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初中物理电学综合问题难点完全解析, 看完这篇,拿下电学不在话下! 电学一直是整个初中阶段物理学习的难点和重点,很多同学看到复杂的电学题心里就会不自觉的头脑发懵,不知道要怎么下手,这次豆姐整理的就是电学中综合问题难点和易错点分析,也就是说,把这篇文章看懂,基本上电学不在话下! 一、理清“短路”概念 在教材中,只给出了“整体短路”的概念,“导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路,叫短路”。 而在电学综合题中常常会出现局部短路的问题,如果用导线将某个用电器(或某部分电路)首尾相连就形成局部短路。 局部短路仅造成用电器不工作,并不损坏用电器,因此是允许的。因它富于变化成为电学问题中的一个难点。局部短路概念抽象,可用实验突破此难点。 实验原理如图1,当开关S闭合前,两灯均亮(较暗);闭合后,L1不亮,而L2仍发光(较亮)。 为帮助大家理解,可将L1比作“有阻”,而开关S的局部短路通道则比作是“无阻”。电流只会“走无阻”而不会去“走有阻”。即L1短路不工作,电流从导线经过。 二、识别串并联电路 识别串、并联有三种方法,电流法;等效电路法;去表法。 ⑴电流法:即从电源正极出发,顺着电流的流向看电流的路径是否有分支,如果有,则所分的几个分支之间为并联,(分支前后有两个节点)如果电流的路径只有一条(无分支点),则各元件之间为串联。此方法学生容易接受。 ⑵节点法:没经过用电器,导线再长都相当于一个节点,观察每个用电器两端的端点确定它在电路中的位置。图2、图3是对各电阻的连接情况分析。 如上图2各个A点都与电源正极相连,各个B点与电源负极相连,可以简化为图3。在图3中,R1、R2、R3的并联关系也就显而易见了。 ⑶去表法:由于电压表的内阻很大,并联在电路中时,通过它的电流很小,可忽略不计。故在电路中去掉电压表,不会影响电路结构,电压表所在之处可视为开路。 而电流表的内阻很小,串联在电路中几乎不影响电路的电流强度,因而,在电路分析中,电流表可以看成一根导线,去掉后改成一根导线即可。 三、串、并联电路中总电阻的变化特点 1.两个电阻无论是串还是并联,其中一个电阻增加,总电阻都增加。 原因:串联时,R=R1 R2 ,若R1增大,则R增大; 并联时,1/R=1/R1+1/R2,若R1增大 1/R1减小,则1/R减小,所以R增大。 2.几个电阻并联起来,总电阻比任何一电阻都小。 并联时 1/R=1/R1+1/R2 因为1/R>1/R1 ,1/R>1/R2 所以R<R1,R<R2 四、欧姆定律的理解 欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。即I= U/R 。 注意点:(1)三个量必须是同一时刻,对同一电阻(或同一段电路)而言的。即一 一对应。 (2)注意不变量和变量:在R一定时,I与U成正比。 在U一定时,I与R成反比。 (3) 变形公式 R=U/I 的理解:R可以通过U/I的比值求出,但R的大小不是由U/I决定的,R的大小由公式R=ρL/S的因素决定。 例 对于欧姆定律公式I=U/R的理解,下列说法中错误的是( D ) 五、R1、R2串、并联在电路中公式 1.串联分压 (指各种量之比与电阻之比的关系属于正比,用电流相等推导)
(1) I=I1+I2 (2) U=U1=U2 (3) 1/R=1/R1+1/R2 或者 R=R1R2/(R1+R2) (指各种量之比与电阻之比的关系属于反比,用电压相等推导) 六、灯泡的的电压和功率 关于灯泡的额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的问题。 灯泡铭牌上标的“220V 60W”就是灯泡的额定电压和额定功率。 额定电压(U0) 额定功率(P0) 实际电压(U) 实际功率(P) 对某用电器而言,额定电压、额定功率只有一个。 对某用电器而言,实际电压、实际功率可有很多个。 当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏。 当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗, 当U = U0时,则P = P0 ;正常发光。 例1 '220V 100W'的灯泡正常工作时的电流是多少?若把这只灯泡接到110V的电源上,灯泡的实际电功率为多少?工作10分钟消耗电能多少?1度电能让它工作多少小时? 例2 把'6v 3w'与'6v 1w'的电灯串联接入某一电路中,如果让其中一个灯泡正常发光,电路两端的电压应是多少。(灯丝电阻不随温度改变)
