高中物理电路解题的方法
高中物理电路解题的基本方法 1、解题的基本方法、步骤
分析稳恒电流的题目,步骤如下:
(1)确定所研究的电路。
(2)将不规范的串并联电路改画为规范的串并联电路。
(使所画电路的串、并联关系清晰)。对应题中每一问可分别画出简单电路图,代替原题中较为复杂的电路图。
(3)在所画图中标出已知量和待求量,以利分析。
(4)应注意当某一电阻改变时,各部分电流、电压、功率都要改变。可以认为电源电动势和内电阻及其它定值电阻的数值不变。必要时先求出 、r 和定随电阻的大小。
(5)根据欧姆定律,串、并联特性和电功率公式列方程求解。
(6)学会用等效电路,会用数学方法讨论物理量的极值。
2、将不规范的串并联电路加以规范
搞清电路的结构是解这类题的基础,具体办法是:
(1)确定等势点,标出相应的符号。因导线的电阻和理想安培计的电阻都不计,可以认为导线和安培计联接的两点是等势点。
(2)先画电阻最少的支路,再画次少的支路„„从电路的一端画到另一端。
3、含有电容器的电路解题方法
在直流电路中,电容器相当电阻为无穷大的电路元件,对电路是断路。解题步骤如下:
(1)先将含电容器的支路去掉(包括与它串在同一支路上的电阻),计算各部分的电流、电压值。
(2)电容器两极板的电压,等于它所在支路两端点的电压。
(3)通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。
(4)通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度,再分析电场中带电粒子的运动。
电路的化简
1. 电路化简的原则
复杂电路的识别,具体要注意以下几点:
(1)无电流的支路可去除。
(2)理想导线可任意长短。
(2)理想的电流表可视作短路, 理想电压表可视作断路。
(3)电压稳定时,电容器可以视作断路。
(4)两等势点之间的电阻可省去或视作短路。
(5)电路中的接地点处理:若只有一处接地,则该处的电势为零,可能影响其他各地的电势高低,但电路结构不变;若同时有两处接地,则影响电势的同时,对电路结构也将产生影响,此时可视为两接点地为同一点.
2. 电路化简的常用方法
(1)电流分支法
先将各节点标上字母,判定各支路元件的电流方向,按电流方向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出,再加式整理即可.
(2)等势点排列法
标出节点字母,判断出各节点电势的高低,将各节点按电势高低自左向右排列,再判断各节点间的支路,然后加工整理即可.
直流电路的动态分析
①引起电路特性发生变化主要有三种情况:
A .滑动变阻器滑动片位置的改变,使电路的电阻发生变化;
B .电键的闭合、断开或换向(双掷电键)使电路结构发生变化;
C .非理想电表的接入使电路的结构发生变化.
②进行动态分析的常见思路是:由部分电阻变化推断外电路总电阻(R 外)的变化,再由全电路欧姆定律I 总=E 讨论干路电流I 总的变化,最后再根据具体情况分别确定各元件R 外+r
上其他量的变化情况.
③分析方法
A .程序法
基本思路是“部分→整体→部分”.即从阻值变化的的入手,由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况.
B .结论法----“并同串反”
“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.
“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电
功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大.
C .特殊值法与极限法
即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论.
非线性电路的分析与求解、非理想电表的处理.
①非线性电路的分析与求解
A .非线性电路包括含二极管电路和白炽电灯电路,由于这类元件的伏安特性不再是线性的,所以求解这类问题难度更大.
B .基本处理方法:应用伏安特性曲线中各点对应的电压值与电流值求解电阻的电阻值,同时注意图线交点及截距等对应的物理含义.
②非理想电表的处理.
A .非理想电压表.由于电压表内阻不可能无限大,因此测得的电压总比被测电路两端的实际电压小,表的内阻越大,表的示数越接近于实际电压值.可把电压表视为一电阻,电压表测得的电压实际上是被测电路与电压表并联后两端的电压,利用上述特点列式分析求解.
B .非理想电流表.因为用电流表测得的电流,实质上是被测量的支路(或干路)串联一个电阻(即电流表内阻)后的电流,所以电流表内阻越小,表的示数越接近于真实值.同理可把非理想电流表视为一电阻进行分析求解.
故障电路的分析与判断.
①故障现象及现象:
A .电路故障一般有两种情况:即短路和断路.
B .当电路出现短路时,主要有以下的现象:
a .电路中仍有电流;
b .被短路的电器不工作;
c .与之串联的电器工作电流增大;
d .被短路部分电压为零.
当电路出现断路时,主要有以下的现象:
a .被断路部分无电流;
b .被断路部分有电压(如果电路较简单一般此电压会等于电源的输出电压).
②电路故障测试方法
A .测试故障类型——电流表法
若电路断路,电流表串接在该支路中时表现为:示数为“0”或几乎为“0”.若电路短路,电流表串接在电路中表现为示数较大或超出量程.
B .测试故障所在——电压表法
若电路断路,由于电流I =0,所以当电阻R 为有限值时(即不是断开处),根据欧姆定律U =I R 得U =0,所以根据串联电路的特点,得到断开处的电压U ≠0,即当电压表并联在断开处时电表有示数.被短路处.由于R →0,则有U =IR 得U →0,即当电压表并联在被短接的两端时电表无示数.
C .在日常生活中还有一种常用的测电压的方法:用测电笔测试一导线,若氖管发光则有电压(火线),若氖管不发光则无电压.
稳态、动态阻容电路的分析与计算.
①分析计算含有电容器的直流电路时应注意:
A .电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,在此支路的电阻没有电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压;
B .电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低,电容器将通过与它并联的电路放电.
②求解的基本方法:
A .在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路.即去掉该支路.
B .凡是与电容器串联的电阻均用导线代替.因为电阻与电容器的阻值比较忽略不计.
C .电容器两端的电势差与并联的电阻两端的电压相等.
D .对带电粒子在复合场中的运动,关键是分析清楚带电粒子的运动情况和受力情况,还要善于挖掘题目中隐含条件,由功能关系求解.
实际生活中的电路问题分析
①题型特点:以人们日常生活中所用到的电路知识为背景,或以现实生活中使用的家用电器立意命题设置物理问题.
②求解的基本方法:把生活中的问题转化为常见的物理模型,应用相关的电路知识求解.