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初中物理干货: 电学能力提升第一关, 电路分析的套路

 铭博堂 2017-08-03

    电路分析是解决电学一切问题的前提,电路分析不到位、失误、错误将直接关系到后续一切努力的有效性。电路分析要解决哪些任务?有什么样的步骤和要求?又有哪些技巧?

    电路分析包括实物电路分析和电路图分析,在中考中以电路图分析为主,而实物电路分析一般作为实验能力考查的一种方式。不管哪种电路,都需要按顺序依次解决好以下几个问题:

    1、简化除用电器之外的元件。在对电路进行初次分析时,需要对除了灯泡、电阻、变阻器等用电器之外的元件进行简化和替代,比如闭合的开关看成一根导线、电流表看成导线、电压表看成在该处发生断路、处于阻值最小端的滑动变阻器看成导线。经过这样的简化,看起来再复杂的电路也会变得简单了,如下图。学会对其他元件的简化、“忽视”,也是非常重要的能力。

分析串并联之前,简化其他元件

    2、分析用电器的串并联方式。针对电路图中的灯泡、电阻、变阻器、电动机等用电器之间的连接方式进行分析,明确它们之间属于串联还是并联连接。分析串并联的常用方法就是“电流路径法”,用一支笔从电源一极出发,笔的走势就代表电流的路径,分析从电源正极回到负极有几条路径:只有唯一一条,就是串联;有两条以上路径,就是并联。

用电器被短路,相当于没有连入电路

    3、识别用电器的断路和短路。在中考中,电学计算题的电路经常出现三个用电器,但题目的每一小问不是考两个用电器串联,就是考两个并联,那么另外一个不是发生断路,就是被短路,且往往是通过开关的断开、闭合实现的。特别是用电器被短路,看起来该用电器通过导线连接在电路中,但实际电流并没有通过它,而是经过一根导线绕过了它,那么该用电器实际就没有连入电路,如上图。造成短路的可能只是一根导线,也可能是开关闭合的一段导线,也许是并联在用电器两端的一个电流表。值得注意的是,对于用电器并联的电路,一条支路被短路,其他支路(包括并联的电压表)都被短路,如下图所示。

并联电路中,一条支路短路,其他支路同时被短路

   4、明确电表的测量对象。准确分析完用电器的串并联后,接下来就要分析电流表、电压表的测量对象了。对于电流表,如果在串联路径上,那就简单了,根据“串联电路的电流处处相等”这一规律,就可以认为电流表的读数既是元件1的电流,也是元件2的电流;如果是并联电路,需要进一步确定电路表究竟在干路还是支路上,在干路就测干路总电流,在那一条支路,就测该支路的电流。对于电压表,相对简单一些,原则就是“电压表与谁并联,就测谁的电压”,特别在用电器并联的电路中,除非电压表被短路或断路,它的读数大小一定既是支路1的电压,也是支路2的电压,大小还等于电源电压。

特殊电路的现象

    必须要掌握的一个特殊情况,当电压表、电流表、灯泡串联在电源两端时,由于电压表的电阻非常大,导致电路中的电流及其微小,现象就是灯泡不亮、电流表指针不偏转(示数为零),如上图所示。再根据串联电路的分压原理“大电阻得大电压”,电压表绝对大的阻值导致它分得几乎全部的电源电压,即此时电压表的示数接近(等于)电源电压。

    所有的涉及电路分析的题型,包括计算题,都必须建立在以上的精准电路分析的基础上,在时间分配上,要舍得花时间进行分析,如果仅仅根据电路的局部特征、想当然地进行快速判断的话,是非常容易失误的。


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