论文部分内容阅读
摘 要：本文针对2015年泉州市中考物理第20题的考查知识点、试题的讲解、试题的延伸等进行物理说明。
关键词：泉州中考；电路简化；说题；等效电路
1 原题再现
如图1所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1：P2 =2：3；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数U甲：U乙和R1、R2消耗的功率P1：P2分别为（ ）
A.5：2 3：2 B.2：3 4：9
C.5：2 2：3 D.2：3 9：4
2 说命题意图
这道题是2015年泉州市中考试卷选择题的最后一题。电学这部分知识在历年中考中都占有较重的份量，且有一定的难度，经常出在最后一题，是用来区分学生能力高低的题目。本题主要考查电路分析、串并联电路的电流电压关系、电功率的比例问题。具有一定的综合性、知识延伸性、典型性。符合考试说明中能理解电路分析、串并联电路的电流电压关系的确切含义及内在逻辑关系，并简单应用以及对将电功率与串并联电流电压关系建立联系，并进行简单分析与综合应用，且该题与往年此类题型有所不同的是，题目中所提及的电压电流表并不是固定，而是随电路的改变而改变，这样一图二用是近几年中考较少出现的，而对于这样的改变则需要学生有更强的理解能力和综合分析能力。
3 说学情分析
电路图贯穿了整个初中电磁学的始终，电路图相关知识是初中电学的一个重要组成部分，在初中物理教学中既是教学重点，其部分内容也是教学难点。正确识别、分析电路，是初中学生的最基本的能力要求。然而，对于初学电路的初中生，往往对复杂多变的电路分析感到无从下手。把电压表当成通路混淆了电路中串并联的连接方法 ，即容易把串联电路误认为并联电路。电压表所测电压的示数学生分不清是哪个用电器两端的电压。
4 说解题过程
4.1 审题分析
该题的难点和解题的关键点是要能够正确的读懂电路图。只有理清楚电路才能选择正确的解题方法。该题的电路图属于利用改变开关和电表的状态，从而求出两个电阻的关系。
4.2 解题分析
对于该类型的题学生在解题的时候往往会按照往常的方法直接在电路图中顺着电流方向分析。这样会造成整个电路图很混乱而不能真正理清楚两个电阻的关系以及各个表测量对象的混乱。
针对这一情况我做了一个简单的电路图并通过拆分电路图引导学生把复杂的电路图简单化。
（1）根据题中当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时
①将教具中的开关S1去掉，并引导学生观察并画出一个如图2电路图 。
②接着在把两个电流表换成导线，画出如图3的电路。
现在在这个被简化了的电路图上在利用電流的走向来分析就可以清楚的看出R1和R2是并联的关系。
③根据并联电路各支路两端电压都相等的特点，利用公式。可以得出功率之比等于电阻的反比，P1：P2 =2：3，那么电阻的关系就是：R1：R2=3：2。
（2）当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时
①把开关S1和两个电表再接回来，画出如图4的电路。
②很多同学会因为电压表的干扰而把电路判断错误，电压表是并联的，利用并联互补影响我们把电压表直接去掉画出如图5的电路。可以看出R1和R2是串联的。
③接着分析两个电压表的测量对象。首先要明确电压表测量电压时是与被测对象并联的关系，且中间不能有电源的干扰。所以我们可以看出V甲一端与R1接另一端与R2接，所以V甲测得是总电压U甲，V乙两端分别与R2两端接在一起，所以V乙测得是R2两端电压U乙。
根据串联电路的电流处处相等，总电压等于各串联部分两端电压之和这两个特点，以及欧姆定律我们可以知道电压之比就等于电阻之比，功率之比也等于电阻之比了。而电阻之比在此之前我们已经顺利得出。所以答案就显而易见了。
遇到复杂的电路图的时候一定要告诉学生把电路图分解，可以把断开的开关、电压表去掉，电流表用导线代替使得电路图只剩下最简单的电路组成，那么分析起用电器之间的关系就简单多了。
5 说解题指导
当S闭合，S1断开，甲乙都是电流表
R1与R2并联 ，U1=U2 P=U2/R R1/R2=P2/P1=3/2
当S，S1都闭合，甲乙都是电压表
R1与R2串联，I1=I2，
U1/U2=R1/R2=3/2 所以U甲/U乙=U/U2=5/2
P1/P2=R1/R2=3/2
6 说扩展延伸
这虽然是一道选择题，读懂复杂电路图对解决较难的电学问题有着至关重要的作用，而且该类型的题目可以结合电学的各种知识来考察。
为了让学生更好的理解将复杂电路图分解开来的重要性，熟练该方法。我们来看同类型的题目的解法。
（2011年泉州中考第20题）、如图6所示的电路，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.5A，电压表的示数12V；断开电路后，将电压表、电流表的位置互换，S1断开、S2闭合，电流表的0.3A。则（ ）
