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1、初中物理 电学专题复习 人教新课标版(一)复习方法指导1、短路及其危害(1)短路:直接用导线把电源正、负极连接起来的电路叫短路。(2)短路的危害:使电流过大、损坏电源、导线。(3)怎样排除短路。可采用“电流的流向法”,用颜色笔分别描画出从电源正极到负极的各条路径。其中只要一条路径上没有用电器,这个电路就发生了短路。 2、局部短路:如果导线接到一部分用电器两端,这部分用电器不再起作用,但还有其它用电器,这种电路叫局部短路。例:当开关S闭合时,灯L2将被局部短 3、怎样识别电路接法:(1)有两个用电器可用“电流的流向法”判断,若只有一条路径是串联,有两条路径是并联。(2)有三个用电器的电路除串联、
2、并联外,还有混联。若只有一条电流路径,则三个用电器串联;若有三条电流的路径,并且三个用电器分别在三个支路上,则这个电路是并联。若有两条电流路径,有一个用电器在干路上,或有两个用电器串联在一条支路上,这个电路是混联。4、串、并联电路的等效电阻在串联或并联电路中,用一个电阻代替电路中的几个电阻,这个电阻叫原来几个电阻的等效电阻,又叫总电阻。计算总电阻要注意以下几点:(1)总电阻跟几个电阻之和含义不同。(2)总电阻不一定大于各部分电阻值,并联电路中的总电阻小于每一个分电阻。(3)n个相同电阻串联,总电阻R串=nR,n个相同电阻并联,总电阻R并=R/n。(4)两个电阻并联,总电阻R并=R1R2/R1+
3、R2。5、串、并联电路中的比例关系:(1)串联:电压的分配跟电阻成正比 。(2)并联:电流的分配跟电阻成反比 。6、怎样分析变化的电路:由滑动变阻器的滑片移动或开关的启闭,会引起电路结构的改变,或使电路的电阻改变,从而造成电路中电流和电压的变化,这一类电学题叫电路变化题。(1)串联电路。一般的解题方法有两种:运用串联电路特点和欧姆定律从局部到整体再到局部的分析方法。利用串联电路的比例关系分析:(2)并联电路一般解法有两种。先“部分”再“整体”再“局部”。由“局部”到“整体”。7、串、并联电路的计算。解电路计算题的思路和方法是:(1)审题:(挖掘题目已知条件,弄清所求量)(2)画电路图(建立直观
4、的物理图景)(3)联想(联系所学的电学规律,形成思维推理过程)具体做法是:通过审题,首先弄清电路的结构,是串联还是并联,若题目给出了电路图,要用“去表法”分析各导体之间的连接方式。若题目没有给出电路图,则要分析题意,判断电路的接法,并画出相应的电路图。明确已知条件,并注意挖掘隐含条件,弄清所求量,如果题目中给出电表示数,要用它所测的物理量的符号和数值表示出来,并在电路图上标明:以建立直观的物理图景。会利用电路图进行分析和推理。一般方法是:从已知条件出发,看能求哪些物理量,利用欧姆定律,已知同一导体(或同一电路)上的电流、电压、电阻和电功率中的两个,就可以求出另两个量。或是利用电路特点,对同一物
5、理量的局部与整体间的关系加以分析。(二)例题解析:例1、如图所示,滑片P在中点时,连入电路的阻值为R,只闭合S1时,R与R1上的电压之比为1:2,只闭合S2时,R与R2上的电压之比为1:4,当滑片P移到a时,则() A、当S1S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是1:2,B、当S1S2闭合时,通过R1与R2的电流之比是2:1,C、只闭合S1时,变阻器两端电压与R1两端的电压之比是1:1,D、只闭合S2时,变阻器两端电压与R2两端的电压之比是1:1,分析:利用串、并联电路的比例关系可解此题。首先弄清电阻R1与R2之间的比例关系,再明确当S1、S2都闭合时,R1与R2的连接方法。当只闭合S1或S2
