直流電路中常見問題分析

崔 勇●

江蘇省東臺中學(xué)(224200)

直流電路中常見問題分析

崔 勇●

江蘇省東臺中學(xué)(224200)

電學(xué)作為物理的重要知識點，其是物理高考的必考點.由于電學(xué)沒有動力學(xué)那么的直觀，因此學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)中反映的問題較多，甚至看到電學(xué)的題目就望而卻步.從根本上看分析電學(xué)問題的過程就是邏輯推理的過程，其一般都是從電學(xué)的基本公式進(jìn)行解題.

直流電路作為電學(xué)中最基本的電路，其在高考電學(xué)問題中也是最為常見的，因此，對直流電路的分析越來越被重視.在高考復(fù)習(xí)中，學(xué)生往往在復(fù)習(xí)直流電路時抓不住重點，不知道哪些是直流電路中的常見問題，這往往會導(dǎo)致“做無用功”的現(xiàn)象的發(fā)生，其實直流電路中常見問題有三種，其分別為動態(tài)分析、功率的計算以及含容電路的分析.

一、直流電路的動態(tài)分析

直流電路的動態(tài)分析是一類比較難的電學(xué)題目，該題目的特點是一個量的改變引起整個電路中各部分量的改變.因此在分析此類問題時采用合適的方法是非常重要的，如若盲目的選項一個對象進(jìn)行分析，往往會越分析越亂，陷入死循環(huán).

圖1

例1 如圖1所示，調(diào)節(jié)R1，使V的示數(shù)減少ΔU，在此過程中( ).

A.C中的電荷量一定減少了ΔUC

B.UR2一定增加了ΔU

D.路端電壓一定減少了ΔU

解析 選項A，通過分析電路可知，V測得的是電容器C的兩端的電壓，而由題干“V的示數(shù)減少ΔU”，即UC減少了ΔU，根據(jù)q=UC，得qC減少了ΔUC，故選項A是正確的；選項B、C，由電路圖可知，電壓表V測得的是R1兩端的電壓，根據(jù)V的示數(shù)減少ΔU，可知R1的阻值在變小，所以電路中電流在變大，根據(jù)ΔUR2+ΔUr=ΔU，得IR2在增加，UR2在增加，其一定小于ΔU，故選項B、C是錯誤的；選項D，由ΔUR2+ΔUr=ΔU得，路端電壓的減少量小于ΔU，故選項D是錯誤的.因此本題選擇A.

點撥 解決直流電路的動態(tài)分析的問題一般都是從引起電路變化的部分進(jìn)行分析，通過先研究電路總電阻的變化，再判斷路端電壓和干路電壓的變化，其解題精髓為“從局部變化到整體變化再到局部變化”.其中需要注意的是，對于引起電路變化的部分電路一般不能用歐姆定律直接分析.

二、直流電路中的功率計算

求直流電路中的功率看似很簡單，但是往往學(xué)生的錯誤率比較高.其原因在于:1.沒有選擇最適合本題的功率公式；2.沒有注意功率公式的適用條件用錯公式.因此，學(xué)生在求解功率的問題時，要做到認(rèn)真分析電路圖和選擇合適的公式.

例2 如圖2所示，其中E=6V，r=0.5 Ω，R1=1.5 Ω，R2=4 Ω，P最大阻值為6 Ω，從左到右的過程中，求IR1max；IR1min；PR1max.

圖2 圖3

點撥 在畫出等效電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行解題可以極大程度降低解題的難度.因此，在求功率的時候，其一般步驟為:1.畫出等效電路圖；2.分析電路是純電阻還是非純電阻電路；3.選擇合適的公式計算.

三、直流電路中的含容分析與計算

直流電路中含容，在電路穩(wěn)定時該電路和普通的直流電路幾乎是完全相似的，但是當(dāng)電路中有變化時，此時電容器會充電或放電，這往往會引起電路中電流和電壓的變化，從而給分析電路加深了難度.

圖4

例3 如圖4所示，E=4 V，r=1Ω，R1=R2=R3=4Ω，C=30μF.求(1)電流表讀數(shù)；(2)電容的Q；(3)當(dāng)S斷開后，R1的電流方向.

點撥 電容器的充電和放電時要判斷電容器兩極板的電壓的變化和極板所帶電荷的電性是否變化.其中需要注意的是:1.當(dāng)電路穩(wěn)定時，要把電容器所在的支路看出斷路；2.由于電容的單位比較多，因此當(dāng)運(yùn)用公式計算時，要注意單位的換算.

綜上所述，在解決直流電路的問題時，其關(guān)鍵是對電路圖的分析，如果是復(fù)雜的電路圖可以畫出其等效電路圖進(jìn)行分析，然后再選擇公式進(jìn)行解題.因此，教師在以后的教學(xué)中要注重對學(xué)生的分析電路能力的培養(yǎng)，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)和做題中要勤于總結(jié)解題方法.

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