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高中物理电源功率难点:开关与滑片变化,等效电路图一招搞定

2026-07-01 17:37:36教育资讯0

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针对电学计算题里的电路这一情况, 存在多个开关闭合、断开呈现出的不同状态, 并且有时还关联到滑动变阻器滑片所处的不同位置状况, 学生在求解之时就会显得颇为困难, 极易导致误判以及错解现象的发生。采用“等效电路图”这种方法, 将复杂问题予以简单化处理, 解题的正确概率便会有极大程度的提高。f1r物理好资源网(原物理ok网)

一、电流路径的优先走法f1r物理好资源网(原物理ok网)

以电流当作一个“人”, 其走过的路径存在一定可遵循的规律, 下面针对几种情形展开讨论。f1r物理好资源网(原物理ok网)

1.如呈现的图1所示, 电流从点a开始移动直至点b, 存在二条可供通行的路径, 鉴于连接电路的导线其电阻数值极小, 运用近似的分析方式, 能够认定导线的电阻为 这种情况, 而灯泡是具备电阻实体的, 所以电流会优先选取与灯泡并联的导线这条行进路径, 而不会经过灯泡, 进而在绘制等效电路图时, 能够将灯泡予以删除。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图1f1r物理好资源网(原物理ok网)

2.如图2所示, 电流从点a出发前往点b, 会选择哪条路径呢? 鉴于电流表具有电流极小的特性, 相较于与之并联的R来讲能够忽略不计, 所以电流会优先选取走电流表的这条路径, 而不会经过R, 同样地, 在绘制等效电路图的时候, 应当将R删除掉。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图2f1r物理好资源网(原物理ok网)

3.如图3, 鉴于电压表的电阻这般大, 能够将电压表视作开路, 因而电流优先选取走R这条路径。当然此时存在微弱的电流通过电压表, 电压表呈现出有示数的情况。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图3f1r物理好资源网(原物理ok网)

4.处于像图4那样的情况, 以及处于图5那般的情形, 电流会优先朝着与电压表并联的导线或者电流表流动, 在这个时候, 电压表是没有示数显示的。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图4f1r物理好资源网(原物理ok网)

图5f1r物理好资源网(原物理ok网)

5.如图6所示, 处于如此这般的情况之下, 电流究竟会以怎样的走法行进呢, 鉴于电流表以及导线的电阻均都是十分微小的, 相比较而言, 导线的电阻会显得更为微小, 经过近似地剖析认定, 电流仅仅会优先选择走导线, 所以致使电流表示数呈现为0A, 在绘制等效图的时候, 应当将电流表予以删掉。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图6f1r物理好资源网(原物理ok网)

二、等效电路图的画法与解题的一般步骤f1r物理好资源网(原物理ok网)

1.精细地审视题目, 于草稿这一纸张之上描绘出原本的图形,并且将开关呈现出的状态, 滑动变阻器的滑片处在怎样的位置依照题目所给定的意思绘制下来。f1r物理好资源网(原物理ok网)

2.按照电流路径优先通行的走法, 把未曾有电流通过的元件, 用橡皮擦给擦掉, 与此同时, 将处于断开状态的开关以及跟它串联在一起的元件一并擦掉, 对于闭合的开关, 则用导线去进行替代。f1r物理好资源网(原物理ok网)

3.以正确的方式去剖析电路的连接样式, 清晰地明确电流表所测量的是作为哪一部分的电路之中的电流, 精准地知晓电压表所测量的究竟是哪一个对象的电压, 之后把电路图进行整理, 如此一来, 便画出了等效电路图。f1r物理好资源网(原物理ok网)

4.把已知条件尽可能标注在等效电路图上;f1r物理好资源网(原物理ok网)

5.辨认出所要找寻的物理量跟哪一个等效图相互对应, 随后依据串联、并联电路各自的特点, 尤其要留意电源电压维持不变, 定值电阻的阻值恒定不变, 准确无误地运用电学公式去展开分析, 据此解答。f1r物理好资源网(原物理ok网)

与例1相关的内容, 例如呈现出这样一种情况, 电源电压维持着恒定不变的状态, 滑动变阻器存在着最大值是某个数值的情况, 小灯泡有着电阻为另一个数值且始终无变化的情形, 在开关 和 都处于闭合状态并且滑片P滑动到b端的时候, 电流表 和电流表 的示数呈现出3比2的比例关系, 当开关 和 都处于断开状态而且滑片P放置在滑动变阻器中点位置时, 小灯泡L的功率为10W。求: f1r物理好资源网(原物理ok网)

(1)电阻 的阻值;f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)当 、 均闭合且滑片P在b端时,电压表V的示数;f1r物理好资源网(原物理ok网)

高中物理电源功率f1r物理好资源网(原物理ok网)

