初中物理電學(xué)中習(xí)題計算難度較大,為了減輕負擔,這里介紹利用畫圖,擺放已知、未知,通過分析比較后求解的方法:
例1.如圖1,R1、R2與電流表串聯(lián)在6V的電源上,S1、S2都閉合時,電流表的示數(shù)為0.4A;當S1斷開時,S2閉合電流表的示數(shù)為0.1A,求R1、R2的電阻值。
分析與解:①讀題目分析圖:S1、S2都閉合時,R1被開關(guān)S1短路,只有R2連入電路中如圖2(在畫圖中被短路不在電路中,開關(guān)閉合時相當于導(dǎo)線)。
?、跇顺鲆阎弘娏鞅淼氖緮?shù)為0.4A,為電路中的電流I=0.4A;電源電壓為U=6V。
?、壅页鲆蟮奈锢砹浚篟1、R2。
?、苡^察求解:在圖2中知道了通過R2的電流I和兩端電壓U,則電阻值由歐姆定律可求出。
例2.電源電壓不變,如圖4,R1=12Ω,當開關(guān)S斷開,滑動變阻器滑片P滑到b端時,閉合電流表的示數(shù)為0.5A,電壓表示數(shù)為6V;當開關(guān)S閉合時,滑動變阻器滑片P滑到a端時,電流表的示數(shù)為1.5A,求:①電源電壓;②R2的電阻值;③兩種情況下滑動變阻器消耗的電功率?
分析與解:讀題目,按題意畫圖。S斷開,R2開路,滑片P滑到b端時R全部連入電路,電壓表測R兩端的電壓示數(shù)為UR=6V,則有如圖5,R1、R串聯(lián),電流表測電路中電流為I=0.5A,再標出已知R1=12Ω。
?、購膱D5中看得出要求電源電壓,根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于分電壓之和。則:U=UR+U1。
其中:U1=I,R1=0.5A×12Ω=6V
電源電壓:U=UR+U1=6V+6V=12V
?、赟閉合,滑片P滑到a端時R連入電路電阻為0Ω,電壓表測R兩端的電壓示數(shù)為UR=0V,此時這處相當于導(dǎo)線,則等效圖有如圖6,R1、R2并聯(lián),電流表測電路中干路中電流為I=1.5A,再標出已知R1=12Ω,電源電壓U=12V。
從圖6中看得出:由于并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,干路上沒有電阻分壓,則有支路兩端電壓與電源電壓相等。即:U=U1=U2=12V,要求出R2的電阻,可求出通過R2的電流I2=?其中:I2=I-I1。
I2=1.5A-1A=0.5A
求電阻R2還有其他的思路:一種方法是U1=U2則I1R1=I2R2代入求出R2。
另一種方法可以先求出R,再按下面公式求R2:
③兩種情況下滑動變阻器消耗的電功率:
當開關(guān)S斷開,滑動變阻器滑片P滑到b端:圖5中找出R上通過的電流I=
0.5A和兩端電壓UR=6V,則消耗的電功率 PR=URI=6V×0.5A=3W。
當開關(guān)S閉合時,滑動變阻器滑片P滑到a端:圖6中,滑動變阻器未連入電路中,則消耗的電功率PR=0W。
例3.如圖7所示,滑動變阻器的滑片在某兩點間移動時,電流表示數(shù)范圍為1A到2A之間,電壓表示數(shù)范圍為6V到9V之間,則定值電阻R的阻值及電源電壓分別為()
A.3Ω,15VB.6Ω,15V
C.3Ω,12VD.6Ω,12V
分析與解:讀題目,按題意畫圖。①R與R′,R′可以調(diào)節(jié)。R′增大,串聯(lián)的總電阻增大,電壓不變,電路中的電流變小,即電流表示變小,最小時為I1=1A,根據(jù)串聯(lián)分壓,R′增大,分壓增大,電壓表的示數(shù)為9V。②R′減小,串聯(lián)的總電阻減小,電壓不變,電流變大,最大時,從電流表可知為I2=2A,同樣地根據(jù)串聯(lián)分壓,R′變小,分壓變小,電壓表的示數(shù)為6V,分別在圖上標出:
比較:
圖8中U=U′大+UR=9+I1R=9+1R……①
圖9中U=U′小+UR=6+I2R=6+2R……②
由①②得:9+1R=6+2RR=3Ω
代入①:U=9+1×3=12V
故答案選擇C。
總之,同學(xué)們遇到相應(yīng)的題目時不要盲目下筆,要多讀題目,按題目的要求畫出電路圖、等效圖最終一定能求解。
?。ㄗ髡邌挝?貴州省思南縣三溪中學(xué))