6、时,电阻R1或R2跟变阻器的连接方法,运用相应的电路的比例求解。解:由R/R1=U/U1得R/R1=1/2,同理,R/R2=1/4,因此R1/R2=1/2,当S1S2都闭合时,R1与R2并联,根据并联电路中,电流的分配跟电阻成反比可得 I1/I2=R2/R1,I1/I2=2/1。当只闭合S1时,R1与变阻器串联,此时变阻器接入电路的电阻是2R(滑片P在a点)。利用U'/U1=R'/R1=2R/2R=1:1。答案:正确的选项是B和C。说明:在电路计算中,运用比例往往可以使问题简化,如果题目给出的是物理量之间的比例关系,就必须利用比例的知识来解题,利用比例关系解题应注意以下几点:(
7、1)确定物体量之间有没有比例关系。(2)在串、并联电路中,存在比例关系的各量都跟电阻有关,因此,弄清各导体电阻的大小,找出它们阻值之间的关系十分重要。(3)弄清电路结构,是串还是并,确定所求量跟电阻成正比还是反比。例2、如图:电源电压不变,当变阻器的滑片从左到右滑动时,则()A、电流表,电压表的示数都变大;B、电流表,电压表的示数都变小;C、电流表示数变大,电压表示数变小;D、电流表示数变小,电压表示数变大; 分析:利用“去表法”可以看到这是一个电阻R跟变阻器串联的电路,其中电流表测量的是电路中的电流,电压表测量的是变阻器两端的电压。串联电路可用从局部到整体,再到局部的分析方法,当滑片P从左向
8、右滑动时,变阻器接入电路的阻值增大,使电路中总电阻变大,因总电压一定,根据欧姆定律I=U/R得到电路中的电流变小,电流表示数变小。根据串联电路中,电压的分配跟电阻成正比,变阻器的阻值增大,它两端分配的电压也增大,电压表示数将变大。答案:正确的选项是D。例3、如图所示,电源电压保持不变,R1=4,变阻器的滑片P从一端滑动到另一端的过程中,电压表的示数从2V变化到6V,求: (1)电阻R2的值?(2)变阻器R'的最大值?分析:这是串联电路,根据题意,画出电路图。P在左端时,U1=6V P在右端时,U1'=2V 电压表测量的是R1两端电压,当滑片P从左端向右端滑动时,变阻器接入电路的
9、电阻增大,使总电阻变大,总电流变小,电阻R1两端的电压将变小,因此滑片P在左端时,R1两端电压最大,U1=6V,见(甲)图,滑片在右端时,R1两端电压最小,见(乙)图U1'=2V。(甲)图中R1=4,U1=6V已知,可求出电流I1,串联电路中I2=I1,由U2=U-U1可求出U2,根据U2,I2可求出电阻R2。将R2代入(乙)图中,根据R1=4,U=15V可以求出变阻器最大值R'。解:(甲)图中I2=I1=U1/R1=6V/4=1.5A,U2=U-U1=15V-6V=9V,R2=U2/I2=9V/1.5A=6(乙)图中I'=I2'=I1'=U1'
10、/R1=2V/4=0.5AU2'=I2'R2=0.5A×6=3V,U'=U-U1'-U2'=15V-2V-3V=10VR'=U'/I'=10V/0.5A=20答案:(1)R2是6;(2)变阻器R'最大值20。说明:解题时应注意两个问题:(1)解题格式要规范,先写公式,再代入数值和单位,计算出正确结果。(2)运用公式要注意“对应”,即必须对同一个导体(或同一段电路),同一个物理过程中的U、I和R的值,才能代入欧姆定律公式中求解。例4、如图:电源电压不变,R2=6,当S断开时,电流表示数为0.5A,S闭合时,电流表的
