高中物理电路的简化已用
专题:电路的简化

A.电流表读数变大,电压表读数变小
B.灯泡L1变亮
C.电容器C上电荷量减小
D.电源的输出功率可能变大
例5.如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发 生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大 ,则肯定出现了下列哪种故障( A )
A.R1短路
C.R3短路
A
B.R2短路
D.R1断路
R1 R2 E r V R3 s
例3.四个电阻R1、R2 、R3、R4如图所示连接,若 R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V,求:
(1)电路的总电阻.
(2)电阻R2两端的电压
a R2
R1
b R3 c R4 d
R总=1.2Ω U2=6V
a R2 R3 R1 c R4 b d
例4.如图所示的电路中,闭合开关S,灯泡L1和L2均正 常发光,由于某种原因,L2灯丝突然烧断,其余用电器均 不会损坏,则下列结论正确的是 ( D )
高中物理选修3-1
第二章
恒定电流
专题:电路的简化
电路的等效化简
高中物理恒定电流知识学习中,化简电路是应当掌握 的基本技能之一,现在介绍两种常见的电路化简方法。
1、化简原则
(1).理想导线可任意长短。
(2).无电流支路可去掉。
(3).等电势点可合并。
(4).理想电压表可看成断路,理想电流表可看成短路,
例6.将规格为“6 V,6 W”和“6 V,4 W”的A灯和B 灯接入电压为 12 V 的电路中,既要使两灯都能正常发 光,又要使整个电路消耗的电功率最小,如图所示的 四种接法最合理的是( D )
例2、三个电阻R1、R2 、R3 如图所示连接,若 R1=R2=R3=2Ω,求:电路的总 电阻.
高中物理电路简化方法ppt

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例1:根据下图甲、乙、丙、丁四个电路 图识别小灯泡是怎样连接的?
甲是
联 ;乙是 联 ;
丙是
联;
丁图开关S1和S2均闭合时 与 是
联。
• 例2、在图3所示电路中,开关都 闭合灯连接方式如何?
• 例3、如图,L1、L2、L3、L4四 个灯泡是怎样连接的,画出简化 图。
• 例4、画出下图电路的等效电路图:
简化电路
• 简化电路先判断串联或是并联:
• 方法:
• 1)电流法:让电流从电源正极流经各用 电器回到电源的负极,途中电流只有一 条通路,这些用电器为串联;如果电流 在某处分为几条支路,每一支路均有用 电器,这些用电器为并联;
• 2)断路法:在电路中撤掉一个用电器, 若另一个用电器也不工作,则这两个用 电器为串联,若另一个用电器仍工作, 则这两个用电器为并联;
(2)被短路的用电器可去掉,开路的 用电器可去掉。 (3)电阻不计的导线可以伸长、缩短 或者弯曲,电路中同一条导线的两端可 以看成是一点。 (4)当电路中接有电流表和电压表时, 一般先将电表去掉判断电路的连接方式, 然后再在相应的位置上把表接上。其原 则是:将电流表视为短路;电压表示为 开路。电容器视为开路。
高中物理串并联电路及电路简化

高中物理串并联电路及电路简化一.串联电路 .1.串联电路的特点 :①电路中各处电流相等 .②电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和 .2.串联电路的性质 :①串联电路的电阻 : R 总= R1 + R2 + R3 + …… Rn②串联电路的电压分配:U1/R1 = U 2/R2 = U 3/R3 = …… Un/Rn =I即串联电路中各个电阻两端的电压跟它们的阻值成正比 .由于串联电路中每个电阻均分担了一部分电压 ,所以常把这些电阻称为分压电阻 .③串联电路的功率分配:P1/R1 = P2/R2 = P3/R3 = …… Pn/Rn =I2即串联电路中各个电阻上消耗的功率跟它们的阻值成正比 .二.并联电路 .1.并联电路的特点 :①电路中各支路两端的电压相等 .②电路中的总电流等于各支路的电流之和 .2.并联电路的性质 :①并联电路的总电阻与各支路电阻的关系 : 1/R 总 =1/R1 +1/R2 +1/R3 + …… 1/Rn②并联电路的电流分配:I 1R1 = I 2R2 = I 3R3 = …… InRn =U即并联电路中通过各支路的电流跟它们的阻值成反比 .由于并联电路中每个电阻均分担了一部分电流 ,所以常把这些电阻称为分流电阻 .③并联电路的功率分配:P1R1 = P2R2 = P3R3 = …… PnRn =U2即并联电路中各个电阻上消耗的功率跟它们的阻值成反比 .R1 三.电路简化步骤 .1.若无电源 ,可假定电源正负极 .2.首先简化电路中的伏特表 (断路 ),安培表 (短路 ),电容器 (充电结束相当于断路 ).3.在每一个分支点标上序号 .4.按电势高低排列这些点 .(电势相等的点先短接 ).5.分析每一个用电器 ,看它位于哪两点之间 ,并用短线相连 .(注意线不要相交 )6.整理 .例 16:五个阻值均为 R 的电阻连接成如图形状 ,导线电阻可以忽视 .则RAB=___。
