崔 勇●

江蘇省東臺中學(xué)(224200)

直流電路中常見問題分析

崔 勇●

江蘇省東臺中學(xué)(224200)

電學(xué)作為物理的重要知識點(diǎn)，其是物理高考的必考點(diǎn).由于電學(xué)沒有動力學(xué)那么的直觀，因此學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)中反映的問題較多，甚至看到電學(xué)的題目就望而卻步.從根本上看分析電學(xué)問題的過程就是邏輯推理的過程，其一般都是從電學(xué)的基本公式進(jìn)行解題.

直流電路作為電學(xué)中最基本的電路，其在高考電學(xué)問題中也是最為常見的，因此，對直流電路的分析越來越被重視.在高考復(fù)習(xí)中，學(xué)生往往在復(fù)習(xí)直流電路時(shí)抓不住重點(diǎn)，不知道哪些是直流電路中的常見問題，這往往會導(dǎo)致“做無用功”的現(xiàn)象的發(fā)生，其實(shí)直流電路中常見問題有三種，其分別為動態(tài)分析、功率的計(jì)算以及含容電路的分析.

一、直流電路的動態(tài)分析

直流電路的動態(tài)分析是一類比較難的電學(xué)題目，該題目的特點(diǎn)是一個(gè)量的改變引起整個(gè)電路中各部分量的改變.因此在分析此類問題時(shí)采用合適的方法是非常重要的，如若盲目的選項(xiàng)一個(gè)對象進(jìn)行分析，往往會越分析越亂，陷入死循環(huán).

圖1

例1 如圖1所示，調(diào)節(jié)R1，使V的示數(shù)減少ΔU，在此過程中( ).

A.C中的電荷量一定減少了ΔUC

B.UR2一定增加了ΔU

D.路端電壓一定減少了ΔU

解析 選項(xiàng)A，通過分析電路可知，V測得的是電容器C的兩端的電壓，而由題干“V的示數(shù)減少ΔU”，即UC減少了ΔU，根據(jù)q=UC，得qC減少了ΔUC，故選項(xiàng)A是正確的；選項(xiàng)B、C，由電路圖可知，電壓表V測得的是R1兩端的電壓，根據(jù)V的示數(shù)減少ΔU，可知R1的阻值在變小，所以電路中電流在變大，根據(jù)ΔUR2+ΔUr=ΔU，得IR2在增加，UR2在增加，其一定小于ΔU，故選項(xiàng)B、C是錯(cuò)誤的；選項(xiàng)D，由ΔUR2+ΔUr=ΔU得，路端電壓的減少量小于ΔU，故選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的.因此本題選擇A.

點(diǎn)撥 解決直流電路的動態(tài)分析的問題一般都是從引起電路變化的部分進(jìn)行分析，通過先研究電路總電阻的變化，再判斷路端電壓和干路電壓的變化，其解題精髓為“從局部變化到整體變化再到局部變化”.其中需要注意的是，對于引起電路變化的部分電路一般不能用歐姆定律直接分析.

二、直流電路中的功率計(jì)算

求直流電路中的功率看似很簡單，但是往往學(xué)生的錯(cuò)誤率比較高.其原因在于:1.沒有選擇最適合本題的功率公式；2.沒有注意功率公式的適用條件用錯(cuò)公式.因此，學(xué)生在求解功率的問題時(shí)，要做到認(rèn)真分析電路圖和選擇合適的公式.

例2 如圖2所示，其中E=6V，r=0.5 Ω，R1=1.5 Ω，R2=4 Ω，P最大阻值為6 Ω，從左到右的過程中，求IR1max；IR1min；PR1max.

圖2 圖3

點(diǎn)撥 在畫出等效電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行解題可以極大程度降低解題的難度.因此，在求功率的時(shí)候，其一般步驟為:1.畫出等效電路圖；2.分析電路是純電阻還是非純電阻電路；3.選擇合適的公式計(jì)算.

三、直流電路中的含容分析與計(jì)算

直流電路中含容，在電路穩(wěn)定時(shí)該電路和普通的直流電路幾乎是完全相似的，但是當(dāng)電路中有變化時(shí)，此時(shí)電容器會充電或放電，這往往會引起電路中電流和電壓的變化，從而給分析電路加深了難度.

圖4

例3 如圖4所示，E=4 V，r=1Ω，R1=R2=R3=4Ω，C=30μF.求(1)電流表讀數(shù)；(2)電容的Q；(3)當(dāng)S斷開后，R1的電流方向.

點(diǎn)撥 電容器的充電和放電時(shí)要判斷電容器兩極板的電壓的變化和極板所帶電荷的電性是否變化.其中需要注意的是:1.當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，要把電容器所在的支路看出斷路；2.由于電容的單位比較多，因此當(dāng)運(yùn)用公式計(jì)算時(shí)，要注意單位的換算.

綜上所述，在解決直流電路的問題時(shí)，其關(guān)鍵是對電路圖的分析，如果是復(fù)雜的電路圖可以畫出其等效電路圖進(jìn)行分析，然后再選擇公式進(jìn)行解題.因此，教師在以后的教學(xué)中要注重對學(xué)生的分析電路能力的培養(yǎng)，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和做題中要勤于總結(jié)解題方法.

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