怎样快速排查电路故障
综观近年全国各地的中考物理试卷,我们不难发现,判断电路故障题出现的频率还是很高的。许多同学平时这种题型没少做,但测验时正确率仍较低,有的反映不知从何处下手,笔者帮同学们总结几条解决这类问题的常用的主要判断方法:
“症状”1:用电器不工作。
诊断:
(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。
(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。
“症状”2:电压表示数为零。
诊断:
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3:电流表示数为零。
诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4:电流表被烧坏。
诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。
从“周幽王烽火戏诸候”到“竹信”,从“漂流瓶”到人类历史上第一份电报—“上帝创造了何等的奇迹!”,百年间,通信技术借助现代科技飞速发展。现在,让我们回过头,看一看这一路上的风景。
中外电信史漫谈
据考,中国古代的商周时期人们就知道用烽火来远距离传递消息,大家最熟悉的就是“为博美人一笑,周幽王烽火戏诸候”的故事。在国际电信联盟出版的《电话一百年》一书中提到,公元968年,中国人发明了一种叫“竹信”的东西,它被认为是今天电话的雏形。虽然这些故事都反映了我们祖先的聪明才智,但是,要想了解近代电信科技的发展历史,我们还是得从欧洲说起。
起源于欧洲
1793年,法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。这是一种由16个信号塔组成的通信系统。信号机由信号员在下边通过绳子和滑轮,操纵支架的不同角度,表示相关的信息。当时,法国和奥地利正在作战,信号系统只用一个小时就把从奥军手中夺取埃斯河畔孔代的胜利消息传到巴黎。以后,比利时、荷兰、意大利、德国及俄国等也先后建立了这样的通信系统。据说查佩两兄弟之一是第一个使用“电报”这个词的人。
欧洲对于远距离传送声音的研究始于17世纪。英国著名的物理学家和化学家罗伯特•胡克首先提出了远距离传送话音的建议。而在1796年,休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法,并且把这种通信方式称为—Telephone,一直延用至今。
1832年,美国医生杰克逊在大西洋中航行的一艘邮船上,给旅客们讲电磁铁原理,旅客中41岁的美国画家莫尔斯被深深地吸引住了。当时法国的信号机体系只能凭视力所及传讯数英里,莫尔斯梦想着用电流传输电磁信号,瞬息之间把消息传送到数千英里之外。从此以后,莫尔斯的生活发生了根本的转变。
莫尔斯从在电线中流动的电流在电线突然截止时会迸出火花这一事实得到启发:如果将电流截止片刻发出火花作为一种信号,电流接通而没有火花作为另一种信号,电流接通时间加长又作为一种信号,这三种信号组合起来,就可以代表全部的字母和数字,文字就可以通过电流在电线中传到远处了。1837年,莫尔斯终于设计出了著名的莫尔斯电码,它是利用“点”、“划”和“间隔”的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。1844年5月24日,在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里,莫尔斯亲手操纵着电报机,随着一连串的“点”、“划”信号的发出,远在64公里外的巴尔的摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。
谁发明了电话?
目前,大家公认的电话发明人是贝尔,他是在1876年2月14日在美国专利局申请电话专利权的。其实,就在他提出申请两小时之后,一个名叫E•格雷的人也申请了电话专利权。
在他们两个之前,欧洲已经有很多人在进行这方面的设想和研究。早在1854年,电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了,6年之后德国人赖伊斯又重复了这个设想。原理是:将两块薄金属片用电线相连,一方发出声音时,金属片振动,变成电,传给对方。但这仅仅是一种设想,问题是送话器和受话器的构造,怎样才能把声音这种机械能转换成电能,并进行传送。
最初,贝尔用电磁开关来形成一开一闭的脉冲信号,但是这对于声波这样高的频率,这个方法显然是行不通的。最后的成功源于一个偶然的发现,1875年6月2 日,在一次试验中,他把金属片连接在电磁开关上,没想到在这种状态下,声音奇妙地变成了电流。分析原理,原来是由于金属片因声音而振动,在其相连的电磁开关线圈中感生了电流。现在看来,这原理就是一个学过初中物理的学生也知道,但是那个时候这对于贝尔来说无疑是非常重要的发现。
