探究电路复习二

侯俊安 整理 2011 11 8 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 电学复习 二 二 知识点分析 在初中阶段 电学的物理概念 定律及相应的计算公式是最多的 为了突出各知识点 的联系 帮助学生突破难点 在学生对电学进行全面的知识归纳的基础上 分专题来进行 复习 四 电路变化 不少同学反映 变化的电路难 不知从何下手 这是因为分析变化的电路涉及的内容 广 考虑问题深 对电阻 电流强度 电压及电功率相互关系的分析 稍有不慎就会造成 连错反应 得出错误的结论 电路的变化 关键是分析电阻的变化 分析电路变化的方法 一般可分为四步 1 从变化电阻入手 2 由串并联电路的特点 看电阻的变化情况 3 由总电压 电源电压 不变 得出总电流的变化情况 4 根据电路特点以及题意 判断部分电路电流电压电功率的变化 例 1 如图 1 所示的电路中 滑动变阻器 R2的滑片 P 向右移动 请分析电流表和电压表的 变化情况 解 解 这是一个串联电路 电阻 R1和 R2串联 电流表测干路电流 电压表测滑动变阻 器两端的电压 滑片 P 向右移动 滑动变阻器接入电路中的电阻为 R2 分析过程如下 图 1 1 分析电流表的变化情况 2 R 增大 固定不变 R总增大 21 RRR 总 总 U 不变 减小 电流表读数变小 总 总 总 R U I 2 分析电压表变化的情况 总 I 减小 2 R 增大 不能判断 222 RIUU 总 的变化 直接分析电路中的电阻电流的变化不能得到电压相应的变化 这时应通过分析其它部分电 路的变化及电路的特点得出研究电路的变化 这道题可从分析电阻 两端电压的变化入 手 总 I 减小 1 R 不变 1 U 减小 总 U 不变 2 U 增大 12 UUU 总 电压 表的读数增大 例 2 如图 2 所示的电路中 开关 S 闭合后 灯泡 的亮度将会怎样变化 图 2 解 解 灯泡的亮度是由灯泡的实际电功率的大小来决定的 但对于同一个 或同一类型 灯泡的电阻是相同的 灯泡是纯电阻用电器 由R U P 2 可知 只需分析灯泡两端电压的 变化 就可知灯泡亮度的变化 开关闭合后 电路变成电阻 R 与灯泡 L1并联 然后与灯泡 L2串联 R 与 L1并联的总 电阻为 并 R 闭合前后灯泡 L1两端的电压为1L U 和 并 U 闭合前后灯泡 L2两端的电压为 2L U 和2L U 由并联电路的特点可得 R 1L U 灯泡 L1的亮度将变暗 不变由串联电路分压原理 1L U 21LL UUU 总 22LL UU 灯泡 L2的亮度将变亮 2L UUU 并总 讲完前面四个专题后 同学应总结出一些规律 1 计算前先分析电路 明确电路中 几个用电器的连接方式 2 电路中的电源电压通常是不变的 3 要抓住电流强度的计 算 求出电流是求其他物理量的关键 4 电路中电流变化的原因是滑动变阻器改变电阻 电路中去掉或连入了电阻 使电路的电阻发生变化 5 几个用电器无论是串联还是并联 它们的总功率都等于各个用电器的电功率之和 6 t R U W 2 t R U Q 2 三式通常用于并联电路 7 RtIQ 2 三式通常用于串联电路 五 电学实验 初中电学要求学生掌握根据实物图画出电路图 或根据电路图连接实物图 以及简单 的电路设计 要求学生会使用电流表 电压表测电流和电压以及电阻和电功率 初中物理 课本中共有组成串联电路和并联电路 用电流表测电流 用电压表测电压 伏安法测电阻 测小灯泡的电功率等五个学生分组实验 其中前三个实验是为后两个实验作知识及技能的 准备 所以复习重点应放在伏安法测电阻 测小灯泡的电功率这两个实验中 下面根据各 知识点的联系 分三步来进行电学实验的复习 1 根据实物图画电路图或根据电路图连接实物图 要求两图的连接方式一致 包括电源 电流表 