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由编辑
电一直是整个初中物理学习的难点和重点。 很多同学在看到复杂的电气问题时,都会不自觉地感到困惑,不知道如何下手。 今天小编整理了电力综合题的难易点。 错误分析,也就是说,如果你看懂了这篇文章,电基本上不是问题!
1、明确“短路”的概念
教材中只给出了“整体短路”的概念。 “一根导线不经过电器而直接连接到电源两极的电路称为短路。”
综合电气问题中经常出现局部短路问题。 如果某种电器(或电路的一部分)用电线首尾相连,就会形成局部短路。
局部短路仅导致电器停止工作,但不会损坏电器,因此是允许的。 由于其充满变化,成为电气问题的难点。 局部短路的概念比较抽象,可以通过实验来克服这个困难。
实验原理如图1所示,开关S闭合前,两个灯都亮(较暗); 关闭后,L1不亮,但L2仍然发光(更亮)。
为了帮助大家理解,L1可以比喻为“电阻”,而开关S的局部短路通道可以比喻为“无电阻”。 电流只会“无阻力流动”,而不会“有阻力流动”。 即L1短路不工作,导线中有电流流过。
2. 识别串并联电路
串并联的识别方法有三种:电流法; 等效电路法; 以及桌子的拆卸方法。
⑴电流法:从电源正极开始,顺着电流流动的方向,看电流路径上是否有分支。 如果有,则分支并联(分支前后各有两个节点)。 如果当前路径只有一根线(无分支点),则组件串联。 这种方法很容易让学生接受。
⑵节点法:没有电器的情况下,无论电线多长,都相当于一个节点。 观察每个电器两端的端点,以确定其在电路中的位置。 图2和图3是各电阻连接情况的分析。
如上图2所示,每个A点连接到电源正极,每个B点连接到电源负极,可以简化为图3。在图3中,并联R1、R2、R3的关系很明显。
⑶仪表拆除法:由于电压表的内阻很大,当它并联在电路中时,流过它的电流很小,可以忽略不计。 因此,去掉电路中的电压表不会影响电路结构,电压表所在的位置可视为开路。
电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不会影响电路的电流强度。 因此,在电路分析中,可以将电流表看成一根导线,可以将其拆下,改为导线。
3、串并联电路中总电阻的变化特性
1、无论两个电阻串联还是并联,如果其中一个电阻增大,则总电阻增大。
原因:串联时,R=R1+R2。 如果R1增加,则R增加;
并联时,1/R=1/R1+1/R2。 如果 R1 增加且 1/R1 减少,则 1/R 减少,因此 R 增加。
2、多个电阻并联时,总电阻小于任何一个电阻的阻值。
并联时,1/R=1/R1+1/R2
因为 1/R>1/R1,1/R>1/R2
所以R<R1,R<R2
4. 理解欧姆定律
欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。 即I=U/R。
注意:(1)这三个量必须同时出现,且针对同一电阻(或同一电路)。 这就是一一对应。
(2)注意不变量和变量:当R恒定时,I与U成正比。当U恒定时,I与R成反比。
(3)变形公式R=U/I的理解:R可以由U/I的比值计算出来,但R的大小并不是由U/I决定的。 R的大小由公式R=ρL/S的因素决定。
例如,关于欧姆定律公式I=U/R的理解,下列说法错误的是(D)
A.对于某种导体,导体中的电流与其两端的电压成正比。
B、相同电压条件下,不同导体中的电流与导体的电阻成反比
C.导体中的电流与导体两端的电压及其电阻有关
D、公式R=U/I表明电阻与电压成正比,与电流成反比。
5、电路中R1、R2串并联公式
1.串联分压器
(1) I=I1=I2
(2)U=U1+U2
(3)R=R1+R2
(4)各种量之间的比例关系:系列比例
(表示各量之比与电阻之比成正比关系,可由电流相等推导出来)
2.并联分流
(1)I=I1+I2
(2)U=U1=U2
(3)1/R=1/R1+1/R2或R=R1R2/(R1+R2)
(4)各量之间的比例关系: 和 成反比
(表示各量之比与电阻之比成反比关系,可以用等电压推导出来)
6、灯泡电压、功率
关于灯泡的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的问题。
灯泡铭牌上标注的“”是灯泡的额定电压和额定功率。
额定电压(U0) 额定功率(P0)
实际电压(U) 实际功率(P)
对于某种电器来说,只有一个额定电压和额定功率。
对于某种电器,可能有多种实际电压和实际功率。
当U>U0时,则P>P0; 光线很亮,很容易烧坏。
当U<U0时,则P<P0; 光线很暗,
当U=U0时,则P=P0; 正常发光。
例1:“220V 100W”灯泡正常工作时的电流是多少? 如果这个灯泡接在110V电源上,灯泡的实际电功率是多少? 运行10分钟消耗多少电量? 1度电可以让它工作多少小时? ?
