浅谈初中物理电学教学中反思的重要性

浅谈初中物理电学教学中反思的重要性
泾川县王村镇中学 郭金鹏
【摘要】物理是一门研究声、光、热、电和力等自然现象的内在规律的学科，在学习中讲究动手、动脑、动眼。

在电学学习中，由于电荷的运动看不见也摸不着，给初学者的学习带来一定的障碍。

其实，只要我们一如既往地发扬“动手、动脑、动眼”这“三动”作风，电学学习的困惑就会消除。

动手，指要认真做好电学实验；动眼，指要仔细观察实验电路中出现的各种电学现象；动脑，主要指对实验中出现的各种现象进行概括和反思。

在初中电学中，全书紧紧围绕欧姆定律U I R =展开讲述。

所以要学好电学，先要对欧姆定律进行深层次的理解，并做好相应的反思工作。

以下主要结合学生实际做题中遇到的各种习题和困惑，诠释电学学习中反思。

【关键字】物理 学习 反思
电学知识，学生在日常生活中接触较少。

看又看不到，摸又不敢摸，对学生来说很抽象，很难理解，很难掌握。

学生普遍认为虽然掌握了公式，但在实际中解决问题时不能够灵活运用，甚至不会应用相关公式解决实际问题。

这就使学生很苦恼，很无奈，最终产生厌学的现象。

本文浅谈初中电学学习中如何做好反思过程，使电学学习变得轻松而愉悦。

一、加深对欧姆定律的理解 欧姆定律U I R =
，通过变形，可得U IR =和U R I
=，我们经常用这几个关系式进行计算。

但提到对欧姆定律的理解，相信大多数同学很难说出。

欧姆定律U I R =表达了通过一段导体上的电流与加在其上的电压成正比的关系。

在这里，电阻是不变的，所以电流与电压成正比。

不能．．由变形式U R I
=得出电阻与电流成反比，与电压成正比，因为对于一段导体来说，它的电阻只与制作的材料、它的长度、横截面积及自身的温度有关。

如一段长1m ，横截面积1mm 2的铜导线在20℃时的电
阻大小为0.017Ω，这个值是固定的。

也就是说，给它加上10V 的电压与加上100V 的电压对应的电阻值都为0.017Ω，通过1A 的电流与通过10A 的电流它的电阻仍为0.017Ω。

二、解题过程中不断反思电学知识的精粹
下面我们以几道习题为例，浅析如何做好反思工作。

1.一段导体两端的电压增强了6V 时，电流增大了0.2A ，这段导体的电阻是多少？
解析：设原来电压为U ，电流为I ，那么现在电压和电流就分别为U+6V 、I+0.2A 。

根据欧姆定律，电阻不随电压、电流的变化而变化，故有
60.2U U V R I I A +==+；由60.2U U V I I A +=+交叉相乘化简可得，6300.2U V I A
==Ω=R 反思：有同学可能不会做，直接用6V/0.2A 算出了30Ω，答案是一样的。

这是偶然？让我们来探究其中的奥秘。

设原来的电压为U ，电流为I ，现在的电压为U ’，电流为I ’，则根据欧姆定律，有 ''
U U R I I ==，变形：U IR = ①； ''U I R = ② 用 ②-①，可得''U U I R IR -=-，化简得'(')U U I I R -=-，所以
'(')U U U R I I I
-∆==-∆ （其中U ∆是电压的变化量，I ∆是电流的变化量）
由此可以看出，利用6V/0.2A 算出了30Ω是正确的。

其实利用'(')U U U R I I I
-∆==-∆巧解电学习题还有更广泛的应用，看下一道题。

2.如图所示电路，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片移动时，电压表的示数在6V-9V 之间变化，电流表的示数在0.1A-0.3A 之间变化。

求小灯泡的电阻。

解析：设电源电压恒为U ，小灯泡的电阻为R ，开始时滑动变阻器两端的电压为U R ，灯泡两端的电压为U L ，电路中的电流为I ，变化后的变阻器两端电压为U R ’，灯泡两端电压为U L ’，电流为I ’。

由于电源电压不变，所以有''R L R L U U U U U =+=+
而L U IR =，''L U I R =，代入上式可得''R R U U IR U I R =+=+
由''R R U IR U I R +=+可得，''R R R U U U R I I I -∆=
=-∆ 所以，96100.40.1R U V V R I A A
∆-===Ω∆- 反思：在关系式R U R I
∆=∆中，R U ∆指变阻器两端电压的变化量，这个值与灯泡电压的变化量L U ∆是相等的。

