童幼明
有關(guān)串并聯(lián)電路的計(jì)算,是初中電學(xué)方面的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。對此,有相當(dāng)多的有經(jīng)驗(yàn)的教師,通過各種方法,介紹了各種各樣有效的學(xué)習(xí)方法,但不可避免的,有些方法,因?yàn)榻榻B的比較繁瑣,學(xué)生不一定會(huì)去看,即使看了,也不一定懂。本人通過多年的教學(xué)生涯,總結(jié)一種新的方法,希望對大家有所啟發(fā)。
一、對初學(xué)者或者掌握程度不高的學(xué)生而言,首先要記住串聯(lián)電路及并聯(lián)電路的特點(diǎn),即串聯(lián)電路的特點(diǎn)是:I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2,再對應(yīng)三個(gè)相應(yīng)的歐姆定律,即:I=U/R,I1=U1/R1, I2=U2/R2;而并聯(lián)電路的特點(diǎn)是:U=U1=U2,I=I1+I2,1/R=1/R1+1/R2,再對應(yīng)三個(gè)相應(yīng)的歐姆定律,即:I=U/R,I1=U1/R1,I2=U2/R2。記住特點(diǎn)后,只要找到有關(guān)電壓、電流或電阻的三個(gè)數(shù),即抓住三個(gè)點(diǎn),就可進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算了。
例1.在如圖所示的電路中,電源電壓6伏保持不變.閉合電鍵S,電流表的示數(shù)為0.2安,電壓表的示數(shù)為2伏。求:R1兩端的電壓多大?R2兩端的電壓多大?
分析:這是串聯(lián)電路,找出三個(gè)點(diǎn),即:U=6V,I=0.2A,U2=2V,在串聯(lián)電路的三個(gè)特點(diǎn)和相應(yīng)的三個(gè)歐姆定律上將已知條件做上標(biāo)記(本文用下劃線,一般能作六個(gè)標(biāo)記)。I=I1=I2,U=U1+U2,R=R1+R2,I=U/R,I1=U1/R1,I2=U2/R2,顯然,計(jì)算過程也很明確了。第一步:根據(jù)I=I1=I2,得出I1=I2=0.2A,第二步:根據(jù)U=U1+U2得出U2=U-U1=6V-2V=4V,(也可以求出R,但此題沒有必要)然后再將I1、I2及U2再標(biāo)上,很明顯,我們可以將任何一個(gè)未知量都求出來。
二、在掌握基本的方法以后,其它難度較大的題目,同樣只要掌握三個(gè)點(diǎn):即電壓、電流或電阻,我們就可以用同樣的方法老解題了。
例2.如圖所示,滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω,2A”字樣,當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電流表讀數(shù)為0.2安,電壓表讀數(shù)為6伏,求:(1)電阻R1和電源電壓;(2)滑動(dòng)變阻器移到右端時(shí),電流表和電壓表的讀數(shù)。
分析:(1)當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),找出三個(gè)點(diǎn):R2=10Ω,I=0.2A,U1=6V,再在串聯(lián)電路的三個(gè)特點(diǎn)和相應(yīng)的三個(gè)歐姆定律上將已知條件做上標(biāo)記,即可用例1的方法求得R1=30Ω,U=8V。(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器移到右端時(shí),由于電源電壓和R1不變,所以同樣找出三個(gè)點(diǎn):U=8V,R1=30Ω,R2=20Ω,同樣方法可求得I=0.16A,U1=4.8V.
例3.如圖所示,電源電壓保持6V 不變,電流表的量程為0~ 0.6A,電壓表的量程為0~3V,定值電阻的規(guī)格為“10Ω0.5A”,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開關(guān),為了保證電路安全,在變阻器滑片移動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )
A.電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4W~0.9W
B.電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A~0.5A
C.變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為2Ω~20Ω
D.電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2W~3W
分析:這個(gè)題目屬于電學(xué)中的難點(diǎn),但我們同樣可以找出三個(gè)點(diǎn)來求出。首先應(yīng)當(dāng)分析,這個(gè)電路最大電流為0.5A,由于電源電壓和R1的阻值不變,則我們馬上可以找到三個(gè)點(diǎn):I=0.5A,U=6V,R1=10Ω,我們就可以算出P1,I1,R2,P總。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處時(shí),由于U、R1不變,我們又可以找到三個(gè)點(diǎn):U=6V,R1=10Ω,R2=20Ω,又可以求出相應(yīng)的值了。
這是本人總結(jié)出的有關(guān)串并聯(lián)電路計(jì)算的方法,我發(fā)現(xiàn),有許多題目都可用采用這種方法,用這種方法與其它方法相比,最大優(yōu)點(diǎn)是,方法簡單,學(xué)生容易套用,還有一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是可以理清學(xué)生解題的思路!