示例2:“6v 3w”和“6v 1w”灯串联到电路中。 如果让其中一个灯泡正常发光,电路两端的电压应该是多少? (灯丝电阻不随温度变化)
解决方案:初学者最容易犯的错误是:6v+6v=12V
正确的解决方法:“并联时看电压,串联时看电流。
串联电流小,关联电压小”
I1=P1/U1=1A R1=U1/I1=6Ω
I2= P2/U2=0.5A R2= U2/I2 =12Ω
R= R1+R2=18
U=I小R=0.5A*18Ω=9V
例3:灯泡L1标注“80Ω0.1A”,灯泡L2标注“20Ω0.2A”。 将它们并联到电源两端,这样其中一个小灯泡就能正常发光,而不会损坏灯泡。 求:
(1) 电源电压是多少?
(2) 此时主电路电流是多少?
解决方案:解题思路,看并联小电压
(1)U1=80*0.1=8V
U2=20*0.2=4VU2<U1
因此:U=U2=4V
(2)容易出错:I=I1+I2=0.1+0.2=0.3A(混淆了额定电流和实际电流)
正确答案:I=U/RU=4V
R=R1R2/(R1+R2)=80*20/(80+20)=16欧元
因此I=4/16=0.25A
7. 电力和电力装置的问题
有些学生在计算时没有统一的单位或没有选择合适的单位,导致计算非常复杂且容易出错。
电功率有两种单位,一种是国际单位:焦耳;一种是国际单位:焦耳;一种是国际单位:焦耳。 还有另一个大单位:千瓦时(也称为度)
1度=1千瓦时=3.6X106焦耳(6的次方)
电功率也有两种单位:W、KW 1KW=1000W
W=UIt =I2Rt =U2t/R=Pt
P=W/t=UI=I2R=U2/R(2为平方)
计算时单位必须统一:
① 均采用国际单位:P→瓦(w); W→焦耳(J); t→第二; U→伏特(V); I→安培(A); R→欧姆(Ώ)
② 若W以千瓦时表示,t以小时表示,则P的单位为千瓦。
例1:“220V 1000W”电加热器在额定电压下通电15分钟。
(1) 产生多少焦耳的热量?
(2)如果家用电能表标有“3000r/KWh”,在此期间电能表转盘转了多少圈?
(3) 如果 30°C 的 2.5 千克水吸收了 30% 的热量初中物理电学实验题,那么在 1 个标准大气压下,水温会升至多高? [水的比热为4.2×103 J/(kg·℃)](3为立方)
解:(1)Q put=Pt=1000*15*60=
(2)转数n=0.25*3000=750转(注:电能表标注“3000r/KWh”,因此计算转数的单位应为KWh)
(3)Q吸=30%*Q放=0.3*=
且Q吸=cm(t2-t1)
=4.2×103*2.5*(t2-30℃)
t2=55.7℃
8.如何画等效电路图
(1)特性法(根据串并联电路的特性)
(2)电流流动法(电流有支路,有支路的部分并联,无支路的部分串联)
(3)节点法(把开关、电流表想象成电线,无论电线多长,都相当于一个节点)
(4)含有电表——《拆除电表的方法》(电流表相当于短路,即直接用导线连接电流表两端,电压表相当于拆除开路)电路)
1. 识别含有电表的电路的技巧 - (石灰)
两张表先被“炒”了,相当于看懂了图。
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注意:恢复电流表很容易。 直接画出来就可以看到原来在哪条支路或者主干道上。 不过,恢复电压表有点困难。 关键是看两端直接加的是哪个电器(中间不能有电器)。 有电源),即测量用电器的电压初中物理电学实验题,直接将电压表并联在其上。
例1 请画出图1所示电路的等效电路图,并说明电流表和电压表的功能。
解法:(1)先将两米消去。 电流表被视为导体,电压表被视为开路。
(2) 标记电路图中的节点A、B、C、D。
(3) 等效理解图 根据电流路径,电流从电源正极开始,经过D点、R1到A点。电流在A点分流为两路,一路经过R2到A点。 B点,另一条路径经过R3到B点。两条路径在B点汇合,到达电源负极,形成回路。 画出简单易懂的电路图(图1)。 可以看出,R2和R3并联,然后与R1串联。
(4)恢复亮工作电流表和电压表。 从电路图1中我们可以看出,C点和A点用导线连接在一起,可以看作是同一点。 电压表两端分别接D点和A点物理资源网,因此电压表测量R1两端的电压。 电流经过A点分成两路,一路经过电流表,然后经过R3到达B点,因此电流表测量经过R3的电流强度(图1-2)。
从上面的例子,我们可以看出分析电路的重要性。 复习时要特别强调分析电路和绘制等效电路图的必要性,使学生掌握这项基本技能。 并且能够养成遇到电气问题时先画电路图的习惯。 遇到电路图先分析电路是一个好习惯。
2、分析开关闭合断开(开路、短路)引起的电路变化(掌握状态并画出等效图)
例2 如图所示电路中,电源两端电压为6V,保持不变。 R1和R2是两个阻值相同的电阻。 开关S1闭合后,下列说法正确的是(A)
A。 当开关S2关断时,R1两端电压为3V
B、当开关S2断开时,R1两端电压为6V
C。 当开关S2闭合时,R1两端电压为3V
D. 当开关S2闭合时,R2两端电压为6V
3、滑动变阻器引起的电路变化
例3 如下图所示,当滑动变阻器的滑块向右滑动时,各仪表的指示如何变化?