电压表的正负极一致 各用电器的位置和开关的作用一致 画电路图的方法是先 把实物图看懂 特别是看清楚各用电器的连接关系以及开关的作用 然后在头脑中进行加 工 形成一个完整的电路图 最后根据电路图 横平竖直 的要求画出相应的电路图 连 接实物图的方法是看懂电路图以及看清实物图的分布 然后从电源的一极出发 根据电路 图中电流的流向 一段一段地连接实物图 连接时应尽量避免连接的导线相互交叉 2 简单的电路设计 电路设计应根据题目的要求分析各用电器的连接方式 以及开关 的控制对象 例如 由 一个开关同时控制两个灯泡亮或暗 的要求 可知电路连接方式 有两种可能 一是开关和两个灯泡是串联的连接方式 二是两个灯泡并联开关接在干路上 由 一个开关控制一个灯泡 另一个开关同时控制两个灯泡 一个灯泡坏了不影响另一个 灯泡 的要求 可知两个灯泡是并联的连接关系 一个开关时接在一个灯泡的支路上 而 另一开关接在干路上起到总开关的控制作用 然后再根据各用电器的连接方式画出电路图 3 学生分组实验的复习 用伏安法测电阻和电功率是初中的两个重要的实验 这两个实 验有许多共同的地方 可以通过比较的方法来进行复习 实验器材实验电路图计算公式 测 电 阻 实 验 电流表 1 个 电压表 1 个 滑动变阻器 1 个 电池组 1 个 开关 1 个 待测电阻 1 个 导线若 干 测 电 功 率 实 验 电流表 1 个 电压表 1 个 滑动变阻器 1 个 电池组 1 个 开关 1 个 待测灯泡 1 个 导线若 干 在实验过程中共同注意的问题 1 电流表和电压表的正确使用 2 连接线路时必 须将开关打开 3 滑动变阻器的连接 4 通电之前把滑动变阻器调至接入电路的阻值 为最大 实验时再逐步调节接入电路的阻值 两个实验之间的区别是 测电阻时 电阻两端的电压可以在一定范围内通过滑动变阻 器来改变 测额定电功率时 通过滑动变阻器调整灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压 典型例题典型例题 例 1 在图 1 所示电路中 灯泡标有 3 8V 0 2A 电阻 R1为 11 欧 R2为 19 欧 电源 电压保持不变 求 图 1 1 闭合 S1 断开 S2时 灯泡恰能正常发光 电源电压是多少伏 2 闭合 S2 断开 S1时 灯泡的实际功率是多大 分析 分析 表面上 该电路是混联电路 实际上 电路中两个支路上的开关只有一个是闭 合的 另一个断开 所以在题目所述的两种情况 都是灯泡与一个电阻串联 解答 解答 解法一 解法一 灯泡电阻 欧 安 伏 19 2 0 8 3 L L L I U R 1 闭合 S1 断开 S2时 电阻 R1与灯泡 RL串联 此时灯泡恰好正常发光 说明灯 泡两端电压为额定电压 UL 根据串联电路各段电压与总电压 U 的关系 U RR R U L L L 1 得 伏伏 欧 欧欧 638 19 1119 1 L L L U R RR U 2 闭合 S2 断开 S1时 电阻 R2与灯泡 RL串联 此时灯泡两端电压为L U 伏伏 欧欧 欧 36 1919 19 2 U RR R L L 灯泡的实际功率为 瓦 欧 伏 实 47 0 19 3 2 2 L L R U P 解法二 解法二 本题可用电流数据求解 1 闭合 S1 断开 S2时 通过电路的电流为灯泡的额定电流 0 2 安 电阻 R1两端电 压为 U1 IL R1 0 2 安 11 欧 2 2 伏 电源电压为 U UL U1 3 8 伏 2 2 伏 6 伏 2 闭合 S2 断开 S1时 电阻 R2与灯泡 RL串联 灯泡电阻为 19 欧 电路总电阻为 R R2 RL 19 欧 19 欧 38 欧 电路总电流为 安 欧 伏 158 0 38 6 R U I 电灯此时功率 为 瓦欧安 实 47 0 19 158 0 22 