初二物理竞赛班春季第11讲复习版讲义(复杂电路的识别与简化)

|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-1-第十一讲复杂电路的识别与简化一、电学基本知识小结（一）串、并联电路中电流电压电阻的特点（1）串联电路电压的特点:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和:123nUUUUU串联电路中电流处处相等：I=I1=I2=I3=I4=…In串联电路U1:U2:U3……:Un=R1：R2：R3…..:Rn（2）并联电路电压的特点:并联电路中各支路两端的电压都相等:123nUUUUU并联电路中干路电流等于各支路电流之和：I=I1+I2+I3+…In并联电路I1:I2:I3：…In=1/R1:1/R2:1/R3….1/Rn（二）电阻定律:导体的电阻是导体本身的一种性质，它跟导体两端是否有电压以及导体中是否有电流无关，导体电阻的大小跟导体的材料，长度，横截面积和温度有关，对一段材料一定的均匀导体，在温度不变时，导体的电阻跟长度成正比，和它的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，数学表达式为:LRS（三）滑动变阻器的使用方法：①选择合适的滑动变阻器:每个滑动变阻器都有规定的最大电阻值和允许通过的最大电流值，使用时要根据需要进行选择，不能使通过滑动变阻器的电流超过允许通过的最大电流值，否则会烧坏滑动变阻器．②使用前应将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，这样电路连通时电流最小，起到限制电流保护电路的作用．③滑动变阻器上有四个接线柱，把它接入电路中时，金属棒两端的接线柱和电阻线圈两端的接线柱各选择一个连入电路（一上一下），移动滑片即可改变连入电路中的电阻．同时使用金属棒两端的两个接线柱连入电路，移动滑片不起变阻作用，并且连入电路的电阻始终为零．把电阻线圈两端的两个接线柱连入电路时，移动滑片也不起变阻作用，变阻器连入电路的电阻值始终等于滑动变阻器最大电阻值．二、复杂电路化简识别的一般步骤（1）依照实物图，从电源正极出发依次连接部分元件随机构成一个串联形式闭合电路。（2）依照实物图，将剩余元件并联到电路的相应部分。（3）根据完成的电路图，观察开关状态，分别画出相应状态图。【例1】[全国初中物理竞赛复赛试题]图中仅画出了某电路的一部分．已知流过灯泡的电流为2安，流过R1的电流为1安，方向如图中箭头所示，则流过变阻器R2的电流是（）A．3安，方向a→bB．3安，方向b→aC．1安，方向b→aD．只有画出整个电路，才能作出正确判断基础强化知识点睛|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-2-【解析】几个电流汇合的点叫做结点．汇合在结点的电流代数和应为零（规定流入结点为正，流出结点为负）．或者说，流入结点的电流应与流出结点的电流大小相等，则流过变阻器R2的电流为（2安－1安=1安），方向为b→a．答案：C【例2】如图所示电路中，属于并联电路的是（）【解析】根据串并联电路的特征去分析即可：串联电路：电流从电源正极出发，经用电器流回电源负极的途中，只有一条通路；任何一处断开（或用电器损坏），整个电路无法正常工作；开关的控制作用与所处的位置无关。并联电路：电流从电源正极到电源负极不止一条通路；某一支路断开，其他支路仍和电源构成通路，仍能工作；开关的控制作用与所处的位置有关，要利用一个开关控制整个电路，这个开关一定要接在干路上。混联电路：既有串联，又有并联的电路。通过以上我们对串并联电路的特征描绘可以发现，只有B.图是并联电路。【答案】B.【例3】如图所示，当开关S1、S2都闭合时，有电流通过的灯是（）A.L1、L2和L3B.L1和L3C.L1和L2D.L2和L3【解析】从电源的正极出发，沿着电流的方向依次分析可以发现灯L1被短路，所以当开关闭合时只有L2和L3有电流通过。【答案】D.【例4】在图所示电路中，电表①应是表；电表②应是表；电表③应是表；电表④应是表．【答案】电流、电压、电流、电压【例5】如图所示，电流表A1、A2、A3的示数分别为30mA、50mA、70mA，则电流表（）A．