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文檔簡介
1、物理電路故障1、根據(jù)題給條件確定故障是斷路還是短路:兩燈串聯(lián)時,如果只有一個燈不亮,則此燈一定是短路了,如果兩燈都不亮,則電路一定是斷路了;兩燈并聯(lián),如果只有一燈不亮,則一定是這條支路斷路,如果兩燈都不亮,則一定是干路斷路。在并聯(lián)電路中,故障不能是短路,因?yàn)槿绻搪?,則電源會燒壞。2、根據(jù)第一步再判斷哪部分?jǐn)嗦坊蚨搪?。?:L1與L2串聯(lián)在電路中,電壓表測L2兩端電壓,開關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮,電壓表有示數(shù),則故障原因是什么?解:你先畫一個電路圖:兩燈都不亮,則一定是斷路。電壓表有示數(shù),說明電壓表兩個接線柱跟電源兩極相連接,這部分導(dǎo)線沒斷,那么只有L1斷路了。例2、L1與L2串聯(lián),電壓表V1
2、測L1電壓,V2,V2示數(shù)很大,則L1短路而L2正常;B、若V1=0而V2示數(shù)很大,說明L2都斷路。測L2電壓。閉合開關(guān)后,兩燈都不亮。則下列說法正確的是:A、若V1=0解:可能你會錯選A。其實(shí)答案為B。首先根據(jù)題給條件:兩燈都不亮,則電路是斷路,A肯定不正確。當(dāng)L2斷路時,此時V2相當(dāng)于連接到了電源兩極上,它測量的是電源電壓,因此示數(shù)很大。而此時L1由于測有電流通過,因此兩端沒有電壓,因此V1的示數(shù)為零。首先要分析串并聯(lián),這個一般的比較簡單,一條通路串聯(lián),多條并聯(lián)。如果碰上了電壓表電流表就把電壓表當(dāng)開路,電流表當(dāng)導(dǎo)線。這個是因?yàn)殡娏鞅黼妷盒?,幾乎為零。但電壓表不同?此處要注意的是,電壓表只
3、是看做開路,并不是真的開路。所以如果碰上了一個電壓表一個用電器一個電源串聯(lián)在一起的情況,要記得。電壓表是有示數(shù)的(話說我當(dāng)時為這個糾結(jié)了好久)。還有一些東西光看理論分析是不好的,要多做題啊,做多得題,在分析總結(jié)以下,會好很多。而且如果有不會的,一定要先記下來,沒準(zhǔn)在下一題里就會有感悟、例談物理電學(xué)習(xí)題解答方法指導(dǎo)初中物理階段電學(xué)內(nèi)容知識點(diǎn)多,習(xí)題類型廣泛,聯(lián)系實(shí)際的中考新題不斷刷新。但就其試題本質(zhì)來看,主要是對電學(xué)基本現(xiàn)象、基本規(guī)律以及運(yùn)用這些規(guī)律解決具體問題進(jìn)行考查。因此研究這些試題的特點(diǎn)和總結(jié)各類試題的解答思路和方法,有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識電學(xué)基本現(xiàn)象和規(guī)律,加深電學(xué)基本規(guī)律的理解和鞏固
4、,增強(qiáng)解決電學(xué)問題的信心,提高中考答題的技巧和能力。下面僅就在具體物理情境中總結(jié)和指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用物理知識與結(jié)論解決問題的思路和方法,談?wù)剬鉀Q四類電學(xué)習(xí)題的思考和體會,與同行們商榷。一常見電路的識別方法與技巧在解決電學(xué)問題時,我們遇到的第一個問題往往是電路圖中各個用電器(電阻)的連接關(guān)系問題。不能確定各個電阻之間的連接關(guān)系,就無法確定可以利用的規(guī)律,更談不到如何解決問題。因此正確識別電路是解決電學(xué)問題的前提。當(dāng)然首先必須掌握串聯(lián)電路和并聯(lián)電路這兩種基本的電路連接方式(圖(甲)、(乙),這是簡化、改畫電路圖的最終結(jié)果。識別電路的常用方法有電流流向法(電流跟蹤法)、摘表法(去表法)、直線法和節(jié)點(diǎn)法。
5、在識別電路的過程中,往往是幾種方法并用。 電流流向法電流流向法是指用描繪電流流向的方法來分析電阻連接方式的方法。這是一種識別電路最直觀的方法,也是連接實(shí)物電路時必須遵循的基本思路。具體步驟是:從電源正極出發(fā),沿著電流的方向描繪出電流通過電阻的各條路經(jīng),一直達(dá)到電源的負(fù)極。 例:在圖(甲)所示電路中,三盞燈是如何連接的,開關(guān)閉合后,電流表測量的是哪部分的電流? 做法:先標(biāo)出電源的正負(fù)極,再沿著從正極到負(fù)極的方向,用自己習(xí)慣的方法(箭頭、粗細(xì)線、彩線),描繪各處的電流走向,標(biāo)在電路圖上,如圖(乙)。
6、160; 分析:從圖(乙)中可以看出,點(diǎn)是最初的電流分支點(diǎn),點(diǎn)是最后的電流會合點(diǎn)。電流共有三條路徑,分別通過三盞燈,所以三盞燈是并聯(lián)的。通過電流表的電流只通過燈1,所以電流表測量的是通過燈1的電流。 摘表法摘表法的基本思路和步驟:從電路中摘去電壓表和電流表后,電壓表所在支路用斷路替代,電流表所在位置用導(dǎo)線替代。如果需要進(jìn)一步對電路進(jìn)行分析討論,原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則應(yīng)在簡化后的電路上標(biāo)出。 例:如圖(甲)所示電路中,三個電阻是聯(lián)的。電壓表的示數(shù)為,的示數(shù)為,電源電壓(填“大于”、“小于”或“等于”)。