高中物理等势点法简化电路

高中物理等势点法简化电路等势点法是物理学中用于简化电路分析的一种常用方法,它基于电势的概念,通过将电路中的各个点分为等势电位,简化电路的计算过程。
本文将介绍等势点法的基本原理和应用,并通过几个例子展示其在简化电路分析中的重要性和实用性。
一、等势点法的基本原理设想一个电路由多个元件(如电阻、电容等)连接而成,每个元件的两端存在一定的电势差。
而等势点法的核心思想是,将电路中的各个点划分为不同的电势区域,在同一电势区域内的点具有相同的电势。
这样一来,原本复杂的电路可以被简化为几个电势区域,从而大大降低了计算电路参数的难度。
为了理解等势点法更加直观,下面以一个简单的电路示例进行说明。
考虑一个由电压源和两个电阻组成的串联电路,我们需要计算通过电路的电流。
首先,我们假设电源的一个端点为零电位点,即该点的电势为零。
然后,我们寻找电路中的其他等势点。
根据电阻的特性,电阻两端的电势差与电流成正比,因此,我们可以在两个电阻的中间分别选取一个等势点,并分别标记电势为V1和V2。
接下来,我们通过连接这些等势点的虚拟导线,我们得到了一个等势图,图中每一条虚拟导线表示一个等势面。
在该等势图中,我们可以清晰地看到电源两端的0V等势面和电阻两端的V1、V2等势面。
我们可以用箭头表示电流的流动方向,箭头的方向始终指向电势较高的一侧。
在本例中,电流从电源的正极流向负极,通过两个电阻。
通过等势点法,我们可以更有效地理解电路的电势分布情况,避免了大量复杂的计算。
二、等势点法在实际电路中的应用等势点法在实际电路分析中有着广泛的应用,下面将通过几个具体例子来展示它的实用性。
例一:并联电阻考虑一个并联电阻的电路,我们需要计算总电阻。
通过等势点法,我们只需将各个电阻连接的两个等势点划分为不同的等势区域,然后直接计算并联电阻即可,无需对每个电阻的分支电流进行复杂的计算。
例二:三角电路的简化考虑一个由三个电阻组成的三角电路,我们需要计算其中一条边上的电流。
高中物理电路简化教案

高中物理电路简化教案
教学目标:
1. 了解电路中的基本元件和符号。
2. 理解串联和并联电路的特点。
3. 能够简化复杂电路并计算电流和电压。
教学内容:
1. 电路中的基本元件:电池、电阻、电流表、电压表。
2. 串联电路和并联电路的特点及应用。
3. 电路简化的方法和计算电流、电压的公式。
教学步骤:
一、引入:
通过引入一个简单的电路图,让学生猜测每个元件的作用,并介绍电路中的基本元件和符号。
二、讲解:
1. 介绍串联电路和并联电路的定义和特点,通过示意图和实例进行讲解。
2. 分别介绍串联电路和并联电路的公式,讲解计算电流和电压的方法。
三、示范:
展示一个复杂电路图,让学生分别简化为串联和并联电路,并计算电流和电压。
四、练习:
让学生进行简化电路图和计算电流、电压的练习,并进行互相核对和订正。
五、总结:
总结串联和并联电路的特点,强调简化电路的重要性和计算方法。
六、作业:
布置作业,要求学生简化一个复杂的电路图并计算电流、电压。
教学反思:
本节课重点介绍了串联和并联电路的特点和计算方法,通过实例的讲解和练习,帮助学生加深理解。
在布置作业时应注意难易度的把握,避免出现太过复杂的题目,确保学生能够独立完成。
高中物理等势点法简化电路

高中物理等势点法简化电路在解决复杂电路问题时,等势点法是一种常用的简化电路的方法。
利用等势点法,我们可以将一个复杂的电路简化为一个等效电路,从而更加方便地进行分析和计算。
在采用等势点法简化电路时,我们首先需要找到电路中的所有等势点,即电势相同的点。
等势点一般位于电路中的分支交汇处以及导线连接点。
通过找到这些等势点,我们可以将电路分解为若干个小段,每个小段的等效电阻相同,电流也相同。
接下来,我们需要在电路中选择一个参考点,一般选择电源的负极或地线作为参考点。
以参考点为基准,我们可以得到所有等势点的电势差,即各个小段的电压。
根据欧姆定律,我们可以通过电势差和等效电阻求解出各个小段的电流。
在求解完各个小段的电流后,我们可以再次应用等势点法,将电路中的等效电路进一步简化。
通过将电路分解为更小的段落,我们可以使用串联电阻和并联电阻的计算公式,得到整个电路的等效电阻和电流。
除了简化电路的结构,等势点法还可以帮助我们分析电路的特性。
通过等势点法,我们可以直观地理解电路中不同元件之间的关系,例如电流的分配和电压的分压。
