等效电路计算——浙教版八年级上科学

电学篇之等效电路与计算（第十一课）
知识构建与解题技巧
一、识别串、并联有三种方法
⑴、电流法；⑵、等效电路法；⑶、去表法。

⑴、电流法：即从电源正极出发，顺着电流的流向看电流的路径是否有分支，如果有，则所分的几个分支之间为并联，（分支前后有两个节点）如果电流的路径只有一条（无分支点），则各元件之间为串联。

此方法学生容易接受。

⑵、等效电路法：此方法实质上运用了“电位（电势）”的概念，在初中物理中，电压的概念，是通过“水位差”的类比中引入的。

那么，可借助于“高度差”进行类比，建立“一样高的电位”概念。

可以通过类比手法，例如：如果某学校三层楼上有初三⑴、初三⑵、初三⑶三个班级，二层楼上有初二⑴、初二⑵、初二⑶三个班级，那么初三年级与初二年级任意两个班级之间的“高度差”是一样的，都相差“一层楼”。

因为初三年级各班处于“一样高”的三层楼上，而初二年级各班级处于“一样高”的二层楼上。

在电路中，也有“一样高电位”的概念。

在电路中，无论导线有多长，只要其间没有用电器都可以看成是同一个点，即电位“一样高”(也叫节点法)。

因此，我们可以找出各元件两端的公共点画出简化的等效电路。

上图是对各电阻的连接情况分析。

⑶、去表法：由于电压表的内阻很大，并联在电路中时，通过它的电流很小，可忽略不计。

故在电路中去掉电压表，不会影响电路结构，电压表所在之处可视为开路。

而电流表的内阻很小，串联在电路中几乎不影响电路的电流强度，因而，在电路分析中，可视其为一根导线，去掉后改成一根导线即可。

二、有关“电路变化”分析
变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来富于电路
变化的。

电路中有多个开关，通过开关闭合和断开的状态变化，往往会使各用电器的连接关系发生变化，而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻，从而使电路中的电压、电流、电功率等数值发生变化（也有改变电路结构的）。

有关变化电路，应在学会识别“部分电路短接”和学会识别串并联电路的基础上，掌握分析变化电路的基本思路。

开关的通、断造成电路的变化
当开关处在不同状态时，由于断路和短路，接入电路中的用电器，及其用电器之间的连接方式一般要发生变化，因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际电路。

改画时要根据电流的实际情况，运用“拆除法”。

拆除法要求：⑴、去掉被断路的元件；⑵、去掉已被短路的元件；
⑶、用“去表法”去表，其原则是“电压表处是断路，电流直过电流表”。

在去掉电压表时，要分析电压表读出来的是哪部分电路两端的电压，可用等效电路法进行分析。

例题1:如图所示电路中，当开关S闭合，S1、S2 断开时；当S、S1、S2都闭合时．画出上述两
个状态的等效电路图．
例题2：利用实物图化成下列三种情况的等效图
（1）当滑动变阻器的滑片P在B端，只闭合S2
（2）当滑片P在B端，开关都闭合
（3）当滑片P在A端，只闭合S1
电学计算题解题技巧
1、画等效电路图、标注条件读懂题意表达的自然意义，分出几个变化过程，画出每个过程的等效电路图，并在图上标明必要的物理量。

（电路变，图要换，电流重计算，电源电压一般不改变）
2、寻找等量关系同图中串流等、并压等，欧姆定律中心等，暗明条件分析清，关系式、关系量书写清晰找方程。

3、解方程解方程方法多------等式两边乘、除、加、减消元法，整体代入方法也常用。

例题3：在如图所示的电路中，电源两端的电压与灯丝的电阻恒定不变，灯泡L1、L2的规格是“4V 1W”、“4V 1.6W”、“5V 2.5W”中的某一种。

在电路的A、B两点间接入
电阻R1，闭合开关S1、S2，断开开关S3，此时
灯L2正常发光；将电阻R1更换为电阻R2，闭
合开关S1，断开开关S2、S3，此时灯L2消耗
的电功率为其额定功率的1/4, 灯L1消耗的电
功率为其额定功率的4/25 ;再将电阻R2更换为电阻R3（已知
R3=1 /5 R2），闭合开关S1、S3，断开开关S2，灯L1恰好正常发光。

