欧姆定律的学习,除了要打牢相应的基础外,学习中常见的一些“思路”“方法”“技巧”也显得特别重要。
掌握了方法后,对于一些题型,学生就可以用“秒杀”的办法解决,就是刘老师平时所说的“高手过招,只需要一个眼神”,看一眼就可以得到正确的答案,由此可见方法的重要性。
针对此类试题,刘老师做了个梳理,希望能对孩子们的学习有所帮助。
1.电阻串、并联的等效替代。
(1)两电阻串联,相当于增加了电阻的长度,在其他条件不变时,电阻越长,阻值越大;我们可以把两电阻串联后的总电阻,等效成一个比任何一个分电阻阻值都大的电阻,即“大于大的”。
(2)两电阻并联,相当于增加了电阻的横截面积,在其他条件不变时,电阻横截面积越大,阻值越小;我们可以把两个电阻并联后的总电阻,等效成一个比任何分电阻阻值都小的电阻,即“小于小的”。
题1:一个阻值为0.1Ω的电阻与另一个阻值为10Ω的电阻并联,并联后的等效电阻( )
A.小于0.1Ω B.等于1Ω
C.等于10.1Ω D.小于10Ω但大于0.1Ω
解题思路,电阻并联,总电阻(等效成一个电阻),“小于小的”,比0.1Ω还要小。所以选A。
题2:下列电阻并联后,等效阻值最小的一组是( )
A.30Ω和15Ω B.20Ω和25Ω
C.10Ω和35Ω D.5Ω和40Ω
解题思路,电阻并联,总电阻(等效成一个电阻)“小于小的”,只需要找哪个选项中有最小的电阻即可。D中有一个5Ω的电阻,最小。所以选D。
3.复杂电路的等效替代。
如图所示,电源电压U=2V不变,R=4Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1A。如果用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为( )
A.2A B.1.5A C.1.2A D.0.5A
解题思路:
初看这道题,电路特别复杂,一看就“懵”了。这时要想到“化繁为简”,既然虚线框内所有的电阻均未知,那么我们就把他们等效成一个电阻就可以了。
变成我们希望的样子
电源电压U=2V,R=4Ω,由通过电阻R的电流I = U/R = 2V/4Ω = 0.5A,电流表示数为1A,即干路电流为1A,由此可以推出,虚线框内通过未知电阻(Rx)的电流为0.5A,根据R=U/I = 2V/0.5A,可得到虚线框内等效电阻为4Ω(也可以根据并联电路中电流相等,电阻也相等来快速得到虚线框内等效电阻的阻值)。
并联电路,互不影响,把R的阻值从4Ω换成2Ω时,不会影响到Rx电流,它的电流仍为0.5A,现在只需要计算出通过电阻R(2Ω)的电流IR = U/R = 2V/2Ω = 1A,电流表的示数为干路电流,I = IR + Ix = 1A + 0.5A = 1.5A。
4.电压表与电流表的比值问题的等效替代。
(1)比值为定值电阻的,比值不变。
解题思路:电压表测R0的电压,电流表也测R0的电流,所以把电压表与电流表的示数的比值,转化成定值电阻R0的阻值,R0的阻值不变,所以比值不变。
(2)比值为滑动变阻器电阻的,比值与滑动变阻器电阻“同大同小”。
①当滑片向左滑动时,R2阻值变小,电压表V1测R2的电压,电流表A1测R2的电流,我们把电压表与电流表的示数比,转化成滑动变阻器R2的阻值,R2的阻值变小,所以比值变小。
②当滑片向右滑动时,R2阻值变大,电压表V1测R2的电压,电流表A1测R2的电流,我们把电压表与电流表的示数比,转化成滑动变阻器R2的阻值,R2的阻值变大,所以比值变大。