邊宗虎
物理學(xué)中的電路問題分析涉及的物理概念、物理規(guī)律是電學(xué)的重要基礎(chǔ)。電路的分析與計算是高考的重點內(nèi)容,旨在考查學(xué)生對基本概念的理解及對基本規(guī)律的掌握。下面擇例談?wù)劯咧形锢黼娐穯栴}的分析思路,與同行商榷。
一、直流電路的動態(tài)分析
在進行直流電路動態(tài)分析時,我們應(yīng):
(1)確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?/p>
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律確定電路的總電流如何變化;
(3)由U內(nèi)=I總r確定電源內(nèi)電壓如何變化;
(4)由U外=E-U內(nèi)確定電路的外電壓(路端電壓)如何變化;
(5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化;
(6)確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化。
【例1】 (2013·江蘇高考)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖1所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( )。
A.RM變大,且R越大,U增大越明顯
B.RM變大,且R越小,U增大越明顯
C.RM變小,且R越大,U增大越明顯
D.RM變小,且R越小,U增大越明顯
解析:當(dāng)RM變大時,R總變大,根據(jù)I總=ER總,I干變小,S兩端的電壓U=I總RS變小,故A、B錯誤;當(dāng)RM變小時,R總=1
1R+1RM
+RS變小,根據(jù)I總=ER總,得I干變大,S兩端的電壓U=I總RS變大,且R越大,RM變小時,對回路的總電阻變化的影響越明顯,故C正確,D錯誤。
二、變壓器電路的動態(tài)分析
1.匝數(shù)比不變的情況
(1)U1不變,根據(jù)U1U2=n1n2,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,不論
負載電阻R如何變化,U2不變。
(2)當(dāng)負載電阻發(fā)生變化時,I2變化,輸出電流I2決定輸入電流
I1,故I1發(fā)生變化。
(3)I2變化引起P2變化,P1=P2,故P1發(fā)生變化。
2.負載電阻不變的情況
(1)U1不變,n1n2發(fā)生變化,故U2變化。
(2)R不變,U2變化,故I2發(fā)生變化。
(3)根據(jù)P2=U22R,P2發(fā)生變化,再根據(jù)P1=P2,故P1變化,P1=U1I1,U1不變, 故I1發(fā)生變化。
3.分析變壓器動態(tài)問題的思路程序可表示為
【例2】 如圖2甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,原線圈接圖2乙所示的正弦交流電,副線圈與理想電壓表、理想電流表、熱敏電阻RT(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P組成閉合電路,回路中電流增大到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲。則以下判斷正確的是( )。
甲圖2乙
A.變壓器副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=9sin100πt(V)
B.電壓表示數(shù)為9V
C.RT處溫度升高到一定值時,報警器P將會發(fā)出警報聲
D.RT處溫度升高時,變壓器P入變小
解析:由變壓器變壓公式可知,變壓器副線圈輸出電壓為9V,副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=92sin100πt(V),A正確。電壓表示數(shù)小于9V,B錯誤。R處溫度升高到一定值時,熱敏電阻R減小到一定值,回路中電流增加到一定值時報警器P將會發(fā)出警報聲,C正確。RT處溫度升高時,變壓器I出增大,變壓器P入增大,D錯誤。
總之,在動態(tài)分析高中物理電路問題時,應(yīng)注意以下幾個點:
(1)熟練掌握電路的連接,串、并聯(lián)電路特點和規(guī)律以及歐姆定律等電路分析的必備知識,必要時可列表進行比較,以加強記憶;
(2)訓(xùn)練時從直流到交流,先掌握直流電路的動態(tài)變化特點和分析程序,繼而推廣到較復(fù)雜的交流電路和電磁感應(yīng)電路;
(3)閉合電路歐姆定律和能量守恒定律是動態(tài)分析電路的兩大依據(jù),應(yīng)注意能量守恒思想在動態(tài)分析中的作用和物理圖像的運用。
