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初中物理电路分析方法(短路串并联分析滑动变阻器)
发表日期:2019-06-25 15:28| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:初中物理电路阐发方式(短路、串并联阐发、滑动变阻器)。电路阐发方式及例题,串并联阐发方式及习题,滑动变阻器的动态阐发 电路简化的根基准绳 初中物理电学中的复杂电路能够通过如下准绳进行简化: ? ? 第一: 第一: 不计导线。有电流流过的导线两头电压为零

  初中物理电路阐发方式(短路、串并联阐发、滑动变阻器)。电路阐发方式及例题,串并联阐发方式及习题,滑动变阻器的动态阐发

  电路简化的根基准绳 初中物理电学中的复杂电路能够通过如下准绳进行简化: ? ? 第一: 第一: 不计导线。有电流流过的导线两头电压为零,断开时开关两 端能够测得电压(电路中没有其他断点)。 第二: 开封闭应时等效于一根导线;开关断开时等效于断路,可从电路两 节点间 去掉。开封闭合有电流流过时,开关两头电压为零,断开时开关两头能够测得电压 (电路中没有其他断点)。 ? ? 第三: 电流表内阻很小,在阐发电路的毗连体例时,有电流表的处所可看作一根导 线. 第四: 第四: 电压表内阻很大,在阐发电路的毗连体例时,有电压表的处所可视作断路,从 电路两节点间去掉. ? 第五: 用电器(电阻)短路:用电器(电阻)和导线(开关、电流表)并联时,用电 第五: 器中无电畅通过(如下图示),能够把用电器从电路的两节点间拆除(去掉). A A ? 第六: 滑动变阻器Pa段被导线(金属杆)短接不工作,去掉Pa段后,下图a变为图 第六: b. a 图a p b a p p b p b 图b ? 第七:按照串、并联电路电流和电压纪律“串联分压、并联分流”阐发总电流、总电压 和分电流、分电压的关系。 ? 第八: 电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,电压表和哪个用电器并联 第八: 就测哪个用电器的电压。判断电压表所丈量的电压可用滑移法和去源法。 ? 第九: 电压表准绳上要求并联在电路中,零丁丈量电源电压时,可间接在电源两头。 第九: 一般环境下,若是电压表串联在电路中,测得的电压是电源两头电压(具体环境见笔 记)。电流表间接接在电源两头会被烧坏,且让电源短路,烧坏电源。 第十: 第十: 若是导线上(节点之间)没有用电器(开关,电流表除外),那么导线 上的各点能够看做是一个点,能够肆意归并、分隔、增减。(此法又称节点 节点 b 法 )例如: b a a b a b a a a b b 电路简化步调 第一步: 按照标题问题要求将断开的开关去掉, 将闭合的开关变成导线。 第一步: 按照标题问题要求将断开的开关去掉, 将闭合的开关变成导线。 第二步: 将电流表变成导线( 视具体环境也可保留)。 第二步: 将电流表变成导线( 视具体环境也可保留 )。 第三步: 去掉电压表。 第三步: 去掉电压表。 第四步: 归并(或者换位 导线上的节点。(此步调在电路顶用电器比力多, 或者换位) 。(此步调在电路顶用电器比力多 第四步: 归并 或者换位)导线上的节点。(此步调在电路顶用电器比力多, 且彼此纠结时, 采用) 且彼此纠结时, 采用) 第五步: 画出等效电路图,判断各用电器是串联仍是并联。 第五步: 画出等效电路图,判断各用电器是串联仍是并联 。 第六步: 在原电路中操纵准绳七、 第六步: 在原电路中操纵准绳七、八判断电流表和电压表各丈量哪个用电器 的电流和电压。 的电流和电压。 ? 第七步: 将电压表和电流表添加到等效电路图中, 第七步: 将电压表和电流表添加到等效电路图中, 阐发各电流表和电压暗示 数之间的关系。(操纵准绳七) 。(操纵准绳七 数之间的关系。(操纵准绳七 ) 典范例题选讲 例1:在如下电路图中,开关S闭合后,电压表V1的示数是2.5V,V2的示数是1 V, 若是A2的示数是0.2A,那么A1的示数是几多?