1、初中物理电学综合问题难点突破电学综合题历来是初中物理的难点，在近几年的中考题中屡屡出现，由于试题综合性强，设置障碍多，如果学生的学习基础不够扎实，往往会感到很难。在实际教学中，许多教师采用的是“题海战术”，无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学，是一项很有价值的工作。在长期的初中教学实践中，本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案，对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。一、理清“短路”概念。在教材中，只给出了“整体短路”的概念， “导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路，叫短路。 ”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题，如果导线不经过其他用电器而将某个用电器（或某部
2、分电路）首尾相连就形成局部短路。局部短路仅造成用电器不工作，并不损坏用电器，因此是允许的。因它富于变化成为电学问题中的一个难点。局部短路概念抽象，学生难以理解。可用实验帮助学生突破此难点。实验原理如图 1，当开关 S闭合前，两灯均亮（较暗） ；闭合后，L1 不亮，而L2 仍发光（较亮） 。为了帮助初中生理解，可将 L1 比作是电流需通过的“一座高山”而开关 S 的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。有了“ 隧洞” ，电流只会 “走隧洞”而不会去“爬山”。二、识别串并联电路电路图是电学的重要内容。许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了，电路中的电流强度、电压、电阻等物理
3、量的计算也随之而错，造成“全军覆没”的局面，所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、并联两种基本的连接，不要求混联电路。区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。识别串、并联有三种方法，、电流法；、等效电路法；、去表法。、电流法：即从电源正极出发，顺着电流的流向看电流的路径是否有分支，如果有，则所分的几个分支之间为并联， （分支前后有两个节点）如果电流的路径只有一条（无分支点） ，则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。、等效电路法：此方法实质上运用了“电位”的概念，在初中物理中，电压的概念，是通过“水位差”的类比中引入的。那么，可借助于“高度差” 进行类比，建立 “一样
4、高的电位” 概念。可以通过类比手法，例如：如果某学校三层楼上有初三、初三、初三三个班级，二层楼上有初二、初二、初二三个班级，那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的，都相差“一层楼”。因为初三年级各班处于“ 一样高”的三层楼上，而初二年级各班级处于“ 一样高”的二层楼上。在电路中，也有“一样高电位”的概念。在电路中，无论导线有多长，只要其间没有用电器都可以看成是同一个点，即电位“一样高”。因此，我们可以找出各元件两端的公共点画出简化的等效电路。图 2、图 3 是对各电阻的连接情况分析。图 2 图 3如上图 2 红线上各个点都与电源正极“电位一样高”，蓝线部分与电源负极“电位一
5、样高”，可以简化为图 3。在图 3 中，R1、R2、R3 的并联关系也就显而易见了。、去表法：由于电压表的内阻很大，并联在电路中时，通过它的电流很小，可忽略不计。故在电路中去掉电压表，不会影响电路结构，电压表所在之处可视为开路。而电流表的内阻很小，串联在电路中几乎不影响电路的电流强度，因而，在电路分析中，可视其为一根导线，去掉后改成一根导线即可。三、 “表格分析法” 整理解题思路不少初中生反映，电学习题涉及概念、公式多，解题头绪多，容易出错。要突破这个难点，关键在于整理出清晰的解题思路。可以使用“表格法”帮助整理解题思路表格的列，列出有关用电器的电流、电压、电阻、电功率四个物理量。在一般计算中