格雷的设计原理与贝尔有所不同,是利用送话器内部液体的电阻变化,而受话器则与贝尔的完全相同。1877年,爱迪生又取得了发明碳粒送话器的专利。同时,还有很多人对电话的工作方式进行了各种各样的改进。专利之争错综复杂,直到1892年才算告一段落。造成这种局面的一个原因是,当时美国最大的西部联合电报公司买下了格雷和爱迪生的专利权,与贝尔的电话公司对抗。长时期专利之争的结果是双方达成一项协议,西部联合电报公司完全承认贝尔的专利权,从此不再染指电话业,交换条件是17年之内分享贝尔电话公司收入的20%。
技术发展
电话发明后的几十年里,围绕着电话的经营、技术等问题,大量的专利被申请,Strowger的“自动拨号系统”减少了人工接线带来的种种问题,干电池的应用缩小了电话的体积,装载线圈的应用减少了长距离传输的信号损失。1906年,Lee De发明了电子试管,它的扩音功能领导了电话服务的方向。后来贝尔电话实验室据此制成了电子三极管,这项研究具有重大意义。1915年1月25日,第一条跨区电话线在纽约和旧金山之间开通。它使用了2500吨铜丝,13万根电线杆和无数的装载线圈,沿途使用了3部真空管扩音机来加强信号。1948年7月1 日,贝尔实验室的科学家发明了晶体管。这不仅仅对于电话发展有重大意义,对于人类生活的各个方面都有巨大的影响。其后几十年里,又有大量新技术出现,例如集成电路的生产和光纤的应用,这些都对通信系统的发展起了非常重要的作用。
电话在中国
鸦片战争后,西方列强在中国掠夺土地和财富的同时,也为中国带来了近代的邮政和电信。1900年,我国第一部市内电话在南京问世;1904年至1905年,俄国在烟台至牛庄架设了无线电台。中国古老的邮驿制度和民间通信机构被先进的邮政和电信逐步替代。
中华民国时期,中国的邮电通信仍然在西方列强的控制中。加上连年战乱,通信设施经常遭到破坏。抗战时期,日本帝国主义出于战争需要和企图长期统治中国的目的,改造和扩建了电信网络体系,他们利用当时中国经济、技术的落后和政治制度的腐败,通过在技术、设备、维修、管理等方面对中国的通信事业进行控制。
1949年以前,中国电信系统发展缓慢,到1949年,中国电话的普及率仅为0.05%,电话用户只有26万。
1949以后,中央人民政府迅速恢复和发展通信。1958年建起来的北京电报大楼成为新中国通讯发展史的一个重要里程碑。十年“文革”,邮电再次遭受打击,一直亏损,业务发展停滞。到1978年,全国电话普及率仅为0.38%,不及世界水平的1/10,占世界1/5人口的中国拥有的话机总数还不到世界话机总数的1%,每200人中拥有话机还不到一部,比美国落后75年!交换机自动化比重低,大部分县城、农村仍在使用“摇把子”,长途传输主要靠明线和模拟微波,即使北京每天也有20%的长途电话打不通,15%的要在1小时后才能接通。在电报大楼打电话的人还要带着午饭去排队。
1978年,全国电话容量359万门,用户214万,普及率0.43%。
改革开放后,落后的通信网络成为经济发展的瓶颈,自上世纪80年代中期以来,中国政府加快了基础电信设施的建设,到2003年3月,固定电话用户数达22562.6亿,移 动电话用户22149.1亿户。
古今中外,多少人曾经为了更快更好地传递信息而努力,在电信发展的一百多年时间里,人们尝试了各种通信方式:最初的电报采用了类似“数字”的表达方式传送信息;其后以模拟信号传输信息的电话出现了;随着技术的进步,数字方式以其明显的优越性再次得到重视,数字程控交换机、数字移动电话、光纤数字传输……历史的车轮还在前进。
百年老电话
电话发明至今,从工作原理到外形设计都有不小的变化,下面就请大家跟随我们一起去走走这条电话百年发展的道路。这些电话都是世界各地的古董电话收藏爱好者们的藏品。
1878年,手持电话
这部电话是由Werner Siemens于1878年在德国制造的。它的听筒和话筒是一个,听话和说话时交替使用。
1879年,盒式电话
这部电话配备了Viaduct制造公司生产的磁力发电机由红木制成,还配有一个柱状听筒。
1880年,贝尔电话
这是第一种在欧洲使用的电话。它取代了电报,比装有手柄的磁力发动机电话先进。
1881、1882年,磁力发电机壁式电话
左面的电话称为美国贝尔型,1881年制造,由位于哥本哈根的国际贝尔电话公司使用。L.M.Ericsson制造。这款电话在上世纪末盛行。
1885年,“埃菲尔铁塔”磁力发电机电话
这款电话由L. M. Ericsson于1885年制造。在当时这是第一款放在桌面上的电话。麦克风设在旋转臂上,曲柄用来接通交换机。
1885、1902年,磁力发电机壁式电话
