1、中考物理 电路基本分析方法和技巧非常好的资料 初中物理电学综合问题难点突破 电学综合题历来是初中物理的难点,在近几年的中考题中屡屡出现,由于试题综合性强,设置障碍多,如果学生的学习基础不够扎实,往往会感到很难。在实际教学中,许多教师采用的是“题海战术”,无形加重了学生学习的课业负担。探索和改进电学综合问题教学,是一项很有价值的工作。在长期的初中教学实践中,本人逐步探索了一套电学综合问题教学方案,对于学生突破电学综合问题中的障碍有一定效果。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
2、果导线不经过其他用电器而将某个用电器(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,学生难以理解。可用实验帮助学生突破此难点。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)。为了帮助初中生理解,可将L1比作是电流需通过的“一座高山”而开关S的短路通道则比作是“山里的一条隧洞”。有了“隧洞”,电流只会“走隧洞”而不会去“爬山”。二、识别串并联电路电路图是电学的重要内容。许多电学题一开头就有一句“如图所示的电路中”如果把电路图辨认错了,电路中的电流强度
3、、电压、电阻等物理量的计算也随之而错,造成“全军覆没”的局面,所以分析电路是解题的基础。初中电学一般只要求串联、并联两种基本的连接,不要求混联电路。区分串、并联电路是解电学综合题的又一个需要突破的难点。识别串、并联有三种方法,、电流法;、等效电路法;、去表法。、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。、等效电路法:此方法实质上运用了“电位”的概念,在初中物理中,电压的概念,是通过“水位差”的类比中引入的。那么,可借助于“高度差”进行类比,
4、建立“一样高的电位”概念。可以通过类比手法,例如:如果某学校三层楼上有初三、初三、初三三个班级,二层楼上有初二、初二、初二三个班级,那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的,都相差“一层楼”。因为初三年级各班处于“一样高”的三层楼上,而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。在电路中,也有“一样高电位”的概念。在电路中,无论导线有多长,只要其间没有用电器都可以看成是同一个点,即电位“一样高”。因此,我们可以找出各元件两端的公共点画出简化的等效电路。图2、图3是对各电阻的连接情况分析。 图2 图3如上图2红线上各个点都与电源正极“电位一样高”,蓝线部分与电源负极“电位一样高”,
5、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。、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,可视其为一根导线,去掉后改成一根导线即可。三、“表格分析法” 整理解题思路不少初中生反映,电学习题涉及概念、公式多,解题头绪多,容易出错。要突破这个难点,关键在于整理出清晰的解题思路。可以使用“表格法”帮助整理解题思路表格的列,列出有关用电器的电流、电压、电阻、电功率四个物理量。在一般计算中,出现用电器多为纯
6、电阻,根据欧姆定律I=U/R,电功率的计算公式P=UI,在四个物理量中只要知道了其中的两个,就可以求出剩余的两个物理量。(有六种情况)表格的行,列出电流等物理量在各分电路和总电路的数值,或物理量在用电器的各种状态下(如额定工作状态、电路实际工作状态)的数值。而根据串、并联电路的特点或根据题设,只要知道其中的两个(或一个),就可以求出剩余的物理量。典型例题:如图4所示,R1=2欧,R2=6欧,接在电源上时,电压表的示数为0.5伏,求电路消耗的总电功率是多少?这是有关两个电阻串联的典型习题,有关电阻R1的物理量:I1、U1、R1、P1;有关电阻R2的物理量:I2、U2、R2、P2;有关总电路的物理
7、量:I、U、R、P。在这12个物理量中,已知其中的三个物理量,就可以求出剩余的9个物理量。用“表格分析法”进行解题分析如下表1表1:有关R1有关R2有关总体横向关系电流I1I2I电流相等电压U1=0.5V *UU=U1+U2电阻R1=2 *R2=6 *RR=R1+R2电功率P1 P = ?注:* 表示为题目中已知量。解题分析:从表中“有关R1”的纵向可以看出,由于已知了U1和R1故可以求出I1和P1(在本题不需要求出);再由“有关电流”的横向关系来看串联电路电流处处相等,可进一步得出I2和I;再从“有关总体”的纵向来看,要求P,则除了已求出的电流I这一个物理量外,还需要在U和R两者之中知道第二
8、个物理量,方可求出。而要求R或求U,则可以从“有关电阻”的横向关系或“有关电压”横向关系中求出来。在这一步也就可以用两种方法,所谓一题多解。解: 有关R1纵向关系因为R1与R2串联 总电流I=I1=0.25A 横向关系总电阻 横向关系总功率 有关总电阻纵向关系有一类习题,是关于灯泡的,常有额定状态和工作状态,如用“6V3W”字样已知了灯泡额定状态的电压和电功率,而工作状态则常常为“电功率最小时(或最大时)”等情况。横向关系往往在题设中出现,如设灯泡的电阻不变,或设电源的总电压不变等。四、有关“电路变化”分析不少同学反映“变化的电路难,不知从何下手”。这是因为分析变化的电路涉及的内容广,考虑的问
