伊犁州新疆新源县第五中学 李强
伊犁州新疆新源县第六中学 曹秋菊
初中阶段,在串并联电路中电压规律的变化以及欧姆定律的应用对学生来说是难点,也是重点。遇到这种题型,大部分学生往往不知道从何入手,因此失分特别严重。虽然每个教师在上这一部分内容时(不管是新课还是中考复习课),都想了很多好办法,但是效果还是没有达到预期的效果。电压的规律问题本身就是很抽象的,我们所教的学生基础薄弱、动手探究能力差,在理解串并联电路电压规律问题时,又不肯下功夫,因此就造成了学生一遇到电学问题就没有兴趣,甚至放弃。如何提高学生学习的兴趣是学好物理的关键所在,这是教师应该注意的问题。让学生产生学习的兴趣,首先教师要以基础开始抓,由简到难,寻寻渐进;其次教师在语言组织上要严谨和风趣,并且能够把知识点讲究到位,使学生能够融会贯通,很好的掌握所学知识,并愿意学,这才是重点。
一、理解基本概念:
在掌握分析串并联电路中电压规律时首先充分理解电压的定义和物理意义。电路电流形成的原因是电压,电阻对电流有阻碍的作用是电阻。因此欧姆定律就把电压、电流和电阻三个物理量就联系起来构成了电学的基本关系式:U=IR。那么串并联电路中电压的规律和欧姆定律也联系起来,以便在解决电学计算题时可以根据串并联电路中电压和电流的规律来解决。
二、掌握基本规律
(一)、熟住串并联电路中电压和电流的特点以及串并联电路总电阻与各部分电阻的关系,并能熟练的推导出它们之间的关系。
(1)串联电路:
电流关系:电流处处相等,即I=I1=I2;
电压关系:串联电路两端的电压等于各用电器两端的电压之和,即U=U1+U2;
电阻关系:由I=
可得,IR总=I1R1+I2R2,即R总=R1+R2.
(2)并联电路:
电流关系:通过干路的总电流等于通过各支路的分电流之和,即I总=I1+I2;
电压关系:各支路两端的电压相等,即U=U1=U2;
电阻关系:由I=
可得,
=
+
,即
=
+
.
(二)、通过所学知识简化电路并画出等效电路图,并解决等效电路中所要研究的电学问题。
(1)在初中阶段电压表的电阻非常大,而在电路通路时电压表的电流几乎为零,因此电压表在电路中相当于断路,我们在分析问题时可以把电压表两个节点去掉减少电压表的干扰;
(2)在电路通路时,去掉电路中没有闭合的开关以及开关所在两节点间导线,这一部分在电路中处于断路状态。
(3)闭合开关没有电阻把它看做导线,同时找到电路中被短路的用电器以及所在两节点间导线,这是无用部分应去掉。(这一步最容易出错)先看开关的闭合和断开两种情况对电路的影响
通过总结,我们得到电路中多个开关通断状态的改变引起的电路中电压和电流的变化,主要表现为电路用电器串并联方式的改变,从而导致电路中电压表和电流表示数改变,对于这类题的解答关键在电路中连接方式的变化、电表测量哪一部分的判断;如果学生做到这一步,他们就能够很好解决一般的电学计算题。
(三):特别是串联电路中滑动变阻器滑片的位置发生变化,那么电流表、电压表示数一定变化。
(1)如何判断电压表与被测对象并联、电流表与被测对象串联及滑动变阻器接入电路的有效阻值。我们先分析滑动变阻器划片的位置的变化引起电流表、电压表以及整个电路的变化,来进一步分析认识滑动变阻器划片的位置的变化引起电流表、电压表测量对象的变化以及整个电路的变化的计算题。特别是串联电路中滑动变阻器滑片的位置发生变化,那么电流表、电压表示数一定变化。
(2)并联电路中滑动变阻器连接位置不同,当滑片P的位置变化时一定电流表示数一定变化,但电压表示数不一定变化(当电压表和滑动变阻器并联的情况)。
(3)通过分析先得出电路的实际情况,然后判断电压表测量的对象和电流表测量的对象,运用欧姆定律判断变化。若用欧姆定律无法解决的情况,再用U=IR判断。通过例4和例5的学习,我们充分了解到滑动变阻器的作用,那么我们进一步研究含有滑动变阻器的电学计算题。
(4)判断电压表测量的对象和电流表测量的对象及滑动变阻器接入电路的有效阻值。常考由滑动变阻器引起整个电路中通过各个用电器的电流变化以及其两端电压的变化,来分析电表示数变化的范围;解答时采用极端值法----即:计算出滑动变阻器阻值从最大减小到最小时电流表和电压表的示数变化范围。
三、通过学习总结出动态电路分析方法:
(1)确定电路的联接方式:电压表的阻值非常大接在电路中相当于开路的状态,电流表电阻为零等同于导线。
(2)确定各表测量对象:电压表跟谁并联测量谁,电流表跟谁串联测量谁。
(3)电阻的变化情况:移动滑动变阻器滑片改变其阻值移动可以改变整个电路的电流,但不一定改变用电器两端得电压。滑动变阻器阻值最大时能起到保护电路作用,还要防止电阻为零短路的情况。
(4)动态电路的思路分析:①由于开关的断开与闭合,导致电路连接方式发生变化,由于滑动变阻器滑片的移动,半导体材料受到其他因素的影响,导致电路中的电阻如何变化;②明确电路元件的连接方式,判断是串联电路还是并联电路,画出等效电路图;③根据电阻的变化,判断电路中电流的变化,根据串、并联电路电流、电压规律和欧姆定律,最后判断所对应的电表示数如何变化。有关电压的规律以及欧姆定律在动态电路中的计算题,有两种题型:一种是常规计算题;另一种是大多数同学都烦恼的动态电路电学计算题(开关和滑动变阻器在电路的作用)。
总之动态电路电流电压的规律以及欧姆定律是电学计算的基础我们要善于学习、分析、总结,并形成一定的解题规律和技巧。
