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文档简介

1、电路简化的基本原则初中物理电学中的复杂电路可以通过如下原则进行简化:端可以测得电压(电路中没有其他断点)。去掉。开关闭合有电流流过时,开关两端电压为零,断开时开关两端可以测得电压(电路中没有其他断点)。线电路两节点间去掉用电器(电阻)短路:用电器(电阻)和导线(开关、电流表)器中无电流通过(如下图示),可以把用电器从电路的两节点间拆除(去掉)AA第六:滑动变阻器Pa段被导线(金属杆)短接不工作,去掉段后,下图a变为图ba图abappbpb图b第七:根据串、并联电路电流和电压规律“串联分压、并联分流”分析总电流、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

2、表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压。判断电压表所测量的电压可用滑移法和去源法。第九:电压表原则上要求并联在电路中,单独测量电源电压时,可直接在电源两端。一般情况下,如果电压表串联在电路中,测得的电压是电源两端电压(具体情况见笔记)。电流表直接接在电源两端会被烧坏,且让电源短路,烧坏电源。第十:如果导线上(节点之间)没有用电器(开关,电流表除外),那么导线上的各点可以看做是一个点,可以任意合并、分开、增减。(此法又称 节法)例如:baababaabbab电路简化步骤第一步:按照题目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(视具体情况也可保留)。第三步:去掉电压表。

3、或者换位)导线上的节点。(且相互纠结时,采用)第五步:画出等效电路图,判断各用电器是串联还是并联。第六步:在原电路中利用原则七、八判断电流表和电压表各测量哪个用电器的电流和电压。第七步:将电压表和电流表添加到等效电路图中,分析各电流表和电压表示数之间的关系。(利用原则七)经典例题选讲例1:在如下电路图中,开关S闭合后,电压表的示数是的示数是如果的示数是0.2A,那么分析: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。第四步(略)第五步:判断用电器连接方式很显然,电路中两个灯A1V2L1V1A2泡是串联的。sL2第六步:根据原则四,知道电压表V2处断开,所以没有电流从A1

4、流过,示数为零;根据滑移法知道V1和电源并联,测电源两端电压。V2和L2并联,测L2两端电压。第七步:等效电路图如下:v1L1A2L2A1根据等效电路图,可知所求I1=I2=0.2AU1=2.5V-1V=1.5VU2=1V例2 :如图示,开关s闭合后下列各电压表示数的关系表示数之间的关系是。,各电流分析: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;第四步(略);第六步:根据原则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测量的对象。V2A2L1V1V3L2A1s在原电路中,去掉电压表,可以发现电流表A1和A2都与灯泡串联,所以电流表示数相等;用滑移法可以判断出

5、V1测L1两端的电压,V2测电源两端的电压;V3测L2两端的电压。A1A2第七步:等效电路图如下V1V2所求的电压关系式为:U2=U1+U3例3 : 电路开关闭合后, v1、v2、v3的示数分别是8V、9V、4V,则L1、L2、L3两端的电压各是多少?解:根据“十原则,七步骤”可以得到该电路的等效电路图如下:V1L1L2L3V3L1L2从等效图可以得到如下方程组:解得:UL1=3vUL2 =5vSUL1+UL2=8VUL2+UL3=9V UL3=4V例如图所示,已知两只灯泡 L1和L2是串联的,则在、和三个电 表 中 ( 电 流 表 或 电 压 表 ) 判 断 正 确 的 是(A.是电流表,和

6、是电压表; B.和是电压表,是电流表;C.和是电流表,是电压表;D. 和都是电流表L1分析:本题可用排除法解答。将A答案的各表填入3三个位置中,根据“十原则,七步骤”电路图简化为:2A很明显,不符合题意。A将B可简化为:LL212这种填法符合题意。把C答案各表填入电路中,电路L1被断路,简化后的电路图和A答案相同,不合题意。把D答案各表填入图中,电源短路,两个灯泡没有电流流过,不合题意。所以选择答案B.动,则故障可能是()AL1的灯丝断了BL2的灯丝断了CL1的接线短路DL2的接线短路例5例5:如图所示,当接通开关 S后,发现电流表指针偏转,电压表指针不电学综合题历来是初中物理的难点,在近几年

7、的中考题中屡屡出现,由于试题综合性强,设置障碍多,”学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学,是一项很有价值的工作。有一定效果。一、理清“短路”概念。“而 (或某部分电路首 电学问题中的一个难点。解电学综合题的又一个需要突破的难点。1,当开关S 闭合前,两灯均亮(较暗L1 不亮,而L2 仍发光(较亮。为了帮助初中生理解,可将 L1 比作是电流需通过的“一座高ft” 而开关S 的短路通道则比作是“ft里的一条隧洞”。有了“隧洞”, 电流只会“走隧洞”而不会去“爬ft”。二、识别串并联电路如”“的局 面,所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、 并联两种基本的连接,不要求混联电路。

