高中物理电路图的简化电路动态分析故障分析专题.docx

科目名称课 题 任课教师 授课日期 教 案 纸 物 理 恒定电流专题 温 健 平 年 月 日 时 至 时  审批意见： 学生姓名 学生年级 高二 授课形式 □AA □AB 讲授内容 专题一：等效电路图的画法 电路化简原则 ①无电流的支路化简时可去除； ②凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点） ③等电势的各点化简时可合并； ④凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 ⑤在外电路，沿着电流方向电势降低。 ⑥理想导线可任意长短、变形； ⑦理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路； ⑧电压稳定时电容器可认为断路． 一、简化电路的具体方法 支路电流法：电流是分析电路的核心。从电源正极出发顺着电流的走向，经各电阻外电路巡行一周至电源 的负极，凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联，凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联。 例 1：试判断图 1 中三灯的连接方式。 等电势法：将已知电路中各节点（电路中三条或三条以上支路的交叉点，称为节点）编号，按电势由高到低的顺序依次用 1、2、3……数码标出来（接于电源正极的节点电势最高，接于电源负极的节点电势最低，等电势的节点用同一数码）。然后按电势的高低将各节点重新排布，再将各元件跨接到相对应的两节点之间，即可画出等 效电路。 例 2：判断图 2 各电阻的连接方式。 【解析】 将节点标号，四个节点分别标上 1、2。 将各个节点沿电流的流向依次排在一条直线上。 将各个电路元件对号入座，画出规范的等效电路图，如图 3 所示。 从等效电路图可判断，四个电阻是并联关系。 ?【题后小结】等电势法，关键是找各等势点。在解复杂电路问题时，需综合以上两法的优点。 二、综合法：支路电流法与等电势法的综合。 注意点： 给相同的节点编号。 电流的流向：由高电势点流向低电势点（等势点间无电流），每个节点流入电流之和等于流出电流之和。 ?例 3：由 5 个 1Ω 电阻连成的如图 4 所示的电路，导线的电阻不计，则 A、B 间的等效电阻为 Ω 。 【策略】采用综合法，设 A 点接电源正极，B 点接电源负极，将图示电路中的节点找出，凡是用导线相连的节点可认为是同一节点，然后按电流从 A 端流入，从B 端流出的原则来分析电流经过电路时的各电阻连接形式就表现出来了。 【解析】由于节点 A、D 间是用导线相连，这两点是等势点（均标 1），节点 C、F 间是用导线相连，这两点是等势点（均标 2），节点 E、B 间是用导线相连，这两点是等势点（均标 3），则 A 点电势最高，C（F）次之，B 点电势最低，根据电流由高电势流向低电势，易得出各电阻的电流方向。 由于电阻 R ，R 1 2 均有一端接点 1，另一端接点 2；电阻 R ，R 4 5 均有一端接点 2，另一端接点 3；电阻 R 3 一端接点 1，另一端接点 3，易得其等效电路如图 5 所示。 或者用图 4 中所标电流方向，也可得其等效电路如图 5，相比第一种方法更简单。故 AB 间总电阻力 0．5Ω 。 【题后小结】在分析电路时，首先应找出各个节点，凡是用导线相连的两节点是等势点，可以等效为一个节点 （如图 4 中的 A 与 D、C 与 F、E 与 B），连在两个相邻的节点间的电阻是并联的（如图 4 中的电阻 1 和电阻 2，电阻 4 和电阻 5），当把最基本的电路等效后，再对高一级电路进一步分析，即电阻 1、2 并联后与电阻 4、5 并联后串联，之后再与电阻 3 并联。这种逐级分析的方法在分析等效电路中是很有效的。（此方法侧重于等电势法） 但是，若将图 4 改为图 6，即使画出等效电路图 5，（按习惯总将电流表看作导线），也无济于事，而且将电 流表置于图 5 中的合适位置更是难上加难。若根据图中的电流方向则易得：电流表 A 1 测的是电阻 R 2 和 R 的电流之 3 和；电流表 A 2 测的是电阻 R 1 和 R 的电流之和；电流表 A 2 3 测的是电阻 R 和 R 3 4 的电流之和。 注：有些初学者凭感觉认为：电流可以沿 A→C→D…方向流动，这是错误的。因为电流由高电势点流向低电势点，不可能由点 1（A）经点 2（C）又流回点 1（D）。其它点同理可得电流流向。 三、含电容器、电流表、电压表的复杂电路： 画等效电路时，①电流表视为导线，电容器、电压表视为断路 （若考虑内阻，则将其视为一个大电阻），与电容器、电压表串联的用电器视为短路即可。②画等效电路图的同 时，根据图中电流方向将电流表接入电路；根据图中所标节点数字，将电压表和电容器接入电路。③无电流的支 路删去即可  专题二：直流电路的动态分析 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电 学量（如