電學(xué)四大基礎(chǔ)重難點(diǎn)

電學(xué)綜合問題難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)整理（二）

一、理清“短路”概念。

在教材中，只給出了“整體短路”的概念，“導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫短路?！倍陔妼W(xué)綜合題中常常會(huì)出現(xiàn)局部短路的問題，如果用導(dǎo)線將某個(gè)用電器(或某部分電路)首尾相連就形成局部短路。局部短路僅造成用電器不工作，并不損壞用電器，因此是允許的。因它富于變化成為電學(xué)問題中的一個(gè)難點(diǎn)。

局部短路概念抽象，學(xué)生難以理解。可用實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生突破此難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理如圖1，當(dāng)開關(guān)S閉合前，兩燈均亮(較暗);閉合后，L1不亮，而L2仍發(fā)光(較亮)。

為了幫助初中生理解，可將L1比作“有阻”，而開關(guān) S的局部短路通道則比作是“無阻”。電流只會(huì)“走無阻”而不會(huì)去“走有阻”。即L1短路不工作，電流從導(dǎo)線經(jīng)過。

二、識(shí)別串并聯(lián)電路

識(shí)別串、并聯(lián)有三種方法，⑴、電流法;⑵、等效電路法;⑶、去表法。

⑴、電流法： 即從電源正極出發(fā)，順著電流的流向看電流的路徑是否有分支，如果有，則所分的幾個(gè)分支之間為并聯(lián)，(分支前后有兩個(gè)節(jié)點(diǎn))如果電流的路徑只有一條(無分支點(diǎn))，則各元件之間為串聯(lián)。此方法學(xué)生容易接受。

⑵、節(jié)點(diǎn)法： 沒經(jīng)過用電器，導(dǎo)線再長(zhǎng)都相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，觀察每個(gè)用電器兩端的端點(diǎn)確定它在電路中的位置。圖2、圖3是對(duì)各電阻的連接情況分析。

如上圖2各個(gè)A點(diǎn)都與電源正極相連，各個(gè)B點(diǎn)與電源負(fù)極相連，可以簡(jiǎn)化為圖3。在圖3中，R1、R2、R3的并聯(lián)關(guān)系也就顯而易見了。

⑶、去表法： 由于電壓表的內(nèi)阻很大，并聯(lián)在電路中時(shí)，通過它的電流很小，可忽略不計(jì)。故在電路中去掉電壓表，不會(huì)影響電路結(jié)構(gòu)，電壓表所在之處可視為開路。而電流表的內(nèi)阻很小，串聯(lián)在電路中幾乎不影響電路的電流強(qiáng)度，因而，在電路分析中，電流表可以看成一根導(dǎo)線，去掉后改成一根導(dǎo)線即可。

三、串、并聯(lián)電路中總電阻的變化特點(diǎn)

1. 兩個(gè)電阻無論是串還是并聯(lián)，其中一個(gè)電阻增加，總電阻都增加。

原因：串聯(lián)時(shí)，R=R1+R2 ，若R1增大，則R增大

并聯(lián)時(shí)，1/R=1/R1+1/R2 若R1增大 1/R1減小，則1/R減小，所以R增大。

2. 幾個(gè)電阻并聯(lián)起來，總電阻比任何一電阻都小。

并聯(lián)時(shí)　1/R=1/R1+1/R2　因?yàn)?/R>1/R1　，1/R>1/R2　所以R

四、歐姆定律的理解

歐姆定律：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。即I= U/R

注意點(diǎn)：

(1)三個(gè)量必須是同一時(shí)刻，對(duì)同一電阻(或同一段電路)而言的。即一 一對(duì)應(yīng)。

(2)注意不變量和變量：在R一定時(shí)，I與U成正比。在U一定時(shí)，I與R成反比。

(3) 變形公式 R=U/I 的理解：R可以通過U/I的比值求出，但R的大小不是由U/I決定的，R的大小由公式R=ρL/S的因素決

五、R1、R2串、并聯(lián)在電路中公式

1.串聯(lián)分壓

(1)　I=I1=I2

(2)　U=U1+U2

(3)　R=R1+R2

(4)　各量比例關(guān)系：　串正比(指各種量之比與電阻之比的關(guān)系屬于正比
用電流相等推導(dǎo))

