淺談初中物理電學(xué)知識梳理
對初中物理知識的學(xué)習(xí),在很多學(xué)生眼中電學(xué)部分的學(xué)習(xí)最為頭痛。由于這部分內(nèi)容的容量大、概念多、規(guī)律多、公式多,對于不少學(xué)生來講是個難學(xué)的部分。但再難的學(xué)習(xí)內(nèi)容若我們能夠掌握其中的方法、技巧、要領(lǐng);注重練習(xí),善于總結(jié),成績的提高也不為難事。
一、辨析概念,夯實基礎(chǔ)
任何知識的學(xué)習(xí)掌握都離不開基礎(chǔ)知識。電學(xué)部分的基礎(chǔ)知識多、散、要辨析清楚、固記腦中。
(一)、關(guān)于電路
1、串聯(lián)、并聯(lián)
初中物理中要求學(xué)生掌握最基本的兩種連接方式:串聯(lián)、并聯(lián)。能否正確分析辨別他們對后面內(nèi)容的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。識別電路的類型,可以根據(jù)定義:“逐個順次連接”為串聯(lián),各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯(lián)電路。
2、通路、開路、短路
電路中出現(xiàn)的這三種狀態(tài),其中通路為處處相通的電路,開路為電路中有處斷開的電路,這兩種狀態(tài)易于接受,便于分清。但是學(xué)生對于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點,捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計、即為空導(dǎo)線,當(dāng)一根空導(dǎo)線,或開關(guān)、或電流表(電阻小到可以認(rèn)為沒有)與某個用電器并聯(lián)時,電流只走空導(dǎo)線,開關(guān)或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。
(二)三個重要的物理量—電流、電壓、電阻
1、概念辨析
電荷的定向移動形成電流,這是電流的形成定義,簡單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒有電壓就沒有電流;電阻是指導(dǎo)體對電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。
2、表示符號
電流、電壓、電阻三物理量分別用I、U、R表示,而單位表示字母分別為A(安培)、V(伏特)、Ω(歐姆)。
3、工具的使用
電流表是測量電流的工具;電壓表是測量電路兩端電壓的工具;調(diào)節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓,可以使用滑動變阻器。
(三)電功(W)、電功率(P)
物理學(xué)中電功沒有確切的定義,只是描述性的,當(dāng)電能轉(zhuǎn)為其它形式能時,就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。而用電器單位時間內(nèi)消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時間的長短。
二、理解規(guī)律,把握關(guān)鍵
(一)三個物理量在串、并聯(lián)電路中的特點
在串聯(lián)電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導(dǎo)體的電阻之和。在并聯(lián)電路中:干路中電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)導(dǎo)體的電阻倒數(shù)之和。
(二)歐姆定律
一段導(dǎo)體的電流,跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。這個定律非常重要,一定要加強理解,熟記其使用的條件及注意事項。
(三)電功定律
某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學(xué)中用電路兩端的電壓U,電路中的電流I,通過的時間t,三者的乘積來計算電功。
(四)焦耳定律
導(dǎo)體中有電流通過時,導(dǎo)體就要發(fā)熱,此現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過多年的研究,做了大量的實驗,精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和時間的關(guān)系:電流流過某段導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟通過這段導(dǎo)體的電流的平方成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
三、疏通關(guān)系,構(gòu)建框架
在掌握了上述理論知識的基礎(chǔ)上,還要想法疏通各個物理量之間的關(guān)系,熟悉各物理量的單位及換算關(guān)系,能夠快速選擇相應(yīng)的計算公式,列式解答。
(一)重要的計算公式
1、三個物理量的關(guān)系公式
串聯(lián)時:I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有幾個等阻值為R0的電阻串聯(lián)則R=nR0)
并聯(lián)時:I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有幾個阻值為R0的電阻并聯(lián)則總電阻R=RO/n)
2、歐姆定律:I=U/R
此公式中只有電流、電壓、電阻三個物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時要注意:①三個物理量都要針對同一段導(dǎo)體,或同一個電路而言;②三個物理量的單位都要使用國際單位,即分別為A、V、Ω;③已知其中的任意兩個量都可以求出第三個量。
3、電功公式:W=Uit;電功率公式:P=UI
電功、電功率這兩個物理量的計算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計算電功率公式特別多,在選擇使用時很難選擇,所以要注意選取的技巧和方法,要求的問題所在電路為串聯(lián)時:電功選用公式:W=I2 Rt,電功率選用P=I2 R;而當(dāng)要求所在的電路為并聯(lián)時,則分別選用W=U2/R.t,P=U2/R,這樣的選擇都利用了所在電路的特點(電流相等或電壓相等)加快解題。
4、焦耳定律:Q=I2 Rt
焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時同樣要注意公式的選擇問題,當(dāng)所求問題的電路為純電阻(除了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,別無其他形式的能產(chǎn)生)電路時,幾個公式可以任意選取;若不是純電阻電路只可使用公式Q=I2 Rt不然的話計算有誤。
(二)單位的換算
單位換算的前提條件有兩個:一是記住每個物理量的單位及表示符號;二是要牢記各單位之間的換算進率。其中電流、電壓、電阻這三個物理量的單位較多,注意每個物理量的任何兩個相鄰的單位間的換算進率都為1000。還要注意一點,由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率,焦耳定律的公式較多,產(chǎn)生的單位同樣很多,使用時各物理量均使用國際單位。
四、善于總結(jié),歸納要領(lǐng)
下面的這些要領(lǐng)非常重要。
(一)串、并聯(lián)電路的識別
上面已經(jīng)提到區(qū)別它們的方法,在做題中要選取適當(dāng)?shù)姆椒ǎ杆僮鞒雠袛唷?/p>
(二)短路的辨別
把握短路現(xiàn)象的真正含義——電流不經(jīng)過用電器回到電源的負(fù)極。注意電流的特性——電流走捷徑。當(dāng)在電路中發(fā)現(xiàn)有空導(dǎo)線,開關(guān)或電流表等元件與用電器并聯(lián)時,相應(yīng)的用電器被短路不工作。
(三)串、并聯(lián)電路中的三個物理量的關(guān)系
兩種電路中的三個物理量的大小關(guān)系,前面已說得較為詳細(xì),但這一點要特別重視,牢記串聯(lián)時電流相等,并聯(lián)時電壓相等,這一點解題時作用特別大。
(四)關(guān)于解題時公式的選擇
由于電功、電功率、焦耳定律的計算公式較多,選取的公式不同,計算的難易就不一樣,公式選擇要注意技巧,串聯(lián)時常選電流相等的公式,如W=I2Rt,P=I2R,Q=I2Rt并聯(lián)時,常選電壓相等的公式,如W=U2/R.t,P=U2/R,Q=U2/R.t這樣解題時思維清晰解題迅速。