直流电路动态分析(绝对经典)
直流电路动态分析(绝对经典)
直流电路动态分析根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I 、U 、R 总、P 等)的变化情况,常见方法如下:一.程序法。
基本思路是“局部→整体→局部”。
即从阻值变化的的入手,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 若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
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),另一段与并联部分相路障(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,则会压器的总电阻为:211并灯并灯并灯并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 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。
④在图2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 R R R R R R R总上下=++++1212由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2)根据闭合电路欧姆定律rR E I +=外总总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)确定电源的外电压如何(路端电压如何变化)⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==↓↑→↑→↓→=∞→↑↓→↓→↑→-=00U R U Ir I R E U R U Ir I R Ir E U 短路当断路当外;(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)。
直流电路常见物理模型(解析版)
直流电路常见物理模型1.高考命题中,直流电路部分主要考查欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、直流电路的功率问题、包含电容的电路分析,电路故障和黑箱问题。
2.掌握规律的基础知识,重点考查电学部分物理核心素养和实验操作能关键能力。
一.电路动态分析模型1.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;对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、并联电路中电压和电流的关系.2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】:①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,整个电路的总电阻一定增大(或减小)。
②若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若电键的通断使并联的用电器增多时,总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大,用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(2)“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、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、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↑ 【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻,“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型:①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化:限流接法时注意哪部分是有效电阻,分压接法两部分电阻一增一减,双臂环路接法有最值;②半导体传感器引起的动态变化:热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小;③开关的通断引起的动态变化:开关视为电阻,接通时其阻值为零,断开时其阻值为无穷大,所以,由通而断阻值变大,由断而通阻值变小。
直流电路的动态分析问题
类型一、不含滑动变阻器 类型二、含滑动变阻器 1、滑动变阻器的限流接法 2、滑动变阻器的分压接法
练习册P34:第5题 合页p10第5题
含有电容器的电路的分析
一、稳态含容直流电路 电容器处于稳定状态时,相当于一个阻值无 限大的元件,可看作断路。此时: (1)电容器所在支路无电流,与电容器直接串 联的电阻相当于一根阻值为零的导线。
(2)电容器上的电压就是与电容器并联 的那条支路两端的电压。
例、如图所示,电源电动势E=9V,内阻 r=0.5Ω,电阻R1=5Ω,R2=3.5Ω,电阻 R3=6Ω,电阻R4=3Ω,电容C=2μF。 1、当开关S与a接触时,电容器的带电量? 2、当开关S与b接触,电容器的带电量? 3、在这个过程中通过R3的电荷量及短暂电流 a s b 的方向?
方法二(并同串反):
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。
所谓“并同”,即某一电阻的变化规律与 跟它并联的电阻中的电流、电压、电功率 的变化规律都相同。
所谓“串反”,即某一电阻的变化规 律与跟它串联的电阻中的电流、电压 、电功率的变化规律都相反。
3、检查电路故障的常用方法:
(1)电压表检查法:当电路中接有电源时,可以用电压表测量 各部分电路上的电压,通过对测得的电压进行分析,就可以确 故障。 (2)电流表检查法:当电路中接有电源时,可以用电流表测量 各部分电路上的电流,通过对测得的电流进行分析,就可以确 故障。这两种方法都应注意电表的极性和量程要求。 (3)欧姆表检查法:当电路中断开电源后,可以用欧姆表测量 各部分电路的电阻,通过对测得的电阻进行分析,就可以确 故障。在用欧姆表检查时,一定要注意切断电源。