由Ferdinand E. Stensen于1885年在哥本哈根制造,是最早的一部由丹麦人制造的电话。这款是在霍森的Emil Mdlers电话公司制造的。
1885年,木支架桌式电话
生产厂商及产地不详。
1892年,电动折叠橱式桌面电话
这种电话多数用于家庭、宾馆和电话亭。
1892年,带听筒的“埃菲尔铁塔式”电话
这是一部真正的经典电话,1892年,由L. M. Ericsson制造。这款电话流传全世界,生产近百万台。
1893年,“咖啡壶式”电话
这款电话在丹麦只有几个样品,对收藏者来说它最富吸引力和收藏价值。 1899年,数字机械墙式电话
这种数字机械电话有墙式和桌式两种。
1900年,直立桌式电话
这种圆肚形桌式电话是青铜镀镍的。在挂杆下面有一块结实的电木。它还有一个可以炫耀的外设听筒。
1900年,直立锥形桌面电话
这部电话有个绰号叫“油壶”,都是因为它的外形。
1900年,20线分离电话
本款是所谓的20线分离电话。只能用于内部通话,由L. M. Ericsson瑞典制造。
1901年,磁力发电机台式电话
本款是1901年由Ferdinand E. Stensens Telefonfabrik在哥本哈根制造的。注意看它的听筒,单独挂在挂钩上。可能是因为当时电话接入质量不高,有时必需用两只耳朵听。
1902年,Kellogg角落台式电话
这种角落台式电话多数用于家庭、办公室和电话亭。它是由美国哈得伍得电话公司制造的。是从加利弗尼亚一个小镇的农夫手中买到的。
1902年,公用电池墙式电话
这种电话不需转动手柄,拿起话筒直接与接线员通话。它是从旧金山一个古玩店中买来的。
1904年,磁力发电机共线电话
本款电话在1904由L.M.Ericssom制造。此款电话可由四个用户共享一根电话线。 1753年2月17日,用电流进行通信的设想首次在一本名为《苏格兰人》的杂志上提出,文章署名为C.M.。
1784年8月15日,一种叫“遥望通信”的视觉通信方式首次在法国里尔和巴黎之间使用。
1796年,英国人休斯提出了用话筒接力传送语音的办法,并将之命名为Telephone,这个名字一直沿用至今。
1832年,俄国外交家希林制作出用电流计指针偏转来接收信息的电报机。
1835年,美国人莫尔斯发明了用电磁学原理用于电报传输的电报机。
1837年6月,英国人库克获得第一个电报发明专利权,他制作的电报机首先在铁路上获得使用。
1837~1838年,莫尔斯又发明了将电流“通”和“断”来编制代表数字和字母的码—莫尔斯码。
1843年,莫尔斯修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路,全长64.4公里。
1844年5月24日,莫尔斯在国会大厦向巴尔的摩发出了人类历史上第一份电报:“上帝创造了何等的奇迹!”。
1850年8月28日,第一条海缆由约翰和雅各布•布雷特兄弟俩在法国的格里斯-奈兹海角和英国的李塞兰海角之间的公海里铺设,但是,只拍发了几份电报就中断了。原来,有个打渔人用拖网钩起了一段电缆,并截下一节高兴地向别人夸耀这种稀少的“海草”标本,惊奇地说那里装满了金子。
1876年3月10日,英国苏格兰人贝尔发明电话,“沃森先生,快来帮我”成了人类第一句通过电话传送的语音。当时贝尔将话筒中的酸液溅到了腿上。
1879年,天津与大沽北塘炮台之间架设了电报线。
1882年2月21日,丹高大北电报公司在上海外滩设立了电话交换所。
1895年,俄国人波波夫和意大利人马可尼分别发明了无线电报机。
1897年5月18日,马可尼进行横跨布里斯托尔海峡的无线电通信取得成功。
1900年,上海南京电报局开办市内电话,当时只有16部电话。
1901年,马可尼实现了隔着大西洋的无线电通信。
1903年,无线电话试验成功。
1907年11月8日,法国发明家爱德华•贝兰在法国摄影协会大楼里表演了他的研制成果—相片传真。
1919年,帕尔姆和贝兰德发明了“纵横制接线器”。十年后,瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局。
1920年7月,中华邮政开办邮传电报业务。
1937年,英国人里夫斯提出用脉冲所有组合来传送语音信息的方法(脉冲编码调制)。
1945年10月,英国人A•C•克拉克提出静止卫星通信的设想。
1946年,埃克特和莫奇利建成了世界上第一台电子计算机。
1947年,美国贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念,将移 动电话的服务区划分成若干个小区,每个小区设立一个基站,构成蜂窝移 动通信系统。
1950年12月,中国东北长途明线国际干线工程建成,北京到莫斯科有线载波电路开放。
1954年7月,美国海军利用月球表面对无线电波的反射进行了地球上两地电话的传输试验。并于1956年在华盛顿和夏威夷之间建立了通信业务。
