论文部分内容阅读
电学中，大家通常把电路认识、故障问题、电学计算称之为“三座大山”。那如何解决问题和攻破这些重难点？笔者在长期教学实践中探索了一套行之有效的“三步九法”教学，与大家探讨，提供一些参考。
第一步：“三法”正确识别电路
识别电路是电学入门的奠基石、敲门砖，无论是电路图，还是实物图，识别电路、区分串并联电路是解电学综合题的重难点。识别串并联有三种方法。
1.拆除法
电压表的内阻很大，在并联电路中，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。
2.电流法
拆除电压表后，再按照电流法来分析电路。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（每个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。
3.节点法
在识别不规范电路过程中，不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器等，导线两端点均可看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点。在与正极相连、没有电源或用电器的导线均看作为“+”， 在与负极相连、没有电源或用电器的导线均看作为“-”。在节点的地方分别标上，如果一个用电器一边接“+”一边接“-”，表明此用电器为通路，如果同时为“+”“+”或者“-”“-”，那就表明此用电器短路。节点法一般不单独使用，往往先用节点法化复杂电路为简单电路——得到等效电路，再用电流法判断串、并联，如图1、2，如图3，当S闭合后，L1两边均为“+”，所以L1短路。
第二步：“三法”解决电路故障
1.“理解法”掌握基础
让学生能正确分辨串并联电路，掌握电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用方法，了解两表的正负接线柱、接反和量程选择不当所产生的现象，初步认识滑动变阻器的变化如何影响到电路中的各个物理量。
2.“探究法”电学实验
主要包括：串并联电路的连接，探究电流与电压、电阻的关系，伏安法测电阻、测功率的实验等。教师要尽量在学生出问题后，按照“不愤不启”原则，在学生尝试解决而无法处理的情况下，引导学生去探究、尝试在错误中去寻求正确的解决方案。
3.“故障法”延伸实验
“串并联电路”实验中补充设计——在串联电路中，让一只小灯泡两端各并联一个开关，观察开关在闭合、断开时两颗灯泡的发光情况。
“用电压表测电压”实验中补充设计——把伏特表当作安培表串联接入电路，观察灯泡是否发光、伏特表有无示数，并把伏特表示数与电源电压相比较。
“电阻”实验中补充设计——用滑动变阻器改变灯泡的亮度，让学生接成同上同下，移动滑动变阻器滑片观察灯泡的亮度并记住实验现象。
“伏安法测电阻或伏安法测电功率”实验中补充设计——电阻或小灯泡开路和短路，电流表和电压表的示数变化。
第三步：“三法”寻求正确解计算题
1.分析法
正确理解题意，深挖潜在的解题线索，把已知量的符号和数值、未知量的符号均在电路图上标出来，以对试题所描绘的物理情景有一完整的印象，为电路计算奠定稳固的基础。由两个导体组成的串联或并联电路，两个分电阻和一个总电阻，各有I、U、R、P四个电学量，共十二个电学量，如果已知其中三个电学量，一般可将其他九个电学量求出。这时，我们考虑用分析法解题。分析的方法一般有两种：一种是从已知量出发，交替运用欧姆定律和电路特点，逐渐把未知量求出；另一种是从未知量出发，根据欧姆定律和电路特点，逐渐建立已知量和已知量的关系，然后根据已知量把未知量求出。
2.方程法
如果电路中给出的已知条件较少，不能用分析法直接求出未知量，我们就要考虑用高一级的数学运算——方程法解题，根据未知量的个数列出相应个数的方程，通过解方程或方程组，求出各未知量。运用方程法解题的关键是找出“等量关系”，根据两种电路，建立方程组求解。而串并联电路的几个特点，有关电学公式及题目中给出的同一电学量的等量关系等，都可以作为我们建立方程的依据。
3.比例法
利用串并联电路中的比例关系来解决有关问题，解这类问题的关键是求出电路中两个导体的电阻之比，进而找出它们的电压关系或电流关系。
例：如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，变阻器滑片P滑到c点时，电压表示数为4V，灯L正常发光；当滑片P滑到b点时，电压表示数为8V。已知灯L的电阻为，电阻Rac=Rab，则灯L的额定功率是多少？
分析：该题的关键在于找出题目中隐藏的条件，建立方程，利用比例解答。
解答：滑片P滑到c点和滑到b点时电路分别如图甲、乙所示。
图甲中U=I1（RL+Rac）① Uac=I1Rac=4V②
图乙中U=I2（RL+Rac）③Uac=I2Rac =8V④
将 有，= 即×=，=2
将有，I==即Rl=2Rac
图甲中，RL与Rac串联，则==2，Ul=2Uac=2×4V=8V
所以RL===16W
