貫穿整個初中電學電路問題的一種解題思路湖北省宜昌市長陽縣賀家坪鎮中心學校覃洪燦初中物理的電學部分，內容雖不多，但對學生來說有難度。要想突破難點，教師得引導學生理解貫穿初中物理的的解題思路，然后融會貫通、舉一反三，提高學生分析、解決具體問題的能力,發展學生的思維能力。在這里，筆者深入分析一下從“用滑動變阻器改變電流和電壓的原理”引出的一種解題思路。圖1如圖1所示，分析：首先認清這是一個串聯電路，知道串聯電路中的電流、電壓和電阻規律，然后把這個電路看成三段電路，即R1、R2和總電路，應用歐姆定律進行分析。圖1當滑動變阻器的滑片向右移動時，R2變小，在總電路中根據Ι＝U／R，R＝R1＋R2變小，總電壓不變，電流變大；對于定值電阻R1，U1＝ΙR1變大；再根據三段電路中的電壓的關系U＝U1＋U2，滑動變阻器兩端的電壓U2減小。當滑動變阻器的滑片向左移動時則相反。并引導學生弄清楚從總電路——R1（定值電阻）——R2(變阻器)的思路，實際上是利用控制變量的思想分析問題，即使一個等式中只有一個自變量。可以進一步概括為“電阻的變化——總電路的電流的變化——各串聯電阻兩端電壓的變化——各部分電路和總電路的電功率的變化”。下面通過具體的習題進行分析。1、如圖1所示，在探究電流與電阻的關系時，將R1由5Ω更換為10Ω后，為了使電壓表示數保持不變，滑動變阻器的滑片應該怎樣移動？（設電源電不變）解析：因為將R1由5Ω更換為10Ω的過程中，R1相當于變阻器，滑動變阻器的滑片沒有移動，接入電路的電阻沒有變相當于定值電阻，R1增大，總電路的中電壓U不變、電流Ι減小，R2的電壓U2減小，根據U＝U1＋U2，U1增大，要使R1的電壓保持不變，需要將滑動變阻器的滑片向左移動使R2的阻值增大，電流減小。所圖2圖22、如圖2是測小燈泡的電功率實驗電路圖，小燈泡的額定電壓為2.5V，當電壓表的示數為2V時，滑動變阻器的滑片應怎樣移動？解析：將滑動變阻器的滑片向a端移動，在總電路中電流增大，定值電阻燈泡兩端的電壓增大。所以，滑動變阻器的滑片應向a端移動。3、圖3是安裝在潛水器上的深度表的電路簡圖，其中，顯示器由電流表改裝，壓力傳感器的電阻隨所受壓力的增大而減小，電源電壓不變，R0是定值電阻。在潛水器下潛過程中，電路中有關物理量的變化情況是（）A．通過顯示器的電流減小B．R0兩端的電壓增大C．傳感器兩端的電壓增大D．電路的總功率減小解析：壓力傳感器的電阻隨所受壓大而減小，它相當于變阻器，在潛水器下潛過程中，壓力傳感器的電阻減小，電流增大，R0兩端的電壓增大，傳感器兩端的電壓減小，電路的總功率增大。所以答案：Ｂ4、在如圖4的電路中，當S、S1均閉合時，燈泡正常發光，若再斷開S1，電流表的示數________,電壓表的示數________，燈泡的實際功率________，電路的總功率________。（選填“增大”或“減小”或“不變”）。圖4解析：開關由閉合到斷開，使電阻增大，總電路的電流減小，電路的總功率減小，R2兩端的電壓減小即電壓表的示數變小，燈泡兩端的電壓減小，實際功率減小。圖4所以，答案：減小；減小；減小；減小。圖55、如圖5所示電路中，電源電壓恒定。閉合開關圖5A、向a端移動B、向b端移動C、保持不動D、無法判斷解析：開關S由閉合到斷開，燈泡L和R并聯的總電阻增大，干路中電流減小，由于滑動變阻器的滑片未移動，滑動變阻器連入電路的電阻不變，根據U＝IR滑，滑動變阻器兩端的電壓減小，燈泡L兩端的增大，要使燈泡兩端的電壓回到額定電壓，就要使電流減小，因此應將滑動變阻器的滑片向b端移動，使滑動變阻器連入電路的電阻增大。應選B。