试求两只灯胆 两头的电压。 阐发:第一步:将开关变成导线;第二步: 阐发:第一步:将开关变成导线;第二步:将 电流表变成导线;第三步将电压表去掉。 电流表变成导线;第三步将电压表去掉。 第四步( 第四步(略)第五步:判断用电器毗连体例 第五步: 很明显,电路中两个灯 泡是串联的。 s A1 V2 L1 V1 A2 L2 第六步:按照准绳四,晓得电压表V2处断开,所以没有电流从A1流过, 第六步:按照准绳四,晓得电压表V2处断开,所以没有电流从A1流过,示数为 V2处断开 A1流过 零;按照滑移法晓得V1和电源并联,测电源两头电压。V2和L2并联,测L2两头 按照滑移法晓得V1和电源并联,测电源两头电压。V2和L2并联, L2两头 V1和电源并联 并联 v1 电压。 电压。 L1 第七步:等效电路图如下: 第七步:等效电路图如下: L2 v2 A1 A2 按照等效电路图,可知所求I 按照等效电路图,可知所求I1 =I2=0.2A =2.5VU1=2.5V-1V=1.5V U2 =1V 例2 :如图示,开关s闭合后下列各电压暗示数的关系是 暗示数之间的关系是 。 V2 阐发:第一步:把开关变成导线;第二步: 阐发:第一步:把开关变成导线;第二步:把 电流表变成导线;第三步:去掉电压表; 电流表变成导线;第三步:去掉电压表;第四 );第五步 判断各用电器的毗连体例: 第五步: 步(略);第五步:判断各用电器的毗连体例: V1 ,各电流 A2 V3 L2 L1 A1 s 第六步: 第六步:按照准绳七和原 则八以及滑移法或去源法 判断电流表和电压表各自 所丈量的对象。 所丈量的对象。 在原电路中,去掉电压表,能够发觉电流表A1 A2都与灯胆串联 A1和 都与灯胆串联, ①在原电路中,去掉电压表,能够发觉电流表A1和A2都与灯胆串联,所以电流表 示数相等; 示数相等; V1测 两头的电压, 测电源两头的电压; ②用滑移法能够判断出V1测L1两头的电压,V2测电源两头的电压;V3测L2两头的 用滑移法能够判断出V1 L1两头的电压 V2测电源两头的电压 V3测L2两头的 电压。 电压。 A1 A2 V1 v3 第七步:等效电路图如下 第七步: V2 所求的电压关系式为: 所求的电压关系式为:U2 =U1 +U3 I1 =I2 例3 : 电路开封闭合后,v1、v2、v3的示数别离是8V、9V 、4V,则L1、L2、 L3两头的电压各是几多? 十准绳, 解:按照 “十准绳,七步调 ”能够获得该 十准绳 能够获得该 电路的等效电路图如下: 电路的等效电路图如下: V1 L1 L2 V2 U L1+UL2=8V 从等效图能够获得如下方程组: 从等效图能够获得如下方程组: UL2+UL3=9V U L3=4V 解得: 解得:UL1 =3v UL2 =5v UL3=4V V3 L3 S V1 L1 L2 L3 V2 V3 例4:如图所示,已知两只灯胆L1和L2是串联的,则在①、②和③三个 电 表 中 ( 电 流 表 或 电 压 表 ) 判 断 正 确 的 是 ( ) A. ①是电流表,②和③是电压表;B. ①和③是电压表,②是电流表; C. ①和②是电流表,③是电压表; D. ①②和③都是电流表 L1 阐发:本题可用解除法解答。 阐发:本题可用解除法解答。将A谜底的各表填入 三个位置中,按照“十准绳 七步调”电路图简化为 十准绳, 电路图简化为: 三个位置中,按照 十准绳,七步调 电路图简化为: 很较着,不合适题意。 很较着,不合适题意。 谜底各表填入图中, 将B谜底各表填入图中,电路 可简化为: 可简化为: 2 3 L2 A L2 1 这种填法合适题意。 这种填法合适题意。 把C谜底各表填入电路中,电路L1被断路,简化后的电路图和A谜底不异,不合 谜底各表填入电路中,电路L1被断路,简化后的电路图和A谜底不异, L1被断路 题意。 谜底各表填入图中,电源短路,两个灯胆没有电流流过,不合题意。 题意。把D谜底各表填入图中,电源短路,两个灯胆没有电流流过,不合题意。 所以选择谜底B. 所以选择谜底B. 