(完整word版)初中物理模型解题法

初中物理模型解题法
准格尔旗第四中学
物理教师：王泉
一、电学模型（一）
模型口诀
先判串联和并联，电表测量然后判； 一路通底必是串，若有分支是并联； A 表相当于导线，并联短路会出现； 如果发现它并源，毁表毁源太凄惨； 若有电器与它并，电路发生局部短； V 表可并不可串，串时相当电路断； 如果发现它被串，电流为零应当然。

模型思考
你想知道常用、快捷、有效、正确识别电路连接方式的四种方法吗？
你会迅速、快捷、无误地判断出电路发生变化时电流表、电压表的示数如何变化吗？ 你能根据实验现象或者题中给出的器材，准确、有效、方便的查找到电路中发生故障的原因吗？
模型归纳示图
去表法 串联电路 标电流法 并联电路 节点法
去元件法
明晰电压表电流表测量电路部分 部分电阻变化 总电阻变化 总电流变化 部分电流、部分电压、电表示数 电功、电功率
故障已给出 假设法
判断电路故障 电路图分析 故障未给出 短路 串、并连接 断路 电器连接方式 使用注意 电表用途
正确识别电路办法 V 判断电流电压示数 A
串、并联电路的识别方法
电路连接有两种基本方法──串联与并联。

对于初学者要能够很好识别它们有点难度，下面结合串并联电路特点和实例，学习区别这两种电路的基本方法，希望对初学者有所帮助。

一、串联电路
如果电路中所有的元件是逐个顺次首尾连接起来的，此电路就是串联。

我们常见装饰用的“满天星”小彩灯，就是串联的。

家用电路中的开关与它所控制的用电器之间也是串联的。

串联电路有以下一些特点：
（1）电路连接特点：串联的整个电路只有一条电流的路径，各用电器依次相连，没有“分支点”。

（2）用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中若有一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。

（3）开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。

即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。

二、并联电路
如果电器中各元件并列连接在电路的两点间，此电路就是并联电路。

教室里的电灯、马路上的路灯、家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器之间都是并联在电路中的。

并联电路有以下特点：
（1）电路连接特点：并联电路由干路和几条支路组成，有“分支点”。

每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。

（2）用电器工作特点：在并联电路中各用电器之间相不影响。

某一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。

比如教室里的电灯，有一只烧坏，其它的电灯仍然能亮。

这就是互不影响。

（3）开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。

干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。

而各条支路开关只控制它所在的那条支路。

三、识别电路方法
1．定义法：综合运用上面介绍串并联电路的连接特点及用电器工作特点，针对一些简单、规则的电路是行之有效的方法，也是其它方法的基础。

2．路径识别法：根据串并联电路连接特点，串联的整个电路只有一条电流的路径，如果有两条或两条以上的路径即为并联电路。

例题1如图1所示的电路，是判断连接方式是串联还是并联？
【解析】我们可以在图形上用箭头标示出电流的路径，电流从电源的正极出发，若只有一条路径，则是串联，若有两条或两条以上路径则是并联；图中可以标示出三条路径，如图2所示，可以用箭
头在图形上标画出来，第一条是从正极→A→L
1→B→负极，第二条是正极→A→L
2
→B→负极，第三
条是正极→A→L
3→B→负极。

所以图中L
1
、L
2
、L
3
组成的是并联电路。

3．节点分析法：对一些复杂的电路往往一眼难辨，为了简化起见，可以在电流的分流处和合流处设置节点标上字母，同一根导线上字母相同（开关相当于导线），然后分析电流从分流点流到合流点有几种路径，若只有一种路径则为串联，否则为并联电路。

例题2如图3所示的电路，试判断三只电灯是串联还是并联？
【解析】首先在电流的分流处和合流处分别标上字母A、B，且同一根导线字母相同，如图4
所示，则从图中不难看出电流从A流到B可以经过L
1，也可以经过L
2
，还可以经过L
3
到达。

