我对高中物理电学黑盒问题的一点看法

《中学物理》1985年第6期、1986年第1期和1989年第2期,都刊有黑盒问题,已知盒子里面有一个电源和几个阻值相同的电阻组成的电路,盒外有四个接线柱。用伏特表测量电压,得到U_(12)=5伏,U_(34)=3伏,U_(13)=2伏,U_(42)=0,U_(12),U_(34),U_(13),U_(42)分别表示接线柱1,2,间,3,4间,1,3间,4,2间的电压,画出盒子里面的电路。这是高中物理下册89页的第(4)题。上述三期都刊有此题的解。     

浅谈串联电容器组的耐压能力

高中物理(甲)第二册第165页:“电容器串联后,电容减小了,但耐压能力提高了。”其它物理教材及参考读物中,在谈到电容器串联时,也有“提高耐压”之说。实际上电容器串联后能否提高耐压能力与电容器的客量、额定电压、绝缘电阻及其搭配情况等各种因素有关,本文拟就此问题作简要讨论。一、设电容分别为C_1、C_2的两个电容器串联,接在电压为U的电源上(如图1)。每个电容器两极板间的电压分别是U_1=Q/C_1和U_2=Q/C_2,则U_1/U_2=C_2/C_1,且U=U_1+U_2=Q/C_1+Q/C_2,式中Q为电容器每个极板上所带的电量,设C_1的额定电压为U′_1,C_2的额定电压为U′_2,则C_1U′_1和     

怎样计算串联电容器的耐压

设有两个电容器,它们的电容和耐压分别是C_1、U_1和C_2、U_2。把这两个电容器串联起来接在电压为U的电源上,由于两个电容器的带电量相等,所以实际承受的电压U_1′和U_2′与它们的电容成反比,即U_1′:U_2′=C_2:C_1。而U_1′ U_2′=U。由这两个关系,可以得到U=(C_1 C_2)/(C_2)U_1′和U=(C_1 C_2)/(C_1)U_2′。电容器C_1所能承受的最大电压就是它的耐压U_1,当U_1′=U_1时,加于串联电容器的电压也达到最大值,所以串联电容器的耐压值应该是U_m=(C_1 C_2)/(C_2)U_1。同理,又可得     

“变压器”一节教学重点探讨

本节课文讨论的是理想变压器,并得出变压器工作原理的两个重要结论:(1)变压器原线圈两端的电压U_1和副线圈两端的电压U_2之比等于原副线圈匝数n_1、n_2之比,即(U_1/U_2)=(n_1/n_2);     

关于电容器串联的一个问题

设C_1、C_2两个电容器串联接在电压为U的恒压源上,求C_1、C_2两端的电压U_1U_2。教科书上给出的答案是: U_1=C_2/(C_1+C_2)U (1) U_2=C_1/(C_1+C_2)U (2)但实际情况是: U_1=R_1/(R_1+R_2)U (3) U_2=R_2/(R_1+R_2)U (4)这里R_1、R_2是C_1、C_2的漏电电阻。实用电容器的漏电电阻不是无穷大,而是有限值,而且随介质的不同可以相差好几个数量级。例如高压云母电容器的漏电电阻大于10~(12)欧,而低压纸质电容器则常小于10~9欧。     

一道很有启发性的习题

张志明编《普通电工学》(高等教育出版社1989年第2版)第60页习题2:电路如图。已知:I=1A,U_(ab)=—10U。试确定U_(ab)是电压降还是电压升?此题在我校电工教研组引起较大争议,有三种意见:其一认为是压降,其二认为是压升,其三则认为     

用节点电位法计算电容器电压

如图一、二所示的电路中,电容器的连接不能简单归结为并联和串联的组合,如何计算各电容器上的电压呢?若用节点电位法来计算是比较方便的。下面以图一为例推出节点电压方程组。此电路有三个节点,任选某一节点为电位的基准点(即参考点),如C点;其余各节点相对参考点的电压即该点的电位,如U_A=U_(AC)、U_B=U_(BC).设电路稳定后各电容器上的电压分别为U_1、U_2、U_3、U_4、U_5、U_6,其正方向设如图箭头所示。根据电路图可得:     