2.并聯(lián)分流

(1)　I=I1+I2

(2)　U=U1=U2

(3)　1/R=1/R1+1/R2 　或者　 R=R1R2/(R1+R2)

(4)　各量比例關(guān)系：　并反比(指各種量之比與電阻之比的關(guān)系屬于反比用電壓相等推導(dǎo))

六、關(guān)于燈泡的額定電壓、額定功率和實(shí)際電壓、實(shí)際功率的問題

燈泡銘牌上標(biāo)的“220V　60W”就是燈泡的額定電壓和額定功率。

.額定電壓(U0) 額定功率(P0)

.實(shí)際電壓(U) 實(shí)際功率(P)

對(duì)某用電器而言，額定電壓、額定功率只有一個(gè)。

對(duì)某用電器而言，實(shí)際電壓、實(shí)際功率可有很多個(gè)。

當(dāng)U > U0時(shí)，則P > P0 ;燈很亮，易燒壞。

當(dāng)U < U0時(shí)，則P < P0 ;燈很暗，

當(dāng)U = U0時(shí)，則P = P0 ;正常發(fā)光。

例1　"220V 100W"的燈泡正常工作時(shí)的電流是多少?若把這只燈泡接到110V的電源上,燈泡的實(shí)際電功率為多少?工作10分鐘消耗電能多少?1度電能讓它工作多少小時(shí)?

七、電功和電功率單位問題

有的同學(xué)在計(jì)算時(shí)由于單位不統(tǒng)一，或者不會(huì)選擇合適的單位，使計(jì)算很繁鎖還容易出錯(cuò)。

電功的單位有兩個(gè)，一個(gè)是國(guó)際單位：焦耳;還有一個(gè)大單位：千瓦時(shí)(又叫度)

1度=1千瓦時(shí)=3.6X106焦耳

電功率的單位也有兩個(gè)：W，KW 1KW=1000W

W=UIt =I2Rt =U2t/R=Pt

P=W/t=UI=I2R=U2/R

計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一：

①都用國(guó)際單位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒;U→伏(V);I→安(A);R→歐姆(?)

②如果W用千瓦時(shí)、t用小時(shí)，則P的單位是千瓦。

八、如何畫等效電路圖

(1).特點(diǎn)法 (根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn))

(2).電流流向法.(電流有分支，被分支的部分是并聯(lián)，無分支是串聯(lián))

(3).節(jié)點(diǎn)法　(把開關(guān)、電流表看成導(dǎo)線，導(dǎo)線無論多長(zhǎng)，都相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn))

(4).含有電表的――“開除電表法”(電流表相當(dāng)于短路即用導(dǎo)線直接連接電流表兩端，電壓表相當(dāng)于斷路去掉)

1. 識(shí)別含有電表電路的小竅門--(打油詩(shī))

兩表先“開除”　等效看懂圖　恢復(fù)明職責(zé) 結(jié)果立即出

注意：恢復(fù)電流表很容易，看它原來在哪一支路或干路上直接畫出，而恢復(fù)電壓表有點(diǎn)困難，關(guān)鍵看它是直接加在哪個(gè)用電器的兩端(中間不能是用電器再串有電源)，即是測(cè)該用電器的電壓，電壓表直接和它并聯(lián)。

例1：請(qǐng)你畫出如圖一所示的電路的等效電路圖，并說明電流表和電壓表的作用。

解：(1)兩表先開除 把電流表當(dāng)作導(dǎo)線，電壓表視為開路。

(2)標(biāo)出電路圖的結(jié)點(diǎn)A、B、C、D。

(3) 等效看懂圖 根據(jù)電流路徑，電流由電源正極出發(fā)經(jīng)過D點(diǎn)和R1來到A點(diǎn)，電流在A點(diǎn)分開兩路，一路通過R2到達(dá)B點(diǎn)，另一路通過R3到達(dá)B點(diǎn)，兩路在B點(diǎn)匯合到達(dá)電源負(fù)極形成回路。畫出簡(jiǎn)單易看的電路圖(如圖一1)。由此可知R2、R3是并聯(lián)，然后再與R1串聯(lián)。