(特約編輯 安 平)endprint
物理學(xué)中的電路問題分析涉及的物理概念、物理規(guī)律是電學(xué)的重要基礎(chǔ)。電路的分析與計算是高考的重點內(nèi)容,旨在考查學(xué)生對基本概念的理解及對基本規(guī)律的掌握。下面擇例談?wù)劯咧形锢黼娐穯栴}的分析思路,與同行商榷。
一、直流電路的動態(tài)分析
在進行直流電路動態(tài)分析時,我們應(yīng):
(1)確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?/p>
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律確定電路的總電流如何變化;
(3)由U內(nèi)=I總r確定電源內(nèi)電壓如何變化;
(4)由U外=E-U內(nèi)確定電路的外電壓(路端電壓)如何變化;
(5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化;
(6)確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化。
【例1】 (2013·江蘇高考)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖1所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( )。
A.RM變大,且R越大,U增大越明顯
B.RM變大,且R越小,U增大越明顯
C.RM變小,且R越大,U增大越明顯
D.RM變小,且R越小,U增大越明顯
解析:當(dāng)RM變大時,R總變大,根據(jù)I總=ER總,I干變小,S兩端的電壓U=I總RS變小,故A、B錯誤;當(dāng)RM變小時,R總=1
1R+1RM
+RS變小,根據(jù)I總=ER總,得I干變大,S兩端的電壓U=I總RS變大,且R越大,RM變小時,對回路的總電阻變化的影響越明顯,故C正確,D錯誤。
二、變壓器電路的動態(tài)分析
1.匝數(shù)比不變的情況
(1)U1不變,根據(jù)U1U2=n1n2,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,不論
負載電阻R如何變化,U2不變。
(2)當(dāng)負載電阻發(fā)生變化時,I2變化,輸出電流I2決定輸入電流
I1,故I1發(fā)生變化。
(3)I2變化引起P2變化,P1=P2,故P1發(fā)生變化。
2.負載電阻不變的情況
(1)U1不變,n1n2發(fā)生變化,故U2變化。
(2)R不變,U2變化,故I2發(fā)生變化。
(3)根據(jù)P2=U22R,P2發(fā)生變化,再根據(jù)P1=P2,故P1變化,P1=U1I1,U1不變, 故I1發(fā)生變化。
3.分析變壓器動態(tài)問題的思路程序可表示為
【例2】 如圖2甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,原線圈接圖2乙所示的正弦交流電,副線圈與理想電壓表、理想電流表、熱敏電阻RT(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P組成閉合電路,回路中電流增大到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲。則以下判斷正確的是( )。
甲圖2乙
A.變壓器副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=9sin100πt(V)
B.電壓表示數(shù)為9V
C.RT處溫度升高到一定值時,報警器P將會發(fā)出警報聲
D.RT處溫度升高時,變壓器P入變小
解析:由變壓器變壓公式可知,變壓器副線圈輸出電壓為9V,副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=92sin100πt(V),A正確。電壓表示數(shù)小于9V,B錯誤。R處溫度升高到一定值時,熱敏電阻R減小到一定值,回路中電流增加到一定值時報警器P將會發(fā)出警報聲,C正確。RT處溫度升高時,變壓器I出增大,變壓器P入增大,D錯誤。
總之,在動態(tài)分析高中物理電路問題時,應(yīng)注意以下幾個點:
(1)熟練掌握電路的連接,串、并聯(lián)電路特點和規(guī)律以及歐姆定律等電路分析的必備知識,必要時可列表進行比較,以加強記憶;
(2)訓(xùn)練時從直流到交流,先掌握直流電路的動態(tài)變化特點和分析程序,繼而推廣到較復(fù)雜的交流電路和電磁感應(yīng)電路;
(3)閉合電路歐姆定律和能量守恒定律是動態(tài)分析電路的兩大依據(jù),應(yīng)注意能量守恒思想在動態(tài)分析中的作用和物理圖像的運用。
