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巧用“图表法”解欧姆定律

2021-07-22廖俊英

广东教学报·教育综合 2021年73期
关键词:欧姆定律

廖俊英

【摘要】电学在中考中所占比例最大。这部分内容公式非常多,而欧姆定律是最基本,它好比开门的钥匙,只要有了钥匙,电学这扇大门才能打开。理解欧姆定律,并能熟练运用欧姆定律进行有关串并联电学计算是关键。笔者结合平时学习的一些知识和教学中的一些体会,谈一谈巧用“图表法”解欧姆定律

【关键词】“圖表法”;欧姆定律

电学在中考中所占比例最大。这部分内容公式非常多,而欧姆定律是最基本,它好比开门的钥匙,只要有了钥匙,电学这扇大门才能打开。理解欧姆定律,并能熟练运用欧姆定律进行有关串并联电学计算是关键。学生刚开始学习欧姆定律的时候都觉得非常的简单,觉得它仅仅是个简单的物理公式,涉及到电流、电阻、电压的部分。但是当做关于欧姆定律计算题时学生们都傻了,它的倒换公式、物理思想、闭路回路等等,都成为了学生头痛的对象。所以帮助学生对欧姆定律的理解和应用是解决欧姆定律计算题的核心。

一、试论欧姆定律计算题的解题思路

1.欧姆定律的含义

欧姆定律的发现者是一个名叫欧姆的德国物理学家,由于他通过大量的实验探究得到的这个定律便用他的名字命名。欧姆定律指的是在同一个电路中,导体中的电流和导体中的电压成正比,和导体的电阻阻值成反比。欧姆定律的重点是电流,它由电压和电阻决定的,但是电压的大小却不是由电流和电阻所决定的,所以我们可以清楚的知道电压决定着电流,但是电流的大小却不能决定电压;电阻与电流和电压的大小高低也毫无关系,电阻它只是与导体本身的条件相关包括(导体的材料组成、导体的长度、横截面积等)。

2.分析电路

欧姆定律最终应用的主要作用就是在于在要能读懂电流的走动趋势,在了解电流的走动趋势的第一步就是应该了解这个电路是属于串联还是并联。在串联与并联的电路中,电压、电阻、电流它们的关系与解题思路各不相同。我们从欧姆定律的概念上就可以知道电流在电路中只有一条路可以在,这就是串联,如果有两条或者更多就是并联。

3.欧姆定律公式中对单位的要求

从书上可以看出来,此公式中,各物理量的单位必须用国际制单位,即:电压单位必须为V,电阻单位必须为Ω,这样算出的电流单位才是A。

4.计算题的解题思路

在应用欧姆定律的时候,一定要注意到电流、电压、电阻这三个物理量必须在同一电路中,不能将不同电路中的电流、电压、电阻这三个物理量代入欧姆定律当中。由此我们也可以知道电压和电流必须是一段电路中同一时刻所产生的值,如果不是的话,禁止将其用欧姆定律计算。看到一堆的物理量,学生们都傻了,不知如何下手。有些同学可能口算就知道答案,但一写过程就错,不知写那一步先。

二、下面谈谈我是如何指导学生掌握欧姆定律计算题

首先列出图表,把电路中的三个物理量(电压、电流、电阻)填好,再把已知填到表格中:

指导学生分析:横向是指不同电路中同种物理量,它们遵循串、并联电路特点求解。纵向是指同一用电器的三个不同物理量,遵循欧姆定律I=U/R及变形公式求解。观察图表,欧姆定律的应用是已知两个物理量就可求出第三个物理量。

三、写计算题过程应注意

(1)要有“解”字;

(2)计算过程中,要先化单位,写清楚是串联还是并联电路,再按上分析时的步骤写出被求的物理量的计算公式,然后对应公式当中的物理量代入数值,最后算出结果;

(3)答。

例1:有两个导体,电阻分别为10欧和30欧,把它们串联接在电 路后,已知通过10欧电阻的电流是0.5安。

求:①电源电压是多少?②两个电阻上的电压分别是多少?

(1)把已知填到表格中

(2)观察图表,横向电阻:第一步可求总电阻

R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω

横向电流:第二步可求I=I1=I2=0.5A

第三步可求电源总电压U=IR=0.5A×40Ω=20V

那第一小问就做好了,接着第二小问就更简单了。

观察表格纵向利用欧姆定律的变形式求解:

U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V

U2=I2R2=0.5A×30Ω=15V(或U2=U-U1=20V-5V=15V)

过程如下:

解:因为R1、R2串联

R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω

I=I1=I2=0.5A

U=IR=0.5A×40Ω=20V

U1=I1R1=0.5A×10Ω=5V

U2=I2R2=0.5A×30Ω=15V

(或U2=U-U1=20V-5V=15V)

答:

例2:L1和L2两个小灯泡,L1阻值为4欧,通过L2的电流1A,并联后接到电压为12伏的电源上,看能求多少个物理量?

(1)把已知填到表格中

(2)观察图表,纵向每个用电器只有一个物理量不能用欧姆定律;

第一步从横向求:并联电路特点有U1=U2=U=12V

第二步从纵向求:I1=U1/R1=12V/4Ω=3A

第三步:I=I1+I2=3A+1A=4A

第四步:R2=U2/I2=12V/1A=12Ω

第五步:R=U/I=12V/4A=3Ω

过程如下:

解:因为L1、L2并联

U1=U2=U=12V

I1=U1/R1=12V/4Ω=3A

I=I1+I2=3A+1A=4A

R2=U2/I2=12V/1A=12Ω

R=U/I=12V/4A=3Ω

答:这题可求6个物理量,分5步完成,思路清晰,步骤清楚,是个完美解题过程。以后我们在解题分析时,直接在图表中标好第一步(1)、第二步(2)…完成,那写步骤时按(1)、(2)…完成。如图所示:

由上面两个例题可见,巧妙利用图表法把欧姆定律和串、并联电路特点结合,不仅能使学生克服盲目推导,缩短解题时间,又能使学生灵活地选择最简单的解题思路和方法,达到提高学生分析问题和解决问题能力。

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