電學四大基礎重難點

電學綜合問題難點易錯點整理（二）

一、理清“短路”概念。

在教材中，只給出了“整體短路”的概念，“導線不經過用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫短路。”而在電學綜合題中常常會出現局部短路的問題，如果用導線將某個用電器(或某部分電路)首尾相連就形成局部短路。局部短路僅造成用電器不工作，并不損壞用電器，因此是允許的。因它富于變化成為電學問題中的一個難點。

局部短路概念抽象，學生難以理解。可用實驗幫助學生突破此難點。實驗原理如圖1，當開關S閉合前，兩燈均亮(較暗);閉合后，L1不亮，而L2仍發光(較亮)。

為了幫助初中生理解，可將L1比作“有阻”，而開關 S的局部短路通道則比作是“無阻”。電流只會“走無阻”而不會去“走有阻”。即L1短路不工作，電流從導線經過。

二、識別串并聯電路

識別串、并聯有三種方法，⑴、電流法;⑵、等效電路法;⑶、去表法。

⑴、電流法： 即從電源正極出發，順著電流的流向看電流的路徑是否有分支，如果有，則所分的幾個分支之間為并聯，(分支前后有兩個節點)如果電流的路徑只有一條(無分支點)，則各元件之間為串聯。此方法學生容易接受。

⑵、節點法： 沒經過用電器，導線再長都相當于一個節點，觀察每個用電器兩端的端點確定它在電路中的位置。圖2、圖3是對各電阻的連接情況分析。

如上圖2各個A點都與電源正極相連，各個B點與電源負極相連，可以簡化為圖3。在圖3中，R1、R2、R3的并聯關系也就顯而易見了。

⑶、去表法： 由于電壓表的內阻很大，并聯在電路中時，通過它的電流很小，可忽略不計。故在電路中去掉電壓表，不會影響電路結構，電壓表所在之處可視為開路。而電流表的內阻很小，串聯在電路中幾乎不影響電路的電流強度，因而，在電路分析中，電流表可以看成一根導線，去掉后改成一根導線即可。

三、串、并聯電路中總電阻的變化特點

1. 兩個電阻無論是串還是并聯，其中一個電阻增加，總電阻都增加。

原因：串聯時，R=R1+R2 ，若R1增大，則R增大

并聯時，1/R=1/R1+1/R2 若R1增大 1/R1減小，則1/R減小，所以R增大。

2. 幾個電阻并聯起來，總電阻比任何一電阻都小。

并聯時　1/R=1/R1+1/R2　因為1/R>1/R1　，1/R>1/R2　所以R

四、歐姆定律的理解

歐姆定律：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。即I= U/R

注意點：

(1)三個量必須是同一時刻，對同一電阻(或同一段電路)而言的。即一 一對應。

(2)注意不變量和變量：在R一定時，I與U成正比。在U一定時，I與R成反比。

(3) 變形公式 R=U/I 的理解：R可以通過U/I的比值求出，但R的大小不是由U/I決定的，R的大小由公式R=ρL/S的因素決

五、R1、R2串、并聯在電路中公式

1.串聯分壓

(1)　I=I1=I2

(2)　U=U1+U2

(3)　R=R1+R2

(4)　各量比例關系：　串正比(指各種量之比與電阻之比的關系屬于正比
用電流相等推導)

2.并聯分流

(1)　I=I1+I2

(2)　U=U1=U2

(3)　1/R=1/R1+1/R2 　或者　 R=R1R2/(R1+R2)

(4)　各量比例關系：　并反比(指各種量之比與電阻之比的關系屬于反比用電壓相等推導)

六、關于燈泡的額定電壓、額定功率和實際電壓、實際功率的問題

燈泡銘牌上標的“220V　60W”就是燈泡的額定電壓和額定功率。

.額定電壓(U0) 額定功率(P0)

.實際電壓(U) 實際功率(P)

對某用電器而言，額定電壓、額定功率只有一個。

對某用電器而言，實際電壓、實際功率可有很多個。

當U > U0時，則P > P0 ;燈很亮，易燒壞。

當U < U0時，則P < P0 ;燈很暗，

當U = U0時，則P = P0 ;正常發光。

例1　"220V 100W"的燈泡正常工作時的電流是多少?若把這只燈泡接到110V的電源上,燈泡的實際電功率為多少?工作10分鐘消耗電能多少?1度電能讓它工作多少小時?

