黃思恩

摘 要：本文針對(duì)2015年泉州市中考物理第20題的考查知識(shí)點(diǎn)、試題的講解、試題的延伸等進(jìn)行物理說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：泉州中考；電路簡(jiǎn)化；說(shuō)題；等效電路

1 原題再現(xiàn)

如圖1所示的電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1斷開(kāi)，甲、乙兩表為電流表時(shí)，R1和R2消耗的功率P1：P2 =2：3；當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)，兩電壓表示數(shù)U甲：U乙和R1、R2消耗的功率P1：P2分別為（ ）

A.5：2 3：2 B.2：3 4：9

C.5：2 2：3 D.2：3 9：4

2 說(shuō)命題意圖

這道題是2015年泉州市中考試卷選擇題的最后一題。電學(xué)這部分知識(shí)在歷年中考中都占有較重的份量，且有一定的難度，經(jīng)常出在最后一題，是用來(lái)區(qū)分學(xué)生能力高低的題目。本題主要考查電路分析、串并聯(lián)電路的電流電壓關(guān)系、電功率的比例問(wèn)題。具有一定的綜合性、知識(shí)延伸性、典型性。符合考試說(shuō)明中能理解電路分析、串并聯(lián)電路的電流電壓關(guān)系的確切含義及內(nèi)在邏輯關(guān)系，并簡(jiǎn)單應(yīng)用以及對(duì)將電功率與串并聯(lián)電流電壓關(guān)系建立聯(lián)系，并進(jìn)行簡(jiǎn)單分析與綜合應(yīng)用，且該題與往年此類題型有所不同的是，題目中所提及的電壓電流表并不是固定，而是隨電路的改變而改變，這樣一圖二用是近幾年中考較少出現(xiàn)的，而對(duì)于這樣的改變則需要學(xué)生有更強(qiáng)的理解能力和綜合分析能力。

3 說(shuō)學(xué)情分析

電路圖貫穿了整個(gè)初中電磁學(xué)的始終，電路圖相關(guān)知識(shí)是初中電學(xué)的一個(gè)重要組成部分，在初中物理教學(xué)中既是教學(xué)重點(diǎn)，其部分內(nèi)容也是教學(xué)難點(diǎn)。正確識(shí)別、分析電路，是初中學(xué)生的最基本的能力要求。然而，對(duì)于初學(xué)電路的初中生，往往對(duì)復(fù)雜多變的電路分析感到無(wú)從下手。把電壓表當(dāng)成通路混淆了電路中串并聯(lián)的連接方法 ，即容易把串聯(lián)電路誤認(rèn)為并聯(lián)電路。電壓表所測(cè)電壓的示數(shù)學(xué)生分不清是哪個(gè)用電器兩端的電壓。

4 說(shuō)解題過(guò)程

4.1 審題分析

該題的難點(diǎn)和解題的關(guān)鍵點(diǎn)是要能夠正確的讀懂電路圖。只有理清楚電路才能選擇正確的解題方法。該題的電路圖屬于利用改變開(kāi)關(guān)和電表的狀態(tài)，從而求出兩個(gè)電阻的關(guān)系。

4.2 解題分析

對(duì)于該類型的題學(xué)生在解題的時(shí)候往往會(huì)按照往常的方法直接在電路圖中順著電流方向分析。這樣會(huì)造成整個(gè)電路圖很混亂而不能真正理清楚兩個(gè)電阻的關(guān)系以及各個(gè)表測(cè)量對(duì)象的混亂。

針對(duì)這一情況我做了一個(gè)簡(jiǎn)單的電路圖并通過(guò)拆分電路圖引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜的電路圖簡(jiǎn)單化。

（1）根據(jù)題中當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1斷開(kāi)，甲、乙兩表為電流表時(shí)

①將教具中的開(kāi)關(guān)S1去掉，并引導(dǎo)學(xué)生觀察并畫出一個(gè)如圖2電路圖 。

②接著在把兩個(gè)電流表?yè)Q成導(dǎo)線，畫出如圖3的電路。

現(xiàn)在在這個(gè)被簡(jiǎn)化了的電路圖上在利用電流的走向來(lái)分析就可以清楚的看出R1和R2是并聯(lián)的關(guān)系。

③根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端電壓都相等的特點(diǎn)，利用公式。可以得出功率之比等于電阻的反比，P1：P2 =2：3，那么電阻的關(guān)系就是：R1：R2=3：2。

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時(shí)

①把開(kāi)關(guān)S1和兩個(gè)電表再接回來(lái)，畫出如圖4的電路。

②很多同學(xué)會(huì)因?yàn)殡妷罕淼母蓴_而把電路判斷錯(cuò)誤，電壓表是并聯(lián)的，利用并聯(lián)互補(bǔ)影響我們把電壓表直接去掉畫出如圖5的電路?？梢钥闯鯮1和R2是串聯(lián)的。

③接著分析兩個(gè)電壓表的測(cè)量對(duì)象。首先要明確電壓表測(cè)量電壓時(shí)是與被測(cè)對(duì)象并聯(lián)的關(guān)系，且中間不能有電源的干擾。所以我們可以看出V甲一端與R1接另一端與R2接，所以V甲測(cè)得是總電壓U甲，V乙兩端分別與R2兩端接在一起，所以V乙測(cè)得是R2兩端電壓U乙。