1956年,在英国和加拿大之间的大西洋海底铺设完成了电话电缆,使远距离的大陆之间电话通信成为现实。
1957年10月4日,前苏联于成功地发射了第一颗人造卫星“卫星1号”。
1958年8月,首部国产12载波电话设备在上海邮电器材厂研制成功。
1960年1月,中国首套1,000门纵横制自动电话交换机在上海吴淞电话局开通使用。
1960年,美国物理学家梅曼用强大的普通光照到人造宝石上,制造出了比太阳光强1000万倍的激光。
1962年,美国研究成功了脉码调制设备,用于电话的多路化通信。
1965年,第一部由计算机控制的程控电话交换机在美国问世,标志着一个电话新时代的开始。
1966年,英籍华人高锟提出以玻璃纤维进行远距激光通信的设想。
1969年,北京长途电信局安装成功中国第一套全自动长途电话设备。
1969年,美国国防部高级研究计划署(ARPA)提出了研制ARPA网的计划,1969年建成并投入运行,标志著计算机通信的发展进入了一个崭新的纪元。
1970年,世界上第一部程控数字交换机在法国巴黎开通,这标志著数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。
1972年,国际电报电话咨询委员会(CCITT)首次提出综合业务数字网—ISDN的概念。
1974年,中日海底电缆开始建设,这是中国参与建设的首条国际海底电缆。
1975年,中国自行研制设计的纵横制自动电话交换设备通过国家鉴定,开始批量生产。
1976年3月,中国自己研制的首条大容量传输系统—1800路中同轴电缆载波系统在北京、上海、杭州建成投产,全长1700公里。
1982年,欧洲成立了GSM,任务是制订泛欧移 动通信漫游的标准。
1982年,中国第一批投币式公用电话在北京市东、西长安街等繁华街道出现,共22个投币式公用电话亭。
1982年12月,从日本引进的首个万门程控市话交换系统在福州市电信局投产使用,建成中国首个引进的程控电话局。
1983年,AMPS蜂窝系统在美国芝加哥开通。
1904年,“蜘蛛式”民用波段电话
L. M. Ericsson’s第一部民用波段电话。 1905年,芝加哥的树式桌面电话
这部桌面电话被称作“大腹便便”,因其手柄的中部隆起而得名。
1905年,门廊对讲机
这是一部康涅狄格州电信公司的32门门廊对讲机。
1905年,11数字拨号桌式电话
它采用了11个数字拨号的方式。
1907年,“德国模式”的电台波段电话
于1907年在德国由E.Zwuetysch&Co制造,此款电话的出现可以一定程度解决通话等待时间太长的问题。
1907年,磁力发电机式电话
这部电话1907年由L.M.Ericsson制造。值得注意的是:接听电话时,要将听筒悬挂在分离的挂钩上。这是当时电话生产商的统一标准。
1908年,CH-08扩音器电话
由KTAS推出。
1910年,互联电话
这是一部由S.H. Couch公司生产的直立桌面互联电话,用于办公室间的通信。
1912年,办公用排列机
这部电话通过主机可同时带有17个分机,每个分机都可以打出去,并且分机之间也可互相接通。
1912年,CH-08壁式电话
此款电话生产于1912年,由丹麦人在哥本哈根制造的,可自动收发电报。
1912年,磁力发电机电话
由在L.M.Ericsson制造的电报传真电话,经常偏远地区或小岛上使用。
1914年,Magnavox抗噪音桌面电话
这部电话的独特设计在于当对着话筒说话时,声音穿过话顶部的小孔使电话中的振动板振动。噪音进入话筒时就会被消掉。其双旋转听筒有助于阻止无用的噪音。
1914年,Magnavox抗噪音桌式电话B1型
同样具有消除噪音的功能。
1914年,磁力发电机电话
于1914年在HORWENS制造,可以用来电报传真。
1915年,Veau桌式电话
资料不详。
1915年,家庭自制壁挂电话
这部电话在东俄勒岗一个废弃的农场中发现。当地有近20个废弃的农场的墙上留有挂过电话的痕迹。
1920年,磁力发电机壁式电话
这部电话于1904制造,并于1920更新,配备了可接、听转换的旋转红色按钮。
1927年,D-08半自动电话
第一部拨号电话,它的出现将代替交换机的人工呼叫系统。拨号装置是在1927年安装的,它真正使用是在1978年。
1927年,交流发电振铃电话
由Kristian Kirks Telefonfabrikker在丹麦Horsens制造,70年代仍在使用。
1929年,自动壁式电话
资料不详。
1930年,D-30半自动镀金电话
此款电话是丹麦企业在1930完成制造的,其特别之处是表面镀金,而当时多数电话漆黑的,并且此电话有拨号装置。
1930年,FL-30自动电话
30年代由丹麦制造的,它用字母拨号。同类电话使用了大约48年。
1935年,自动电话
