【内容综述】 本讲复习串联、并联电路特点,讨论如何分析和计算有关电路和问题,如何分析有关电路变化的问题,如何运用比例法解题。本讲的学习,应注重提高分析、解决有关简单电路问题的能力。 【要点讲解】 1.串联、并联电路的特点 牢记并能熟练运用串联、并联电路的特点,对于解决简单电路的有关问题十分重要。串联电路、并联电路的特点如下表所示。
|
物理量 |
串联电路 |
并联电路 |
|
电流 |

|

|
|
电压 |

|

|
|
电阻 |

|

|
|
比例关系 |

|

|
2.会用比例解电学题 运用比例解题,可以使解题过程简化,因而运用比例是物理解题中常用的方法。在运用比例解题时,要注意以下三点: (1)物理量之间有无比例关系。例如,虽然能用 来计算电阻的大小,但是导体的电阻跟通过它的电流的大小和加在导体两端电压的大小没有比例关系;在串联电路中,通过各导体电流的大小也跟电阻的大小没有比例关系。 (2)形成比例的前提条件。例如,对欧姆定律的叙述,在电压一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比;在电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比。 (3)哪两个量有比例关系,是正比还是反比。例如,在串联电路中,电流跟电阻没有比例关系,电压跟电阻有比例关系,而且它们是成正比的。在并联电路中,是电流跟电阻有比例关系,而且它们是成反比的。 例1 如图1所示电路,电源电压不变, 。当开关断开时,电流表的示数为 ;当开关闭合时,电流表的示数为 。则 与 的示数之比是[ ] A.3:1 B.1:3 C.2:3 D.3:4 分析 当开关断开时,只有 接入了电路,如图2(甲)所示,电流表测量的是电路中的总电流I,当开关S闭合时, 与 并联接入了电路,电流表测量的是干路电流 ,如图2(乙)所示。题目所求 与 之比,实际上是I与 之比。  (乙)图中,并联电路的总电流跟电阻成反比。因为 : =3:1,所以 : =1:3。设 , ,干路电流 。比较图2(甲)、(乙)两图,电阻 两端的电压不变,因此通过 的电流相同,也就是说,在图(甲)中, 。所以 。 答案 正确选项为D。 说明: (1)求比值的题目往往要用到串、并联电路中的比例关系,因此要记住在串、并联电路中哪些量跟电阻有怎样的比例关系。 (2)要能运用电路的特点和欧姆定律分析两个过程中哪些量不变,哪些量发生了改变,例如,在本题中因为前后两次过程电阻 的电压和电阻不变,通过它的电流也就不变。 (3)对题目给出的已知条件和所求量要能分析它的实质。本题中所求量 : 并不是通过 和 的电流,而是前后两次电路的总电流之比。 3.会分析有关电路变化的题目 当电路中的开关断开或闭合,滑动变阻器滑片移动时,都使电路的电阻发生了改变,从而引起了电路中电流和电压的变化,这类题目叫做电路变化题。 定性分析电路中电流或电压发生了怎样的变化,首先要从电路入手,辨认所研究的电路是串联还是并联,电表所测的是哪段电路的电压或电流。进一步分析滑动变阻器滑片的移动、开关的断开或闭合时电路中的哪一部分电阻发生了怎样的变化,总电阻又发生了怎样的变化?通过总电阻的变化,运用欧姆定律分析总电流的变化,再利用电路的特点和欧姆定律对各部分电压和电流作出判断。 例3 如图4所示电路。开关S闭合时,电流表的示数为I。电压表的示数为U。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电流表、电压表的示数的变化是 A.U、I都变小 B.U不变、I不变 C.U变大、I变小 D.U变小、I变大 分析 此题的电路为串联电路。电压表测量的是滑动变阻器 两端的电压 。当滑动变阻器的滑片P向右移动时: 解法1 分析的思路是从“局部 整体 局部”,从“电阻的变化”,到电流的变化,再到电压的变化”。  解法2 根据串联电路中电压分配的特点进行判断。分析的思想是从“电阻的变化,到电压的变化,再到电流的变化”。 变器的电阻 变大, 变大 , 变小 ,I变小 。 答案 正确的选项为C。 说明 此题考查的是对变化电路的分析能力。正确分析变化电路的关键,一是会识别电路,弄清导体的串、并联关系,电表测量的是哪段电路上的电流或电压;二是要在电路变化时,抓住不变的量,例如电源电压不变和定值电阻的阻值不变;三是要会运用欧姆定律和串、并联电路的特点进行分析。 常见的错误有:不知从何处下手进行分析,思路不清。不能正确地识别电路,不知电表测量的是哪段电路上的电流或电压。把串联电路各处的电流强度相等,片面地认为串联电路的电流强度不变。认为定值电阻R的阻值不变,所以它两端的电压就不变。认为滑片P向右移动,滑动变阻器连入电路的阻值减小,电路中的电流变大,所以R的两端的电压变大, 两端的电压变小。 例4 如图所示电路,当开关闭合时,各电表的示数如何变化? 分析 首先判断各电表测量的是哪段电路两端的电压或通过哪段电路的电流,再根据欧姆定律和串、并联电路的特点进行分析推理。 在本电路中 测量的是 两端的电压, 测量的是AB两点间的电压, 测量的是通过 的电流,A测量的是干路中的电流 。 开关闭合后, 由于开关闭合后的总电阻 大于开关闭合前的总电阻 ,且U保持不变,所以 。 答案 电流表 的示数减小,电流表A的示数增大,电压表 的示数减小,电压表 的示数增大。 4.怎样解有关电路计算的综合题 解有关电路计算的综合题的一般方法是: (1)画图 根据开关的启闭、滑动变阻器的移动时所对应的每一状态,画出相应的电路图。对接有电表的电路,用“去表法”来简化电路,就是将电流表用导线取代,将电压表连同接线取走,使电路结构大为简化而易于识别。去掉电表时,要弄清电表的测量对象,并把电表的示数做为已知量保留在电路图上。 (2)标量 在画好的等效电路图上,把已知量的符号和数据,未知量的符号一并标注到电路图上相应的元件的符号旁,集题设全部信息于图上。同一导体的电流、电压、电阻用同一“脚码”表示,同一导体的不同状态用“角标”加以区分。 (3)列式 找出已知量与中间量、中间量与未知量的关系,根据串联、并联电路的特点和欧姆定律,列出有关的关系式或方程。在不同状态下,利用电源电压和定值电阻的阻值不变的条件,常常是解题的关键。 (4)求解 运用比例法和代数法,列出未知量的表达式,同一单位,代入数据,求出结果。 例5 如图6所示电路, 欧, 欧, 欧,电源电压保持不变。当开关 、 闭合时,电流表的示数为0.5安;当开关 、 断开时,电流表的示数是多少?  分析 当开关 、 闭合时, 、 并联,如图7(甲)所示;当开关 、 断开时, 、 串联,如图7(乙)所示。 当 、 都闭合时:   当 、 都断开时:  。 答案 电流表的示数是0.2安 说明 本题重点考查识别电路,解题的关键也是识别电路。只有在正确识别和简化电路的基础上,才能正确应用欧姆定律和串、并联电路特点,分析和解决电路的有关问题。 |