電路問題是數學比較難的知識,也是高考很重要的一部份,占高考數學分數的40%。好多朋友遇見電路類的題目,擺在面前的第一個問題就是不會簡化電路圖。
其實就是——不會做!沒關系,此次分享的10大原則和7大步驟,一定就能幫你拿下這個困局!
01
電路簡化的基本原則
高中數學熱學中的復雜電路可以通過如下原則進行簡化:
?第一:不計導線阻值,認定R線≈0。有電壓流過的導線兩端電流為零,斷掉時開關兩端可以測得電流(電路中沒有其他斷點)。
?第二:開關閉合時等效于一根導線;開關斷掉時等效于斷路,可從電路兩節點間去除。開關閉合有電壓流過時,開關兩端電流為零,斷掉時開關兩端可以測得電流(電路中沒有其他斷點)。
?第三:電壓表電阻很小,在剖析電路的聯接方法時,有電壓表的地方可看作一根導線。
?第四:電流表電阻很大,在剖析電路的聯接方法時,有電流表的地方可視作斷路,從電路兩節點間除去.
?第五:用家電(內阻)漏電:用家電(內阻)和導線(開關、電流表)并聯時,用家電中無電壓通過(如右圖示),可以把用家電從電路的兩節點間拆除(除去)。
?第六:滑動變阻器Pa段被導線(金屬桿)短接不工作,除去Pa段后,右圖a變為圖b。
?第七:按照串、并聯電路電壓和電流規律“串聯分壓、并聯分流”分析總電壓、總電流和分電壓、分電流的關系。
?第八:電壓表和那個用家電串聯就測那個用家電的電壓,電流表和那個用家電并聯就測那個用家電的電流。判定電流表所檢測的電流可用滑移法和去源法。
?第九:電流表原則上要求并聯在電路中,單獨檢測電源電流時,可直接在電源兩端。
通常情況下,假若電流表串聯在電路中,測得的電流是電源兩端電流(具體情況見筆記)。電壓表直接接在電源兩端會被燒毀,且讓電源漏電,燒毀電源。
?第十:假若導線上(節點之間)沒有用家電(開關,電壓表除外),這么導線上的各點可以看做是一個點,可以任意合并、分開、增減。(此法又稱節點法)比如:
02
電路簡化步驟
?第一步:根據題目要求將斷掉的開關去除,將閉合的開關弄成導線。
?第二步:將電壓表弄成導線(視具體情況也可保留)。
?第三步:去除電流表。
?第四步:合并(或則換位)導線上的節點。(此步驟在電路中用家電比較多,且互相苦惱時,采用)
?第五步:畫出等效電路圖,判定各用家電是串聯還是并聯。
?第六步:在原電路中借助原則七、八判定電壓表和電流表各檢測那個用家電的電壓和電流。
?第七步:將電流表和電壓表添加到等效電路圖中,剖析各電壓表和電流表示數之間的關系。(借助原則七)
03
精典例題選講
?例1:在如下電路圖中,開關S閉合后,電流表V1的示數是2.5V,V2的示數是1V,倘若A2的示數是0.2A,這么A1的示數是多少?試求兩只燈泡兩端的電流。
剖析:第一步:將開關弄成導線;
第二步:將電壓表弄成導線;
第三步將電流表去除。
第四步(略)
第五步:判定用家電聯接形式
很其實,電路中兩個燈泡是串聯的。
第六步:按照原則四,曉得電流表V2處斷掉,所以沒有電壓從A1流過,示數為零;按照滑移法曉得V1和電源并聯,測電源兩端電流。V2和L2并聯電阻的測量電路圖,測L2兩端電流。
第七步:等效電路圖如下:
按照等效電路圖,可知所求I1=I2=0.2A
U1=2.5V-1V=1.5VU2=1V
?例2:如圖示,開關s閉合后下述各電流表示數的關系是,各電壓表示數之間的關系是___。
剖析:第一步:把開關弄成導線;
第二步:把電壓表弄成導線;
第三步:去除電流表;第四步(略);
第五步:判定各用家電的聯接形式:
第六步:按照原則七和原則八以及滑移法或去源法判定電壓表和電流表各自所檢測的對象。
①在原電路中,除去電流表,可以發覺電壓表A1和A2都與燈泡串聯,所以電壓表示數相等;
②用滑移法可以判別出V1測L1兩端的電流,V2測電源兩端的電流;V3測L2兩端的電流。
第七步:等效電路圖如下
?例3:電路開關閉合后,v1、v2、v3的示數分別是8V、9V、4V,則L1、L2、L3兩端的電流各是多少
所求的電流關系式為:U2=U1+U3I1=I2
解:按照“十原則,七步驟”可以得到該電路的等效電路圖如下:
從等效圖可以得到如下等式組:
UL1+UL2=8V
UL2+UL3=9V
UL3=4V
解得:UL1=3vUL2=5vUL3=4V
?例4:如圖所示,已知兩只燈泡L1和L2是串聯的電阻的測量電路圖,則在①、②和③三個水表中(電壓表或電流表)判定正確的是()
A.①是電壓表,②和③是電流表;
B.①和③是電流表,②是電壓表;
C.①和②是電壓表,③是電流表;
D.①②和③都是電壓表
剖析:本題可用排除法解答。將A答案的各表填入
三個位置中,按照“十原則,七步驟”電路圖簡化為:
很顯著,不符合題意。
將B答案各表填入圖中,電路可簡化為:
這些填法符合題意。
把C答案各表填入電路中,電路L1被斷路,簡化后的電路圖和A答案相同,不合題意。把D答案各表填入圖中,電源漏電,兩個燈泡沒有電壓流過,不合題意。所以選擇答案B。
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