高中物理中的电路分析在日常生活中的应用与实践分析论文_孙嘉舟

高中物理中的电路分析在日常生活中的应用与实践分析论文_孙嘉舟

(绵阳中学实验中学 621000)

摘要:电路在我们的生活中随处可见,电路连接用电器与电源,承载着电流的流通以及保持电路整体运作的稳定,对维持人们正常生活的稳定供电有着重要的意义。电路分析是高中物理学科的重要知识板块,学会物理课本中的电路分析,不仅能够提高物理成绩,还能对日常生活中的电路故障进行检查与修复。文章基于高中生的视角,对物理电路在日常生活中的应用进行实践分析。

关键词:高中物理;物理电路;电路分析;日常生活

电路分析是高中物理电学部分的重点内容之一,许多物理试卷中的选择题与实验题部分需要对电路的连接方式,电势差,电流的移动方向,支路与干路的电流大小关系等知识点进行综合判断,理性分析。该类题型还涉及到较多的电路元件与各种导线的连接方式分析。

一、高中物理中的电路分析

高中物理对比初中物理难度只高不低,题目中涉及到的已知条件更多,各条件之间的逻辑联系更加紧密且难以被学生发现,对物理电路的分析角度也从单一变为多元化,解题要求对物理电路分析需要得出的结论也增加了,总的来说,对高中物理科目中的电路分析划分为三种:

1.对用电器的连接方式进行分析。针对不同情况,电路有不同的连接方式,从而达到供能稳定,电路导体承担不超过一定限度的电流,用电器根据自身的电压上限分配合理的电压值,用电器的连接方式分为三种,一为串联,二为并联,三为混联,高中物理电路分析与初中简单的分析不同之处在于,电压表也往往当作用电器,无法忽略其电阻,因此分析时将考虑用电器跟电压表的各种情况,得出适当的结论。

2.总电压与分电压之间的关系。高中物理一般解题步骤中,先分析判断电路是串联还是并联或者是二者皆具的串并联,下一步便要确定总电压跟分电压的关系,在串联电路中,总电压既电源电压等于各用电器上所承载分配的电压之和,可选择做加减法,从而推断出电压,因此只需要求出一个用电器电压其余都游刃而解。而并联电路较为复杂,常规的分析并不能迅速得出各用电器之间电压的数值,求法较之前者多元化,一般先将支路电流求出,再根据电流途经的用电器,根据欧姆定律求解,将电流跟电阻相乘,得出所求用电器承载的电压。混联电路则需要一定的建模能力,将串并联电路一分为二,先将串联电路变为所求点,将其合二为一,使电路化成简易的并联电路,再由并联电路计算出电流电压。

3.分析电路是闭合还是非闭合。闭合电路中的欧姆定律是升级版,涉及到电源内阻,电路外阻与电动势,电势差各种较为初中复杂许多的物理概念,这类分析解题的关键是电动势的减少与电势差的运用,通过电动势总是从电源的负极经过电源内部指向电源的正极这一物理概念得出,电流从正极流经各用电器最后回归正极,测出电势差进行对比分析,是电路分析的关键方法。

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二、高中物理在日常生活中的实践运用分析

物理涉及到生活的方方面面,工业革命后的时代每个人都离不开用电,九十年代开始网络普及,到现在人们对电的需求跟依赖已经跟水和空气相差无几,成为一种常见却必不可少的自然资源,毫不夸张地说,电的使用促进了人类社会的发展,在日常生活中,通过高中知识在日常生活中对电路进行实践运用分析主要有四点:

1.对电路连接方式的分析运用实践

生活中的家庭用电一般为并联,根据家电开关独立,电压互不影响的特点可以得出这一结论,如果将洗衣机关掉,那么正在运转空调也不会停止,并且可以从串联电路的知识反证得出,如果电路串联,那么用电器打开数量越多,其余用电器也将受到影响,分去部分电压,使得用电器工作效率大大降低,以此分析得家用电器并联,也可根据功率来进行分析,当连接用电器越多,总功率越大,证得家用电器并联,以此可探究用电器在生活中的连接方式。

2.对承载电压的分析运用实践

所有的用电器都有其额定电压,超过额定电压,将会使得流经用电器的电流过大,用电器将会以超额用电器迅速衰老损坏,无法承受如此强度的电流使得导线电流过大,产生差值极大的电势差,连接用电器电源的导线会产生短路,断路的隐患,长此以往将发生安全问题,由于并联电路相对串联电路具有强烈的不稳定性,加上电流并非恒定电流而是交互电流,因此对用电器间的电压应该重视,利用闭合电路欧姆定律,无法从其余家庭用电器承载的电压中得出结论,却可以通过电流表与家庭用电器的电阻相乘得出所求家庭用电器所承载的电压。

3.对电路短路与断路进行分析运用实践

生活中经常会有老化的电路导线,这类导线本身质量不过关,往往因为电流的不稳定性承载了大量的电流,因此迅速老化承载高强度电流的能力大大降低,因此对老化电路的清理与更新非常必要,当产生断路或是短路时,应该通过电流表与电压表进行测定,这时候要慎用电流表,因为短路承载的电流强度极高很可能将电流表烧坏,最好的方式是配上额定电阻防止电流过大引起的损耗,当测试某用电器电阻无穷小或是无穷大时,判定为短路或者断路。

4.对直流电交流电进行区分判断

高中物理电路中导线内流通的电流分为两种,根据频率,电流方向,以及电流的稳定性可以分为直流电与交流电,日常生活中可以根据两种电流特点进行区分判断。例如电脑电源足够且不接通电源时也能维持使用功能的稳定,可以判断为直流电,日常照明灯泡会在一些情况下忽明忽暗,这是由于电流的不稳定改变了灯泡的功率大小,因此可判断流经灯泡的电流是交流电。更为科学的方式是用万用表或是验电笔在用电器导线的两段做测定,从而提供物理数据,得出较为严谨的结论。

综上所述,高中教学中的物理知识在生活的方方面面均有运用,学习知识时应该联系实践,使得理论知识发挥更大的作用。

参考文献

[1]贾竹君.电路分析与高中物理的衔接[J].湖南科技学院学报.2015年第5期.

[2]田红华.生活中的串并联电路分析[J].中学物理.2013年第08期

[3]探讨高中恒定电路定性分析的特殊方法[J].电工技术.2015年第12期.

论文作者:孙嘉舟

论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期

论文发表时间:2017/12/25

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