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《电路及其应用》教案

主干知识成体系

迁移交汇破疑难

(一)电路的分析与计算

1．复杂电路的简化方法

(1)无电流的支路简化时可去掉。

(2)两等势点间的电阻可省去或视为短路。

(3)理想导线可长可短。

(4)节点沿理想导线可任意移动，但不得越过电源、用电器等。

(5)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。

(6)电路电压稳定时，电容器可认为是断路。

(7)在画等效电路图时，先将电压表、电流表摘除，等画好等效电路图后再补到相应的位置，这样可避免电表带来的干扰。

2．电路分析与计算的解题思路

(1)明确各电路元件的串、并联关系以及电流表、电压表测量的对象，分析电路结构。

(2)根据题目已知条件确定是从电路的整体还是从某一部分电路入手进行分析，要从串、并联电路的特点出发找出各段电路之间的电流、电压关系，选用相应规律或公式建立方程。

(3)注意接在电路中的电流表和电压表是否是理想电表，如果是非理想电表，则应注意其内阻的大小；电容器在恒定电流电路中只有在电路接通和断开瞬间才有充、放电电流，当电路稳定后相当于阻值无限大的电阻(考虑为不漏电的理想电容器)，使这部分电路断路，在简化电路时可把含电容器的支路去掉，若要求计算电容器的带电荷量，再在相应位置补上该电容器。

eq\a\vs4\al(典例1)如图11-1所示，R1＝6Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω，R4＝3Ω。求当开关S断开和开关S闭合时，电流表的示数。

图11-1

[解析]先用电流分支法将电路图进行简化，第一支线：由A经电阻R1到B；第二支线：由A经电阻R2到C再到B；第三支线：由A经电阻R3到D再经R4到B。以上三条支路并联，且在C、D间接有开关S，简化图如图所示。当开关S断开时电路中R3与R4串联再与R1、R2并联，由串并联电路规律可知I＝eq\f(U,R1)＋eq\f(U,R2)＋eq\f(U,R3＋R4)＝3A，当开关S闭合时R4被短路，R2、R3、R1并联，I′＝eq\f(U,R1)＋eq\f(U,R2)＋eq\f(U,R3)＝4A。

[答案]3A4A

(二)滑动变阻器的分压式和限流式接法

两种接法

限流接法

分压接法

电路图(图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器)

闭合开关前滑片位置

滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大

滑片在最左端，即开始时R上得到的电压为零

负载两端的电压调节范围

eq\f(R,R0＋R)U～U

0～U

通过负载的电流调节范围

eq\f(U,R0＋R)～eq\f(U,R)

0～eq\f(U,R)

eq\a\vs4\al(典例2)(2021年1月新高考8省联考·广东卷节选)某学习小组探究LED灯的伏安特性曲线。

(1)实验需要灯两端的电压从零开始调节，滑动变阻器应采用________(填“限流式”或“分压式”)接法。

(2)某同学已连接部分导线，请在图11-2中完成电路的连接。

图11-2

(3)检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是___________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

[解析](1)题中要求电压从零开始，所以滑动变阻器应该按分压式接法接在电路中。

(2)电路图如图所示：

(3)闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适，流过灯的电流过大，导致灯被烧坏了。

[答案](1)分压式

(2)见解析图

(3)可能是滑动变阻器调节不合适，流过灯的电流过大，导致灯被烧坏了

[微点拨]

分压和限流电路的选择原则

(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路。

(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路。

(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。

(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。

创新应用提素养

一、在科技与生活中的应用

1．磁悬浮列车需要很强的磁场，因此线圈中的电流将非常大。用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为()

A．超导线圈强度大

B．只有超导线圈才能产