等效
电路可画成图5所示。

可见此电路是由三只电灯并联组成的。

4．去用电器识别法
由于串联电路元件是逐个顺次连接，各用电器相互牵制相互影响，如果将电路中的某个用电器取下，其它的电路都不工作，则该电路是串联电路。

而并联电路各支路用电器单独工作互不影响，如果将某一用电器去掉，其它的电路不受影响，则该电路是并联电路。

例题3如图6所示，在桌面上有两个小灯泡和一个开关，它的连接电路在桌面下，无法看到。

某同学试了一下，闭合开关时两灯泡都亮，断开开关时，两灯泡都熄灭，这两个小灯泡究竟是串联连接，还是并联连接的呢？
【解析】不能仅凭开关能控制所有用电器，就说电路是串联的。

因为并联电路中在干路的开关也能控制整个电路。

最简单的方法是：闭合开关，两灯泡都亮，然后拧去一只灯泡，看另一只是否发
小结：电路识别对于我们初学者开始有点难，但是借助以上方法加强训练，对简化电路、分析电路很有帮助，特别是路径识别法和节点分析法，希望大家认真学好，在对付一些较复杂的电路时会有一种豁然开朗的感觉。

不妨来试一试。

【训练题】1．在图7所示电路中，（1）当只闭合开关S 1时，灯L 1、L 2、L 3是怎样联接的？
（2）当S 1、S 2闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？
（3）当S 1、S 3闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？
（4）当S 1、S 2．、S 3都闭合时，电流通过哪几只灯？是怎样联接的？
2．如图8所示的电路，当开关S 1、S 2断开时，灯L 1、L 2、L 3是怎样连接的？当开关S 1、S 2闭合时，灯L 1、L 2、L 3又是怎样连接的呢？
【答案】
1．（1）只闭合开关S 1时，电流通过灯L 1、L 2、L 3，它们是串联的。

（2）当S 1、S 2闭合时，灯L 1、L 2被开关S 2短路，电流只通过灯L 3。

（3）当S 1、S 3闭合时，灯L 2、L 3被开关S 3短路，电流只通过灯L 1。

（4）当S 1、S 2、S 3都闭合时，电流通过灯L 1、L 2、L 3，它们是并联的。

2．开关S 1、S 2断开时，电流只有一条路径，灯L 1、L 2、L 3是串联的；开关S 1、S 2闭合时，电流有三条路径，灯L 1、L 2、L 3是并联的。

如何判断电路故障问题
“电路的故障”问题在中考时常出现在电路选择题中，它主要分为无电表（电流表、电压表）和有电表两种情况下的电路故障，电路故障主要包括断路和短路，造成断路的主要原因有：①连接电路时，导线与接线柱之间接触不良；②由于电压过高电路被烧断，比如灯被烧坏；③将电压表串联在电路中，因为电压表的内阻过大，造成电压表所在电路断路。

而造成短路的主要原因有：电路的错误连接产生短路，如电流表并联在电路中，因电流表的内阻太小，相当于接入了导线。

现举例分析。

一. 无电表时的电路故障
例1. 小明在做实验时把甲、乙两灯泡串联后通过开关接在电源上，闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光。

乙灯不发光的原因是（）
A. 它的电阻太小；
B. 它的电阻太大；
C. 流过乙灯的电流比甲灯小；
D. 乙灯灯丝断了。

分析与解答：因为甲、乙两灯组成的是串联电路，当开关闭合后，甲灯发光，这证明电路是通路，所以要想知道乙灯不亮的原因，必须得清楚串联电路的电流、电压及电阻的各自特点。