则此时电阻R3消耗的电功率为 W．
刻意练习
1.运用所学电学知识解决问题：
（1）如图的电路盒面板上有两个灯L1、L2，两个开关S1、S2，一个电压表、一个电流表，电源．在不打开盒子的情况下，为探究
盒内电路结构，进行了如下实验请在上面的方
框内画出电路图．
（2）如图是大型电子地磅的电路图．
①当称重物时，在压力作用下滑片P向端滑动，
变阻器连入电路的电阻，电流表（重量表）的
示数将．
②电源电压6V，R0为保护电阻．闭合开关S，不称量重物时，滑片P在变阻器的顶端，电流表示数为0.2A；当称量重物最大时，滑片P在变阻器的底端，电流表示数为0.6A．求：R0的阻值多大？当称量某一重物时，电流表的示数为0.3A，则此时R1接入电路中的阻值多大？
（3）如图所示，把一根铁丝的两端分别与两根铜丝相连，再与一灵敏电流表串联成闭合电路．然后把一个接点A放在盛有冰水混合物的烧杯中，另一个接点B用火焰加热时，发现电流表的指针发生偏转，表明闭合电路中有电流，即AB之间存在一定的电压，这样的电路叫热电偶电路．
下面是用某铁--康铜热电偶电路实验测量的数据．
①从数据可以发现，热电偶电路实际上是一个电源，它提供的电压大小与有关，而且，电压越大，它的电能是由能转化而来的．
②若将图中电流表换成电压表，并且，知道了电压表数值与温度值之间的对应关系，就可以通过电压表得知B的，用此装置就可以检测元件的．
③利用热偶电路中电流与两接点间的温度差的关系可以制成热
电偶温度计，根据上述实验数据，分析铂-铑合金热电偶温度计与通常的水银温度计相比有哪些优点？（只要说出一点）
2.如图所示电路，电源电压不变，灯泡L 标有“6V 3W ”字样．当S 闭合，S 1、S 2断开，滑片P 从b 端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A ，此时电压表的示数为
6V ；保持滑片P 的位置不变，闭合S 1、S 2，
电流表的示数又变化了2A ．则电源电压和
定值电阻R 0的阻值分别为（ ）
A ．8V 16Ω
B ．8V 4Ω
C ．10V 16Ω
D ．10V 8Ω
3.在如图所示的电路中，当滑动变阻器的
滑片P 移动时，导致电压表V 2读数变大，则下
列关于其它电表读数变化情况的说法中，正确
的是（ ）
A ．V 1、A 读数均变大
B ．V 3、V 读数均变大
C ．V 、A 读数均变大
D ．V 3、V 1读数均变大
4.如图甲所示电路，电源电压U 0不变，初始时滑动变阻器的滑片P 在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后滑片P 向左滑过一段距离后电流表才有读数。

且电压表读数U 与x 、电流表读数I 与x 的关系如图乙所示，则
（1）根据图象可知：断点位置在x 等于________cm 处，电源电压U 0等于________V ；
（2）电阻R 等于多少欧姆？
（3）从断点处滑片P 向左滑动的过程中，该滑动变阻器滑片P 每滑动1cm 的阻值变化为多少欧姆？该滑动变阻器电阻丝没有断路时的总电阻值是多少欧姆？
图甲 U/V 1.35 0 5 10 x /cm x P 电源U 0 R A
1.30 1.40 1.20 1.50 0.30 0.20 0.15 0.10 0 5 10 x /cm 图乙 I/A
5.电路如图,开关闭合后,电流表的示数是0.75安,
电压表的示数是2伏,一段时间后某一电阻烧断,
电流表的示数变为0.8安,电压表的示数变为3.2
伏。

