周甜
摘 要:計算動態(tài)電路的相關(guān)題型,關(guān)鍵在于找準不變量,以及對公式的挖掘和選好公式是提高解題準確率的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:動態(tài)電路;公式;不變量
動態(tài)電路主要是由滑動變阻器引起電路的變化和開關(guān)引起電路變化兩種情況。電學(xué)計算中主要是歐姆定律的應(yīng)用和電功率這兩處屬于大多數(shù)人的難點。其實,只要會巧妙地選擇公式,那一切都會化繁為簡。當然,對于公式不能只死記硬背,也要學(xué)會對公式提煉和總結(jié)歸納。
例如在學(xué)過伏安法測電阻后,大家都知道利用如圖所示的圖像可以求出定值電阻的阻值。一般情況下,大家都知道利用可以求出電阻。
但是,很多同學(xué)不知道進一步的去挖掘圖像,做一些如圖所示的輔助線,利用數(shù)學(xué)知識可知定值電阻的阻值還可以表示成R=,知道這個公式后那做相關(guān)的由滑動變阻器引起的動態(tài)電路可能就會簡單些。
例1、如圖所示,滑動變阻器的滑片在某兩點間移動時,電流表的示數(shù)變化范圍為1A~2A,電壓表的示數(shù)變化范圍為6V~9V,則定值電阻R的阻值及電源電壓分別為(? )
A、3Ω 15VB、6Ω 15VC、3Ω 12VD、6Ω 12V
分析:這道題很多學(xué)生會利用常規(guī)思路即“尋找不便量”去建立等式(方程)。學(xué)生很容易找出這個變化電路中電源電壓和定值電阻R不變,當電流是1A時,電壓表示數(shù)為9V,電流是2A時,電壓表示數(shù)是6V,列出電源電壓不變的等式,即U=1R+9V=2R+6V,這樣就可以解出R=3Ω,代入等式就可以解出電源電壓U=1R+9V=3V+9V=12V。當然這也是可以算出答案的一種非常常規(guī)的辦法。如果我們能巧妙選擇公式,其實可以節(jié)約很多時間。比如,我們知道R是定值電阻,阻值不變,所以滿足上面圖像方法總結(jié)出來的定值電阻的阻值等于電壓的變化量除以電流的變化量即R=,這樣口算就可以算出R==3Ω,這道題R都解出來了,剩下的問題就是迎刃而解了,U=1R+9V=12V。這樣計算既簡單又不容易出現(xiàn)計算錯誤。所以,對于公式的提煉總結(jié)其實很重要。
另外,在學(xué)到電功率時很多學(xué)生就覺得這里很難,其原因在于這里計算電功率的公式有很多。比如,,如果不會巧妙的選擇公式,就會走很多彎路,甚至容易出現(xiàn)計算錯誤。我認為在選取公式時,應(yīng)該把握這一原則,公式選取要注意公式里一定包含“不變量”、“未知量”和“已知量”。
例2、如果加在定值電阻兩端的電壓從8V增加到10V時,通過定值電阻的電流相應(yīng)變化了0.2A,則該定值電阻所消耗的電功率的變化量是(? )
A.4WB.2.8WC.3.2WD.3.6W
分析:根據(jù)題意,我們知道該題不變量是定值電阻的阻值及電源電壓。我們可以先將不變量定值電阻R求出來,利用定值電阻等于電壓的變化量除以電流的變化量,即:R==10Ω。求電功率時,首先考慮選取哪一個公式,很快找出該題的未知量——電功率P、已知量——電壓U、不變量——電阻R。
所以自然依據(jù)上面所說的原則,自然而然地選取公式,
例3、如圖所示,是一只可調(diào)亮度的臺燈的內(nèi)部電路圖,它的工作原理是通過開關(guān)來調(diào)節(jié)燈泡的亮度。則單獨閉合S1比單獨閉合S2時______(選填“亮”或“暗”);若燈最亮?xí)r的電功率為P,燈最暗時的電功率為P1,則P:P1為_______。
分析:燈泡的亮度由實際電功率決定,按照剛才所說的原則,首先明確不變量、變化量、未知量分別是什么,自然求電功率的公式就選出來了。這道題無論閉合哪個開關(guān),不變量——電壓U、變化的量——電阻R、未知量——電功率P。所以選取P,單獨閉合S1時,R=1200Ω,電功率P0=,S2單獨閉合時,只有2400Ω的電阻工作,電功率P1=。所以,電壓不變時,很容易能判斷S1單獨工作時,工作電阻更小,實際電功率越大,即燈越亮。最亮?xí)r,即兩個電阻并聯(lián),總電阻最小,R并=800Ω,P=最暗時,只有2400Ω的電阻工作,,所以P:P1=2400Ω:800Ω=3:1。