直流电路动态分析优秀课件
动态电路分析高二
直流电路的动态分析在闭合电路中，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）确定电路的外电阻R外总如何变化；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。
③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=E－U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；（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B．L1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，，I L1减小，I R3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。
高中物理动态电路分析
2011高三物理模型组合讲解一一电路的动态变化模型［模型概述］“电路的动态变化”模型指电路中的局部电路变化时引起的电流或电压的变化，变化起因有变阻器、电键的闭合与断开、变压器变匝数等。
不管哪种变化，判断的思路是固定的，这种判断的固定思路就是一种模型。
［模型讲解］一、直流电路的动态变化1.直流电路的动态变化引起的电表读数变化问题例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？为什么？图1解析：这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。
对于这类问题，可遵循以下步骤：先弄清楚外电路的串、并联关系，分析外电路总电阻怎样变化；由I —确定闭合电路的电流强度如何变化；再由U = E - lr确定路端电压的变化情R +r况；最后用部分电路的欧姆定律U =IR及分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。
当滑片P向左滑动，R3减小，即R总减小，根据I总—判断总电流增大，A1示R总+ r数增大；路端电压的判断由内而外，根据U二E - lr知路端电压减小，V示数减小；对R1,有U1 =1总R1所以U1增大，V示数增大；对并联支路，U 2 - U - U1，所以U 2减小，V2示数减小；U 2对R2,有I 2-，所以I2减小，A2示数减小。
R2评点：从本题分析可以看出，在闭合电路中，只要外电路中的某一电阻发生变化，这时 除电源电动势、内电阻和外电路中的定值电阻不变外，其他的如干路中的电流及各支路的电流、电压的分配，从而引起功率的分配等都和原来的不同，可谓“牵一发而动全身” ，要注意电路中各量的同体、同时对应关系，因此要当作一个新的电路来分析。
解题思路为局部电路T 整体电路T 局部电路，原则为不变应万变(先处理不变量再判断变化量)。
2. 直流电路的动态变化引起的功能及图象问题例2.用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，根据图线回答： (1) 干电池的电动势和内电阻各多大？(2) 图线上a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功率是多少？ (3) 图线上a 、b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？ (4) 在此实验中，电源最大输出功率是多大？图2 解析： (1) 开路时(1=0)的路端电压即电源电动势，因此E =1.5V ，内电阻1 53=02」7.5也可由图线斜率的绝对值即内阻，有:(2) a 点对应外电阻 R a = U_L = 10- 0.41】I a 2.5此时电源内部的热耗功率:2 2P r =l a r =2.5 0.2W P.25W也可以由面积差求得:1.5 -1.02.5门二02」P r = I a E - I a U a= 2.5 (1.5 T .0)W 二1.25W（3）电阻之比：R a i.0/2.5「4——R b0.5/5.0'J1输出功率之比：P a1.02.5W1 aP b0.5 5.0W1（4）电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时，此时路端电压U = E，干路电流21 短15 7 5I 短，因而最大输出功率P出m W =2.81W2 2 2当然直接用P出^ —计算或由对称性找乘积IU （对应于图线上的面积）的最大值，也4r可以求出此值。
直流电路动态分析.
（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两
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（可利用串联电路的电压关系、并联电路的电
流关系）
重要结论：某部分电路电阻增大，该部
分电路两端电压增大，该支路电流减小。 反之亦然
例1、如图，当R3变小时，R1 、R2上的电流、
3 R0 R1 = 3
练习1、如图所示电路，若R两端的电压为0.1V，则A、B两 端的电压为 V；若R消耗的功率为0.1W，则A、B两端的 输入的功率为 W。(其中R=9Ω ，r=10/9Ω ）
A
R
R
r
R
r r
答案：100，10000
B
例 2 、两只灯泡 A 和 B额定电压都是 110V， A 的额定功率为 60W ， B 的额定功率为 100W ，为了把它们接在 220V 电路上都能正常 发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接 法：(如图) 答案：B
例3：如图所示：当滑线变阻器R的滑动触头从左 到右滑动过程中，三个灯泡的亮度变化情况是：
A_______________; B_______________; C________________.
B A C R
（2）电路中电键闭合、断开引起电路结构改变时，每改变 一次开关状态就应画出相应的电路图，明确电路结构，再应 用欧姆定律判断电路中的参量的变化。 例、图示电路中，电源电动势为ε ，内阻不计， 滑动变阻器最大阻值为R，负载电阻R0的阻值 也为R ① 当开关K断开，滑动触头P滑动时R0两端的 电压U0变化的范围是多大？ ② 当K闭合，P滑动时，U0的变化范围是多大?
