以下講解,針對人教版初中物理教材和青島市物理中考要求。其它教材和地區,考試要求不一樣,但是解決該問題的基本方法是通用的。
電學中的各物理量之間的關係,都是建立在電路的三種基本連接之上的(見圖1)。所以畫出複雜電路圖的等效電路圖,是解決電學計算的基本功。
圖1
青島市物理中考限定在兩個電阻(此處也代表各用電器)連接,所以最終畫出的等效電路圖,就是上圖三個中的一個。
第一種類型:學會解決局部短路(見圖2)和開關斷開(見圖3)
圖2
這個電路圖中有兩個電阻,R2被局部短路,所以R2在電路中不起作用,把R2及其節點間部分擦除,觀察剩下的部分(見圖4左)。
圖3
這個電路圖中也有兩個電阻,因為開關斷開,所以擦除開關及連入的兩個節點中的部分,觀察剩下的部分。(見圖4右)
圖4
把圖4的兩個圖,進一步完善,就是最開始講到的三種基本連接中的的第一種情況(見圖1)。
圖5
例題1:練習圖5中擦除斷開開關的方法。
S1閉合,S2、S3斷開,擦除S2和S3及兩節點間的導線,看剩餘的部分,如圖6
圖6
可以判斷出是一個基本的串聯,等效電路圖是最開始講到的三種基本連接中的的第二種情況(見圖1)。
測驗1:請分別畫出圖5中只閉合S3時和只閉合S2、S3時的等效電路圖
圖7
例題2:圖7題目的要求是同時閉合S1、S2,可以判斷出R1被局部短路,擦除後看剩餘的部分,見圖8
圖8
可以看出是一個基本的並聯,等效電路圖是最開始講到的三種基本連接中的的第三種情況(見圖1).
第二種類型:排除電流表和電壓表的幹擾,把電流表處看作導線連接,電壓表處看成是開關斷開,擦除電壓表及節點間部分。
圖9
上邊三個圖,都正確連入了電流表和電壓表,去掉電流表和電壓表,只看電阻的連接,等效電路就分別跟最開始提到的三種基本連接的三種情況對應(見圖1)。
例題3:,畫出下圖的等效電路圖
圖10
分別去掉電流表和電壓表,看剩餘部分如下圖
圖11
可以看出是一個基本的串聯,等效電路圖是最開始講到的三種基本連接中的的第二種情況(見圖1)。
總結出畫等效電路圖的三個步驟:
一、把複雜的電路圖在草稿紙上用鉛筆一模一樣畫出來。
二、把開關閉合和電流表處連上導線,如果滑動變阻器連入電阻阻值是0,也畫成導線,否則保留。把開關斷開和電壓表及相鄰兩節點間部分用橡皮擦除。
三、觀察剩餘的部分,可以輕鬆畫出相應的等效電路圖。
測驗:4:
分別畫出上圖中只有S1、S3閉合時和只有S2、S3閉合時的等效電路圖
測驗5:
畫出上圖的等效電路圖,判斷出兩個電流表和電壓表分別測哪個電阻的電流和電壓
測驗6:畫出下列兩道題的等效電路圖。
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