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物理电学电路变化因素的判定及应用初探
在中学电学中会有很多的公式应用这些公式能解决电学计算问题。然而学生在使用中往往在串并联电路变化因素的判定时可能或多或少的进入对点穴知识点理解的误区,在近几年中考中甚至高考中此类问题失分率较高。针对此问题我从电学公式入手,从几个方面来帮助学生和自学者来深入理解电学串并联电路中针对各种因素(电动势或电压U,电流I,电阻R)的变化对其他因素的影响做以全面阐述。
1、部分电路欧姆定律I=
理解为通过(纯)电阻的电流与电阻成反比,与电阻两端电压成正比!
2、电阻的串并联:R串=R1+R2 (1)
同学已经过多次联系训练可知:结论当单纯串联或并联电路,其中一个电阻增大减小,则总电阻随着增大或减小!即R1则R总一定增大!进而推出在混联电路中一个电阻增大总电阻一定增大(恒压电源则一定能推出总电流减小,同时推出其他电阻的总电压减小)这是为什么呢?我们从(1)(2)式通过 R`串0,R`并0可以看出这一点。(对于高中学生可以引入变化量及导函数概念,针对初中学生多从例题中总结不要过多强调高等数学范畴的知识)
我们最后强调一下结论:在(纯电阻)电路中当一个电阻增大时则有此电路中总电阻一定增大,总电流一定减小,同理,当一个电阻减小时则有此电路中总电阻一定减小,总电流一定增大。(*)当有更细的电路分析时,则支路电阻增大时则有干路中电阻阻值一定增大,干路电流一定减小。反之亦然。
以上结论可以用于判断复杂电路中一个电阻变化对整个电路的整体影响,通过其他电学知识理论可以判断出同指路或其他支路相关电学物理量参数的变化。
可以以一个非常浅显的例题作为佐证,如图:R1,R2 接入电路中
当 R2阻值发生改变时, R1和R3两端电压及电流变化(可深入讨论功率变化问题):
我们试着分析一下,不论文联盟妨先考虑R2阻值增大时的情况:
R2阻值增大
1、则总电流I总减小,对于R4上的分压U4减小;
2、R1,R2R3 所在支路电压U并增大(因为总电压不变),则R3所在的并联支路上有I3增大,(I3= );
3、由于有I总减小,I3增大,则I1=I2一定减小!(!)
4、因为I1减小则U1一定减小!
5、由4和2的结论得出U2增大!
中间的结论得出我没有具体展开说明,相信在教学一线的教师能清楚明白,当然对于中学学生来说这几步逻辑推理严密的过程需要一个小专题来逐步让学生掌握,不能把学生当成人或专家考虑。
上面个用电器的参数分析明白了,当然个用电器的功率变化就迎刃而解了,不再赘叙。
最后有一个重要的补充说明:我们还是以图为例: 代写论文 http://
此图中R1为电路中一电阻当在电路中川一电阻R2时以上结论显而易见都成立,关键是有人发现当并入一电阻R2'时R总在减小(欧姆定律)显而易见,有人会问本来没有阻值现在加了一个电阻(电阻增加?)电流增大,与你前面说的结论不一致了,这难道是特例?
回答是(*)的结论是绝对没有错,对于极点变化结论仍然有效,原因分析如下:
当一个电阻在电路中串入一个电阻时和没串电阻时相当于电路中一个电阻由0增大到了一个数值,一点电阻增大,结论全部成立;关键是并联一个电阻是我们看和没并联之前相比是怎么样?
并联一个电阻时相当于把原来并联支路上的一个电阻的阻值由无穷大()减小到一个固定阻值了!这是理解结论的一个关键!可以理解吗?因为未并电阻时没有并联支路I2'=0!也就是等价电路有R2'=。
此时我们可以理解为:当电路中给一个用电器串一个电阻,相当于把原来串的电阻由0增大到一个固定数值;而电路中给一个用电器并一个电阻,相当于把原来并的电阻由减小到一个固定数值。
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