热点09 直流电路常见物理模型(解析版)-高考物理重点难点热点专题汇总
1.高考命题中,直流电路部分主要考查欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、直流电路的功率问题、包含电容的电路分析,电路故障和黑箱问题。
2.掌握规律的基础知识,重点考查电学部分物理核心素养和实验操作能关键能力。
一.电路动态分析模型1.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;对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、并联电路中电压和电流的关系.2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】:①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,整个电路的总电阻一定增大(或减小)。
②若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若电键的通断使并联的用电器增多时,总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大,用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(2)“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、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、电功率都将增大,反之则减小。
即:U 串I 串↓P 串R 并↑并↑并↑【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻,“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型:①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化:限流接法时注意哪部分是有效电阻,分压接法两部分电阻一增一减,双臂环路接法有最值;②半导体传感器引起的动态变化:热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小;③开关的通断引起的动态变化:开关视为电阻,接通时其阻值为零,断开时其阻值为无穷大,所以,由通而断阻值变大,由断而通阻值变小。
4.滑动变阻器的几种接法限流接法分压接法双臂环路接法左部分为有效电阻,向←滑动,AB 间总阻值减小。
〖2021年整理〗《动态直流电路的分析方法》优秀教案
动态直流电路的分析方法在直流电路中,当开关接通或断开,改变电路结构时,或者移动滑动变阻器的滑键,改变某一部分电路的电阻时,电路中各部分的电流、电压和电功率都会随之发生变化。
正确分析此类动态直流电路问题的方法有以下几点。
1 根据电路结构的变化情况或者可变电阻值的变化情况,分析直流电路总电阻的变化情况。
下面是几个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)若开关的接通或断开使串联的用电器增多时,总电阻增大;若开关的接通或断开使并联的用电器增多时,总电阻减小。
(3)在图1中所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电阻构成,其中一段与用电器并联(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)。
设滑动变阻器的总阻值为R,灯泡的电阻为R灯,与灯泡并联的那一段电阻为R并,则分压器的总电阻为:R R RR RR RRRR RRRRR总并并灯并灯并并灯并灯并=-++=-+=-+2211图1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,与并联段电阻的变化情况相反,与串联段电阻的变化情况相同。
(4)在图2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R1串联(简称R上),另一段与R2串联(简称R下),则并联总电阻()()R R R R R R R R总上下=++++1212图2由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
2 根据全电路欧姆定律,分析总电流的变化情况和路端电压的变化情况。
因此电源的电动势E和内电阻r是定值,所以,当外电阻R增大(或减小)时,由IER r=+可知电流减小(或增大),由U E Ir=-可知路端电压随之增大(或减小)。
3 根据串、并联电路的特点和局部电路与整个电路的关系,分析各部分电路中的电流强度I、电压U和电功率P的变化情况。
原创3:电路的动态分析
R1
S
R3 A
S0 V
电路的动态分析
1.什么是电路的动态分析问题? 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一系列变化的问题.
L3
P
R L2
L1 S
灯泡亮度如何变化?
R2
R1
S
R3 A
S0 V
电表示数如何变化?
2.电路动态分析的方法 直流电路的动态分析方法: (1)程序法:基本思想是“部分→整体→部分”.思维流程如下:
解析:保持开关S闭合,把滑动变阻器R1的滑片向上滑动,电路中的 总电阻变小,电流变大,电流表A的示数变大,由U=IR3知电压表V 的示数变大,A正确;保持开关S闭合,滑动变阻器R1的滑片不滑动, 则电容器两极板间的电压不变,R2中没有电流通过,B错误;若保持 开关S闭合,拉开电容器两极板之间的距离,电容器的电容变小,两
1.电源负极接地,说明了什么?
审题 2.变阻器的滑片P由a向b移动,它的有效电阻如何变化?
析疑 外电路的总电阻如何变化?整个电路的总电流如何变化?
3.如何判断流过如何判断电压表、电流表示数?