A. R1=16Ω B. R1=40Ω
C. R2=16Ω D. R2=24Ω
解题分析：
（1）两表互换前，电压表先不看，图6可简化得如图7电路。判断出电流表测通过R1的电流，两个电阻并联。根据题意利用欧姆定律：R1=U1/I1=12V/0.5A=24Ω。
（2）两表互换后的电路，依题意S1断开，就不再把S1画出来，同样把电压表先不看。简化电路如图8所示。可以看出R1和R2串联。总电阻=4OΩ，R2=R-R1=40Ω-24Ω=16Ω.这样答案就出来了。
试题拓展2：
（2014年泉州中考第19题）如图9所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S后，在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.电流表A1和电流表A2的示数都变大
B.电路总功率变大，电压表V的示数不变
C.电路总功率变小，电压表V的示数不变
D.电流表A2和电压表V的示数都保持不变
解题分析：本题由于有电压表的干扰显得整个电路图很复杂，利用上述方法把简化后的电路图画出了如图10。
现在我们再看这个电路图两个电阻以及两个电流表的关系之间的关系就非常的明朗了：R1和R2并联，A2测总电流，A1测通过R1的电流。所以A1的示数显然跟R2的变化无关。而A2测总电流所以当R2变化的时候A2不会保持不变，因此排除了A和D。而被我们暂时忽略的电压表，由于R1和R2并联所以它所测得电压大小等于电源电压。那么当在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中R2变小，所以总电阻变小。根据公式可知U不变时，R变小，P变大。所以得出正确答案B。
7 说小结
在初中的物理教学过程之中，对于电路图的简化是一项重要的工作，很多电路方面知识的考验，旨在考察学生对知识的掌握。这就需要教师对学生进行正确的引导，通过对电路图形的简化，使得学生解决问题时思路清晰，进而提高学生解决问题的正确率，激发学生对物理这门学科的兴趣。
电路图是初中电学知识的基础，又是学好电学知识的关键，对于高中电学知识的学习和应用有着突出的铺垫作用，其重要性不可低估，所以在今后的中考命题中应该仍然会持续出现。
8 说反思
在今后的物理教学过程之中，我们应该多注意：
（1）克服畏难情绪
（2）突破电学图像题
（3）复杂电路的简化
（4）训练解题方法
（5）加强数学物理的结合。
关键词：泉州中考；电路简化；说题；等效电路
1 原题再现
如图1所示的电路中，电源电压保持不变。当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时，R1和R2消耗的功率P1：P2 =2：3；当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时，两电压表示数U甲：U乙和R1、R2消耗的功率P1：P2分别为（ ）
A.5：2 3：2 B.2：3 4：9
C.5：2 2：3 D.2：3 9：4
2 说命题意图
这道题是2015年泉州市中考试卷选择题的最后一题。电学这部分知识在历年中考中都占有较重的份量，且有一定的难度，经常出在最后一题，是用来区分学生能力高低的题目。本题主要考查电路分析、串并联电路的电流电压关系、电功率的比例问题。具有一定的综合性、知识延伸性、典型性。符合考试说明中能理解电路分析、串并联电路的电流电压关系的确切含义及内在逻辑关系，并简单应用以及对将电功率与串并联电流电压关系建立联系，并进行简单分析与综合应用，且该题与往年此类题型有所不同的是，题目中所提及的电压电流表并不是固定，而是随电路的改变而改变，这样一图二用是近几年中考较少出现的，而对于这样的改变则需要学生有更强的理解能力和综合分析能力。
3 说学情分析
电路图贯穿了整个初中电磁学的始终，电路图相关知识是初中电学的一个重要组成部分，在初中物理教学中既是教学重点，其部分内容也是教学难点。正确识别、分析电路，是初中学生的最基本的能力要求。然而，对于初学电路的初中生，往往对复杂多变的电路分析感到无从下手。把电压表当成通路混淆了电路中串并联的连接方法 ，即容易把串联电路误认为并联电路。电压表所测电压的示数学生分不清是哪个用电器两端的电压。
4 说解题过程
4.1 审题分析
该题的难点和解题的关键点是要能够正确的读懂电路图。只有理清楚电路才能选择正确的解题方法。该题的电路图属于利用改变开关和电表的状态，从而求出两个电阻的关系。
4.2 解题分析
对于该类型的题学生在解题的时候往往会按照往常的方法直接在电路图中顺着电流方向分析。这样会造成整个电路图很混乱而不能真正理清楚两个电阻的关系以及各个表测量对象的混乱。
针对这一情况我做了一个简单的电路图并通过拆分电路图引导学生把复杂的电路图简单化。
