电路分析简化.ppt

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1、电路简化的基本原则 初中物理电学中的复杂电路可以通过如下原则进行简化： 第一： 不计导线电阻，认定 R 线 0 。有电流流过的导线两端电压为零，断开时开关两 端可以测得电压（电路中没有其他断点）。 第二： 开关闭合时等效于一根导线；开关断开时等效于断路，可从电路两 节点间 去掉。开关闭合有电流流过时，开关两端电压为零，断开时开关两端可以测得电压 （电路中没有其他断点）。 第三： 电流表内阻很小，在分析电路的连接方式时，有电流表的地方可看作一根导 线 第四： 电压表内阻很大，在分析电路的连接方式时，有电压表的地方可视作断路，从 电路两节点间去掉 第五： 用电器（电阻）短路：用电器（电阻）和导线（

2、开关、电流表）并联时，用电 器中无电流通过（如下图示），可以把用电器从电路的两节点间拆除（去掉） 第六： 滑动变阻器 Pa 段被导线（金属杆）短接不工作，去掉 Pa 段后，下图 a 变为图 b 第七： 根据串、并联电路电流和电压规律 “ 串联分压、并联分流 ” 分析总电流、总电压 和分电流、分电压的关系。 第八： 电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流，电压表和哪个用电器并联 就测哪个用电器的电压。判断电压表所测量的电压可用滑移法和去源法。 第九： 电压表原则上要求并联在电路中，单独测量电源电压时，可直接在电源两端。 一般情况下，如果电压表串联在电路中，测得的电压是电源两端电压（具体情况见

3、笔 记）。电流表直接接在电源两端会被烧坏，且让电源短路，烧坏电源。 A A a b 图 a p a p p b p b 图 b 第十： 如果导线上（节点之间）没有用电器（开关，电流表除外），那么导线 上的各点可以看做是一个点，可以任意合并、分开、增减。（此法又称 节点 法 ）例如： a b a b a b a a a b b b 电路简化步骤 第一步：按照题目要求将断开的开关去掉，将闭合的开关变成导线。 第二步：将电流表变成导线（视具体情况也可保留）。 第三步：去掉电压表。 第四步：合并 ( 或者换位）导线上的节点。（此步骤在电路中用电器比较多， 且相互纠结时，采用） 第五步：画出等效电路图，

4、判断各用电器是串联还是并联。 第六步：在原电路中利用原则七、八判断电流表和电压表各测量哪个用电器 的电流和电压。 第七步：将电压表和电流表添加到等效电路图中，分析各电流表和电压表示 数之间的关系。（利用原则七） 经典例题选讲 例 1 ：在如下电路图中，开关 S 闭合后，电压表 V1 的示数是 2 . 5 V , V 2 的示数是 1 V, 如果 A2 的示数是 0 . 2 A, 那么 A1 的示数是多少？试求两只灯泡 两端的电压。 分析：第一步：将开关变成导线；第二步：将 电流表变成导线；第三步将电压表去掉。 第四步（略）第五步：判断用电器连接方式 V2 V1 s L1 L2 A1 A2 很显

5、然，电路中两个灯 泡是串联的。 第六步：根据原则四，知道电压表 V2 处断开，所以没有电流从 A1 流过，示数为 零；根据滑移法知道 V1 和电源并联，测电源两端电压。 V2 和 L2 并联，测 L2 两端 电压。 第七步：等效电路图如下： v1 v2 L1 L2 A2 A1 流过两个灯泡的电流？ 根据等效电路图 , 可知所求 I 1 =I 2 =0.2A U 1 =2.5V - 1V=1.5V U 2 =1V V2 V1 A1 A2 V3 例 2 ：如图示，开关 s 闭合后下列各电压表示数的关系是 ，各电流 表示数之间的关系是 。 分析：第一步：把开关变成导线；第二步：把 电流表变成导线；第

6、三步：去掉电压表；第四 步（略）；第五步：判断各用电器的连接方式： L1 L2 s 第六步：根据原则七和原 则八以及滑移法或去源法 判断电流表和电压表各自 所测量的对象。 在原电路中，去掉电压表，可以发现电流表 A1 和 A2 都与灯泡串联，所以电流表 示数相等； 用滑移法可以判断出 V1 测 L1 两端的电压， V2 测电源两端的电压； V3 测 L2 两端的 电压。 第七步：等效电路图如下 A 1 A 2 V2 V1 v3L1 L2 例 3 : 电路开关闭合后， v1 、 v2 、 v3 的示数分别是 8V 、 9V 、 4V ，则 L1 、 L2 、 L3 两端的电压各是多少？ V2 V

