高中物理電路簡化

例談綜合法簡化電路 一 簡化電路的具體方法 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 經各電阻外電路巡行一周至電 源的負極 凡是電流無分叉地依次流過的電阻均為串聯 凡是電流有分叉地依次流過的電阻均為并聯 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 點匯合流入電源的負極 從并聯電路的特點可知此三燈并聯 題后小結 支路電流法 關鍵是看電路中哪些點有電流分叉 此法在解決復雜電路時顯得有些力不從心 2 等電勢法 將已知電路中各節(jié)點 電路中三條或三條以上支路的交叉點 稱為節(jié)點 編號 按電勢由高到低的 順序依次用 1 2 3 數碼標出來 接于電源正極的節(jié)點電勢最高 接于電源負極的節(jié)點電勢最低 等電勢的節(jié) 點用同一數碼 然后按電勢的高低將各節(jié)點重新排布 再將各元件跨接到相對應的兩節(jié)點之間 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)點標號 四個節(jié)點分別標上 1 2 2 將各個節(jié)點沿電流的流向依次排在一條直線上 3 將各個電路元件對號入座 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 四個電阻是并聯關系 題后小結 等電勢法 關鍵是找各等勢點 在解復雜電路問題時 需綜合以上兩法的優(yōu)點 二 綜合法 支路電流法與等電勢法的綜合 注意點 1 給相同的節(jié)點編號 2 電流的流向 由高電勢點流向低電勢點 等勢點間無電流 每個節(jié)點流入電流之和等于流出電流之和 例 3 由 5 個 1 電阻連成的如圖 4 所示的電路 導線的電阻不計 則 A B 間的等效電阻為 策略 采用綜合法 設 A 點接電源正極 B 點接電源負極 將圖示電路中的節(jié)點找出 凡是用導線相連的 節(jié)點可認為是同一節(jié)點 然后按電流從 A 端流入 從 B 端流出的原則來分析電流經過電路時的各電阻連接形式就 表現出來了 解析 由于節(jié)點 A D 間是用導線相連 這兩點是等勢點 均標 1 節(jié)點 C F 間是用導線相連 這兩點 是等勢點 均標 2 節(jié)點 E B 間是用導線相連 這兩點是等勢點 均標 3 則 A 點電勢最高 C F 次之 B 點電勢最低 根據電流由高電勢流向低電勢 易得出各電阻的電流方向 由于電阻 R1 R2 均有一端接點 1 另一端接點 2 電阻 R4 R5 均有一端接點 2 另一端接點 3 電阻 R3 一端 接點 1 另一端接點 3 易得其等效電路如圖 5 所示 或者用圖 4 中所標電流方向 也可得其等效電路如圖 5 相比第一種方法更簡單 故 AB 間總電阻力 0 5 題后小結 在分析電路時 首先應找出各個節(jié)點 凡是用導線相連的兩節(jié)點是等勢點 可以等效為一個節(jié) 點 如圖 4 中的 A 與 D C 與 F E 與 B 連在兩個相鄰的節(jié)點間的電阻是并聯的 如圖 4 中的電阻 1 和電阻 2 電阻 4 和電阻 5 當把最基本的電路等效后 再對高一級電路進一步分析 即電阻 1 2 并聯后與電阻 4 5 并聯 后串聯 之后再與電阻 3 并聯 這種逐級分析的方法在分析等效電路中是很有效的 此方法側重于等電勢法 但是 若將圖 4 改為圖 6 即使畫出等效電路圖 5 按習慣總將電流表看作導線 也無濟于事 而且將電 流表置于圖 5 中的合適位置更是難上加難 若根據圖中的電流方向則易得 電流表 A1 測的是電阻 R2 和 R3 的電流 之和 電流表 A2 測的是電阻 R1 和 R2 的電流之和 電流表 A3 測的是電阻 R3 和 R4 的電流之和 注 有些初學者憑感覺認為 電流可以沿 A C D 方向流動 這是錯誤的 因為電流由高電勢點流向低電 勢點 不可能由點 1 A 經點 2 C 又流回點 1 D 其它點同理可得電流流向 三 含電容器 電流表 電壓表的復雜電路 畫等效電路時 電流表視為導線 電容器 電壓表視為斷路 若考慮內阻 則將其視為一個大