中考物理 电路动态变化问题例析

电路动态变化问题例析
内容摘要：
电路动态变化问题是初中物理教学的难点，同时也是中考物理的必考点，由于涉及的知识点较多，几乎覆盖了电学所有的重要的规律，综合性较强，所以学生遇到后往往是找不到问题的突破口而束手无策，为此，本文就从电路动态变化问题的分类入手，通过例题具体的对每种情况进行分析，最终找出这类题目的解题方法。

关键词：电学电路变化动态变化
电路动态变化问题，涉及到电压表、电流表、滑动变阻器、电源和开关等诸多元件的运用。

要运用欧姆定律、串、并联电路中电流、电压的分配规律进行分析、推理或计算。

我省几乎年年必考。

许多学生遇到此类问题往往是找不到问题的突破口而束手无策。

下面我就借助典型例题来谈谈此类问题的解题方法。

一、解题思路
1、分析电路结构及电流表、电压表的测量对象。

画出等效电路图
2、根据滑动变阻器滑片移动情况或开关通断引起的电路结构变化来判断电路中电阻的变化。

3、根据欧姆定律或相应物理规律判断电路中的动态变化情况。

二、电路动态变化问题的分类
1、按电路来分可分为：串联电路、并联电路、混联电路。

2、按影响电路变化的因素可分为：滑动变阻器滑片移动引起的、开关通断引起的、半导体材料（光敏电阻、压敏电阻、声敏电阻等）变化引起的、电路故障（开路、短路）引起的。

三、串联电路中的动态变化问题
对于这种电路，可按下列顺序进行分析
电源电压不变→局部电阻如何变化→总电阻如何变化→总电流如何变化→电阻不变部分的电流如何变化→电阻变化部分的电流、电压如何变化→各电表示数及用电器的其他物理量如何变化。

1、滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化问题
例1、如图所示，电源电压保持不变。

滑动变阻器滑片向左移动时，各电
表示数如何变化？
分析：由图可知：R1、R2串联，电流表测总电流，电压表V1、V2分别测电阻
R1、R2两端的电压。

由于电源电压一定，滑动变阻器滑片向左移动。

R2的阻值变
小,则电路中的总电阻R= R1+R2 ，其中R1阻值不变，故R变小。

根据I=U/R可知：
电路中的总电流I总变大。

故电流表示数变小。

又I总=I1=I2.所以通过R1、R2的
电流均变小。

又U1=I1R1所以R1两端的电压变小，即电压表V1示数变小。

又U1=U﹣U2故R2两端的电压变大，即电压表V2示数变大.
可见，在串联电路中，滑动变阻器两端的电压与其电阻是同向变化的，而电流与电阻是反向变化（即滑动变阻器的电阻变小时，其两端电压变小，通过的电流反而变大）。

特殊情况：
例2、如图所示，电源电压保持不变。

滑动变阻器的滑片向右移动时，
各电表示数如何变化？
分析：在本题中，电压表接在滑动变阻器滑片P上时，滑片移动就不能
改变电路中的总电阻（电压表可视为开路），即滑动变阻器不是真正意义上
的变阻器，这样电路中总电阻不变，故总电流不变；但电压表测的是与
之并联部分电阻的电压，故电压表示数变小。

2、开关通断引起的电路动态变化问题
例3、如图所示，电源电压保持不变。

闭合开关S后，各电表示数如何变化？
分析：由图可知：当开关断开时，R1、R2串联，电压表测R2的电压，电流表测总电流；当S 闭合时，R1被短路（相当于R1的阻值为零）此时总电阻变小。

由于电源电压保持不变，根据I=U/R 可知：电路中的总电流变大。

由R2的电阻不变，故R2两端的电压变大，即电压表示数变大.
注：此电路中开关S的断开与闭合，相当于与之并联部分电阻
变大或变小。

则分析结果与第一种情况十分相似。

3、半导体材料类（如光敏电阻）变化引起的动态变化问题
例4、用图5所示的电路探究半导体的导电性能，电路中电源电
压不变，R是一只光敏电阻，当光照射强度增大时，其电阻会减小，
闭合开关，减小光敏电阻的照射强度，电压表和电流表示数的变化
情况？
分析：由图可知，小灯泡和光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测总电流，由于光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，因此，当减小光的照射强度时，光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，小灯泡的电压就减小，而电源电压保持不变，光敏电阻的电压应增大，故电压表示数变大。

