淺探中考電學專題復習中的電路分析思路

串聯、并聯電路是初中階段電學部分的基礎電路，無論看起來多復雜無序的電路，都是有一定的分析思路及解題規律的。如何從既接有測量物理量的電壓表、電流表又接有能改變電路物理量的滑動變阻器且看似復雜的電路里判斷出元件的連接情況，是學生學習電學的難點，特別是動態電路。動態電路主要的特點有：（1）通過開關的閉合或斷開引起電路的變化；（2）通過滑動變阻器的滑片P的位置變化引起電路的變化。不管電路發生了怎樣的變化，我們都應該遵循電學電路分析的基本規則：（1）如果電路中連接有電壓表，我們可以把電壓表所在的電路看成斷路（因為電壓表的內阻比較大，在初中階段可以認為通過電壓表的電流為0）；（2）如果電路中連接有電流表，則可以把這處電路看成一段導線（因為電流表的內阻比較小，對電流幾乎沒有阻礙作用）；（3）如果電路中接有滑動變阻器，應先判斷有沒有變阻作用，若有變阻作用再認清其哪部分是接入電路的電阻，這部分電阻如何隨滑片移動而增大或減小。

這樣，只要掌握了電學電路的分析思路，就可以得心應手地處理好各種動態電路問題了。

一、電路中電壓表、電流表、滑動變阻器的處理情況

1.含有電壓表的電路

【例1】 如圖1所示電路，閉合開關S，電壓表V1、V2的示數分別為8V，3V。問L2兩端的電壓。

分析：首先，我們把電壓表V1，V2所在處看成斷路，那么它們所在的電路可以認為沒有電流通過，我們可以清除它們，通過簡化可得到如圖1-1所示的效果圖。如此，電路的連接情況就一目了然了：兩盞燈L1、L2串聯連接。

圖1圖1-1

然后，將V1、V2分別放回到電路，看它們各自并聯在哪部分電路的兩端。V1并聯在L1和L2的兩端，則測的是總電壓U；V2并聯在L1兩端，測的是L1兩端電壓U1。根據串聯電路的電壓規律就可得到L2兩端電壓U2=U－U1=8V－3V=5V。

2.既有電壓表又有電流表的電路

圖2

【例1】 如圖2所示的電路中連接有電壓表，也有電流表時，可進行如下處理：

（1）把電壓表所在處看成斷路。效果圖如圖2-1。

（2）把電流表所在處看成導線。效果圖如圖2-2。

綜合三個圖可知，R1與R2并聯。電壓表V并聯在R1兩端測電壓U1，而并聯電路各支路電壓相等，U2=U1；電流表A1接在干路上，A1測的是干路電流I，A2和R1串聯，則A2測的是R1這一支路的電流I1。

圖2-1 圖2-2

3.接有起變阻作用的滑動變阻器的電路

【例2】 如圖3所示電路，電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片P向左端滑動的過程中，電流表A和電壓表V的示數如何變化？

圖3圖3-1

分析：滑動變阻器接入電路的部分如圖3-1涂黑部分（即電流所經的路徑），隨著滑片向左滑動，這部分電阻減小，則整個串聯電路的總電阻減小，在電源電壓不變的情況下電路電流增大，所以電流表A的示數變大。而電壓表V并聯在滑動變阻器兩端，測的是滑動變阻器兩端的電壓，隨著滑片向左滑，它的阻值增大，所以兩端電壓也就隨著增大，V的示數增大。（串聯電路各處電流相等，所以各部分兩端電壓與電阻成正比）

圖4

【例3】 如圖4所示電路，當滑動變阻器滑片向左滑動時，燈泡的亮度會如何？電壓表V的示數如何變化？

分析：（1）由于電壓表接在滑片上，則這段線路可看成斷路，電流不通過。那么滑動變阻器接入電路的電阻應是圖4-1涂黑部分，此時的滑動變阻器已經不起變阻作用。所以不管滑片向哪端移動，整個電路的電阻不變，電流不變，燈泡亮度也不變。（2）電壓表并聯在滑動變阻器涂黑部分電阻兩端，測的是這部分電阻兩端的電壓，當滑片P向左滑動時，這部分電阻增大，所以它兩端電壓增大，電表表V的示數變大。