总之，要解决以上问题不仅要“知其然”还要“知其所以然”。在学习过程中，要不断地去总结错误的原因，归纳解题的规律，把握学习电学的方法，注意解题举一反三，融会贯通，及时查漏补缺。
第一步：“三法”正确识别电路
识别电路是电学入门的奠基石、敲门砖，无论是电路图，还是实物图，识别电路、区分串并联电路是解电学综合题的重难点。识别串并联有三种方法。
1.拆除法
电压表的内阻很大，在并联电路中，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。
2.电流法
拆除电压表后，再按照电流法来分析电路。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（每个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。
3.节点法
在识别不规范电路过程中，不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器等，导线两端点均可看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点。在与正极相连、没有电源或用电器的导线均看作为“+”， 在与负极相连、没有电源或用电器的导线均看作为“-”。在节点的地方分别标上，如果一个用电器一边接“+”一边接“-”，表明此用电器为通路，如果同时为“+”“+”或者“-”“-”，那就表明此用电器短路。节点法一般不单独使用，往往先用节点法化复杂电路为简单电路——得到等效电路，再用电流法判断串、并联，如图1、2，如图3，当S闭合后，L1两边均为“+”，所以L1短路。
第二步：“三法”解决电路故障
1.“理解法”掌握基础
让学生能正确分辨串并联电路，掌握电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用方法，了解两表的正负接线柱、接反和量程选择不当所产生的现象，初步认识滑动变阻器的变化如何影响到电路中的各个物理量。
2.“探究法”电学实验
主要包括：串并联电路的连接，探究电流与电压、电阻的关系，伏安法测电阻、测功率的实验等。教师要尽量在学生出问题后，按照“不愤不启”原则，在学生尝试解决而无法处理的情况下，引导学生去探究、尝试在错误中去寻求正确的解决方案。
3.“故障法”延伸实验
“串并联电路”实验中补充设计——在串联电路中，让一只小灯泡两端各并联一个开关，观察开关在闭合、断开时两颗灯泡的发光情况。
“用电压表测电压”实验中补充设计——把伏特表当作安培表串联接入电路，观察灯泡是否发光、伏特表有无示数，并把伏特表示数与电源电压相比较。
“电阻”实验中补充设计——用滑动变阻器改变灯泡的亮度，让学生接成同上同下，移动滑动变阻器滑片观察灯泡的亮度并记住实验现象。
“伏安法测电阻或伏安法测电功率”实验中补充设计——电阻或小灯泡开路和短路，电流表和电压表的示数变化。
第三步：“三法”寻求正确解计算题
1.分析法
正确理解题意，深挖潜在的解题线索，把已知量的符号和数值、未知量的符号均在电路图上标出来，以对试题所描绘的物理情景有一完整的印象，为电路计算奠定稳固的基础。由两个导体组成的串联或并联电路，两个分电阻和一个总电阻，各有I、U、R、P四个电学量，共十二个电学量，如果已知其中三个电学量，一般可将其他九个电学量求出。这时，我们考虑用分析法解题。分析的方法一般有两种：一种是从已知量出发，交替运用欧姆定律和电路特点，逐渐把未知量求出；另一种是从未知量出发，根据欧姆定律和电路特点，逐渐建立已知量和已知量的关系，然后根据已知量把未知量求出。
2.方程法
如果电路中给出的已知条件较少，不能用分析法直接求出未知量，我们就要考虑用高一级的数学运算——方程法解题，根据未知量的个数列出相应个数的方程，通过解方程或方程组，求出各未知量。运用方程法解题的关键是找出“等量关系”，根据两种电路，建立方程组求解。而串并联电路的几个特点，有关电学公式及题目中给出的同一电学量的等量关系等，都可以作为我们建立方程的依据。
3.比例法
利用串并联电路中的比例关系来解决有关问题，解这类问题的关键是求出电路中两个导体的电阻之比，进而找出它们的电压关系或电流关系。
例：如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，变阻器滑片P滑到c点时，电压表示数为4V，灯L正常发光；当滑片P滑到b点时，电压表示数为8V。已知灯L的电阻为，电阻Rac=Rab，则灯L的额定功率是多少？
分析：该题的关键在于找出题目中隐藏的条件，建立方程，利用比例解答。
解答：滑片P滑到c点和滑到b点时电路分别如图甲、乙所示。
图甲中U=I1（RL+Rac）① Uac=I1Rac=4V②
图乙中U=I2（RL+Rac）③Uac=I2Rac =8V④
将 有，= 即×=，=2
将有，I==即Rl=2Rac
图甲中，RL与Rac串联，则==2，Ul=2Uac=2×4V=8V
所以RL===16W
总之，要解决以上问题不仅要“知其然”还要“知其所以然”。在学习过程中，要不断地去总结错误的原因，归纳解题的规律，把握学习电学的方法，注意解题举一反三，融会贯通，及时查漏补缺。