解析:滑动头P自a端向b端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻减小,电路
总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律可得,干路电流增大,由UR1=IR1可 知R1两端电压即电压表的示数变大,选项A错误;由U=E-Ir可知路端电 压U减小;由UR2=U-UR1可得R2两端的电压减小,又由I2=URR22 可得流过R2
方法提炼
电路稳定时电容器的处理方法
电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同 支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作 用,与电容器串联的电阻视为等势体,电容器两端 的电压为与之并联的电阻两端的电压。
高二物理人教版选修31 2.7直流电路动态分析的方法-精选教学文档
直流电路动态分析的方法重/难点重点:“直流电路动态分析”问题处理的一般步骤和方法。
难点:应用“直流电路动态分析”的处理方法解决电路中的故障分析以及判定各物理量的变化。
重/难点分析重点分析:由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化,一般不应通过计算分析,否则会很繁杂。
处理的一般原则是:①主干路上的用电器,看它的电流变化;②与变阻器并联的用电器看它的电压变化;③与变阻器串联的电器看它的电流变化。
闭合电路动态分析的一般顺序是:先电阻后干路电流;先内电压,后外电压;先固定电阻的电压,后变化电阻的电压;先干电流后并联支路上的电流。
难点分析:电路的各部分都是相互联系、相互制约的,因此当外电路不好研究时可研究内电路,通过研究内电路来研究外电路;当这一部分不好研究时,去研究另一部分,通过研究另一部分来研究这一部分;当这一支路不好研究时,去研究另一支路,通过研究另一支路来研究这一支路。
这种策略在兵法上叫“围魏救赵法”。
突破策略根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I、U、R总、P等)的变化情况,常见方法如下:一、程序法基本思路是“局部→整体→局部”。
即从阻值变化的情况入手,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若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
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,则分压器的总电阻为: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。
专题-物理-L52-动态直流电路
答案:选D。
小结: (1)近几年高考对电路的分析和计算,考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面, 而是重在知识的应用方面。本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路,关键考 查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力。应用“串反并同”法则,可快捷得到结果。
(2)注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路。对于多变量引起的电路变化,若各
工作时的电压即可判断两灯均变亮。
B图:对L1,可由“串反并同”法则判断其变亮;对L2,采用合成变量法,再根据“串反 并同”法则可判断其变亮。
解析: C图:采用极限值法。滑片P置于最左端时,L1被短路,不发光,而L2两端电压最大,亮度 最大;滑片P置于最右端时,L1两端电压最大,亮度最大,而L2被短路,不发光。由此分析 可知,该电路符合题目要求。
变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的结果成立;若各变量对同一对象分别引起 的效果相反,则“串反并同”法则不适用。
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去判定,从而找出结论。
Байду номын сангаас
端电压、电功率都将减小。
例题2 如图所示的电路中,R1、R2、R3、和R4皆为定值电阻,R5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R5的滑动角 点向图中a端移动时( A.I变大,U变小 C、I变小,U变大 ) B、I变大,U变大 D、I变小,U变小
解析: 本题中变量是R5,由题意知,R5的等效电阻变小。简化电路结构可各知,电压表V,电流表 A均与R5间接并联,根据“串反并同”的原则,电压表V,电流表A的读数均与R5的变化趋势 相同,即两表示数均减小。
高二物理电学专题提升专题17直流电路的动态分析
专题17 直流电路的动态分析一:专题概述直流电路的动态变化分析根据闭合电路的欧姆定律和串、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况,常见的方法有:1.程序法(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→变化支路.即遵循“局部→整体→部分”的思路,按以下步骤所示:(2) 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,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多,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.直观法任一电阻阻值增大,必引起通过该电阻的电流的减小和该电阻两端电压的增大.3.“并同串反”规律所谓“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、电功率都将增大,反之则减小.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、两端的电压、电功率都将减小,反之则增大.即(U串↓,I串↓,P串↓)←R↑→(U并↑,I并↑,P并↑).4.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。
