初中物理串并联电路计算题解题方法初探

初中物理串并联电路计算题解题方法初探李禄华（保山市昌宁县勐统中学，云南昌宁678100）摘要：初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点，学好电学计算对学生的逻辑思维、审题等都有提升，培养了学生的创造和创新能力。而串并联电路的相关知识又是电学中最基础的部分。要学好电学知识，首先得把串并联电路弄懂弄清楚，打下坚实的电学基础。关键词：串并联电路计算公式解题思路初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点，也是学业水平考试考查的重点内容，而串并联电路相关知识是最基础的，要解决电学问题，就必须先把串并联知识弄懂。而学生拿到这类题目后往往觉得无从下手，其实学生只要具备相关知识，做好足够的准备工作，而后理清思路，则可解决该题。那么如何才能顺理成章的确解决问题和攻破这个重难点呢？下面将谈谈我不成熟的解题思路和大家一起分享。一、认真审题首先要在脑海里清晰的呈现电压（U）、电流（I）、电阻（R）这三者在串、并联电路中各自的特点。在串联电路中:I=I1=I2=I3、U＝U1+U2+U3、R=R1+R2+R3；导体两端的电压跟导体的电阻成正比；导体的功率跟导体的电阻成正比；导体消耗的电能（电流所做的功）跟导体的电阻成正比；电流通过导体所产生的热量跟电阻成正比。在并联电路中：I=I1+I2+I3、U＝U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R；；通过导体中的电流强度跟电阻成反比；导体的电功率跟导体的电阻成反比；电流通过各导体放出的热量跟导体的电阻成反比；电流通过导体所做的功跟导体的电阻成反比。其次要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式,并且要知道导出公式的使用范围,即导出公式使用于纯电阻电路中(在纯电阻电路中Q=W)等等。再次要认真阅读并分析题目，找出题目中所述电路的各种状态。没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态，画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表,则先认为电压表处于断路状态,再分析电路的串并联,然后看电压表和谁并联则测谁的电压。二、解答计算1、找电源及电源的正极。2、看电流的流向。要注意以下几个问题：（1）电路中的电流表和开关要视为导线，电压表视为断路(开路)；（2）要注意各个开关当前是处于哪种状态；（3）如果电流有分支，要注意电流是在什么地方开始分支，又是在什么地方汇聚。3、判断电路的联接方式。一般分为串联和并联，但有些电路是串并、联的混联电路。若不是串联的，一定要理清是哪几个用电器并联，如果还是混联的，还要分清是以串联为主体的混联电路，还是以并联为主体的混联电路。4、若电路中连有电压表和电流表，判断它们分别是测什么地方的电压和电流强度。5、找出已知量和未知量，利用电学中各物理量之间的关系：即我们平时所说的电路特点；欧姆定律；电功和电功率相关表达式；焦耳定律。然后利用这些关系和已知条件相结合的的方法求解。在求解的过程中，用不着把每一个物理量都求出来，要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。很明显可以看出:我们要熟练解答电学问题就必须熟练掌握相关的物理知识。最后需要说明的是，有些问题在每一种状态下并不能直接求出计算结果，这时要把两种或更多种状态结合起来，找出各个关系图中相等的物理量，列方程或列方程组去计算。三、对某些题型的解法做详细的说明和解答例1、如下图所示，电源电压保持不变，R1=8Ω，R2=7Ω，当闭合开关S时，电压表的示数为4V，则电源电压为多少？（一）审题本题电路是串联电路，闭合开关，电路只有一种状态，电压表测R1两端的电压。（二）联想相关公式及结论根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3，U＝U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）去计算。（三）解答计算已知：R1=8Ω，R2=7Ω，U1=4V求：电源电压U=？解：当开关闭合时，R1两端的电压U1=4V。则：根据欧姆定律可知：I1=U1/R1=4V/8Ω=0.5A又因为在串联电路中：I=I1=I2则：U2=I1R2=0.5A×7Ω=3.5V根据串联电路中电压的关系：U＝U1+U2=4V+3.5V=7.5V例2，如右图所示，当开关S闭合后，滑动变阻器滑片P在B点时，电压表示数为4.5V，电流表示数为0.15A；滑片P在中点C时电压表的示数为3V。