简析初中物理电学综合题解析及归纳策略

摘 要：电学知识是初中物理的重点，具有综合性、抽象性和复杂性的特点，由于初中学生的定量计算和分析能力还不强，面对复杂多变的电学综合试题往往无从下手，以往重视电学知识的教学模式已经不能满足新课程改革的需要。因此，本文从电学综合试题的解析方法入手，并归纳试题类型和解决方法，以更好地提高学生的问题分析和解决能力，提高物理教学质量。

关键词：初中物理;电学综合题;解析;归纳

电学知识几乎贯穿于整个初中物理教学过程，由于电学知识点多，综合性强，各个物理量之间的联系复杂，不同的公式和概念还有其适用的范围和条件，这就给学生造成了学习的困难，不能正确地运用物理知识进行问题的分析和解答。因此。初中物理教师要从电学知识的本质规律出发，通过归纳电学知识、试题类型和解答方法，理清学生的思路，辨析电学概念的异同，帮助学生掌握电学综合试题的解答方法，有效提高学生的解题能力。

一、 初中物理电学知识学习存在的问题

电学是初中物理的重要组成部分，也是教学的重点和学生学习的难点，尤其是电学综合试题，对学生知识、能力和方法要求比较高，学生很难应对自如，究其原因，一方面，教材中的电学概念抽象，脱离了学生生活实际，缺乏生活经验和社会阅历的学生很难完全掌握电学内容，就电学综合试题而言，其涉及的电学物理量多，各种题设条件千变万化，学生不容易掌握其中的规律，给学生解题带来了困惑。另一方面，学生的思维能力还不强，不能建立起抽象物理量之间的关系。学生实验能力不足，对于电路的设计、电学实验以及电路故障方面的经验比较欠缺，不能将电学知识正确的运用到实验中。同时，学生不善于发现电学综合题中的本质规律，题目稍作改变就不知如何下手，甚至没有任何的思路，这就导致学生谈到电学综合试题就害怕，久而久之，影响学生的学习和探究兴趣。

二、 初中物理电学综合试题题型归纳

初中物理电学知识综合性强，结合不同的情境和知识点能够拓展和变换出很多类型，纵观近几年的中考，电学综合试题的典型题型基本可以归纳为以下几类：

（一）图像题

电路图是考查学生对欧姆定律和电学知识的有效途径，图像题也是电学综合题型的重要组成部分，掌握这类型试题的分析和解决技巧，更有助于学生深入理解电学知识。

【例1】 已知R1、R2为阻值不同的两个电阻，如右所示的I-U图为R1、R2中通过电流与其两端电压变化的图像，假设R串为R1、R2串联在电路中的总电阻，R并为R1、R2并联在电路中的总电阻，那么，R串应该处于右图中的    区域，R并应该处于右图中的    区域。

分析：试题考查串并联的电学基础知识，结合图像体现串并联后电阻的所在区域问题，有一定的难度。选图中电压相同的一点，电阻串联后总阻值增大，因此电流要小于单独R1、R2接入的电流，因此R串在Ⅰ区域;并联后总阻值减小，R并在Ⅲ区域。

（二）电路设计题

新课程倡导学生的探究性学习和自主性学习，以电学知识为载体的电路设计类试题对学生的电学知识应用能力、思维能力和创新能力都有较高的要求，同时也能够体现出学生的电学真实水平。

【例2】 随着智能化时代的来临，家用汽车的提示系统也越来越人性化，车门指示灯就是其中的一个例子，当小汽车存在车门没有关好的情况下，汽车的车门指示灯就会亮起，即只要有一个或以上的车门没有关好，指示灯就会亮起，那么，根据所学的电学知识，为汽车的车门提示系统设计一个电路图。