因串联电路的电流处处相等，因此有串联电阻两端的电压与电阻是成正比关系的，当乙灯电阻太小时，其两端的电压也太小，远小于其额定电压，所以乙灯不会发光。

答案：A
二. 有电表时的电路故障
例2. 如图1所示为两个灯组成的串联电路，电源电压为6V，闭合开关S后两灯均不发光，用一只理想电压表测量电路中ab间电压为0，bc间电压为6V，则电路中的故障可能为：
A. L1短路且L2断路
B. L1和L2均断路
C. L1断路且L2短路
D. 只有L2断路
分析与解答：本题主要考查电路发生故障原因的判断，解题关键是理解电路
的连接及特性。

分析时可以从有示数的电表或有工作的用电器开始分析：①
当电压表接在ab间时电压为0，说明电压表中无电流通过，即电压表、电源、
开关、灯L2组成的是开路；②当电压表接在bc间时电压为6V，说明电压表
中有持续的电流通过，即电压表、电源、开关、灯L1组成通路，这时电压表示数接近电源电压为6V。

③若L1短路，也为零，，但L2应发光，与题目不符。

答案：D
例3. 如图2所示，闭合开关，两只灯泡都不亮，且电流表和电压表的指针都不动。

现将两只灯泡L1和L2的位置对调，再次闭合开关时，发现两只灯泡仍不亮，电流表指针仍不动，但电压表的指针却有了明显的偏转，该电路的故障可能是（）
A. 从a点经过电流表到开关这段电路中出现断路；
B. 灯泡L1的灯丝断了；
C. 灯泡L2的灯丝断了；
D. 电流表和两个灯泡都坏了。

分析与解答：因为电流表指针不动，两灯都不亮，
说明电路中没有电流通过，电路应判断为断路。

当
L1、L2位置对调时，如图3所示：
电压表有示数，说明电压表的两端一定和电源连通，即电流从电源正极经电流表、a点、电压表、b点、灯L1，流回到电源负极之间不可能有断路，故可判断电路故障为灯L2断路。

模型口诀
实物图和电路图，已知其一画另一；
各类仪器来读数，实验步骤需设计；
已知数据球结论，皆是实验探索题；
规范作图要重视，五个问题需牢记；
串联电流处处等，分压正比各电阻；
总阻等于电阻和，或者电压电流除；
并联电压处处等，分流反比各电阻；
各个电阻倒数和，等于总阻的倒数。

模型思考
实验探究是新教材、新课标对同学们提出的新要求，如何进行实验探究？
串联电路的计算方法多种，变化多样，如何做到一题多解，多题一解，从中选择最优的解题方法和技巧？
并联电路的计算题的解答方法也是变化多端，奥妙无限，怎样才能把握要领，掌握技巧，举一反三？
模型归纳示图
实物图结论是什么
自变量是什么
实验与探究五个问题因变量是什么
控制量是什么
电路图测量量、记录量
欧姆定律电流等，电压与电阻成正比例
串联电路
分压原理
电路计算
分压原理
并联电路
欧姆定律电压等，电压与电阻成反比例
模型口诀
电流做功UIt ，电热I 方Rt ； 电功率，W 比t ，电压电流的乘积。

模型思考
有关电功和电功率的问题是电学中的最重要的知识，也是综合性比较强的内容之一，涉及到的公式多，问题一般比较复杂。

如何应用电功和电功率的知识正确分析解决有关问题，寻找解决问题的内在规律和办法？
模型归纳示图
看懂电路图
串并联电路特点 欧姆定律、电功、电功率公式
实际功率问题
电功、电功率 串联 额定电流同，电压之和等于路端电压 用电器正常工作
并联 额定电压同，电流之和不超过干路
电路变化原因 开关还是滑动变阻器 对应状态电路图 状态不变量 分状态列方程 利用串并联规律 总结、反思 电学综合计算
模型口诀
电流通过会放热，焦耳定律求此值； 物质升温需吸热，值与比热成正比； 家庭电路最基本，三孔插座零火地； 功率切莫超负荷，安全用电是常识。

