闭合电路的动态分析
闭合电路专题(动态电路+图象问题+电路故障分析+电容问题+电功率)
闭合电路欧姆定律
一、闭合电路动态分析 1.分析思路:
(1)电路中不论是串联还是并联部分,只要有一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻就变大。只要有一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻都变小。 (2)根据总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化。
(3)判定变化部分的电流、电压变化。如变化部分是并联回路,那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化,最后变化电阻部分的电流、电压就能确定了。
例1R1滑片从右端向左端滑动过程中,各电阻两端电压及流过的电流如何变化?
解析:R 1增大,总电阻一定增大;由r
R E
I
+=
,I 一定减小;由U=E-Ir ,U 一定增大;因此U 4、I 4一定增大;由I 3= I-I 4,I 3、U 3一定减小;由U 2=U-U 3,U 2、I 2一定增大;由I 1=I 3 -I 2,I 1一定减小。
2.总结规律:
(1)总电路上R 增大时总电流I 减小,路端电压U 增大;
(2)变化电阻本身和总电路变化规律相同; (3)和变化电阻有串联关系的看电流(即总电路R 增大,总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小); (4)和变化电阻有并联关系的看电压(即总电路R 增大,路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。
1 如图1所示电路中,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,各表(各电表内阻对电路的影响均不考虑)的示数如何变化?
2如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当电键S 接位置1时,电流表的示数为0.20A .那么当电键S 接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值
高中物理必修三 新教材学习笔记 第12章 专题强化9 闭合电路的动态分析 含有电容器的电路 故障分析
专题强化9闭合电路的动态分析含有电容器的电路故
障分析
[学习目标] 1.会应用闭合电路的欧姆定律分析闭合电路的动态问题(重难点)。2.会分析含有电容器的电路问题(重难点)。3.会结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分析电路故障(难点)。
一、闭合电路的动态分析
在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,回路的总电流、路端电压如何变化?通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化,它们两端的电压如何变化?
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闭合电路动态问题的分析方法
1.程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路,按以下步骤分析(如图):
2.结论法——“串反并同”
“串反”:是指某一电阻增大时,与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、电功率都将增大。
“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。
闭合电路的动态分析分解
一、知识点回顾
①
I
E R
r(I、R间关系)
②U=E-Ir(路端电压)
③E=U外+U内=IR+Ir
? 用电高峰时,为什么灯会显得稍暗
L3 L2 L1
二)、全电路动态分析的具体步骤:
(1)明确电路的连接方式 (2)判断动态部分电阻、全电路总电阻的变化. (3)判断闭合电路总电流的变化. (4)依据U=E-Ir,判断路端电压的变化. (5)依据分压、分流原理判断动态部分的物理 量的变化.
例3.在图3的电路中,当滑动变阻器的滑动头 向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为 ()
A.A灯和B灯都变亮 B.A灯、B灯都变暗 C.A灯变亮,B灯变暗 D.A灯变暗,B灯变亮
四)、简洁判断的方法:“串反并同”规律 的运用
①“串反”:是指某一电阻增大时,与它串 联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电 功率都将减小;
练习1:在如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R的阻值为 0~50 Ω,当滑动触
头P由a向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情
况是( )
A.逐渐变亮
B.逐渐变暗
C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
练习2:如图电路中,当滑动变阻器滑动键P向 下移动时,则( )
A.灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析
闭合电路动态分析的基本思路是:“部分→整体→部分”,即从某个电阻的变化入手,由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况,然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点:
1、理解闭合电路欧姆定律E=U外+Ir(E、r不变);部分电路欧姆定律U=IR。
2、局部电阻增则总电阻增,反之则总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之则总电阻增。
3、两个关系:外电压等于外电路上串联的各分电压之和;总电流等于各支路电流之和。有一部分电路中的R、I、U都发生变化,这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题,还要结合串、并联电路的特点去进行判断。
动态分析的一般步骤:
(1)局部电阻确定外电路的电阻如何变化
(2)根据闭合电路欧姆定律
E
I
R r
=
+
,确定电路中的总电流如何变化
(3)由U内=Ir确定电源的内电压如何变化
(4)由U外=E—Ir确定电源的外由电压如何变化
(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化
(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变
【典题】
1.如图所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)
2.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时
A.电压表V的读数增大,电流表A的读数减小
B.电压表V和电流表A的读数都增大
C.电压表V和电流表A的读数都减小
D.电压表V的读数减小,电流表A的读数增大
闭合电路动态分析 知识梳理 例题讲解
考点一 电路的动态分析
1.闭合电路欧姆定律的公式⎩⎪⎨
⎪⎧
I =E R +r (只适用于纯电阻电路)
E =U 外+U 内(适用于任何电路)
2.路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir . (2)U -I 图象如图1所示.