当接通开关S后 发觉电流表指针偏转, 例 5:如图所示 ,当接通开关 后,发觉电流表指针偏转, 电压表指针不 : 则毛病可能是( 动 ,则毛病可能是( ) A. L1的灯丝断了 B. L2的灯丝断了 . 的灯丝断了 . 的灯丝断了 C. L1的接线的接线短路 . 的接线短路 . 的接线短路 初中物理电学分析问题难点冲破 电学分析题历来是初中物理的难点,在近几年的中考题中屡屡呈现,因为试题分析性强,设置妨碍多, 若是学生的进修根本不敷结实,往往会感应很难。在现实讲授中,很多教师采用的是“题海战术”,无形加重了 学生进修的课业承担。摸索和改良电学分析问题讲授,是一项很有价值的工作。 在持久的初中讲授实践中, 本人逐渐摸索了一套电学分析问题讲授方案, 对于学生冲破电学分析问题中的妨碍 有必然结果。 理清“短路 概念。 短路”概念 一、理清 短路 概念。 在教材中,只给出了“全体短路”的概念,“导线不颠末用电器间接跟电源两极毗连的电路,叫短路。”而 在电学分析题中常常会呈现局部短路的问题,若是导线不颠末其他用电器而将某个用电器(或某部门电路)首 尾相连就构成局部短路。局部短路仅形成用电器不工作,并不损坏用电器,因而是答应的。因它富于变化成为 电学问题中的一个难点。 局部短路概念笼统,学生难以理解。可用尝试协助学生突 破此难点。尝试道理如图 1,当开关 S 闭合前,两灯均亮(较 暗) ;闭合后,L1 不亮,而 L2 仍发光(较亮) 。 为了协助初中心理解,可将 L1 比作是电流需通过的“一座高山” 而开关 S 的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。有了“隧洞”, 电流只会“走隧洞”而不会去“登山”。 二、识别串并联电路 电路图是电学的主要内容。很多电学题一开首就有一句“如 图所示的电路中”若是把电路图辨认错了,电路中的电流强度、 电压、电阻等物理量的计较也随之而错,形成“三军覆没”的局 面,所以阐发电路是解题的根本。初中电学一般只需求串联、 并联两种根基的毗连,不要求混联电路。区分串、并联电路是 解电学分析题的又一个需要冲破的难点。 识别串、并联有三种方式, 电流法; 等效电路法; 去表法。 识别串、并联有三种方式,⑴、电流法;⑵、等效电路法;⑶、去表法。 电流法: ⑴、电流法:即从电源正极出发,顺着电流的流向看电流的路径能否有分支,若是有,则所分的几个分支之 间为并联, (分支前后有两个节点)若是电流的路径只要一条(无分支点) ,则各元件之间为串联。此方式学生 容易接管。 等效电路法: ⑵、等效电路法:此方式本色上使用了“电位”的概念,在初中物理中,电压的概念,是通过“水位差”的类比中 引入的。那么,可借助于“高度差”进行类比,成立“一样高的电位”概念。能够通过类比手法,例如:若是某学 校三层楼上有初三⑴、初三⑵、初三⑶三个班级,二层楼上有初二⑴、初二⑵、初二⑶三个班级,那么初三年 级与初二年级肆意两个班级之间的“高度差”是一样的,都相差“一层楼”。由于初三年级各班处于“一样高”的三 层楼上,而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。在电路中,也有“一样高电位”的概念。在电路中,无论 导线有多长,只需其间没有用电器都能够当作是统一个点,即电位“一样高”。因而,我们能够找出各元件两头 的公共点画出简化的等效电路。 图 2、图 3 是对各电阻的毗连环境阐发。 图2 图3 如上图 2 红线上各个点都与电源正极“电位一样高”,蓝线部门与电源负极“电位一样高”,能够简化为图 3。在 图 3 中,R1、R2、R3 的并联关系也就显而易见了。 去表法: ⑶、去表法:因为电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计。故在电路中去掉 电压表,不会影响电路布局,电压表地点之处可视为开路。而电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不影响电 路的电流强度,因此,在电路阐发中,可视其为一根导线,去掉后改成一根导线即可。 表格阐发法” 三、“表格阐发法 拾掇解题思绪 表格阐发法 不少初中生反映,电进修题涉及概念、公式多,解题头绪多,容易犯错。