(4) 恢復(fù)明職責(zé)電流表電壓表復(fù)位。由電路圖一可知C、A兩點(diǎn)之間用導(dǎo)線連接在一起可看作同一點(diǎn)，電壓表的兩個(gè)接線柱分別連接D點(diǎn)和A點(diǎn)，所以電壓表是測(cè)量R1兩端的電壓。電流通過A點(diǎn)分開兩路，一路經(jīng)過電流表后，再經(jīng)過R3到達(dá)B點(diǎn)，所以電流表是測(cè)量通過R3的電流強(qiáng)度(如圖一2)。

由上面例子，可看出分析電路的重要性。在復(fù)習(xí)中應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)分析電路，畫等效電路圖的必要性，使學(xué)生掌握這個(gè)基本技能。并能養(yǎng)成遇到電學(xué)問題，先畫出電路圖。遇到電路圖先分析電路的好習(xí)慣。

練習(xí)：如下圖示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)各表的示數(shù)如何變化

2.分析開關(guān)閉合\斷開(斷路和短路)引起的電路變化(抓住狀態(tài),畫出等效圖)

例2.如圖所示電路，試分析各種情況下R1、R2、R3、連接方式，畫出等效電路圖

(1)當(dāng)S1，S2都閉合時(shí)。(注意：s1,s2都閉合時(shí)，R2被局部短路)

(2)當(dāng)S1，S2都斷開時(shí)。

(3)當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)。

(4)當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，

其等效電路圖分別為：

例3.(2006年北京市)在圖 所示的電路中，電源兩端的電壓為6V并保持不變，R1、R2為兩個(gè)相同阻值的電阻，開關(guān)S1閉合后，下列說法中正確的是　(A)

A.開關(guān)S2斷開時(shí)，R1兩端的電壓為3

B.開關(guān)S2斷開時(shí)，R1兩端的電壓為6V

C.開關(guān)S2閉合時(shí)，R1兩端的電壓為3V

D.開關(guān)S2閉合時(shí)，R2兩端電壓為6V

練習(xí):如圖所示電路，試分析各種情況下R1、R2、R3、連接方式，畫出等效電路圖

(1)當(dāng)S1斷開，S2閉合時(shí)。

(2)當(dāng)S1，S2都閉合時(shí)，

(3)當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)。

(4)當(dāng)S1，S2都斷開時(shí)。

3.滑動(dòng)變阻器引起的電路變化

例4.如下圖示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)各表的示數(shù)如何變化?

思路：部分電阻變化--整體電阻變化--整體電流變化--部分電流(電壓)變化

例5：如圖四所示的電路中，滑動(dòng)變阻器R2的滑片P向右移動(dòng)。請(qǐng)分析電流表和電壓表的變化情況。

例6.在如圖所示的電路中，當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí) ( D )

A.電壓表示數(shù)變大，燈變暗

B.電壓表示數(shù)變大，燈變亮

C.電壓表示數(shù)減小，燈變暗

D.電流表示數(shù)增大，燈變亮(注意分析此題時(shí)，以電燈上電壓做為電壓變化的參照物，因?yàn)闊襞莸碾娮璨蛔?

小結(jié):電路的識(shí)別

1.有電表的“等效開除”

2.有開關(guān)的注意斷開、閉合抓狀態(tài)

3.有滑動(dòng)變阻器的看變化

4.關(guān)鍵畫好等效電路圖

九、有關(guān)“電路變化”的分析和計(jì)算

變化電路主要是通過開關(guān)或滑動(dòng)變阻器的改變來引起電路變化的。電路中有多個(gè)開關(guān)，通過開關(guān)閉合和斷開的狀態(tài)變化，往往會(huì)使各用電器的連接關(guān)系發(fā)生變化，而滑動(dòng)變阻器則通過滑片來改變其連入電路的有效電阻，從而使電路中的各電器的電壓、電流、電功率等數(shù)值發(fā)生變化(也有改變電路結(jié)構(gòu)的)

