适配考情:广东新高考、江西全国乙卷
三、教学重难点
关键要点在于,关于电路动态分析方面的“串反并同”规律,以及短路与断路故障的判断方式 。
- 难点:含电容器的电路动态分析、多电表电路的示数变化推导
四、教学过程
首先,对于串、并联电路,电阻规律是怎样的呢,电流规律又是如何,电压规律呢 ,这还没完,欧姆定律适用条件是什么 。
情境引入环节,展示出调光台灯工作的示意图,也就是图1,之后提出问题,调节滑动变阻器的时候,灯泡亮度为何会出现变化,电流表还有电压表示数会怎样改变,进而引出本节课的主题 。
3. 考情着重指出:电路动态分析以及故障判断,乃是两省高考必定会考查的考点,广东卷常常会结合电容器、电磁感应来进行命题,江西卷在选择题当中以及实验题里面高频出现 。
(二)核心知识点梳理
1. 电路动态分析的核心方法
方法1:欧姆定律推导法(通用方法)
步骤为,先确定电路结构,再判断电阻变化,接着分析总电阻R_总,之后得出总电流I_总,其公式为I_总=frac{E}{R_总+r}初中物理电流ppt,然后算出内电压U_内,进而得到路端电压U_外,U_外等于E减去U_内 ,最后求出分电压、分电流 。
图片给出提示,把插入串联滑动变阻器的电路图(图2)插入,对总电阻、总电流、路端电压的推导路径进行标注 。
方法2:“串反并同”规律法(快速判断法)
一种规律是,那些与变化电阻串联的用电器,其电流的变化趋势跟电阻变化相反,电压的变化趋势跟电阻变化相反,功率的变化趋势跟电阻变化相反;还有一种规律是初中物理电流ppt,那些与变化电阻并联的用电器,其电流的变化趋势跟电阻变化相同,电压的变化趋势跟电阻变化相同,功率的变化趋势跟电阻变化相同 。
- 适用条件:电源有内阻;电路为纯电阻电路
会出现错误的要点是,,在内阻不计算的电源状况下,路端的电压不会发生改变,而这个规律并不适用 。
2. 电路故障判断(短路、断路)
故障类型 电路特征 检测方法(举例)
电路处于断路状态时,电流是零,而断路的地方两端电压则等同于电源电动势,当借助电压表来检测时,若电压表并联在断点两端处,那么其示数会接近电源电动势,要是并联在其他位置,示数就是零 。
当出现短路情况时,短路之处的电阻呈现为零,其电压变为零,而电流则会增大,此时若运用电流表进行检测,需将电流表并联在短路的地方,会有电流通过,要是用电压表检测,其示数显示为零 。
给图片的提示是,插入那种用于对比断路以及短路故障的电路图,也就是图3,还要标注出故障发生位置那儿电表示数的变化情况,。
(三)典例剖析
类型1:电路动态分析综合题(适配广东考情)
比如说,有这样一道例题也就是(2024广东高考改编),呈现给我们的是如图4这般的情况,电源电动势E等于6V,电源的内阻r是1Ω,里头有个定值重阻|R_1|为3Ω,还有一个叫作R_2的是滑动变阻器,它的最大阻值达到了自5Ω,这里还有个电容器设为C等于2μF。当滑动变阻器的滑片P朝着右边移动的时候,需要求解以下这些内容:
1. 电流表A的示数变化趋势;
2. 电容器所带电荷量的变化量。
- 解题步骤:
1. 明确电路的结构状况:R_1跟R_2是以串联的形式存在,电容器是并联于R_1的两端 。
2. 电阻出现变化,当滑片朝着右边移动时留学之路,R_2会增大,进而使得R_总增大,最终导致I_总减小,也就是电流表A的示数会减小。
3. 电压出现变化,首先U₁等于I总乘以R₁,接着U₁变小,然后电容器电荷量Q等于C乘以U₁,最后Q减小 。
以下是改写后的句子:容易出错的要点提示,电容器在直流电流的电路当中等同于处于断路状态,在进行分析的时候能够把电容器去除掉,以此来简化电路,。
- 图片给出提示,要插入例题的电路图,此电路图为图4,还要标注电流的流向,以及电容器并联的位置 。
类型2:电路故障判断选择题(适配江西考情)
(2023江西全国乙卷改编),如下电路中,开关S闭合之后,灯L_1、L_2都呈现不亮的状态,电流表也没有示数,运用电压表检测时,U_{ab}=0,又有U_{bc}=3权威V,U_{cd}=0,U_{bd}=3V,那么故障有可能是()。
A. L一加一 (一断开),B. L二加二 (二断开),C. 电流表加表 (表断开),D. 电源加源 。
- 解题步骤:
进行电压分析时,U_{bc}的值为3V,U_{bd}的值同样是3V,这表明从b点朝着电源正极的方向,以及从d点朝着电源负极的方向,均呈现出是通路的状态 。
2. 故障定位范畴之内,bc段那儿的电压居然等同于电源电动势,这就表明bc段出现了断路情况,进而推导得出是L_2发生了断路,所以选择B 。
- 考向进行点拨:此故障判断在江西卷中常常会进行考查,其关键之处在于,通过利用电压表所检测出来的结果,以此来定位断路或者短路的位置。
图片给出提示,要插入例题故障的电路图,也就是图5,还要标注检测点a的电压值,检测点b的电压值,检测点c的电压值,检测点d的电压值 。
1. 基础题(两省一起通用):像图2所展示的那样的电路,当滑片P朝着左边移动的时候,去判断电压表V(测量的是路端电压)的示数变化的趋势(运用两种不同的方法来进行分析)。
2. 提升题(分地区)
广东:对包含电容器的电路展开动态分析,在滑片发生移动的情况下,求解电容器电荷量的变化情况 。
- 江西:实验题(设计电路故障检测方案,写出步骤和现象)
思维导图进行梳理,电路动态分析,有两种方法,通过这两种方法进行故障判断,再开展综合应用 。
2. 考情总结:广东着重于综合性的计算,也就是电容器加上动态分析,江西侧重于基础性的判断,具体是选择题加上实验题,解答题目需要先将电路进行简化一番,然后再去分析其变化情况。
五、板书设计(竖屏适配版)
电路动态分析与故障判断
1. 动态分析方法
推导法:R总→I总→U外→分电压/电流
串反并同:串联相反、并联相同
2. 故障判断
断路:U断点=E,电流为0
短路:U短路=0,电流增大
3. 两省考向
广东:电容器+综合计算
江西:故障判断+实
