初中各科學(xué)習(xí)中學(xué)大課堂必備(海量學(xué)習(xí)資源)關(guān)注
電綜合題一直是初中物理的一道難題,近年來在中考題中也頻繁出現(xiàn)。 由于試題綜合性強(qiáng),障礙較多,學(xué)生如果學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不夠扎實,往往會感到吃力。
以下是一套綜合電氣問題的教案,將幫助學(xué)生突破綜合電氣問題的障礙。
澄清“短路”的概念
教材中只給出了“整體短路”的概念。 “一根導(dǎo)線不經(jīng)過電器而直接連接到電源兩極的電路稱為短路。” 在綜合電題中,經(jīng)常會出現(xiàn)局部短路的問題。 如果電線不是通過其他電器將一個電器(或電路的一部分)首尾相連而形成局部短路。
局部短路的概念比較抽象,學(xué)生理解起來比較困難。 實驗可以用來幫助學(xué)生克服這個困難。
典型示例:如圖1所示,開關(guān)S閉合前,兩燈均亮(較暗); 關(guān)閉后,L1不亮,但L2仍然亮(更亮)。
圖1
為了幫助學(xué)生理解,L1可以比作電流需要通過的“高山”,開關(guān)S的短路通道可以比作“山中的隧道”。 有了“隧道”,水流就只會“過隧道”,而不會“爬山”了。
識別串聯(lián)和并聯(lián)電路
電路圖是電學(xué)的重要組成部分。 初中電一般只需要串聯(lián)和并聯(lián)兩種基本連接方式,不需要混合電路。 區(qū)分串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是解決綜合電氣問題需要克服的另一個困難。
識別串并聯(lián)的方法有電流法、等效電路法、表去除法三種。
1、電流法:從電源正極開始,順著電流流動的方向,看電流路徑中是否有分支。 如果有,則分支并聯(lián)(分支前后各有兩個節(jié)點); 如果電流只有一條路徑(無分支點),則元件串聯(lián)。
2、等效電路法:這種方法本質(zhì)上利用了“電勢”的概念。 初中物理中,通過“水位差”的類比引入了電壓的概念。
3、儀表拆除法:由于電壓表的內(nèi)阻很大,當(dāng)它并聯(lián)在電路中時,流過它的電流很小初中物理電路題,可以忽略不計。 因此,去掉電路中的電壓表不會影響電路結(jié)構(gòu)。 可以被認(rèn)為是一條開放路徑。
電流表的內(nèi)阻很小。 串聯(lián)在電路中時初中物理電路題,幾乎不影響電路的電流強(qiáng)度。 因此,在電路分析中,可以將其視為一根導(dǎo)線,可以將其拆下,改為導(dǎo)線。
《表格分析法》整理解題思路
網(wǎng)課題涉及概念和公式較多,解題線索較多,很容易出錯。 克服這個困難,關(guān)鍵是理清清晰的解題思路。
可以用“表格法”來幫助整理解題思路。
表的各列列出了與用電設(shè)備相關(guān)的四個物理量:電流、電壓、電阻、電功率。 一般計算中,電器大多是純電阻。 根據(jù)歐姆定律I=U/R和電功率計算公式P=UI,只要知道四個物理量中的兩個,就可以計算出剩下的兩個物理量。
表的各行列出了各支路和總電路中的電流等物理量的值,或者電器在各種狀態(tài)下(如額定工作狀態(tài)、實際工作狀態(tài)等)的物理量值。電路)。 根據(jù)串并聯(lián)電路的特點或根據(jù)問題設(shè)計,只要知道其中兩個(或一個),就可以求出其余的物理量。
典型示例:如圖2所示,R1=2歐姆,R2=6歐姆,接通電源時,電壓表指示0.5伏,求電路消耗的總電功率。
圖2
這是關(guān)于兩個串聯(lián)電阻的典型練習(xí)。 與電阻R1相關(guān)的物理量:I1、U1、R1、P1; 與電阻R2相關(guān)的物理量:I2、U2、R2、P2; 與總電路相關(guān)的物理量:I、U、R、P。
這12個物理量中,如果已知3個物理量,則可以求出剩下的9個物理量。
