初中物理竞赛解题技巧概述
每个节点之间连接一个2Ω电阻。在该电路中,任意两个节点之间施加10V电压。求出电路中每个分支的电流以及电流消耗的总功率。(画出电路图)
解答:电路有8个节点,每两个节点之间用相同阻值的电阻连接,因此电路支路较多,显得电路复杂。因此本题第一个考点是画电路图。根据题目要求,对于每个节点,它们都以完全相同的结构方式与外电路连接。如果将这8个节点均等地分成一个轴对称的圆环,然后圆环上每个点依次与其余7个点连接,则电路结构图如图6(A)所示。根据题目要求,在任意两个节点之间加电源。假设电源加在A、B两点之间初中物理竞赛技巧,也就是图6(A)中的1、2点之间。此时,其余6个节点以完全相同的结构方式连接到A、B端,因此这6个节点到电源两端的电位相等。我们知道等位点之间没有电流流过,因此可以去掉等位点之间接的2Ω电阻,最终可以得到如图6(b)所示的等效电路。
因为:1/R AB = 1/R12 + (1/2R) × 6 = (4/R)。
则:R AB = 0.5Ω。
流过R12的电流为(U AB/R12)= 5A。
流过其余6个节点的电流为(U AB/2R)= 2.5A。
电路消耗的总功率为P=(U2/R AB)=200W。
2. 对称性概念的应用
对称性分析在电路中有着重要的应用。
在光学考试中,尤其是镜像方面,
要重视其应用。
例5:如图7(A)所示,两垂直
两面平面镜垂直放置,相互成直角。一个没有数字的钟表显示3点。A点的人看着O点。
A.我看到钟是九点钟;
B. 我看到钟是三点钟;
C.可以看到时钟留学之路,但是指针不在正确的位置;
D. 根本看不到时钟。
解答:平面镜中的成像遵循物像左右对称的规律。如图7(b)所示,S1是钟表S在镜面M1上成像的图像,成像为9点钟方向的钟表。此时S1在镜面M2的前方初中物理竞赛技巧,因此S1在镜面M2的后方仍会成像为S2。当A点的人看向O点时,看到的是3点钟方向的钟表。
例6:一个光学系统如图8(A)所示,其中A为物平面,垂直于光轴,L为凸透镜,M为与光轴成45°角的平面镜。经平面镜反射后,像平面P垂直于光轴。图8(b)为同一光学系统的实物图。假设A平面上物体为“上”字,在像平面P上可得到物体的清晰图像。试画出图8(b)中像平面P上图像的形状。
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