已知R3=4欧。

说明发生故障的电阻
是，其阻值为；电源的电压
是伏。

6.黑夜看不见开关位置，为此小明设计了如图所示的电路。

当单刀双掷开关S合向b时，照明灯亮、指示灯灭，避免指示灯费电；S合向a时，照明灯灭、指示灯亮，显示开关位置（S只能处于这两种状态）。

他在图示方框中完成指示灯和电阻丝的连接电路，指示灯规格为“10V，1W”。

（1）照明灯正常工作时的电阻是多少？
（2）若照明灯正常工作6h，这段时间内照明灯需消耗多少电能？（3）为使指示灯正常发光，需接上多大电阻的电阻丝？
7.超导限流器是一种短路故障电流
限制装置，它由超导部件和限流
电阻并联组成，原理如图甲中虚
线框内所示．超导部件的电阻
R1随电流I变化关系如图乙所
示，限流电阻R2=15Ω，灯泡L
上标有“6V 3W”字样，电源电
压保持不变，则下列判断不正确
的是（）
A．电源电压为6V时，灯泡能正常工作
B．灯泡短路时，电流表的示数为1.2A
C．当电路短路时，超导限流器自动切断电路
D．当电路短路时，电路电流减小，处于稳定状态，电路中仍有电流
8.如图所示的电路中，电源电压U=4.5V，且保持不变，电阻R1=5Ω，变阻器R2的最大阻值为20Ω，电流表量
程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．该电路
中，变阻器接入电路的阻值范围是（）
A．2.5Ω～10Ω B．OΩ～20Ω
C．2.5Ω～20ΩD．0Ω～10Ω
9.如图甲所示电路中，电源电压不变，闭合开关S．将滑片P移到某一位置时．电压表示数为6V，两块电流表指针的位置均如图乙所示，则R1电阻是Ω，此时R2的电功率是 W；若将滑片P向右移动，A2的示数将（填“变大”、“变小”或“不变”）．
10如图所示，电源电压保持不变，R1：R2=1：2，只闭合S1时，电流表的示数为0.3A，R1消耗的功率为P1；只闭合S2时，R0消耗的功率为0.8W，R2消耗的功率为P2，且P1：P2=9：8，求：
（1）电源电压U；
（2）R1的阻值；
（3）R0先后两次消耗的功率之比．
11.如图的电路中，电源两端电压保持不变。

当开关S 1闭合、S 2断开时，电流表的示数为1A 。

当开关S 1、S 2都闭合时，电压表的示数减少为原来的一半，电流表的示数为2A 。

已知电阻R 1阻值为4Ω。

求： （1）电源两端的电压； （2）当开关S 1、S 2都闭合时，R 2的功率。

12..如图所示，电源两端电压不变，电阻R 1的阻值为4Ω．闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 位于左端时，电流表的示数为I 1，电压表V 1的示数为U 1，变阻器的功率为P 1，R 2的电功率为1W ．当滑动变阻器的滑片P 位于中点时，电流表的示数为I 2，电压表V 2的示数为U 2，变阻器的功率为P 2．已知：U 1=U 2，P 1：P 2=8：9．求：
（1）电流表的两次示数之比I 1：I 2；
（2）电阻R 2的阻值；
（3）移动滑动变阻器的滑片，电路所消耗的最大电功率P 最大．
S 1 …
… V A
S 2 R 1 R 2 R 3
13.如图8所示的电路中，电源两端电压不变，灯的电阻不变。

当开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P移到B端时，R1的电功率为P1，电流表示数为I1；当开关S1断开，S2闭合时，R1的电功率为P′1，电流表示数为I2，此时灯Ｌ正常发光；当开关S1、S2都断开，滑动变阻器的滑片P在C点时，变阻器接入电路的电阻为R C ，R C的电功率为P C ，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，已知U1∶U2＝3∶2 ，I1∶I2=3∶5，灯的额定功率为8W。

电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P，形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3∶1。

求：
(1) P1与P′1的比值
（2）电阻R1与滑动变阻器最Array大阻值之比
（3）滑动变阻器的电功率P C
图8。