L RIP 例 2 如图 2 所示 电源电压 U 15 伏特且保持不变 R1 5 欧姆 R2是 0 30 欧姆的滑动 变阻器 R3是标有 15V 9W 的电热器 图 2 1 当 R3正常工作时 电流表的示数为 0 6 安培 此时开关 S2是闭合的还是断开的 电压表的示数是多大 2 当开关 S1 S2都断开 电流表的示数是多大 通电 10 分钟 电热器 R3放出的 热量是多少 3 闭合开关 S1 S2 移动 R2的滑片 P 那么 电流表的最小示数为多大 此时 整个电路消耗的电功率为多少 分析 分析 电路中开关 S1与电流表串联 开关 S2与滑动变阻器串联 这个电路的连接比 较复杂 需要根据 S1 S2的通断做具体分析 解答 解答 1 R3正常工作 表示其两端电压为额定电压 15 伏 由于电源电压为 15 伏 所以 S1是闭合的 此时 R1被短路不起作用 可画出这时候的简化电路图 3 图 3 根据该图可知 电流表测量干路电流 电压表测量 R3两端的电压 3 R 在工作时 电 流为 安 伏 瓦 额 额 6 0 15 9 3 U P I 由此可知 开关 S2应当断开 通过电流表的电流与通过 R3的电流相等 电压表的示数为 15 伏 2 当开关 S1 S2都断开时 可以去掉与 S1 S2串联的电路元件 画出等效电路图 4 此种情况 R1与 R3串联 电流表测量电路电流 电压表测量 R3两端电压 图 4 由串联电路规律知 电流表示数 3 31 3 R RR U I 的阻值为 瓦 伏 额 额 9 15 2 2 3 P U R 安 欧欧 伏 欧 5 0 255 15 25 31 II 通电 10 分钟 电热器 3 R 放出热量 tRIQ 3 2 3 10 t 分 600 秒 Q 0 5 安 2 25 欧 600 秒 3750 焦 3 闭合开关 S1 S2 R1被短路 R2与 R3并联 我们可根据图分析 当滑动片位于 滑动变阻器的右端时 滑动变阻器的线圈被全部接入电路 接入电路的电阻为 30 欧 此时 并联电路的总电阻最大 电流表的示数最小 32 RR 并联的总电阻 32 32 RR RR R 并 欧 欧欧 欧欧 6 13 2530 2530 电流表1 A 的示数 安 欧 伏 并 1 1 6 13 15 2 R U I 电路消耗的电功率 P总 I2 U 1 1 安 15 伏 16 5 瓦 模拟试题模拟试题 答题时间 60 分钟 一 是非题 1 在相等时间内 电流通过哪盏灯所做的功少 哪盏灯就暗 2 额定功率大的用电器 电流做的功一定多 3 电灯的灯丝较粗 它的额定功率较大 4 单位时间内流过用电器的电量越多 电功率就越大 二 填充题 1 一电热加热器的铭牌上标有 220V 1600W 的字样 那么铭牌上的 220V 指的是 1600W 指的是 在正常工作时 通过这个加热器的电流为 安 它的电阻为 欧 2 时消耗的电能是 焦 若把这个用电器接在 110 伏的电源上使用 这个电加 热器的实际功率为 瓦 2 如图 1 所示电路 电源电压为 6 伏 R1 6 欧 R2 3 欧 R3 4 欧 图 1 1 当电键 SA2打开 电键 SA1拨到 b 位置时 R1中的电流强度为 安 2 当电键 SA2闭合 电键 SAl拨到 a 位置时 R1中的电流强度为 安 R2上消耗 的电功率为 瓦 在 10 秒内 R2上消耗的电能为 焦 3 有一条阻值为 27 欧 粗细均匀的电阻丝 将其分成等值的三段后并联 其阻值为 欧 再将它们接在电压为 6 伏的电源上 2 分钟电流所做的功为 焦 三 选择题 1 将一只标有 220V 100W 电灯泡接在 110 伏的电压下 那么它的实际功率为 A 100 瓦 B 50 瓦 C 25 瓦 D 200 瓦 2 如图 2 所示电路 若电阻 R 的阻值和电表读数为已知 则可以计算出灯泡的电功率 但其中一个