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【中学相关】论遇到一个电路的正确打开姿势

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某微博长期日经镇楼,送给学电路学得焦头烂额的各位初中同学。

每年秋冬季都是电路的季节。。由于初二人教版教材的电路分上下册讲,于是春季也很多。。。
只要时间一到,吧里顷刻间就会被汹涌的初中电路题目淹没,虽说花样繁多,但是这几年吾等吧务见得多了,考点无非就是:
- 欧姆定律I=U/R,U=IR, R=U/I
- 简单串并联电路的电流电压规律
- 电功率那几个变来变去,但其实在纯电阻电路中跟P=UI没啥区别的公式,包括焦耳定律;为啥没区别?这里应该一目了然了;
P=UI
P=UI=U*(U/R)=U^2/R
P=UI=(I*R)*I=I^2*R
Q=P*t=(I^2*R)*t(焦耳定律)
W=P*t=U*I*t
为啥要特意强调“纯电阻电路”?因为在有电机,二极管之类的非纯电阻电路里(你不能用一个电阻来代表电机,但白炽灯泡和电热丝一般是可以的),I=U/R这公式不好使。。
吾辈作为一个正在工作的电气攻城狮,每次看到个别完全不存在未知节点的电路,明明一眼就可以心里出答案的电路,因为打开姿势不正确,硬是搞得无比复杂,甚感捉急
电路知识已经有不少前辈打过了N多的预防针,但每年属于电路的季度里,物理吧的景致依然如旧。
所以虽说很可能并没有什么卵用,不过为了圣诞节和春节的新科普贴子(暂定离散信号以及工业自动化仪表),我决定还是为电路的初学者专门写点儿东西练练手吧。


IP属地:加拿大本楼含有高级字体1楼2015-09-22 10:59回复
    3个并联吧,画成这好蛋疼


    IP属地:江苏来自iPhone客户端2楼2015-09-22 11:16
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      2025-07-03 15:15:05
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      先从串并联的规律开始谈起吧:
      我大概看了一眼初二的人教版教材。。不知道是出于什么考虑,在学生没有熟练掌握电荷,电场,电势等电学概念之前,教材却先上了电路,并且告诉学生串并联电路的各种规律如下:

      然而并没有告诉学生为什么是这样的规律,因为学生没有学过电荷守恒,也没学过电场是什么东西,电场对电荷又有什么影响。这些内容到高中才会教,于是在初中教材里解释电路的工作本质是件很麻烦的事情。
      或许也正是因为这种理解上的微妙缺陷,使得很多学生在应用串并联电路的规矩时,思维极其死板,难以变通。只要电路图的形状看上去不像表格里这样,这边拉一拉,那边挤一挤,然后再混合一下,再多加几个开关,几个表,上个滑动变阻器啥的,有些学生就开始抓瞎了。


      IP属地:加拿大3楼2015-09-22 11:18
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        平时学生们在课本教案里见到的并联电路图大概是这样的:

        可是我稍微变个形,比如说这样:

        我把节点拉伸一下,电阻旋转一下,再加上一个开关两个表,不能认出R1, R2是并联关系的人就不少了


        IP属地:加拿大5楼2015-09-22 11:31
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          至于这种画法的三并联就更加呵呵了,确实是有些刁钻的画法。。


          IP属地:加拿大6楼2015-09-22 11:33
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            为什么辨认有困难?因为打开姿势不正确啊【废话!~~
            下面我就来讲讲正确打开姿势的第一步:
            学会并且习惯第一步开始就辨认节点!
            学会并且习惯第一步开始就辨认节点!
            (因为很重要所以说两遍)
            (ところで 大事なことなので2度言いました)
            我不知道教材和各种教案为什么不重点教一下学生找节点的技巧,反而去要求学生掌握简化电路图的技巧,或许是因为初中没有学过“等电位”这个概念所以解释起来很麻烦?其实你把电路的节点找完标号了之后,我是看不出有什么需要简化电路图的理由。
            节点就是两个电路元件之间的联接点,电位相同时便可认作同一节点,就这么简单。说白了,电路图里就两种东西:节点和节点之间的元件,没有任何其他元素!
            我这就用刚才的简单并联电路,示范一下如何标记节点。注意:虽说我用的是“节点”这个词汇,但在电路图里节点并不一定是在纸上的一个点。

            红色的就是各个电路的高电位节点(电源正极),蓝色的就是低电位节点(负极)。
            在各自的阴影部分内,电位都是一样的,所以一片阴影就是一个节点。
            你看嘛,电路图不就只有节点和元件两种东西吗?


            IP属地:加拿大本楼含有高级字体7楼2015-09-22 12:15
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              再回头去看看那个奇葩的三并联画法:

              S1, S2都闭合后,L1, L2, L3是并联关系没错吧?
              好了,同学们都学会标记节点的技巧了吗?能够熟练地识别节点是遇到一个电路后,正确打开姿势的第一步,非常非常重要。练多了之后,甚至标记都没有必要了,一眼望过去就知道咋回事儿,完全没有必要去花简化电路图的功夫!


              IP属地:加拿大11楼2015-09-22 12:48
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                楼主好人


                来自Android客户端12楼2015-09-22 13:00
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                  2025-07-03 15:09:05
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                  IP属地:辽宁来自Android客户端14楼2015-09-22 14:20
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                    点赞, 正好这学期选了电工学, 许多结论老师都默认电磁学教过就不讲了, 果然出来混早晚要还- -


                    15楼2015-09-22 14:36
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                      此帖已存楼主好人


                      IP属地:上海来自iPad16楼2015-09-22 18:49
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                        刚入坑的电气狗路过帮顶


                        IP属地:广东来自Android客户端17楼2015-09-22 20:10
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                          楼主你好,请问咋标节点啊


                          18楼2015-09-22 20:42
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                            帮了大忙了啊~


                            来自iPhone客户端19楼2015-09-22 23:19
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                              2025-07-03 15:03:05
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                              特别提醒一点,我上面讲题的时候提到过:进出一个节点的电流必须相等。其实不只是节点,电路中任意一个区域里,只要电荷不发生持续的堆积(绝大多数电路都满足这个条件,包括有电容的电路),进出该区域的电流都是相等的。
                              例题:

                              进出红色阴影这个区域的电流是相等的,因此有I4+I2=I3=7A


                              IP属地:加拿大20楼2015-09-22 23:25
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