009.10. P 57

[2]、王永华.《考 王》. 云南人民出版社.2008.11. P 58 .

 

 

 

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