这为我们进一步分析电路性能提供了基础。
在实际应用中,等势点法可以用于解决各种电路问题,例如计算电路中的电流、电压以及功率消耗等。
通过简化电路结构,我们可以更加方便地进行计算,从而更好地理解和应用物理学原理。
综上所述,高中物理中的等势点法可以帮助我们简化复杂电路,提高问题解决的效率。
通过找到等势点并计算等效电路,我们可以准确地求解电路中的电流和电压,并进一步分析电路的特性。
通过学习和应用等势点法,我们可以更好地掌握物理学知识,提高解决实际问题的能力。
微专题65 含电容器电路分析问题-2025版高中物理微专题

微专题65含电容器电路分析问题【核心考点提示】1.电路的简化:不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.2.处理方法:电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,与电容器串联的电阻视为等势体.电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.3.电容器所带电荷量的变化的计算:(1)如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差;(2)如果变化前后极板带电的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是:(1)确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压.(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电压.(3)当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势.【微专题训练】(2016·全国卷Ⅱ,17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。
开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为Q 1;闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为Q 2。
Q 1与Q 2的比值为()A.25B.12C.35D.23【解析】S 断开时等效电路如图甲所示。
图甲电容器两端电压为U 1=E R +23R ×23R ×12=15E ;S 闭合时等效电路如图乙所示。
图乙电容器两端电压为U 2=E R +12R ×12R =13E ,由Q =CU 得Q 1Q 2=U 1U 2=35,故选项C 正确。
【答案】C【变式】(多选)如图所示,C 1=6μF ,C 2=3μF ,R 1=3Ω,R 2=6Ω,电源电动势E =18V ,内阻不计,下列说法正确的是()A .开关S 断开时,a 、b 两点电势相等B .开关S 闭合后,a 、b 两点间的电流是2AC .开关S 断开时C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D .不论开关S 断开还是闭合,C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大【解析】S 断开时外电路处于断路状态,两电阻中均无电流通过,电阻两端电势相等,由题图知a 点电势与电源负极电势相等,而b 点电势与电源正极电势相等,A 错误.S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C 1>C 2,由Q =CU 知此时Q 1>Q 2.当S 闭合时,稳定状态下C 1与R 1并联,C 2与R 2并联,电路中电流I =E R 1+R 2=2A ,此时两电阻两端电压分别为U 1=IR 1=6V 、U 2=IR 2=12V ,则此时两电容器所带的电荷量分别为Q 1′=C 1U 1=3.6×10-5C 、Q 2′=C 2U 2=3.6×10-5C ,对电容器C 1来说,S 闭合后其两端电压减小,所带的电荷量也减小,故B 、C 正确,D 错误.【答案】BC【巩固习题】1.(2014·天津·2)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开电键S【解析】增大R1的阻值,稳定后电容器两板间的电压升高,带电油滴所受电场力增大,将向上运动,A错误.电路稳定后,电容器相当于断路,无电流通过电阻R2,故R2两端无电压,所以,增大R2的阻值,电容器两板间的电压不变,带电油滴仍处于静止状态,B正确.增大两板间的距离,两板间的电压不变,电场强度减小,带电油滴所受电场力减小,将向下运动,C错误.