此款电话被用于与偏远地区的电信交换机的联络,它的设计受到30年代美国电话业的影响。
1943年,CB-43型电话
这部电话是由Kristian Kirks Telefonfabrikker在丹麦制造,它内部设计两种振铃声,用于区别市内外来电。
1951年,F-51自动拨号电话
这部电话是由Kristian Kirks Telefonfabrikker在二次世界大战之后制造的。
1952年,F-52自动拨号电话机
于1952制造,不同于往日黑色电木材料,它是用象牙和较晚一些出现的塑料材料制成。
1956年,“Ericofon”自动拨号电话
此款电话由瑞典L.M.Ericsson设计和制造,命名为Ericofon。它是用新型的材料制成的,比传统电话的听筒还轻得多。
1968年,F-68自动拨号电话
这部电话是七十年代最为常见的电话,它最初设计是在六十年代,在丹麦被广泛制造生产。
1970年,F-68按钮拨号电话
丹麦首次使用的按钮电话,这部电话是用数字按钮代替原来的拨号方式。
1976年,76E/DK80型按钮拨号电话
在1972由Jutland Telephone公司最初制造的。
1979年,F-79按钮拨号式计费电话
此款电话介于普通电话与公用电话之间,它主要用于服务场所、旅馆等类似地方,可以防盗打电话功能。 1980年,DA-80按钮拨号电话
这部电话的设计标志着电子学理论真正进入电话行业。
1982年,便携式电报电话
此款电话由Ericsson无线系统所制造,当时它只能在丹麦、芬兰、挪威及瑞典等国家使用,它的出现为以后GSM移 动电话系统开辟了新的天地。
1983年,DanMark 2按钮电话
DanMark2于1983年制造,是八十年代最先进技术的体现。它具有许多功能,如电话号码记忆功能、重拨功能、监听功能、24种铃声
论文:
初中物理电学计算解题探讨
初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点.学好电学计算对学生的逻辑思维,审题等都有提升.培养了学生的创造和创新能力,对以后更高层次的电学学习打下坚实的基础。
[关键词] 计算 串并联电路 公式 解题思路
初中物理电学计算是整个初中物理知识的一个重难点,也是中考考查的重点内容。学生拿到这类题目后往往觉得无从下手,其实学生只要具备相关知识,做好足够的准备工作,而后理清思路,则可解决该题。那么如何才能顺理成章的确解决问题和攻破这个重难点呢?下面将谈一点我不成熟的解题思路和大家一起分享。
一、 认真审题
首先要在脑海里清晰的呈现U、I、R这三者在串、并联电路中各自的特点.在串联电路中:I=I1=I2=I3、U=U1+U2+U3、R=R1+R2+R3,在并联电路中:I=I1+I2+I3、U=U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式,并且要知道导出公式的使用范围,即导出公式使用于纯电阻电路中(在纯电阻电路中Q=W)......。
其次要认真阅读并分析题目,找出题目中所述电路的各种状态。没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态,画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表,则先认为电压表处于断路状态,再分析电路的串并联,然后看电压表和谁并联则测谁的电压。
二、 解答计算
1、 找电源及电源的正极。
2、 看电流的流向。要注意以下几个问题:(1)电路中的电流表和开关要视为导线,电压表视为断路(开路);(2)要注意各个电键当前是处于那种状态;(3)如果电流有分支,要注意电流是在什么地方开始分支,又是在什么地方汇聚。
3、 判断电路的联接方式。一般分为串联和并联,但有些电路是串并、联的混联电路。若不是串联的,一定要理清是哪几个用电器并联,如果还是混联的,还要分清是以串联为主体的混联电路,还是以并联为主体的混联电路。
4、 若电路中连有电压表和电流表,判断它们分别是测什么地方的电压和电流强度。
5、 找出已知量和未知量,利用电学中各物理量之间的关系:即我们平时所说的电路特点;欧姆定律;电功和电功率相关表达式;焦耳定律。然后利用这些关系和已知条件相结合的的方法求解。
在求解的过程中,用不着把每一个物理量都求出来,要根据所给的已知物理量找一种最简单的解题方法。很明显可以看出: 我们要熟练解答电学问题就必须熟练掌握相关的物理知识。
最后需要说明的是,有些问题在每一种状态下并不能直接求出计算结果,这时要把两种或更多种状态结合起来,找出各个关系图中相等的物理量,列方程或列方程组去计算。
以下对某些题型的解法做详细的说明和解答:
例1、如下图所示,电源电压保持不变,R1=8Ω,R2=7Ω,当闭合开关S时,电压表的示数为4V,则电源电压为多少?
