初中物理电学画图习题 (初中物理电学习题视频)

上次我们谈到初中电学的学习方法,接下来我想具体谈谈该如何在我们平时习题和作业中去使用这些方法。

一、欧姆定律的应用举例

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对于运用欧姆定律公式要注意的点

1.在运用欧姆定律公式(包括其变形公式)时,要注意电流、电压、电阻的“同体性”和“同时性”,

2.注意公式中各物理量的单位分别为安、伏和欧.若题目中给出的是其他单位,必须经过单位换算后,再代入公式求解.

3.根据欧姆定律I = U/R得R = U/I,对此式要注意理解其物理意义.对于同一个导体,若导体本身的材料、长度和横截面积不变,且忽略温度对其的影响,则导体的电阻大小不随电压、电流的变化而变化.

1、欧姆定律的应用

欧姆定律在我们日常生活中的应用非常广泛。大到航空航天装备、精密仪器、工业制造,小至家用电器都需设计合适的电路来实现仪器、设备功能的实现、控制和操作。这些电路有的相当复杂,例如手机的电路板,飞机中的电路等。这些电路现在已经高度集成化,这就是我们平时听到的大规模集成电路。而与我们日常生活息息相关的用电器,其中的电路就相对简单的多。例如我们日常用的加热器、加湿器、保温箱以及各种报警器,其内部的电路不复杂,可以简单地实现控制,其主要的办法还是根据欧姆定律来实现电路中相关电流、电压、电阻之间的定量改变。

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从做题角度我们主要是抓住电路中的变与不变。即在分析某个电路时,弄清楚电路中哪些量是不变的,哪些量是在变化的。其次,是找到变与不变的关系,这是解决问题的关键。如何找到这个关系呢?我们给出一般性的思考方法步骤:

(1)电路分析

①电路是如何连接的。是串联还是并联

②电压表、电流表测量对象

③电路的变化是有谁引起的【特殊电阻(热敏电阻、压敏电阻)、电阻箱、滑动变阻器】

④定性地判断出哪些量在变化以及如何在变化。

注:在实际电路分析时还需要考虑到电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器、用电器等对电流的限制。对于电流表、电压表而言它们有一定的量程和分度值,故所测量的量值应该在其量程和精度范围内。对于滑动变阻器它也有一定的规格。例如标有“50Ω1.5A”表示滑动变阻器最大量程为50Ω,通过的最大电流为1.5A。对于用电器而言都有其额定的电压、电流和功率,一般用电器都在额定电压、电流和功率下工作。

(2)列出方程

根据不变的量与变的量之间的关系列出等式,进行计算。那么在电路中哪些量常是不变的呢?一般说来,电路中的电源电压是恒定的,在变化电路中其值保持不变;其次,在电路中还有一些定值电阻,其阻值不随温度改变;再次,就是有些特殊电路需要控制某个物理量不变等。

①对于电源电压不变可列方程:

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②对于定值电阻可列方程:

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③对于某个特定量不变:例如在一些电路中,常常要控制电流大小,一般电流有一个限制范围即存在一个上限或下限。一般情况都可以归为临界问题处理。数学上常常可以将要求的量先求出其表达式,然后根据题目要求列出不等式,求至少或至多。又例如须设定谋个电压不变(额定电压)或某个电阻不变,处理问题还是最终由题设来列等式。

现在我们以2020年南京中考物理卷选择题最后一题为例来具体谈谈如何分析电路并列方程。

例(2020•南京)如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V.下列说法正确的是(  )

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A.电源电压为4.5V

B.R2的最大阻值为20Ω

C.电路消耗的总功率最小时,R1与R2接入电路的阻值之比为3:1

D.电流表示数为0.4A时,R1与R2消耗的功率之比为1:1

分析: 首先,我们要分析电路图 。题目中给出的是一个实物图,那么为了方便起见我们可以画出它的电路图,正确画出电路图是我们成功解决问题的关键。当然,当我们对电路连接非常熟悉的时候,我们也可以省略此步骤。

通过分析电路我们得到

(1)此电路是一个串联电路。滑动变阻器与定值电阻R1串联。

(2)电流表在干路上测总电流;电压表测的是滑动变阻器两端的电压。

(3)滑动变阻器滑片左移时,接入电路中的电阻变大,电路总电阻变大,总电流变小,电压表示数变大;右移时,接入电路中的阻值变小,电路总电阻变小,总电流变大,电压表示数变小。

(4)在整个电路变化过程中,电源电压不变,定值电阻不变。

接着,就是根据题目中给定的条件来列方程。

题目中说到滑动变阻器滑片移动,但没有说向右还是向左,此时,我们需要根据条件来判断。刚才我们已经在电路分析部分得出滑动变阻器滑片左右滑动,电路中的电学量变化情况。题目中说滑片移动使电流值变化了0.3A,这个就隐含的说出滑动变阻器此时是向使电路总电流增大的方向移动即右移。

故我们可以得出结论: 滑片右移,此时电流表的值变为0.5A,电压表示数变为1.5V。那么我们就可以根据这两种状态来列方程:

【1】电源电压

由于电源电压不变,可设电源电压为U,R1两端电压设为U1列方程如下:

U=0.2 R1+3

U=0.5 R1+1.5

解得:U=4V,R1=5Ω

【2】确定滑动变阻器的最大阻值。

题设中R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V,可知P是在左端的,有电流电压可以求出滑动变阻器最大阻值为R2=15Ω

【3】电路总功率最小。

根据公式 P=UI,由于压不变,则就意味着电流最小,那电流什么时候最小呢?当然是电路中的阻值最大!即滑动变阻器在最大阻值处。这里要注意的是滑动变阻器阻值能不能达到最大值?其实仔细分析会发现滑动变阻器阻值越大,其电压表的示数也会越大,这时候就要考虑到电压表量程。因为电压不能超出其量程,如果电源电压比电压表量程小,那么就无须担心了。因为滑动变阻器两端电压数值是不会比电压大的。

【4】求其他物理量

把电源电压,滑动变阻器最大阻值,定值电阻阻值都求出来后,接下来列公式求电路中其他的物理量就是水到渠成的事了。

下面列出两个其他市的中考题大家可以用相似的方法来求。不过不同的是,列方程是要通过图像来解决。大家可以试试!

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