A的示数是120mAB．A的示数是70mAC．'A的示数是80mAD．'A的示数是30mA【解析】此题关键是分析电路：（1）将电流表A看成导线，则电路可化简为如图a所示．（2）将相交连接点归为同一点．设各实心点依次为点A、B、C、D，如图b所示．这里点AC、是同一点，设为O点．BD、是同一点，设为'O点．则三盏灯均并列连接在电路'OO、两点间，所以三盏灯是并联，如图所示．（3）将电流表还原．电流表A1、A2、A3各测一个支路电流；|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-3-电流表A、'A各测两支路电流之和．电路图如图所示．所以电流表A的示数为电流表A2、A3之和，电流表'A的示数为电流表A1、A2示数之和．答案：A、C【例6】（2008河南）小轿车上大都装有指示灯，一个车门没关好（相当于一个开关断开），该指示灯就会发光．图为几位同学设计的模拟电路图，你认为最符合上述要求的是（）【解析】四个车门相当于四个电路开关，串联起来将灯泡短路，某个车门不关闭，车灯就会亮．【答案】D【例7】[长沙市]在如图所示电路中，a、b、c、d为四个接线柱，闭合开关S后，灯泡L不亮．若将电压表接在b、d间，闭合开关S，电压表有明显示数；若将电流表接在b、c间，无论闭合还是断开开关S，电流表都有明显示数，且灯泡L发光．则故障一定是（）A．灯泡断路B．灯泡短路C．电阻R短路D．电阻R断路【答案】D【例8】如图所示电路，开关闭合时，电压表1V读数是4V，电压表2V的读数是6V，电流表A的读数是0.2A．如果把电压表的1V换成电流表1A，电压表2V成电流表2A，电流表A换成电压表V，则电压表的读数是（）A．2VB．4VC．6VD．10V【答案】D【例9】[06山西]如图所示电路，电源电压为6V，且恒定不变．现有两只4的电阻，一块电压表和一块电流表，从中任选3个元件填入图中的圆圈内组成正确的电路，当闭合开关S后，下列电表示数不可能．．．出现的是（）A．电流表的示数为2AB．电压表示数为6VC．电流表的示数为3AD．电压表示数为3V【答案】A【例10】如图所示的电路中，电源电压保持不变，电流表标有“0—0.6A—3A”，a、b为两个接线柱．现将两只阻值相同的电阻按串联或并联的方式连接后接在a、b两点间．当第一次电阻以某种连接方式接人时，电流表选“0—0.6A”量程即可，当第二次电阻以另一种连接方式接入电路时，电流表必须换为“0—3A”的量程．则关于电阻的连接方式以及两次电流表的示数关系，下列判断正确的是（）A．第1次两只电阻以串联方式接入，两次电流表示数之比为12:1:4IIB．第1次两只电阻以串联方式接入，两次电流表示数之比为12:1:2IIC．第1次两只电阻以并联方式接入，两次电流表示数之比为12:1:4IID．第1次两只电阻以并联方式接入，两次电流表示数之比为12:1:2II【答案】A【例11】如图甲所示，有带风叶的小电动机一台，电热丝一段，开关两只，插头一只，导线若干。利能力提高|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-4-用这些器材可以连接成一个有冷、热两档风的简易电吹风电路。要求在使用时。只要断开S1，则既无风也不发热；只闭合S1时吹冷风；闭合S1和S2时吹热风。图乙是某物理兴趣小组的四位同学分别设计的四种电路连接图，其中符合要求的是（）【解析】通过题中的所述条件我们可以发现：只要断开S1，既无风也不发热，说明S1控制整个电路，应该在干路上；闭合S1和S2时吹热风，说明S2处在支路上且控制电阻丝。由此可以断定答案为C.【例12】回答开关在不同状态下电路的连接状况，（1）A．当只闭合开关1S时；B.当开关12SS、都闭合时【解析】当只闭合开关1S时，等效电路如图3甲所示；当开关12SS、都闭合时，等效电路如图3乙所示．（2）A．当123SSS、、都闭合时，B.只闭合开关1S时；C.只闭合开关2S时【解析】当123SSS、、都闭合时电路如图甲所示；只闭合开关1S时电路如图乙所示；只闭合开关2S时电路如图丙所示；（3）A．只断开关3S，B．只闭合开关2S；C.