第13讲 电路分析与电路设计——2021-2022学年浙教版八年级上学期科学

第十三讲 电路分析与电路设计 知识与技能：掌握串并联电路的电流电压电阻特点，能够分析动态电路，进行综合计算； 习惯与方法：电路分析过程中养成简化电路的习惯，电路计算中掌握串并联电路各物理量关系； 思维与素养：培养学生用字母进行推导的思维，能够利用公式推导解决实际问题，如线性关系。 知识点一、串联电路的特点 （1）电流：串联电路中各处电流都相等。 （2）公式：I＝I1＝I2＝I3＝……In。 （3）电压：串联电路中总电压等于 之和。公式：U＝U1＋U2＋U3＋……Un。 （4）电阻：串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。公式：R＝R1＋R2＋R3＋……Rn。 说明：把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的 长度。串联分压，电阻 ，它分担的电压就越大。 （5）比例分配：利用欧姆定律可得＝＝，因此，串联电路分电压的多少与电阻成 。 即“串联分压正比”。 重点提醒： 1.推导：串联电路等效电阻与各导体电阻的关系。 ①串联电路中的电流处处相等。I总＝I1＝I2＝…… ②串联电路总电压等于各导体电压之和。 U总＝U1＋U2＋……(串联分压) I总R总＝I1R1＋I2R2＋……＝I总R1＋I总R2…… ③串联电路总电阻等于各导体电阻之和。R总＝R1＋R2＋…… 知识点二、并联电路的特点 （1）电流：并联电路中总电流等于各支路中电流之和。公式：I＝I1＋I2＋I3＋……In。 （2）电压：并联电路中各支路两端的电压都相等。公式：U＝U1＝U2＝U3＝……Un。 （3）电阻：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。公式：＝＋＋…。 说明：把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面 积增大。并联电路中，某条支路上的电阻越小，则该条支路上的电流越大。 （4） 比例分配：I1∶I2＝∶＝∶，电流的分配与电阻成反比，即“并联分流反比”. 重点提醒： 1.并联电路的电阻 根据并联电路中的电流I＝I1＋I2和欧姆定律I＝得，＝＋。又因为U＝U1＝U2 ，故＝ ＋，进一步推 导可得R总＝。一般情况下，计算并联电路R总时，采用R总＝较方便。 【提示】由于电阻并联相当于增加了导体的横截面积，因此，并联电路的电阻小于该电路任 意分电阻。n个相同电阻R0串联总电阻为nR0，n个相同电阻R0并联后总电阻为R0/n。 2.电路简化 电路简化是电路分析中的一个非常重要的步骤，把比较复杂的电路简化才能更加准确地进行电路的分析。对于电路的简化可概括为以下几种方法： (1)对于电路中存在的电流表，由于其电阻极小，因此可以用导线将其替代。 (2)对于电路中存在的电压表，由于其电阻极大，因此可以看作开路。 (3)对于电路出现的导线端点在不经过电源、用电器等时可以任意移动。 采取简化措施后，电路就会变得比较简单，容易识别出是并联还是串联电路，接下来再明确各用电器之间的关系及各电表的测量对象。 三、电路的综合分析与计算 在进行动态电路时，首先要分析初始电路的连接方式（串联还是并联），然后确定各电表所测的是哪部分电路，最后根据滑动变阻器滑片的移动、开关的断开与闭合或外界因素变化等引起的阻值变化进行分析。 （1） 含滑动变阻器的串联电路（甲） （2）含滑动变阻器的串联电路（乙） （3）开关型的动态电路 （4）实际应用中的变阻器 3.电路的分析计算 ①先判断电路的连接方式； ②再对相应的连接方式选择合适的计算公式； ③若U、I和R三个量中知道其中的两个量计算第三个量，则需要利用欧姆定律进行计算。 （2021·浙江八年级专题练习）小云家安装了换气扇和照明灯，换气扇和照明灯的电路连接如图所示，下列说法中正确的是（ ） A．换气扇和照明灯不能同时工作 B．换气扇和照明灯只能同时工作 C．换气扇和照明灯工作时，通过它们的电流一定相等 D．换气扇和照明灯工作时，它们两端的电压一定相等 【答案】D （2021·浙江中考真题）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】D （2021·浙江中考真题）电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关S，才能使指示灯L发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 小金在研究串联电路时，