①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路短路即U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻. 3.电路动态分析的方法
(1)程序法:电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端
的变化→固定支路⎩
⎪⎨
⎪⎧
并联分流I
串联分压U →变化支路.
(2)极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
例1 如图2所示,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,与
分别为电压表与电流表.初
始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则( )
A.的读数变大,的读数变小
B.的读数变大,的读数变大
C.的读数变小,的读数变小
D.
的读数变小,
的读数变大
解析 当S 断开后,闭合电路的总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流减小,故路端电压U =E -Ir 增加,即的读数变大;由于定值电阻R 1两端的电压减小,故R 3两端的
电压增加,通过R 3的电流增加,即的读数变大,选项B 正
确.答案 B 变式题组
1.[电路的动态分析]如图3所示电路,电源内阻不可忽略.开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( ) A .电压表与电流表的示数都减小 B .电压表与电流表的示数都增大 C .电压表的示数增大,电流表的示数减小 D .电压表的示数减小,电流表的示数增大 答案 A
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析
电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化,某处电路变化又引起其他电路的一系列变化.直流电路的动态变化分析是电学的常考点之一,几乎每年都有该类试题出现.该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解,电路的结构分析及对电路中并联特点的应用能力,兼顾考查学生的逻辑推训能力.
1. 判定总电阻变化情况的规律
(1)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)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。
(3)在如图所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R 并与用电器并联,另一段R 串与并联部分串联。A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致。
2.程序法:遵循“局部-整体-部分”的思路,按以下步骤分析:
3.“串反并同”结论法
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大,反之则减小。
即: ⎭⎪⎫U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧ U 并↑I 并↑
P 并↑
4.极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零进行讨论。
【题型1】电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2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( )
第4课时专题2闭合电路动态分析和UI图像高二物理课件
二、闭合电路的动态分析
1.一般电路动态分析的三种方法
(1)程序法
电路结构变化/R的变化
R总的变化
I总的变化
U内的变化
变化支路
固定电阻支路
(并联分流I串联分压U)
U外的变化
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二、闭合电路的动态分析
【一般电路的动态分析】
例1.在如图所示的电路中,A、B为相同的两个灯泡,当变阻器的滑片向D
端滑动时( C )
A.A灯变亮,B灯变亮
B.A灯变亮,B灯变暗C.A灯变暗,B灯变暗
D.A灯变暗,B灯变亮
一般电路动态分析的三种方法
(2)结论法----用口诀表述为“串反并同”:
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电 流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。 ②所谓“并同”,即 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、消耗的电 功率都将增大,反之则减小。