圖4-1 圖4-2

二、動態電路的分析思路及解題規律

1．通過開關的閉合或斷開引起電路的變化

【例1】 如圖5所示是某家用電器的電路圖，R1是“220V1100W”的電熱絲，L是指示燈，R2是0~500Ω的變阻器，S是雙聯轉換開關，電源電壓不變（不計溫度對電阻的影響）。

(1)當S放置在1、2位置時，R1正常工作。若L電阻為1210Ω，求整個電路消耗的電功率。

(2)當S放置在3、4位置時，調節R2，使整個電路消耗功率為110W，求此時R2的阻值。

圖5

分析：（1）當S置于1、2位置時，與R2并聯的導線將R2短路了，

電流不通過R2，電路圖的等效圖如圖5-1所示，L與R1并聯。此時

R1正常發光，所以R1兩端的電壓U1=220V，消耗的功率

P1=1100W。由并聯電路各支路電壓相等得UL=U1=220V，

根據P=U2/R可以算出燈泡的功率PL=（220V）2/1210Ω=40W，

那么整個電路消耗的電功率P總=P1+PL=1140（W）。

(2)當S置于3、4位置時，燈泡L所在電路斷開沒有電流通過，電路

等效為圖5-2，R1和R2串聯。整個電路的總電阻R總=R1+R2，由P總=U2額/R總可得R總=U2額/P總=（220V）2/110W=440Ω，而R1=U2額/P額=（220V）2/1100W=44Ω，所以R2=R總－R1=396（Ω）。

圖5-1圖5-2

2．通過滑動變阻器滑片P的位置變化引起電路的變化

【例2】 如圖6所示的電路中，電源電壓不變，當滑動變阻器R2的滑片P滑到A端時，閉合開關S和S1，電流表示數為0.9A，標有“6V，3.6W”的小燈泡L正常發光；當開關S閉合，S1斷開，滑片P滑到B端時，電壓表示數為4.5V（小燈泡電阻不隨溫度變化）。求：

（1）電阻R1的阻值；

（2）變阻器R2的最大阻值；

（3）當開關S閉合、S1斷開，滑片P在中點時，小燈泡L的實際功率。

分析：（1）滑動變阻器的滑片滑到A端時，滑動變阻器接入電路的電阻為0（或稱R2被短路）。當開關S和S1閉合時，電壓表V所在處可以看成斷路，則等效電路如圖6-1所示，L與R1并聯，

此時L正常發光，則UL=U1=U=6V，IL=P額/U額=3.6W/6V=0.6A。I1=I－IL=0.9A－0.6A=0.3A，R1=U1/I1=6V/0.3A=20Ω。

圖6 圖6-1

（2）當滑動變阻器滑片P滑到B端時，滑動變阻器連入電路的電阻最大。當開關S閉合、S1斷開時，R1沒有電流通過，等效電路如圖6-2所示，L、R2串聯，電壓表并聯在R2兩端，U2=4.5V；而L的電阻RL=U2額/P額=（6V）2/3.6W=10Ω，UL=U－U2=6V－4.5V=1.5V，IL=I2=UL/RL=1.5V/10Ω=0.15A；R2=U2/I2=4.5V/0.15A=30Ω。

圖6-2圖6-3

（3）同（2）中，燈泡L和R2串聯，只是此時滑片滑到中點（涂黑部分電阻接入電路），則R2=12×30Ω=15Ω；I=U/（RL+R2）=6V/25Ω=0.24A，L的實際功率P實=I2RL=(0.24A)2×10Ω=0.576W。

總觀上面各例可知，電路分析無非是先把電壓表、電流表和滑動變阻器在電路里作等效處理：電壓表所在處看成斷路；電流表所在處看成一段導線；滑動變阻器得認清是哪部分電阻線接入了電路，然后將電路等效成基礎的串聯或并聯電路。再應用串聯電路的規律（電流規律：各處電流相等；電壓規律：各部分電路兩端電壓和等于總電壓；電阻規律：總電阻等于各電阻之和）和并聯電路的規律（電流規律：干路電流等于各支路電流之和；電壓規律：電壓處處相等；電阻規律：總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數之和）求解電學里的各物理量即可。

(責任編輯 黃春香）

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