（1）根据题中当开关S闭合，S1断开，甲、乙两表为电流表时
①将教具中的开关S1去掉，并引导学生观察并画出一个如图2电路图 。
②接着在把两个电流表换成导线，画出如图3的电路。
现在在这个被简化了的电路图上在利用電流的走向来分析就可以清楚的看出R1和R2是并联的关系。
③根据并联电路各支路两端电压都相等的特点，利用公式。可以得出功率之比等于电阻的反比，P1：P2 =2：3，那么电阻的关系就是：R1：R2=3：2。
（2）当开关S和S1都闭合，甲、乙两表为电压表时
①把开关S1和两个电表再接回来，画出如图4的电路。
②很多同学会因为电压表的干扰而把电路判断错误，电压表是并联的，利用并联互补影响我们把电压表直接去掉画出如图5的电路。可以看出R1和R2是串联的。
③接着分析两个电压表的测量对象。首先要明确电压表测量电压时是与被测对象并联的关系，且中间不能有电源的干扰。所以我们可以看出V甲一端与R1接另一端与R2接，所以V甲测得是总电压U甲，V乙两端分别与R2两端接在一起，所以V乙测得是R2两端电压U乙。
根据串联电路的电流处处相等，总电压等于各串联部分两端电压之和这两个特点，以及欧姆定律我们可以知道电压之比就等于电阻之比，功率之比也等于电阻之比了。而电阻之比在此之前我们已经顺利得出。所以答案就显而易见了。
遇到复杂的电路图的时候一定要告诉学生把电路图分解，可以把断开的开关、电压表去掉，电流表用导线代替使得电路图只剩下最简单的电路组成，那么分析起用电器之间的关系就简单多了。
5 说解题指导
当S闭合，S1断开，甲乙都是电流表
R1与R2并联 ，U1=U2 P=U2/R R1/R2=P2/P1=3/2
当S，S1都闭合，甲乙都是电压表
R1与R2串联，I1=I2，
U1/U2=R1/R2=3/2 所以U甲/U乙=U/U2=5/2
P1/P2=R1/R2=3/2
6 说扩展延伸
这虽然是一道选择题，读懂复杂电路图对解决较难的电学问题有着至关重要的作用，而且该类型的题目可以结合电学的各种知识来考察。
为了让学生更好的理解将复杂电路图分解开来的重要性，熟练该方法。我们来看同类型的题目的解法。
（2011年泉州中考第20题）、如图6所示的电路，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.5A，电压表的示数12V；断开电路后，将电压表、电流表的位置互换，S1断开、S2闭合，电流表的0.3A。则（ ）
A. R1=16Ω B. R1=40Ω
C. R2=16Ω D. R2=24Ω
解题分析：
（1）两表互换前，电压表先不看，图6可简化得如图7电路。判断出电流表测通过R1的电流，两个电阻并联。根据题意利用欧姆定律：R1=U1/I1=12V/0.5A=24Ω。
（2）两表互换后的电路，依题意S1断开，就不再把S1画出来，同样把电压表先不看。简化电路如图8所示。可以看出R1和R2串联。总电阻=4OΩ，R2=R-R1=40Ω-24Ω=16Ω.这样答案就出来了。
试题拓展2：
（2014年泉州中考第19题）如图9所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S后，在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A.电流表A1和电流表A2的示数都变大
B.电路总功率变大，电压表V的示数不变
C.电路总功率变小，电压表V的示数不变
D.电流表A2和电压表V的示数都保持不变
解题分析：本题由于有电压表的干扰显得整个电路图很复杂，利用上述方法把简化后的电路图画出了如图10。
现在我们再看这个电路图两个电阻以及两个电流表的关系之间的关系就非常的明朗了：R1和R2并联，A2测总电流，A1测通过R1的电流。所以A1的示数显然跟R2的变化无关。而A2测总电流所以当R2变化的时候A2不会保持不变，因此排除了A和D。而被我们暂时忽略的电压表，由于R1和R2并联所以它所测得电压大小等于电源电压。那么当在滑片P从最左端向右移动到中间位置的过程中R2变小，所以总电阻变小。根据公式可知U不变时，R变小，P变大。所以得出正确答案B。
7 说小结
在初中的物理教学过程之中，对于电路图的简化是一项重要的工作，很多电路方面知识的考验，旨在考察学生对知识的掌握。这就需要教师对学生进行正确的引导，通过对电路图形的简化，使得学生解决问题时思路清晰，进而提高学生解决问题的正确率，激发学生对物理这门学科的兴趣。
电路图是初中电学知识的基础，又是学好电学知识的关键，对于高中电学知识的学习和应用有着突出的铺垫作用，其重要性不可低估，所以在今后的中考命题中应该仍然会持续出现。
8 说反思
在今后的物理教学过程之中，我们应该多注意：
（1）克服畏难情绪
（2）突破电学图像题
（3）复杂电路的简化
（4）训练解题方法
（5）加强数学物理的结合。