3.[含容电路的动态分析] 5.(多选)如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片P向上滑动时, 则(AD ) A.电源的总功率变大 B.电容器贮存的电荷量变大 C.灯L1变暗 D.灯L2变亮
3.[含容电路的动态分析]
6. (多选)如图所示,平行金属板中带电小球P原处于静止状态,不考虑电流表
和电压表对电路的影响,选地面的电势为零,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动
高考物理之闭合电路的动态分析知识点
高考物理之闭合电路的动态分析知识点
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。解题时可分为四步: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,当总电阻增大时,由闭合电路欧姆定律知,因此I减小。
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。
以上四步体现了从局部到整体,再回到局部的研究方法。这四步中,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。
闭合电路的动态分析
R4 A R3 R5
V
答案:
V A
•方法二:两个结论
1.闭合电路中某一电阻值增大,则流过它的 电流减小,加在它两端的电压增大。
2.闭合电路中某一电阻值增大,则与它串联 的电阻的电压减小,与之并联的电阻的电流 增大。
注意: 前提:只有一个电阻变化。
解:滑动变阻器的触片P从右 端滑到左端,总电阻减小,总 电流增大,路端电压减小。 与电阻串联的灯泡L1、 L2电流增大,变亮,与电阻并 联的灯泡L3电压降低,变暗。
L1 L3
P
L2
V1
V2
U1减小,U2增大,而路端电压U= U1+ U2减小, 所以U1的变化量大于 U2的变化量,
B、D
闭合电路功率和动态分析
例题:如图所示,电源电动势为E,内电阻为r. 当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现 电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2, 下列说法中正确的是: A、小灯泡L1、L3变暗,L2变亮 B、小灯泡L3变暗,L1、L2变亮 C、ΔU1<ΔU2 D、ΔU1>ΔU2 L1 L3 V1 V2 P L2
L2
解:滑动变阻器的触片P从右 端滑到左端,总电阻减小,总 电流增大,路端电压减小。 与电阻串联的灯泡L1、 L2电流增大,变亮,与电阻并 联的灯泡L3电压降低,变暗。
高中物理习题课四闭合电路的分析与计算课件教科版
二、电路断路和短路问题分析 用电压表测量电路中两点间的电压,若电压表有读数,说明这两点(电压 表)与电源之间的连线是通路,断路故障点就在这两点之间;若电压表无 读数,说明这两点(电压表)与电源之间的连线是断路,断路故障点就在 这两点与电源的连线上.逐渐缩小测量范围,不难找出断路故障点.短路 的表现为电流不为零而两点之间电压为零.
间断路,c,d两点分别与电源正、负极等电势,故选项B正确,A,C错误.
11
三、含电容器电路的分析与计算 1.在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路,即去掉该支路,简化后若要 分析电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上. 2.确定电容器和哪部分电路并联,该部分电路两端电压即电容器两端电压. 3.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,由于电容器所在支路无 电流通过,在此支路的电阻两端电压为零,此电路两端电压即电容器两端电 压,而与电容器串联的电阻可看成导线.
12
【例3】 (2017·大庆高二期中)如图所示,电源电动势E=10 V,内阻可忽 略,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,求: (1)S闭合后,稳定时通过R1的电流; (2)S原来闭合,然后断开,这个过程中流过R1的总电荷量.
解析:(1)S闭合后,电路稳定时,R1,R2串联, 易求I= E =1 A,即为通过R1的电流.
解析:当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1和R2串联支路的电阻变小, 总电流变大,电源内阻分得的电压变大,路端电压U外变小,通过R3的电流变 小,电流表示数I=I总-I3增大,由欧姆定律可知,R1两端电压增大,电压表V1示 数U1增大.由U2=U外-U1可知,电压表V2示数U2减小,选项B正确,A,C,D错 误.