根據(jù)串聯(lián)電路的電流處處相等，總電壓等于各串聯(lián)部分兩端電壓之和這兩個(gè)特點(diǎn)，以及歐姆定律我們可以知道電壓之比就等于電阻之比，功率之比也等于電阻之比了。而電阻之比在此之前我們已經(jīng)順利得出。所以答案就顯而易見(jiàn)了。

遇到復(fù)雜的電路圖的時(shí)候一定要告訴學(xué)生把電路圖分解，可以把斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)、電壓表去掉，電流表用導(dǎo)線代替使得電路圖只剩下最簡(jiǎn)單的電路組成，那么分析起用電器之間的關(guān)系就簡(jiǎn)單多了。

5 說(shuō)解題指導(dǎo)

當(dāng)S閉合，S1斷開(kāi)，甲乙都是電流表

R1與R2并聯(lián) ，U1=U2 P=U2/R R1/R2=P2/P1=3/2

當(dāng)S，S1都閉合，甲乙都是電壓表

R1與R2串聯(lián)，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 說(shuō)擴(kuò)展延伸

這雖然是一道選擇題，讀懂復(fù)雜電路圖對(duì)解決較難的電學(xué)問(wèn)題有著至關(guān)重要的作用，而且該類型的題目可以結(jié)合電學(xué)的各種知識(shí)來(lái)考察。

為了讓學(xué)生更好的理解將復(fù)雜電路圖分解開(kāi)來(lái)的重要性，熟練該方法。我們來(lái)看同類型的題目的解法。

（2011年泉州中考第20題）、如圖6所示的電路，電源電壓不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)12V；斷開(kāi)電路后，將電壓表、電流表的位置互換，S1斷開(kāi)、S2閉合，電流表的0.3A。則（ ）

A. R1=16Ω B. R1=40Ω

C. R2=16Ω D. R2=24Ω

解題分析：

（1）兩表互換前，電壓表先不看，圖6可簡(jiǎn)化得如圖7電路。判斷出電流表測(cè)通過(guò)R1的電流，兩個(gè)電阻并聯(lián)。根據(jù)題意利用歐姆定律：R1=U1/I1=12V/0.5A=24Ω。

（2）兩表互換后的電路，依題意S1斷開(kāi)，就不再把S1畫出來(lái)，同樣把電壓表先不看。簡(jiǎn)化電路如圖8所示?？梢钥闯鯮1和R2串聯(lián)?？傠娮?4OΩ，R2=R-R1=40Ω-24Ω=16Ω.這樣答案就出來(lái)了。

試題拓展2：

（2014年泉州中考第19題）如圖9所示的電路中，電源電壓不變，R1為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。閉合開(kāi)關(guān)S后，在滑片P從最左端向右移動(dòng)到中間位置的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （ ）

A.電流表A1和電流表A2的示數(shù)都變大

B.電路總功率變大，電壓表V的示數(shù)不變

C.電路總功率變小，電壓表V的示數(shù)不變

D.電流表A2和電壓表V的示數(shù)都保持不變

解題分析：本題由于有電壓表的干擾顯得整個(gè)電路圖很復(fù)雜，利用上述方法把簡(jiǎn)化后的電路圖畫出了如圖10。

現(xiàn)在我們?cè)倏催@個(gè)電路圖兩個(gè)電阻以及兩個(gè)電流表的關(guān)系之間的關(guān)系就非常的明朗了：R1和R2并聯(lián)，A2測(cè)總電流，A1測(cè)通過(guò)R1的電流。所以A1的示數(shù)顯然跟R2的變化無(wú)關(guān)。而A2測(cè)總電流所以當(dāng)R2變化的時(shí)候A2不會(huì)保持不變，因此排除了A和D。而被我們暫時(shí)忽略的電壓表，由于R1和R2并聯(lián)所以它所測(cè)得電壓大小等于電源電壓。那么當(dāng)在滑片P從最左端向右移動(dòng)到中間位置的過(guò)程中R2變小，所以總電阻變小。根據(jù)公式可知U不變時(shí)，R變小，P變大。所以得出正確答案B。

7 說(shuō)小結(jié)

在初中的物理教學(xué)過(guò)程之中，對(duì)于電路圖的簡(jiǎn)化是一項(xiàng)重要的工作，很多電路方面知識(shí)的考驗(yàn)，旨在考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。這就需要教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)，通過(guò)對(duì)電路圖形的簡(jiǎn)化，使得學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)思路清晰，進(jìn)而提高學(xué)生解決問(wèn)題的正確率，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理這門學(xué)科的興趣。

電路圖是初中電學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，又是學(xué)好電學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵，對(duì)于高中電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用有著突出的鋪墊作用，其重要性不可低估，所以在今后的中考命題中應(yīng)該仍然會(huì)持續(xù)出現(xiàn)。

8 說(shuō)反思

在今后的物理教學(xué)過(guò)程之中，我們應(yīng)該多注意：

（1）克服畏難情緒

（2）突破電學(xué)圖像題

（3）復(fù)雜電路的簡(jiǎn)化

（4）訓(xùn)練解題方法

（5）加強(qiáng)數(shù)學(xué)物理的結(jié)合。