6、如圖6甲所示，電源電壓保持不變，當閉合開S調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小，兩個電阻的“I—U”關系的圖像，如圖6乙所示。則下列判斷正確的是（）A、電源電壓為10VB、調節滑動變阻器R2阻值變化范圍為0～10ΩC、定值電阻為R1的阻值為20ΩD、變阻器滑片在中點時，電流表示數為0.3A圖6甲圖6乙圖6甲圖6乙解析：先根據這樣的思路：當滑動變阻器的滑片向左移動，R2的阻值減小，總電路中電流增大，R1兩端的電壓U1增大，R2兩端的電壓U2減小，可以看出圖6乙中直線乙反映的是R1“I—U”關系，直線甲反映的是R2“I—U”關系。然后根據直線乙可以算出R1＝10Ω，根據直線甲在電流最小時，I＝0.2A,求出R2的最大阻值為20Ω，滑動變阻器R2阻值變化范圍為0～20Ω，同一狀態即電流相等時，將R1和R2的兩端的電壓相加即可求出電源電壓為6V，變阻器滑片在中點時，電流表示數為0.3A。所以應選D。7、如圖7所示，小明同學在做“測定小燈泡電功率”的實驗時，選用了電壓為6V的電源、額定電壓為2.5V（電阻約1OΩ）的小燈泡、滑動變阻器等器材，電流表的規格為“0～0.6A”和”0～3A”,電壓表的規格為“0～3V”和“0～15V”，若小明手邊有“1.5A50Ω”和“2A20Ω”圖7在進行實驗過程中，小明記錄了多組加在小燈泡兩端的電壓與通圖7電壓1.01.52.02.53.0電流0.200.250.280.300.32（1）電流表的量程應選_________。電壓表的量程應選__________。（2）上面實驗中他選用的滑動變阻器規格為__________________。（3）小燈泡的額定功率為__________。解析：由表格中的數據，電流表應選0～0.6A的量程，電壓表應選0～3V的量程，電路中電流最小I＝0.2A時，滑動變阻器連入電路中電阻最大，R滑＝(U－UL)／I＝5V／0.2A＝25Ω，因此，滑動變阻器的電阻至少為25Ω，應選“1.5A50Ω”，小燈泡的額定功率為0.75W.8、酒精測試儀可檢測駕駛員是否酒后駕車，如圖是它的原理圖。圖8中酒精氣體傳感器的電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，如果測試到的酒精氣體濃度越大，那么（）圖8圖8B、通過傳感器的電流越小C、傳感器兩端的電壓越大

D、電壓表的示數越大解析：酒精氣體傳感器的電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比,即當酒精氣體的濃度越大，傳感器的電阻越小，電路中電流越大，定值電阻兩端的電壓越大，U＝U1＋U2＋U3可以得出，傳感器兩端的電壓越小所以，應選D.圖99、如圖9所示，電源電壓U＝6V且保持不變，R1＝10Ω，R2是最大阻值為60Ω的滑動變阻器，L是標有“6V0.72W”圖9（1）當R2的滑片P滑動最左端時，要使燈泡L正常發光，S1、S2各應處于什么狀態？（2）當S1、S2都斷開，5min內燈泡L消耗的電能是多少？（3）調節滑動變阻器滑片，閉合S1、S2，整個電路消耗的最小電功率是多少？解析：（1）由于燈泡的額定電壓為6V，電源電壓為6V，S1閉合時，R1被短接，S2斷開，燈泡兩端的電壓等于額定電壓，正常發光。所以，S1處于閉合狀態，S2處于斷開狀態。（2）當S1、S2都斷開時,R1與燈泡L串聯，RL＝UL2/P＝（6V）2/0.72W＝50Ω，R＝R1＋RL＝10Ω＋50Ω＝60Ω，I＝U/R＝6V／60Ω＝0.1A,UL＝IRL＝5V,燈泡消耗的電能W＝ULIt＝5V×0.1A×（3）閉合S1、S2，R1被短接,當滑動變阻器滑片滑到最右端時,電流表的示數最小,I＝I2＋IL＝0.1A＋0.12A＝0.22A,整個電路消耗的最小電功率為P＝UI＝6V×0.22A＝1.32W.10、小明同學自制一個卡通福娃，他想用亮度可調節的紅、綠燈當它的眼睛。