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        解決電路的小技巧

        2007-12-31 00:00:00
        物理教學探討 2007年12期

        連云港新浦區(qū)寧海中學校,江蘇省連云港市222200

        升入初三的同學,剛接觸簡單電路時便產(chǎn)生了恐懼,可謂絞盡腦汁,收效甚微,筆者在這里提供相關的解題小技巧,供同學們參考。

        1連接實物電路

        電路連接的方法之一來源于定義,串聯(lián)、并聯(lián)電路的含義及區(qū)別是解決問題的必備。串聯(lián)電路的含義是:用電器首尾逐個順次連接的電路;并聯(lián)電路的含義是:用電器并列連接的電路;方法之二是根據(jù)電流的流向;

        例1如圖1和2所示,根據(jù)給定的電路圖畫出對應的實物連接;

        解題技巧1:根據(jù)串聯(lián)電路的定義,①找電路中的首、尾,②然后連接首尾,如圖1所示。

        解題技巧2:根據(jù)電流的流動方向,從電源的正極流出,按先后的順序流經(jīng)每個用電器,如圖2所示。

        上述是串聯(lián)電路的實物連接,如果是并聯(lián)電路的實物連接。

        例2如圖3和4所示,根據(jù)給定的電路圖畫出對應的實物連接。

        解題技巧1:根據(jù)并聯(lián)電路的定義,①找電路中的首、尾,②然后首和首連接,尾與尾連接;③任選擇首、尾作為 電流的流入和流出,如圖3所示。

        解題技巧2:根據(jù)電流的流動方向,電流從電源的正極流出,在分支點分開流入(不分先后的順序)獨立在每個用電器,在另一分支點匯合,流到負極;上述是串聯(lián)、并聯(lián)的實物電路連接方法,如圖4所示。

        2電路故障的判斷

        在中學階段,電路故障指的是:在連接實物電路和畫電路圖電路時,由于不遵循電路原則或沒有正常發(fā)揮電路中各器件的協(xié)調(diào)作用,而致使電路停止工作。我們稱為電路故障。我們掌握了電學基礎知識和解題技巧后,能夠做到:快速進行電路連接和電路識別,能夠進行電路分析和電路簡化,為以后電學物理量的計算奠定基礎。下面給出四種解題技巧,幫助同學們提高電路故障分析判斷的能力。

        解題技巧1:電流流向法(電流從正到負,不經(jīng)過任何用電器)。

        例3在圖5所示中,可以看出電流的路徑是:設電流從電源正極流出,向左再向下,經(jīng)過閉合的開關S,向上到電源的負極。電路中的用電器沒有電流而不工作,這樣的電路便失去現(xiàn)實意義。所以開關的位置不當是造成電路故障的原因之一。

        解題技巧2:短路分析法。

        如圖6所示,尋找導線、閉合開關、電流表并接在電路中,是否使電路或用電器發(fā)生短路。所以在電路中,要尋找是否有這樣特征。

        解題技巧3:電流循環(huán)法。

        在電路中,電流從某處流出, 經(jīng)過用電器后又流回原處。出現(xiàn)電流的循環(huán)。如圖7所示,電流從電源的正極流出到A點,經(jīng)過B點向下,經(jīng)過電燈L2流回A點,這樣的電流循環(huán)不符合電路規(guī)律。

        解題技巧4:器件等價特性法。

        在圖8所示中,該電路不能正常工作。原因是由于電流表和電壓表的特性造成的,電流表的作用和特性是:串聯(lián)連接電路和測量電流,它的特性相當于導線(閉合開關),而電壓表是并聯(lián)連接和測量電壓,不分享電路中的電流。特性相當于高阻值電阻,流過電壓表的電流近似為零。所以在上述圖中,閉合開關后,電路中沒電流,電流表使電燈短路,拿掉電燈,圖中可以看出電流表連接電路,但I=0,所以閉合開關后,電壓表連接電源兩極,測量電源電壓。題中故障導致的結果是:燈不亮(短路)、電流表沒示數(shù)(I=0),電壓表示數(shù)接近電源電壓(測電源電壓)。

        3簡化電路

        中學階段,由于初中同學對概念理解不透,對電路規(guī)律不能熟練應用,對電路器件的特性不熟悉,所以識別電路形成障礙。下面提供幾種解題技巧,消除這種障礙。

        例4如圖9所示,開關S閉合后,電燈L1、L2是怎樣工作的?

        解題技巧1:電流流向法。

        根據(jù)并聯(lián)電路的特性:由于電流經(jīng)過各個支路的用電器機會均等性和互不干擾性,它們從電源正極出發(fā),在分支A點分流,經(jīng)過電燈L1、L2后在分支B點匯合,回到負極。

        例5如圖10所示,三盞相同的電燈連接在電路中,則三盞燈是怎樣連接發(fā)光的?

        解題技巧2:概念特征法。

        根據(jù)串聯(lián)和并聯(lián)電路的概念特征:

        串聯(lián)電路是用電器首尾逐個順次連接的電路;并聯(lián)電路是用電器并列連接的電路;前者電路中一個用電器開路,所有用電器都不工作;后者電路中,支路中一個用電器開路,其它支路的用電器仍然工作。所以將L1、L2、L3任意一個取走,看其它的用電器是否工作即可。

        從以上分析過程可以看出:L1、L2、L3三盞燈是并聯(lián),如圖11所示。

        例6電路中的主體部分如圖12所示。

        解題技巧3等價點轉(zhuǎn)移法,所謂等價點是指用同一導線連接的點。在圖13中,兩個等價點是A、B,電流從箭頭流出,先經(jīng)過電燈L1,到B點,同樣電流從中間A點向左、右流經(jīng)燈L2、L3,都到B點,可以看成電流A點分成三條支路,均在B點回合,因此該電路的最終結果是:三盞燈并聯(lián),電路如圖14所示。

        例7如圖,當開關S閉合后,電燈L1、L2是如何連接工作的?兩電壓表測量的是哪個電燈的電壓?

        解題技巧4:器件特性法

        電壓表的特性:內(nèi)阻很大,起到隔斷電流的作用,在化簡電路中可把電壓表看成是斷開的開關,可以從電路中把電壓表去掉,但要還原到原來的位置;電流表相當于空導線。因此圖14可簡化為如圖15所示電路,所以電燈L1、L2是串聯(lián)工作。把電壓表還原到原來的圖中,電壓表(V1)和電壓表(V2)分別測量電燈L1和L2的電壓,如圖16所示。

        注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。

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