正确解法:“并联看电压,串联看电流。 串联小电流,关联小电压” I1=P1/U1=1A R1=U1/I1=6Ω I2= P2/U2=0.5A R2= U2/I2 =12Ω R= R1+R2=18 U=I小R =0.5A *18Ω =9V 例3 灯泡L1上标有“80Ω 0.1A”,灯泡L2上标有“20Ω 0.2A”。将它们并联接在某电源两端,在不损坏灯泡的情况下,恰使其中的一只小灯泡正常发光。求: (1) 电源电压是多大? (2) 此时干路电流是多大? 解:解题思路,并联看小电压 (1) U1=80*0.1=8V U2=20*0.2=4V U2<U1 故:U=U2=4V (2) 容易出错:I=I1+I2=0.1 0.2=0.3A(把额定电流和实际电流搞混了) 正解:I=U/R U=4V R=R1R2/(R1+R2)=80*20/(80+20)=16欧 故I=4/16=0.25A 七、电功和电功率单位问题 有的同学在计算时由于单位不统一,或者不会选择合适的单位,使计算很繁锁还容易出错。 电功的单位有两个,一个是国际单位:焦耳;还有一个大单位:千瓦时(又叫度) 1度=1千瓦时=3.6X106焦耳(6为次方) 电功率的单位也有两个:W,KW 1KW=1000W W=UIt =I2Rt =U2t/R=Pt P=W/t=UI=I2R=U2/R(2为平方) 计算时单位要统一: ①都用国际单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒;U→伏(V);I→安(A);R→欧姆(Ώ) ②如果W用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦。 例1 一个“220V 1000W”的电热器,在额定电压下通电15分钟, (1) 产生的热量是多少焦? (2) 若家用电能表上标有“3000r/ KWh”的字样,则在这段时间内电能表的转盘转过了多少转? (3) 若这些热量有30%被2.5千克、30℃的水吸收,在1标准大气压下,水温升高到多少℃?[水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)](3为立方) 解:(1) Q放=Pt=1000*15*60=900000J (2) 转数n=0.25*3000=750转 (注意:电能表上标有“3000r/ KWh”的字样,故算转数功的单位应该用KWh) (3) Q吸=30%*Q放=0.3*900000=270000J 又 Q吸=cm(t2-t1) 270000=4.2×103*2.5*(t2-30℃) t2=55.7℃ 八、如何画等效电路图 (1) 特点法 (根据串并联电路的特点) (2) 电流流向法(电流有分支,被分支的部分是并联,无分支是串联) (3) 节点法(把开关、电流表看成导线,导线无论多长,都相当于一个节点) (4) 含有电表的――“开除电表法”(电流表相当于短路即用导线直接连接电流表两端,电压表相当于断路去掉) 1.识别含有电表电路的小窍门--(打油诗) 两表先“开除” 等效看懂图 恢复明职责 结果立即出 注意:恢复电流表很容易,看它原来在哪一支路或干路上直接画出,而恢复电压表有点困难,关键看它是直接加在哪个用电器的两端(中间不能是用电器再串有电源),即是测该用电器的电压,电压表直接和它并联。 例1 请你画出如图一所示的电路的等效电路图,并说明电流表和电压表的作用。
2.分析开关闭合\断开(断路和短路)引起的电路变化(抓住状态,画出等效图)
例2 在图所示的电路中,电源两端的电压为6V并保持不变,R1、R2为两个相同阻值的电阻,开关S1闭合后,下列说法中正确的是 (A) A.开关S2断开时,R1两端的电压为3V 3.滑动变阻器引起的电路变化 例3 如下图示,当滑动变阻器滑片向右滑动时各表的示数如何变化? 思路:部分电阻变化--整体电阻变化--整体电流变化--部分电流(电压)变化 再不点蓝字关注,机会就要飞走了哦! |
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