练习3、如图所示，图线AB是电路的路端电压与电流的关系图 线；OM为同一电源向固定电阻R供电时，电阻R两端电压与通 过电流的关系图线。由图可知，该电阻的阻值是_________欧。 在图线交点C处，表示电源输出功率是_________瓦，在电源内 部消耗的电功率是 瓦，电源的效率是_________。该电 源的最大输出功率是 瓦。
动态直流电路的分析方法
Ｒ２
器 的最大阻值为 Ｒ ）
和 电阻 Ｒ 组 成 。求 电路 的总 电阻 。 ， 分析：当滑键在 最左端和不在最左端时 ，电路 结构发生了变化，计算方式也发生 了变化 ，所 以，
此题应分为两种情况：一般情 况 （ 滑键不在最左端 时 ）和特殊情况 （ 键在 最左端 时）。 滑 设滑动变阻器 中与电阻 并联的那一段 电阻
设 ｆ ｘ ＞ 和 ｇ ＞ ， （） ０ （） ０ 则在 ｆ ｘ 的单调增区 （） 间上，或者 ｆ ｘ 与 ｇ 的单调增 区间的交集上 ， （） （） 经过函数运 算所得 的新 函数 的单调性如下： （ ）厂 ｘ 和 ｇｘ 均为增函数时，， ＋ （） １ （） （） （） ｇｘ 和 厂 ・（） 为增 函数 ； ）ｇ ｘ均
： ＝
＋ ，＋ ，
一●
旦
Ｅ尺
－ — — — — —— － － — — ・— — － － —— ・ —— － － － － — — — — — － － ———— — —一 － — — — － － — — — — － － — — — － － － — — ・ — — — — — — — —
第２ Ｏ卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ９月
技
术
物
理
教
学
Ｖ １２ ｏ ３ ｏ ． ＯＮ ．
Ｓｅ ２ ２ ｐ． ０１
Ｔ ＣＩＩ Ａ Ｐ Ｙ Ｉ Ｓ Ｔ Ａ Ｈ Ｎ ＥＦ ＣＬ Ｎ ＨＳ Ｃ Ｅ Ｃ Ｉ Ｇ
动态 直 流 电路 的分 析 方 法
张永超
（ 州 测 绘 学 校 ，河 南 郑 州 ４０ １ ） 郑 ５ ０ ５
ａ＝ Ｒ３＞ ０。
２ ．单调性分析 ：在 ｘ∈［， ］ ０Ｒ，内，可做如下推
导：
《直流电路分析》课件
06
直流电路中的功率与效率
直流电路中的功率计算
总结词
了解直流电路中功率的基本计算方法 ，包括有功功率、无功功率和视在功 率的计算公式和单位。
详细描述
有功功率是指电路中消耗的功率，计算公 式为P=UI，单位为瓦特。无功功率是指 电路中交换的功率，计算公式为 Q=UIsinφ，单位为乏。视在功率是指电 路中总功率，计算公式为S=UI，单位为伏 安。
详细描述
直流电路的分析方法主要包括欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加定理等。欧姆定律是分析线性电阻电路的基础，基 尔霍夫定律用于解决节点和回路问题，叠加定理则用于分析多个电源作用下的电路。此外，掌握戴维南定理和诺 顿定理等也是分析复杂直流电路的重要手段。
02
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
总结词
欧姆定律是电路分析中的基本定律之一，它描述了电路中电压、电流和电阻之间 的关系。
VS
详细描述
减小内阻可以有效降低能量损耗，提高效 率。优化电路设计可以改进电流分布、减 少电压降等，从而提高效率。采用高效器 件可以减少能耗和散热需求，提高效率。 实际应用案例包括LED照明电路设计、电 池充电器的优化等。
THANKS
《直流电路分析》ppt课件
目录
• 直流电路概述 • 欧姆定律与基尔霍夫定律 • 电阻电路分析 • 电容与电感电路分析 • 直流稳态电路分析 • 直流电路中的功率与效率
01
直流电路概述
直流电路的定义与特点
01
总结词
02
详细描述
理解直流电路的基本概念和特性是学习电路分析的基础。
直流电路是指电流保持恒定状态的电路，其特点是电流大小不随时间 变化，方向保持不变。在直流电路中，电压、电流和电阻之间的关系 遵循欧姆定律。
电路与电子学基础_电路的动态分析
解: t<0,S闭合时: iL(0-)=4(a), uc(0-)=4(v) t>0,S打开时,根据换路定律有: uc(0+)=uc(0-)=4(v), iL(0+)=iL(0-)=4(a) t=0+时的等效电路如图（b）所示，由图可知 ic(0+)=6-uc(0+)/1=2(a) i(0+)=ic(0+)+iL(0+)=6(a) uL(0+)=6-3iL(0+)=-6（v） diL/dt(0+)=(1/L)uL(0+)=-1.5(a/s) duC/dt(0+)=(1/C)ic(0+)=0.4(v/s) t→∞时，由图(c)可知 iL(∞)=i(∞)=6/3=2(a), uc(∞)=6(v)
5.2 RC电路的动态分析 5.2.1 RC电路的零输入响应 RC(duc∕dt)+uc=0 uc=U0e-t∕RC , i=(U0∕R) e-t∕RC , τ=RC
5.2.2RC电路的零状态பைடு நூலகம்应 RC(duc∕dt)+uc=Us uc=Us(1- e-t∕RC) , i=(Us∕R) e-t∕RC
第5章 电路的动态分析
• • • • • • • 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 换路定律、初始值、稳态值 RC电路的动态分析 微分电路和积分电路 一阶电路的三要素法 RL电路的动态分析 阶跃信号和阶跃响应 二阶电路的动态分析
5.1 换路定律、初始值、稳态值
5.1.1 换路定律
5.2.3RC电路的全响应 全响应=零输入响应+零状态响应 uc=U0e-t∕RC +Us(1- e-t∕RC)=Us+(U0-US )e-t∕RC
电路原理第-章直流PPT课件
VS
诺顿定理
