小议两表示数变化问题的解题思路
在学习完欧姆定律后,学生在解决两表示数变化问题时,总是感觉束手无策,不知道从哪儿下手分析,因此电学中两表示数变化问题成为了初中学生物理学习上的一条拦虎。 实际上,对于此类问题的解决是有规律可循的。描述电路基本特征的三个物理量—电阻、电流、电压中,电阻变化是引起电路其它量变化的根本原因。所以在分析中,应当牢牢抓住这一特点来分析;在一个给定电压的电路中,正是由于电阻的变化,直接引起了这个电路的电流的变化;由于在电路中的电流的变化,导致了电路中的电压分配的重新调整,才出现了电路中的电压的变化。为此这类问题解决可以按下面几步走。 一、准确识别电路 准确识别电路中用电器的连接方式和电路中每只电表所测量的量,为下面的分析做好铺垫。 二、分析局部电阻的变化 具体分析开关的通断、滑动变阻器的滑片移动等原因引起的电路局部的电阻变化。 三、分析电路总电阻的变化 依据电路实际连接情况和局部电阻的变化,利用串、并联电路的电阻特点,分析电路总电阻的变化。 四、分析总电流的变化 根据电源电压不变及电路总电阻的变化情况,利用欧姆定律,分析电路总电流变化情况。 五、分析局部电流、电压变化利用串、并联电路的特点和欧姆定律I=U/R,分析局部电流、电压变化,在分析中要遵循先局部后整体的原则,先分析局部电阻的变化,再分析引起整体电阻的变化,最后再分析局部的电流、电压变化。 六、其它分析 在分析电流、电压变化的问题基础之上,综合考虑有关电功、电功率有关知识,分析电路中有关元件的电功或电功率的变化。 下面以一道中考题为例谈一谈此类题的具体解题思路。 例:如图1所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,闭合开关后,的是()A、电流表示数变小,电压表示数变小B、电流表示数变大,电压表示数变小C、电阻R1消耗功率增大D、整个电路的消耗功率减小
1、电路分析:此电路可以表示图2所示,这是一个混联电路,R1与滑动变阻并联后又与R2串联。电流表测量的是流过滑动变阻器的电流。电压表测量的是电阻R2的电压。
2、电路电阻的变化 当滑动变阻器滑片向右滑动时,其有效阻值变大,根据并联电路的特点滑动变阻Rx与R1并联后的总电阻R并增大,R2大小不变与R并串联后电路总电阻R总变大。 3、电路中总电流的变化 根据欧姆定律I=U/R,由于此电路中的电源电压不变,当电路是的总电阻变大时,总电流I总=U/R总会变小。流过电阻R2的电流变小。 4、电压变化 由于I总变小,电阻I总大小不变,由欧姆定律可知电阻R2两端的电压U2=I总XR2,会随之变小,故电压表示数将变小。电路中总电压U源不变,U并=U源-U2会随之增大。由于R1电阻不变,其两端电压U并变大,故流过它的电流=U并/R1会变大。又因为I总=I1+Ix其中I总变小,I1变大可得Ix减小。故电流表示数变小。 5、电功率分析 总功率W总=U源2/R总,由上面分析可知,U源不变,R总变大,所以W总将变小。R1的功率W1=U并2/R1,由于U并变大,R1不变,所以W1变大。 通过以上分析此题答案应为:A、C、D。
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