高中物理电路简化

例谈综合法简化电路 一 简化电路的具体方法 1 支路电流法 电流是分析电路的核心 从电源正极出发顺着电流的走向 经各电阻外电路巡行一周至电 源的负极 凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联 凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联 例 1 试判断图 1 中三灯的连接方式 解析 由图 1 可以看出 从电源正极流出的电流在 A 点分成三部分 一部分流过灯 L1 一部分流过灯 L2 一部分流过灯 L3 然后在 B 点汇合流入电源的负极 从并联电路的特点可知此三灯并联 题后小结 支路电流法 关键是看电路中哪些点有电流分叉 此法在解决复杂电路时显得有些力不从心 2 等电势法 将已知电路中各节点 电路中三条或三条以上支路的交叉点 称为节点 编号 按电势由高到低的 顺序依次用 1 2 3 数码标出来 接于电源正极的节点电势最高 接于电源负极的节点电势最低 等电势的节 点用同一数码 然后按电势的高低将各节点重新排布 再将各元件跨接到相对应的两节点之间 即可画出等效 电路 例 2 判断图 2 各电阻的连接方式 解析 1 将节点标号 四个节点分别标上 1 2 2 将各个节点沿电流的流向依次排在一条直线上 3 将各个电路元件对号入座 画出规范的等效电路图 如图 3 所示 4 从等效电路图可判断 四个电阻是并联关系 题后小结 等电势法 关键是找各等势点 在解复杂电路问题时 需综合以上两法的优点 二 综合法 支路电流法与等电势法的综合 注意点 1 给相同的节点编号 2 电流的流向 由高电势点流向低电势点 等势点间无电流 每个节点流入电流之和等于流出电流之和 例 3 由 5 个 1 电阻连成的如图 4 所示的电路 导线的电阻不计 则 A B 间的等效电阻为 策略 采用综合法 设 A 点接电源正极 B 点接电源负极 将图示电路中的节点找出 凡是用导线相连的 节点可认为是同一节点 然后按电流从 A 端流入 从 B 端流出的原则来分析电流经过电路时的各电阻连接形式就 表现出来了 解析 由于节点 A D 间是用导线相连 这两点是等势点 均标 1 节点 C F 间是用导线相连 这两点 是等势点 均标 2 节点 E B 间是用导线相连 这两点是等势点 均标 3 则 A 点电势最高 C F 次之 B 点电势最低 根据电流由高电势流向低电势 易得出各电阻的电流方向 由于电阻 R1 R2 均有一端接点 1 另一端接点 2 电阻 R4 R5 均有一端接点 2 另一端接点 3 电阻 R3 一端 接点 1 另一端接点 3 易得其等效电路如图 5 所示 或者用图 4 中所标电流方向 也可得其等效电路如图 5 相比第一种方法更简单 故 AB 间总电阻力 0 5 题后小结 在分析电路时 首先应找出各个节点 凡是用导线相连的两节点是等势点 可以等效为一个节 点 如图 4 中的 A 与 D C 与 F E 与 B 连在两个相邻的节点间的电阻是并联的 如图 4 中的电阻 1 和电阻 2 电阻 4 和电阻 5 当把最基本的电路等效后 再对高一级电路进一步分析 即电阻 1 2 并联后与电阻 4 5 并联 后串联 之后再与电阻 3 并联 这种逐级分析的方法在分析等效电路中是很有效的 此方法侧重于等电势法 但是 若将图 4 改为图 6 即使画出等效电路图 5 按习惯总将电流表看作导线 也无济于事 而且将电 流表置于图 5 中的合适位置更是难上加难 若根据图中的电流方向则易得 电流表 A1 测的是电阻 R2 和 R3 的电流 之和 电流表 A2 测的是电阻 R1 和 R2 的电流之和 电流表 A3 测的是电阻 R3 和 R4 的电流之和 注 有些初学者凭感觉认为 电流可以沿 A C D 方向流动 这是错误的 因为电流由高电势点流向低电 势点 不可能由点 1 A 经点 2 C 又流回点 1 D 其它点同理可得电流流向 三 含电容器 电流表 电压表的复杂电路 画等效电路时 电流表视为导线 电容器 电压表视为断路 若考虑内阻 则将其视为一个大