任何一个线性有源二端网络，对其外部电 路而言，都可以等效为一个电流源和电阻 并联的电路模型。其中电流源的电流等于 网络的短路电流，电阻等于网络中所有独 立源置零后的等效电阻。
04 电路中的电源
电池的串联和并联
串联
当电池串联时，总电压是每个电池的 电压之和，电流保持不变。
并联
当电池并联时，总电流是每个电池的 电流之和，电压保持不变。
电阻的并联
当多个电阻在同一电路中各自首首或尾尾相接时，称为电阻 的并联。并联电阻的总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。在 并联电路中，电压处处相等，电流的分配与电阻成反比。
电压源和电流源
电压源
能够输出恒定电压或电压与电流成一 定比例关系的电源称为电压源。电压 源在电路中起到提供电能的作用，可 以视为一个理想化的电源模型。
基尔霍夫定律
总结词
用于解决电路中节点和回路电流和电压关系的定律。
详细描述
基尔霍夫定律包括两个部分，即节点电流定律和回路电压定律。节点电流定律指出，对于电路中的任何一个节点， 流入的电流之和等于流出的电流之和。回路电压定律指出，对于电路中的任何一个闭合回路，沿回路绕行方向， 电压降之和等于电压升之和。
电路原理第-章直流ppt课件
目录
• 直流电路的基本概念 • 欧姆定律和基尔霍夫定律 • 电阻电路的分析 • 电路中的电源 • 电路分析方法 • 电路的暂态分析
01 直流电路的基本概念
电路的组成
电源
导线和开关
提供电能，将其他形式的能量转换为 电能。
连接电源和负载，控制电路的通断。
负载
消耗电能，将电能转换为其他形式的 能量。
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第3章动态电路分析
+ _U K U + t=0 _
uC R iL
U C
t
U R
iL
问题： 问题：电阻电 路是否存在过 渡过程？ 渡过程？
t
三、一阶电路瞬态分析的三要素法
一阶电路： 一阶电路：凡是含有一个储能元件或经等效简化后含有一 个储能元件的线性电路， 个储能元件的线性电路，在进行瞬态分析时所列出的微分 方程式都是一阶微分方程式。这种电路称为一阶电路 方程式都是一阶微分方程式。这种电路称为一阶电路 例：如图所示电路 由换路后的电路列出回路方程式 根据 KVL ，由换路后的电路列出回路方程式 RiC＋uC = US duC 而 iC = C dt duC 得 RC dt ＋uC = US uC的通解为 uC (t)= Ae
＋＋＋＋ iR
L
(2) 求稳态值 在稳态直流电 路中， 路中，C 相当 于开路， 于开路， L 相 当于短路。 当于短路。 iC ( ∞ ) = 0 uL ( ∞ ) = 0
＋ US －
iL ＋ uC － iC C S IS
＋ uL －
uR R
路 电路 求 iL ( ∞ ) = iR ( ∞ ) = － I S = － 5 A uR ( ∞ ) = RiR ( ∞ ) = [ 5 × (－5 ) ] V = －25 V － uC ( ∞ ) = US－uL ( ∞ ) －uR ( ∞ ) = [ 5－0－(－25 ) ] V = 30 V － －－
IS S R
iL ＋ uL －
L
L τ= R
uL iL IS
t
电压发生突 变 iL uL
iL(t) = IS ( 1－e ) = IS( 1－e τ ) － － t t diL = RIS e τ = US e τ uL(t) = L dt
直流电路动态分析高中教育精选篇1233演示课件.ppt
例2：如图所示，电键闭合时，当滑动变 阻器滑片P向右移动时，试分析L1、 L2、L3的亮度变化情况。
L2
L3
P
L1
精选课件
2、“并同串反” :
①“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。
精选课件
(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻 两端无电压，该电阻相当于导线．
(4)当电容器与电阻并联后接入电路时， 电容器两端的电压与并联电阻两端的 电压相等． (5)电路中的电流、电压变化时，将会 引起电容器的充放电，如果电容器两端 的电压升高，电容器将充电，反之电容 器放电．通过与电容器串联的电阻的电 量等于电容器带电量的变化量．
1、如图所示的电路中，电源的电动势
R I Ir U
当R 0短路U 0
（5）由部分电路欧姆定律确定干路上 某定值电阻两的电压如何变化；
（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（可利 用节点电流关系）。
精选课件
动态分析问题的思路程序可表示为：
I分
R局 R总 I总 U端
R总
R R并
R并 R灯 R并 R灯
R
1
1 R灯
R并 R并2
精选课件
R总
R R并
R并 R灯 R并 R灯
R
1
1 R灯
R并 R并2
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：分压器总电阻的 变化情况，R总变化与并联段电阻 的变化情况相反，与串联段电阻的 变化相同。
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B 电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）
A.V的读数变大，A的读数变小 B.V的读数变大，A的读数变大 C.V的读数变小，A的读数变小 D.V的读数变小，A的读数变大
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 。
例题2. 在如图所示的电路中，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A1、A2和V的示
