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初中物理电学,串并联电路判断最容易搞混的3道题

初中物理电学,串并联电路判断最容易搞混的3道题

电学是初二物理的压轴大戏,而串并联电路的判断又是整个电学的地基。地基没打好,后面的欧姆定律、电功率全都要塌。很多孩子不是不会算,而是第一步就判断错了电路类型——把串联当并联,把并联当串联,电流电压关系全用反了。

判断串并联有两个基本方法:电流法(沿着电流走,只有一条路是串联,有分支是并联)和拆除法(拆掉一个用电器,其他的不受影响是并联,都不能工作是串联)。思路清楚,但考试出的电路图不会让你一眼看穿。今天用3道题把最容易搞混的三种情况讲明白。

第1题:开关一闭一开,电路类型就变了

题目:如下图,电源、灯泡L1和L2、开关S1和S2连接成电路。S1在干路上,S2与L2串联在一条支路上。闭合S1、断开S2时,两个灯泡怎么连接?闭合S1、闭合S2后呢?

典型错误:看到图里有两条支路就说是并联,不管开关状态。

正确解法:S2断开时L2所在支路不通,电流只走L1,是L1的简单电路;S2闭合后两条支路都通,才是并联。

错在哪?电路的连接方式不是由电路图的外观决定的,而是由电流实际能走通的路径决定的。开关的闭合和断开会改变电流的路径,从而改变电路的连接方式。 完整分析: 情况一:S1闭合、S2断开 S2断开意味着L2所在的那条支路被切断了,电流没法从这条路走。电流从电源正极出发,经过S1后只能走L1这条路,回到负极。此时只有L1在工作,L2不亮。电路实质是L1的简单电路,不是串联也不是并联(只有一个用电器谈不上串并联)。 情况二:S1闭合、S2闭合 此时两条支路都通了。电流从电源正极出发,经过S1后到达分支点,一部分走L1,一部分走L2所在的支路(经过S2),两条路在另一个汇合点合流后回到负极。这是标准的并联电路,L1和L2并联。 这种题在中考里非常常见,套路就是画一个看起来像并联的图,然后用开关控制某条支路的通断。做题时一定要先看开关状态,再判断电流走向,不能上来就下结论。口诀:先看开关通不通,再画电流走哪条。开关断开的支路等于没有,电流走不通的路不算路。

第2题:短路伪装成了串联

题目:灯泡L1和L2串联接在电源两端,一根导线并联在L2两端(与L2并联),闭合开关后两个灯泡的发光情况如何?

典型错误:导线和L2并联,L2被短路不亮了,L1还亮,所以L1亮L2不亮。部分同学会说L1也不亮,因为"电路断了"。

正确解法:L2被导线短路,电流不经过L2直接走导线。但L1仍然在电路中,电路没有断开,L1正常工作。

错在哪?"L2被短路"和"电路断开"是两回事。短路是电流绕过了用电器走了一条更短的通路,但电路本身并没有断开,电流还在流动,只是不经过被短路的那段。断路是电路某处断开了,电流完全无法通过。 完整分析: 原来L1和L2串联,电流依次经过L1和L2。现在一根导线并联在L2两端,因为导线电阻几乎为零,电流会优先走导线这条"捷径",不经过L2。这叫L2被短路(局部短路)。 但要注意:电路仍然是闭合的,电流从电源正极出发→经过L1→经过短路导线→回到负极。L1在电流的路径上,仍然有电流通过,所以L1亮。L2没有电流通过,不亮。 这种题的陷阱在于:图上画了两个灯泡串联,看起来两个都该亮。但那根并联的导线改变了一切。做题时看到有导线直接并联在某个用电器两端,第一反应就是"这个用电器被短路了"。 还要注意一种更危险的情况:如果导线直接连在电源两端(不经过任何用电器),那是电源短路,电流极大,会烧坏电源甚至引发事故。局部短路只影响被短路的用电器,电源短路影响整个电路。两者的严重程度完全不同。口诀:导线并联在用电器两端,用电器被短路不工作,但电路没断其他用电器照样走电。局部短路只影响局部,电源短路烧电路。

第3题:电流表电压表的位置把电路关系搞乱了

题目:两个电阻R1和R2并联,电流表A1在R1所在支路上(测R1的电流),电流表A在干路上(测总电流),电压表V并联在R2两端。问:A1测的是谁的电流?V测的是谁的电压?如果R1断路,各表的示数怎么变?

典型错误:把A1当成测总电流,把V当成测R1的电压,R1断路后所有电表示数都变成零。

正确解法:A1测R1支路电流,V测R2两端电压(并联电路中也是电源电压),R1断路后A1示数为零,A示数变小(只剩R2支路电流),V示数不变。

错在哪?这道题的坑有三个层次。 第一个坑:电流表测谁的电流? 判断方法:看电流表和谁串联。A1在R1所在的支路上,和R1串联,所以A1测的是通过R1的电流,不是总电流。A在干路上,在两条支路汇合之前(或之后),所以A测的是两条支路电流之和,也就是总电流。 第二个坑:电压表测谁的电压? 判断方法:看电压表并联在谁的两端。V并联在R2两端,测的是R2两端的电压。但关键在于:并联电路中各支路两端电压相等,都等于电源电压。所以V测的虽然是R2的电压,但数值上等于电源电压,也等于R1两端的电压。 第三个坑:R1断路后各表怎么变? R1断路意味着R1所在支路不通了,电流没法走这条路。 - A1测的是R1的电流,R1断了,A1示数变为0。 - A测的是总电流,原来等于R1的电流加R2的电流,现在只剩R2的电流,所以A的示数变小。 - V测的是R2两端的电压。R1断不断路不影响R2所在支路,R2两端的电压仍然是电源电压,所以V的示数不变。 很多同学在这道题里把电表的位置搞混,根源是没搞清"串联测电流,并联测电压"这个基本原则。电流表必须串联在电路中才能测电流,电压表必须并联在用电器两端才能测电压。看到电表先想"它和谁串/并联",再判断它测的是谁的量。口诀:电流表看和谁串联,电压表看和谁并联。并联支路互不影响,一条断了另一条照走。

串并联判断的三步法

做完这三道题,串并联电路判断的核心就清楚了。做题时按三步走:

第一步,看开关状态。先确定哪些开关闭合、哪些断开,断开的支路直接划掉,不参与判断。

第二步,找短路和断路。检查有没有导线直接并联在用电器两端(局部短路),有没有某处断开了(断路)。短路的不工作但不影响其他用电器,断路则要看在干路还是支路。

第三步,画电流路径。从电源正极出发,沿着导线走,遇到分支就分成几条路,最后在汇合点合流回到负极。只有一条路的是串联,有分支的是并联。

至于电表,记住一条:电流表当导线看(电阻极小),电压表当断路看(电阻极大)。简化电路时把电流表替换成导线、把电压表去掉,电路结构就一目了然了。这三步练熟了,不管中考出多复杂的电路图,都能一层一层拆明白。电学的地基打好了,后面的欧姆定律和电功率自然就顺了。

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