专题38 与电功率相关的动态电路定性分析 九年级物理电学同步专题训练

专题38 与电功率相关的动态电路定性分析

（一）动态电路的概念

在电路中，由于滑动变阻器滑片的移动、开关的开闭，敏感电阻阻值变化等，导致电路中电阻、电压、电流、电功率等发生重新分配，这种电路叫做动态电路。

动态电路中常考的问题有：电阻、电压、电流、电功率、电压与电流的比值（乘积）、用电器消耗的电能变化情况，小灯泡的亮度变化情况。 （二）串联电路动态电路分析 ➢ 滑片移动引起的动态电路分析 （1）逻辑思路：

注意：“先定后动”意思是先分析定值电阻的相关物理量的变化情况，在分析变化电阻的相关物理量的变化情况。 （2）电路图

（3）串联电路动态电路分析过程：

局部

整体局部

R 的变化

R 总

的变化、I 总的变化

先定后动（U 、P 等）

注意：

①串联电路中也可依据串联分压原理，进行相关问题的分析与判断；

①变化电阻消耗的电功率判断，属于不等式的极值问题，应通过不等式方式进行判断，方法如下：

①对于

定R I

U

=∆∆的理解，如图所示：

局部

2

222

2)(变

变变变变变R RR R R U R R R U P ++=+=观察公式，得到：

)2(1212222

2R R R R U R U R RR R P ++=++=变变变变变变

因为 R R R R R R R 222

2=⨯≥+变变

变变当且仅当 时， 取得最大值

变变

R R R =2

总P 即变

R R =

分析电路图可知，定值电阻两端电压增量（减量）等于变化电阻两端电压减量（增量），因为对于求解变化电阻两端电压变化量与电流变化量之比

I

U

∆∆的问题，将变化电阻两端电压变化量等效于定值电阻两端电压变化量，因此得到

定R I

U

=∆∆。 为什么

变R I

U

≠∆∆。在动态电路中，变化电阻或含有变化电阻的电路部分中，电压、电流和电阻均发生变化，不能只能直接用电压变化量与电流变化量相比等于某一状态下的变化电阻阻值，不满足比值定义法的条件（控制其中一个量不变）。但对于电阻一定时，可用两端电压变化量和电流变化量比值表示定值电阻阻值大小。

总结：变化电阻或含有变化电阻的电路部分两端电压变化量等于其余定值电阻两端电压变化量，变化电阻或含有变化电阻的电路部分两端电压变化量与电流变化量之比等于与之串联的其余电阻阻值。 （三）并联电路动态电路分析 （1）逻辑思路

（2）电路图

（3）并联电路动态电路分析过程：

U ∆U

∆I

∆

注意：0I 表示无电阻变化支路的电流，1I 表示有电阻变化支路的电流。

若变化电阻所在支路上没有串接其他用电器，则直接由支路电流变化进行分析整个电路的相关物理量变化情况。

（四）动态电路解题策略

掌握电表的特点

1.电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。

2.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。

3.明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。

4.解题思路

↑

变R ↑

支R ↓

1I 支

R U I =

局 部

总体遵循“先局部——再整体——再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化（局部）；①根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；①由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。

5.计算题解题策略

关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。

精选习题

题型一滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析

1.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将变阻器滑片P向左移动时（）

A.灯泡L亮度不变，电压表示数变大

B.灯泡L亮度变亮，电压表示数变大

C.灯泡L亮度不变，电压表示数不变

D.电流表示数变大，电压表示数变大

【答案】A

【解析】当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻不变；

根据欧姆定律可知电路中的电流不变，即电流表的示数不变；

灯泡两端的电压不变，所以灯泡的亮度不变；

滑片P向左移动，使电压表所测电阻R的右端与滑片之间的电阻变大，电压变大，即电压表示数变大。

故选：A。

2.如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，R2为定值电阻。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向

左滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下列四个选项中，判断正确的是（）

A.电压表、电流表示数均变大

B.电压表、电流表示数均变小

C.电压表示数变大，电流表示数变小

D.电压表示数变小，电流表示数变大

【答案】D

【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。

在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，R1接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故BC错误；

由U＝IR可知，R2两端的电压变大，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R1两端的电压变小，即电压表的示数变小，故A错误、D正确。

故选：D。

3.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，向右移动滑动变阻器滑片P的过程中（）

A.电流表A示数变大

B.电压表V2示数变小

C.电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大