【与您一道探讨“变化的电路”】教你三步看懂电路图
时间：2019-02-02 03:19:15 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
同学们，电学在初中物理中占有很大的比例，而电路的计算是重中之重，学好变化的电路则显得尤为重要。现与大家一道探讨变化电路的计算等的一些问题。� 1 电路的状态及形成电路变化的电路元件�
1.1 电路状态�
①通路：电路处处连通，电路中有电流。�
②断路：电路由于某种原因断开（开关断开、接入电压表等），电路断路，电路中没有电流。可以把断路的部分看着不存在。�
③短路：（1）电源短路：不经过用电器，电源两端有导线直接相连，形成电源短路，电源短路在电路中不允许出现，电学计算中一般不出现电源短路。（2）用电器短路：用电器两端有导线直接相连，形成用电器短路。此时，电流从形成短路的导线、电流表流过，被短路的用电器没有电流流过。可以把短路的部分看着不存在。�
1.2 电路元件�
①开关：开关闭合的电路是通路，开关断开的电路是断路；单刀双掷开关接触的点的电路是通路，不接触的点的电路是断路。�
②电表：电流表内阻很小，相当于导线，可以形成通路或用电器短路；电压表内阻很大，相当于断路，在电路中，它测量用电器的电压或形成断路。�
③滑动变阻器：移动滑动变阻器的滑片P在两个端点时，R�P的阻值分别为0�Ω�和最大值。当R�P=0�Ω�，可能会造成用电器短路。�
2 解题用到的公式和关系式�
2.1 串联电路、并联电路的关系式�
2.2 定律、公式�
①欧姆定律：I=UR。②电功、电功率计算公式：W=UIt P=UI。③焦耳定律：Q=I�2Rt。�
3 判断电路的连接方式�
3.1 采用画等效电路图的方法 �
把断路和短路的电路不画，把通路的部分画出来，有电流表的电路看电流表和哪个用电器或电路串联，有电压表的电路最后看电压表在哪个用电器或电路两端。�
3.2 采用遮挡的方法 �
例如用手指头、小纸片、橡皮头挡住可以看作不存在的断路和短路部分，判断通路部分的用电器的连接。�
例题 如图1所示，已知电源电压为12�V�，当开关�S�1闭合、S�2、S�3�断开，滑片P移到b端时，电路中电流表和电压表的示数分别为0.3�A和3V�，灯泡电阻为20�Ω�。求：�
①定值电阻R�1的阻值？�
②当开关�S�1、 S�2闭合、 S�3�断开，滑片P移到a端时，电流表和电压表的示数分别为多少？�
③当开关�S�1、 S�2、S�3�都闭合、滑片P移到b端时，电流表和电压表的示数分别为多少？ �
分析 ①当开关�S�1闭合、S�2、S�3�断开，滑片P移到b端时，电路的等效电路如图2所示。�
②当开关�S�1、 S�2闭合、 S�3�断开，滑片P移到a端时，电路的等效电路如图3所示。其中滑片P在a端，R2 = 0�Ω�，造成灯泡�L�被短路，电路中只有电阻R�1。�
③当开关�S�1、S�2、S�3�都闭合、滑片P移到b端时，电路的等效电路如图4所示。其中�S�3�闭合，造成电阻R�1和电压表被短路。�
4 变化电路的几种情况�
变化电路的习题可以变化，但形成变化的原因以及解题还是有规律可循的。�
4.1 由开关闭合、断开形成的变化电路�
例1 如图5所示，电路中R�0=30�Ω�，R�1=10�Ω�，R�2=20�Ω�，当开关�S�1闭合，S�2�断开时，电压表的示数为3�V�；求：当开关�S�1断开，S�2�闭合时，电压表的示数是多大？�
分析 电路的连接是串联电路，但是开关的闭合和断开不同，接入电路中的电阻不同。�
解 当开关�S�1闭合，S�2断�开时，R�2断路， R�0、R�1串联，电压表测定R�1两端的电压U�1。�
I�1=U�1R�1=3V10�Ω�=0.3�A�，�
