黃思恩

摘 要：本文針對2015年泉州市中考物理第20題的考查知識點、試題的講解、試題的延伸等進行物理說明。

關(guān)鍵詞：泉州中考；電路簡化；說題；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)開關(guān)S閉合，S1斷開，甲、乙兩表為電流表時，R1和R2消耗的功率P1：P2 =2：3；當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時，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、電功率的比例問題。具有一定的綜合性、知識延伸性、典型性。符合考試說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，并簡單應(yīng)用以及對將電功率與串并聯(lián)電流電壓關(guān)系建立聯(lián)系，并進行簡單分析與綜合應(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，而對于這樣的改變則需要學(xué)生有更強的理解能力和綜合分析能力。

3 說學(xué)情分析

電路圖貫穿了整個初中電磁學(xué)的始終，電路圖相關(guān)知識是初中電學(xué)的一個重要組成部分，在初中物理教學(xué)中既是教學(xué)重點，其部分內(nèi)容也是教學(xué)難點。正確識別、分析電路，是初中學(xué)生的最基本的能力要求。然而，對于初學(xué)電路的初中生，往往對復(fù)雜多變的電路分析感到無從下手。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)電路誤認為并聯(lián)電路。電壓表所測電壓的示數(shù)學(xué)生分不清是哪個用電器兩端的電壓。

4 說解題過程

4.1 審題分析

該題的難點和解題的關(guān)鍵點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關(guān)和電表的狀態(tài)，從而求出兩個電阻的關(guān)系。

4.2 解題分析

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

針對這一情況我做了一個簡單的電路圖并通過拆分電路圖引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜的電路圖簡單化。

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

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

②接著在把兩個電流表換成導(dǎo)線，畫出如圖3的電路。

現(xiàn)在在這個被簡化了的電路圖上在利用電流的走向來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，利用公式?？梢缘贸龉β手鹊扔陔娮璧姆幢?，P1：P2 =2：3，那么電阻的關(guān)系就是：R1：R2=3：2。

（2）當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合，甲、乙兩表為電壓表時

①把開關(guān)S1和兩個電表再接回來，畫出如圖4的電路。

②很多同學(xué)會因為電壓表的干擾而把電路判斷錯誤，電壓表是并聯(lián)的，利用并聯(lián)互補影響我們把電壓表直接去掉畫出如圖5的電路。可以看出R1和R2是串聯(lián)的。

③接著分析兩個電壓表的測量對象。首先要明確電壓表測量電壓時是與被測對象并聯(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特點，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了。

遇到復(fù)雜的電路圖的時候一定要告訴學(xué)生把電路圖分解，可以把斷開的開關(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單的電路組成，那么分析起用電器之間的關(guān)系就簡單多了。

5 說解題指導(dǎo)

當(dāng)S閉合，S1斷開，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 說擴展延伸

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

為了讓學(xué)生更好的理解將復(fù)雜電路圖分解開來的重要性，熟練該方法。我們來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；斷開電路后，將電壓表、電流表的位置互換，S1斷開、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可簡化得如圖7電路。判斷出電流表測通過R1的電流，兩個電阻并聯(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，就不再把S1畫出來，同樣把電壓表先不看。簡化電路如圖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為滑動變阻器。閉合開關(guān)S后，在滑片P從最左端向右移動到中間位置的過程中，下列說法正確的是 （ ）

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電路圖很復(fù)雜，利用上述方法把簡化后的電路圖畫出了如圖10。

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

7 說小結(jié)

在初中的物理教學(xué)過程之中，對于電路圖的簡化是一項重要的工作，很多電路方面知識的考驗，旨在考察學(xué)生對知識的掌握。這就需要教師對學(xué)生進行正確的引導(dǎo)，通過對電路圖形的簡化，使得學(xué)生解決問題時思路清晰，進而提高學(xué)生解決問題的正確率，激發(fā)學(xué)生對物理這門學(xué)科的興趣。

電路圖是初中電學(xué)知識的基礎(chǔ)，又是學(xué)好電學(xué)知識的關(guān)鍵，對于高中電學(xué)知識的學(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)該仍然會持續(xù)出現(xiàn)。

8 說反思

在今后的物理教學(xué)過程之中，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)雜電路的簡化

（4）訓(xùn)練解題方法

（5）加強數(shù)學(xué)物理的結(jié)合。