初中物理 电路简化Word文档格式.docx
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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。
(此法又称节点
法)例如:
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。
第四步:
合并(或者换位)导线上的节点。
(此步骤在电路中用电器比较多,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)
初中物理电学综合问题难点突破
电学综合题历来是初中物理的难点,在近几年的中考题中屡屡出现,由于试题综合性强,设置障碍多,如果学生的学习基础不够扎实,往往会感到很难。
在实际教学中,许多教师采用的是“题海战术”,无形加重了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。
在长期的初中教学实践中,本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案,对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。
一、理清“短路”概念。
在教材中,只给出了“整体短路”的概念,“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路,叫短路。
”而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题,如果导线不经过其他用电器而将某个用电器(或某部分电路)首尾相连就形成局部短路。
局部短路仅造成用电器不工作,并不损坏用电器,因此是允许的。
因它富于变化成为电学问题中的一个难点。
局部短路概念抽象,学生难以理解。
可用实验帮助学生突破此难点。
实验原理如图1,当开关S闭合前,两灯均亮(较暗);
闭合后,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“一座高山”而开关S的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。
有了“隧洞”,电流只会“走隧洞”而不会去“爬山”。
二、识别串并联电路
电路图是电学的重要内容。
许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了,电路中的电流强度、电压、电阻等物理量的计算也随之而错,造成“全军覆没”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。
区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。
识别串、并联有三种方法,⑴、电流法;
⑵、等效电路法;
⑶、去表法。
⑴、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为并联,(分支前后有两个节点)如果电流的路径只有一条(无分支点),则各元件之间为串联。
此方法学生容易接受。
⑵、等效电路法:
此方法实质上运用了“电位”的概念,在初中物理中,电压的概念,是通过“水位差”的类比中引入的。
那么,可借助于“高度差”进行类比,建立“一样高的电位”概念。
可以通过类比手法,例如:
如果某学校三层楼上有初三⑴、初三⑵、初三⑶三个班级,二层楼上有初二⑴、初二⑵、初二⑶三个班级,那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的,都相差“一层楼”。
因为初三年级各班处于“一样高”的三层楼上,而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。
在电路中,也有“一样高电位”的概念。
在电路中,无论导线有多长,只要其间没有用电器都可以看成是同一个点,即电位“一样高”。
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的并联关系也就显而易见了。
⑶、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。
故在电路中去掉电压表,不会影响电路结构,电压表所在之处可视为开路。
而电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不影响电路的电流强度,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
不少初中生反映,电学习题涉及概念、公式多,解题头绪多,容易出错。
要突破这个难点,关键在于整理出清晰的解题思路。
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,在四个物理量中只要知道了其中的两个,就可以求出剩余的两个物理量。
(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(或一个),就可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的物理量:
I1、U1、R1、P1;
有关电阻R2的物理量:
I2、U2、R2、P2;
有关总电路的物理量:
I、U、R、P。
在这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个物理量。
用“表格分析法”进行解题分析如下表1
表1:
有关R1
有关R2
有关总体
横向关系
电流
I1
I2
I
电流相等
电压
U1=0.5V*
U
U=U1+U2
电阻
R1=2Ω*
R2=6Ω*
R
R=R1+R2
电功率
P1
P=?
注:
*表示为题目中已知量。
解题分析:
从表中“有关R1”的纵向可以看出,由于已知了U1和R1故可以求出I1和P1(在本题不需要求出);
再由“有关电流”的横向关系来看串联电路电流处处相等,可进一步得出I2和I;
再从“有关总体”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和R两者之中知道第二个物理量,方可求出。
而要求R或求U,则可以从“有关电阻”的横向关系或“有关电压”横向关系中求出来。
在这一步也就可以用两种方法,所谓一题多解。
解:
[有关R1纵向关系]
∵因为R1与R2串联∴总电流I=I1=0.25A[横向关系]
总电阻
[横向关系]
总功率
[有关总电阻纵向关系]
有一类习题,是关于灯泡的,常有额定状态和工作状态,如用“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功率,而工作状态则常常为“电功率最小时(或最大时)”等情况。
横向关系往往在题设中出现,如设灯泡的电阻不变,或设电源的总电压不变等。
四、有关“电路变化”分析
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,考虑的问题深。
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。
这是电学综合问题的又一个难点。
变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路变化的。
电路中有多个开关,通过开关闭合和断开的状态变化,往往会使各用电器的连接关系发生变化,而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻,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“部分电路短接”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路。
1、开关的通、断造成电路的变化
当开关处在不同状态时,由于断路和短路,接入电路中的用电器,及其用电器之间的连接方式一般要发生变化,因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际电路。
改画时要根据电流的实际情况,运用“拆除法”。
拆除法要求:
⑴、去掉被断路的元件;
⑵、去掉已被短路的元件;
⑶、用“去表法”去表,其原则是“电压表处是断路,电流直过电流表”。
在去掉电压表时,要分析电压表读出来的是哪部分电路两端的电压,可用等效电路法进行分析。
专题训练二电学专题
一、填空题(每空1分,共15分)
1.一个导体两端加4V电压时,通过它的电流强度为0.8A,当把它两端电压变为6V时,通过它的电流为_______A,它的电阻为_______.