6、，出现用电器多为纯电阻，根据欧姆定律 I=U/R，电功率的计算公式 P=UI，在四个物理量中只要知道了其中的两个，就可以求出剩余的两个物理量。 （有六种情况）表格的行，列出电流等物理量在各分电路和总电路的数值，或物理量在用电器的各种状态下（如额定工作状态、电路实际工作状态）的数值。而根据串、并联电路的特点或根据题设，只要知道其中的两个（或一个） ，就可以求出剩余的物理量。典型例题：如图 4 所示，R1=2 欧，R2=6 欧，接在电源上时，电压表的示数为 0.5 伏，求电路消耗的总电功率是多少？这是有关两个电阻串联的典型习题，有关电阻 R1 的物理量：I1、U1 、R1、P1；有关电阻 R2 的
7、物理量：I2、U2 、R2、P2；有关总电路的物理量：I、U、R 、P 。在这 12 个物理量中，已知其中的三个物理量，就可以求出剩余的 9 个物理量。用“表格分析法” 进行解题分析如下表 1表 1：有关 R1 有关 R2 有关总体 横向关系电流 I1 I2 I 电流相等电压 U1=0.5V * U U=U1+U2电阻 R1=2 * R2=6 * R R=R1+R2电功率 P1 P = ?注：* 表示为题目中已知量。解题分析：从表中“有关 R1”的纵向可以看出，由于已知了 U1 和 R1 故可以求出 I1 和 P1（在本题不需要求出） ；再由“有关电流”的横向关系来看串联电路电流处处相等，可进
8、一步得出 I2 和 I；再从“有关总体”的纵向来看，要求 P，则除了已求出的电流 I 这一个物理量外，还需要在 U 和 R 两者之中知道第二个物理量，方可求出。而要求 R 或求 U，则可以从“有关电阻”的横向关系或“有关电压”横向关系中求出来。在这一步也就可以用两种方法，所谓一题多解。解： 有关 R1 纵向关系因为 R1 与 R2 串联 总电流 I=I1=0.25A 横向关系总电阻 横向关系总功率 有关总电阻纵向关系有一类习题，是关于灯泡的，常有额定状态和工作状态，如用“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功率，而工作状态则常常为“电功率最小时（或最大时） ”等情况。横向关系往往在题设中
9、出现，如设灯泡的电阻不变，或设电源的总电压不变等。四、有关“电路变化”分析不少同学反映“变化的电路难，不知从何下手”。这是因为分析变化的电路涉及的内容广，考虑的问题深。对电阻、电流强度、电压及电功率相互关系的分析，稍有不慎就会造成连错反应，得出错误的结论。这是电学综合问题的又一个难点。变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路变化的。电路中有多个开关，通过开关闭合和断开的状态变化，往往会使各用电器的连接关系发生变化，而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻，从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化（也有改变电路结构的） 。有关变化电路，应在学会识别“部分电路短接”和学会识
10、别串并联电路的基础上，掌握分析变化电路的基本思路。1、开关的通、断造成电路的变化当开关处在不同状态时，由于断路和短路，接入电路中的用电器，及其用电器之间的连接方式一般要发生变化，因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际电路。改画时要根据电流的实际情况，运用“ 拆除法” 。拆除法要求：、去掉被断路的元件；、去掉已被短路的元件；、用“去表法”去表，其原则是“电压表处是断路，电流直过电流表”。在去掉电压表时，要分析电压表读出来的是哪部分电路两端的电压，可用等效电路法进行分析。例题：如图 5 所示电路中，电源电压保持 4 伏，L1 的电阻为 4 欧，L2、L3 的电阻均为 16 欧求：、S1、S
11、2 都断开时，电流表和电压表的示数。、S1、S2 都接通时，整个电路消耗的电功率。 例题分析：在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化，可进行电路的改画，见图 6。注：图中虚线部分是要去掉的部分。在用“去表法”去掉电流表电压表后，要分析它们分别测量哪一个用电器的哪一个物理量。电压表可借助于“等电位” 进行分析。在图 7 中，红线、蓝线、黑线分别是三个“同电位点”，由图 7 中可见，L1 与电压表 V 均加在蓝线与黑线之间，所以电压表是 L 两端的电压。解：当 S1、S2 都断开时，L1、L3 串联。电流表读数 电压表读数 当 S1、S2 都接通时，L2、L3 并联。总电阻 总