一、审题
看题目后,本电路是串联电路,闭合开关,电路只有一种状态,电压表测R1两端的电压。
二、联想相关公式及结论
根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3,U=U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式(I=U/R)去计算。
三,解答计算
已知:R1=8Ω,R2=7Ω,U1=4V 求:电源电压U = ?
解:当开关闭合时:夹在R1两端的电压U1=4V。则:
根据欧姆定律可知: I1=U1/R1=4V/8Ω=0.5A
又因为在串联电路中: I=I1=I2
则: U2=I1R2=0.5A×7Ω=3.5V
根据串联电路中电压的关系 : U=U1+U2=4V+3.5V=7.5V
例2,如下图所示,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表示数为3伏,电流表示数为0.5安;当S1断开,S2、S3闭合时,电压表示数为4.5伏,求此时电流表的示数及R1、R2的阻值。
一、审题
看题目后,S1闭合时,S2、S3断开时,电路为一种状态;S1断开,S2、S3闭合时,电路为一种状态。因此,本题必须在电路的两种状态下分别解答。
二、联想相关公式及结论
用到串联和并联电路中U、I、R三者的特点及欧姆定律公式去计算。
三,解答计算
解:S1闭合时,S2、S3断开时,R1、R2是串联。则:
R2=U2/I=3V/0.5A=6Ω
S1断开,S2、S3闭合时,R1、R2是并联。则:
可知电源电压 U=4.5V
则夹在R1两端的电压: U1=U¬—U2=4.5V—3V=1.5V
R1=U1/I=1.5V/0.5A=3Ω
则并联的总电阻: R=R1R2/R1+R2=3Ω6Ω/3Ω+6Ω=2Ω
并联干路中的电流: I=U/R=4.5V/2Ω=2.25A
例3,如右图所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B点时,电压表示数为4.5V,电流表示数为0.15A;滑片P在中点C时电压表的示数为3V。求:
(1) 滑动变阻器R1的最大阻值;
(2)电源的电压;
(3)电路的最大功率。
一、审题
看题目后,本电路是串联电路,闭合开关,电路只有一种状态,电压表测滑动变阻器R1两端的电压,滑动变阻器的左右滑动改变它接入电路中电阻的大小,进而影响电路中电流的大小变化。
二、联想相关公式及结论
根据题意用到串联电路中I=I1=I2=I3,U=U1+U2+U3的特点和欧姆定律公式(I=U/R)以及电功率相关计算公式去计算。
三,解答计算
解:(1)滑片P在B点时,滑动变阻器全部接入电路,此时电阻最大。则:
R1max=U1max/I=4.5V/0.15A=30Ω
(2) 当滑片P在中点时,R1=15Ω
则此时电路中的电流是:I=U1中/R1=3V/15Ω=0.2A
U=4.5+0.15R2 .............○1
U=3+0.2R2 ............ ○2
○1○2解得: U=9V R2=30Ω
(3) 要是电路中的电功率最大,则必须是电路中流过的电流最大,只有当滑动变阻器滑片滑到A点是电阻最小,电流最大。则:
P=UImax=9V×(9V/30Ω)=2.7W
由于篇幅有限,在此便不再做详细说明,开动您的脑筋,自已分析总结。
以上是我一点不成熟的、浅薄的认识,有错误之处还望各位同仁批评指正。
回答人的补充 2009-07-18 15:23 写论文参考资料:
电学知识总结
一, 电路
电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流).
