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