因为在这个电路中，R L U U U =+，U R 与U L 两个量中，一个增大，另一个必然减小，这样才能维持总电压不变，简单地说就是此消彼长。

所以关系式R U R I ∆=
∆也可写成L U R I ∆=∆，再简单一点就可写成U R I
∆=∆。

其中U ∆既可指变阻器两端电压的变化量R U ∆， 也可指灯泡电压的变化量L U ∆。

所以，可以利用U R I
∆=∆方便地对定值电阻的阻值进行计算。

3. 如图所示，电源电压保持不变，若P 向右移动，则电压表、电流表示数的变化分别为( )
A ．变大，变小
B ．变大，变大
C ．变小，变大
D ．变小、变小
解析：P 右移⇒变阻器R 增大⇒R 总=R+R L ：总电阻增大⇒U I R =
总总
：电流减小⇒L L U IR =：灯泡两端电压减小。

正确答案：D
反思：在串联电路中，电流处处相等，故阻值越大的用电器两端所加的电压就越高，用关系式表示就是1122
U R U R =。

在这里，如果我们把电阻比拟成胖子，那么它两端所分得的电压就可比拟为包子，它们之间的关系就好比胖子越胖，吃的包子就越多。

在此题中，共有两个胖子，即灯泡和变阻器。

滑片P 右移，R 值增大，相当于变阻器这胖子比以前更胖了，故吃的包子也就增多了（电压增大）。

由于包子总数是有限的（总电压不变），R 这个胖子吃的多了，R L 这个胖子就吃的少了（灯泡两端电压减小）。

利用胖子吃包子这一关系，可以巧解诸多由于滑动变阻器阻值变化导致电路中电流、电压变化的类似习题，极大缩短了解题时间。

4. 一定值电阻两端的电压为4V 时，电功率是1W ；当加在这个电阻两端的电压为2V 时，它的电功率为：（ ）
A ．1W
B ．2W
C ．0．5W
D ．0．25W
解析：电阻是导体本身的一种特性，不会随着电压、电流的变化而变化，所以可以先求出电阻R ，再进行相关计算。

根据U I R
=，P UI =，得出22(4)161U V R P W ===Ω 当电压变为2V 时，22
'(2)'0.2516U V P W R ===Ω
正确答案：D
反思：在这两种状态下，电阻阻值不变，且两次状态下电阻阻值R 可表示为：
2
U R P = ①； 2
''
U R P = ② 由①②两式可得22''U U P P =，变形，得22''P U P U =或2''()P U P U
= ③ ③表达了同一个电阻在不同状态下电压与电功率的关系，即电阻R 在电压U 下对应的电功率为P ，在电压U ’下对应的电功率为P ’，则它们的关系就为2''()P U P U = 。

利用此关系可快速解一些选择、填空类习题。

5. 一只灯泡上标有“PZ 220 40”的字样，如果把它接到110V 的交流电路中，它所消耗的功率是_________W 。

解析：解这类填空题，可迅速根据2''()P U P U
=得出答案： 22'110'()()4010220U V P P W W U V
==⨯= 反思：在解题过程中，将P ’当成了实际功率，U ’当成了实际电压，P 当成了额定功率，U 当成了额定电压。

所以大多数同学如果觉得
2''()P U P U =这个关系式理解起来有些抽象，那么可以把它具体成：2()P U P U =实
实
额额。

有同学还会发现这样的规律，那就是当电压减小为原来的1n 时，电功率就会变为原来的21n。

如一个在220V 电压下工作的1600W 的电动机，当电压变为55V 时（55V 正好是
220V的1
4
），电功率就会就为100W (1600W的
2
1
4
)。

以上简单地举了几个典型的例子，从以上的例子可以看出，电学虽然比较复杂，但只要我们把抽象的电学与现实中存在的一些模型联系起来，只要善于反思，找出电学关系式之间的联系，就可以将一些复杂的知识简单化。

另外，还需要对一些特殊的现象（如短路、断路以及它们所导致的电压表串联）进行深入了解，会进行简单的电路检修，能认识到电路故障之所在。

做到以上这些，相信电学学习会变得轻松而愉悦。