对一个电路故障的检测数据的分析

有这样一个问题:在图1所示电路中,电源内阻不计,电动势为,当电灯L_1、L_2均发生断路时,电压U_(AB)、U_(BC)是否都为零?用一只伏特表检测有示数U_(AB)=0,U_(ac)=0,但U_(AC)=,这就产生了一个矛盾:U_(AC)≠U_(AB)+U_(BC),显然这是难以理解的.为什么会有此检测数据?这将如何理解呢? 由于实际电压U_(AC)确实等于而不为零,因此实际上申压U_(AB)、U_(BC)肯定不等于零.那么为什么用伏特表测量时示数为零呢?实际值与测量值的差异原因何在?下面我们从两个角度来分析. 一、从静电感应角度分析在图1所示电路中,电势U_A高于U_C,但由于电灯L_1、L_2均断路,因此不会形成从A经B到C的电流,却可在A、C间的断路部分空间形成静电场,假设电灯L_1     

运用“分压”原理,巧解电学难题

<正>在"欧姆定律"的学习中,一些往往在"探究电流与电阻关系"中滑动变阻器的移动问题和实验过程中出现电压表的示数不能调节到保持不变等问题上难以理解,究其原因,是没有总结解这类题型的方法,若能够巧用串联电路分压原理,就能方便快捷地解决上述问题。一、串联电路分压原理的内容和推导(1)内容:如图1所示,电阻R_1、和R_2串联在电路中,已知R_1两端的电压为U_1,R_2两端的电压为U_2,则U_1/U_2=R_1/R_2。     

巧解今年高考物理题三例

例1.(第25题)如图1所示的电路中,电源的电动势为ε,内阻为γ,当可变电阻的滑片p向b点移动时,电压表(?)的读数U_1与电压表(?)的读数U_2的变化情况是 A.U_1变大,U_2变小; B.U_1变大,U_2变大;     

对串联型晶体管稳压电路工作原理的探讨

图(1)是具有比较放大器的串联型晶体管稳压电路,很多电子专业书刊上都这样定性分析其工作原理:假设负载电流I_0减小或输入电压U_i增大,都要引起输出电压U_0增大,则R_2两端取样电压也增大,即T_2管基极电位U_B_2增高,由于T_2的发射极接有基准电压U_2,使U_E_2基本不变,     

有关变压器计算中的一些问题

变压器在交流电路中能够起到传递能量、耦合信号、变换电压、电流及阻抗的作用,高中物理下册对其作了简要的介绍,绘出了原副线圈中的电压与匝数成正比、电流与匝数成反比的结论,然而我们在教学中发现:学生在掌握书本上的这一结论时往往会随便加以推广,例如175页练习四第2题;收音机中的变压器,原线圈有1210匝,接在220伏的电源上,要得到5伏、6.3伏和350伏三种输出电压,求这三个副线圈的匝数,此题在变压器空载时将U_1/U_2=n_1/n_2推广到U_1/U_2=n_1/n_2、U_1/U_4=n_1/n_2,是正确的,但若将三组副线圈接上负载,如图所示,每组副线圈内都有电流,学生随便     

例说U/I与△U/△I

我们用R=U/I表示导体的电阻,那么在一个物理过程中,找出伏安特性曲线的两个状态对应的电压值U_1和U_2、电流值I_1和I_2,得出电压变化量△U=U_2-U_1,电流的变化量△I=I_2-I_1,能不能用(△U)/(△I)表示这段导体的电阻呢?对于不同情形下的伏安特性曲线,其U/I、(△U)/(△I)的含义是否相同?这是我们在恒定电流教学中常思考的问题.下面通过几个具体实例来研究     

“反电动势”典例分析

<正>例1(电动机)如图1所示,把电阻R和电动机M串联接在电路中,已知电阻R与电动机线圈的电阻相等,接通电路后,电动机能正常工作,设电阻R和电动机两端的电压分别为U_1和U_2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W_1,产生的电热为Q_1,电流通过电动机做功为W_2,产生的电热为Q_2,则()。A.U_1Q_2D.W_12Rt,Q_1=I2Rt,Q_1=I²Rt;而电动机正常工作时,线圈转动切割磁感线产生了反电动势     