只断开开关1S【解析】只断开关3S，电流表的示数为I，等效电路如图甲所示；只闭合开关2S，电流表的示数为1I，等效电路如图乙所示；只断开开关1S，电阻箱接入电路的电阻为原来的一半，等效电路如图丙所示|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-5-（4）（A）当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示（B）当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示．（C）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示．【解析】（1）当开关S1闭合、S2断开，变阻器的滑片移到B端时，等效电路如图甲所示（2）当开关S1断开、S2闭合时，等效电路如图乙所示．（3）当开关S1、S2都断开，变阻器的滑片在C点时，等效电路如图丙所示．（5）A．S1闭合；B.S2闭合；C.S1、S2断开；D．S1、S2闭合S1闭合，电路如图①，S2闭合，电路如图②，S1、S2断开，电路如图③，S1、S2闭合，电路如图④1.如图所示，当开关S闭合后，灯L1、L2、L3均发光，下列说法中正确的是（）A.灯L1、L2、L3是串联在电路中的B.灯L1、L2、L3不是并联在电路中的C.甲、乙、丙是三只电流表D.乙表测的是灯L2、L3两端的电压之和【解析】分析电路：首先可以判断甲肯定为电流表；若乙是电压表，则L2、L3会被断路，所以乙也应该是电流表；若丙为电压表，灯L3不会发光，所以丙也是电流表；所以三盏灯应该是并联在电路中，且甲电流表测的是干路中的总电流，乙电流表测的是L2、L3的电流和，丙测的是L3的电流。【答案】C.实战演练|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-6-2.如图所示，a接电源正极，b接电源负极，通过电阻R1的电流I1=0.5A，通过电阻R2的电流I2=1A，通过电阻R3电流I3=2A．试问电流表A1和A2的读数各为多大？【解析】表A2测量的是通过R1和R2电流之和．所以1231A2A3AAIII2120.5A1A1.5AAIII，电流表A1的读数为3A，电流表A2的读数为1.5A．3.如图所示，两个定值电阻的阻值大小关系为R1=3R2，断开开关S时，电路中的电流为I，闭合S后（设电源电压不变），下列关于R1和R2中电流强度的说法中正确的是（）A．R1和R2中的电流强度之比为3：1B．R1和R2中的电流强度之比为1：3C．Rl中的电流为3I，R2中的电流为ID．R1中的电流为4I，R2中的电流为34I【答案】B、C4.判断下列电路的连接状况（1）A.当开关S断开时;B.当开关S闭合时【解析】（1）当开关S断开时，电路如图（甲）所示：灯L正常发光；当开关S闭合时，电路如图（乙）所示；|初二·物理·竞赛班·教师版|第11讲-7-痴狂的牛顿牛顿从小就是一个与众不同的孩子，他总是能够制造出一些让人大吃一惊的新闻。1658年9月3日，罕见的暴风雨侵袭了英国，河水泛滥，树木也连根拔掉。村子里能干活的人，不管男女，全都顶着狂风、冒着大雨跑到地里去，有的立木桩，有的垒挡风墙，大家都在拚命地干着。天空一片漆黑，狂风还不停地刮着，牛顿家的房子忽拉忽拉直晃，就像要倒了似的。牛顿此时才是一个十几岁的小孩子，他同自己的母亲和弟弟、妹妹住在一起。“哥哥在哪儿呢？”最小的妹妹听见风声，胆怯地问妈妈。“老头儿，你在地里没看见依撒克（牛顿的名字）吧？”妈妈向刚从地里转了一圈的老头儿问道。“地里没有哇！太太。”“这就怪啦！他刚才明明出去了。对不起，你再去一趟找找看。”老头儿穿上雨鞋，打着雨伞，又冒着暴风雨出去了。最小的妹妹和弟弟，被狂风吓得紧紧倚在妈妈的膝盖前，担心地看着妈妈的脸。“会不会让大风给刮跑啦！？”“是啊，怎么回事呀！不过，哥哥是个有主意的人，准没事儿。”恰恰是在这个时候，牛顿正像妹妹担心的那样，真的被大风给刮跑了。不过，他是自己心甘情愿地让大风给刮跑了的。老头儿东找找，西找找，转着圈儿地找，好不容易才在后院里找到了牛顿。这时，牛顿的头发被大风吹得乱蓬蓬的，浑身被雨淋得都湿透了。他