采用“表格分析法”進(jìn)行解題分析,如表1所示。
表格1
解題分析:從表中“關(guān)于R1”的縱向關(guān)系可以看出,由于U1和R1已知,所以可以計算出I1和P1(本題無需計算);
從“相關(guān)電流”的橫向關(guān)系可以看出,由于串聯(lián)電路的電流處處相等,因此可以求出I2和I; 而從“相關(guān)整體”的縱向關(guān)系可以看出,如果需要P,除了已經(jīng)計算出的電流I的物理量之外,我們還需要知道之前U和R之間的第二個物理量我們可以找到它。
如果需要R或U,可以從“相關(guān)電阻”的橫向關(guān)系或“相關(guān)電壓”的橫向關(guān)系中找到。 這一步可以使用兩種方法,所謂一題多解。
“電路變化”分析
1、開關(guān)的接通和斷開引起電路的變化。
當(dāng)開關(guān)處于不同狀態(tài)時,由于開路和短路,電路所連接的電器以及電器之間的連接方法一般會發(fā)生變化。 因此,我們首先要在原電路的基礎(chǔ)上畫出各種情況下的實際電路。 換漆時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)前的實際情況采用“拆法”。
拆遷法要求:
(1)拆下斷開的部件;
(2)拆下已短路的元件;
(3)采用“拆表法”拆表。 其原理是“電壓表開路,電流直接流過電流表”。
拆下電壓表時,需要分析電路兩端的電壓是從電壓表上讀取到的是電路的哪一部分。 可以使用“等效電路法”進(jìn)行分析。
典型示例:如圖3所示,電路中,電源電壓保持在4伏,L1的阻值為4歐姆,L2和L3的阻值均為16歐姆。
求:(1)當(dāng)S1和S2均斷開時,電流表和電壓表的讀數(shù)。
(2)當(dāng)S1和S2同時導(dǎo)通時,整個電路消耗的電功率。
圖3
例題分析:題中,當(dāng)開關(guān)閉合或斷開時,電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,可以重新繪制電路,如圖4所示。
圖4
采用“拆表法”拆掉電流表、電壓表后,需要分析它們測量的是哪種電器的哪個物理量。
電壓表可以借助“等電位”進(jìn)行分析。 圖5中,紅線、藍(lán)線、黑線分別是三個“同電位點”。 L1和電壓表V都加在藍(lán)線和黑線之間,所以電壓表測量的是L兩端的電壓。
圖5
2、滑動變阻器更換問題。
連接到電路中的滑動變阻器的有效電阻發(fā)生變化,要么引起電路結(jié)構(gòu)的變化,要么引起電路中電壓、電流或電功率的變化。
典型例子:如圖6所示,電路中,電源電壓保持不變。 當(dāng)滑動變阻器的滑塊向右滑動時,電流表和電壓表的指示變化為()
圖6
A、電流表、電壓表指示變大;
B、電流表、電壓表指示變小;
C、電流指示數(shù)變小,電壓指示數(shù)變大;
D、電流指示數(shù)變大,電壓指示數(shù)變小。
對于滑動變阻器的此類問題,解決問題的關(guān)鍵是:
(1)了解滑動變阻器的原理。 滑塊滑動時,阻力是變大還是變小?
(2)觀察物理量是否發(fā)生變化。 一般來說,電源的電壓和定值電阻的阻值保持不變,而其他物理量發(fā)生變化;
(3)找出電壓表讀數(shù)所讀取的電器兩端的電壓;
(4)用表格整理解題思路。
采用“表格分析法”進(jìn)行解題分析,如表2所示。
表2
解題分析:從表中電阻的橫向關(guān)系可以看出,由于R1不變,R2變大,R總會變大; 從整個電路的縱向關(guān)系可以看出,R總是變大,而U總是不變。 變化,所以我會變小(電流表讀數(shù));
串聯(lián)電路中的電流處處相等,I1=I; 從“關(guān)于R1”的縱向關(guān)系可以看出,I1變小,R1不變,因此U1會變小(電壓表讀數(shù)變小)。
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