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专题6 电路的解题方法和技巧

上传时间: 2014-08-23

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1、解题的基本方法、步骤

本章的主要问题是研究电路中通以稳恒电流时，各电学量的计算，分析稳恒电流的题目，步骤如下：

（1）确定所研究的电路。（2）将不规范的串并联电路改画为规范的串并联电路。

（使所画电路的串、并联关系清晰）。对应题中每一问可分别画出简单电路图，代替原题中认为导线和安培计联接的两点是等势点。

（2）先画电阻最少的支路，再画次少的支路……从电路的一端画到另一端。

3、含有电容器的电路解题方法

在直流电路中，电容器相当电阻为无穷大的电路元件，对电路是断路。解题步骤如下：（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。

（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。

（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。

（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。

4、如何联接最省电

用电器正常工作应满足它要求的额定电压和额定电流，要使额外的损失尽可能少，当电源电压大于或等于两个（或两个以上）用电器额定电压之和时，可以将这两个用电器串联，并给额定电流小的用电器加分流电阻，如电源电压大于用电器额定电压之和时，应串联分压电阻。

【例】三盏灯， L1为“110V 100W”，L2为“110V 50W”，L3为“110V 40W”电源电压为220V，要求：①三盏灯可以单独工作；②三盏灯同时工作时额外损耗的功率最小，应怎样联接？画出电路图，求出额外损耗功率。

5、在电路计算中应注意的几个问题

（1）在电路计算中，可以认为电源的电动势、内电阻和各定值电阻的阻值不变，而各部分的电流、电压、功率（或各种电表的示数）将随外电阻的改变而收变。所以，在电路计

二、解题的基本方法

1、磁场、磁场力方向的判定

（1）电流磁场方向的判定——正确应用安培定则

对于直线电流、环形电流和通电螺线管周围空间的磁场分布，要能熟练地用磁力线正确表示，以图示方法画出磁力线的分布情况——包括正确的方向和大致的疏密程度，还要能根据解题的需要选择不同的图示（如立体图、纵剖面图或横断面图等）。其中，关于磁场方向走向的判定，要能根据电流方向正确掌握安培定则的两种用法，即：

① 对于直线电流，用右手握住导线（电流），让伸直的大拇指所指方向跟电流方向一致，则弯曲的四指所指方向即为磁力线环绕电流的方向。

② 对于环形电流和通电螺线管，应让右手弯曲的四指所指方向跟电流方向一致，则伸直的大拇指所指方向即为环形电流中心轴线上磁力线方向，或通电螺线管内部磁力线方向（亦即大拇指指向通电螺线管滋力线出发端——北极）。

③ 对于通电螺线管，其内部的磁场方向从N极指向S极；而内部的磁场方向从S极指向N极。从而形成闭合的曲线。

（2）安培力、洛仑兹力方向的判定——正确应用左手定则

① 运用左手定则判定安培力的方向，要依据磁场B的方向和电流I的方向．只要B与IL的方向不平行，则必有安培力存在，且与B、IL所决定的平面垂直。对于B与IL不垂直的一般情况来说，则需先将B矢量分解为两个分量：一个是垂直于IL的，另一个是平行于

将u矢量分解为两个分量：一个是垂直于B的，另一个是平行于B的，如图9—3②所示。）再依据的方向和v的方向(或B的方向和的方向)正确判定洛仑兹力的方向。

在磁场B与已知电性粒子的运动速度v的方向夹角给定的前提下，如果在洛仑兹力f、磁场B和粒子运动速度中任意两个量的方向确定，也就能依据左手定则判断第三个量的方向。

2、磁场力大小的计算及其作用效果

（1）关于安培力大小的计算式，其中为B与IL的方向夹角（见图9—2），由式可知，由于角取值不同，安培力值将随之而变，其中取、值时F为零，取时F值最大。本式的适用条件，一般地说应为一般通电直导线IL处于匀强磁场B中，但也有例外，譬如在非匀强磁场中只要通电直导线段IL所在位置沿导线的各点B矢最相等（B值大小相等、方向相同），则其所受安培力也可运用该式计算。

关于安培力的作用效果，解题中通常遇到的情况举例说明如下：

① 平行通电导线之间的相互作用；同向电流相吸，反向电流相斥。这是电流问磁相互作用的一个重要例证。

②在安培力与其他力共同作用下使通电导体处于平衡状态，借以测定B或I等待测值。如应用电流天平测定磁感应强度值，应用磁电式电流表测量电流强度。

【例题2)】图9－5所示是一种电流天平，用以测定匀强磁场的磁感应强度。在天平的一端挂一矩形线圈，其底边置于待测匀强磁场B中，B的方向垂直于纸面向里。已知线圈为n匝，底边长L当线圈通以逆时针方向，强度为I的电流时，使天平平衡；将电流反向但强度不变，则需在左盘中再加砝码，使天平恢复平衡。试列出待测磁场磁感应强度B的

根据安培力的计算式，并考虑到线圈的匝数，有。所以待测磁场的磁感应强度，即为所求。

（2）关于洛仑兹力大小的计算式，其中为B与的方向夹角（见图9－3），由式可知，由于取值不同，洛仑兹力值亦将随之而变，其中取、值时为零，取时值最大。本式的适用范围比较广泛，但在中学物理教学中只讨论带电粒子在匀强磁场中的运动，而且大纲规定，洛仑兹力的计算，只要求掌握跟B垂直的情况。

关于洛仑兹力的作用效果，解题中通常遇到的情况举例说明如下：

① 在匀强磁场中带电粒子的运动。

a、如果带电粒子的运动速度垂直于磁场B，即＝，如图9—9所示，则带电粒子将在垂直于B的平面内做匀速圆周运动，这时洛仑兹力起着向心力的作用．根据牛顿第二定律，应为，

由此可得，圆运动半径。角速度。周期。粒子动量的大小

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