模型思考
焦耳定律和电热在日常生活中有着十分重要的应用。

在应用焦耳定律和电热的知识解决有关的问题时，又应该抓住哪些关键的知识点，有什么技巧？
家庭电路是一种最基本、最重要的电路，安全用电是最重要的基本常识，在家庭电路中，怎样判断用电是否安全？电路的链接是否有问题？电路的故障是什么原因引起的？
在电磁现象中，怎样确定磁感线的方向？如何确定磁体的N 、S 极？如何正确应用右手螺旋定则？电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？通电导体在磁场受力和电磁感应现象各有什么应用？电动机和发电机的区别是什么？
模型归纳示图
家用电器原理 纯电阻电路
焦耳定律和电热 电功计算
非纯电阻电路 能量守恒
家庭电路的正确连接方式 并联 多种开关的作用 各部分的组成及作用 三孔插座 安全用电及故障判断 假设法 联系实际进行计算 电度表及其计算 表述 磁现象
性质 电磁感应 电与磁
磁场对电的作用 地理现象 应用
日常用具
家庭电路问题
五、浮力模型
模型口诀
根据已知的条件，判断沉浮的状态； 根据受力的平衡，未知量就求出来。

模型思考
浮力知识是在学习过力、二力合成、二力平衡、密度和液体内部压强知识的基础上进行研究的，因此，浮力知识与前面知识联系密切，综合性强。

这样在解决涉及浮力知识习题中，带有很强的迷惑性，学生往往无从下手，我们如何建立一套行之有效的处理技巧呢？其实浮力问题可以从以下几个方面入手：首先，浮力的效果是液体或气体对浸在其中的物体有向上的支持力的作用，接着就要分析浮力与物重大小关系，从而确定物体在液体中或气体中的浮沉状态。

有时还要涉及物体在三力作用下处于静止状态的问题。

最后关于浮力大小求解过程，首先利用浮力形成的原因，即浸在液体中的物体因上下表面进入深度不同，导致液体对下表面的压力大于上表面的压力，形成竖直向上的浮力，最后要提醒的是力的作用是相互的，物体在液体中受到浮力作用时，也对液体产生竖直向下的压力，增加液体对容器底部的压力。

在处理浮力相关问题时，如何快速有效的判断物体的浮沉？如何利用浮沉条件判断未知物体的密度？怎样采取简便的数学方法比较物体的密度与液体密度的大小？
模型归纳示图
确定研究对象
判断浮沉状态
物体重力与浮力分析比较（物ρ、物V ，液ρ、液V ）
力的平衡条件的判断
建立力的平衡方程
结果的分析讨论
六、密度模型
模型口诀
实验测密度，质量比体积；
等量替换法，密度就可知。

模型思考
密度部分的习题常常以设计实验的面目出现，通过在实验器材上设置难度，检验学生综合应用知识的能力和利用等量替换原则解决问题的技巧，它们的处理方式既统一又多变。

围绕着密度的定义公式，我们可以利用天平、量筒以及水等器材的一些特殊性质实现质量、体积之间的转换来达到解决问题的目的。

在处理这部分习题的时候，如何准确的分析实验目的？如何合理的利用实验器材？如何正确的实施实验步骤以求得尽量准确的物理量？最后计算的过程中如何通过合理的取舍实验数据达到算法的简洁？
模型归纳示图
测量液体密度测量固体密度
把天平放在水平桌面上，观察天平的把天平放在水平桌面上，观察天平的
最大称量值及横梁标尺上最小分度值最大称量值及横梁标尺上最小分度值
将游码移至横梁标尺左端“0”点上，调节平将游码移至横梁标尺左端“0”点上，调节平衡螺母，使指针对准标尺中央的红线衡螺母，使指针对准标尺中央的红线
在玻璃杯中盛油，用天平称出它们的质量（m）用天平称出石块的质量m
把玻璃杯中的一部分油倒入量筒中，记下量筒在量筒中倒入适当的水，测出体积V
中油的体积（V）
m）用细线将石块栓好轻轻放入量筒内水中，测出称出玻璃杯和杯中剩下油的质量（
1
V
水和石块的总体积
1
利用密度公式，求出油的密度
利用密度公式，求出石块的密度
测量密度方法
1.仅有天平测固体（溢水法）
测量：m1为空小烧杯的质量，m2为接完溢出水后的质量。