比例计算要慎重

贵刊1998年第10期第39页所登崇礼二中王玉喜同志的《比例法解题之妙处》一文中关于“直观判断,省去计算”的说法有不妥之处。 原题:三个电阻阻值之比为R_1:R_2:R_3=1:4:8,若将它们串联接入电路,则每个电阻两端的电压之比为U_1:U_2:U_3=________,消耗的功率之比为P_1:P_2:P_3=________;若把它们并联接入电路,电流之比为I_1:I_2:I_3=________,功率之比为P_1′:P_2′:P_3′________。 在分析判断小,王玉喜同志主观地认为:若电阻串联,……U_1:U_2:U_3=1:4:8,P_1:P_2:P_3=1:4:8;若电阻并联,……I_1:I_2:I_3:=8:4:1,P_1′:P_2′:P_3′=8:4:1。这是缺乏理论根据的。现推理如下:     

中学静电实验的一个突破——二分法电容定义演示仪简介

(广东省佛山市勒流中学 528322一、设计缘由电容器的电容,是高中物理一个比较重要、抽象的概念.教学过程中没有较好的方法和现成的教学仪器用来完成实验教学,笔者指导学生设计制作的二分法电容定义演示仪是在直流低压(16 V 以下)进行的比较精确的定量实验,采用(库仑)二分法巧妙地解决了测量带电量难的问题.本演示仪具有安全可靠、器材易备、操作简单、现象直观清晰、结果精确、性能稳定的特点.二、原理与目的1.根据 Q=It,通过观测维持石英钟走动时间的长短,来半定量地说明电容器带电量的大小.2.根据电荷守恒定律及库仑实验中的二分法来解决带电量测量难的问题.通过测出电容器的带电量分别为 Q_1=Q,Q_2=(1/2)Q,Q_3=(1/4)Q,Q_4=(1/8)Q,Q_5=(1/16)Q,Q_6=(1/32)Q 时,电容器两极间的电压 U_1,U_2,U_3,U_4,U_5,U_6,从而来探究电容器的带电量 Q 与两极间的电压 U 的定量关系,最终归纳出电容的定义式.三、材料与器材J1202型高中学生电源(1个);UT2003数字多用电表(1个);电流表(0～10 mA)(1个);石英钟(1     

巧用比例 注重灵活

九年义务教育物理教学大纲要求:“能比较灵活地运用知识进行简单的计算”。按照这一要求,近年来各省市中考物理试题中的计算题灵活性有所提高。 请看下面几例。 例1 在串联电路中,两电阻R_1=4Ω,R_2=2Ω,电路电压为9V。则R_1、R_2的电压分别为U_1=_V,U_2=_ V。 (1997,湖南省中考题) 分析与解:画出如图1的电路,对整个电路和各段电路用欧姆定律,有     

对一道电学实验题的解法探讨

题目　现有一个阻值为R的定值电阻 ,一个单刀双掷开关 ,一个电池组 (电源电压不变 ) ,若干根导线 ,一个电压表 (该电压表表盘面上有刻度但无刻度值 ;电压表装上后不能拆下来 ;电压表量程大于电池组电压 ) .请你设计一个测未知电阻Rx 阻值的方案 .要求 :(1 )画出实验电路图 .(2 )简要写出完成接线后的实验步骤 .(3 )推导出Rx 的表达式 .(2 0 0 1年内蒙古自治区呼和浩特市中考题)图 1　　答案 :(1 )如图 1所示 .(2 )实验步骤 :a.把S扳到 1 ,记下电压表偏转的小格数n1 .b.把S扳到 2 ,记下电压表偏转的小格数n2 .(3 )推导 :设每小格的电压值为…     

三相异步电动机转差率对转矩和功率的影响

根据三相异步电动机的转矩公式M=C_M(R_2SU_1~2)/(R_2~2 (SX_(20))~2)(式中 M 为电动机电磁转矩,C_M 为电机结构常数,U_1为输入定子绕组的电压,R_2为转子电阻,X_(20)为转子不转动时,即 S=1时的漏感抗,S 为转差率)作出 M=f(s)的曲线如图1     

结合演示实验讨论一则电学例题

在讲解了电容器的连接后,常举如下的例题:将电容量为C_1,C_2的电容器分别充电至U_1,U_2。然后如图1连接起来,求连接后电容器两端电压U′。对这种连接的等值电容,学生比较容易判断即C=C_1+C_2此题的解是简单的(见高中物理试用