七、電功和電功率單位問題

有的同學在計算時由于單位不統一，或者不會選擇合適的單位，使計算很繁鎖還容易出錯。

電功的單位有兩個，一個是國際單位：焦耳;還有一個大單位：千瓦時(又叫度)

1度=1千瓦時=3.6X106焦耳

電功率的單位也有兩個：W，KW 1KW=1000W

W=UIt =I2Rt =U2t/R=Pt

P=W/t=UI=I2R=U2/R

計算時單位要統一：

①都用國際單位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒;U→伏(V);I→安(A);R→歐姆(?)

②如果W用千瓦時、t用小時，則P的單位是千瓦。

八、如何畫等效電路圖

(1).特點法 (根據串并聯電路的特點)

(2).電流流向法.(電流有分支，被分支的部分是并聯，無分支是串聯)

(3).節點法　(把開關、電流表看成導線，導線無論多長，都相當于一個節點)

(4).含有電表的――“開除電表法”(電流表相當于短路即用導線直接連接電流表兩端，電壓表相當于斷路去掉)

1. 識別含有電表電路的小竅門--(打油詩)

兩表先“開除”　等效看懂圖　恢復明職責 結果立即出

注意：恢復電流表很容易，看它原來在哪一支路或干路上直接畫出，而恢復電壓表有點困難，關鍵看它是直接加在哪個用電器的兩端(中間不能是用電器再串有電源)，即是測該用電器的電壓，電壓表直接和它并聯。

例1：請你畫出如圖一所示的電路的等效電路圖，并說明電流表和電壓表的作用。

解：(1)兩表先開除 把電流表當作導線，電壓表視為開路。

(2)標出電路圖的結點A、B、C、D。

(3) 等效看懂圖 根據電流路徑，電流由電源正極出發經過D點和R1來到A點，電流在A點分開兩路，一路通過R2到達B點，另一路通過R3到達B點，兩路在B點匯合到達電源負極形成回路。畫出簡單易看的電路圖(如圖一1)。由此可知R2、R3是并聯，然后再與R1串聯。

(4) 恢復明職責電流表電壓表復位。由電路圖一可知C、A兩點之間用導線連接在一起可看作同一點，電壓表的兩個接線柱分別連接D點和A點，所以電壓表是測量R1兩端的電壓。電流通過A點分開兩路，一路經過電流表后，再經過R3到達B點，所以電流表是測量通過R3的電流強度(如圖一2)。

由上面例子，可看出分析電路的重要性。在復習中應特別強調分析電路，畫等效電路圖的必要性，使學生掌握這個基本技能。并能養成遇到電學問題，先畫出電路圖。遇到電路圖先分析電路的好習慣。

練習：如下圖示,當滑動變阻器滑片向右滑動時各表的示數如何變化

2.分析開關閉合\斷開(斷路和短路)引起的電路變化(抓住狀態,畫出等效圖)

例2.如圖所示電路，試分析各種情況下R1、R2、R3、連接方式，畫出等效電路圖

(1)當S1，S2都閉合時。(注意：s1,s2都閉合時，R2被局部短路)

(2)當S1，S2都斷開時。

(3)當S1斷開，S2閉合時。

(4)當S1閉合，S2斷開時，

其等效電路圖分別為：

例3.(2006年北京市)在圖 所示的電路中，電源兩端的電壓為6V并保持不變，R1、R2為兩個相同阻值的電阻，開關S1閉合后，下列說法中正確的是　(A)

A.開關S2斷開時，R1兩端的電壓為3

B.開關S2斷開時，R1兩端的電壓為6V

C.開關S2閉合時，R1兩端的電壓為3V

D.開關S2閉合時，R2兩端電壓為6V

練習:如圖所示電路，試分析各種情況下R1、R2、R3、連接方式，畫出等效電路圖

(1)當S1斷開，S2閉合時。

(2)當S1，S2都閉合時，

(3)當S1閉合，S2斷開時。

(4)當S1，S2都斷開時。

3.滑動變阻器引起的電路變化

例4.如下圖示,當滑動變阻器滑片向右滑動時各表的示數如何變化?