11、示数改变了0.3A,求:(1)R1的值;(2)电源电压? 分析:开关S断开时,电阻R1和R2串联,见(甲)图,当开关S闭合时,电阻R2被短路,只有R1接入电路,见(乙)图。 在两个电路中,由于每一个电路中已知条件不够,所以分别用其中一个电路都不能求出电阻R1和电源电压,而要用等量关系列方程求解。常用电源电压不变这一关系列方程组。解:根据U=IR,电源电压U不变,可列出以下两个方程:(甲)图:U=0.5A×(R1+6)(乙)图:因电路总电阻减小,总电流增大,电路中的电流是0.5A+0.3A=0.8AU=0.8A×R1式=式,0.8A×R1=0.5A(R1+6)得R1
12、=10,U=8V答案:(1)R1的值是10,(2)电源电压是8V。说明:通过这个例题,我们可以学到:(1)有两个物理过程的电学计算题,要分别画出它们的电路图,并在图上标出已知量的符号和量值。(2)在两个过程中,由于电路的结构发生了变化,电路的总电阻因而变化,引起电路中的电流、各部分电压随之变化。因此,在运用欧姆定律时,特别要注意“对应”。(3)在电路计算中,定值电阻和电源电压是不变量,可利用这个等量关系列方程。例5、电路如图所示,电源电压不变,R2=2R1,当S1闭合,S2断开时,R1、R3两端电压分别为U1、U3,闭合S2,断开S1,R1、R4两端电压分别为U1'、U4,已知U1=2
13、U1',U3:U4=4:1,求:(1)S2闭合,S1断开时,R2两端电压U2;(2)电阻R3:R4=? 分析:S1闭合,S2断开时,R1R3串联如(甲)图,S2闭合,S1断开时,R1R2R4三个电阻串联如(乙)图, 因为,(甲)、(乙)两图中R1一定,通过电阻的电流跟电压成正比,两个电路中的电流之比I/I'=U1/U1'=2/1U3/U4=IR3/I'R4=2R3/R4=4/1得R3/R4=2/1,R3=2R4利用电源电压不变列出方程如下:U=I(R1+R3)=2I'(R1+2R4)U=I'(R1+R2+R4)=I'(R1+2R1+R4)
14、式=式2I'(R1+2R4)=I'(R1+2R1+R4)得R1=3R4,R2=6R4 (已知R3=2R4)(乙)图中,电压跟电阻成正比:U1':U2:U4=R1:R2:R4=3:6:1因为U=U1'+U2+U420V=3U4+6U4+U4=10U4所以U4=2V,U2=6U4=12V答案:(1)S2闭合,S1断开时,R2两端电压是12V;(2)R3:R4=2:1.(三)练习题:1、一个阻值是20的电阻跟一个阻值是5的电阻串联,总电阻是_;若将它们并联,总电阻是_。2、如图所示:R1与R2并联的总电阻为R,并且R:R2=1:3,电流表示数为1.2A,则电阻R1中的
15、电流是_A。 3、某导体接到电压是6V的电路中,通过它的电流是0.3A,若接到另一电路上,通过它的电流是0.2A,不计温度对电阻影响,这个导体电阻是_。4、如图所示,要使灯L1、L2并联,应当()A、闭合S1、S2,断开S3;B、闭合S1、S3,断开S2;C、闭合S2、S3,断开S1;D、闭合S1、S2、S3。 5、如图所示,电源电压不变,当S由闭合到断开时() 6、如图:电源电压U不变,当S1S2断开,S3闭合时,R1、R2上的电压之比是1:4,若S2、S3断开,S1闭合时,电流表的示数为I1,断开S3,闭合S1、S2时,电流表的示数是I2,则I1与I2之比是()。A、4:1 B、1:4 C