断开电键S后,两板间的电势差为0,带电油滴只受重力作用,将向下运动,D错误.【答案】B2.如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,R1、R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,C 为平行板电容器,开关S闭合后,电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止.电流表和电压表都可以视为理想电表.当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中,下述说法中正确的是()A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大C.电容器C所带电荷量增加,液滴向上加速运动D.电容器C所带电荷量减小,液滴向下加速运动【解析】当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中,接入电路的电阻减小,R2与R3并联的电阻减小,总电阻减小,则总电流增大,R1两端电压增大,则电压表示数变大;R2与R3并联的电压减小,通过R3电流减小,则电流表示数变大,故A、B错误;R2与R3并联的电压减小,电容器板间的电压减小,板间场强减小,液滴所受的电场力减小,则液滴将向下加速运动,故C错误,D正确.【答案】D3.在如图所示的电路中,R 1=11Ω,r =1Ω,R 2=R 3=6Ω,当开关S 闭合且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 1;当开关S 断开且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 2,则()A .Q 1∶Q 2=1∶3B .Q 1∶Q 2=3∶1C .Q 1∶Q 2=1∶5D .Q 1∶Q 2=5∶1【解析】当开关S 闭合时,电容器两端电压等于R 2两端的电压,U 2=ER 2R 1+R 2+r =E 3,Q 1=E 3C ;当开关S 断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U =E ,Q 2=EC ,所以Q 1∶Q 2=1∶3,选项A 正确.【答案】A4.如图所示,E 为内阻不计的电源,MN 为同种材料制成的粗细均匀的长电阻丝,C 为电容器。
高中物理 竞赛中纯电阻电路的简化和等效变换例析

例析物理竞赛中纯电阻电路的简化和等效变换计算一个电路的电阻,通常从欧姆定律出发,分析电路的串并联关系。
实际电路中,电阻的联接千变万化,我们需要运用各种方法,通过等效变换将复杂电路转换成简单直观的串并联电路。
本节主要介绍几种常用的计算复杂电路等效电阻的方法。
1、等势节点的断接法在一个复杂电路中,如果能找到一些完全对称的点(以两端连线为对称轴),那么可以将接在等电势节点间的导线或电阻或不含电源的支路断开(即去掉),也可以用导线或电阻或不含电源的支路将等电势节点连接起来,且不影响电路的等效性。
这种方法的关键在于找到等势点,然后分析元件间的串并联关系。
常用于由等值电阻组成的结构对称的电路。
【例题1】在图8-4甲所示的电路中,R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = R ,试求A 、B 两端的等效电阻R AB 。
模型分析:这是一个基本的等势缩点的事例,用到的是物理常识是:导线是等势体,用导线相连的点可以缩为一点。
将图8-4甲图中的A 、D 缩为一点A 后,成为图8-4乙图。
答案:R AB =83R 。
【例题2】在图8-5甲所示的电路中,R 1 = 1Ω ,R 2 = 4Ω ,R 3 = 3Ω ,R 4 = 12Ω ,R 5 = 10Ω ,试求A 、B 两端的等效电阻R AB 。
模型分析:这就是所谓的桥式电路,这里先介绍简单的情形:将A 、B 两端接入电源,并假设R 5不存在,C 、D 两点的电势相等。
因此,将C 、D 缩为一点C 后,电路等效为图8-5乙对于图8-5的乙图,求R AB 是非常容易的。
事实上,只要满足21R R =43R R 的关系,该桥式电路平衡。
答案:R AB =415Ω 。
【例题3】在如图所示的有限网络中,每一小段导体的电阻均为R ,试求A 、B 两点之间的等效电阻R AB 。
【例题4】用导线连接成如图所示的框架,ABCD 是正四面体,每段导线的电阻都是1Ω。
求AB 间的总电阻。
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电路化简专练
在右边空白处画等效电路:1.