他選用規格為“6V3W”的紅燈和“6V6W”的綠燈及“18Ω1.5A”的滑動變阻器等元件設計如圖10所示的道路。當閉合開關S、S1、S2,滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈都正常發光，電源電壓不變。（1）兩燈都正常發光時，電流表的示數為多少？（2）S、S2閉合，S1斷開，電流表的示數為0.25A，滑動變阻器連入電路的電阻為多少？圖10圖10解析：（1）開關S、S1、S2都閉合時,滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈都正常發光，電源電壓U＝6V,I＝I1＋I2＝1.5A.電流表的示數為1.5A。（2）S、S2閉合，S1斷開時,滑動變阻器R1與綠燈串聯,總電阻R＝U/I＝6V/0.25A＝24Ω,R綠＝U2/P＝6Ω,R1＝R－R綠，R1＝18Ω,滑動變阻器連入電路的電阻為18Ω。（3）根據P＝U2／R，當電路中的電阻最小即滑動變阻器的滑片P移至b端，閉合開關S、S1、S2時，電路的總功率最大，P最大＝3W＋6W＝9W；當電路中的電阻最大即滑動變阻器的滑片P移至a端，S、S1閉合，S2斷開時，R紅＝U2／P＝12Ω，R＝18Ω＋12Ω＝30Ω，P最小＝U2／R＝（6V）2／30Ω＝1.2W。11、如圖11甲所示，當開關S從點2轉換到點1時，電流表和電壓表對應的示數如圖乙所示，由圖甲和圖乙中的信息可知，(1)電源電壓是多少？(2)電阻R2的阻值是多少Ω？(3)電阻R2的I-U圖像是丙圖中的________（填“a”或“b”）。圖1圖11解析：開關S從點2轉換到點1時實質上是改變了電路中的電阻，當開關S置于2時電路中的電流I＝0.2A，電壓表的示數U1＝2V,所以，R1＝2V/0.2A＝10Ω，當開關S置于1時，電壓表的示數即電源電壓U＝6V,U2＝U－U1＝6V－2V＝4V,R2＝4V/0.2A＝20Ω，所以電阻R2的I-U圖像是丙圖中的a。12、如圖12將光敏電阻R和定值電阻R0、電流表、電壓表連成電路，接在9V的電源上，光敏電阻阻值隨光強變化關系如下表（“光強”表示光強弱程度的物理量，符號為E，單位坎德拉，符號是cd

）：

（1）若電流表的示數增大，表明光強在________，電壓表的示數將______,（“增大”、“減小”或“不變”）．

（2）分析表中數據可知光敏電阻隨光強的變化是一個________函數，當光強E=1.5cd時，光敏電阻的阻值R=_______Ω，此時電流表的示數為0.5A，則通電1分鐘R0上產生的熱量為________J．光強E/cd12345圖12圖12光敏電阻R/歐18964.53.63解析：（1）從電路圖可知，光敏電阻與定值電阻串聯,光敏電阻實質是一個變阻器，電流表的示數增大說明電路中的電阻減小，根據表格可以看出光強增大，通過定值電阻R0的電流增大，它兩端的電壓增大。所以，應填“增大”、“增大”。（2）由表中數據可知，光敏電阻與光強的乘積是一定的，光敏電阻隨光強的變化是一個反比例函數，由1cd×18Ω=1.5cd×R得，當光強E=1.5cd時，R=12Ω，光敏電阻兩端的電壓U1=IR=0.5A×12Ω=6V，定值電阻兩端的電壓U0=U－U1=9V－6V=3V，R0=U0/I=3V/0.5A=6Ω，Q0=I2Rt=（0.5A）2×6Ω×60s=90J所以答案為：反比例，12，9013、小陽設計一個天然氣泄漏檢測電路，如圖甲所示，R為氣敏電阻，其阻值隨天然氣濃度變化曲線如圖乙所示，R0為定值電阻，電源電壓恒定不變．