谈初中物理中串并联电路的难点突破

作者:未知

  【摘 要】评价一节课的优与劣的重要指标是看此节课的重点、难点是否取得了突破。做好一节高质量课就一定要认真研读教材,突破内容的重点与难点。教学重点指的是教材内容最根本知识、技能,即为基本的知识与技能。难点一般是教师比较难讲清楚且学生较难理解或容易理解错误的教材内容。因此,如何突破教材的重点、难点极为重要。
  【关键词】串联;并联;重难点
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)04-0029-02
  初中的电学知识及能力要求较高,体现在电学知识的系统性强,利用电学知识解决身边与电相关的实际问题的能力较高,学生学习的难度相应较难,大多数学生不能学懂学好,影响学生未来物理课的学习。
  1 化繁为简,难题不难
  1.1 复杂的开关电路图的串并联
  学生看到开关电路图就感到很困难,学生反映是看到它就不爽,其原因有三点:一是元件符号多,二是开关的状态要变化,三是分析时无关的符号连线干扰严重。开关电路属于动态电路,对于它的学习,在电学中占有很重要的地位。在考试中,它是中等难度及以上的常见题型,主要考查学生综合能力和灵活处理能力的高低程度。那么,在教学中,老师应怎样引领学生克服困难?复杂电路是由简单的串并联电路组成。化繁为简至关重要,闭合的开关就是一条导线,电路是通的,电流能流过来,而断开的开关,电路是断的,电流不能流过来,此段电路是废电路,既然它没有用,我们就可以去掉。教学中,我们要去掉的电路就不画了,只画出需要的电路就可以了,这就是常说的电路图的简化。简化后的电路就简单了,再用电流法去分析电路的类型,复杂的开关电路图就不难了。
  1.2 电流表和电压表电路的串并联
  在电路中,电流表和电压表的主要功能是测量物理量的仪器。但是它还有另外的电路连接的特点:电流表的电阻很小,相当于一条导线。电压表的电阻很大,允许通过的电流很小,大约在薇安数量级,在一般的强电流的电路中,可以忽略不计,认为没有电流通过它。把它当成一个断开的开关。因此,在电路图中,某处的电流表换成电压表,电路的连接类型将会不同的。在该处教学中,笔者列举了两个例子:三个小灯泡串联,在相邻的两个小灯泡上并联两只电流表组成一个新的电路图,请学生分析该电路的串并联关系?在课堂上,一部分学习认为是串联,一部分学习认为是并联,还有一部分学生是猜的,不知道怎样思考。其原因是没有正确地简化电路。电流表简化成一条导线,电路图就特简单了,用电流法去分析,它一定可知是并联电路。另一个例子,三个小灯泡串联,在相邻的两个小灯泡上并联两只电压表,组成一个新的电路图。学生已有了简化电路的知识,很多学生能准确地判断出该电路是串联。电压表相当于断开的开关,那就去掉电压表,该电路就是串联了。
  2 节点移动,豁然开朗
  电压表测电压的问题,一般认为是一个简单的问题。但实际教学中,却不是简单的事,现在还成为教学中的难点了。在现在的练习和考试题中,电压表与被测电路的用电器相距很远,这样就不容易看出它与谁相并联了,当然就不能准确地确定测量谁的电压了。有时电压表与被测的用电器或某一部分电路很近,但周围的用电器的元件符号较多,电压表都与它们相并联了,都能测出它们的电压吗?可能吗?有时可能,有时只能测出其中一个用电器的电压,其它的是不能测出的。在教学中,列举了两个例子,两个小灯泡串联,接在电源上,再放一个开关,组成一个串联电路。在矩形电路图中的上面的边上放一个小灯泡和电源,下面的边上放开关和另一个小灯泡。第一个例子,在该电路中,电压表与电源并联,问学生电压表测谁的电压?都能回答测电源的电压,也有说测两个小灯泡的总电压,都是正确的。第二个例子,电压表的一端移动一点,电压表与电源和旁边的小灯泡相并联了。问学生电压表测谁的电压?这下炸开了锅,有的说测上面边上小灯泡的电压,有的说测下面边上的小灯泡的电压,等等。这个问题怎样解决呢?关键看电压表与哪个部分电路直接相并联。该处的电压表不能直接与上面的那个小灯泡相并联,原因是电压表的两个节点中的一个节点被电源隔开了,电压表不能测出上面那个小灯泡的电压,当然也不能测出电源的电压。那么能不能测出下面那个小灯泡的电压呢?太远了不能吧,我们知道,同一根导线相连的点是等效的,那我们不妨把电压表的两个节点沿着导线下面的那个小灯泡移动靠近,看一看效果如何?电压表居然能直接与该小灯泡相并联电压表就能测出该小灯泡的电压了。节点移动一下,问题迎刃而解,思维豁然开朗。注意:节点只能沿导线移动,不能跨过电源和用电器。再来一个例子,两个小灯泡L1、L2并联,接在电源上,一只电压表两个节点很近地与其中一个小灯泡L1并联,问电压表能测出哪些小灯泡的电压?一些学生回答测出L1的电压,也有说能测出L2的电压,正确的是既能测出L1的电压,也能测出L2的电压。原因是电压表与L2很远,移动电压表的两个节点也能直接相并联。另一个理解是并联电路各支路两端的电压相等。若多个用电器和多个电压表的电路图,先要简化电路图,明确我们研究的电路图的终极目标是串联还是并联。然后再还原电压表,还原电压表时,要求哪个电压表测电压只还原该电压表,其它的不要还原,这样做的目的使电路图更简单些,解决问题容易些,做题的思路更清晰些。
  3 变化多端,分步化解
  电路图有多个用电器、多个开关、多个电压表和电流表。给出电压表和电流表的示数,开关不同状态时,求:某些用电器的电压值和电流值。这样的练习题和考试题,难到一大片学生,很多学生干脆就不思考了。其实掌握一定的方法,这样的问题虽难,很多学生经过训练,也能解答出来,虽不能全对,但也能做出一些或得到一部分分数,不至于哀鸿一片。前面已学习过开关电路和电压表和电流表电路的简化,以及电压表和电流表测量的技能,现在就分步化解难题,先进行电路简化,明确是串聯还是并联,这一点很重要。原因是串并联电路的电压和电流以及电阻的规律是不同的,不明确它,所做的一切都是错误的。在这个基础上,还原电压表和电流表,明确电表能直接测出哪部分电路的电压和电流,这样知道的物理量越多,解决问题的能力就越强。再结合所求的目标,利用相关的规律进行解答就能解出正确的结果。对于变化多端的问题,也不要怕,使用已掌握的知识和方法,以不变应万变,分步化解难点,使难题不难。
  在教学中,要解决教学中新的难点,必须遵循两个原则:深入研究难点知识的内容,还有认真分析学生的思维特征和思维困难。二者综合必能找到有效解决难点的方法。
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