分析：试题以生活为素材，让学生探究具体现象背后的電路原理。一般来说，车门打开相当于断开，而断开开关指示灯发光，这与一般的思维不一样，因此，试题需要逆向推断，即开关合上后，灯泡被短路，因此不发光。从这个思路出发，可以推断出四个车门（相当于开关）与指示灯并联接入汽车电路中，当车门打开，发生断路，指示灯发光，电路图如右图所示。

（三）电学实验题

实验是物理教学的重要内容，同时也是电学综合试题的高频考点，通过实验考查学生的电路分析能力、推理判断能力和创新能力，更能够体现出学生的真实物理水平。

【例3】 在学习了电压表以后，小青在实验中遇到了一个问题，身边只有一个3V的电压表，如何测量一个电压值约为24V的电源，此外还有三个阻值分别为1欧、20欧、200欧的定值电阻。经过思考，小青想到了一个好的方法，利用已有的器材测出了电源的真实电压。请你根据所学的知识，将实验的电路图和步骤写下来，如果电压表的显示示数为U伏，那么，电源的电压为多少？

分析：本题是一个简单的测量电源电压的实验，由于电压表的量程太小，不能进行直接测量，因此应该设计串联电路，通过电阻分压原理来进行电源电压的测量。已有三个电阻由于1欧太小，效果不明显，因此可以将电源、20欧、200欧的定值电阻组成串联电路，用电压表测量阻值为20欧的定值电阻的电压，然后根据电学公式求出电源电压U电源=U20（20+200）=11U（伏）。

（四）综合计算题

电学知识公式多，各种变量之间具有复杂的联系，通过开关的闭合，滑动变阻器的滑动，可以使得电路复杂多变，令学生眼花缭乱。这就要求学生能够掌握电学的基本知识，并灵活地应用到实际问题中，有效地解决问题。

【例4】 如图所示，电源的电压恒定，灯泡上显示“6V 3W”，闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑片处于a端的时候，电流表示数 0.3A，电压表示数2.4V。求：

（1）这时灯泡的实际功率是多少，滑动变阻器的最大阻值？

（2）将开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑动到b端，此时电路消耗的总功率？

分析：本题一个电路，但是由于开关和滑动变阻器的变化，导致电路的状态和条件也发生了改变，因此，在计算的时候，要对每种状态下的电路进行分析：第一小问中，闭合开关S1，断开开关S2，当滑动变阻器的滑片处于a端的时候，电路等效于右图所示状态。灯泡与滑动变阻器最大值串联接入电路，电压表示数为滑动变阻器最大值状态下的分压，因此，滑动变阻器的最大阻值为R=UI=8Ω，灯泡电阻可以通过额定电压和功率求出RL=U2LP=12Ω，则灯泡的实际功率P=I2RL=1.08W。

第二小问，当开关都闭合，滑动变阻器的滑片滑动到b端的时候，电路等效于右图所示状态。滑动变阻器和灯泡并联接入电路，根据第一小问可以求出电源的电压为：U=I（R+RL）=6V，正好等于小灯泡的额定电压，因此PL=3W，滑动变阻器功率为PR=U2R=4.5W，因此，电路消耗的总功率为7.5W。

（五）电路故障分析题

电路故障分析题可以让学生结合具体的电路图，根据出现故障的现象对电路进行诊断和分析，中学电路故障一般是电路某个地方出现短路或断路，二者现象比较类似，对学生的综合能力要求较高。

【例5】 如右图所示，闭合开关，两个灯泡都正常发光，电表都有示数，一段时间后，两个灯泡都熄灭，两个电表也没有任何示数，如果电路只有一处故障，则可能是哪里出了故障。

分析：灯都不亮，电表也没有示数，可以判断是电路出现了断路的情况，而电路只有一处故障，因此可能是开关S出现了断路，或是电流表出现了断路，或是灯泡L1出现了断路，导致电路中没有电流。

三、 初中物理电学综合试题解法归纳

在进行初中物理电学综合试题分析的过程中，教师可以引导学生对这类试题的常见解法进行总结和归纳。以帮助学生更好地掌握电学综合试题的规律，提高学生的解题效率，提高学生的物理成绩。

