2022年直流电路动态分析收集 .pdf

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1、当前位置：首页 高中物理 教师中心 同步教学资源 课程标准实验教材选修 3 系列 选修 3-1测试评价在闭合电路中， 只要外电路中的某一电阻发生变化，将会引起电路中各处的电流、电压和电功率发生变化，可谓“牵一发而动全身”。本文不涉及电路结构的改变，主要分析外电路中只有一个元件的阻值发生变化而引起的连锁变化，并给出这类问题的分析思路，得出这类问题方便、简捷的定性判断方法。一、程序法基本思路是“部分整体部分”。即从阻值变化的部分入手，由串并联规律判知R总的变化情况， 再由欧姆定律判知I总和 U端的变化情况， 最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况，其一般思路为：（1）

2、确定电路的外电阻R外总如何变化；当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）若开关的通断使干路的用电器增多，总电阻增大；若开关的通断使并联的支路增多，总电阻减小。如图所示为滑动变阻器分压式电路，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器 （灯泡） 并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相串联（以下简称串联段）；设灯泡的电阻为R灯，滑动变阻器的总电阻为R，并联段电阻为R并，则总电阻为：、由上式可以看出，当 R并减小时， R总增大；当 R并增大时， R总减小。由此可以得出结论：分压式总电阻的变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。（2）根据闭合电

3、路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；（3）由 U内=I总r 确定电源内电压如何变化；（4）由 U外=EU内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - （5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。例 1（ 09 年广东物理10）如图所示， 电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1， 三

4、个灯泡都能正常工作。如果再合上S2， 则下列表述正确的是 （）A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大C通过 R1上的电流增大D通过 R3上的电流增大解析： 在合上S2之前，三灯泡都能正常工作，合上S2之后，并联的支路增多，总电阻减小，那么I总增大，即流过R1的电流增大，C正确；电源的输出功率为P出=EI ，可见电源的输出功率增大，A 错误； R1两端的电压增大，内阻不计，则并联部分的电压减小，IL1减小， IR3减小，则 L1消耗的功率减小，通过R3电流减小， B和 D错误；故答案为C选项。例 2（07 年宁夏理综）如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2

5、为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1A2和 V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - AI1增大， I2不变， U增大BI1减小， I2增大， U减小CI1增大， I2减小， U增大DI1减小， I2不变， U减小解析： 将 R2的滑动触点向b 端移动，滑动变阻器的有效电阻变小，因此，整个电路的电阻减小，

6、总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，即U减小；又总电流增大，内电压增大，流过R3的电流增大， R3分得的电压增大，则并联部分电压U并减小，电流表A1示数I1减小；利用节点电流关系可知：总电流增大，电流表A1示数 I1减小，电流表A2示数 I2增大。故答案为B选项。小结： 上述的分析方法可称之为因果递推法，其要点是从变量开始，由原因导出结果，逐层递推，最后得出题目的解。一般顺序是：先电阻后干路电流；先内电压，后外电压；先固定电阻的电压，后变化电阻的电压；先干电流后并联支路上的电流。优点是顺藤摸瓜，思路明确，容易掌握。但美中不足的就是不够简捷。二、“串反并同”“串反”：是指某一电阻增大时，与

7、它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小； 某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、 电功率都将减小。例 3（09 广东物理）电动势为E、内阻为r 的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，下列说法正确的是（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

8、- - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大解析： （方法一）当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时，接入电路有效电阻增大，因此，整个电路的总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，即电压表读数增大；又总电流减小，R1两端电压减小，并联部分电压增大，通过电流表的电流增大，故选项 A正确。（方法二） R（） R与电流表并联“并同”电压表读数增大； R（） R与电压表间接并联“并同”电压表读数增大。小结： 对电路结构不变，外电路中只有

9、一个电阻的阻值发生单调变化时，引起的电路中电流、电压及功率变化的定性分析，运用电阻变化的“串反并同”定则显得简捷、准确，只需弄清电路的结构及其与变化电阻的构成关系，而无需严密的逻辑推理。此法也有自己的适用条件：（1）单变量电路（2）电源的内阻r 不等于零。因为当电源内阻r 等于零时，无论外电阻怎样变化，电源的路端电压恒为定值。此时通过某些用电器的电流、两端的电压及消耗的功率等与电阻的变化无关。因此电源内阻r 等于零时，电阻变化的“串反并同”定则不再适用。三、特殊值法与极限法即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。例 4如图所示的四个电路中，当分别闭合

10、开关S，移动滑动变阻器触头从左端至右端时，能使其中一个灯由暗变亮同时，另一个灯由亮变暗，则符合要求的电路是（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - A图： 对灯 L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；而对L2由于两个变量引起它亮度变化不一致，故“串反并同”不适用。现取特殊值法：取L1、L2的阻值均为10，变阻器总阻值也为10，电源电动势为6V；然后取极限值：取滑片P置于最左端和最右端时分别两灯实际工作时的电压即可判断两

11、灯均变亮。B图： 对 L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；对L2可采用取极限值，当滑片P置于最左端时R总=R+RL2+r 和最右端时R总=R/RL1+RL2+r，可判断L2变亮。C图： 采用极限值法。滑片P置于最左端时，L1被短路，不发光，而L2两端电压最大，亮度最大；滑片P置于最右端时，L1两端电压最大，亮度最大，而L2被短路，不发光。由此分析可知，该电路符合题目要求。D图： 灯 L1一直被短路，不发光，不合要求。综上分析有：符合要求的电路是（C）。关闭打印推荐给朋友大中小【上一篇】【下一篇】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -