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文檔簡介

1、復雜電路的簡化方法電路圖的識別是初中物理電學學習的基礎,將復雜的電路圖改畫成簡單電路可使電路元件的串、并聯(lián)情況變得清晰,便于計算和解答,根據(jù)初中物理中的電路圖情況,介紹如下幾種電路圖的簡化方法:1、刪簡法 初學電學者往往會因為電路中的電表跟用電器相混而妨礙對電路的正確分析,所以,應講清電表可刪的道理和刪后的處理辦法,如圖1若已知電壓表示數(shù)和電阻,求電流表示數(shù),則刪簡后電路圖如圖2 2、伸縮變位法 有的習題或思考題。故意給出不規(guī)范的電路圖,若不進行電路圖的改畫,就會造成解答困難。為此,應講清可將導線理想化,無論導線長度如何,其電阻均為零,所以,可根據(jù)情況將導線伸長、縮短或變形,適當變更電路元件的

2、位置,使電路元件的串、并聯(lián)的關系變得清 3、共端法 若幾個用電器的一端通過連接線形式共端時,其電路圖可用共端法進行改畫,如圖5沿電流的方向R1的左端和R2R3的上端都可連接到電池的正極,而另一端則都可連接到電源的負極上故可改畫成圖6如圖7,教學時,如用粉筆將電池正極相連的連接線畫成顏色,其共端情況就會十分明顯,便可以改畫成圖8 4、翻轉法 對于并聯(lián)電路,采用翻轉法來進行改畫便于弄清連接關系,如圖11中的R3支路翻轉到上邊去,即成為圖12或將R1R2的串聯(lián)支路翻轉到下邊去。 為了更好的達到電路圖簡化的教學目的,教學中應重視以下幾點:(1)、講清改畫電路圖的重要性,有的學生自以為看圖能力強,嫌麻煩

3、,不愿進行改畫,凡這樣的學生,其考試成績總低于他們的實際水平,針對這種情況,要利用經(jīng)典例題進行教育、引導,使他們認識到,雖然花費一點時間,但可避免欲速則不達的失誤,并養(yǎng)成認真改畫和復查的好習慣。(2)、靈活應用各種方法,應當讓學生懂得改畫一個電路圖往往需要同時運用幾種方法才行,所以需要多講例題和多做習題,以提高靈活運用各種方法的能力。(3)、注意改畫電路圖的原則,改畫電路圖時,電路改變不宜過大,考慮初中學生的實際能力。對初中電路圖的改畫應強調兩個原則:a、電池位置一般不動。b、電路變動不宜過大。如圖16改畫成圖17學生就容易看懂,而改變成圖18對于學生來說變動的幅度就有點過大了。利用上述幾種方

4、法,可以幫助我們迅速簡化電路,順利解決比較復雜的電學問題。例1:在圖19所示的電路中,1 =1,2 =2,3 =3,4 =6,電源電動勢=6,電源內(nèi)阻不計。當電鍵接通后,求通過電阻1上的電流強度。 圖19 圖20當電鍵接通后,計算通過1上的電流強度,首先須把圖19所示的電路簡化成等效電路后,再進行計算。簡化電路的具體方法分下面幾個步驟:1 找出交節(jié)點,并標上序號在電路中,凡是有二個或二個以上的電學元件連接在一起的點都叫交節(jié)點,然后把同一交節(jié)點用虛線括起來,并標上序號,如圖20中所示的,等點。序號的前后順序,按電勢的高低進行排列。(如果電路中無電源,求某一電路某兩點間的電阻時,可假設其中一點為高

5、電勢,另一點為低電勢。)2 連接電路從電勢較高的點到電勢較低的點沿某一個回路,通過一個個交節(jié)點把電路中的部分電學元件連接起來。如:從點開始連接電阻1,電阻1連接點,點連接電阻4,電阻4連接點,點連接電鍵,電鍵連接點。如圖21所示。圖21 圖22一. “拆除法”突破短路障礙短路往往是因開關閉合后,使用電器(或電阻)兩端被導線直接連通而造成的,初學者難以識別。圖23即為常見的短路模型。一根導線直接接在用電器的兩端,電阻R被短路。既然電阻R上沒有電流通過,故可將電阻從電路中“拆除”,拆除后的等效電路如圖24所示。圖23 圖24二. “分斷法”突破滑動變阻器的障礙較復雜的電路圖中,常通過移動變阻器上的

6、滑片來改變自身接入電路中的電阻值,從而改變電路中的電流和電壓,從而影響我們對電路作出明確的判斷?;瑒幼冏杵鞯慕尤腚娐返囊话闱闆r如圖25所示。若如圖26示的接法,同學們就難以判斷。此時可將滑動變阻器看作是在滑片P處“斷開”,把其分成AP和PB兩個部分,即等效成圖27的電路,其中PB部分被短路。當P從左至右滑動時,變阻器接入電路的電阻AP部分逐漸變大;反之,AP部分逐漸變小。圖25 圖26 圖27三. 突破電壓表的障礙1. “滑移法”確定測量對象所謂“滑移法”就是把電壓表正、負接線柱的兩根引線順著導線滑動至某用電器(或電阻)的兩端,從而確定測量對象的方法,但是滑動引線時不可繞過用電器和電源(可繞電

7、流表)。如圖6,用“滑移法”將電壓表的下端滑至電阻R1左端,不難確定,電壓表測量的是R1和R2兩端的總電壓;將電壓表的上端移至R3右端,也可確定電壓表測量的是R3兩端電壓,同時也測的是電源電壓。2. “用拆除法”確定電流路徑因為電壓表的理想內(nèi)阻無窮大,通過它的電流為零,可將其從電路中“拆除”,即使電壓表兩端斷開,來判斷電流路徑。如圖28所示,用“拆除法”不難確定,R1和R2串聯(lián),再與R3并聯(lián)。圖28四. “去掉法”突破電流表的障礙由于電流表的存在,對于弄清電流路徑,簡化電路存在障礙。因電流表的理想內(nèi)阻為零,故可采用“去掉法”排除其障礙,即將電流表從電路中“去掉”,并將連接電流表的兩個接線頭連接

8、起來。如圖29,去掉電流表后得到的等效電路如圖30所示。這樣就可以很清楚地看清電路的結構了。圖29 圖30五. “等效電路法”突破簡化電路障礙電路圖簡化以后,我們可以清楚地看到各用電器之間的串、并聯(lián)關系;分辨出電流表、電壓表測量的是哪一部分電路的電流值和電壓值,從而有利于我們解題。簡化電路圖,除了用到上述方法外,還可以綜合運用“等效電路法”?!暗刃щ娐贩ā?,即在電路中,不論導線有多長,只要其間沒有電源、電壓表、用電器等,均可以將其看成是同一個點,從而找出各用電器兩端的公共點,畫出簡化了的等效電路圖。如圖29所示的電路,先用“去掉法”去掉電流表,得到圖30。A、C其實是同一個點,B、D其實也是同一個點,也就是說,電阻R1、R2、R3連接在公共的A、D之間,三個電阻是并聯(lián)連接的,可簡化成圖31。同時,不難看出電流表A1測量的是流過R3和R2的總電流,電流表A2測量的是流過R1和R2的總電流,如圖32所示

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