一道电学计算题的赏析

一、原题呈现

如图所示，电源电压U保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动，电流表的示数变化范围是0.5A～1A，电压表的示数变化范围是2V～7V。

求：（1）电源电压U

（2）定值电阻R

二、试题分析

令滑片P在滑动变阻器上从左向右由1向2点滑动，由题目分析知：滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流表示数变小，电压表示数变大，故电流表示数从1A变化到0.5A，电压表示数从2V变化到7V，定值电阻R两端的电压从U-2V变化到U-7V，滑动变阻器接入电路的电阻值分别是__________，__________ 。

三、参考解答

解法一：由题意知，当滑片处于1和2两点时，定值电阻R两端的电压分别为U-2V和U-7V，通过的电流分别为1A和0.5A，对于定值电阻R利用欧姆定律，可以两次列式

解之得：U=12V R=10Ω

评析：本解法使用的物理知识是欧姆定律的数学表达

，使用该公式时，Ｉ、Ｕ、Ｒ三个物理量必须对应于同一用电器或同一段电路，对于整个电路利用欧姆定律也可以列式：

解法二：由题意知，当滑片处于1和2两点时，定值电阻R两端的电压和电流均发生改变，由于R的阻值不变，根据欧姆定律的含义，当电阻不变时，通过的电流与加在两端的电压成正比，可以列式：

解之得：U=12V

再由题意易求得：R=10Ω

评析：本解法使用的物理知识是深刻理解欧姆定律的含义之一，当电阻不变时，通过的电流与加在两端的电压成正比。

解法三：根据电阻的计算式_____ 可知，当定值电阻R两端的电压和电流均发生改变时，定值电阻R的阻值等于Ｒ两端电压变化值与电流变化值的比值，即_____，因此可以列式：

解之得：R=10Ω

再由题意易求得：U=12V

评析：本解法使用的物理知识是深刻理解电阻计算式的使用，不仅_____ ，而且_____ 。

解法四： 由题意知，当滑片处于1和2两点时，整个电路的电阻值发生了改变，导致电路中的电流发生了改变，但电源的电压不变，因此可以列式：

解之得：R=10Ω

再由题意易求得　U=12V

评析：本解法使用的物理知识表面上好像就是电源电压Ｕ=ＩＲ总，其深刻理解是欧姆定律的另一个含义，即当电压不变时，电流与电阻成反比。

解法五：根据串联电路的分压规律，各导体两端的电压之比等于导体的电阻之比，当滑片处于1和2两点时，两次使用串联电路的分压规律可以列式：_____

解之得：U=12V R=10Ω

评析：本解法使用的关键能熟练使用串联电路的分压规律。

解法六：根据串联电路各串联导体两端电压的计算公式 可以两次列式：

解之得：U=12V R=10Ω

评析：本解法使用的关键能熟练使用串联电路导体两端电压的计算公式。

四、亮点赏析

本题以串联电路为基础，以调节滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流以及各串联导体两端的电压为背景材料设置问题，表面上看好像考查学生综合利用欧姆定律公式的能力，通过上述解法不难看出本题考查学生的知识相当全面：①欧姆定律的数学表达_____，使用该公式时Ｉ、Ｕ、Ｒ三个物理量必须对应于同一用电器或同一段电路。②深刻理解欧姆定律的含义之一，当电阻不变时，通过的电流与加在两端的电压成正比。③欧姆定律的另一个含义，即当电压不变时，电流与电阻成反比。④电阻计算式的使用，不仅

_____，而且_____ 。⑤串联电路的分压规律，各导体两端的电压之比等于导体的电阻之比。⑥串联电路各串联导体两端电压的计算公__________________。本题的解题思路几乎囊括了串联电路的所有解题方法，对帮助学生养成深度思考的习惯、全面把握欧姆定律的内容及计算公式、理解串联电路的规律有相当重要的意义。