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１初中物理电学综合问题难点分析一、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，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“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，⑴、电流法；⑵、等效电路法；⑶、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。图2图3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AABBABBAB２1．两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的因素决五、R1、R2串、并联在电路中公式1.串联分压（1）I＝I1＝I2（2）U＝U1＋U2（3）R＝R1＋R2（4）各量比例关系：串正比（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）2.并联分流（1）I＝I1＋I2（2）U＝U1＝U2（3）1/R＝1/R1＋1/R2或者R＝R1R2/(R1＋R2)（4）各量比例关系：并反比（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、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“220V60W”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UU0时，则PP0；灯很亮，易烧坏。当UU0时，则PP0；灯很暗，当U=U0时，则P=P0；正常发光。例1220V100W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?2121212121RRQQWWPPUU1221212121RRQQWWPPII３七、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焦耳电功率的单位也有两个：W，KW1KW=1000WW=UIt=I2Rt=U2t/R=PtP=W/t=UI=I2R=U2/R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。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。解：（1）两表先开除把电流表当作导线，电压表视为开路。（2）标出电路图的结点A、B、C、D。（3）等效看懂图根据电流路径，电流由电源正极出发经过D点和R1来到A点，电流在A点分开两路，一路通过R2到达B点，另一路通过R3到达B点，两路在B点汇合到达电源负极形成回路。画出简单易看的电路图（如图一1）。由此可知R2、R3是并联，然后再与R1串联。（4）恢复明职责电流表电压表复位。由电路图一可知C、A两点之间用导线连接在一起可看作同一点，电压表的两个接线柱分别连接D点和A点，所以电压表是测量R1两端的电压。电流通过A点分开两路，一路经过电流表后，再经过R3到达B点，所以电流表是测量通过R3的电流强度（如图一2）。由上面例子，可看出分析电路的重要性。在复习中应特别强调分析电路，画等效电路图的必要性，使学生掌握这个基本技能。并能养成遇到电学问题，先画出电路图。遇到电路图先分析电路的好习惯。练习：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４2．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.如图所示电路，试分析各种情况下R1、R2、R3、连接方式，画出等效电路图（1）当S1，S2都闭合时。（注意：s1,s2都闭合时，R2被局部短路）（2）当S1，S2都断开时。（3）当S1断开，S2闭合时。（4）当S1闭合，S2断开时，其等效电路图分别为：例3.（2006年北京市）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3VB．开关S2断开时，R1两端的电压为6VC．开关S2闭合时，R1两端的电压为3VD．开关S2闭合时，R2两端电压为6V练习:如图所示电路，试分析各种情况下R1、R2、R3、连接方式，画出等效电路图（1）当S1断开，S2闭合时。（2）当S1，S2都闭合时，（3）当S1闭合，S2断开时。（4）当S1，S2都断开时。3．滑动变阻器引起的电路变化VAR1R2R3S1S2VVAAR1R2R3S1S2S2S1５例4.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）变化例5：如图四所示的电路中，滑动变阻器R2的滑片P向右移动。请分析电流表和电压表的变化情况。例6．在如图所示的电路中，当滑片P向左滑动时(D)A．电压表示数变大，灯变暗B．电压表示数变大，灯变亮C．电压表示数减小，灯变暗D．电流表示数增大，灯变亮（注意分析此题时，以电灯上电压做为电压变化的参照物，因为灯泡的电阻不变）小结:电路的识别1.有电表的“等效开除”2.有开关的注意断开、闭合抓状态3.有滑动变阻器的看变化4.关键画好等效电路图九、有关“电路变化”的分析和计算变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来引起电路变化的。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，从而使电路中的各电器的电压、电流、电功率等数值发生变化（也有改变电路结构的）。•分析电路变化的方法一般可分为四步：•1.从变化电阻人手。•2.由串并联电路的特点，看电阻的变化情况。•3.一般电源的电压是不变的，由总电压（电源电压）不变，得出总电流的变化情况。•4.根据电路特点以及题意，由欧姆定律来判断部分电路电流,电压,电功率的变化。1、开关的通、断造成电路的变化VAVAA６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等效电路。画图时注意应用串并联知识、去除电表再还原法、局部短路法等知识的应用。例1：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：⑴、S1、S2都断开时，电流表和电压表的示数。⑵、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。解：当S1、S2都断开时，L1、L3串联。等效电路图为：图一电流表读数电压表读数当S1、S2都接通时，L2、L3并联。等效电路图为图二总电阻总功率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。有关滑动变阻器的此类型问题，解题关键是：⑴、弄清滑动变阻器原理，滑片滑动时电阻是变大还是变小？⑵、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，其它的物理量都是可变化的；⑶、弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压；⑷、反复利用串并联电路中各量的公式以及欧姆定律来求解，注意要一一对应。例1：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[B]A、电流表和电压表的示数变大；７B、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。例2如图所示当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P在B端时，电压表的示数为9V，电流表的示数为0.15A；滑片在中点C时电压表的示数为6V。求：(1)滑动变阻器R2的最大阻值；(2)电源的电压和R1的阻值.。（3）电路的最大功率P解解题思路：利用不变量（如电源的电压、定值电阻）列方程，两个未知数，列两个方程求解。由题意知R1与R2是串联关系，电流表测总电流，电压表测R2电压。（1）滑动变阻器的滑片P在B端时，这个时候滑动变阻器连入电路中为最大阻值。R2最大=U2/I=9v/0.15A=60欧（2）P在C处：RAC＝1/2R2=30欧R＝R1＋RAC＝R1＋30U＝IR＝UAC/RAC（R1＋30）＝6/30（R1＋30）①P在B处：R＝R1＋RAB＝R1＋60U＝IR＝0.15（R1＋60）＝0.15（R1＋60）②解①②方程组得：U＝18VR1＝60欧（3）由P=U2/R知，U一定，R最小，则P最大，而P在A处时R2最小此时R＝R1＝60P最大＝U2/R＝182/60＝5.4W