9、题深。对电阻、电流强度、电压及电功率相互关系的分析,稍有不慎就会造成连错反应,得出错误的结论。这是电学综合问题的又一个难点。变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路变化的。电路中有多个开关,通过开关闭合和断开的状态变化,往往会使各用电器的连接关系发生变化,而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻,从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化(也有改变电路结构的)。有关变化电路,应在学会识别“部分电路短接”和学会识别串并联电路的基础上,掌握分析变化电路的基本思路。1、开关的通、断造成电路的变化当开关处在不同状态时,由于断路和短路,接入电路中的用电器,及其用电器之间的连接方式一
10、般要发生变化,因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际电路。改画时要根据电流的实际情况,运用“拆除法”。拆除法要求:、去掉被断路的元件;、去掉已被短路的元件;、用“去表法”去表,其原则是“电压表处是断路,电流直过电流表”。在去掉电压表时,要分析电压表读出来的是哪部分电路两端的电压,可用等效电路法进行分析。专题训练二 电学专题一、填空题(每空1分,共15分)1一个导体两端加4 V电压时,通过它的电流强度为0.8 A,当把它两端电压变为6 V时,通过它的电流为_A,它的电阻为_ 2如图所示的电路中,定值电阻R2为10 ,闭合开关S 前后干路中总电流的比为23,则R1的阻值为_3标有“2.5
11、V 0.3 A”的小灯泡,正常工作1 min通过的电量为_,功率为_,产生的热量为_4如图所示的电路,用电器的电阻R030 ,要求通过它的电流能在100200 mA的范围内变化,选用的电源电压最小应为_V,电路中所用滑动变阻器的阻值变化范围应是_ 5“220 V 100 W”的甲灯和“220 V 40 W”的乙灯相比较,正常工作时_灯更亮,_灯的电阻大一些,_灯的灯丝粗一些6如图所示的圆环是由阻值R、粗细均匀的金属丝制成的A、B、C三点将圆环分成三等份(每等份电阻为R),若将其中任意两点连入电路,则连入电路的电阻值为_7如图所示电路中,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动的过
12、程中,电流表的示数将_,灯泡L消耗的电功率将_,变阻器R上消耗的电功率将_(选填“变大”“变小”或“不变”)二、选择题(每题3分,共45分)8阻值为3 与6 的电阻,将它们串联,其总电阻为R1;将它们并联,其总电阻为R2,则R1R2等于()A21 B12 C29 D92 9如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因是()A灯L1短路 B灯L2短路 C灯L1断路 D灯L2断路10如图所示,V1和V2是完全相同的两个电压表,都有3 V和15 V两个量程,闭合开关后,发现两个电压表偏转的角度相同,
13、则()AR1R214 BR1R241 CR1R215 DR1R25111将两只滑动变阻器按图所示的方法连接,如果把a 、b两根导线接入电路里,要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大,应把滑片P1、P2放在()AP1放在最右端,P2放在最右端 BP1放在最左端,P2放在最左端CP1放在最右端,P2放在最左端 DP1放在最左端,P2放在最右端12在图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数的变化情况分别为()A电流表的示数变小,电压表的示数变大 B电流表的示数变大,电压表的示数变小C电流表的示数变小,电压表的示数不变 D电流表的示数变小,电压
14、表的示数变小13如图所示,下列判断错误的是()A仅使灯L1工作,应闭合开关S2、S3 B仅使灯L2工作,应闭合开关S1、S3C使灯L1工作,应闭合开关S1、S3 D使灯L2工作,只闭合开关S3也可14如图所示,电磁铁P和Q通电后()AP的右端是N极,Q的左端是S极,它们相互吸引BP的右端是S极,Q的左端是N极,它们相互吸引CP的右端是N极,Q的左端是N极,它们相互排斥DP的右端是S极,Q的左端是S极,它们相互排斥15有a、b、c、d四个带电体,它们之间的相互作用是:a排斥c,b吸引c,b排斥d,由此判断()Aa、d间相互排斥 Ba、d间相互吸引 Ca一定带正电 Dd一定带负电16用粗细均匀的电
15、热丝加热烧水,通电10 min可烧开一壶水,若将电热丝对折起来使用,电源电压不变,则烧开同样一壶水的时间是()A2.5 min B5 min C20 min D30 min17现有一只“PZ22060”灯泡L1和一只“PZ22025”灯泡L2,下列有关说法中正确的是()A灯泡L1的电阻小于灯泡L2的电阻 B它们并联在照明电路中时L2亮C它们串联在照明电路中时L1亮 D它们正常发光时,在相同时间内消耗的电能相同18原来室内的电灯正常发光,当把台灯的插头插入插座时(台灯的开关断开),室内的灯全部熄灭,熔丝熔断,发生这一现象的原因是()A台灯的功率太大 B台灯的插头处有短路C台灯的灯座处有短路 D插