高中物理《闭合电路的动态分析》精品PPT课件
巩固练习:
1、如图所示的电路中,电池的电动势为、内阻为r,
R1和R2是两个阻值固定的电阻。当可变电阻R的滑
片向a点移动时,通过R1的电流I1和通过R2的电流
I2将发生如下的变化(92年全国)(
)
A.I1变大,I2变小
B.I1变大,I2变大
C.I1变小,I2变大
D.I1变小,I2变小。
2、如图所示的电路中,电源的电动势 恒定,要想使灯泡变暗,可以(97年 全国高考题)( )
典型例题分析 学.科.网
:
例1、如图所示,电源的电动 势和内阻都保持不变,当滑动 变阻器的滑动触点向上端移动 时( ) A、电压表的读数增大,电流表的读数减小 B、电压表和电流表的读数都增大 C、电压表和电流表的读数都减小 D、电流表的读数增大,电压表的读数减小
例2、如图所示的电路中,当开关K闭合时,A 点和B点的电势变化情况是( )
闭合电路的动态分析
知识准备: 1、滑动变阻器的两种使用方法:学.科.网 方法一:限流式
方法二:分压式
2、闭合电路的动态分析:
(1)、一个判断:准确判断外电路的 电阻变化情况或变化趋势。
(2)、二个运用:灵活运用部分电路 欧姆定律,灵活运用闭合电路欧姆定 律。
(3)、三个明确:明确电源的电动势 和内阻一般不变,明确电路的结构, 明确电表、电容的位置及作用。
闭合电路欧姆定律之动态电路分析课件
动态电路分析
一阶线性电路
01
02
03
一阶线性电路
指电路中只有一个动态元 件(如电容或电感)的简 单电路。
动态元件
具有储能特性的元件,如 电容和电感。
动态元件的特性
在电路中,当电压或电流 发生变化时,动态元件会 吸收或释放能量。
初始状态和稳态
初始状态
在电路刚接通时,电容或电感中 的电荷或磁场强度。
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05
CATALOGUE
实例分析
简单RC电路
RC电路充放电过程
RC电路在接通电源后,电容开始充电 ,电流从电源正极通过电阻向电容正 极板流动,电容负极板聚集负电荷, 在电源内部,电流从负极流向正极。 当电容充满电后,电流消失,电压达 到最大值。放电时,电容正负极板间 形成电场,电子通过电阻从电容负极 板流向正极板,形成与充电时方向相 反的电流。
掌握动态电路分析的方法和技 巧对于电子工程师和电气工程 师来说至关重要。
学习目标
01
02
03
04
理解动态电路的基本概念、分 类及特点。
掌握动态电路的分析方法,包 括时域分析和频域分析。
熟悉常见的动态电路元件及其 特性。
能够运用所学知识解决ห้องสมุดไป่ตู้际工 程问题。
02
CATALOGUE
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析
1、 总电流I 和路端电压U 随外电阻R 的变化规律:
当R 增大时,I 变小,又据U =E -Ir 知,U 变大。当R 增大到∞时,I =0,U =E (断路)。 当R 减小时,I 变大,又据U =E -Ir 知,U 变小。当R 减小到零时,I =E r ,U =0(短路)
2、 所谓动态就是电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化,会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。
3、 解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,还要掌握一定的思维方法,如程序法,直观法,极端法,理想化法和特殊值法等等。
4、 基本思路是“部分→整体→部分”,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻,干路电流和路端电压的变化情况,然后再深入到部分电路中,确定各部分电路中物理量的变化情况。
例题 在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U ,当R 5的滑动触头向a 端移动时,判定正确的是( )
A 、I 变大,U 变小
B 、I 变大,U 变大
C 、I 变小,U 变大
D 、I 变小,U 变小
[解析]
当R 5向a 端移动时,其电阻变小,整个外电路的电阻也变小,总电阻也
变小。
根据闭合电路的欧姆定律E I R r
=+知道,回路的总电流I 变大,内电压U 内=Ir 变大,外电压U 外=E-U 内变小。
所以电压表的读数变小。
外电阻R 1及R 4两端的电压U=I (R 1+R 4)变大。
高中物理:闭合电路的动态分析方法
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。
解题时可分为四步:
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,当总电阻增大时,由闭合电路欧姆定律知,因此I减小。
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。
以上四步体现了从局部到整体,再回到局部的研究方法。这四步中,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。
闭合电路动态分析思路与方法
闭合电路动态分析思路与方法
电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构的变化,一处变化又引起了一系列的变化。对于它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律、部分
电路欧姆定律,串、并联电路的电压、电流关系.
