淺談電學計算的規(guī)范技巧培養(yǎng)

陳再澤

（廈門市內厝中學，福建 廈門）

電路計算是初中電學知識的基本內容之一，由于牽涉到的知識內容，特別是公式較多，也比較抽象，既考查學生的綜合分析能力，也考查學生的邏輯思維能力，所以學生往往難以入手進行解題，故在電學教學中，對學生的電學計算進行統(tǒng)一規(guī)范尤為重要，使其掌握科學高效的解題方法，促進對電學的興趣。以下談談如何提高電學的計算能力及技巧培養(yǎng)。

一、理解初中電學電路三大原型圖

第一種，電路中只有一個用電器，電源電壓全部加載給用電器，是最基本的等效電路圖。第二種，電路中有2個用電器串聯(lián)，電源電壓分壓給2個用電器，通過各用電器的電流相等。第三種，電路中有2個用電器并聯(lián)，各個用電器的電壓相等，等于電源電壓，干路電流等于各支路電流之和。

二、理解電學公式的同一性、同時性

對物理學公式的理解，要注意各個物理量的同一性、同時性，比如在歐姆定律中，U、I、R等物理量屬于同一導體，且為同一導體的某一時刻的物理量。在電路中如果出現(xiàn)2個導體，則會出現(xiàn)對應的U1、I1、R1和U2、I2、R2，在計算的時候不能混淆、亂用。

三、牢記理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓特點、電流特點、電阻特點及電學公式

串聯(lián)電路：電壓特點U=U1+U2，電流特點I=I1=I2，電阻特點R=R1+R2。并聯(lián)電路：電壓特點U=U1=U2，電流特點I=I1+I2，電阻特點1/R=1/R1+1/R2。I=U/R，W=UIt，P=UI等。

四、解題步驟

1.根據(jù)題目所給的條件，畫出等效電路圖，閉合的開關按導線處理，斷開的開關按開路處理，并去掉，并標出已知量，在前面小題中得出的量可以作為以后小題的已知量并標出。

2.分析電路的串聯(lián)或并聯(lián)情況，分清電壓表、電流表各測什么元件，有無短路等現(xiàn)象。

3.根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓特點、電流特點、電阻特點、歐姆定律、電功率等公式對找等效電路圖及題目所給的條件等進行解題口算。

4.將口算的過程，寫到題目相應的位置，以一道例題闡述以上電學計算的解題規(guī)范及步驟。

例1.如圖所示的電路中，電源電壓不變，電阻R1的阻值為20Ω。當斷開開關S1和S2，閉合開關S3時，電流表的示數(shù)為0.50A；當斷開開關S2，閉合開關S1、S3時，電流表的示數(shù)為0.90A。

求：電阻R2的阻值。

斷開開關S1和S3，閉合開關S2時，R1兩端的電壓是多少？

分析：根據(jù)條件，本題需要畫出3個等效電路圖。根據(jù)條件畫出的第一個電路圖對應第一個原型圖，已知電阻，通過電阻的電流，可以求出電阻兩端的電壓，進而求出電源電壓。根據(jù)條件畫出的第二個電路圖為兩個電阻并聯(lián)的原型圖，電流表測的是干路電流，已知電源電壓，電阻R1的電流、干路電流，可以得出R2的電流，R2的電壓U2，根據(jù)歐姆定律可以得出R2的電阻是多少。根據(jù)條件畫出的第三個電路圖對應兩個電阻串聯(lián)的原型圖，電流表測出電阻R1的電流、電阻R2的電流等，已知R1、R2的阻值、電源電壓，可以得出總電阻是多少，算出總電流是多少，再算出R1的電壓。

解：當斷開開關 S1和 S2，閉合開關 S3時，U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V，U=U1=10V

當斷開開關 S2，閉合開關 S1、S3時，R1R2并聯(lián)，I1=0.5A，I2=II1=0.9A-0.5A=0.4A

U2=U=10V，R2=U2/I2=10V/0.4A=25Ω

當斷開開關S1和S3，閉合開關S2時，R1R2串聯(lián)，R=R1+R2=20Ω+25Ω=45Ω，I=U/R=10V/45Ω=0.22A，I1=I=0.22A，U1=I1R1=0.22A×20Ω=4.4V

在解題過程中常見的問題是，一是學生不喜歡畫等效電路圖，甚至不畫等效電路圖，二是沒有將等效電路圖和解題過程對齊，三是經(jīng)常違反公式的同一性、同時性等。

初中電學計算雖然難度比較大，但都有特定的解題規(guī)范，在日常的解題過程中，通過規(guī)范解題，體現(xiàn)了物理的條理性和嚴謹性，將物理電學化繁為簡，全面提升對物理電學知識的理解并熟練掌握與運用。