21m m m -=溢水、水溢水ρ/)(21m m V -=、水溢水物ρ/)(V 21m m V -==、)/(21m m m -=物水物ρρ
2.测液体的密度（等体积法）
测量中： m1为空烧杯的质量；m2为装未知液体后烧杯与液体的质量；m3为烧杯装水后的质量
12m m m -=液、m 水=m3－m1、v 液=v 水=（m3－m1）/ρ水、ρ液=m 液/v 液=ρ水（m2－m1）
/（m3－m1） 3.仅有量筒
量筒只能测体积。

而密度的问题是ρ=m/v ，无法直接解决m 的问题，间接解决的方法是漂浮法。

测量：V2为物体浸没水中而水溢出流入小量筒的读数，V0为小量筒的初始读数；V3为放入物体后量筒液面上升后的读数，V1为量筒的初始读数。

V 排=V2－V0、 V 物=V3－V1，G=F 浮、ρ物gv 物=ρ液gV 排。

若ρ液已知，可测固体密度：ρ物=ρ液（V2－V0）/（V3－V1）； 若ρ物已知，可测液体密度：ρ液=ρ物（V3－V1）/（V2－V0）； 条件是：漂浮。

4.仅有弹簧秤
m 物=G/g 、F 浮=G －F 、ρ液gv 物=G －F ；
若ρ液已知，可测固体密度、ρ物=ρ液G/（G －F ）； 若ρ物已知，可测液体密度、ρ液=ρ物（G －F ）/G ； 比较同体积液体的质量测液体的密度 条件：浸没，即ρ物>ρ液。

七、光学模型
模型知识结构图
实例
光在均匀介质中沿直线传播
规律
直线传播光在真空中的速度最大，是3*10e8m/s
解释现象
应用
应用光传播的规律进行测量、激光制导
实例
规律：光的反射定律
反射解释现象
应用平面镜成像特点
平面镜
应用光的反射定律作图
实例
规律：光的折射定律
折射解释现象
应用两种透镜的特点
透镜凸透镜成像规律
凸透镜照相机
应用幻灯机
放大镜
模型口诀
同种均匀光直线，日常生活很常见；
小孔成像日月食，影子形成激光线；
入射反射法两边，等角等大虚像显；
折射定律要记牢，关键三线和两角；
透镜成像有规律，物近像大像变远；
一倍焦距分虚实，二倍焦距大小变；
实像都由光相聚，虚实据此可判断。

模型思考
光学现象在生活当中随处可见，我们平时遇到的光学问题基本上都可以用光的传播规律解释。

光的传播规律包括光的直线传播规律、光的反射规律、光的折射规律。

光的反射规律还需要研究平面镜成像规律，光的折射规律中还要研究凸透镜成像规律。

研究光的传播规律主要是先分析光的传播介质，判断光传播的路径，再根据光学器材对光传播路径的影响解释现象。

光的直线传播是怎样解释小孔成像和日月食的形成的？光的反射规律是如何用在平面镜成像现象中的？照相机是如何调节镜头使照出来的相片更加清晰？我们通过光学题解模型的学习可以很好的解释这些问题。

模型归纳图示
发现光学现象
小孔成像桥在水中的倒影筷子变弯
判断传播介质
直线传播规律反射规律折射规律
应用光学规律，解决生产、生活问题
掘进机潜望镜照相机光的直线传播应用光的反射应用光的折射应用
八、简单机械模型
模型口诀
杠杆平衡的条件，力乘力臂积相等；
常与浮力相结合，按照平衡列方程。