例1,如图1所示,当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时,判断电路中的电压表、电流表
的示数如何变化?
解析:先认清电表A测量R3中的电流,电表V2测量R2和R3并联的电压,电表V1测量路
端电压。再利用闭合电路欧姆定律判断主干上的一些物理量变化:P向上滑,R3的有效电阻
增大,外电阻R外增大,干路电流I减小,路端电压U增大,至此,已判断出V1示数增大。再进行分支上的分析:由I减小,R1的端电压UR1减小,由U外增大知R2和R3并联的电
压U2增大——判断出V2示数增大。由U2增大和R3有效电阻增大,无法确定电表A示数如
何变化,这就要从另一条途径去分析:由V2示数增大知通过R2的电流I2增大,而干路电流
I减小,所以R3中的电流减小,即A示数减小,大家应紧抓不变的物理量来分析。
答案:见解析。
方法提炼:动态电路变化分析常见方法如下:
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”,根据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律来
分析各部分的变化情况。
(2)直观法:即直接应用“部分电路中R、I、U的关系”中的两个结论。
①任一电阻R阻值增大,必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大。
②任一电阻R阻值增大,必将引起与之并联的支路中电流I井的增大和与之串联的各电路电压U串的减小。
例2,在如图2所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理
闭合电路图象及动态分析
一、闭合电路的图象:
路端电压U 与总电流的I 的关系由U=E-Ir 决定.由于对确定的电源,E 、r 是定值,那么当总电流I 减小时,路端电压U 增大;总电流I 增大时,路端电压U 减小.路端电压U 与总电流I 的关系,常用UI 图线表示.要注意电源的UI 图线与电阻的伏安特性曲线的区别.
一是要区别两个图线的物理意义,二是区别图线对应的函数表达式.图线不同,就是由于函数表达式不同.电源的UI 图线对应的函数表达式为U=E-Ir ,且I 是电路中的总电流.而电阻的伏安特性曲线对应的函数表达式为U=IR ,I 为电路中某一电阻或部分电路的电流.另外,电源的UI 图线的斜率代表电源的内阻,而电阻的伏安特性曲线的斜率代表的是电阻的阻值.
1、如图8所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图像,
A 、电动势E1=E2,发生短路时的电流I1>I2
B 、电动势E1=E2,内阻r1>r2
C 、电动势E1=E2,内阻r1>r2
D 、当电源的工作电流变化相同时,电源
2的路端电压变化较大 2、如图5是某电源的路端电压U 随干路电流I 的变化图像,有图像
可知,该电源的电动势_____V,内阻为____。 3.一个电源的U -I 图象如图所示,θ角为图象和横轴所夹的锐角,则决定θ角的大小的有关因素是【 】
A .电源电动势E
B .电源的内电阻r
C .外电路的电阻R
D .由r 和R 共同决定
二.闭合电路的动态分析
1电路中不论是串联还是并联部分,只有一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻也变大。只有一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻都变小。
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闭合电路的动态分析
1、 总电流I 和路端电压U 随外电阻R 的变化规律:
当R 增大时,I 变小,又据U =E -Ir 知,U 变大。当R 增大到∞时,I =0,U =E (断路)。 当R 减小时,I 变大,又据U =E -Ir 知,U 变小。当R 减小到零时,I =E r ,U =0(短路)
2、 所谓动态就是电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化,会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。
3、 解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,还要掌握一定的思维方法,如程序法,直观法,极端法,理想化法和特殊值法等等。
4、 基本思路是“部分→整体→部分”,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻,干路电流和路端电压的变化情况,然后再深入到部分电路中,确定各部分电路中物理量的变化情况。
例题 在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U ,当R 5的滑动触头向a 端移动时,判定正确的是( )
A 、I 变大,U 变小
B 、I 变大,U 变大
C 、I 变小,U 变大
D 、I 变小,U 变小
[解析] 当R 5向a 端移动时,其电阻变小,整个外电路的电阻也变小,总
电阻也变小。
根据闭合电路的欧姆定律E I R r
=+知道,回路的总电流I 变大,内电压U 内=Ir 变大,外电压U 外=E-U 内变小。所以电压表的读数变小。外电阻R 1及R 4两端的电压U=I (R 1+R 4)变大。R 5两端的电压,即R 2、R 3两端的电压为U’=U 外-U 变小,通过电流表的电流大小为U’/(R 2+R 3)变小。答案:D
[规律总结]