思路:部分电阻变化-整体电阻变化-整体电流变化-部分电流(电压)变化
例4 在如图所示电路中,当滑块P向左(D)滑动时
A.电压指示数字变大,灯变暗。
B.电压指示数字变大,灯变亮
C、电压指示减小,灯光变暗
D. 电流值增大,灯变亮(注意分析此题时,以灯上的电压作为电压变化的参考,因为灯泡的电阻保持不变)
摘要:电路辨识
1、与电表“等值解雇”
2、如果有开关,要注意打开和关闭的状态。
3.观察是否有滑动变阻器的变化
4.关键是画等效电路图
9.“电路变化”的分析与计算
改变电路主要是通过改变开关或滑动变阻器引起电路改变。 电路中有多个开关。 开关闭合和断开的状态变化往往会改变电器之间的连接关系。 滑动变阻器通过滑动片改变与电路连接的有效电阻,从而使电路中各种用电器的电压、电流、电功率等值发生变化(电路结构也发生变化)。
分析电路变化的方法一般可分为四个步骤:
1. 首先手动更改电阻。
2、根据串联、并联电路的特点,看电阻的变化。
3、一般情况下,电源电压是恒定的。 从恒定电压(电源电压)可以得到总电流的变化。
4、根据电路的特点和题意,用欧姆定律判断一些电路的电流、电压、电功率的变化。
1、开关的接通和断开引起电路的变化。
当开关处于不同状态时,由于断路和短路,电路所连接的电器以及电器之间的连接方式一般都会发生变化。 因此,我们首先要在原电路的基础上画出各种情况下的图。 实际等效电路。 画图时要注意串并联知识的应用、拆表和恢复表的方法、局部短路的方法。
实施例1如图5所示
电路中,电源电压保持4伏,L1的电阻为4欧姆,L2和L3的电阻均为16欧姆。
求: ⑴ 当S1和S2均断开时,电流表和电压表的读数是多少?
⑵当S1、S2同时导通时,整个电路消耗的电功率。
例题分析:题中两种情况,当开关闭合或断开时,电路结构发生变化,可以修改电路,如图6所示。
2 滑动变阻器变化问题
连接到电路中的滑动变阻器的有效电阻发生变化,可能会引起电路结构的变化,或者引起电路中电压、电流或电功率的变化。 对于滑动变阻器的此类问题,解决问题的关键是:
⑴了解滑动变阻器的原理。 滑块滑动时,阻力是变大还是变小?
⑵ 观察物理量是否发生变化。 一般来说,电源的电压和定值电阻的阻值保持不变,其他物理量是变化的;
⑶ 找出电压表读数所读到的电器两端的电压;
⑷ 反复运用串并联电路中各种量的公式和欧姆定律求解,注意一一对应。
例1 在图8所示电路中,电源电压保持不变。 当滑动变阻器的滑块向右滑动时,电流表和电压表的指示变化为[B]
A、电流表、电压表指示变大;
B、电流表、电压表指示变小;
C、电流指示数变小,电压指示数变大;
D、电流指示数变大,电压指示数变小。
实施例2 如图所示,当开关S闭合,滑动变阻器滑块P位于B端时,电压表指示9V,电流表指示0.15A; 当滑块处于中点C时,电压表指示数字为6V。
求:(1)滑动变阻器R2的最大阻值; (2)电源的电压和R1的阻值。 (3)电路的最大功率P
解题思路:利用不变量(如电源的电压、定值电阻)建立方程,两个未知数,组成两个方程来求解。
从题意可知,R1和R2是串联的。 电流表测量总电流,电压表测量R2 的电压。
(1)当滑动压敏电阻的滑动片P位于B端子时,此时与电路连接的滑动压敏电阻的阻值最大。
R2最大值=U2/I=9v/0.15A=60欧姆
(2) P 位于 C 处:RAC=1/2R2 =30 欧姆
R=R1+RAC=R1+30
U=IR=UAC/RAC(R1+30)=6/30(R1+30)①
P在B处:R=R1+RAB=R1+60
U=IR=0.15(R1+60)=0.15(R1+60)②
解方程①②可得:U=18VR1=60欧姆
(3) 由P=U2/R可知,U不变且R最小,则P最大,当P在A处时,R2最小。 此时R=R1=60
Pmax=U2/R=18×18/60=5.4W
来源|网络
图| 网络
编辑| 李静
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