思路：部分電阻變化--整體電阻變化--整體電流變化--部分電流(電壓)變化

例5：如圖四所示的電路中，滑動變阻器R2的滑片P向右移動。請分析電流表和電壓表的變化情況。

例6.在如圖所示的電路中，當滑片P向左滑動時 ( D )

A.電壓表示數變大，燈變暗

B.電壓表示數變大，燈變亮

C.電壓表示數減小，燈變暗

D.電流表示數增大，燈變亮(注意分析此題時，以電燈上電壓做為電壓變化的參照物，因為燈泡的電阻不變)

小結:電路的識別

1.有電表的“等效開除”

2.有開關的注意斷開、閉合抓狀態

3.有滑動變阻器的看變化

4.關鍵畫好等效電路圖

九、有關“電路變化”的分析和計算

變化電路主要是通過開關或滑動變阻器的改變來引起電路變化的。電路中有多個開關，通過開關閉合和斷開的狀態變化，往往會使各用電器的連接關系發生變化，而滑動變阻器則通過滑片來改變其連入電路的有效電阻，從而使電路中的各電器的電壓、電流、電功率等數值發生變化(也有改變電路結構的)

分析電路變化的方法一般可分為四步：

? 1. 從變化電阻入手。

? 2. 由串并聯電路的特點，看電阻的變化情況。

? 3. 一般電源的電壓是不變的，由總電壓(電源電壓)不變，得出總電流的變化情況。

? 4. 根據電路特點以及題意，由歐姆定律來判斷部分電路電流,電壓,電功率的變化。

1、開關的通、斷造成電路的變化

當開關處在不同狀態時，由于斷路和短路，接入電路中的用電器，及其用電器之間的連接方式一般要發生變化，因此首先要在原電路的基礎上畫出各種情況下的實際等效電路。畫圖時注意應用串并聯知識、去除電表再還原法、局部短路法等知識的應用。

例1：如圖5所示

電路中，電源電壓保持4伏，L1的電阻為4歐，L2、L3的電阻均為16歐

求：⑴、S1、S2都斷開時，電流表和電壓表的示數。

　　⑵、S1、S2都接通時，整個電路消耗的電功率。

例題分析：在題中的當開關處于閉合或斷開的兩種情況下電路結構發生了變化，可進行電路的改畫，見圖6。

解：當S1、S2都斷開時，L1、L3串聯。等效電路圖為：圖一

電流表讀數

電壓表讀數
當S1、S2都接通時，L2、L3并聯。　等效電路圖為圖二

總電阻

總功率

2.滑動變阻器變化問題

滑動變阻器連入電路中的有效電阻發生變化了，或是引起電路結構的變化，或是引起電路中電壓、電流、電功率的變化。有關滑動變阻器的此類型問題，解題關鍵是：⑴、弄清滑動變阻器原理，滑片滑動時電阻是變大還是變小?⑵、弄清物理量是否變化，一般來說，電源的電壓，定值電阻的阻值是不變，其它的物理量都是可變化的;⑶、弄清電壓表讀數讀出的是哪一個電器兩端的電壓;⑷、反復利用串并聯電路中各量的公式以及歐姆定律來求解，注意要一一對應。

例1：如圖8所示電路中，電源電壓不變，當滑動變阻器的滑片向右滑動時，電流表和電壓表的示數變化情況是[　B　 ]

A、電流表和電壓表的示數變大;

B、電流表和電壓表的示數變小;

C、電流表示數變小，電壓表示數變大;

D、電流表示數變大，電壓表示數變小。

例2　如圖所示當開關S閉合后，滑動變阻器的滑片P在B端時，電壓表的示數為9V，電流表的示數為0.15A;滑片在中點C時電壓表的示數為6V。求：(1)滑動變阻器R2的最大阻值;(2)電源的電壓和R1的阻值.。(3)電路的最大功率P

解題思路：利用不變量(如電源的電壓、定值電阻)列方程，兩個未知數，列兩個方程求解。

由題意知R1與R2是串聯關系，電流表測總電流，電壓表測R2電壓。

(1)滑動變阻器的滑片P在B端時，這個時候滑動變阻器連入電路中為最大阻值。

R2最大=U2/I=9v/0.15A=60歐

(2)P在C處：RAC=1/2R2 =30歐

R=R1+RAC=R1+30

U=IR=UAC/RAC(R1+30)=6/30(R1+30)①

P在B處：R=R1+RAB=R1+60

U=IR=0.15(R1+60)=0.15(R1+60)②

解①②方程組得：U=18V　R1=60歐

(3)由P=U2/R　知，U一定，R最小，則P最大，而P在A處時R2最小　此時R=R1=60

P最大=U2/R=182/60=5.4W