7、0; 分析:兩個電壓表使電路看起來比較復(fù)雜,摘掉兩個電壓表后,把電壓表所在支路擦除,電阻的串聯(lián)方式如圖(乙)所示。兩圖比較可知,電壓表測量的是和兩端的電壓,電壓表測量的是和兩端的電壓,兩個電壓表的示數(shù)之和大于電源電壓。 直線法直線法是一種普遍適用的簡化電路的方法,是在上述兩種方法的基礎(chǔ)上,把不規(guī)范電路簡化成規(guī)范電路的方法。在識別電路、分析電路變化等方面有不可替代的的作用。具體方法步驟是:將電路從電源正負(fù)極處斷開,結(jié)合電流流向法,拉長和縮短某一段導(dǎo)線,使各組元器件都在一條直線上,一次不成,可逐次分步完成。
8、0; 例:圖(甲)所示電路中,電源電壓是,開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為,問:燈、兩端電壓各為多少? 分析:利用摘表法,可以確定這是兩個燈泡的串聯(lián)電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。將電路拉成直線,圖(乙)所示,這個問題就迎刃而解了。 節(jié)點(diǎn)法節(jié)點(diǎn)法是一種將不規(guī)范電路快速簡化、改化為規(guī)范電路的方法。具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導(dǎo)線縮減成點(diǎn),相同的點(diǎn)用同一個字母表示。如果一個電路中的點(diǎn)多于兩個,可以將這些點(diǎn)排在一條直線上,再把相應(yīng)的電阻補(bǔ)充到這些點(diǎn)之間,節(jié)點(diǎn)法和直線法有著相輔相成的關(guān)系。大多數(shù)時間比直線
9、法來得更直接、更簡潔。 例:圖(甲)所示電路中,三個電阻是聯(lián)的;電流表測量的是通過電阻的電流。電流表測量的是的電流。分析:將圖(甲)中的電流表摘掉后,電路中三個電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標(biāo)出三個位置都是點(diǎn)(電源正極),另外兩個位置都是點(diǎn)(電源負(fù)極)。如圖(乙)所示。三個電阻都連接在兩點(diǎn)之間,通過三個電阻的電流方向都是從到,所以這是一個并聯(lián)電路。再利用電流法,描繪電流走向如圖(丙)所示??梢灾涝娏鞅淼奈恢猛ㄟ^的是和的電流;原電流表的位置通過的是和的電流。本題中兩個電流表的位置跟例(圖甲)中兩個電壓表的位置相同,因?yàn)橛秒娏鞅硖娲穗妷罕恚?/p>
10、三個電阻的連接方式也隨之發(fā)生了變化。二、動態(tài)電路分析與判斷動態(tài)電路分析題和電路故障分析題對學(xué)生有較高的能力要求,是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。進(jìn)行電路故障分析,要以電路動態(tài)分析能力作為基礎(chǔ),而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體。分析動態(tài)電路的一般思路是:根據(jù)引起電路變化的原因(開關(guān)通斷、變阻器滑片移動、電路故障),分析判斷電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律分析電路中電流的變化(電流表示數(shù)變化),再根據(jù)歐姆定律變形式U=IR(或串并聯(lián)電路電壓特點(diǎn))進(jìn)一步判斷電路中部分電路中電壓的變化(電壓表示數(shù)變化)或其它物理量的變化。1、滑動變阻器滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化(1)串聯(lián)電路中滑動
11、變阻器滑片P的位置的變化引起的變化例1如圖1,是典型的伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,當(dāng)滑片P向左移動時,請你判斷電流表和電壓表示數(shù)的變化。分析: P左移R2減小R總減小I增大表變大。R1不變IR1增大U1增大表變大。判斷表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)來分析:R2減小U2減小U1增大表變大。例2如圖2,當(dāng)滑片P向左移動時,表和表將如何變化。分析:首先要確定電路的類型,此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導(dǎo)線,將電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。此時可以容易地看出,這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空,滑動變阻器變成了定值電阻,電流表測串聯(lián)電路的電流,所以表示數(shù)
