简化电路的方法

用心打造专业的一对一教育 复杂电路的简化方法复杂电路的简化方法 电路图的识别是初中物理电学学习的基础 将复杂的电路图改画成简单电 路可使电路元件的串 并联情况变得清晰 便于计算和解答 根据初中物理中 的电路图情况 介绍如下几种电路图的简化方法 1 删简法 初学电学者往往会因为电路中的电表跟用电器相混而妨碍对 电路的正确分析 所以 应讲清电表可删的道理和删后的处理办法 如图 1 若 已知电压表示数和电阻 求电流表示数 则删简后电路图如图 2 2 伸缩变位法 有的习题或思考题 故意给出不规范的电路图 若不进行电路 图的改画 就会造成解答困难 为此 应讲清可将导线理想化 无论导线长度 如何 其电阻均为零 所以 可根据情况将导线伸长 缩短或变形 适当变更 电路元件的位置 使电路元件的串 并联的关系变得清 用心打造专业的一对一教育 3 共端法 若几个用电器的一端通过连接线形式共端时 其电路图可用共端法 进行改画 如图 5 沿电流的方向 R1 的左端和 R2R3 的上端都可连接到电池的正 极 而另一端则都可连接到电源的负极上故可改画成图 6 如图 7 教学时 如用粉笔将电池正极相连的连接线画成颜色 其共端情况就 会十分明显 便可以改画成图 8 4 翻转法 对于并联电路 采用翻转法来进行改画便于弄清连接关系 如图 11 中的 R3 支路翻转到上边去 即成为图 12 或将 R1R2 的串联支路翻转到下边 去 用心打造专业的一对一教育 为了更好的达到电路图简化的教学目的 教学中应重视以下几点 1 讲清改画电路图的重要性 有的学生自以为看图能力强 嫌麻烦 不愿 进行改画 凡这样的学生 其考试成绩总低于他们的实际水平 针对这种情况 要利用经典例题进行教育 引导 使他们认识到 虽然花费一点时间 但可避 免欲速则不达的失误 并养成认真改画和复查的好习惯 2 灵活应用各种方法 应当让学生懂得改画一个电路图往往需要同时运用 几种方法才行 所以需要多讲例题和多做习题 以提高灵活运用各种方法的能 力 3 注意改画电路图的原则 改画电路图时 电路改变不宜过大 考虑初中 学生的实际能力 对初中电路图的改画应强调两个原则 a 电池位置一般不动 b 电路变动不宜过大 如图 16 改画成图 17 学生就容易看懂 而改变成图 18 对于学生来说变动的幅度就有点过大了 用心打造专业的一对一教育 利用上述几种方法 可以帮助我们迅速简化电路 顺利解决比较复杂的电学问 题 例 1 在图 19 所示的电路中 1 1 2 2 3 3 4 6 电源电动势 6 电源内阻不计 当电键 接通后 求通过电阻 1上的电流 强度 图 19 图 20 当电键 接通后 计算通过 1上的电流强度 首先须把图 19 所示的电 路简化成等效电路后 再进行计算 简化电路的具体方法分下面几个步骤 1 1 找出交节点 并标上序号找出交节点 并标上序号 在电路中 凡是有二个或二个以上的电学元件连接在一起的点都叫交节点 然后把同一交节点用虚线括起来 并标上序号 如图 20 中所示的 等点 序号的前后顺序 按电势的高低进行排列 如果电路中 用心打造专业的一对一教育 无电源 求某一电路某两点间的电阻时 可假设其中一点为高电势 另一点为 低电势 2 2 连接电路连接电路 从电势较高的 点到电势较低的 点沿某一个回路 通过一个个交节点把 电路中的部分电学元件连接起来 如 从 点开始连接电阻 1 电阻 1连接 点 点连接电阻 4 电阻 4连接 点 点连接电键 电键 连接 点 如图 21 所 示 图 21 图 22 一 拆除法 突破短路障碍 短路往往是因开关闭合后 使用电器 或电阻 两端被导线直接连通而造成的 初学者难以识别 图 23 即为常见的短路模型 一根导线直接接在用电器的两端 电阻 R 被短路 既然电阻 R 上没有电流通过 故可将电阻从电路中 拆除 拆除后的等效电路如图 24 所示 图 23 图 24 二 分断法 突破滑动变阻器的障碍 较复杂的电路图中 常通过移动变阻器上的滑片来改变自身接入电路中的电阻 值 从而改变电路中的电流和电压 从而影响我们对电路作出明确的判断 滑 动变阻器的接入电路的一般情况如图 25 所示 若如图 26 示的接法 同学们就 难以判断 此时可将滑动变阻器看作是在滑片 P 处 断开 把其分成 AP 和 PB 两个部分 即等效成图 27 的电路 其中 PB 部分被短路 当 P 从左至右滑动 时 变阻器接入电路的电阻 AP 部分逐渐变大 反之 AP 部分逐渐变小 用心打造专业的一对一教育 图 25 图 26 图 27 三 突破电压表的障碍 1 滑移法 确定测量对象 所谓 滑移法 就是把电压表正 负接线柱的两根引线顺着导线滑动至某用电 器 或电阻 的两端 从而确定测量对象的方法 但是滑动引线时不可绕过用 电器和电源 可绕电流表 如图 6 用 滑移法 将电压表的下端滑至电阻 R1左端 不难确定 电压表测量的是 R1和 R2两端的总电压 将电压表的上端移 至 R3右端 也可确定电压表测量的是 R3两端电压 同时也测的是电源电压 2 用拆除法 确定电流路径 因为电压表的理想内阻无穷大 通过它的电流为零 可将其从电路中 拆除 即使电压表两端断开 来判断电流路径 如图 28 所示 用 拆除法 不难确定 R1和 R2串联 再与 R3并联 图 28 四 去掉法 突破电流表的障碍 由于电流表的存在 对于弄清电流路径 简化电路存在障碍 因电流表的理想 内阻为零 故可采用 去掉法 排除其障碍 即将电流表从电路中 去掉 并将连接电流表的两个接线头连接起来 如图 29 去掉电流表后得到的等效电 路如图 30 所示 这样就可以很清楚地看清电路的结构了 图 29 图 30 用心打造专业的一对一教育 五 等效电路法 突破简化电路障碍 电路图简化以后 我们可以清楚地看到各用电器之间的串 并联关系 分辨出 电流表 电压表测量的是哪一部分电路的电流值和电压值 从而有利于我们解 题 简化电路图 除了用到上述方法外 还可以综合运用 等效电路法 等效电路法 即在电路中 不论导线有多长 只要其间没有电源 电压表 用电器等 均可以将其看成是同一个点 从而找出各用电器两端的公共点 画 出简化了的等效电路图 如图 29 所示的电路 先用 去掉法 去掉电流表 得到图 30 A C 其实是同 一个点 B D 其实也是同一个点 也就是说 电阻 R1 R2 R3连接在公共的 A D 之间 三个电阻是并联连接的 可简化成图 31 同时 不难看出电流表 A1测量的是流过 R3和 R2的总电流 电流表 A2测量的是流过 R1和 R2的总电流 如图 32 所示 图 31 图 32 练习 请画出图所示电路的等效电路图 学校地址 紫金大厦学校地址 紫金大厦 11 楼 槐安路与红旗大街交叉口西南角 楼 槐安路与