8、区分串、并联电路是识别串、并联有三种方法,、电流法;、等效电路法;、去表法。、电流法:即从电源正极出发,顺着电流的流向看电流的路径是否有分支,如果有,则所分的几个分支之间(分支前后有两个节点)如果电流的路径只有一条(无分支点容易接受。电位“的类比中 ”概念。可以通过类比手法,例如:如果某学 ”“”“”的三 “”的概念。在电路中,无论 “。因此,我们可以找出各元件两端 的公共点画出简化的等效电路。图 2、图 3 是对各电阻的连接情况分析。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”,蓝线部分与电源负极“电位一样高”,可以简化为图 3。在图 3 中,R1、R2、R3 的并联关系也就显

9、而易见了。、去表法:由于电压表的内阻很大,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 路的电流强度,因而,在电路分析中,可视其为一根导线,去掉后改成一根导线即可。三、“表格分析法” 整理解题思路晰的解题思路。可以使用“表格法”帮助整理解题思路表格的列,列出有关用电器的电流、电压、电阻、电功率四个物理量。在一般计算中,出现用电器多为纯电 阻,根据欧姆定律I=U/R,电功率的计算公式P=UI(有六种情况)表格的行,列出电流等物理量在各分电路和总电路的数值,或物理量在用电器的各种状态下(如额定工作状态、电路实际工作状态)的数值。而根据串、并联电路的特点或根据题设,只要知道其中的两个

10、(或一个以求出剩余的物理量。典型例题:如图 4 所示,R1=2 欧,R2=6 欧,接在电源上时,电压表的示数为 0.5 伏,求电路消耗的总电功率是多少?这是有关两个电阻串联的典型习题,有关电阻R1 、U1R1有关电阻R2、U2R2、URP。12 个物理量中,已知其中的三个物理量,就可以求出剩余的9 用“1表 1:有关R1有关R2有关总体横向关系电流I1I2I电流相等电压U1=0.5V *UU=U1+U2电阻电功率R1=2 *P1R2=6 *RP = ?R=R1+R2注:* 表示为题目中已知量。有关U1 和R1 故可以求出I1 和P(在本题不需要求出;再由的横向关系来看串联电路电流处处相等,可进

11、一步得出I2 和 “”的纵向来看, 要求P,则除了已求出的电流I 这一个物理量外,还需要在U R 两者之中知道第二个物理量,方可求出。而要求R 或求“”“”解:有关R1纵向关因为R1 与R2 串联 总电流I=I1=0.25A总电阻横向关总功率有关总电阻纵向关“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功 电功率最小时(或最大时不变,或设电源的总电压不变等。电路变化分析。这是因为分析变化的电路涉及的内容广,考虑的问题深。 综合问题的又一个难点。阻,从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化(也有改变电路结构的。有关变化电路,应在学会 识别和学会识别串并联电路的基础上,掌握分析变化电路的基本思

12、路。1、开关的通、断造成电路的变化拆 除法。拆除法要求:“电压表处 路法进行分析。例题:如图 5 所示4伏,L14、L316S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数。、S1、S2 都接通时,整个电路消耗的电功率。例题分析:在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化,可进行电路的改画,见图 6。注:图中虚线部分是要去掉的部分。在用“去表法”去掉电流表电压表后,要分析它们分别测量哪一个用电器的哪一个物理量。电压表”7 “”7 中可见,L1 压表V 均加在蓝线与黑线之间,所以电压表是L 两端的电压。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

13、通时,L2、L3 并联。总电阻总功率滑动变阻器变化问题率的变化。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情况是AB、电流表和电压表的示数变小; C、电流表示数变小,电压表示 数变大;D、电流表示数变大,电压表示数变小。电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压;、利用表格整理分析问题的思路。上例题表格分析如下:有关R1有关R2总电路关系电阻I1U1 ?R1 不变I2R2 I ?U 总不变R 总串联电流相等U 总=U1+U2R 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U 总不变,故I将变小(

14、电流表读数;因串联电路电流相等I1=;再由有关R1 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,复杂电路的简化方法张友金一. “拆除法”突破短路障碍短路往往是因开关闭合后,使用电器(或电阻)两端被导线直接连通而造成的,初学者难以识别。图1RR2 所示。图 1图 2二. “分断法”突破滑动变阻器的障碍34PAPPB5PBPAP之,AP345三. 突破电压表的障碍“滑移法”确定测量对象所谓“滑移法”就是把电压表正、负接线柱的两根引线顺着导线滑动至某用电器(阻)的两端,从而确定测量对象的方法,但是滑动引线时不可绕过用电器和电源(电流表)6,R1测量的是 R 和 R

15、两端的总电压;将电压表的上端移至R 右端,也可确定电压表测量的是123R 两端电压,同时也测的是电源电压。3“用拆除法”确定电流路径因为电压表的理想内阻无穷大,通过它的电流为零,可将其从电路中“拆除”,即使电6R1和 R 串联,2再与 R 并联。3图 6四. “去掉法”突破电流表的障碍故可采用“去掉法”排除其障碍,即将电流表从电路中“去掉”,并将连接电流表的两 878五. “等效电路法”突破简化电路障碍电路图简化以后,我们可以清楚地看到各用电器之间的串、并联关系;分辨出电流表、电压表测量的是哪一部分电路的电流值和电压值,从而有利于我们解题。简化电路图, 除了用到上述方法外,还可以综合运用“等效电路法”。“等效电路法”,即在电路中,不论导线有多长,只要其间没有电源、电压表、用电器等,均可以将其看成是同一个点,

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