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“遇水架橋”破難點

□楊學(xué)亮

現(xiàn)實生活中，若遇到水的阻攔，我們會想到架橋通過，那么在解決電學(xué)問題時遇到了困難，如果你也會“架橋”，電學(xué)問題就會迎刃而解.那么用什么“架橋”呢？這里有兩座“橋梁”：涉及簡單串聯(lián)和并聯(lián)電路的計算，用串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系“架橋”；涉及復(fù)雜的動態(tài)電路的計算，用不變量如電源電壓和電阻“架橋”.下面我們一起分析幾道例題.

一、簡單串聯(lián)和并聯(lián)電路的計算

例1（2016·郴州）如圖1所示，電源電壓為9V且保持不變，R1= 30Ω，閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)為3V，則電阻R1兩端的電壓為V，電流表的示數(shù)為A.

圖1

解析：R1兩端的電壓為

故電流表的示數(shù)為

答案：60.2

例2（2016·永州）如圖2所示的電路中，電源電壓恒定，R2=10Ω，開關(guān)S、S1都閉合時，電流表示數(shù)為0.4A；開關(guān)S閉合，開關(guān)S1斷開時，電流表示數(shù)變?yōu)?.3A.則電源電壓為_______

V，電阻R1的阻值為Ω________.

圖2

解析：開關(guān)S、S1都閉合時，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流.開關(guān)S閉合，S1斷開時，電流表測通過R2的電流，電源電壓U=I2R2=0.3A×10Ω=3V.

當(dāng)開關(guān)S、S1閉合時，

I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A，

答案：330

點評：在簡單的串聯(lián)和并聯(lián)電路中，我們常常利用串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻之間的關(guān)系（串聯(lián)R=R1+R2，U=U1+U2，I=I1=I2；并聯(lián)架橋”找出各物理量之間的聯(lián)系求解.

二、動態(tài)電路的計算

例3（2016·廈門）如圖3所示，R1=25Ω，小燈泡L的規(guī)格為“2.5V0.3A”，電源電壓保持不變.

（1）S1、S2都斷開時，小燈泡L正常發(fā)光，求電源電壓；

（2）S1、S2都閉合時，電流表示數(shù)變?yōu)?.6A，求R2的阻值.

圖3

解析：（1）S1、S2都斷開時，R1與小燈泡串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，

故UL=2.5V，

電路中電流I=I1=IL=0.3A，

R1兩端電壓為

U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V，

所以電源電壓為

U=UL+U1=2.5V+7.5V=10V；

（2）S1、S2都閉合時，燈L被短接，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，通過R1的電流為0.4A，通過R2的電流為I2=I-I1= 0.6A-0.4A=0.2A，故R2的阻值為

答案：電源電壓為10V；R2的阻值為50Ω.

點評：動態(tài)電路的計算，要先看清不同狀態(tài)下電路的連接方式，分別找出不同狀態(tài)下電壓、電流、電阻之間的關(guān)系，再利用不變量（比如電源電壓、電阻）“架橋”，將不同狀態(tài)下的各物理量聯(lián)系起來求解.