要冲破这个难点,环节在于拾掇出清 晰的解题思绪。 电路变化”阐发 四、相关“电路变化 阐发 相关 电路变化 不少同窗反映“变化的电路难,不知从何下手”。这是由于阐发变化的电路涉及的内容广,考虑的问题深。 对电阻、电流强度、电压及电功率彼此关系的阐发,稍有不慎就会形成连错反映,得犯错误的结论。这是电学 分析问题的又一个难点。 变化电路次要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路变化的。 电路中有多个开关, 通过开封闭合和断 开的形态变化, 往往会使各用电器的毗连关系发生变化, 而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的无效电 阻,从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化(也有改变电路布局的) 。相关变化电路,应在学会 识别“部门电路短接”和学会识别串并联电路的根本上,控制阐发变化电路的根基思绪。 1、开关的通、断形成电路的变化 、开关的通、 当开关处在分歧形态时,因为断路和短路,接入电路中的用电器,及其用电器之间的毗连体例一般要发 生变化,因而起首要在原电路的根本上画出各类环境下的现实电路。改画时要按照电流的现实环境,使用“拆 除法”。 拆除法要求: 拆除法要求:⑴、去掉被断路的元件;⑵、去掉已被短路的元件;⑶、用“去表法”去表,其准绳是“电压表处 是断路,电流直过电流表”。在去掉电压表时,要阐发电压表读出来的是哪部门电路两头的电压,可用等效电 路法进行阐发。 例题: 例题:如图 5 所示 电路中,电源电压连结 4 伏,L1 的电阻为 4 欧,L2、L3 的电阻均为 16 欧 求:⑴、S1、S2 都断开时,电流表和电压表的示数。 ⑵、S1、S2 都接通时,整个电路耗损的电功率。 例题阐发:在题中的当开关处于闭合或断开 的两种环境下电路布局发生了变化,可进行 电路的改画,见图 6。 注:图中虚线部门是要去掉的部门。 在用“去表法”去掉电流表电压表后,要阐发它们别离丈量哪一个用电器的哪一个物理量。电压表 可借助于“等电位”进行阐发。在图 7 中,红线、蓝线、黑线别离是三个“同电位点”,由图 7 中可见,L1 与电 压表 V 均加在蓝线与黑线之间,所以电压表是 L 两头的电压。 解:当 S1、S2 都断开时,L1、L3 串联。 电流表读数 电压表读数 当 S1、S2 都接通时,L2、L3 并联。 总电阻 总功率 2.滑动变阻器变化问题 . 滑动变阻器连入电路中的无效电阻发生变化了,或是惹起电路布局的变化,或是惹起电路中电压、电流、电功 率的变化。 典型例题:如图 8 所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化 环境是[ ] A、电流表和电压表的示数变大; B、电流表和电压表的示数变小; C、电流暗示数变小,电压暗示 数变大; D、电流暗示数变大,电压暗示数变小。 相关滑动变阻器的此类型问题, 解题环节是: ⑴、 弄清滑动变阻器道理, 滑片滑动时电阻是变大仍是变小?⑵、 弄清物理量能否变化,一般来说,电源的电压,定值电阻的阻值是不变,其它的物理量都是变化的;⑶、弄清 电压表读数读出的是哪一个电器两头的电压;⑷、操纵表格拾掇阐发问题的思绪。 上例题表格阐发如下: 相关 R1 相关 R2 总电路 关系 I1 I2 电流 I ? 串联电流相等 电压 U1 ? U 总 不变 U 总 =U1+U2 R2 ↑ 电阻 R1 不变 R总 R 总 =R1+R2 由电阻横向关系可知, 因 R1 不变,R2 变大,故 R 总 将变大;再由总电路纵向关系 大,U 总不变,故 I 将变小(电流表读数) ;因串联电路电流相等 I1=I;再由相关 R1 纵向关系 I1 变小,R1 不变,故 U 1 将变小(电压表读数变小) 。 可知,R 总变 可知,

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