加载中…解决初中电学问题的基本思路和方法
(2023-12-25 14:04:19)
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教育教学初中物理 |
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初中物理也好，高中物理也罢!无外乎两大问题:力学问题和电学问题。
今天我想来谈谈解决初中电学问题的基本思路和方法，供大家参考。
一、分析电路的连接方式和电表的测量对象
电路常见的连接方式四种:
1、只接入一个用电器。
2、用电器串联。
3、用电器并联。
4、用电器混联。
要解决电学问题，首先是分析电路的连接方式。为了准确方便的分析电路连接放式，我们必须简化电路，常用方法是:“电流表当导线，电压表不看”，这样可以准确快捷地分析出电路的连接方式。请看下面的电路图:
如图所示:
闭合S1，断开S2时，R1被短路，R3未接人电路，只有R2接人电路，电流表测量通过R2的电流。
S1、S2均断开时，R3未接人电路，R1和R2串联，电流表测量它们串联的总电流。
S1、S2均闭合，R1被短路，R2和R3并联，电流表测量通过R2的电流。
断开S1，闭合S2时，R2和R3并联后再与R1串联，电流表测通过R2的电流。
二、弄清串并联电路中电流、电压、电阻以及电功、电功率、电热、电热功率的关系
1、串并联电路中电流、电压、电阻的关系:
2、串并联电路中电功、电功率、电热、电热功率的关系:无论串联还是并联，它们都是求和的关系，即:W=W1+W2P=P1+P2Q=Q1+Q2P热=P热1+P热2
三、熟记电学的基本公式(一)、基本公式1、欧姆定律:I=U/R2、电功基本公式:W=UIt3、电功率基本公式:P=UI4、电热基本公式:Q=I²Rt5、电热功率基本公式:P热=I²R(二)、公式适用范围1、纯电阻电路，即W=Q，比如:热水器、电饭煲、电洛铁、电热毯等。计算纯电阻电路的电功和电热，电功率和电热功率时，想用哪个公式就用哪个公式。下面这些公式以及推导公式都可以随便用，不用担心用错。W=Q=UIt=I²Rt=(U²/R)t=Pt=P热tP=P热=UI=I²R=U²/R=W/t=Q/t例题分析:1.阻值为10Ω的电阻接入电路中，通过它的电流为2A，求电阻的功率。解:P=I²R=(2A)²×10Ω=40W2.一段阻值为60Ω的电热丝接在电压为120V的电源两端，通电2min产生的热量为多少?解:Q=(U²/R)t=(120V)²/60Ω×2×60s=2.88×104J2、非纯电阻电路，即W＞Q，比如:动机等。因为电功不等于电热，因此，在计算电功和电热，电功率和电热功率时，必须用各自的基本公式，不能乱用推导公式。电功就只能用:W=UIt电功率就只能用:P=UI电热就只能用:Q=I²Rt电热功率就只能用:P热=I²R例题分析:现有一电动机，其线圈电阻为0.4欧姆，当电动机两端为220V时，通过线圈的电流为50A，求电动机的功率和发热功率以及效率。解:P=UI=220V×50A=1.1×104WP热=I²R=(50A)²×0.4Ω=1×103WP机=P-P热η=1.1×104W－1×103W=1×104W=P机/P=1×104W/1.1×104W=90.9%
四、三个重要的比例式1、串联电路:(电流相等、分压)W1/W2=P1/P2=U1/U2=R1/R2串联电路中，电阻大的用电器，分的电压多，消耗的功率大，做功多。串联电路中，电阻大的灯泡发光更亮。已知R1=10Ω，R2=20Ω，现将R1和R2串联起来接在电路中，通过它们的电流I1:I2=1:1(电流相等)；它们两端的电压U1:U2=1:2；它们消耗的功率P1:P2=1:2；它们做的功W1:W2=1:2若是纯电阻:Q1:Q2=W1/W2=P1/P2=U1/U2=R1/R22、并联电路:(电压相等、分流)W1/W2=P1/P2=I1/I2=R2/R1并联电路中，电阻大的用电器，通过的电流小，消耗的功率小，相同时间内做功少。并联电路中，电阻大的灯泡发光反而更暗。已知R1=10Ω，R2=20Ω，现将R1和R2并联起来接在电路中，它们两端的电压U1:U2=1:1(电压相等)；通过它们的电流I1:I2=2:1；它们消耗的功率P1:P2=2:1；相同时间内它们做的功W1:W2=2:1若是纯电阻:Q1:Q2=W1/W2=P1/P2=I1/I2=R2/R13、同一个用电器:(电阻相等)W1/W2=P1/P2=(I1/I2)²=(U1/U2)²同一个用电器，电阻不变，根据欧姆定律，当电阻不变时，电流与电压成正比。电压变为原来的n倍，电流也变为原来的n倍，根据功率公式P=UI可知，功率变为原来的n²倍。当然用公式P=I²R或P=U²/R也可以推导出上面比例式。(1)定值电阻R两端的电压为3V时，R消耗的功率为6W，如果定值电阻两端电压变为9V，则R消耗的功率为54W。R=1.5Ω(保持不变)U1:U2=3V:9V=1:3P1:P2=6W:54W=1:9=1²:3²(2)通过定值电阻R的电流为0.2A时，R消耗的功率为16W，若通过定值的电流变为0.1A，则R消耗的功率为4W。R=400Ω(保持不变)I1:I2=0.2A:0.1A=2:1P1:P2=16W:4W=4:1=2²:1²若是纯电阻:Q1:Q2=W1/W2=P1/P2=(I1/I2)²=(U1/U2)²特别提示:串联和并联电路中的脚码1、2是指两个不同的用电器的各个物理量；同一个用电器中的脚码1、2是指同一个用电器的两次不同的物理量。
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