谈初中物理电路设计方法与技巧[文档资料]

谈初中物理电路设计方法与技巧 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 根据题目的条件或要求设计出合理的电路，是初中物理的一个重点与难点问题 .解决这类问题时一定要抓住外部连接情况及对应现象，逐步画出可能的电路结构，最后综合考虑找到满足题中所有现象的电路，得出符合题意的答案 .教师在电路设计教学中要善于教会学生掌握好电路设计的方法与技巧，让学生轻松学好电路设计 .本文结合相关生活应用实例对电路设计的方法与技巧进行逐一介绍，与同仁一起分享和交流 . 一、每种情况画 1 条支路，各种情况都要用到的元件画在干路中 初中物理的电路设计中，所设计的电路图一般都是并联 (或混联 )电路，很少有纯粹的串联电路 .而且生活实例中往往叙述有几种并列的现象 .比如 “ 前门开门与后门开门 ” 两种情况， “ 甲病床与乙病床 ” 两种情况等 .电路设计时一般都是依据 “ 一种情况画 1 条支路，每种情况都要用到的元件画在干路中 ” 来设计电路 . 生活应用实例 1 有一商品仓库，后门进货、前门取货，现有红绿两只灯泡和一个电铃、一个电池组、两个开关，导线若干 .请你为仓库值班人员设计一个电路：电铃响同时红灯亮，表示取货人在前门按开关；电铃响同时绿灯亮，表示送货人在后门按开关 .要求画出设计的电路图 .图中标明红灯、绿灯及对应的前门、后门开关 . 解析根据题意可知： 1.绿灯与红灯的工作情况互不影响，各自均可独立工作，可知这两盏灯应该是并联的； 2.前门开关控制红灯，后门开关控制绿灯，所以前门开关应与红灯在一条支路上，后门开关应与绿灯在另一条支路上； 3.无论红灯亮或是绿灯亮时，电铃均响，可知两种情况都要用到电铃，所以电铃应该画在干路中 .综合以上分析，设计的电路图如图 2 所示 . 类似的生活例子还有病 床呼叫电路、甲乙双方从两地相互呼叫对方的电路等例子 . 二、两开关串联，表示两个条件同时满足，电路才会通 两开关并联，表示只要有一个条件满足，电路就会通 . 当两个开关串联时，要想电路接通，必须将两个开关同时闭合 .这个在现实中往往表现为生活中的两个条件要同时满足；而两个开关并联时，要想电路接通，则随便其中哪个开关闭合电路都能接通，这个在现实中就表现为生活中的多个条件只要有一个满足即可 . 生活应用实例 2 楼道声光控延时开关电路 .声光控延时开关已广泛应用于住宅区的楼道、工厂、办 公楼、教学楼等公共场所 .小瑞家所在小区的楼道路灯也已用声光控延时开关代替了按钮开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明；在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，从而达到节能的目的 .请你设计出该声光控延时开关电路 . 解析根据题意可知，要想让楼道路灯亮起来，必须同时满足两个条件 .一是必须天黑 (即光控开关闭合 )，二是必须要有声响 (即声控开关也要闭合 )，属于 “ 两个条件同时满足，电路才会通 ” 的情况，所以光控开关与声控开关必须是串联的，再串上路灯后接到家庭电路中 .设计的电路如图 3 所示 . 生活应用实例 3“ 仓库保管员系统 ”. 某银行金库为防止单个职工进入而发生盗窃行为，现要求对金库大门进行改装 .他们用电动机来带动铁门的运动，要驱动电动机工作，必须该银行内的三个保管员同时用各自的钥匙插入对应的锁孔内开锁， (将各自的锁打开相当于将电路中的开关闭合 )，请根据要求，将图 4 中的器材连接起来 . 解析根据实际情况，要想把驱动机把金库大门打开，必须同时满足三个条件 .即是三个保管员都要同时把锁打开(即三个保管员控制的开关都要闭合 ).