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【摘要】针对学生记忆和应用电学公式困难的情况,本文提出梳理公式的方法,首先要掌握两个最基本的公式,然后会推导所需要的公式,而不是死记硬背,让学生真正做到知道公式的来龙去脉,会根据已知量和待求量灵活选择合适的公式来解决问题。
【关键词】电流 电压 电阻 电功率
电学在整个初中阶段的学习中占有重要地位,在我市物理中考试题中,大约有三分之一多的题是电学题,每年都有一道电学计算题。
学生在电学部分的学习中,学习了电路、电流、电压、电阻,掌握情况较好;学习了欧姆定律后,涉及到电流、电压、电阻的定量计算,又要结合串、并联电路的电流、电压关系进行有关计算,学生感觉到有些困难;学习了电功和电功率之后,学生感觉到更困难了,公式一大堆,连记住都很难,更别说用公式进行相关计算了。如何熟悉掌握电学的计算公式呢?下面谈谈我在教学中的体会和方法。
初中的电学涉及五个物理量:电流I、电压U、电阻R、电功率P、电功W,由于W=Pt,电功率乘以通电时间即为电功,所以五个物理量可缩减为四个物理量,即电流I、电压U、电阻R、电功率P。电学计算实质就是I、U、R、P四个物理量之间的有关计算,最基本的公式就是两个:①欧姆定律公式I=,②电功率公式P=UI。为了方便进行公式推导,电功率公式结合欧姆定律可先推出P=UI==I2R(其中P==I2R适用于纯电阻电路)。有了①I=,②P=UI==I2R,我们可以来推导电学计算中的所有公式。
推导公式,实际就是I、U、R、P四个物理量中已知任意两个量,求出另外两个量的过程,先从两个最基本公式中找出已知量和待求量的等量关系,然后求解出待求量。分六种情况推导:
一、已知I、U,求R、P
根据两个基本公式可得:R=,P=UI。得出的这两个公式就是伏安法测电阻和伏安法测电功率的实验原理。
例1.一个标有“2.5V0.2A”的小灯泡,正常工作时的灯丝电阻和电功率分别是多少?
解:R===12.5Ω,P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
二、已知I、R,求U、P
根据两个基本公式可得:U=IR,P=I2R。
例2.有一个灯正常工作时,灯丝电阻是10Ω,通过灯丝的电流是0.3A。求该灯的额定电压和额定功率分别是多少?
解:U=IR=0.3A×10Ω=3V,P=I2R=(0.3A)2×10Ω=0.9W
三、已知I、P,求U、R
根据两个基本公式可得:U=,R=。
例3.一烤箱正常工作电流为5A,电功率为1kW,该烤箱的额定电压和电阻分别是多少?
解:U===200V,R===40Ω
四、已知U、R,求I、P
根据两个基本公式可得:I=,P=。
例4.一电热丝电阻为48.4Ω,接在220V的电源上,通过电热丝的电流是多少?1分钟它能放出多少热量?
解:I===4.55A,W=Pt=t=×60s=60000J
五、已知U、P,求I、R
根据两个基本公式可得:I=,R=。这是经常用到的两个公式,用电器上的铭牌通常标出额定电压和额定功率,根据铭牌就可以求出该用电器正常工作时的电流和电阻。
例5.一只灯泡,标有“220V40W”字样,则它的额定电流为多少?它的电阻是多少?它正常工作10分钟,消耗的电能是多少?
解:I===0.18A,R===1210Ω,W=Pt=40W×10×60s=24000J
六、已知R、P,求I、U
根据两个基本公式可得:I=,U=。
例6.一个正常工作时电阻是80Ω,额定功率为605W的电炉,接在照明电路中是否能正常工作?正常工作时的电流是多少?要它放出26400J的热量,通电时间是多少?
解:U===220V,所以能正常工作。
I===2.75A,t===43.6s
(广东惠阳高级中学;516211)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】电流 电压 电阻 电功率
电学在整个初中阶段的学习中占有重要地位,在我市物理中考试题中,大约有三分之一多的题是电学题,每年都有一道电学计算题。
学生在电学部分的学习中,学习了电路、电流、电压、电阻,掌握情况较好;学习了欧姆定律后,涉及到电流、电压、电阻的定量计算,又要结合串、并联电路的电流、电压关系进行有关计算,学生感觉到有些困难;学习了电功和电功率之后,学生感觉到更困难了,公式一大堆,连记住都很难,更别说用公式进行相关计算了。如何熟悉掌握电学的计算公式呢?下面谈谈我在教学中的体会和方法。
初中的电学涉及五个物理量:电流I、电压U、电阻R、电功率P、电功W,由于W=Pt,电功率乘以通电时间即为电功,所以五个物理量可缩减为四个物理量,即电流I、电压U、电阻R、电功率P。电学计算实质就是I、U、R、P四个物理量之间的有关计算,最基本的公式就是两个:①欧姆定律公式I=,②电功率公式P=UI。为了方便进行公式推导,电功率公式结合欧姆定律可先推出P=UI==I2R(其中P==I2R适用于纯电阻电路)。有了①I=,②P=UI==I2R,我们可以来推导电学计算中的所有公式。
推导公式,实际就是I、U、R、P四个物理量中已知任意两个量,求出另外两个量的过程,先从两个最基本公式中找出已知量和待求量的等量关系,然后求解出待求量。分六种情况推导:
一、已知I、U,求R、P
根据两个基本公式可得:R=,P=UI。得出的这两个公式就是伏安法测电阻和伏安法测电功率的实验原理。
例1.一个标有“2.5V0.2A”的小灯泡,正常工作时的灯丝电阻和电功率分别是多少?
解:R===12.5Ω,P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
二、已知I、R,求U、P
根据两个基本公式可得:U=IR,P=I2R。
例2.有一个灯正常工作时,灯丝电阻是10Ω,通过灯丝的电流是0.3A。求该灯的额定电压和额定功率分别是多少?
解:U=IR=0.3A×10Ω=3V,P=I2R=(0.3A)2×10Ω=0.9W
三、已知I、P,求U、R
根据两个基本公式可得:U=,R=。
例3.一烤箱正常工作电流为5A,电功率为1kW,该烤箱的额定电压和电阻分别是多少?
解:U===200V,R===40Ω
四、已知U、R,求I、P
根据两个基本公式可得:I=,P=。
例4.一电热丝电阻为48.4Ω,接在220V的电源上,通过电热丝的电流是多少?1分钟它能放出多少热量?
解:I===4.55A,W=Pt=t=×60s=60000J
五、已知U、P,求I、R
根据两个基本公式可得:I=,R=。这是经常用到的两个公式,用电器上的铭牌通常标出额定电压和额定功率,根据铭牌就可以求出该用电器正常工作时的电流和电阻。
例5.一只灯泡,标有“220V40W”字样,则它的额定电流为多少?它的电阻是多少?它正常工作10分钟,消耗的电能是多少?
解:I===0.18A,R===1210Ω,W=Pt=40W×10×60s=24000J
六、已知R、P,求I、U
根据两个基本公式可得:I=,U=。
例6.一个正常工作时电阻是80Ω,额定功率为605W的电炉,接在照明电路中是否能正常工作?正常工作时的电流是多少?要它放出26400J的热量,通电时间是多少?
解:U===220V,所以能正常工作。
I===2.75A,t===43.6s
(广东惠阳高级中学;516211)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文