則下列說法正確的是（）A．天然氣濃度增大，電壓表示數變小B．天然氣濃度減小，電流表示數變大C．天然氣濃度增大，電路消耗的總功率變小D．天然氣濃度減小，電壓表與電流表示數的比值不變圖圖13解析：氣敏電阻R實際上是變阻器，根據圖乙天然氣濃度增大，氣敏電阻R減小，電流表示數變大，定值電阻R0兩端的電壓增大，電路消耗的總功率變大，天然氣濃度減小時則結論相反。但電壓表與電流表示數的比值即定值電阻R0的阻值不變，所以答案為：D。圖1414、如圖14是一種自動測定油箱內油面高度的裝置，R是轉動式變阻器，它的金屬滑片P是杠桿的一端，則電表應是________表（填“電壓”或“電流”），油量減少時，電表示數________。（填“變大”、“變小”或“不變”）。圖14解析:R是轉動式變阻器,電表與它并聯，所以應為電壓表，油量減少時，浮子帶動金屬滑片P向下滑，R連入電路的電阻減小，電路中的電流增大，定值電阻R0兩端的電壓增大，變阻器R兩端的電壓減小，即電表示數減小。所以答案為:電壓表,減小。15、如圖15甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓為12V．閉合開關S后，當滑片P從最右端滑到最左端的過程中，小燈泡的I-U關系圖像如圖15乙所示．求：(1)小燈泡的額定功率為多少W？(2)電源電壓為多少V？(3)滑動變阻器的最大阻值為多少Ω？．甲甲乙圖15解析:(1)如圖乙所示，當小燈泡兩端的電壓U=12V時，通過小燈泡的電流為2.0A，P=UI=12V×2.0A=24w。(2)滑片P滑到最左端時，小燈泡兩端的電壓為12V，所以電源電壓為12V。(3)滑片P在最右端時,I=1.0A,小燈泡兩端的電壓UL=3V,滑動變阻器兩端的電壓U滑=U－UL=9V，滑動變阻器的最大阻值R最大=9V/1.0A=9Ω.16、如圖16甲所示，R1為滑動變阻器，R0、R2為定值電阻，電源電壓U保持不變．建立直角坐標系，橫軸表示電流，縱軸表示電壓．改變滑動變阻器滑片P的位置，將電壓表V1、V2的示數隨電流表A示數變化的兩條圖線分別畫在坐標系中，如圖乙所示．求R2、R0的阻值和電源電壓U各是多少？圖1圖16解析:根據圖16甲分析得出，當滑動變阻器滑片P向左移動R1連入電路中阻值減小時，電路中電流增大，定值電阻R0、R2兩端的電壓增大，V2的示數增大，而V1的示數減小。所以圖乙中下方的直線表示V2的示數變化規律，上方的直線表示V1的示數變化規律。R2=1V/0.5A=2Ω，U=0.5R0＋10，U=2R0＋4，解得R0=4Ω，U=12V.17、為防止酒駕事故的出現，酒精測試儀被廣泛應用。有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀，當接觸到的酒精氣體濃度增加時，其電阻值降低，如圖17甲所示。當酒精氣體的濃度為0時，R1的電阻為60Ω。在圖17乙所示的工作電路中，電源電壓恒為8V，定值電阻R2=20Ω。求：(1)

當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是多少？(2)現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml

酒精氣體濃度0.8mg/ml，當電流表的示數為0.2A時，試通過計算判斷被檢測者是否酒駕。圖17(3)請你分析酒精測試儀是利用圖中的電流表還是電壓表改裝更好圖17解析：(1)