所以I=I�1=0.3�A�。�
U=IR=I（R�1+R�0）=12�V�。�
当开关�S�1断开，S�2�闭合时，R�1断路， R�0、R�2串联，电压表测定R�2两端的电压U�2。�
所以I=UR=UR�0+R�2=0.24�A�。�
U�2=I�2R�2=4.8�V�。�
例2 如图6所示，已知电源电压为9�V�，R�1=20�Ω�。当开关�S�1�闭合，开关�S�2�接点a时，电流表示数为0.75�A�；当断开开关�S�1，开关S�2�接点b时，电流表示数为0.3�A�。�
求：①R�2和R�3的阻值。
②若闭合开关�S�1，开关S�2�接b时，电流表的示数是多少？�
解 ①如图7所示，当开关�S�1闭合，开关S�2�接点a时，R�3断路，R�1、R�2并联，电流表测定干路的电流I=0.75�A�。�
因为电路中I�1=U�1R�1=9�V�20�Ω�=0.45�A�，
所以I�2=I-I�1=0.3�A�，
R�2=U�2I�2=30�Ω�。�
如图8所示，当开关�S�1断开，开关S�2�接点b时，R�2断路，R�1、R�3串联，电流表测定电路中的电流I=0.3�A�。�
R=UI=30�Ω�，
R�3=R-R�1=10�Ω�。�
②如图9所示，当闭合开关�S�1，开关S�2�接b时，R�2断路，R�3被短路，电路中只有R�1。�
所以I=UR�1=0.45�A�。�
�
4.2 由电表变化形成的变化电路�
例3 如图10所示，当开关�S�闭合，1、2都是电压表时，两表的示数之比U�1�∶�U�2=3�∶�2，当开关�S�断开，1、2两表都是电流表时，两表的示数之比I�1�∶�I�2 为（ ）�
�A.2∶1。B.3∶1。�
C.2∶3。 D.1∶3。��
�
解 当开关�S�闭合，1、2都是电压表时，电压表相当于断路，R�1、R�2串联，如图11所示。1电压表测定总电压U，2电压表测定R�2两端电压U�2。因为UU�2=32，所以U�1U�2=12，R�1R�2=U�1U�2=12。�
当开关�S�断开，1、2都是电流表时，电流表相当于导线，R�1、R�2并联，如图12所示。1电流表测定R�2的电流I�2，2电流表测定干路上的总电流I。因为I�1I�2=R�2R�1=21，所以I�2I=13，即应选选�D�。
4.3 由滑动变阻器滑片移动形成的变化电路�
例4 如图13所示，电源电压为24�V�且保持不变。开关�S�闭合，滑动变阻器的滑片P移到A端时，电流表的示数为1�A�；当�S�断开时，滑片P移到变阻器的中点O时，电压表的示数为12�V�。�
试求（1）滑动变阻器的最大阻值和灯泡的电阻?
（2）若电压表的量程为0~15�V，当断开开关S，�在电压表不超过量程的情况下，灯泡的最小功率。�
解 （1）开关�S�闭合，滑动变阻器的滑片P移到A端时，R�P和灯泡�L�并联，电流表测定�L�的电流I��L�，如图14所示。所以�
R��L�=U�LI��L�=24�V1A�=24�Ω�。�
当开关�S�断开，滑动变阻器的滑片P移到中点O时，12R�P和灯泡�L�串联，电压表测定12R�P的电压U�P，如图14所示。�
（2）如图15所示，开关�S�断开时，R�P和灯泡�L�串联，电压表测定R�P两端的电压U�P。�
因为电压表的量程为0~15�V�，U��P最大�=15�V�，所以U���L�最小�=U - U��P最大�=9�V�，
P���L�最小�=（U���L�最小�）�2R�L=3.375�W�。�
电学计算是学习电学知识的终极，解题时对电路的判断、解题的语言描述及格式也都是学生必须掌握基本功。
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