12、不變。即:P左移R1+R2不變不變在本電路中,電壓表是測量R1和R2部分電阻之和的總電壓,當(dāng)滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn):表示數(shù)減小。 例3在如圖3所示電路中,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時 (A)電流表示數(shù)變大,燈變暗。 (B)電流表示數(shù)變小,燈變亮。(C)電壓表示數(shù)不變,燈變亮。 (D)電壓表示數(shù)不變,燈變暗。分析:將電流表等效為一根導(dǎo)線,可以看到電壓表直接測量電源電壓,因此當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時,電壓表的示數(shù)將不會變化;而電阻R的阻值變大,小燈的電阻RL大小不變(注意:在初中階段,小燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往忽
13、略不計),因此總電阻變大,電流變小,所以電流表示數(shù)變小。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)分析,小燈兩端的電壓也將變小,小燈的功率P=ULI也將變小,所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。(2)并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化例4如圖4,當(dāng)滑片P向右移動時,表、表和表將如何變化?分析:測電源兩端電壓,測R1支路電流,測干路電流。并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,等于電源電壓,故電壓表V示數(shù)不變。由于并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作,互不干擾,滑動變阻器滑片P向右移動時,對R1這條支路沒有影響,所以電流表示數(shù)不變?;琍右移,R2變大,兩端電壓不變,故電流變小,干路中電流也隨之變小,所以示數(shù)也會變小。2
14、、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化(1)串聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化例5在如圖5所示的電路中,將開關(guān)S閉合,則電流表的示數(shù)將_,電壓表的示數(shù)將_(均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析:在開關(guān)尚未閉合前,電流表測量的是串聯(lián)電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較?。婚_關(guān)S閉合后,電阻R2被局部短路,電路中的電阻只有R1了,因此電流表的示數(shù)將變大。在開關(guān)尚未閉合前,兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量R1兩端的電壓,開關(guān)S閉合后,電阻R2被局部短路,只有R1接入電路,電壓表變成測量電源兩端的電壓了,因此電壓表的示數(shù)將變大。還可以根據(jù)U=IR來分析開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)變化。(2)
15、并聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化例6 在圖6中,燈泡L1和燈泡L2是_聯(lián)連接的。當(dāng)開關(guān)K斷開時,電壓表的示數(shù)將_;電流表的示數(shù)將_ (選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析:本題的難度首先在電路的識別,我們可以將電流表看作導(dǎo)線,將電壓表拿去,就容易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表串聯(lián)在小燈L1的支路中,所以開關(guān)閉合時,電燈L1接入電路,電流表的示數(shù)從0變到有讀數(shù),應(yīng)該選填“增大”。電壓表并聯(lián)在L2兩端,也即測量電源電壓,而且不受開關(guān)控制,所以電壓表示數(shù)“不變”。 3、電路的故障引起電路中電學(xué)物理量的變化及故障原因分析例7在圖7中,當(dāng)開關(guān) K閉合后,兩只小燈泡發(fā)光,電壓表示數(shù)為4伏。過了
16、2分鐘,電壓表示數(shù)為0,經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好,請分析造成這種情況的原因可能有:_。分析:電壓表示數(shù)為0,其原因有三:1.電壓表沒有接好或電壓表損壞;2.小燈L2短路;3.小燈L1斷路。起先,電壓表有示數(shù),說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為:小燈L2短路;小燈L1斷路。例8 在如圖8所示電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)K后,燈L1、L2都發(fā)光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數(shù)都不變,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是(A)燈L1短路。 (B)燈L2短路。 (C)燈L1斷路。 (D)燈L2斷路。分析:這是一個并聯(lián)電路??梢圆捎门懦āP鬖2短路,會導(dǎo)