2.如图所示的电路中,定值电阻R2为10,闭合开关S前后干路中总电流的比为2∶3,则R1的阻值为_______.
3.标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,正常工作1min通过的电量为_______,功率为_______,产生的热量为_______.
4.如图所示的电路,用电器的电阻R0=30,要求通过它的电流能在100~200mA的范围内变化,选用的电源电压最小应为_______V,电路中所用滑动变阻器的阻值变化范围应是_______.
5.“220V100W”的甲灯和“220V40W”的乙灯相比较,正常工作时_______灯更亮,_______灯的电阻大一些,_______灯的灯丝粗一些.
6.如图所示的圆环是由阻值R、粗细均匀的金属丝制成的.A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻为
R),若将其中任意两点连入电路,则连入电路的电阻值为_________.
7.如图所示电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动的过程中,电流表的示数将_______,灯泡L消耗的电功率将_______,变阻器R上消耗的电功率将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)
二、选择题(每题3分,共45分)
8.阻值为3与6的电阻,将它们串联,其总电阻为R1;
将它们并联,其总电阻为R2,则R1∶R2等于( )
A.2∶1B.1∶2C.2∶9D.9∶2
9.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因是( )
A.灯L1短路B.灯L2短路 C.灯L1断路D.灯L2断路
10.如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有3V和15V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表偏转的角度相同,则( )
A.R1∶R2=1∶4B.R1∶R2=4∶1 C.R1∶R2=1∶5D.R1∶R2=5∶1
11.将两只滑动变阻器按图所示的方法连接,如果把a、b两根导线接入电路里,要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1、P2放在( )
A.P1放在最右端,P2放在最右端 B.P1放在最左端,P2放在最左端
C.P1放在最右端,P2放在最左端 D.P1放在最左端,P2放在最右端
12.在图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数的变化情况分别为( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大 B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变小,电压表的示数不变 D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
13.如图所示,下列判断错误的是( )
A.仅使灯L1工作,应闭合开关S2、S3 B.仅使灯L2工作,应闭合开关S1、S3
C.使灯L1工作,应闭合开关S1、S3 D.使灯L2工作,只闭合开关S3也可
14.如图所示,电磁铁P和Q通电后( )
A.P的右端是N极,Q的左端是S极,它们相互吸引 B.P的右端是S极,Q的左端是N极,它们相互吸引
C.P的右端是N极,Q的左端是N极,它们相互排斥 D.P的右端是S极,Q的左端是S极,它们相互排斥
15.有a、b、c、d四个带电体,它们之间的相互作用是:
a排斥c,b吸引c,b排斥d,由此判断( )
A.a、d间相互排斥 B.a、d间相互吸引 C.a一定带正电 D.d一定带负电
16.用粗细均匀的电热丝加热烧水,通电10min可烧开一壶水,若将电热丝对折起来使用,电源电压不变,则烧开同样一壶水的时间是( )
A.2.5minB.5minC.20minD.30min
17.现有一只“PZ220—60”灯泡L1和一只“PZ220—25”灯泡L2,下列有关说法中正确的是( )
A.灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻 B.它们并联在照明电路中时L2亮
C.它们串联在照明电路中时L1亮 D.它们正常发光时,在相同时间内消耗的电能相同
18.原来室内的电灯正常发光,当把台灯的插头插入插座时(台灯的开关断开),室内的灯全部熄灭,熔丝熔断,发生这一现象的原因是( )
A.台灯的功率太大 B.台灯的插头处有短路
C.台灯的灯座处有短路D.插座处原来就有短路
19.电工修理如图所示的照明电路时,发现电灯R不亮,用测电笔测试C、D后,发现这两处都能使氖管发光,而测试A、B两点时,只有A点氖管发光,则故障可能发生在( )
A.AC段B.CD段 C.电灯R短路D.BD段
20.一个通电螺线管两端磁极的极性决定于
A.螺线管的匝数 B.通过螺线管的电流方向
C.螺线管内有无铁芯 D.通过螺线管的电流
21.闭合电路的一部分导体在磁场中运动的方向如下图所示,图中小圆圈表示导体的横截面,箭头表示导体运动的方向,下列各图中不能产生感应电流的是( )
22.在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为一定值电阻,R2为滑动变阻器.开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中,电压表的示数最大为4V,电阻R1的电功率变化范围是0.8W~7.2W,则P从a端滑至b端的过程中,电流表的示数( )
A.从1.8A变化至0.2A B.从0.4A变化至1.2A
C.从1.2A变化至0.4A D.从0.2A变化至1.8A
三、作图题(每题5分,共15分)
23.根据下图中小磁针静止时的位置,标出电源的正、负极或通电螺线管的绕法.
