谈谈电路问题

吴秀花

解答电路问题时，首先要明确电路的组成部分，而弄清用电器的连接关系是关键（才能找出用电器之间的电流、电压、电功率等的关系）。

电路问题可以分为直流电路问题和交变电路问题，也可以分为部分电路问题和闭合电路问题，即直流电路问题有部分电路问题和闭合电路问题；交流电流问题也有部分电路问题和闭合电路问题。部分电路问题的主要解题依据是部分电路欧姆定律，闭合电路问题的主要解题依据是闭合电路欧姆定律。

一、直流电路

直流电路又可分为：①部分电路；②闭合电路。部分电路又可分为：a.纯电阻电路；b.非纯电阻电路（如电动机电路，不转时为纯电阻电路，转动时为非纯电阻电路）。

直流电路的基本计算公式：

1.部分电路

①I= ；②I=nqsv；③R=ρ ；④I= ⑤P=UI；⑥P=I R= ；⑦w=UIt；⑧W=I Rt= t；⑨串联电路的基本特点和重要性质；基本特点：a.I=I =I =…，b.U=U +U +….重要性质：a.总电阻的计算R=R +R +…，b.电压分配 = =…（U =U），c.功率分配 = =…（P =P）；⑩并联电路的基本特点和重要性质.基本特点：a.I=I +I +…，b.U=U =U =….重要性质：a.总电阻的计算 = + +…（R= ），b.电流的分配I R =I R =…=U（I = I），c.功率分配p R =p R =…=U （p = p）.

2.闭合电路

（1）基本公式

①E=IR+Ir=U+U′=IR+=U+Ir；

②P =EI=UI+I=I R+I r=P +P ；

③P =I R=UI= .（当R=r时，输出功率最大；当R≠r时，给定一个P ，有两个外电阻与之相对应，且R R =r .）

（2）变化电路的变化规律

①串反并同，即与变化的电阻串联的用电器的P、U、I的变化情况与该阻值的变化情况相反；与变化的电阻并联的用电器的P、U、I的变化情况与该阻值的变化情况相同。

②压同流反率不定，变化电阻本身的P、U、I的变化情况是：电压的变化情况与阻值的变化情况相同，电流的变化情况与阻值的变化情况相反，电功率的变化情况与阻值的变化情况没有固定的关系，也就是不确定。

二、电磁感应电路

解答此类问题的关键有二：一是感应电动势的确定，二是电路的组成和连接关系的分析。

1.电路的处理

产生感应电动势的那一部分导体就相当于电源，这一部分导体就相当于内电路，这一部分导体的电阻就相当于内电阻。而在内电路中，电流是从低电势流向高电势（据此可判断导体两端电势的高低）。其他电路就相当于外电路（需注意用电器的连接方式）。

2.感应电动势的计算

①感应电动势的计算公式

a.E=n （主要用于计算平均感应电动势，也可以用于计算瞬时感应动势。）

b.E=BLv（主要用于计算切割时产生的瞬时感应电动势，也可以用于计算平均感应动势，此公式的适用条件是：导线为直导线，导线的长度方向与磁场方向垂直，也与导线的运动方向垂直，导线的运动方向与磁场方向垂直。不是直导线时取始末的就连线，方向不垂直时沿垂直方向和平行方向分解。）

②总电动势的计算

如果产生感应电动势的不止一部分导体，而是有两个导体，则回路中的总电动势确定是个关键。此时，应根据各个电动势所产生的感应电流在回路中的具体流向来确定总电动势。如果各电流的方向相同，则总电动势等于各个电动势之和；如果各电流的方向相反，则总电动势等于各个电动势之差。

3.电磁感应现象中的能量问题

①要解决电磁感应现象中的能量问题，其基本依据是能的转化和守恒定律。但需注意参与转化的能量形式有哪些，以及开始时的能量形式和终止时的能量形式。

②电磁感应现象中电热的计算。

基本计算公式是Q=I Rt= t.不同的用电器上产生的热量的计算可利用串联电路（电流相等）或并联电路（电压相等）求出它们产生的热量之比，而总热量等于各个用电器产生的热量之和。

4.电磁感应现象中通过导体横截面的电量的求法

①利用平均电流求电量。

Q= △t， =n ， = ，∴Q=n .（△？准=BLs，s为导体棒的位移，△？准=△Bs=B△s）

②利用动量定理。

由于安培力的冲量FAt=BILt=BL（It）=BLQ，因此可以利用动量定理求通过导体横截面的电量。

三、交流电路

交流电路可分为：①闭合电路；②变压器电路。变压器电路又可分为：a.变压器；b.远距离输电。

1.正弦交流电的产生

①矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线框中即可产生随时间按正弦规律变化的交流电。并可导出

a.φ=φ sinωt，其中φ =Bs，s=Ll，ω=2πn（n为转速）

b.e=Nφmcosωt=E cosωt，其中E =Nφ ω

c.i= cosωt=I cosωt，其中I =

d.u= N？准 ωcosωt=U cosωt，其中U =N N？准 ω

e. =？准 ωcosωt

②结论

a.线框中产生的感应电动势、感应电流与线框的形状、转轴的位置无关。

b.只要穿过回路的磁通量随时间按正弦（或余弦）规律变化，回路就会产生随时间按余弦（或正弦）规律变化的交变电流。

2.交流电的有效值

①通常所说的交流电的数值，如果没有特别说明，指的是交流电的有效值。②交流电器的铭牌上所标的电压、电流值指的是交流电的有效值。③交流电表所测的电压、电流值指的是交流电的有效值。④交流电路中有关电功、电功率的计算所用的电压、电流值必须是有效值。⑤交流用电器所标的耐压值指的是最大值。

交流电的有效值的计算有三种类型：①根据题目所讲的加直流和交流时产生的热量关系来计算；②根据正弦交流电的有效值与最大值的关系来计算（U= U ）；③根据题目所给的图像，取一个周期，分别求出各段时间内产生的热量，则在一个周期内产生的热量等于各段时间内产生的热量之和（I Rt +I Rt +…=I RT或 t + t +…= T）.

3.理想变压器的输入、输出关系

①功率关系p =p =p +p +…（输出决定输入）

②电压关系 = = =…（匝数决定电压）

③电流关系n I =n I +n I +…

4.远距离输电

①升压变压器两端的关系： = ，n I =n I ，P =P .

②输电线两端的关系：U =U +I R ，I =I ，P =P +I R .

③降压变压器两端的关系： = ，n I =n I ，P =P .

四、振荡电路

描述LC振荡电路的物理量有：电流、电压、电量、电场强度、磁感应强度、磁通量、磁通量的变化率等。其中电流、磁感应强度、磁通量的变化步调相同；电压、电量、电场强度、磁通量的变化率的变化步调相同，两组物理量的变化步调相差四分之一周期，其振荡周期为T=2π 。状态变化过程中已知t1时刻的状态，仍可用 来判断t2时刻的状态。也可由电场方向（判断极板的带电性）和磁场方向（判断电流方向）判断电路所处的状态。