杜思璇
準確判斷電路中的連接方式,畫出等效電路圖,是解決初中物理電學問題的基本功。針對中考??嫉膭討B(tài)電路的定性和定量分析問題、簡單電路組成及識別問題、家用電器多擋位問題,分析的基礎都是正確識別用電器的連接方式和各個電表的測量對象。以下結(jié)合具體實例,介紹四種常用方法。
方法導思
l方法一:直觀判斷法
根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的概念與特點,直接確定電路的連接方式。例如圖1所示的各元件,首尾順次相連接在電源兩極上,為串聯(lián)電路;圖2兩只燈泡首端連在一起,末端也連在一起,再接在電源兩極上,為并聯(lián)電路。
l方法二:電流路徑法
讓電流從電源正極流出,經(jīng)過各用電器回到電源負極,如果途中不分流,這些用電器就是串聯(lián)。如果電流在某處分為幾條支路,然后又在某處匯合,這些用電器就是并聯(lián)的。例如,在圖3所示電路中,電流只有流經(jīng)燈泡L1、L2一條路徑,其連接方式為串聯(lián);圖4中電流有通過S1、L1或S2、L2兩條路徑的選擇,其連接方式為并聯(lián)。
l方法三:拆除法
拆除電路中任意一個用電器,若其他用電器均能工作,說明這些用電器為并聯(lián);若其他用電器都不能工作,說明這些用電器為串聯(lián)。如圖5所示,拆除R1或R2對另一方都沒有影響,所以R1與R2并聯(lián)。
l方法四:節(jié)點法
由于一般導線材料的電阻率很小,因此分析問題時往往將導線的電阻忽略不計。在識別電路時,不論導線有多長,只要其中沒有電源,導線的兩個端點均可以看成同一點。這樣就可以找到用電器兩端的公共點,再把公共點按照原來的電路連在電源上,就得到了等效電路,從等效電路中就比較容易找出電路的連接方式。
例如,在電路的節(jié)點處分別標上相應的字母,相同導線所標的字母相同,得到圖6的電路,然后把相同的節(jié)點按照原來的電路連在電源上,得到的等效電路如圖7所示,進而判斷三燈并聯(lián)也就水到渠成。
但電路中有時有電流表或電壓表,使電路的連接方式更難判定。那該怎么辦呢?因為電流表的內(nèi)阻很小,電壓表的內(nèi)阻很大,所以在分析電路的組成方式時,可將電流表看作一根導線,電壓表所在部分看作斷路。
真題在線
例 (2022·遼寧·沈陽)如圖8所示,電源電壓保持不變,燈泡燈絲電阻保持不變,閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片P從中點向右移動的過程中,電壓表的示數(shù)將______,電流表A2與電流表A1的示數(shù)差______,電路的總功率______。(以上三空均選填“變大”“變小”或“不變”。)
分析:根據(jù)方法四,在分析電路時,可將電壓表看作斷路,電流表看作導線。再根據(jù)方法二可知,在閉合開關(guān)后,電流有通過燈泡L或滑動變阻器兩條路徑的選擇,所以燈泡L與滑動變阻器并聯(lián),電壓表測電源兩端的電壓,電流表A1測滑動變阻器支路的電流,電流表A2測干路電流。
解:因電源的電壓保持不變,所以,滑片移動時,電壓表的示數(shù)不變;
因并聯(lián)電路中各支路互不影響,所以,滑片移動時,通過燈泡的電流不變;
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,電流表A2與電流表A1的示數(shù)差等于通過燈泡的電流,則兩電流表示數(shù)的差值不變;
將滑動變阻器的滑片P從中點向右移動的過程中,滑動變阻器接入電路中的電阻變大,通過滑動變阻器的電流變小,所以干路電流也變小,由P = UI可知,電路的總功率變小。
故答案為:不變;不變;變小。
點評:分清電路的連接方式和電表所測的電路元件是關(guān)鍵。