分析電路變化的方法一般可分為四步：

? 1. 從變化電阻入手。

? 2. 由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，看電阻的變化情況。

? 3. 一般電源的電壓是不變的，由總電壓(電源電壓)不變，得出總電流的變化情況。

? 4. 根據(jù)電路特點(diǎn)以及題意，由歐姆定律來判斷部分電路電流,電壓,電功率的變化。

1、開關(guān)的通、斷造成電路的變化

當(dāng)開關(guān)處在不同狀態(tài)時(shí)，由于斷路和短路，接入電路中的用電器，及其用電器之間的連接方式一般要發(fā)生變化，因此首先要在原電路的基礎(chǔ)上畫出各種情況下的實(shí)際等效電路。畫圖時(shí)注意應(yīng)用串并聯(lián)知識(shí)、去除電表再還原法、局部短路法等知識(shí)的應(yīng)用。

例1：如圖5所示

電路中，電源電壓保持4伏，L1的電阻為4歐，L2、L3的電阻均為16歐

求：⑴、S1、S2都斷開時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)。

　?、啤1、S2都接通時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率。

例題分析：在題中的當(dāng)開關(guān)處于閉合或斷開的兩種情況下電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，可進(jìn)行電路的改畫，見圖6。

解：當(dāng)S1、S2都斷開時(shí)，L1、L3串聯(lián)。等效電路圖為：圖一

電流表讀數(shù)

電壓表讀數(shù)
當(dāng)S1、S2都接通時(shí)，L2、L3并聯(lián)?！〉刃щ娐穲D為圖二

總電阻

總功率

2.滑動(dòng)變阻器變化問題

滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效電阻發(fā)生變化了，或是引起電路結(jié)構(gòu)的變化，或是引起電路中電壓、電流、電功率的變化。有關(guān)滑動(dòng)變阻器的此類型問題，解題關(guān)鍵是：⑴、弄清滑動(dòng)變阻器原理，滑片滑動(dòng)時(shí)電阻是變大還是變小?⑵、弄清物理量是否變化，一般來說，電源的電壓，定值電阻的阻值是不變，其它的物理量都是可變化的;⑶、弄清電壓表讀數(shù)讀出的是哪一個(gè)電器兩端的電壓;⑷、反復(fù)利用串并聯(lián)電路中各量的公式以及歐姆定律來求解，注意要一一對(duì)應(yīng)。

例1：如圖8所示電路中，電源電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是[　B　 ]

A、電流表和電壓表的示數(shù)變大;

B、電流表和電壓表的示數(shù)變小;

C、電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大;

D、電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小。

例2　如圖所示當(dāng)開關(guān)S閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，電壓表的示數(shù)為9V，電流表的示數(shù)為0.15A;滑片在中點(diǎn)C時(shí)電壓表的示數(shù)為6V。求：(1)滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值;(2)電源的電壓和R1的阻值.。(3)電路的最大功率P

解題思路：利用不變量(如電源的電壓、定值電阻)列方程，兩個(gè)未知數(shù)，列兩個(gè)方程求解。

由題意知R1與R2是串聯(lián)關(guān)系，電流表測(cè)總電流，電壓表測(cè)R2電壓。

(1)滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，這個(gè)時(shí)候滑動(dòng)變阻器連入電路中為最大阻值。

R2最大=U2/I=9v/0.15A=60歐

(2)P在C處：RAC=1/2R2 =30歐

R=R1+RAC=R1+30

U=IR=UAC/RAC(R1+30)=6/30(R1+30)①

P在B處：R=R1+RAB=R1+60

U=IR=0.15(R1+60)=0.15(R1+60)②

解①②方程組得：U=18V　R1=60歐

(3)由P=U2/R　知，U一定，R最小，則P最大，而P在A處時(shí)R2最小　此時(shí)R=R1=60

P最大=U2/R=182/60=5.4W