学文网〔关键词〕 已知量；未知量；物理过程；物理情景
〔中***分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004―0463（2008）07（B）―0059―01
初中物理综合计算题，一般只涉及到两个物理过程，或两个物理情景。在这两个物理过程或物理情景中有已知条件、待求的物理量，同时包含有未知量。在解题过程中需要用到的且很关键的量是在两个物理过程或两个物理情景中都不变的物理量。通过这些不变的物理量一般可以把依据两个物理过程或两个物理情景中通过物理量间的关系所列的方程联系起来，再解方程达到解题的目的。
不变量的分析步骤及使用方法是：1.条件――是否涉及两个物理过程或两个物理情景；2.找出不变量――根据题意尽可能找全；3.利用――若已知则直接利用；若未知但能求出则求出后利用；若未知但暂不能求出，则用表示它的符号代替后利用。下面结合例题予以说明。
例：某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，所用滑动变阻器上标有“20Ω，1A”字样，灯泡上标的字样模糊。按***1所示的电路***正确连接电路进行实验。当他把滑片P从A端移动到中点位置时，灯泡发光正常。此时电压表V1、V和电流表A的示数如***2所示。（电源电压和灯丝电阻不变）
（1）请你读出三只电表的示数；（2）该同学测得小灯泡的额定功率为多大？（3）移动滑片P的过程中滑动变阻器消耗的电功率的最大值PM多大？此时滑动变阻器连入电路的阻值RP多大？
分析与解答：（1）读三只电表的示数。由于没有明确电表的量程，所以不便直接读数。但是题中给出了滑动变阻器的允许通过最大电流为1A，由电流表连接可知，通过电流表的电流不可能大于1A，结合***2中电流表的示数可知电流表的示数只能是0.22A；又因滑片P从A端移到中点附近某位置时，灯泡正常发光，说明此时加在变阻器上的电压U=IR=0.22A×20/2Ω=2.2V。所以灯泡与滑动变阻器上的电压之和（电源电压）应大于1.2V，故可从***2中的电压表V上读出电压为4V，所以可再从电压表V1上读出电压为2.2V。
（2）由P=UI得灯泡的额定功率为：
P=IU1=0.22Ａ×2.2V=0.48W
（3）设滑动变阻器上消耗的功率最大时，滑动变阻器连入电路的电阻为RP，此时灯泡的电阻RL，电源的电压为U，电路中的电流为I′。
通常电源电压和灯泡的电阻是不变的（题中已说明），这两个量是解答（3）问时必须用到的不变量，这时的电流与测灯泡额定功率时的电流不同。由（1）知电源电压U=V=4.0V
此题的难度较大，首先根据变阻器的允许通过的最大电流为1A，判定整个电路中的电流不可能大于1A，才能从电流表的示数上准确读出A的示数；再经过推理判断才能分别读出电压表V和V1的示数。不变量的分析利用是解答（3）问的前提，而灵活运用数学知识是最终求得PM和RP的又一道难点。
分析问题，首先确定待求量，再看已知量，在特定的物理过程和物理情境中，根据物理量之间的关系搭建待求量与已知量之间的桥梁，这关系中或许还有过渡的未知量，所有物理过程中的不变量，这不变量就是已知量与待求量之间关系的关键，在解答综合题时，需用到的不变量可能不止一个，有的较易找到并加以利用，如例题中电源电压。而对解题起关键作用的往往是那些需作一定的分析推理才能确定的不变量，如例题中灯丝的电阻。此方法不仅适用于物理科，也适用于数学科和化学科，加强训练，提高自己的解题能力。
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