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二、识别电路
正确地识别电路,是连电路、分析电路和进行电路计算的基础。
识别电路包括以下四个方面:
1、能辨认电路是串联接法还是并联接法。
2、能确定电路是通路、开路,还是短路。
3、在滑动变阻器和开关接入电路的情况,知道变阻滑片的滑动和开关的启闭对电路的改变。
4、知道电流表,电压表测量的是哪一个导体或哪一段电路的电流或电压。
判断用电器 是串联接法还是并联接法,可以用“电流流向法”。
具体的方法是:从电源的正极出发,沿着电流的方向,研究电流通过所有用电器的各条路径,一直到达电源的负极。如果电流依次通过所有的用电器,那么这个电路的各用电器是串联的。如果电路在某点上出现了“分叉”,表明这个电路上既有干路,又有支路,电流通过支路上的用电器后,在另一点汇合,回到电源的负极。在干路上没有用电器,每个支路上只有一个用用电器的情况下,电路中各用电器是并联的接法。
用“电流流向法”还可以判断开关对用电器有控制作用。
例1、图2所示的电路中,电流依次通过了灯 ,电路中没有现“分叉”,见图中的虚线所示,所以这三盏灯是串联的,开关断开时,电路中没有电流通过,这三盏灯都熄灭了。图2中电流流向图是:
例2、在图3所示电路中,开关 都闭合灯 连接方式如何?
分析:用“电流流向法”判断,画出电流流向图
从上表中可以看到灯 分别在三条支路上,所以这三盏灯是并联的。其中通过 的电流通过了开关 ,当开关 断开时,灯 熄灭。开关 在干路上,通过三盏灯的电流都通过了开关 ,当开关 断开时,三盏灯全熄灭了。
在有电流表、电压表接入的电路中,应将电表拿掉后,再判断电路的接法。在初中阶段,认为电表只起到测量电学量作用,它们对电路的影响忽略不计。相对来说, 电流表的电阻很小,拿掉后,要用导线接通;电压表的电阻相对很大,拿掉电压表后 ,它所在位置呈断开状态。
例3、图4所示电路,灯 是怎样连接的呢?
分析:当我们把电流表、电压表拿掉后,电路见图5所示,可以清楚地看到它们是串联接入电路的。
要会识别完全短路。直接用导线将电源的正负极连接起来的电路,叫做完全短路。
例4:在图6(甲)所示的电路中,当开关S闭合时,就会发生完全短路。发生短路时,电路中的电流很大,举例来说,图中灯的电阻为20欧,导a b的电阻为0.02欧,根据电路的特点,它们的并联总电阻小于0.02欧,若电源电压是1.5伏,根据欧姆定律可以算出干路中的电流大于75安,由于电流的热效应,就会使电池损坏。
检查电路是否发生完全短路,可以用“电流流向法”。其中只要有一条电流的路径中没有用电器,这个电路就是完全短路,如图6(乙)的电路,虚线表示的路径中没有用电器,这个电路发生了完全短路。
在有些开关接入的电路和变阻器接入的电路中,启闭开关或滑动变阻器的滑片,电路的结构或电阻会发生改变。
例5:在图7(甲)所示的电路中,当开关S断开时,灯 和 串联,当开关S闭合时,相当于用一根导线跟灯 并联。举例来说,灯 的电阻是20欧,导线的电阻是0.02欧。根据并联电路的特点,通过各支 路的电流跟它们的电阻成反比,导线上的电流是灯 上电流的1000倍,因此可以认为通过灯 的电流在a点分流时,几乎都从导线经开关流到b点,通过灯 的电流很小,可以忽略不计,因而灯 不会发光。这种情况下,我们说灯 被局部短路,等于是电路中只接有灯 。
在图7(乙)的电路中,变阻器跟灯串联 ,用“电流流向法”可知,变阻器 段合金线接入电路,见图中虚线所示。当滑片向右滑动时,合金线 部分变长,它接入的电阻增大。
判断电流表测量的是哪一段电路中的电流,也可以用“电流流向法”,如图8(甲)所示的电路,通过灯 的电流也通过了电流表 ,(见图中虚线所示),通过灯 和 的电流都通过了电流表 (见图中虚线和实线),可知电流表 测量的是灯 支路中的电流,电流表 测量的是干路中的电流。
判断电压表所测量的是哪段电路两端的电压,要看它接到哪个电路元件的两端。如图8(乙)所示的电路。电压表不是接在电源的两端,也是接到电阻 的两端,而是接到电阻 的两端,电压表测量的是电阻 两端的电压。同理可知,图4中的电压表 测量灯 两端电压, 电压表 测量灯 两端电压。
三、连接电路[来源:学,科,网]
按照电路图连接实物,是电学中一项重要的实验技能。连接的方法有很多种,但有一点是共同的,这就是先要分析电路,弄清电路的构成。所研究的电路是串联还是并联,若是并联,并联中的分流点和汇流点、支路和干路、干路和各支路中的元件顺序等都要搞清楚。下面举例说明。
图9(甲)是并联电路。从电流正极流出的电流在a点分流,一条流经灯 、开关 ;另一条流经电流表、灯 ,它们在b点汇流,回到电源负极。可见,这个电路有两条支路,灯 、开关 是一条支路,电流表、灯 是另一条支路。在图中标出分流点a,汇流点b,开关S在电源正极到分流点a之间的干路上,从汇流点b到电源的负极干路上没有电路元件。
这里介绍两种常见的连接方法。
1、“先支后干法”。
沿电流的方向把每一条支路接好。将电流流入的一端视为这条支路的“头”,电流流出的另一端视为支路的“尾”。见图10(甲), 把两条支路的“头头相连”得到分流点a,在实物中可以把灯 当做“头”的接线柱选为分流点a,也可以把电流表“+”接线柱选做分流点a ,同理,支路“尾尾相连”得到汇流b,也就是在开关 当做尾的接线柱与灯 当做尾的接线柱中任选一点作为汇流点b,将这两条支路接到分流点a与汇流点b两点之间后再接干路,用导线从电源正极接到开关S 上,再从开关S接到选为分流点a的妆线柱上,从选为汇流点b的接线柱上用导线连接到电源的负极,这个电路就接好了。(甲)
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