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初二物理串联、并联电路的简化

2015-10-27 15:05| 发布者: 窝窝| 查看: 534| 评论: 0

摘要:   在我们平常所遇到的初二物理串联、并联电路问题中,最头痛的莫过于碰到一个复杂的电路而不知如何下手。其实,对于物理中的复杂电路计算,可采取简化电路的方法,化为几个简单的问题 ...

 

在我们平常所遇到的初二物理串联、并联电路问题中,最头痛的莫过于碰到一个复杂的电路而不知如何下手。其实,对于物理中的复杂电路计算,可采取简化电路的方法,化为几个简单的问题进行解决。简化电路的原则是根据题目提出的要求,取消被短路与开路的器件,保留通路的器件,从而简化出其等效电路。有些一开始看起来束手无策的复杂难题,简化后就会变得简单易懂,解题自然是水到渠成。在解答复杂的物理题的同时,我们也会真正体会到“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的意境。

一、错误原因分析

简化电路时可用的方法很多,分析我们平常化简不好的原因可知,主要是存在以下三个问题:

(1)没有搞清电表测的是哪部分电路的电流或电压,造成简化电路时电表复位不正确。

(2)对基本测量仪器的工作原理理解的不深。例如对滑动变阻器的两种接法(串联限流接法和分压接法)的区别及使用条件没有清楚的认识。

(3)不能正确识别、处理电路中含有的无电流电阻。通常串联在电容器支路中的电阻,跟理想电压表串联的电阻都可视为无电流电阻,简化电路时可用理想导线替换;被理想导线或被理想电流表短路的电阻也是无电流电阻,简化电路时应把这种电阻视为断路,从电路中拆除。

二、简化电路的具体方法

(1)支路电流法:

电流是分析电路的核心。从电源正极出发顺着电流的走向,经各电阻外电路巡行一周至电源的负极,凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联,凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联。

(2)节点跨接法:

将已知电路中各节点编号,按电势由高到低的顺序依次用1、2、3……数字标出来(接于电源正极的节点电势最高,接于电源负极的节点电势最低,等电势的节点用同一数字,并合并为一点)。然后按电势的高低将各节点重新排布,再将各元件跨接到相对应的两节点之间,即可画出等效电路。



例:由5个1Ω电阻连成的如图1所示的电路,导线的电阻不计,则A、B间的等效电阻为________Ω。

策略:本题采用节点法,就是将图示电路中的节点找出来,凡是用导线相连的节点可认为是同一节点,然后假设电流从A端流入,从B端流出的原则来分析电流经过电路,则各电阻的连接形式就表现出来了。



解析:按从A到B的顺序把5个电阻分成R1、R2、R3、R4、R5,其节点标示如图2所示。由于节点R2、R3间和A点是用导线相连,这两点是等势点,故两节点可用同一个数字1标出,当电流从A点流入时可以同时流向电阻R1、R2、R3,从电阻R1和电阻R2流出的电流汇合于2点,到达R4和R5间的节点,故R4和R5间的节点也用2标出,R3、R4间的节点和B点间是导线相连,也是等势点,故均用3标出,电流再从电阻R4和电阻R5经节点3流出,而流向电阻R3的电流则直接经节点3流出,简化后其等效电路如图3所示。



故AB间的总电阻为0.5Ω。

小结:在分析电路时,首先应找出各个节点,凡是用导线相连的两节点是等势点(当两节点间连有电阻可以忽略或理想的电流表时),可以等效为一个节点,连在两个相邻的节点间的电阻是并联的(如图2中的电阻R1和电阻R2,电阻R4和R5),当把最基本的电路等效后,再对高一级电路进一步分析,即电阻R1和电阻R2并联后与电阻R4和R5并联后串联,之后再与电阻R3并联,这种逐级分析的方法在分析等效电路中是很有效的。 我要投稿

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