17、致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大,且導(dǎo)致兩燈都不亮;小燈L2斷路,會導(dǎo)致電流表示數(shù)變0;小燈L1短路,也會導(dǎo)致兩燈都不亮;一燈熄滅而電表示數(shù)都不變,只有小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。 例9 在圖9所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)K后,燈L1、L2都發(fā)光,段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表Vl的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 (A)燈L1斷路。 (B)燈Ll短路。(C)燈L2斷路。 (D)燈L2短路。分析:應(yīng)用“去表法”可以判斷此電路是L1、L2組成的串聯(lián)電路。 “段時間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現(xiàn)斷路的情況,那么,故障現(xiàn)象只有發(fā)生
18、短路了。電壓表V2的示數(shù)變大,是小燈變亮的原因,且它測小燈L2兩端電壓,所以一定是小燈L2突然變亮;電壓表Vl的示數(shù)變小說明小燈L1發(fā)生了短路。本題正確答案為B。三、簡單電路故障類習(xí)題的分析判斷電路故障是指電路連接完成通電時,整個電路或部分電路不能工作。 它產(chǎn)生的原因主要有:元件本身存在問題,如元件內(nèi)部開路、短路;連接時選用的器材不當(dāng)(如R1>>R2);電路導(dǎo)線接觸不良或斷開等。初中物理學(xué)習(xí)的電路的三種基本狀態(tài)是:通路,電路形成回路,電路中有持續(xù)電流,電路工作;開路,指電路的某一位置斷開,無法形成回路,電路中沒有電流,電路不工作;短路,指電源的正負(fù)極被導(dǎo)線直接相連,電流不經(jīng)過用電器
19、直接從電源正極流向負(fù)極,此時電路中的電流極大,可能燒壞電源。 因此,綜合起來,初中階段的電路故障一般可以概括為短路和短路兩種原因所引起的。分析和判斷的一般思路就是首先判斷故障原因是短路或斷路引起的,然后再判斷是哪部分電路出現(xiàn)的短路或斷路故障。分析的基本方法依然是根據(jù)電流的流向方法。從電路中是否有電流入手分析電路故障不失為一條捷徑。若電路(或某一支路)中無電流,則電路是開路;若電路中有電流,則是通路,但既存在故障,則電路中就有部分電路短路(亦稱短接);而整個電路被短路時電路中的電流極大,將出現(xiàn)電流表打表現(xiàn)象,同時整體電路短路故障一般只出現(xiàn)在并聯(lián)電路中,串聯(lián)電路一
20、般不出現(xiàn)整體短路故障的分析。 下面以幾個常見的電路為例,具體分析電路故障: 例1、如圖1,閉合開關(guān)時,兩燈都不亮,電壓表示數(shù)為0。則原因可能是( ) A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:閉合開關(guān)時,兩燈都不亮(或電流表無示數(shù)),表明電路中無電流
21、,從上面的分析可以得出這是開路故障。那么是L1還是L2開路呢?可以通過電壓表的示數(shù)來進(jìn)行分析,因?yàn)殡妷罕頊y量L1兩端電壓,若是L1開路,則電壓表應(yīng)與L2串聯(lián)接在電源兩端,它應(yīng)該有示數(shù)且接近電源電壓,而此時電壓表示數(shù)為0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。因此本題的正確選項(xiàng)是D。 例2、如圖2,閉合開關(guān)時,電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是 A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路&
22、#160; D、L2開路 分析:閉合開關(guān)時,電流表有示數(shù)(或指針偏轉(zhuǎn)),表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。 那么是L1還是L2短路呢?可以通過電壓表的示數(shù)來進(jìn)行分析??梢约僭O(shè)一下,若是L1短路,那么L1就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,它的兩端電壓就為0,這與題目條件不相符,這樣就可以確定是L2被部分短路。因此本題的正確選項(xiàng)是B。 例3、如圖3,閉合開關(guān)時,L1發(fā)光而L2不亮,則原因可能是
