電路分析是解決電學一切問題的前提,電路分析不到位、失誤、錯誤將直接關系到后續一切努力的有效性。電路分析要解決哪些任務?有什么樣的步驟和要求?又有哪些技巧? 電路分析包括實物電路分析和電路圖分析,在中考中以電路圖分析為主,而實物電路分析一般作為實驗能力考查的一種方式。不管哪種電路,都需要按順序依次解決好以下幾個問題: 1、簡化除用電器之外的元件。在對電路進行初次分析時,需要對除了燈泡、電阻、變阻器等用電器之外的元件進行簡化和替代,比如閉合的開關看成一根導線、電流表看成導線、電壓表看成在該處發生斷路、處于阻值最小端的滑動變阻器看成導線。經過這樣的簡化,看起來再復雜的電路也會變得簡單了,如下圖。學會對其他元件的簡化、“忽視”,也是非常重要的能力。 分析串并聯之前,簡化其他元件 2、分析用電器的串并聯方式。針對電路圖中的燈泡、電阻、變阻器、電動機等用電器之間的連接方式進行分析,明確它們之間屬于串聯還是并聯連接。分析串并聯的常用方法就是“電流路徑法”,用一支筆從電源一極出發,筆的走勢就代表電流的路徑,分析從電源正極回到負極有幾條路徑:只有唯一一條,就是串聯;有兩條以上路徑,就是并聯。 用電器被短路,相當于沒有連入電路 3、識別用電器的斷路和短路。在中考中,電學計算題的電路經常出現三個用電器,但題目的每一小問不是考兩個用電器串聯,就是考兩個并聯,那么另外一個不是發生斷路,就是被短路,且往往是通過開關的斷開、閉合實現的。特別是用電器被短路,看起來該用電器通過導線連接在電路中,但實際電流并沒有通過它,而是經過一根導線繞過了它,那么該用電器實際就沒有連入電路,如上圖。造成短路的可能只是一根導線,也可能是開關閉合的一段導線,也許是并聯在用電器兩端的一個電流表。值得注意的是,對于用電器并聯的電路,一條支路被短路,其他支路(包括并聯的電壓表)都被短路,如下圖所示。 并聯電路中,一條支路短路,其他支路同時被短路 4、明確電表的測量對象。準確分析完用電器的串并聯后,接下來就要分析電流表、電壓表的測量對象了。對于電流表,如果在串聯路徑上,那就簡單了,根據“串聯電路的電流處處相等”這一規律,就可以認為電流表的讀數既是元件1的電流,也是元件2的電流;如果是并聯電路,需要進一步確定電路表究竟在干路還是支路上,在干路就測干路總電流,在那一條支路,就測該支路的電流。對于電壓表,相對簡單一些,原則就是“電壓表與誰并聯,就測誰的電壓”,特別在用電器并聯的電路中,除非電壓表被短路或斷路,它的讀數大小一定既是支路1的電壓,也是支路2的電壓,大小還等于電源電壓。 特殊電路的現象 必須要掌握的一個特殊情況,當電壓表、電流表、燈泡串聯在電源兩端時,由于電壓表的電阻非常大,導致電路中的電流及其微小,現象就是燈泡不亮、電流表指針不偏轉(示數為零),如上圖所示。再根據串聯電路的分壓原理“大電阻得大電壓”,電壓表絕對大的阻值導致它分得幾乎全部的電源電壓,即此時電壓表的示數接近(等于)電源電壓。 所有的涉及電路分析的題型,包括計算題,都必須建立在以上的精準電路分析的基礎上,在時間分配上,要舍得花時間進行分析,如果僅僅根據電路的局部特征、想當然地進行快速判斷的話,是非常容易失誤的。 |
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