當酒精氣體的濃度為0時，R1=60Ω，R2=20Ω，R=R1＋R2=60Ω＋20Ω=80Ω，I=U/R=8V/80Ω=0.1A,U1=IR1=0.1A×60Ω=6V,所以電壓的示數是6V。(2)當I=0.2A時，R=U/I=8V/0.2A=40Ω，R1=R－R2=20Ω，從圖甲可以得出，酒精氣體濃度為0.3mg/ml，大于0.2mg/ml被檢測者是酒駕。(3)當酒精氣體的濃度增加時，電流表的示數增大，定值電阻R2兩端的電壓增大，而酒精氣體傳感器兩端的電壓減小，電壓表的示數減小，所以酒精測試儀利用圖中電壓表改裝更好。18、晚上八點到十點用電高峰時，燈泡變暗，而深夜燈泡容易燒壞。請你分析說明理由。解析：家庭電路與輸電線串聯后接在供電電源上，家庭電路由于同時使用的用電器的總功率不同，總電阻不同，相當于變阻器，總功率增大根據R=U2/P，總電阻減小，總功率減小總電阻增大。所以用電高峰時，家庭電路的總電阻減小，干路上的電流增大，定值電阻輸電線分去的電壓增大，家庭電路兩端的電壓減小，燈泡的實際功率減小，燈泡變暗。相反，深夜用電低谷時，家庭電路的總電阻增大，干路上的電流減小，定值電阻輸電線分去的電壓減小，家庭電路兩端的電壓增大，燈泡的實際功率變大，所以燈泡容易燒壞。圖1919、如圖19所示，電源電壓不變，閉合開關S后，滑動變阻器滑片自a向b移動的過程中，電壓表V1示數________，V2示數________，電流表A的示數________。圖19解析：如圖是一個串聯電路，V1測的是R1兩端的電壓，V2測的是R2兩端的電壓，當滑動變阻器的滑片自a向b移動時，R2接入電路中的電阻增大，總電路中的電流減小，定值電阻R1兩端的電壓減小，滑動變阻器R2兩端的電壓增大，所以答案為：減小，增大，減小。20、導體容易導電，絕緣體不容易導電．有一些材料，導電能力介于導體和絕緣體之間，稱做半導體，除了導電能力外半導體有許多特殊的電學性能，使它獲得了多方面的重要應用．有的半導體，在受熱后電阻迅速減小；反之，電阻隨溫度的降低而迅速的增大．利用這種半導體可以做成體積很小的熱敏電阻．熱敏電阻可以用來測量很小范圍內的溫度變化，反應快，而且精度高．

回答下列問題：（1）如果將熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯成一個電路，其它因素不變，只要熱敏電阻所在區域的溫度降低，電路中電流將變________（填“大”或“小”）。（2）上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度刻度值為20℃（如圖20所示），則25℃的刻度應在20℃的________邊（填“左”或“右（3）為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內能檢測大棚內溫度的變化，請用圖20中的器材（可增加元件）設計一個電路。圖20圖20圖20圖20解析：（1）熱敏電阻所在區域的溫度降低，它的電阻增大，電路中電流將變小。（2）熱敏電阻附近的溫度升高時，熱敏電阻的電阻減小，電路中的電流增大，25℃的刻度應在20℃的右（3）熱敏電阻、電流表、開關串聯后接在電源上。21、圖甲是某電子秤的原理示意圖電壓表量程為0～3V（可對應顯示質量大小）。已知電阻R0=60Ω，壓力傳感器R的阻值隨壓力的變化的圖像如乙，壓力傳感器表面能承受的最大壓強為2×106Pa壓桿與壓力傳感器的接觸面積是2cm2，設托盤和壓桿的質量可以忽略不計，電源電壓恒定不變。試求：（1）該壓力傳感器能承受的最大壓力。（2）若要求傳感器能受到最大壓力時，電壓表的示數達到最大值，則電源電壓是多