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物理學(xué)中的電路問題分析涉及的物理概念、物理規(guī)律是電學(xué)的重要基礎(chǔ)。電路的分析與計算是高考的重點內(nèi)容,旨在考查學(xué)生對基本概念的理解及對基本規(guī)律的掌握。下面擇例談?wù)劯咧形锢黼娐穯栴}的分析思路,與同行商榷。
一、直流電路的動態(tài)分析
在進行直流電路動態(tài)分析時,我們應(yīng):
(1)確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?/p>
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律確定電路的總電流如何變化;
(3)由U內(nèi)=I總r確定電源內(nèi)電壓如何變化;
(4)由U外=E-U內(nèi)確定電路的外電壓(路端電壓)如何變化;
(5)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化;
(6)確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化。
【例1】 (2013·江蘇高考)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖1所示。M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( )。
A.RM變大,且R越大,U增大越明顯
B.RM變大,且R越小,U增大越明顯
C.RM變小,且R越大,U增大越明顯
D.RM變小,且R越小,U增大越明顯
解析:當(dāng)RM變大時,R總變大,根據(jù)I總=ER總,I干變小,S兩端的電壓U=I總RS變小,故A、B錯誤;當(dāng)RM變小時,R總=1
1R+1RM
+RS變小,根據(jù)I總=ER總,得I干變大,S兩端的電壓U=I總RS變大,且R越大,RM變小時,對回路的總電阻變化的影響越明顯,故C正確,D錯誤。
二、變壓器電路的動態(tài)分析
1.匝數(shù)比不變的情況
(1)U1不變,根據(jù)U1U2=n1n2,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,不論
負載電阻R如何變化,U2不變。
(2)當(dāng)負載電阻發(fā)生變化時,I2變化,輸出電流I2決定輸入電流
I1,故I1發(fā)生變化。
(3)I2變化引起P2變化,P1=P2,故P1發(fā)生變化。
2.負載電阻不變的情況
(1)U1不變,n1n2發(fā)生變化,故U2變化。
(2)R不變,U2變化,故I2發(fā)生變化。
(3)根據(jù)P2=U22R,P2發(fā)生變化,再根據(jù)P1=P2,故P1變化,P1=U1I1,U1不變, 故I1發(fā)生變化。
3.分析變壓器動態(tài)問題的思路程序可表示為
【例2】 如圖2甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,原線圈接圖2乙所示的正弦交流電,副線圈與理想電壓表、理想電流表、熱敏電阻RT(阻值隨溫度的升高而減小)及報警器P組成閉合電路,回路中電流增大到一定值時報警器P將發(fā)出警報聲。則以下判斷正確的是( )。
甲圖2乙
A.變壓器副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=9sin100πt(V)
B.電壓表示數(shù)為9V
C.RT處溫度升高到一定值時,報警器P將會發(fā)出警報聲
D.RT處溫度升高時,變壓器P入變小
解析:由變壓器變壓公式可知,變壓器副線圈輸出電壓為9V,副線圈中交流電壓的瞬時表達式u=92sin100πt(V),A正確。電壓表示數(shù)小于9V,B錯誤。R處溫度升高到一定值時,熱敏電阻R減小到一定值,回路中電流增加到一定值時報警器P將會發(fā)出警報聲,C正確。RT處溫度升高時,變壓器I出增大,變壓器P入增大,D錯誤。
總之,在動態(tài)分析高中物理電路問題時,應(yīng)注意以下幾個點:
(1)熟練掌握電路的連接,串、并聯(lián)電路特點和規(guī)律以及歐姆定律等電路分析的必備知識,必要時可列表進行比較,以加強記憶;
(2)訓(xùn)練時從直流到交流,先掌握直流電路的動態(tài)變化特點和分析程序,繼而推廣到較復(fù)雜的交流電路和電磁感應(yīng)電路;
(3)閉合電路歐姆定律和能量守恒定律是動態(tài)分析電路的兩大依據(jù),應(yīng)注意能量守恒思想在動態(tài)分析中的作用和物理圖像的運用。
(特約編輯 安 平)endprint