16、、3:4 D、4:5 7、如图所示,当滑片P在变阻器B端时,电压表示数是3V,当滑片P在中点C时,电压表示数是2V,求电源电压是_V,变阻器的最大阻值是_? 答案:1、25,4 2、0.8 3、20 4、B 5、BC 6、D 7、6,20 电路计算题的常见题型及解题方法(一)电路计算题的题型分类:常见的电路计算题大致可分为以下六种不同类型:(1)相同导体在同一电路中;(2)不同导体在同一电路中;(3)同一导体在不同电路中;(4)不同导体在不同电路中;(5)电、热综合型;(6)力、电综合型;(二)例题解析:1、相同导体在同一电路中:例1、如图1,电源电压不变,R1=3R2,S由断开到闭合时,电流
17、表 A 的示数变化了0.4A,求S断开与闭合时,电流表的示数应分别是()。A、0.8A和1.2A B、1.2A和0.8A C、1.2A和1.6A D、0.4A和0.8A 分析:根据题意画出电路图如下,S断开时,只有R2被接入电路,如图2中的(1),当S闭合时,R1与R2并联接入电路,如图(2)。在图(1)和图(2)中,电阻R2是相同导体,R2两端电压相同(都是电源电压U),相同导体R2分别接入同一段电路中,所以,在图(1)、(2)中,通过R2的电流不变,I2=U/R2。图(2)中R1与R2并联,根据并联电路特点: I2=3I1=3×0.4A=1.2A干路电流I=I1+I2=0.4A+
18、1.2A=1.6A当S断开时,电流表示数I2=1.2A,当S闭合时,电流表示数I=1.6A。答案:正确的选项是C。说明:(1)相同导体在同一电路中时,导体的电阻,导体两端电压,通过这个导体的电流都相同,如本题中S断开与S闭合两个过程中,电阻R2,两端电压U和通过R2的电流I2都没变,只是S闭合后,干路电流发生了变化。(2)本题的另一种解法是:S断开,I2=U/R2 S闭合,U=I1R1 将代入 I2= =1.2AI1=I1+I2=0.4A+1.2A=1.6A2、不同导体在同一电路中。例2、标有“10V,5W”和“10V,10W”的两个小灯泡甲灯和乙灯。求:(1)甲、乙两灯串联在电压为U的电路中
19、时,哪盏灯亮?(2)将甲、乙两灯并联在同一电路中时,哪盏灯更亮?分析:根据题意画出电路图,两灯串联时,如图3(甲),两灯并联时,如图3(乙): 灯的亮暗取决于实际功率,两灯串联时,实际功率与灯的电阻成正比,两灯并联时,实际功率与灯的电阻成反比,甲、乙两灯的额定电压,额定功率已知,由公式P= 可得R=U2/P,求出两灯的电阻后,再利用串联电路的特点求实际功率。 = =20 = =10(甲)图中 与 串联,功率与电阻成正比, > ,甲灯亮(乙)图中 与 并联,功率与电阻成反比, P甲< ,乙灯亮,答:串联时,甲灯亮,并联时,乙灯亮。说明:(1)不同导体在同一电路中,有串联、并联两种情况
20、,当两个不同导体串联在同一电路时,各部分导体上的电压、电功、电功率、电热,都与导体的电阻成正比。当两个不同导体并联在同一电路中时,各导体上的电流、电功、电功率,电热都与导体的电阻成反比。(2)解不同导体在同一电路中的问题时,一般先求出各导体的电阻或弄清电阻之比,再根据串、并联电路的比例关系求解。(3)灯的亮度是由灯的实际功率决定,而不取决于灯的额定功率大小。3、同一导体在不同电路中,例3、如图4,电源电压不变,灯的电阻R不随温度改变。当S闭合时,R1/RL=1/5,此时灯正常发光,当S断开时,灯的实际功率是其额定功率的1/4。求:(1)R2与RL之比。(2)S断开时,R1两端电压与R2两端电压