属于 “ 三个条件都要同时满足，电路才会 通 ” 的情况，因此三个保管员控制的开关是串联在一起的，设计的电路如图 5 所示 . 类似的生活例子还有实验室毒品柜钥匙保管系统等电路都根据上述方法进行电路的设计 . 三、开关的特殊用法：开关与相应的用电器并联 开关的作用是控制用电器的工作 .实际生活中，开关与被它所控制的用电器之间大都是串联连接的 .这样，要让该用电器工作，就闭合开关；要让该用电器停止工作，就把开关断开 .如果出现了 “ 开关闭合，某用电器停止工作，而开关断开时，该用电器反而工作 ” 的现象，这明显不是开关的常规用法，而是一种 “ 特殊用 法 ”. 即开关不是与该用电器串联，而是与它并联 . 生活应用实例 4 请你为奶牛场设计一自动放养奶牛的装置图 .要求：用细导线将牛群围住，合上开关后，当牛群在圈内吃草时，小屋内灯亮而铃不响；当有牛了圈住的细导线跑到圈外时，电铃便会响起来，放牛的人能及时发现 . 解析根据上述要求可知，电路中的灯是一直亮着，起到提示电路在正常工作状态的作用 .而电铃却受到 “ 圈住牛的细导线 ” 的控制 .但是它的控制情况与常规的控制不同：当“ 圈住牛的细导线 ” 没断 (即相当于开关闭合 )时，电铃是不响的 (被 “ 圈住牛的细导线 ” 给短路了 )；而当 “ 圈住牛的细导线 ” 被牛弄断时 (即相当于开关断开 )，电铃反而响起来了(电流不能走细导线而只能通过电铃形成通路了 ).根据题意设计出的电路如图 6 所示 . 类似的例子在很多电路设计题中都有出现，当某开关断开时，灯 L 有亮，而当这个开关闭合后，灯 L 反而熄灭了 .这些都是属于 “ 开关的特殊用法 ” ，即该开关与相应的灯 L并联 . 四、从所有用电器都不能工作的那个条件出发，再从个别用电器不能工作的那个条件出发设计电路 有很多电路设计题要求学生根据题目的条件或要求设计出合理的电路，解决这类问题时一定要 抓住外部连接情况及对应现象，逐步分析并画出符合题意的电路结构，解决此类问题的步骤是：先从所有用电器都不能工作的那个条件出发；再从个别用电器不能工作的那个条件出发来设计电路 . 生活应用实例 5 现有两只灯泡 L1 和 L2，三只开关S1、 S2、 S3 和电源、开关、导线等元件，请根据下列要求设计出符合条件的电路 .要求： (1)闭合 S1、 S2、 S3 时， L1 和L2 都亮； (2)闭合 S1、 S2 时， L1 亮， L2 不亮； (3)闭合 S1、S3 时， L2 亮， L1 不亮； (4)闭合 S2、 S3 时， L1、 L2 都不亮 . 解析根据上述方 法按下列步骤分析：首先必须从所有用电器都不能工作的那个条件出发，即从第 (4)个条件出发 .S2、 S3 都已经闭合了，怎么两灯都不亮呢？原来是 S1 还没闭合，也就是说只要 S1 断开，全部用电器都不能工作，这说明 S1 是总开关，在干路中，控制整个电路 .然后再从个别用电器不能工作的那个条件出发来，即从条件 (2)或 (3)出发 .由条件 (2)可知， S3 断开， L2 就不能工作；由条件 (3)可知，S2 断开， L1 就不能工作 .说明 S3 控制 L2，它俩在同一条支路中； S2 就控制 L1，它俩就在另一条支路中 .而条件 (1)我们在分析电路时用不上它， 它只是起到一个检验电路正确与否的作用 .最后整理设计出的电路如图 7 所示 . 总的来说，分析这种例子时，要关注的不是在工作的用电器，反而是不能工作的用电器，分析为什么它不能工作，找出没有闭合的开关，就是导致它不能工作的原因，就说明该开关在控制着这个用电器 .也就是说对我们分析有用的条件不是 “ 在工作的用电器 ” ，不是 “ 闭合的开关 ” ，而恰恰是 “ 没有工作的用电器 ” 和 “ 断开的开关 ”. 当然，除了上述所列举的方法与技巧外，实际的电路设计中，还有其它很多方法与思