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初中物理動態(tài)電路解析之我見

2017-07-19 12:26李安定
青蘋果·高一版 2017年4期
關(guān)鍵詞:變阻器電壓表滑動

動態(tài)電路在初中物理中,因題型變化頗多,故而難度較大。但究其本質(zhì)因素,主要是電阻的變化對兩表的影響。這就要求學生們對歐姆定律熟練掌握,以及對電學基本三量的關(guān)系透徹地了解。以下是本人對動態(tài)電路分析的個人見解,如有不妥,望專家們批評指正。

1 基本電路的動態(tài)分析

基本電路的動態(tài)分析,主要立足于電壓表的測量對象,以及測量對象中的電流因電阻的變化發(fā)生怎樣的變化,這種變化有三種形式。

1.1 電壓表接在定值電阻兩端

這類題型是動態(tài)電路的基本題,當電壓表接在定值電阻兩端,滑動變阻器移動時,先判斷電流表的變化,然后根據(jù)U=IR,判斷電壓表變化,這種類型的題目學生們易于掌握:

若滑動變阻器向右移動,引起電阻增大,電流表示數(shù)減小,電壓表示數(shù)U=IR,也減小。這時候的電壓表與電流表示數(shù)的比值不變,即:U是I的正比函數(shù)。

1.2 電壓表接在滑動變阻器兩端

這類題型,若按照上述方法解決,有點難度(如圖),

如果滑動變阻器向右移動,電阻值在增大,電流減小,電壓表示數(shù)U=IR1,因I減小,R1增大,U值很難判斷。這時,可以將問題轉(zhuǎn)移到定值電阻上,因定值電阻R不變,電流減小,R的電壓UR=IR,在減小,所以,電壓表示數(shù)增大。這種方法間接地解析了電壓表示數(shù)變化,但分析過程較復(fù)雜,對于學困生很難掌握,所以,可以將這類題型的解析變換一種思路,借助串聯(lián)電路的分壓特點解決:因為串聯(lián)電路的分壓能力取決于電阻大小,當滑動變阻器向右移動,其阻值增大,分壓能力增強,所以電壓表的示數(shù)增大。這種方法,學生們易于接受,然后總結(jié)電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系:令總電壓為E,則U=E-UR,也就是U=E-IR1=-IR1+E,因為R1與E是定量,所以,U是I的一次函數(shù)。

1.3 電壓表接在電源兩端

這類題型很簡單,無論如何移動滑動變阻器,電壓表示數(shù)不變,也就是說,U是常量,這類題型學生們能夠掌握。

綜上所述,電壓表分別接在定值電阻、滑動變阻器、電源兩端,引發(fā)的兩表變化,可以綜合成下列圖像,根據(jù)分析,讓學生總結(jié)圖像的三條線對應(yīng)的是電壓表所接哪一位置,然后通過題型加強,使學生們熟練掌握這一類型題目的解題技巧。(如下圖)

2 開關(guān)引起的動態(tài)電路

開關(guān)引起的動態(tài)電路可以使電路的電阻發(fā)生變化,導(dǎo)致兩表的示數(shù)的變化,這類題型雖然沒有滑動變阻器,但此時的開關(guān)扮演著滑動變阻器的角色(如圖),若S由斷開到閉合,使電路的總電阻在減小,兩表示數(shù)均增大。

再如下圖,如果開關(guān)S由斷開到閉合,并聯(lián)部分的電阻再減小,電流表示數(shù)增大,但電壓表示數(shù)不變。此類問題在以后的復(fù)習中,如果考慮到電源內(nèi)阻,如何分析兩表變化,在此提示,為以后學習做好鋪墊。

3 傳感器的動態(tài)電路

生活中,諸如壓力傳感器、酒精傳感器等,其作用相當于滑動變阻器,可以用第一種類型的題型分析來解決。

總之:動態(tài)電路其根本是電路中的電阻的變化,對兩表示數(shù)的影響,題型變化比較復(fù)雜,但整個過程并不難掌握,作為初中物理的“五大問題”之一,在教學過程中,要循序漸進,注重培養(yǎng)學生的基本技能,樹立解題的信心,并形成善于歸納總結(jié)的學習態(tài)度,為以后的學習奠定堅實的基礎(chǔ)。

(作者簡介:李安定(1980-),男,安徽省合肥市南崗中學,中教二級,從事初中物理教學。)endprint

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