求：（1）滑动变阻器R1的最大阻值；（2）电源的电压和R2阻值；（3）电路的最大功率。（一）审题本题电路是串联电路，闭合开关，电路只有一种状态，电压表测滑动变阻器R1两端的电压，滑动变阻器的左右滑动改变它接入电路中电阻的大小，进而影响电路中电流的大小变化。（二）联想相关公式及结论根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3，U＝U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）以及电功率相关计算公式去计算。（三）解答计算解：（1）滑片P在B点时，滑动变阻器全部接入电路,此时电阻最大。则：R1max=U1max/I=4.5V/0.15A=30Ω(2)当滑片P在中点时，R1=15Ω则此时电路中的电流是：I=U1中/R1=3V/15Ω=0.2AU=4.5+0.15R2.............○1U=3+0.2R2............○2电源电压不变，由○1○2解得：U=9VR2=30Ω（3）要使电路中的电功率最大，则必须是电路中流过的电流最大，只有当滑动变阻器滑片滑到A点是电阻最小，电流最大。则：Pmax=UImax=9V×（9V/30Ω）=2.7W例3．在右图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A，电流表A2的示数为0.2A。求：(1)电源电压U。(2)电阻R2的阻值。(3)通电10S，电流通过电阻R2做的功W2。（一）审题本题是并联电路，闭合开关S,电流表A1测得流过R1的电流，电流表A2测得流过R2的电流。（二）联想相关公式及结论根据题意用到并联电路中I=I1+I2+I3，U＝U1=U2=U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）以及电功相关计算公式去计算。(三）解答计算解：(1)根据欧姆定律I=U/R，可得：U1=I1R1=0.3A×20Ω＝6V根据并联电路的特点，可得：U=U1=6V(2)根据并联电路的特点，可得：U2=U1=6伏根据欧姆定律I=U/R，可得：R2=U2/I2=6V/0.2A=30Ω(3)W2=U2I2t2=6V×0.2A×10S=12J例4．在下图所示的电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R2标有“20Ω2A”字样。闭合开关后，电流表A示数为0.2A，电压表V的示数为2V。求：(1)电阻R1的阻值。(2)电流表A的最小示数。(3)电阻Rl消耗的最小功率。R1VASR2(一)审题本题是串联电路，闭合开关S,电路只有一种状态，电压表V测R2两端的电压。(二)联想相关公式及结论根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3，U＝U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式（I=U/R）以及电功率相关计算公式去计算。(三)解答计算解：(1)根据串联电路的特点，可得：U1=U－U2=6V－2V＝4V根据欧姆定律I=U/R，可得：R1=U1/I1=4V/0.2A=20Ω(2)当滑片P在最右端时，R2阻值最大，电流最小。根据欧姆定律I=U/R，可得：I2=U/(R1+R2)=6V/(20Ω+20Ω)=0.15A(3)R1为定值电阻，流过它的电流最小时，消耗的功率最小。即：P最小＝I22R2＝(0.15A)2×20Ω=0.45W上述所讲的是初中物理中串并联电路计算题的一般解法。在习题的解答中，要熟练地运用串并联电路的一些规律及其定律。在平时的练习中，可以多做些巩固基础的习题，若能够做到举一反三，就能突破物理串并联电路习题的瓶颈。参考文献：【1】初中物理教学指导2007.5【2】人教版八年级物理教材2006.10【3】人教版八年级物理教材全解2009.10【4】北师大版初三物理教材全解2006.5【5】孙敏《初中物理欧姆定律计算题的解题思路技巧》学生之友2010.10【6】刘伟志《例析解答电学计算题的技巧》物理教学探讨2008.12【7】陈常友《怎样解答电学计算题》学生之友2010.5【8】郝永玉《初中物理串、并联电路计算题解题方法》新课程学习2012.6初中物理串并联电路计算题解题方法初探李禄华邮编：678108电话：152875575022013年8月