21、之比。 分析与解:根据题意画出电路图,当S闭合时,R2被短路,灯RL与R1串联,如图5(甲),当S断开时,RL与R1、R2串联,如图5(乙):S闭合,灯正常发光 S断开 (甲)、(乙)两图中灯的电阻RL是同一导体,是不变量,由公式P=I2R可得,RL不变时,电功率与电流的平方成正比,即P'L/PL=I'2/I2=1/4得I'/I=1/2,电源电压U不变,(甲)、(乙)两图中的电流与电阻成反比,I'/I=RL+R1/RL+R2+R1=1/2得R2=6R1(甲)图中R1/RL=1/5 得RL=5R1R2/RL=6R1/5R1=6/5(乙)图中S断开时,U'1
22、/U2=R1/R2=1/6答案:(1)R2与RL之比为6:5。(2)S断开时,R1两端电压与R2两端电压之比为1:6。说明:(1)同一导体在不同电路中,电阻R两端电压,通过导体的电流及导体上消耗的电功率都不相同,但因为电阻R不变(或相同)有导体两端电压与通过导体的电流成正 比,即 。导体上消耗的电功率与电流平方或电压平方成正比,即P/P'=I2/I'2或P/P'=U2/U'2。(2)利用电源电压和定值电阻不变是电路计算中常用的方法。4、不同导体在不同电路中,例4、如图6所示,电源电压不变,滑片P在某一位置时,电压表示数为10V,变阻器RW上消耗的功率为1W,P在
23、另一位置时,电压表示数为4V,变阻器RW'上消耗的功率为0.8W,求:定值电阻R的值 分析与解:根据题意画出电路图7在(甲)、(乙)两图中R0是定值电阻,R0一定,I/I'=U0/U0'=10V/4V=5/2PW/PW'=I2RW/I'2RW' 1W/0.8W=(5)2RW/(2)2RW',得RW'=5RW又电源电压U不变, I/I'=R0+RW'/R0+RW5/2=R0+5RW/R0+RW得R0/RW=5/3(甲)图中U0/UW=R0/RW10V/UW=5/3得UW=6VI=PW/UW=1W/6V=1/6AR0=
24、U0/I=10V/(1/6A)=60说明:(1)不同导体RW与RW'在不同电路中时,通过它们的电流分别为I和I',不同电阻上消耗的电功率分别为PW与PW',由公式P=I2R得PW/PW'=I2RW/I'2RW',已知功率之比,求出电流之比,即可得出两个不同电阻RW与RW'之比。(2)本题中:先利用(甲)(乙)两图中的相同电阻R0不变,由U0/U0'=I/I',先求出电流比,代入上式求出电阻RW与RW'之比,再利用电源电压U不变求出R0与RW之比,根据串联电路的特点,求出UW,由I=PW/UW求出电流I,最后用R0=
25、U0/I求出定值电阻R0。5、电热综合型例5、将一个阻值为4的电热器放入质量是0.5kg的冷水中,当通过它的电流是5A时,7min内能使水温升高多少?水的比热为4.2×103J/(kg·)设电热器产生的热量全部被水吸收分析与解:电热器产生的热量Q电=I2Rt冷水吸收的热量Q吸=c水m水t水 (根据题意) 说明:(1)电热综合型题的一般解法是利用热平衡列方程求未知量。(2)注意在公式 中物理量的单位统一用国际单位制。6、力、电综合型例6、用电动机将质量是1kg的砝码匀速提升,在7s内将砝码升高0.3m,已知加到电动机两端的电压是6V,如果电流做的有用功有80%来提升砝码,求通过电动机的电流是多少mA?分析与解:电流通过电动机做功W电=UIt提升砝码做的功W=Gh=mghW=0.8W电(根据题意)mgh=0.8UItI=mgh/0.8Ut=1kg×9.8N/kg×0.3m/0.8×6V×7S=0.0875A=87.5mA说明:(1)力电综合型题往往是利用机械功。功率与电功,电功率的等量关系列方程求未知量。(2)解题过程中要注意统一单位。(三)练习题:1、一个定值电阻R1接在电压
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