、
R
电阻都是
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接电源时的等效电路图:分别画出AD接电源和AB2.
3..画出电键断开和闭合时的等效电路图:
4.含电容器、电流表、电压表的复杂电路KSU闭A、B两点间的电压。
当=1.如图所示,当电键断开时,AB U A、B两点间的电压。
=合时,
AB SSSS是极板水平放置的平行板电均闭合、在如图电路中,电键
2..C、、4123PP会向下运动容器,板间悬浮着一油滴,断开哪一个电键后SSSS.A.
B.D
C.
4123R与平行板电容器组如图是一个由电池、电阻3(多选). 成的串联电路,在增
大电容器两极板间距离的过程中R B.电容器的电容变小A.电阻中没有
电流bRa中有从的电流流向C.电阻
abR的电流流向D.电阻中有从C极板是水平放置的,它和一平行板电容
器,).4(多选m的带电油滴悬浮在.今有一质量为三个可变电阻及电源联接成如
图所示的电路 .要使油滴上升,可采用的办法是两极板之间静止不动RR A.增大
增大B.21
RR D.减小增大C.23
CRRE)闭=6 Ω,=4 Ω,1F,电池内阻可忽略。
求(15.如图所示,10 V=,
=21RKKR的总2的电流;()然后将开关断开,求这以后通过合开关,求稳定后
通过11.
电量
RRBA、内电阻可忽略的直流电源,,电阻、如图所示,6.在、两点间接一电压为
U21R C,电流表的内阻不计,求:(1)电流表的读数.,电容器的电容为的阻值为
R3R (2)电容器所带的电荷量.的电荷量(3)断开电源后,通过2
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0 2.C 3.BC 4.CD 5.(1)1A (2)6C (3)1C 6.(1)U/R (2)CU
(3)CU/2 1.U、
5.含电容器、电流表、电压表的复杂电路:画等效电路时,可以注意以下原则:
与电容器、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),
①电流表视为导线,电压表串联的用电器视为短路即可。
根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;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。
RCCR当3 μ
F,电阻=6 Ω,Ω,1,如图所示,电容器=6 μF,==3 2112CUKK的电=?当
容器闭合时,A、B两点间的电压电键电断开时,AB1U 18 V量改变了多少?(设电
压)=
SSSS是极板水平放置的平行板电、.C、均闭合、2、在如图电路中,电键4123
PP会向下运动(容器,板间悬浮着一油滴,断开哪一个电键后)SSSS .
A. B. C.D4231
R在增与平行板电容器组成的串联电路2、如图所示,是一个由电池、电阻. )大电容器两极板间距离的过程中(R中没有电流A.电阻电容器的电容变小B.baR中有从C.电阻流向的电流aRb的电流中有从电阻流向D.
3、如图14-5所示的电路中,电源的电动势恒定,要想使灯泡变暗,可以()
R A.增大
R C.增大2R.减小D2C,极板是水平放置的,它和、一平行板1R减小B.1
电容器三个可变电阻及4图14-5
m的带电油滴悬.今有一质量为电源联接成如图14-6所示的电路浮在两极板之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法是()
R增大A.1R增大B.2R增大C.3图14-6
R减小D.2ERRC=30 μF,电池内阻可忽略,=4 Ω,.=6 Ω,5、如图所示,10 V=21RK,求稳定后通过)闭合开关(1的电流;1RK.
2()然后将开关的总电量断开,求这以后通过1
BA源,电阻,内电阻为4 V1 6、如图所示,在、Ω的直流电两点间接一电动势为RRR的阻值为4 Ω,电容器的电容为30 μ、求:、F,电流表的内阻不计,321精选资料,欢迎下载。
电流表的读数.(1) (2)电容器所带的电荷量.R的电荷量 (3)断开电源后,通过2
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