二:典例精讲1.电压表、电流表示数变化问题典例1:电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的滑片由中点滑向a端时,下列说法正确的是( )A. 电压表和电流表读数都增大B. 电压表和电流表读数都减小C. 电压表读数增大,电流表读数减小D. 电压表读数减小,电流表读数增大【答案】B2.小灯泡亮度变化问题典例2:如图所示,当滑动变阻器的活动触点P向上滑动时,则( )A. A灯和B灯均变亮B. A灯和B灯均变暗C. A灯变亮,B灯变暗D. A灯变暗,B灯变亮【答案】C3.含容电路中的电荷量变化问题典例3:如图所示的电路,R1=R3=R4=R5=R,滑动变阻器R2的总电阻为2R,其滑片P恰处在正中,电源的内阻不计,电键S1闭合,单刀双掷开关S2合在a端,此时平行板电容器C的带电量为Q,如果将R2的触片滑到最右端A. 电容器C的带电量变为2Q/3B. 电容器C的带电量将变为Q/3C. 再将S2由a合向b端,将有向右的瞬时电流流过R4D. 将S2由a合向b端后,通过电阻R5的电量为2Q/3【答案】AC【解析】开关接S2时,R3、R4断开,R1与R2串联,电容器与电阻R1并联,故电容器两端的电压等于R1两端的电压;开关滑到右端时,R1两端的电压;由Q=CU可知,;故后来的电量;故A正确,B错误;开关S2由a合向b端时,电压增大,则电容器充电;负电荷由右向左流入电容器下极板;故有向右的电流流过R4;故C正确;将S2由a合向b端后,电压变为原来的2倍,故电容器两端的电量;而电容器的下极板由原来的正电变为带负电,故通过电阻R5的电量为;故D错误;故选:AC。
第14讲 直流电路的动态分析
第14讲直流电路的动态分析直流电路的动态分析问题是指由于断开或闭合开关,某原件的断路或短路,滑动变阻器滑片滑动造成电路结构发生了变化,从而要求判断电路上各电学量的变化。
直流电路的动态分析是高考的热点问题,因为这类问题不仅考查欧姆定律、串联与并联电路的特点等重要知识,还考查学生是否掌握科学分析问题的能力的一种方法:动态电路局部的变化可引起整体的变化,而整体的变化决定了局部的变化。
解题的基本思路是:第一步:电路的结构以及个电表所测量的对象分析清楚;第二部:分析外电路局部电阻的变化,进而明确总电阻的变化情况;第三步:根据闭合电路欧姆定律确定总电流的变化情况;第四步:根据总电流变化明确路端电压的变化情况;第五步:分析各支路电流、电压的变化(利用欧姆定律和串并联电路特点)。
典型试题:1、(11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,在变阻器R0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2、如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表。
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R1 E3、图所示一实验电路图。
在滑动触头由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是A.路端电压变小B 电流表的示数变大C.电源内电阻消耗的功率变小D 电路的总电阻变大4、电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图3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A.电压表和电流表读数都增大。
B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表读数减小D.电压表读数减小,电流表读数增大。
直流电路变化的动态分析
直流电路变化的动态分析电路变化主要包括两种情况,一是由于电路中部分支路的接通或断开引起电路结构的变化,从而引起电路中有关物理量的变化;二是由于部分电路中某个电阻发生变化(例如:滑动变阻器滑动触头位置的改变),同样会引起电路中相关物理量的变化。
那么如何进行电路变化的动态分析,我们分析的理论依据是闭合电路欧姆定律,及部分电路欧姆定律,以及串联分压、并联分流等规律。
首先,要根据闭合电路欧姆定律,在I =E/R+r 中,电源电动势E 和内电阻r 不变,由于电路结构的变化,会引起外电阻的R 变化,导致干路电流I 和路端电压U 的变化,再利用部分电路欧姆定律(在使用欧姆定律I =U/R ,必须牢记I 、U 、R 是对同一部分电路而言的,三个物理量中任意一个发生变化都可能引起其它两个量的变化。
)来讨论各支路中的相关物理量的变化,进而讨论干路中的各个物理量的变化。
其次,分析电路变化时,一般的顺序是先从变化部分开始,按照先总后分,先干路后支路,先固定电阻,后变化电阻的顺序进行分析。
下面根据其以上方法具体分析一些实例:一、由于某部分电路的断开或接通,会引起电路中相关物理量的变化。
例1.如图所示,当K 闭合时,两电表的读数变化情况是:( )A . V 、A 读数变大B . V 、A 读数变小C . V 的读数变大,A 的读数变小D . V 的读数变小,A 的读数变大解析:当K 闭合时,由于并联的支路的个数增加,由并联知识可知:外电阻R 减小,由闭合电路欧姆定律I =ε/ R+ r 知,干电流I增大,通过分析路端电压U=ε—I r 减小,所以伏特表V 的读数变小,即R 2两端电压减小,由部分电路欧姆定律I 2= U 2/ R 2安培表A 的读数变小,正确答案应选B例2、如图所示,由于某一电阻发生断路,导致电压表和电流表示数均比该电阻未断开时要大,则这个断路的电阻可能是:( )A .R 1B .R 2C .R 3D .R 4 解析:若R 1R 变大,由I =E/ R+ r ,得总电流I 变小,由U=ε—I r 知路端电压增大,得R 2的两端电压增大,通过对I 2= U 2/ R 2故选项A 正确;若R 2断路,知电流表的示数为零,故选项B 错误;若R 3断路,电压表的示数为零,故选项C 错误;若R 4断路,由并联电路知识特点,可知总电阻R 变大,由I =ε/ R+ r ,得总电流I 变小,由U=ε—I r 知路端电压增大,得R 2的两端电压U 2增大,通过对I 2= U 2/ R 2分析,知电流表的示数变大,故选项D 正确;本题正确选项为AD 。
