初中电学公式归纳与简析

初中物理电学公式繁多, 且各种物理规律在串并联两种电路中有时完全不同, 使得学生极易将各种公式混淆, 为了使学生对整个电学公式有一个完整的了解, 形成一个完整清晰的知识网络, 现将初中串、并联中的物理规律以及电学公式以两个表格的形式归纳总结如下:并对其中重要的公式作一下简单分析。 (为了便于学生记忆表格中的内容, 特将两表设计在一页内, 表格内容见第2页。)

一、弄清串、并联电路中各物理规律比较表

(一) 串、并联电路中电流电压规律。

这两个规律都是通过实验得出来的, 它是电学中最基本的规律, 让学生务必理解这一点。

(二) 理解电阻的串、并联规律。

电阻的串并公式是结合欧姆定律和串并联电路中电流电压规律推导出来的, 为了加深学生对此公式的理解, 最好是让学生对此公式自己推导一遍, 其推导过程参考如下: (1) 对电阻串联公式R=R1+R2的推导。见 (表一) 中的串联电路图, 设电路中的总电阻为R则由欧姆定律有:U=IR U1=IR1 U2=IR2由于串联电路中总电压等于各串联电路两端的电压之和, 故有:U=U1+U2将上面三式代入此式即有:IR=IR1+IR2 (各项同除以R=R1+R2

注:n为电能表在某一时段内转过的转数, N为用电器消耗1kW.h所转的转数

(2) 对电阻并联公式的推导。见 (表一) 中的并联电路图, 设电路中的总电阻为R, 则由欧姆定律有:因I=I1+I2, 将上面三式代入此式有 (各项同除以U) 后得:。

(三) 对于电功、电功率、电热三个物理量, 它们无论是在串联电路还是并联电路中, 都是总量等于各部分之和。

即强调并提出让学生在解答这类题时应灵活选取公式进行计算。如以计算电路中的总功率为例, 既可以根据P=P1+P2, 也可以跟据P=UI进行计算, 其它几个物理量的求解也与之类似。

(四) 各物理量与电阻的分配关系

1、串联分压, 并联分流。

即在串联电路中, 电阻两端的电压与导体的电阻大小成正比, 而在并联电路中, 支路中通过的电流跟支路中的电阻成反比, 对于这一结论, 强调学生要在理解的基础上掌握。

2、电功、电功率、电热与电阻的分配关系。

这三个物理量都是在串联电路中跟电阻成正比, 并联电路中与电阻成反比。

二、分析各物理量求解公式 (表二)

1、深入理解并掌握几个重要公式。

(1) 用欧姆定律求电路中的电流, 让学生明白此公式是由实验得出, 是电学中最基本的公式, 但此公式只适合于纯电阻电路 (所谓纯电阻电路即电路中电能全部转化为热能的电路) 。

(2) 电功率求解公式与P=UI这两个公式为电学中计算电功率时普遍适用最基本的两个公式, 第一个为电功率的定义式, 也常常作为用电能表和钟表测记家用电器电功率的公式。第二个公式是实验室用伏安法小灯泡功率的原理, 也是计算用电器电功率的最基本公式。

2、学生应熟练掌握的其它几个比较重要的导出公式。

具体公式:在表中分别是如下八个公式⑵ ⑸U=IR ⑻ ⑼ ⒁ ⒂P=I2R ⒃W=Pt ⒆Q=I2Rt。这八个在电学解题中使用的频率也较高, 要求学生能熟练掌握。