利用等效电路图巧解电路计算题

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  关键词:利用;等效电路图;计算
  中图分类号:G633.7文献标识码:A文章编号:1992-7711(2019)12-043-1
  在物理学习中,电路计算是学习中的一个难点,尤其是由于电路中开关的闭合、断开和滑动变阻器触头的移动,造成电路的复杂变化。要准确解决此类问题,就需要认真分析,弄清电路中各元件的连接情况,根据其变化情况、原因及对电路变化的影响,画出简化的等效电路图,就可以使看似复杂难解的问题变得简单易解了。
  例1:如图所示电路中电源电压为8伏,滑动变阻器R的最大电阻为20欧姆①当滑动变阻器的滑动片P移到a端时,将开关k1闭合,k2断开,此时电流表示数为0.8安。②当滑动变阻器的滑动片p移动到b端时,并将开关k1、k2都闭合,这时电流表示数变为2安。求:⑴R1、R2的阻值各是多少?⑵当p在b端时,R1消耗的功率是多少?
  分析:这个电路乍看起来似乎很复杂,仔细分析开关闭合,断开及变阻器滑片滑动对电路变化的影响,可知在第①种况下,滑片p移至a端时,变阻器R连入电路的电阻为零,同时造成R1短接,此时电路变为仅有R2的简单电路,据此可画出等效电路图如图1;第②种情况中k1、k2闭合时,R2短接,变阻器R连入电路的电阻为最大值20欧姆,此时电路为R1与R的并联电路,可画出等效电路图如图2。
  例2:如图6中S1闭合,S2、S3断开,R1消耗功率为6瓦,当再把S2闭合后,电路消耗总功率为9瓦,且电流表示数增加了0.5安,求:当S1、S2断开,S3闭合时电路消耗的总功率是多少?
  分析:此题也是由于开关闭合、断开引起了电路连接的变化,当S1闭合S2、S3断开时,电路变成了只有R1的简单电路,可画出等效电路图图4,当再把S2闭合后,此时电路变成了R1与R2并联的电路,可画出等效电路图图5;当S1、S2断开,S3闭合,此时电路变成了R1与R2串联的电路,可据此画出等效电路图图3。
  再根据图4、图5中已知条件,不难得到
  即可求得电源电压U为6伏,R1阻值为6欧,R2的阻值为12欧,再由图3即可计算出电路此时消耗的总功率应为2瓦。
  解题过程:略。
  
  例3:如图7,已知R1=6欧,R2=R3=3欧,
  电路端电压U为6伏
  求:⑴K1、K2断开时电流表A1、A2的表示数是多少?⑵K1、K2闭合时,电流表A1、A2的示数是多少?
  分析:⑴当K1、K2断开时,此电路变为R1、R2、R3串联的電路,据此可画出等效的电路图如图8。
  ⑵当K1、K2闭合,经分析可知此时电路实际变成了由R1、R2、R3组成的并联电路,可画出此时等效电路图,如图9。
  
  根据串、并联电路的特点及欧姆定律,就可很容易求得
  ⑴当K1、K2断开时,电流表A1、A2的示数均为0.5安。
  ⑵当K1、K2闭合时,电流表A1、A2的示数分别是5安和2安。
  解题过程:略。
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