24.下图是安装一盏电灯和一个大功率插座的实物示意图,A、B为保险丝,请在图上画出接线.
25.在下图中,A、B、C为三条引出线,由三个阻值相等的电阻组成,现用装有电池和电流表的检测器连接AB时,电流表示数I,当检测器与BC连接时,电流表的示数为I/2;
当检测器与AC连接时,电流表的示数为I/3,试画出方框里的电路图.
四、实验题(14分)
26.测定标有“3.8V”灯泡的额定功率.
(1)画出实验电路图,并根据电路图将下列所需实物连接起来.(10分)
(2)电压表所选量程是_______,调节滑动变阻器,应使电压表指针指在_______的位置上.(2分)
(3)若此时电流表的示数如图所示,其读数为_______,则灯泡的额定功率约是________.(2分)
五、计算题(11分)
27.某同学家的电炉铭牌模糊不清了,为了测出电炉的额定功率,他让家里的所有用电器都停止工作,只接入电炉让其正常工作,然后观察家里正在运行的电能表,电能表上标有“3000R/kWh”,利用手表计时,发现1min转盘转了50转,那么:
(1)电炉的额定功率是多少?
(2)小明同学觉得电炉使用不方便,想对电炉进行改装:
使电炉的功率可以为额定功率,也可以为额定功率的1/4,请你利用一个开关和一个定值电阻帮他设计一个电路,画出电路图,并计算出定值电阻的大小.
参考答案
1.1.2 5
2.20
3.18C 0.75W 45J
4.6 0~30
5.甲 乙 甲
6.2R/9
7.变小 不变 变小
8.D 9.D 10.A 11.D 12.C 13.C 14.B 15.B 16.A 17.A 18.B 19.D 20.B 21.C 22.C
23.略 24.略 25.略
26.
(1)略
(2)0~15V 2.8V (3)0.34A 1.3W
27.
(1)1kW
(2)图略 将开关与定值电阻并联后再与电炉丝串联 R=48.4
例题:
如图5所示
电路中,电源电压保持4伏,L1的电阻为4欧,L2、L3的电阻均为16欧
求:
⑴、S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数。
⑵、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。
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
可借助于“等电位”进行分析。
在图7中,红线、蓝线、黑线分别是三个“同电位点”,由图7中可见,L1与电压表V均加在蓝线与黑线之间,所以电压表是L两端的电压。
当S1、S2都断开时,L1、L3串联。
电流表读数
电压表读数
当S1、S2都接通时,L2、L3并联。
总电阻
总功率
2.滑动变阻器变化问题
滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了,或是引起电路结构的变化,或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。
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化情况是[ ]
A、电流表和电压表的示数变大;
B、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。
有关滑动变阻器的此类型问题,解题关键是:
⑴、弄清滑动变阻器原理,滑片滑动时电阻是变大还是变小?
⑵、弄清物理量是否变化,一般来说,电源的电压,定值电阻的阻值是不变,其它的物理量都是变化的;
⑶、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压;
⑷、利用表格整理分析问题的思路。
上例题表格分析如下:
总电路
关系
I2
I?
串联电流相等
U1?
U总 不变
U总 =U1+U2
R1不变
R2↑
R总
R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
可知,R总变大,U总不变,故I将变小(电流表读数);
因串联电路电流相等I1=I;
再由有关R1纵向关系
可知,I1变小,R1不变,故U1将变小(电压表读数变小)。
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- 初中物理 电路简化 初中 物理 电路 简化