电流的方向:从电源正极流向负极.
电源:能提供持续电流(或电压)的装置.
电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能转化为电能.发电机则由机械能转化为电能.
有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合.
导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等.
绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等.
电路组成:由电源,导线,开关和用电器组成.
路有三种状态:(1)通路:接通的电路叫通路;(2)开路:断开的电路叫开路(有时也叫断路);(3)短路:直接把导线接在电源两极上的电路叫短路.
电路图:用符号表示电路连接的图叫电路图.
串联:把元件逐个顺序连接起来,叫串联.(任意处断开,电流都会消失)
并联:把元件并列地连接起来,叫并联.(各个支路是互不影响的)
二, 电流
国际单位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),1安培=1000毫安=1000000微安.
测量电流的仪表是:电流表,它的使用规则是:①电流表要串联在电路中;②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上.
实验室中常用的电流表有两个量程:①0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的电流值是0.1安.
三, 电压
电压(U):电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置.
国际单位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=1000伏=1000000毫伏.
测量电压的仪表是:电压表,使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从"+"接线柱入,从"-"接线柱出;③被测电压不要超过电压表的量程;
实验室常用电压表有两个量程:①0~3伏,每小格表示的电压值是0.1伏;
②0~15伏,每小格表示的电压值是0.5伏.
熟记的电压值:①1节干电池的电压1.5伏;②1节铅蓄电池电压是2伏;③家庭照明电压为220伏;④安全电压是:不高于36伏(有些教材中为24伏,但通常情况下指天气晴朗时不高于36伏,阴雨天时不高于12伏);⑤工业电压380伏.
四, 电阻
电阻(R):表示导体对电流的阻碍作用.(导体如果对电流的阻碍作用越大,那么电阻就越大,而通过导体的电流就越小).
国际单位:欧姆(Ω);常用:兆欧(MΩ),千欧(KΩ);1兆欧=1000千欧;
1千欧=1000欧.
决定电阻大小的因素:材料,长度,横截面积和温度(R与它的U和I无关).
滑动变阻器:
原理:改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的.
作用:通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压.
铭牌:如一个滑动变阻器标有"50Ω 2A"表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A.
正确使用:a,应串联在电路中使用;b,接线要"一上一下";c,通电前应把阻值调至最大的地方.
五, 欧姆定律
欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.
公式: 式中单位:I→安(A);U→伏(V);R→欧(Ω).
公式的理解:①公式中的I,U和R必须是在同一段电路中;②I,U和R中已知任意的两个量就可求另一个量;③计算时单位要统一.
欧姆定律的应用:
①同一电阻的阻值不变,与电流和电压无关,其电流随电压增大而增大.(R=U/I)
②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R)
③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR)
电阻的串联有以下几个特点:(指R1,R2串联,串得越多,电阻越大)
①电流:I=I1=I2(串联电路中各处的电流相等)
②电压:U=U1+U2(总电压等于各处电压之和)
③电阻:R=R1+R2(总电阻等于各电阻之和)如果n个等值电阻串联,则有R总=nR
④ 分压作用:=;计算U1,U2,可用:;
⑤ 比例关系:电流:I1:I2=1:1 (Q是热量)
电阻的并联有以下几个特点:(指R1,R2并联,并得越多,电阻越小)
①电流:I=I1+I2(干路电流等于各支路电流之和)
②电压:U=U1=U2(干路电压等于各支路电压)
③电阻:(总电阻的倒数等于各电阻的倒数和)如果n个等值电阻并联,则有R总=R
④分流作用:;计算I1,I2可用:;
⑤比例关系:电压:U1:U2=1:1 ,(Q是热量)
六, 电功和电功率
1. 电功(W):电能转化成其他形式能的多少叫电功,
2.功的国际单位:焦耳.常用:度(千瓦时),1度=1千瓦时=3.6×106焦耳.
3.测量电功的工具:电能表
4.电功公式:W=Pt=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).
利用W=UIt计算时注意:①式中的W.U.I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量.还有公式:=I2Rt
电功率(P):表示电流做功的快慢.国际单位:瓦特(W);常用:千瓦
公式:式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V),I→安(A)
利用计算时单位要统一,①如果W用焦,t用秒,则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时,t用小时,则P的单位是千瓦.
