一、辨析概念,夯实基础
任何知识的学习掌握都离不开基础知识。电学部分的基础知识多、散、要辨析清楚、固记脑中。
(一)、关于电路
1、串联、并联
初中物理中要求学生掌握最基本的两种连接方式:串联、并联。能否正确分析辨别他们对后面内容的学习至关重要。识别电路的类型,可以根据定义:“逐个顺次连接”为串联,各元件“首首相接、尾尾相接”并列地连在电路的两点间,(“首”为电流流入用电器的哪一端,“尾”指电流流出用电器的那一端)此电路为并联电路。
2、通路、开路、短路
电路中出现的这三种状态,其中通路为处处相通的电路,开路为电路中有处断开的电路,这两种状态易于接受,便于分清。但是学生对于短路的分辨显得力不从心,不知道何处短路,为什么短路。其实只要注意分析的要点即可辨出何处短路。电流具有走捷径的特点,捷径是指这条路径中电阻很小,小到可以忽略不计、即为空导线,当一根空导线,或开关、或电流表(电阻小到可以认为没有)与某个用电器并联时,电流只走空导线,开关或电流表而不走用电器,使该用电器被短路,从而不能工作。
(二)三个重要的物理量—电流、电压、电阻
1、概念辨析
电荷的定向移动形成电流,这是电流的形成定义,简单便于理解;电压是形成电流的原因,没有电压就没有电流;电阻是指导体对电流的阻碍作用,即阻碍作用越大,电流越小。
2、表示符号
电流、电压、电阻三物理量分别用I、U、R表示,而单位表示字母分别为A(安培)、V(伏特)、Ω(欧姆)。
3、工具的使用
电流表是测量电流的工具;电压表是测量电路两端电压的工具;调节电路中的电流和用电器两端的电压,可以使用滑动变阻器。
(三)电功(W)、电功率(P)
物理学中电功没有确切的定义,只是描述性的,当电能转为其它形式能时,就说做了电功。即电功就表示有多少电能转化为其它形式的能,如果知道了电功的多少,就知道了消耗多少电能。而用电器单位时间内消耗的电能叫做电功率。电功率的大小不仅取决于消耗电能的多少,也取决于所用的时间的长短。
二、理解规律,把握关键
(一)三个物理量在串、并联电路中的特点
在串联电路中:电流处处相等;电路两端的总电压等于部分电路两端电压之和;总电阻等于各导体的电阻之和。在并联电路中:干路中电流等于各支路电流之和;各支路两端的电压相等;并联电路总电阻的倒数等于各并联导体的电阻倒数之和。
(二)欧姆定律
一段导体的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。这个定律非常重要,一定要加强理解,熟记其使用的条件及注意事项。
(三)电功定律
某段电路上的电功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流以及通电的时间成正比。物理学中用电路两端的电压U,电路中的电流I,通过的时间t,三者的乘积来计算电功。
(四)焦耳定律
导体中有电流通过时,导体就要发热,此现象称为电流的热效应。英国物理学家焦耳经过多年的研究,做了大量的实验,精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和时间的关系:电流流过某段导体时产生的热量跟通过这段导体的电流的平方成正比,跟这段导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
三、疏通关系,构建框架
在掌握了上述理论知识的基础上,还要想法疏通各个物理量之间的关系,熟悉各物理量的单位及换算关系,能够快速选择相应的计算公式,列式解答。
(一)重要的计算公式
1、三个物理量的关系公式
串联时:I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2(若有几个等阻值为R0的电阻串联则R=nR0)
并联时:I=I1+I2;U=U1=U2;1/R=1/R1+1/R2(若有几个阻值为R0的电阻并联则总电阻R=RO/n)
2、欧姆定律:I=U/R
此公式中只有电流、电压、电阻三个物理量,但它的作用非常重要。在使用公式时要注意:①三个物理量都要针对同一段导体,或同一个电路而言;②三个物理量的单位都要使用国际单位,即分别为A、V、Ω;③已知其中的任意两个量都可以求出第三个量。 3、电功公式:W=Uit;电功率公式:P=UI
电功、电功率这两个物理量的计算由于欧姆定律及其变形公式的影响,使计算电功率公式特别多,在选择使用时很难选择,所以要注意选取的技巧和方法,要求的问题所在电路为串联时:电功选用公式:W=I2 Rt,电功率选用P=I2 R;而当要求所在的电路为并联时,则分别选用W=U2/R.t,P=U2/R,这样的选择都利用了所在电路的特点(电流相等或电压相等)加快解题。
4、焦耳定律:Q=I2 Rt
焦耳定律的公式与电功公式的形式基本一样,使用时同样要注意公式的选择问题,当所求问题的电路为纯电阻(除了电能转化为内能外,别无其他形式的能产生)电路时,几个公式可以任意选取;若不是纯电阻电路只可使用公式Q=I2 Rt不然的话计算有误。
(二)单位的换算
单位换算的前提条件有两个:一是记住每个物理量的单位及表示符号;二是要牢记各单位之间的换算进率。其中电流、电压、电阻这三个物理量的单位较多,注意每个物理量的任何两个相邻的单位间的换算进率都为1000。还要注意一点,由于欧姆定律及其变形公式的影响,电功、电功率,焦耳定律的公式较多,产生的单位同样很多,使用时各物理量均使用国际单位。
四、善于总结,归纳要领
下面的这些要领非常重要。
(一)串、并联电路的识别
上面已经提到区别它们的方法,在做题中要选取适当的方法,迅速作出判断。
(二)短路的辨别
把握短路现象的真正含义——电流不经过用电器回到电源的负极。注意电流的特性——电流走捷径。当在电路中发现有空导线,开关或电流表等元件与用电器并联时,相应的用电器被短路不工作。
(三)串、并联电路中的三个物理量的关系
两种电路中的三个物理量的大小关系,前面已说得较为详细,但这一点要特别重视,牢记串联时电流相等,并联时电压相等,这一点解题时作用特别大。
(四)关于解题时公式的选择
由于电功、电功率、焦耳定律的计算公式较多,选取的公式不同,计算的难易就不一样,公式选择要注意技巧,串联时常选电流相等的公式,如W=I2Rt,P=I2R,Q=I2Rt并联时,常选电压相等的公式,如W=U2/R.t,P=U2/R,Q=U2/R.t这样解题时思维清晰解题迅速。