(3)整个电路消耗的最小功率。f1r物理好资源网(原物理ok网)

分析: (1)当 完全闭合之时, 并且 同步处于闭合状态, 而且滑片朝着b端滑动抵达b端位置, 依据图7所示情况, 那么灯泡L之中不会有电流通过, 所以能够画出等效电路图, 也就是图8。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图7 图8f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)当处于断开状态, 并且也处于断开状态, 同时滑片放置在中点位置时, 依据图4, 能够画出等效电路图, 此电路图为图9。f1r物理好资源网(原物理ok网)

解析:(1)图8中,设 的示数贝语网校,则 的示数f1r物理好资源网(原物理ok网)

因为 、 并联f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

又因为 ,所以 ,f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)如图9,因为f1r物理好资源网(原物理ok网)

图9f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

因为f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以电源电压f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以图8中电压表的示数为30V。f1r物理好资源网(原物理ok网)

(3)依据 , 电源电压U保持一定 , 当R处于最大状态之时 , P呈现最小情况。所以在这个时候 、 应当断开 , 滑片放置到达b点之处 , 在这时 最大 , 等效电路图为(图9)。f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

示例二、如下呈现画面十所示出的电路里头, 存在着, 以及, 是拟定阻值恒定不变的电阻, 那盏灯L之上标记着“十六伏特 四瓦特”的样子, 电源所具备的电压始终维持稳定不变的状态。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图10f1r物理好资源网(原物理ok网)

(1)将开关S闭合, 还有另外两个开关也闭合, 此时电流表所显示的示数是0.35A, 在这种情况下灯L恰好能够正常发光, 要计算电阻的大小。f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)将开关S进行闭合操作, 把开关、都断开, 电压表所呈现的示数相较于(1)的情况产生了3.2V的变化, 去求取在这个时候电阻所消耗的电功率(前提是灯丝电阻保持不变)。f1r物理好资源网(原物理ok网)

剖析: (1)在S、 、 三者均闭合的状况下, 依据图1, 依照图4, 绘制出等效电路图高中物理电源功率,绘出的等效电路图呈现为(如图11)。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图11f1r物理好资源网(原物理ok网)

当S闭合,、 断开高中物理电源功率,等效电路图(如图12)f1r物理好资源网(原物理ok网)

图12f1r物理好资源网(原物理ok网)

剖析: (1)于图11里头, 鉴于电压表是关联在a、b之间的, 故而电压表示出来的数值是0V, 并且由于L处于正常发光的状态。f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以电源电压f1r物理好资源网(原物理ok网)

因为f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

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高中物理电源功率f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)因为图11中,电压表示数为0Vf1r物理好资源网(原物理ok网)

所以图12中电压表的示数f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

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例3, 如图13呈现, 电源电压维持不变, 灯泡, 分别标记有“6V 3W”以及“6V 6W”的字样, 额定电压不明确, 额定功率是9W, 并且, , 的电阻保持恒定, 求: f1r物理好资源网(原物理ok网)

图13f1r物理好资源网(原物理ok网)

(1) 、 正常工作时的电阻 、 分别是多少?f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)在开关处于断开状态之后, 又呈现出闭合状态的情形下, 恰好存在一盏灯能够长时间维持正常发光的状况, 那么在这个时候, 电压表所显示的示数究竟是多少, 电流表所显示的示数又究竟是多少? f1r物理好资源网(原物理ok网)

(3)当开关呈现断开状态、又变为闭合状态之际, 电路所具备的实际功率是如此这般, 那么在这个时候电流表所显示的示数究竟是多少? 那个东西的额定电压又是多少? f1r物理好资源网(原物理ok网)

分析:(1)当 断开、 闭合,等效电路图如图14。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图14f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)当 闭合, 断开,等效电路图如图15。f1r物理好资源网(原物理ok网)

图15f1r物理好资源网(原物理ok网)

解析:(1)因为f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以 ,f1r物理好资源网(原物理ok网)

(2)身处图14里, 鉴于存在一盏灯能够长时间维持正常发光的状况, 并且另一灯不会出现烧坏的情况, 故而另一灯的工作电流相较于它的额定电流要更小一些。f1r物理好资源网(原物理ok网)

因为 ,所以 ,f1r物理好资源网(原物理ok网)

因串联电路里各处的电流是相等的, 所以这般, 那代表着灯在呈正常发光的状态, 但另一盏灯发光却是比较暗的。f1r物理好资源网(原物理ok网)

此刻, 因而电压表示出来的数值是3V, 电流表示显的示数为0.5A, 电源所具备的电压。f1r物理好资源网(原物理ok网)

(3)图15中,因为只有 工作,而f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)

即电流表的示数为0.25Af1r物理好资源网(原物理ok网)

又 ,f1r物理好资源网(原物理ok网)

所以f1r物理好资源网(原物理ok网)