高中物理恒定電流章節(jié)題型探究

周建寧

摘 要：恒定電流在高中物理學中是較為復雜的一部分，不僅需要學生理解一些公式，還需要對電路有一定的了解.許多學生在學習時都會或多或少的出現(xiàn)問題，從而影響自己學習的信心，因此，本文就實際例題來進行分析，幫助學生理解和學習恒定電流知識內容.

關鍵詞：高中物理;恒定電流;題型探究

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）04-0124-03

1 閉合電路中的歐姆定律題型探究歐姆定律是恒定電流中的一個重要內容，在閉合電路中，因為串聯(lián)或者并聯(lián)的關系，歐姆定律的使用就會有新的要求，教師在進行教學時，要通過物理題來幫助學生學習閉合電路中的歐姆定律，能夠熟練的運用知識去解答問題，促進知識的理解.

例題1 如圖1所示，電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r，閉合電鍵后，將滑動變阻器滑片向下滑動，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則 （? ）.

A.ΔU2=ΔU1+ΔU3

B.ΔU3ΔI=R+r

C.ΔU1ΔI和ΔU2ΔI保持不變

D.電源輸出功率先增大后減小

解析 選項A：V2測量路端電壓，V1測量R的電壓，V3測量滑動變阻器的電壓，將滑動變阻器滑片向下滑動，滑動變阻器阻值減小，總電阻減小，則總電流增大，內電壓增大，U2變小，U1變大，U3變小，U2減小量小于U1增大量和U3減小量之和，所以ΔU2<ΔU1+ΔU3，A錯誤;

選項B：根據閉合電路歐姆定律得：U3=E-I（R+r），則有ΔU3ΔI=R+r，B正確;

選項C：根據歐姆定律得：ΔU1ΔI=R，不變，再根據閉合電路中的歐姆定律得：U2=E-Ir，不變，C正確;

選項D：當外電路電阻等于內阻時，電源輸出功率最大，而電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r，所以將滑動變阻器滑片向下滑動，電源輸出功率變大，D錯誤;

綜上所述，本題答案為BC.

2 電路及其應用測試

電路是許多學生都比較害怕的問題，因為它不僅考察了物理的公式，同時還對電路中的器材等進行考核，在這一課題的學習時，學生需要了解斷路與短路之間的關系，能夠通過電壓表、電流表去判斷電路中的問題，從而能夠靈活的運用知識點.

例題2 在如圖2所示的電路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，當開關S接a時，R2上消耗的電功率為4W，當開關S接b時，電壓表示數(shù)為4.5V，試求：

（1）開關S接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓;

（2）電源的電動勢和內電阻;

（3）當開關S接c時，通過R2的電流大小.

解析? 略.

3 練習使用多用電表題型探究

電表是高中物理學中需要學生重點掌握的實驗器材，多用電表則將電流表、電壓表、歐姆表融于一身，但是這也毫無疑問的將電表的使用難度提高，在教學過程中，教師需要通過讓學生親自操作多用電表，能夠理解電表的用法，從而能夠促進學生對知識的理解.

例題3 如圖3所示是某同學鏈接的電路實物圖，合上開關S后發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮，它采用下列兩種方法檢查故障：

①在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應接觸（填“a”或“b”）.

②該同學測試結果如表1所示，根據測試結果，可以判定故障是（假設只有下列中的某一項有故障）.

A. 燈A斷路??? B.燈B短路

C.c、d段斷路D. d、f段斷路

①測試前，應將開關S（填“斷開”或“閉合”）.

②測量結果如表2所示，由此可以斷定故障是.

A. 燈A斷路?? B. 燈B斷路

C.燈A、B都斷路D.d、e間導線斷路表2

解析：（1）測試時紅表筆應接電勢高的a點.根據測試結果，a、b間有示數(shù)，說明b→電源→a完好;c、b間有示數(shù)，說明b→電源→a→c完好;c、d間無示數(shù)，說明c→燈→d間完好;d、f間有示數(shù)，說明f→b→a→c→d間完好，故d、f段斷路.

（2）用歐姆擋檢查時，測試前應首先將開關S斷開，根據表針偏轉情況，接c、d時有示數(shù)，說明不是燈A斷路;接e、f時有示數(shù)，說明也不是燈B斷路;接d、e間時電阻無窮大，可以斷定是d、e間導線斷路.

4 焦耳定律題型

焦耳定律用于解決簡單的非純電阻電路問題，促使學生掌握電路中電能與其他形式能的轉化關系.往往題型通常包括純電阻電路、非純電阻電路兩種類型.其中，純電阻電路，比如白熾燈、電爐絲等構成的電路，其電流做功，將電能全部轉化為內能，表達為W=Q=UIt=U2Rt=Pt.而非純電阻電路，比如含有電動機、電解槽等的電路，往往電功要大于電熱，所以這種情況之下，就不能用I2Rt，或者U2Rt進行電功的計算.

例題4 如圖4所示電解槽A，與電爐B并聯(lián)后，接到電源上，其中電源內阻r=1Ω，電爐電阻R=19Ω，電解槽電阻r′=0.5Ω，若S1閉合且S2斷開，電爐消耗的功率有684W，若S1、S2全部閉合，電爐消耗的功率有475W，且電爐電阻可看做不變，求證：①電源的電動勢;②S1、S2全部閉合流過電解槽的電流大小;③S1、S2全部閉合，電解槽中電能轉化為化學能的功率是多少？

A.為非純電阻電路 B為純電阻電路

解析 略.

5 電阻定律題型

在溫度不變的情況下，導體的電阻與其長度成正比，并與橫截面的面積成反比，即R=ρlS.關于電阻定律的題型有很多，且解題的方式也不相同.比如說，公式R=ρlS中，l和S為導體的幾何特征量，比例系數(shù)ρ是電阻率，由導體的物理特性所決定，所以不同的導體其電阻率都不相同.而對于金屬導體來說，其電阻率通常都與溫度相關，當溫度升高，電阻率便會增大，導體的電阻也隨之增大，所以電阻定律是在溫度不變的條件下所總結而出的物理規(guī)律，也只有在溫度不變時才能適用，如若溫度變化就要考慮溫度對電阻率的影響.因此，關于電阻定律的題型，需要注意物理規(guī)律的適用范圍.

另外，很多學生會根據歐姆定律I=UR，推導出公式R=UI，便會錯誤的認為導體的電阻，與導體兩端的電壓成正比，與通過導體的電流強度成反比.這樣的錯誤推論從兩個角度上看，其一電阻是根據導體的自由結構特性所決定，所以與導體兩端的電壓、多大的電壓及導體中電流通過、多大電流通過，都是沒有直接的關系，加在導體上的電壓大，所以通過的電流大，其導體的溫度會升高，導體的電阻出現(xiàn)變化，但這只是間接的影響;其二，伏安法測電阻是根據歐姆定律，用電壓表測出電阻兩端電壓，并用安培表，測出通過電阻的電流，按照公式R=UI，來計算出電阻值，而這是測量電阻的方法之一.

總之，在恒定電流的學習中，物理教師要通過實際的例題來幫助學生進行實踐，能夠引導學生正確的進行解題，從而可以促進學生在課堂上更好的發(fā)展，提高自己的綜合能力.

參考文獻：

[1] 劉政昂.例談高中物理恒定電流解題策略[J].數(shù)理化解題研究（高中版），2017：66.

[2] 尹春軍.高中物理恒定電流圖象教學誤區(qū)[J].新課程導學，2014.

[責任編輯：李 璟]