在某一闭合电路中,如果只有一个电阻变化,这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化,它们遵循的规则是:
(1)凡与该可变电阻有并关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大,它们也增大。
(2)凡与该可变电阻有串关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大,它们也增大。
特别提醒 在电路的动态分析中,要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时,可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。
所谓串、并关系是指:该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点。简单记为:并同串反
1、在图4电路中,当滑动变阻器滑动键P 向下移动时,则( )
A 、A 灯变亮、
B 灯变亮、
C 灯变亮
B 、A 灯变亮、B 灯变亮、
C 灯变暗
C 、A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗
D 、A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮
2、在如图所示电路中,当变阻器局的滑动头P 向b 端移动时
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
3、如图所示的电路中,电源的电动势为 ,内阻为r .当可变电阻的滑片P 向b 点移动时,电压表 V 1 的读数U 1与电压表 V 2 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
C 、U 1变小,U 2变小
D 、U 1变小,U 2变大
4、如图所示电路中,电池内阻符号为r ,电键S 原来是闭合的。当S 断开
时,电流表的示数变化情况足( )
A 、r =0时示数变大,r ≠0时示数变小
B 、r =0时示数变小,r ≠0时示数变大
C 、r =0或r≠0时,示数都变大
D 、r =0时示数不变,r ≠0时示数变大
5、如图所示,电源的电动势和内阻分别为ε、r ,在滑动变阻器的滑片P 由a
向b 移动的过程中,电流表、电压表的示数变化情况为( )
A 、电流表先减小后增大,电压表先增大后减小
B 、电流表先增大后减小,电压表先减小后增大
C 、电流表一直减小,电压表一直增大
D 、电流表一直增大,电压表一直减小
6、如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,电流表、电压表都可视为理想电表。
在滑动变阻器R 的滑片P 从a 端移到b 端的过程中( )
A 、V 表的示数先增大后减小,A 表的示数增大
B 、V 表的示数先增大后减小,A 表的示数减小
C 、V 表的示数先减小后增大,A 表的示数增大
D 、V 表的示数先减小后增大,A 表的示数减小
V 1 V 2 P a b
7、如图所示电路中,当变阻器的滑动片向右滑动时,各电表示数的变化情况是:V1表______,V2表______,A表______。
8、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能
正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()
A、电灯L更亮,安培表的示数减小
B、电灯L更亮,安培表的示数增大
C、电灯L变暗,安培表的示数减小
D、电灯L变暗,安培表的示数增大
9、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从右端
滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2。下
列说法中正确的是()
A、小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B、小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C、ΔU1<ΔU2
D、ΔU1=ΔU2
10、图中A为理想电流表,V1和V2为理想电压表,R1定值电阻,R2为可变电阻,电池E 内阻不计,则
A、R2不变时,V2读数与A读数之比等于R1
B、R2不变时,V1读数与A读数之比等于R1
C、R2改变一定量时,V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值
等于R1
D、R2改变一定量时,V1读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值
等于R1
11、如图所示,调节可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中,()
A、通过电阻R1两端的电流增加,增加量一定大于ΔU/R1
B、电阻R2两端的电压减小,减小量一定等于ΔU
C、通过R2的电流减小,但减小量一定小于ΔU/R2
D、路端电压一定增加,增加量一定等于ΔU
12、如图所示的电路中,闭合电键,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,突然发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是()
A、R1断路
B、R 2断路
C、R 3短路
D、R 4短路