注：如果把光敏电阻的阻值变化为滑动变阻器阻值的变化，则其分析的结果就与滑动变阻器滑片引起的变化是相同的，即光敏电阻阻值增大，其两端的电压增大，通过的电流将变小。

4、电路故障引起的电路动态变化：
例5、如图所示，开关S闭合后，灯泡L1L2均发光，若电路中
出现下列故障，两表示数如何变化？
（1）灯L1的接线处出现短路时
（2）灯L1的灯丝烧断时
分析：(1)由图可知，L1L2串联，当L1被短路时，导致AB间的电
阻为零，从而使R总变小，根据I=U/R可知，总电流变大，故电流表
示数变大；电压表测AB两端的电压U AB=IR AB≈0，故电压表示数变小。

(2)灯泡L1灯丝被烧断时，电压表与灯泡L2串联，由于电压表阻值远远大于灯L2的电阻，根据欧姆定律和分压的特点，电压表示数变大，几乎为电源电压，电流表示数减小，几乎为零。

注：当出现故障时，短路（相当于电阻变小）、开路（相当于电阻变大），故障部分的电压与电阻是同向变化，电流与电阻是反向变化。

由此可见，无论是哪种情况引起的动态变化，在串联电路中只要变化部分的电阻变小（或相当于电阻变小），其两端的电压就变小，电流就变大，反之亦然（即变化部分的电压与电流反向变化）。

四、并联电路中的动态变化问题：
对于这种电路，可以按串联电路解题思路进行，还可以按以下顺序进行分析。

电源电压一定→局部电阻如何变化→局部电流如何变化→总电流如何变化（其中并联部分电压不变，定值电阻所在支路的电压、电流不变）。

1、滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化问题
例6、如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器滑片向右移动时，各电表示数如何变化？
分析：由图可知，R1R2并联，则R1R2两端的电压不变，即电压表示数不变。

当滑动变阻器滑片向右移动时，R2的阻值变大，根据I=U/R可知：通过R2的
电流变小，即A2示数变小，又R1不变，通过R1的电流不变，故干路电流变小，
即电流表A1的示数变小。

由此可见，当滑动变阻器与定值电阻并联时，只要变阻器的阻值不为零，
滑动变阻器滑片的移动对于定值电阻所在支路无任何影响。

即（电压、电流
均不变）但干路中的电流和滑动变阻器中的电流与滑动变阻器的阻值是反向变化。

2、开关通断引起电路的动态变化
例7、如图所示，电源电压保持不变。

先闭合开关S1，当闭合开关S2
时，各电表示数如何变化？
分析：由图可知，当S闭合时，R1R2并联，电路中的总电阻变小，由
于电源电压保持不变，（即电压表示数不变）总电流变小，即电流表A1的
示数变大，又R1电流不变，故R2的电流变大，电流表A2的示数变大。

注：其实，如果把支路开关的闭合等效为电阻变小，断开等效为电阻
变大，就会发现，其变化情况与滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化
情况就十分相似（一个支路的断开与闭合，对另外的支路无任何影响，只对本支路和干路的电流有影响）
3、用电器出现故障引起的动态变化：
例8、如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1L2能正常发光，突然，一只电灯灯丝突然烧断，则各表示数如何变化？
分析：该电路中灯L1L2并联，电流表测干路电流，电压表测各支路两端电压也等于电源电压U，当其中一只电灯灯丝突然烧断，电压表的读数仍等于电源电压。

故电压
表示数不变。

又因为其中一只电灯灯丝突然烧断，总电阻变大。

根据I=U/R
可知：I变小，即电流表示数变小。

注：此种情况与开关断开情况十分相似。

总之，在并联电路中，变化部分所在支路的电流和总电流受其影响，但
对另外的支路无任何影响。

五、混联电路中的动态变化问题
对于混联电路，其实就是串联电路和并联电路混合而成，所以分析时，要先整体可以看作是串联还是并联，再看变化部分是串联还是并联，分析时可参照上面讲的两种情况分析，本文不作深入探究。