12、功率 2滑动变阻器变化问题滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了，或是引起电路结构的变化，或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。典型例题：如图 8 所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表和电压表的示数变化情况是 A、电流表和电压表的示数变大；B、电流表和电压表的示数变小；C、电流表示数变小，电压表示数变大；D、电流表示数变大，电压表示数变小。有关滑动变阻器的此类型问题，解题关键是：、弄清滑动变阻器原理，滑片滑动时电阻是变大还是变小？、弄清物理量是否变化，一般来说，电源的电压，定值电阻的阻值是不变，其它的物理量都是变化的；、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压；
13、、利用表格整理分析问题的思路。上例题表格分析如下：有关 R1 有关 R2 总电路 关系电流 I1 I2 I ？ 串联电流相等电压 U1 ？ U 总 不变 U 总 =U1+U2电阻 R1 不变 R2 R 总 R 总 =R1+R2由电阻横向关系可知， 因 R1 不变，R2 变大，故 R 总 将变大；再由总电路纵向关系 可知，R 总变大，U 总不变，故 I 将变小（电流表读数） ；因串联电路电流相等 I1=I；再由有关 R1 纵向关系 可知，I1 变小，R1 不变，故 U 1 将变小（电压表读数变小） 。电路图的识别练习1、 如图 1 所示当闭合 S1S2 时，电路的连接情况是： ， 当闭合开关 S
14、2S3 时，电路的连接情况是： 当闭合开关S1S2S3 时，电路的连接情况是： 。 2、 如图 2 所示要使工 L1L2 串联，应闭合的开关是 ，断开的开关是 。要使工 L1L2 串联，应闭合的开关是 ，断开的开关是 。若同时闭全 S1S2，则灯 L1 灯 L2 （填“发光”或“不发光” ）3、 如图 3 所示，若要使 A 灯亮而 B 灯不亮应将开关 闭合，若要使 B 灯亮而 A 灯不亮应将开关 闭合，如果 S2S3 闭合 S1 断开，那么 A 灯 B 灯 。4、 如图 5678 所示图中国 L1L2L3 的连接关系分别是：5、如图 4 所只闭合 S1，L1L2 （串或并）联，同时闭合S1S2
15、，L1L2 的发光情况 。6、如右图所示，同时闭合开关 S1S2 则灯 （填 “亮“或”不亮“）电铃 （填”响“或”不响“） 。7、如图 9 所示，同时闭合 S1S2 则 L1 L2 L3 ，只闭合 S1 则 L1 L2 L3 ，只闭合 S2 则 L1 L2 L3 。 （填他们的发光情况）8、如图 10 所示，闭合开关后，L1 L2 （填“发光“或”不发光“） 。9、如图 11 所示，L1L2 联，S1 控制 ，S2 控制 。10、如图 11 所示，要使 L1L2 串联，应闭合的开关为 ，要使 L1L2 并联，应闭合的开关为 ，同时闭合开关 S1S3 则 L1 L2 ，同时闭合开关S2S3 则
16、 L1 L2 ，同时闭合开关 S1S2 则L1 ，L2 。 （填发光情况）11、如图 12 所示，要使 L1L2 串联，应闭合的开关为要，使 L1L2 并联，应闭合的开关为 ，同时闭合开关 S1S2 则 L1 L2 。同时闭合开关 S2S3 则 L1 L2 。 （填发光情况）同时闭合开关 S1S2S3看到的现象是 。12、如图 13 所示，要使 L1L2 串联，应闭合的开关为，要使 L1L2 并联，应闭合的开关为 ，同时闭合开关 S1S3 则 L1 L2 。同时闭合开关 S2S3 则 L1 ， L2 。 （填发光情况）同时闭合开关 S1S2 看到的现象是 。13、如图 14 所示，若 S1S2
17、 都闭合，能发光的灯泡是 ，它们是 联，若S1S2 都断开，能发光的灯泡是 ，它们是 联，只闭合 S1 能发光的灯泡是 ，只闭合开关 S2 能发光的灯泡是 。3、如图所示，现有一电池组、两个开关和两盏灯 ，请你连接图 11好下面的实物电路图，使 S1 闭合时 L1 亮，S2 闭合时 L2 亮。4、根据以下要求，设计电路，用笔代线在图中画出相应的实物连接图。（导线不能交叉）要求：(1)只闭合 S1 时，红灯发光，绿灯不发光(2)S1,S2 都闭合时，两灯都发光(3).只闭合 S2 时，两灯均不发光5、现有电源、开关各一个、两个灯泡 L1 和 L2、两个电流表 A1 和 A2、导线若干。请按要求在题下方框内画出电路图。要求：（1）灯泡 L1、L2 并联；（2）开关控制整个电路；（3）电流表 A1 测灯泡 L1 的电流；（4）电流表 A2 测总电流。