（一）物理模型法

物理模型是进行物理知识学习和探究的重要方法，同样在解决复杂电学综合试题的过程中，通过物理模型的应用，可以将复杂的问题简单化，将未知的问题转化为已知的问题，从而让学生运用已有的知识进行问题的分析和解答。

【例6】 如右图所示，电路中的电源电压保持恒定，单独闭合开关S1，电压表示数为U1，电流表示数为I1，电阻R1的电功率为P1;单独闭合开关S2，电阻R3的电功率为0.64W;将电路中的开关全部闭合，电压表示数为U，电流表示数为I2，已知U1∶U=3∶4，I1∶I2=1∶4，求电阻R2∶R3，电阻R1的电功率为P1。

模型构建，根据题意，可以根据开关的状态对电路进行分解，构建成几个简单的串、并联电路模型，这样就可以直接运用所学知识进行问题的解决。单独闭合开关S1，构建模型如下图甲;将电路中的开关全部闭合，构建模型如下图乙;单独闭合开关S2，构建模型如下图丙。

通过开关的闭合状态，将复杂的电路构建成简单的串联或并联模型，既直观又形象，可以让学生更好地解决问题，提高效率。

（二）图像法

图像法也是解决初中物理电学综合试题的有效方法，通过图像将物理概念和各个物理量之间的关系直观地呈现，让学生一目了然，从而有效地解决问题。图像法可以构建起物理量之间具体的对应关系，简单、直观，能够体现出动态变化过程，将复杂的过程形象地表示出来，更好地帮助学生发现其中的规律。

【例7】 一种规格为“6V 1.5W”的小灯泡，小灯泡两端电压的变化与电流的变化关系如右图所示，现在将同样规格的3只小灯泡串联接入到12V的电路两端，求小灯泡的电阻和实际功率是多少？

分析：根据图像可以发现，小灯泡两端电压和电流的变化是一条曲线，这就是说小灯泡的电阻不是恒定的，因此，在求解的过程中，应该以图像的数据进行计算。则3只小灯泡串联接入到12V的电路两端时的电阻R=UI=20Ω，实际功率为P=UI=0.8W。使用图像法进行问题的解决，需要仔细的观察图像中的物理量，排除干扰项，找出对应物理量的变化规律，发现其中的变化规律，然后选取特殊点，有效解决问题。

（三）转化法

一些电学综合题目给的条件联系少，常规的方法进行分析和解答难度大，步骤多，运算复杂，这时候就可以考虑转化法，将试题的内容转化为已知的物理规律，通过物理量之间的关系列式求解，往往更容易得出答案。

【例8】 右图所示，电源电压恒定，当滑动变阻器接入电路的阻值为R的时候，定值电阻R0的功率为P，现在移动滑动变阻器的滑片，使定值电阻R0消耗的功率变为14P，则这时滑动变阻器接入电路中的电阻是多少？

分析：用常规的方法，需要设电源的总电压，然后逐一的计算电路中不同状态下的电流、电功率，最后建立比例条件，过程复杂，运算量大，容易出错。因此，可以用转化法，以定值电阻为载体，将所求的电功率转化为通过定值电阻中的电流，由公式P=I2R，可以算出功率为14P时，电流为原来的12。设所求的滑动变阻器接入电路中的电阻为R1，则，I=UR0+R，12I=UR0+R1，可得R1=2R+R0，问题迎刃而解。

总之，在初中物理电学综合题的教学中，教师要引导学生从物理电学的基础知识出发，掌握电学综合试题的常见试题类型及解决方法，从而有效地提高学生的解题效率，提高学生的学习能力。

参考文献：

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[4]韦超.初中物理“短路”实验的一点改进[J].物理教师，2018（3）.

作者简介：

曹德亮，江苏省张家港市，江蘇省张家港市常青藤实验学校。