高中物理電路簡(jiǎn)化

例談綜合法簡(jiǎn)化電路 一 簡(jiǎn)化電路的具體方法 1 支路電流法 電流是分析電路的核心 從電源正極出發(fā)順著電流的走向 經(jīng)各電阻外電路巡行一周至電 源的負(fù)極 凡是電流無分叉地依次流過的電阻均為串聯(lián) 凡是電流有分叉地依次流過的電阻均為并聯(lián) 例 1 試判斷圖 1 中三燈的連接方式 解析 由圖 1 可以看出 從電源正極流出的電流在 A 點(diǎn)分成三部分 一部分流過燈 L1 一部分流過燈 L2 一部分流過燈 L3 然后在 B 點(diǎn)匯合流入電源的負(fù)極 從并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知此三燈并聯(lián) 題后小結(jié) 支路電流法 關(guān)鍵是看電路中哪些點(diǎn)有電流分叉 此法在解決復(fù)雜電路時(shí)顯得有些力不從心 2 等電勢(shì)法 將已知電路中各節(jié)點(diǎn) 電路中三條或三條以上支路的交叉點(diǎn) 稱為節(jié)點(diǎn) 編號(hào) 按電勢(shì)由高到低的 順序依次用 1 2 3 數(shù)碼標(biāo)出來 接于電源正極的節(jié)點(diǎn)電勢(shì)最高 接于電源負(fù)極的節(jié)點(diǎn)電勢(shì)最低 等電勢(shì)的節(jié) 點(diǎn)用同一數(shù)碼 然后按電勢(shì)的高低將各節(jié)點(diǎn)重新排布 再將各元件跨接到相對(duì)應(yīng)的兩節(jié)點(diǎn)之間 即可畫出等效 電路 例 2 判斷圖 2 各電阻的連接方式 解析 1 將節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào) 四個(gè)節(jié)點(diǎn)分別標(biāo)上 1 2 2 將各個(gè)節(jié)點(diǎn)沿電流的流向依次排在一條直線上 3 將各個(gè)電路元件對(duì)號(hào)入座 畫出規(guī)范的等效電路圖 如圖 3 所示 4 從等效電路圖可判斷 四個(gè)電阻是并聯(lián)關(guān)系 題后小結(jié) 等電勢(shì)法 關(guān)鍵是找各等勢(shì)點(diǎn) 在解復(fù)雜電路問題時(shí) 需綜合以上兩法的優(yōu)點(diǎn) 二 綜合法 支路電流法與等電勢(shì)法的綜合 注意點(diǎn) 1 給相同的節(jié)點(diǎn)編號(hào) 2 電流的流向 由高電勢(shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn) 等勢(shì)點(diǎn)間無電流 每個(gè)節(jié)點(diǎn)流入電流之和等于流出電流之和 例 3 由 5 個(gè) 1 電阻連成的如圖 4 所示的電路 導(dǎo)線的電阻不計(jì) 則 A B 間的等效電阻為 策略 采用綜合法 設(shè) A 點(diǎn)接電源正極 B 點(diǎn)接電源負(fù)極 將圖示電路中的節(jié)點(diǎn)找出 凡是用導(dǎo)線相連的 節(jié)點(diǎn)可認(rèn)為是同一節(jié)點(diǎn) 然后按電流從 A 端流入 從 B 端流出的原則來分析電流經(jīng)過電路時(shí)的各電阻連接形式就 表現(xiàn)出來了 解析 由于節(jié)點(diǎn) A D 間是用導(dǎo)線相連 這兩點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn) 均標(biāo) 1 節(jié)點(diǎn) C F 間是用導(dǎo)線相連 這兩點(diǎn) 是等勢(shì)點(diǎn) 均標(biāo) 2 節(jié)點(diǎn) E B 間是用導(dǎo)線相連 這兩點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn) 均標(biāo) 3 則 A 點(diǎn)電勢(shì)最高 C F 次之 B 點(diǎn)電勢(shì)最低 根據(jù)電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì) 易得出各電阻的電流方向 由于電阻 R1 R2 均有一端接點(diǎn) 1 另一端接點(diǎn) 2 電阻 R4 R5 均有一端接點(diǎn) 2 另一端接點(diǎn) 3 電阻 R3 一端 接點(diǎn) 1 另一端接點(diǎn) 3 易得其等效電路如圖 5 所示 或者用圖 4 中所標(biāo)電流方向 也可得其等效電路如圖 5 相比第一種方法更簡(jiǎn)單 故 AB 間總電阻力 0 5 題后小結(jié) 在分析電路時(shí) 首先應(yīng)找出各個(gè)節(jié)點(diǎn) 凡是用導(dǎo)線相連的兩節(jié)點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn) 可以等效為一個(gè)節(jié) 點(diǎn) 如圖 4 中的 A 與 D C 與 F E 與 B 連在兩個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)間的電阻是并聯(lián)的 如圖 4 中的電阻 1 和電阻 2 電阻 4 和電阻 5 當(dāng)把最基本的電路等效后 再對(duì)高一級(jí)電路進(jìn)一步分析 即電阻 1 2 并聯(lián)后與電阻 4 5 并聯(lián) 后串聯(lián) 之后再與電阻 3 并聯(lián) 這種逐級(jí)分析的方法在分析等效電路中是很有效的 此方法側(cè)重于等電勢(shì)法 但是 若將圖 4 改為圖 6 即使畫出等效電路圖 5 按習(xí)慣總將電流表看作導(dǎo)線 也無濟(jì)于事 而且將電 流表置于圖 5 中的合適位置更是難上加難 若根據(jù)圖中的電流方向則易得 電流表 A1 測(cè)的是電阻 R2 和 R3 的電流 之和 電流表 A2 測(cè)的是電阻 R1 和 R2 的電流之和 電流表 A3 測(cè)的是電阻 R3 和 R4 的電流之和 注 有些初學(xué)者憑感覺認(rèn)為 電流可以沿 A C D 方向流動(dòng) 這是錯(cuò)誤的 因?yàn)殡娏饔筛唠妱?shì)點(diǎn)流向低電 勢(shì)點(diǎn) 不可能由點(diǎn) 1 A 經(jīng)點(diǎn) 2 C 又流回點(diǎn) 1 D 其它點(diǎn)同理可得電流流向 三 含電容器 電流表 電壓表的復(fù)雜電路 畫等效電路時(shí) 電流表視為導(dǎo)線 電容器 電壓表視為斷路 若考慮內(nèi)阻 則將其視為一個(gè)大