16、座处原来就有短路19电工修理如图所示的照明电路时,发现电灯R不亮,用测电笔测试C、D后,发现这两处都能使氖管发光,而测试A、B两点时,只有A点氖管发光,则故障可能发生在()AAC段 BCD段 C电灯R短路 DBD段20一个通电螺线管两端磁极的极性决定于A螺线管的匝数 B通过螺线管的电流方向C螺线管内有无铁芯 D通过螺线管的电流21闭合电路的一部分导体在磁场中运动的方向如下图所示,图中小圆圈表示导体的横截面,箭头表示导体运动的方向,下列各图中不能产生感应电流的是()22在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为一定值电阻,R2为滑动变阻器开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中,
17、电压表的示数最大为4 V,电阻R1的电功率变化范围是0.8 W7.2 W,则P从a端滑至b端的过程中,电流表的示数()A从1.8 A变化至0.2 A B从0.4 A变化至1.2 AC从1.2 A变化至0.4 A D从0.2 A变化至1.8 A三、作图题(每题5分,共15分)23根据下图中小磁针静止时的位置,标出电源的正、负极或通电螺线管的绕法24下图是安装一盏电灯和一个大功率插座的实物示意图,A、B为保险丝,请在图上画出接线25在下图中,A、B、C为三条引出线,由三个阻值相等的电阻组成,现用装有电池和电流表的检测器连接AB时,电流表示数I,当检测器与BC连接时,电流表的示数为I/2;当检测器与
18、AC连接时,电流表的示数为I/3,试画出方框里的电路图四、实验题(14分)26测定标有“3.8 V”灯泡的额定功率(1)画出实验电路图,并根据电路图将下列所需实物连接起来(10分)(2)电压表所选量程是_,调节滑动变阻器,应使电压表指针指在_的位置上(2分)(3)若此时电流表的示数如图所示,其读数为_,则灯泡的额定功率约是_(2分)五、计算题(11分)27某同学家的电炉铭牌模糊不清了,为了测出电炉的额定功率,他让家里的所有用电器都停止工作,只接入电炉让其正常工作,然后观察家里正在运行的电能表,电能表上标有“3000 R/kWh”,利用手表计时,发现1 min转盘转了50转,那么:(1)电炉的额
19、定功率是多少?(2)小明同学觉得电炉使用不方便,想对电炉进行改装:使电炉的功率可以为额定功率,也可以为额定功率的1/4,请你利用一个开关和一个定值电阻帮他设计一个电路,画出电路图,并计算出定值电阻的大小参考答案11.2 5220 318 C 0.75 W 45 J46 0305甲 乙 甲62R/97变小 不变 变小8D 9D 10A 11D 12C 13C 14B 15B 16A 17A 18B 19D 20B 21C 22C23略 24略 25略26(1)略 (2)015 V 2.8 V (3)0.34 A 1.3 W27(1)1 kW(2)图略 将开关与定值电阻并联后再与电炉丝串联 R48
20、.4 例题:如图5所示电路中,电源电压保持4伏,L1的电阻为4欧,L2、L3的电阻均为16欧求:、S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数。、S1、S2都接通时,整个电路消耗的电功率。 例题分析:在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化,可进行电路的改画,见图6。注:图中虚线部分是要去掉的部分。在用“去表法”去掉电流表电压表后,要分析它们分别测量哪一个用电器的哪一个物理量。电压表可借助于“等电位”进行分析。在图7中,红线、蓝线、黑线分别是三个“同电位点”,由图7中可见,L1与电压表V均加在蓝线与黑线之间,所以电压表是L两端的电压。解:当S1、S2都断开时,L1、L3串联。电流
21、表读数 电压表读数 当S1、S2都接通时,L2、L3并联。总电阻 总功率 2滑动变阻器变化问题滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了,或是引起电路结构的变化,或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。典型例题:如图8所示电路中,电源电压不变,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化情况是 A、电流表和电压表的示数变大;B、电流表和电压表的示数变小;C、电流表示数变小,电压表示数变大;D、电流表示数变大,电压表示数变小。有关滑动变阻器的此类型问题,解题关键是:、弄清滑动变阻器原理,滑片滑动时电阻是变大还是变小?、弄清物理量是否变化,一般来说,电源的电压,定值电阻的阻值是不变,其它的物理量都是变化的;、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压;、利用表格整理分析问题的思路。上例题表格分析如下:有关R1有关R2总电路关系电流I1I2 I ?串联电流相等电压U1 ?U总 不变U总 =U1+U2电阻R1 不变R2 R总R总 =R1+R2由电阻横向关系可知, 因R1不变,R2变大,故R总 将变大;再由总电路纵向关系可知,R总变大,U总不变,故I将变小(电流表读数);因串联电路电流相等I1=I;再由有关R1纵向关系可知,I1变小,R1不变,故U 1将变小(电压表读数变小)。
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