初中各科學習中學大課堂必備(海量學習資源)關注
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。 由于試題綜合性強,障礙較多,學生如果學習基礎不夠扎實,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。 “一根導線不經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,經常會出現局部短路的問題。 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,學生理解起來比較困難。 實驗可以用來幫助學生克服這個困難。
典型示例:如圖1所示,開關S閉合前,兩燈均亮(較暗); 關閉后,L1不亮,但L2仍然亮(更亮)。
圖1
為了幫助學生理解,L1可以比作電流需要通過的“高山”,開關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。
識別串聯和并聯電路
電路圖是電學的重要組成部分。 初中電一般只需要串聯和并聯兩種基本連接方式,不需要混合電路。 區分串聯電路和并聯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(分支前后各有兩個節點); 如果電流只有一條路徑(無分支點),則元件串聯。
2、等效電路法:這種方法本質上利用了“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:由于電壓表的內阻很大,當它并聯在電路中時,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構。 可以被認為是一條開放路徑。
電流表的內阻很小。 串聯在電路中時初中物理電路題,幾乎不影響電路的電流強度。 因此,在電路分析中,可以將其視為一根導線,可以將其拆下,改為導線。
《表格分析法》整理解題思路
網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備相關的四個物理量: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下(如額定工作狀態、實際工作狀態等)的物理量值。電路)。 根據串并聯電路的特點或根據問題設計,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
這是關于兩個串聯電阻的典型練習。 與電阻R1相關的物理量:I1、U1、R1、P1; 與電阻R2相關的物理量:I2、U2、R2、P2; 與總電路相關的物理量: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”進行解題分析,如表1所示。
表格1
解題分析:從表中“關于R1”的縱向關系可以看出,由于U1和R1已知,所以可以計算出I1和P1(本題無需計算);
從“相關電流”的橫向關系可以看出,由于串聯電路的電流處處相等,因此可以求出I2和I; 而從“相關整體”的縱向關系可以看出,如果需要P,除了已經計算出的電流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“相關電阻”的橫向關系或“相關電壓”的橫向關系中找到。 這一步可以使用兩種方法,所謂一題多解。
“電路變化”分析
1、開關的接通和斷開引起電路的變化。
當開關處于不同狀態時,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生變化。 因此,我們首先要在原電路的基礎上畫出各種情況下的實際電路。 換漆時,應根據當前的實際情況采用“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S1和S2均斷開時,電流表和電壓表的讀數。
(2)當S1和S2同時導通時,整個電路消耗的電功率。
圖3
例題分析:題中,當開關閉合或斷開時,電路結構發生變化,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”進行分析。 圖5中,紅線、藍線、黑線分別是三個“同電位點”。 L1和電壓表V都加在藍線和黑線之間,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生變化,要么引起電路結構的變化,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、電流指示數變小,電壓指示數變大;
D、電流指示數變大,電壓指示數變小。
對于滑動變阻器的此類問題,解決問題的關鍵是:
(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,而其他物理量發生變化;
(3)找出電壓表讀數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);
串聯電路中的電流處處相等,I1=I; 從“關于R1”的縱向關系可以看出,I1變小,R1不變,因此U1會變小(電壓表讀數變小)。
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