3．“先定后变”——先分析定值 电阻所在支路，再分析阻值变化 的支路
二.“并同串反”法
增大 ①“并同”：是指某一电阻
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 。
增大 ②“串反”：是指某一电阻
时，与它串联或间
)
A．电流表的示数减小,电压表的示数增大；
B．电流表的示数增大, 电压表的示数减小；
C．电流表和电压表示数都减小；
D．电流表和电压表示数都增大。
三．特殊值法与极限法
①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。
②特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值
直流电路动态分析优秀课件
一．程序法
（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；
（2）根据闭合电路欧姆定律
I总
E R外总
r
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=E－U内(或U外=E-Ir)确定电源的外电压 （即路端电压）如何变化；
（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两 的电压如何变化；
电流表的示数先增大后减小， 电压表的示数先增大后减小
自主学案
外电阻变化规律：③如图所示分压电路中，滑
动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并 联（以下简称并联段），另一段与并联部分串联（以下 简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻 为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则总电阻为：
自主学案
外电阻变化规律：②在图中所示并联电路中，
滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与串 联（简称），另一段与串联（简称），则并联总电阻：
R总R1R1R 上 R 2R 2阻最 大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻 越小 。
训练2. 如图所示，电源电动势E=8V，内阻不为零，电灯A电阻为10Ω，电灯B 电阻为4Ω，滑动变阻器的总电阻为6Ω，闭合开关S,当滑动触头P由 a端向b
器R0的滑动端向下滑动的过程中（ A）
A.电压表与电流表的示数都减小 B.电压表与电流表的小数都增大 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
R1
S
R2
E， V
A
R0
r
自主学案
外电阻变化规律：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） 若电键的通断使串联的用电器增多（或减少），总电阻 增大（或 减小）；若 电键的通断使并联的支路增多（或减少），总电阻 减小 （或 增大 ）
（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。
题型探究
【例题1】如图所示,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?
小结：分析动态问题的三步走思路程序：
1. “先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变 化,再判断各个部分如何变化
2．“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分
A 端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化）（ ）
(A) 电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小 (B) 电流表的示数一直减小，电压表的示数一直增大 (C) 电流表的示数先增大后减小，电压表的示数先减小后增大 (D) 电流表的示数先增大后减小，电压表的示数先增大后减小
变式：若滑动变阻器的总电阻为10Ω， 当滑动触头P由 a端向b端滑动的过程 中电流表、电压表的示数如何变化？
数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三
A 个电表示数的变化情况是（ ）
A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
R1
A1
R3
a R2 b A2
V
Er S
小试身手
1.(2011北京第17题)．如图所示电路，电 源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻
去判定，从而找出结论。
例题3. 在图所示的两个电路中，电源电动势为E，内阻不计
当分别闭合开关S，移动滑动变阻器触头向右端滑动时，小灯
泡L1、L2的亮度如何变化？
L1
L1
L2
P
P L2
R
R
ES
L1、L2均变亮
ES
L1、L2均变亮
R总RR并RR 并 并 RR 灯 灯R
1
1 R灯
R并 R并 2
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：总电阻的变化情况，R总变化 与并联段电阻的变化情况 相反 ，与串联段电阻的变化 相同 。
B 训练3. 如图所示,当滑动变阻器的触点P向a端滑动时(