23、: A、L2開路 B、L2開路 C、RL1比RL2大得多 D、RL1比RL2小得多 分析:閉合開關(guān)時,L1發(fā)光,表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障,L1發(fā)光而L2不亮,可以很快得出是L2短路;那么L2就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,它的電阻極小,而從電路中不能看出L2被短接,因而故障應(yīng)是RL2
24、比RL1小得多。因此本題的正確選項(xiàng)是C。當(dāng)然,也可以通過串聯(lián)電路中電流相等的特點(diǎn)和電功率知識來解釋,不再贅述。 例4、如圖4,閉合開關(guān)時,電流表A與A1的示數(shù)相同,則原因可能是( ) A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:并聯(lián)電路由于存在兩條支路,因此必須分析各條支路是否有電流。本題中,電流表A與A1的示數(shù)相同,即I=I1,說明干路和L1所在支路是通路,從并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)分析:
25、I=I1+I2 ,因此I 2=0,即電流表A2示數(shù)為0,L2支路沒有電流,此支路開路。則正確選項(xiàng)是D。 例5、如圖4,閉合開關(guān)瞬間,電流表A與A1同時打表,A2指針不動。則原因可能是( ) A 、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:電流表A與A1都打表,很明顯是短路故障,同時A2指針不動
26、,說明短路的不是L2支路,因此正確選項(xiàng)是A。 例6、如圖6,閉合開關(guān)時,燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是( ) A、ab間開路 B、bc間開路 C、cd間開路 D、ad間開路 分析:L1、L2都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。由于電壓表示數(shù)接
27、近電源電壓,說明L2阻值很大(或者電壓表串聯(lián)在電路中),遠(yuǎn)大于L、L3的電阻,所以開路故障應(yīng)該是出現(xiàn)在L2所在的部分電路,因此正確選項(xiàng)應(yīng)是B。 例7、如圖8,閉合開關(guān)時,發(fā)現(xiàn)電流表的指針沒有偏轉(zhuǎn);某同學(xué)用一根導(dǎo)線將ac兩點(diǎn)連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大;當(dāng)他用這根導(dǎo)線將bd兩點(diǎn)連接起來時,發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光。則下列關(guān)于該電路存在的問題分析錯誤的是A、L1完好 B、L2開路 C、L3短路 D、L
28、2情況無法判斷分析:閉合開關(guān)后,電流表指針沒偏轉(zhuǎn),首先可確定此電路中有開路故障。用一根導(dǎo)線將ac兩點(diǎn)連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大,說明開路故障沒有出現(xiàn)在L3所在部分電路,同時說明L3被短路了;再用導(dǎo)線將bd兩點(diǎn)連接起來時,L1發(fā)光,說明故障也不是L1所在部分電路,那么只有L2開路的可能了。綜合上述分析,錯誤的選項(xiàng)應(yīng)該是D。 在解決電路故障問題時,最好能結(jié)合實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀觀察、分析、歸納,并利用復(fù)習(xí)電路實(shí)驗(yàn)時在實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)設(shè)實(shí)際情景讓學(xué)生切身體驗(yàn)、嘗試自行解決,這樣更有利于學(xué)生的理解和掌握,并成為學(xué)生的一種經(jīng)驗(yàn),便于學(xué)生學(xué)以致用,以用促學(xué),學(xué)用相長。 四、動
29、態(tài)電路電功率問題的分析與計算電功、電功率問題的分析和計算是目前中考的熱點(diǎn)之一,也是學(xué)生答題的難點(diǎn)之一。這種題型把歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律及初中階段電學(xué)儀器的應(yīng)用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分問題的訓(xùn)練和考查,有利于提高學(xué)生的物理思想、邏輯分析能力、表達(dá)能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率類試題一般分為三類:第一類就是直接運(yùn)用電功和電功率公式進(jìn)行計算,譬如給你一個電能表在某段時間內(nèi)消耗的電能(電功)計算電功率,或者根據(jù)用電器的銘牌信息計算該用電器在某段時間內(nèi)消耗的電能;第二類是根據(jù)動態(tài)電路的電阻變化分析計算某用電器實(shí)際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就
