“比值问题”解题方法
同学们在做题时经常会遇到求某两个物理量的比值问题。一些学生总感觉无从下手。那么,解决这类问题的方法是什么呢?
如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,电流表A1的示数为0.2A,电流表A的示数为0.5A,则R1∶R2是多少呢?
首先,我们看到这是一个并联电路。并联电路的特点是,每条支路两端的电压都等于电源电压。若通过R1的电流为I1,通过R2的电流为I2,那么,R1两端电压为I1R1, R2两端的电压为I2R2,根据I1R1= I2R2有,R1:R2=I2:I1=(0.5-0.2):0.2=3:2。
可见,电流的比值与电阻是成反比的。
并联电路中,不光电流的比值与电阻成反比,电功率、电功、电热,它们的比值,都与电阻成反比。即: P1:P2 =R2:R1,W1:W2 =R2:R1, Q1:Q2 =R2:R1。
如果是串联电路呢?
我们知道串联电路中电流处处相等。假如电路中电流为I,那么,电阻R1两端的电压U1=IR1,电阻R2两端的电压U2=IR2,所以,U1:U2=IR1:IR2=R1: R2。同样的,我们可以推导出来P1:P2 =R1:R2,W1:W2 =R1:R2, Q1:Q2 =R1:R2。
综合以上分析可以得出这样的结论:串联电路的电压、电功率、电功、电热与电阻成正比,并联电路的电流、电功率、电功、电热与电阻成反比。求其他物理量的比值问题,都可以转化为求电阻之比。
当然,我们还会遇到类似这样的比值问题:
冬季用电热器取暖时,将甲、乙两个电热器分别接入家庭电路,当甲的通电时间是乙的3倍时,它们产生的热量一样多,那么,甲、乙两个电热器的功率之比为多少?
像这样的问题,题目中并没有给出电阻值,如果一味地求比值,就过于死板了。对于这类问题,我们可以用这样的方法来解决:
①写出来需要的公式。P=W/t=Q/t。
②按要求列成比例。P1:P2=t2:t1。
③正确代入数字。P1:P2=1:3
利用这三步,可以轻松搞定比值问题。