模型思考
杠杆的平衡主要是力和力臂乘积相等这一主题。

这个主题所涉及的知识点有：受力分析、杠杆平衡条件、浮力以及压强知识。

受力分析没有在考试说明中单独列出，但是对物理进行准确的受力分析的能力是学生学习物理必须具备的基本能力之一，贯穿初、高中物理学习始终。

我们绝大部分的学生将进入高中学习，应该具备这种能力。

如何分清杠杆转动过程、处于平衡状态时，动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等条件下动力、动力臂的变化趋势？如何巧妙运用不等式运算解决杠杆在受力发生变化前提下杠杆是否平衡问题？
模型归纳示图
确定研究对象
判断杠杆的五要素
杠杆在匀速转动过程中各个量的变化趋势
注意控制变量的分析方法
建立杠杆的平衡方程
列方程求解
九、功率和机械效率解题模型
模型口诀
滑轮省力不省功，功率等于Fv ； 重物提升实际功，人力乘距是总功； 两者之差额外功，机械效率相除成。

模型思考
过程记给我们的生活带来了极大的便利，同时，也存在着相应的问题。

比如在利用简单机械（滑轮组）搬运重物的时候，滑轮组可以帮助我们用较小的力克服较大的力。

但是在我们省力的同时，却以多移动距离来交换，也就是说，使用任何简单机械都不能省功，这样就需要提高机械使用的效率。

用同一个滑轮组来搬运重物时，发现若搬运重物所需的力越大利用滑轮组搬运时机械效率就越高。

这是因为，使用同一个滑轮组搬运重物时，在不考虑绳子、滑轮间摩擦力以及绳子重力的条件下，所需要付出的额外功是克服动滑轮重力的功。

在将重物提高相同高度前提下，额外功一定，有用功越多，有用功占总功的比值就越多。

我们如何寻找题目中隐含的条件？如何链接多状态下滑轮组机械效率变化的根源？怎样区分有用功与总功？如何计算总功功率和有用功功率？
模型归纳示图
不计摩擦及机械自重时：有总额外，W W 0==W 考虑摩擦及机械自重竖直使用：有额外总W W +=W 若物体对动滑轮的拉力为T ：nF
T
Fnh Th H =
==
=
F Th W W 总
有η 若匀速竖直上升，则物G T =，若不计滑轮组摩擦和绳重，则有：
滑轮
物物
物
滑轮物物物拉
拉物物总
有）（G G G 1G G G F G W +=⨯+==
=
nv n
v v v W η
用滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的大小有关，物体越重，滑轮组的机械效率越高
物
滑轮滑轮
物物额外
有有G G 11
G G G W W +
=+=
+=
W η
模型口诀
水箱问题较综合，杠杆浮力和水压； 浮子塞子是对象，逐个受力分析它。

模型思考
物理来源于生活，在我们的身边有些现象、发明就能利用我们所掌握的知识加以理解。

现在我们需要了解水箱所涉及的物理知识，它们包括了压强、浮力以及杠杆知识。

当液体对浸在其中的物体产生竖直向上的压力，那么物体就获得浮力为水箱底部的塞子提供向上的拉力，克服塞子受到水的压力。

当水箱中存储足够多的水时，塞子打开达到自动蓄水的目的。

这一类题目综合性强，在阅读理解方面存在困难，如何在读取信息方面抓住有利条件？如何将注意力重点放在浮子受力分析和塞子受力分析上？怎样巧妙分析、简化中间过程？
模型归纳示图
浮子 确定研究对象 塞子
判断是力的平衡，还是杠杆的平衡，还是二者都有
从力的平衡角度分析要注意物体重力 若涉及杠杆问题，注意杠杆的五要素：支点、 与浮力、液体压力的分析比较 动力和阻力、动力臂和阻力臂的识别
排水浮gV ρ=F gSh F 水水压ρ=
力的平衡条件的判定 杠杆的平衡条件的判定
建立力的平衡方程 列杠杆平衡方程求解。