30、是對動態(tài)電路進(jìn)行計算。解決電功率問題的一般思路:根據(jù)電路的連接狀況分析電路的工作狀態(tài),根據(jù)各部分電路的已知條件分析尋找求解未知量所需的隱含條件,再依據(jù)歐姆定律、電功率的公式(包括變形式)列出代數(shù)式(方程、方程組)解答。解決電功率問題的一般方法: (1)弄清引起電路狀態(tài)發(fā)生變化的原因是開關(guān)的通斷,還是滑動變阻器滑動引起變化。 (2)弄清電路各狀態(tài)的連接方式和接入此電路的用電器,必要時畫等效電路圖。 (3)弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。 (4)抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變)或利用串并聯(lián)規(guī)律列式求解。解決電功率問題的關(guān)鍵:首先是分析清楚電路的狀態(tài),即需求解的部分電路
31、中用電器個數(shù)及連接方式,其次是與該部分電路中用電器相關(guān)的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受溫度影響)等。解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標(biāo)已知,建立關(guān)系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表當(dāng)導(dǎo)線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路(單個用電器)電路、.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路三類;在識別電路的同時,觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(tài)(一般考題中電路變化是利用開關(guān)的通斷和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化),拆圖標(biāo)已知的含義是電路變化幾次,就畫幾個等效電路草圖,在圖上標(biāo)出已知條件,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)建立關(guān)系式,也就是方
32、程(組)。通常從等效電路圖上已知條件密集處就是解題的切入點(diǎn),一般情況下只要給出三個物理量就能求出九個物理量。這就是給三能求九。在完成上述的步驟之后,一般的電功率題就比較容易了。例1:如圖1所示電路,燈L上標(biāo)有“12V 9W”字樣,當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合,變阻器的滑片P移到a端時,燈恰好正常發(fā)光,電流表示數(shù)是1.25A,求:(1)變阻器的最大阻值是多少? (2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,燈消耗的功率是多少?分析思路:(1)求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時兩端電壓和通過它的電流;當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器R1并聯(lián),電流表測干路電流;因?yàn)闊粽0l(fā)光,找出
33、隱含條件:燈、變阻器和電源兩端電壓都是12V;因?yàn)闊粽9ぷ?,可根?jù)銘牌計算出通過燈的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)求出通過變阻器的電流。根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式計算變阻器的阻值。(2)要求燈消耗的實(shí)際功率,需要知道此時燈兩端的實(shí)際電壓和通過的電流(或燈泡的電阻根據(jù)P=I2R計算);當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,變阻器與燈L串聯(lián)接入電路,且變阻器全部接入電路,電流表測串聯(lián)電路電流;根據(jù)燈的銘牌可求得燈絲電阻RL,因?yàn)殡娫措妷簽?2V(已求得),可以計算此時電路中的電流I,再根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式求出此時燈兩端電壓為UL;燈消耗的功率就為P=ULI解:(1)當(dāng)開關(guān)都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器并聯(lián),燈正常發(fā)光 通過的電流: 因?yàn)闊鬖與變阻器直接并聯(lián)到電源兩端,所以: 變阻器最大值: (2)當(dāng)開關(guān)S閉合,斷開,滑片P滑到的b端時,燈L與串聯(lián)。 燈的電阻: 串聯(lián)后
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