7、1 V3 L1 L2 L3 S 所求的电压关系式为： U 2 =U 1 +U 3 I 1 =I 2 解：根据 “ 十原则，七步骤 ” 可以得到该 电路的等效电路图如下： V 1 V 2 V 3 从等效图可以得到如下方程组： L1 L2 L3 U L1 +U L2 = 8 V U L2 +U L3 = 9 V U L3 = 4 V 解得： U L1 =3v U L2 =5v U L3 =4V 例 4 ：如图所示，已知两只灯泡 L1 和 L2 是串联的，则在、和三个 电表中（电流表或电压表）判断正确的是 ( ) A . 是电流表，和是电压表； B . 和是电压表，是电流表； C . 和是电流表，是

8、电压表； D . 和都是电流表 L 2 L 1 3 2 1 分析：本题可用排除法解答。将 A 答案的各表填入 三个位置中，根据 “ 十原则，七步骤 ” 电路图简化为： L2 很明显 , 不符合题意。 将 B 答案各表填入图中，电路 可简化为： A 这种填法符合题意。 把 C 答案各表填入电路中，电路 L1 被断路，简化后的电路图和 A 答案相同，不合 题意。把 D 答案各表填入图中，电源短路，两个灯泡没有电流流过，不合题意。 所以选择答案 B. B 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

9、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：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。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。 1.画等效电路 、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。 拆除法要求：、去掉被断路的元件； 、去掉已被

10、短路的元件；、用“去表法 ”去表，其原则是“电压表处是断路，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。 四、有关“电路变化”分析 1、开关的通、断造成电路的变化变化电路 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

11、。 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。 B 例 1如图 1-1所示的电路，开关 S闭合后，判 断电路的连接情况及各电表的测量对象。 。 例 3如图 3-1所示，判断 V表的测量对象 例 4如图 4-1所示，滑动变阻器的滑片 P向右移 动时，各电表示数变

12、化情况。 首先把 V表当作断路去掉，很明显电路的连接是串联，滑动变阻器在这里相当 于是个定值电阻，因此无论滑片如何移动，电路中的总电阻未变，因此 A表的示 数不变，再根据电路简化原则 5，可以把滑动变阻器 R1看作两个定值电阻，如图 4-2所示，则 V表测 Rb和 R2，当滑片 P向右移动，实际是 Rb的电阻在变小，因此 V表 测的 R2和 Rb的总电阻在变小，因此 V表的示数变小。 例 5在图 5所示的电路中 ,电源电压不变。闭合开关 K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电 压表示数变大，则 （ ） A灯 L可能变亮 B灯 L亮度可能不变 C电阻 R可能断路 D电阻 R可能短路 C 例

13、 6如图 6-1所示，电源电压保持不变，闭合 开关 S，滑片 P向右移动，各电表的变化情 况怎样。 Rpa增大，电流表 1示数减小；灯泡 电流不变，电流表 2示数减小； Rpb 变小，电压表测量电源电压，不变 如何画等效电路图 一 . 电流路径的优先走法 把电流比作一个“人”，它所走过的路径 有一定的规律可循。 电流表，电压表示数是多少 ？ 小结 ：等效电路图的画法与解题的一般步骤 1. 认真审题，在草稿纸上画出原图，并把开关的状态、 滑动变阻器的滑片所处的位置依题意画下； 2. 根据电流路径的优先走法，把没有电流经过的元件用 橡皮擦擦掉，同时将断开的开关及与其串联的元件与擦掉，闭合的开关，电流表，用导线代替；电压表去掉。 3. 正确分析电路的连接方式，明确电流表测哪部分电路 的电流，电压表测谁的电压，再将电路图整理，即画出了等效电路图； 4. 把已知条件尽可能标注在等效电路图上； 5. 找出所求的物理量与等效图哪个量对应，然后根据串 、并联电路的特点，特别注意电源电压不变，定值电阻的阻值不变，正确运用电学公式来分析解答。