“遇水架桥”破难点

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“遇水架桥”破难点

□杨学亮

现实生活中，若遇到水的阻拦，我们会想到架桥通过，那么在解决电学问题时遇到了困难，如果你也会“架桥”，电学问题就会迎刃而解.那么用什么“架桥”呢？这里有两座“桥梁”：涉及简单串联和并联电路的计算，用串联和并联电路中电流、电压、电阻的关系“架桥”；涉及复杂的动态电路的计算，用不变量如电源电压和电阻“架桥”.下面我们一起分析几道例题.

一、简单串联和并联电路的计算

例1（2016·郴州）如图1所示，电源电压为9V且保持不变，R1= 30Ω，闭合开关后，电压表示数为3V，则电阻R1两端的电压为V，电流表的示数为A.

图1

解析：R1两端的电压为

故电流表的示数为

答案：60.2

例2（2016·永州）如图2所示的电路中，电源电压恒定，R2=10Ω，开关S、S1都闭合时，电流表示数为0.4A；开关S闭合，开关S1断开时，电流表示数变为0.3A.则电源电压为_______

V，电阻R1的阻值为Ω________.

图2

解析：开关S、S1都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流.开关S闭合，S1断开时，电流表测通过R2的电流，电源电压U=I2R2=0.3A×10Ω=3V.

当开关S、S1闭合时，

I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A，

答案：330

点评：在简单的串联和并联电路中，我们常常利用串联和并联电路中电流、电压、电阻之间的关系（串联R=R1+R2，U=U1+U2，I=I1=I2；并联架桥”找出各物理量之间的联系求解.

二、动态电路的计算

例3（2016·厦门）如图3所示，R1=25Ω，小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”，电源电压保持不变.

（1）S1、S2都断开时，小灯泡L正常发光，求电源电压；

（2）S1、S2都闭合时，电流表示数变为0.6A，求R2的阻值.

图3

解析：（1）S1、S2都断开时，R1与小灯泡串联，小灯泡正常发光，

故UL=2.5V，

电路中电流I=I1=IL=0.3A，

R1两端电压为

U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V，

所以电源电压为

U=UL+U1=2.5V+7.5V=10V；

（2）S1、S2都闭合时，灯L被短接，R1与R2并联，电流表测干路电流，通过R1的电流为0.4A，通过R2的电流为I2=I-I1= 0.6A-0.4A=0.2A，故R2的阻值为

答案：电源电压为10V；R2的阻值为50Ω.

点评：动态电路的计算，要先看清不同状态下电路的连接方式，分别找出不同状态下电压、电流、电阻之间的关系，再利用不变量（比如电源电压、电阻）“架桥”，将不同状态下的各物理量联系起来求解.