动态电路的分析方法

滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化.

动态电路的分析方法

湖北 郭建

在处理闭合电路中的动态分析问题时，一是要抓住变化因素和不变因素，用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。二是要从元件的变化情况入手，从局部到整体，再回到局部，逐步分析各物理量的变化情况。 具体解题可分为四个步骤：

1. 判断局部元件的变化情况，以确定闭合电路的总电阻如何变化。例如，当开关接通或断开时，将怎样影响总电阻的变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。应该记住，电路中不论是串联部分还是并联部分，只要一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻就变大。只要一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻就变小。

2. 判断总电流I

如何变化。例如，当总电阻此I减小。 增大时，由闭合电路欧姆定律知，因

3. 判断路端电压U如何变化。此时，由于外电路电阻R和电流均变化，故用判断有一定困难，此时可用来判断。

4. 判断电路中其他各物理量如何变化。

上述四个步骤体现了从局部到整体，再回到局部的研究方法。这四个步骤中，第一步是至关重要的，若判断失误，则后续判断均会出错。第四步是最为复杂的。第四步中要能快捷地作出判断，要求在利用物理规律方面，除了欧姆定律、焦耳定律以外，还要熟悉串联电路、并联电路的特点，主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。在选取研究对象方面，可采取扫清外围、逐步逼近的方法。由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切，因此其物理量变化也将复杂。这样，不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析，再逐步推理，从已知条件出发，循着规律，一步一个结论，将结论又作为已知条件向下推理，最后判断变化元件有关物理量的变化情况。

例1. 在如图1所示电路中，当变阻器

A. 电压表示数变大，电流表示数变小

B. 电压表示数变小，电流表示数变大

C. 电压表示数变大，电流表示数变大

D. 电压表示数变小，电流表示数变小 的滑动头P向b端移动时（ ）

滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化.

图1 解析：当变阻器

大，故的滑动头P向b端移动时变小，故总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知增减小。，故，所以减小。流过的电流总电流I增大，则内电路电压增大，因电动势不变，故路端电压U减小。的电压的电压由串联电路的分压特点知的电流由并联电路的分流特点知增大。图中电压表测的是路端电压，因此电压表示数变小。电流表测的是，故电流表示数变大，B项正确。

对本题还可做一些讨论。在分析电流表示数变化情况时，先分析了其他电阻有关物理量变化的情况，到最后再分析变化电阻的电流，这是因为它的情况较复杂，但是，任何事物都具有两重性。复杂到一定程度，量变引起质变，反而会变简单。也就是说，当滑动头P向b端移动时，将减小，能减小到多少？其极限就是零，即被短路。也可以这样分析，设想P向a端移动，将增大，其极限可视为无穷大即断路，电流表将没有读数。结合初、末状态即可判断电流表示数的变化情况。当然，要注意极限法的使用要求，即所需判断的物理量其表达式应为单调函数，也就是说，该电阻应为单调变化。

例2. 如图2所示电路。电源电阻不能忽略，阻值小于变阻器R的总阻值（）。当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I。则当滑片P向上移动的全过程中（）

A. 电压表的示数总小于U

B. 电流表的示数总大于I

C. 电压表的示数先增大后减小

D. 电流表的示数先减小后增大

图2

滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化.

解析：此题电路的结构是滑动变阻器滑动端P上部分电阻与串联再与滑动端P的下部分电阻并联，这并联电路再与串联，对于左端的并联电路，由于两支路电路之和一定，当两支路电阻阻值相等时，并联电路总阻值最大。所以当滑动端P向上移动的过程中，并联电路的总阻值也是先后（注意开始时P位于R中点；

先后；路端电压且小于R），电路中的总电阻先后，则电路中总电流，所以选项C正确。 是先后，即电压表测定的电压先

后

电流表测定的是滑动端P以上的电阻与串联支路的电流。当P上移时，电路中总电流先变小，所以两端电压变小，但路端电压先变大，所以并联电路两端电压变大，而支路的电阻变小，因此通过电流表的示数增大；当P上移到电路中总电阻开始变小后，电路中总电流变大，两端电压变大，但路端电压变小，所以并联电路两端电压变小，看滑动端P以下的电阻，其阻值增大，所以通过其电流变小，但由于总电流增大，通过电流表的电流为总电流与P下端通过电流的差值，所以电流表的示数仍要增大 …… 此处隐藏：4068字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……