10.计算电功率还可用右公式:P=I2R和P=U2/R
11.额定电压(U0):用电器正常工作的电压.另有:额定电流
12.额定功率(P0):用电器在额定电压下的功率.
13.实际电压(U):实际加在用电器两端的电压.另有:实际电流
14.实际功率(P):用电器在实际电压下的功率.
当U > U0时,则P > P0 ;灯很亮,易烧坏.
当U < U0时,则P < P0 ;灯很暗,
当U = U0时,则P = P0 ;正常发光.
15.同一个电阻,接在不同的电压下使用,则有;如:当实际电压是额定电压的一半时,则实际功率就是额定功率的1/4.例"220V 100W"如果接在110伏的电路中,则实际功率是25瓦.)
16.热功率:导体的热功率跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比.
17.P热公式:P=I2Rt ,(式中单位P→瓦(W);I→安(A);R→欧(Ω);t→秒.)
18.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有:热功率=电功率,可用电功率公式来计算热功率.(如电热器,电阻就是这样的.)
七,生活用电
家庭电路由:进户线(火线和零线)→电能表→总开关→保险盒→用电器.
所有家用电器和插座都是并联的.而用电器要与它的开关串联接火线. (另外,火线又可叫作相线)
保险丝:是用电阻率大,熔点低的铅锑合金制成.它的作用是当电路中有过大的电流时,它升温达到熔点而熔断,自动切断电路,起到保险的作用.
引起电路电流过大的两个原因:一是电路发生短路;二是用电器总功率过大.
安全用电的原则是:①不接触低压带电体;②不靠近高压带电体.
八,电和磁
磁性:物体吸引铁,镍,钴等物质的性质.
磁体:具有磁性的物体叫磁体.它有指向性:指南北.
磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极.
任何磁体都有两个磁极,一个是北极(N极);另一个是南极(S极)
磁极间的作用:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引.
磁化:使原来没有磁性的物体带上磁性的过程.
磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.
磁场的基本性质:对入其中的磁体产生磁力的作用.
磁场的方向:小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.
磁感线:描述磁场的强弱,方向的假想曲线.不存在且不相交,北出南进.
磁场中某点的磁场方向,磁感线方向,小磁针静止时北极指的方向相同.
10.地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理的北极附近.但并不重合,它们的交角称磁偏角,我国学者沈括最早记述这一现象.
11.奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场.
12.安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,
则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
13.通电螺线管的性质:①通过电流越大,磁性越强;②线圈匝数越多,磁性越强;③插入软铁芯,磁性大大增强;④通电螺线管的极性可用电流方向来改变.
14.电磁铁:内部带有铁芯的螺线管就构成电磁铁.
15.电磁铁的特点:①磁性的有无可由电流的通断来控制;②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节;③磁极可由电流方向来改变.
16.电磁继电器:实质上是一个利用电磁铁来控制的开关.它的作用可实现远距离操作,利用低电压,弱电流来控制高电压,强电流.还可实现自动控制.
17.电话基本原理:振动→强弱变化电流→振动.
18.电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.应用:发电机
感应电流的条件:①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动.
感应电流的方向:跟导体运动方向和磁感线方向有关.
发电机的原理:电磁感应现象.结构:定子和转子.它将机械能转化为电能.
磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用:电动机.
通电导体在磁场中受力方向:跟电流方向和磁感线方向有关.
电动机原理:是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的.
换向器:实现交流电和直流电之间的互换.
交流电:周期性改变电流方向的电流.
直流电:电流方向不改变的电流.
实验
一.伏安法测电阻
实验原理:(实验器材,电路图如下图)注意:实验之前应把滑动变阻器调至阻值最大处
实验中滑动变阻器的作用是改变被测电阻两端的电压.
二.测小灯泡的电功率——实验原理:P=UI
简单电动机的装置构造很简单(如下左图):两个曲别针做支架、一节电池、一小块磁铁和一段铜丝绕成的线圈。将线圈放到支架上,电路就接通了,线圈欢快地转动起来(如下右图)。
做一个电动机就这么简单!最让人叫绝的是其中■换向器的省略。如果没有换向器,通以直流电的线圈在相邻的两个半周对称位置受到的力矩总是反向的,那么线圈就不能连续地转动。
但这个电动机用的方法是■使线圈只是在半个周期里通电,■另半周期里断电。实现的■方法是将线圈一端的引线上的绝缘漆全部刮掉,■另一端只刮掉了半个侧面。实验方法简单得出奇,却漂亮得令人叫绝。