专题讲座四:直流电路的动态分析
直流电路和动态分析一 知识储备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。
程序法分析电路动态变化(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。
(2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R 总如何变化。
(3)根据闭合电路欧姆定律I 总=E R 总+r,确定电路的总电流如何变化。
(4)由U 内=I 总r 确定电源的内电压如何变化。
(5)由U 外=E -U 内确定路端电压如何变化。
(6)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。
(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。
2.“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、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、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↑(3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
二 典例分析[例] (2011·北京高考)如图例所示电路,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[尝试解题]滑动变阻器R0的滑片向下滑动,R0接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,总电流变大,电源的内电压变大,外电压变小,电压表的示数变小,R1两端的电压变大,R2两端的电压变小,电流表的示数变小,A项正确。
三针对训练1.在如图1所示电路中,当滑动变阻器滑片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灯变亮解析:选D滑片P向下移动,变阻器电阻减小,外电路总电阻减小,根据I=ER+r知,电路电流增大,灯A两端电压U A增大而变亮,根据U=E-Ir,路端电压变小,U=U A+U B,所以U B减小,灯B电阻不变,所以通过灯B电流I B减小,灯B变暗。
直流电路动态分析(绝对经典)
直流电路动态分析教学目标:1识别电路结构2会使用程序法和串反并同法处理电路动态分析问题 教学重点、难点:程序法的流程使用,串反并同法使用时的电路识别根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I 、U 、R 总、P 等)的变化情况,常见方法如下:一.程序法。
基本思路是“局部→整体→局部”。
即从阻值变化的的入手,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 若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
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),另一段与并联部分相路障(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-,则会压器的总电阻为: 211并灯并灯并灯并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 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。
④在图2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R 1串联(简称R 上),另一段与R 2串联(简称R 下),则并联总电阻()()R R R R R R R R 总上下=++++1212由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2)根据闭合电路欧姆定律r R EI +=外总总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)确定电源的外电压如何(路端电压如何变化)⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==↓↑→↑→↓→=∞→↑↓→↓→↑→-=00U R UIr I R E U R U Ir I R Ir E U 短路当断路当外; (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)。
直流动态电路分析
直流动态电路分析在直流电路中,电路中的某一部分结构稍有变化(如变阻器滑片的滑动,某一支路开关的打开与闭合等)而引起整个电路中各部分电学量发生变化。
这样的电路叫动态电路。
通常情况下我们应用闭合电路欧姆定律定性分析此类问题。
有四种方法:1、程序分析法:基本思路是“部分→整体→部分”“部分→整体”指:某部分电路的阻值发生变化时,整体电路的总电阻也发生变化,且变化情况一致(由电阻的串并联知识可知)。
通常电源电动势和内阻不变,所以r i=e[]r +r 可以判断出总电流i和路端电压的变化情况。
“整体→部分”指:知道总电流i和路端电压u的变化情况后,由部分电路的欧姆定律可以进一步讨论各支路的电流、电压的变化情况。
用这种方法判断时,前几步是固定的:即:例1 在图1所示的电路中,r1、r2、r3和r4皆为定值电阻,r5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r5的滑动触点向图中a端移动时,则:()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r5的滑动触点向图中a端移动时,r5↓(部分)→r i=e[]r i u↓即电压表读数变小;(整体)由于i r1两端电压u1↑=i r1、 u3↑=i r3所以r4两端电压u4= u-(u1+ u3)变小,流过r4的电流i4↓,而流过电流表的电流i=i总- i4,则i↑(部分)。
选a。
点评此种解法的特点是思路清晰,逻辑严谨,表述清楚,紧扣原题已知条件和电路结构特点,没有附加任何其它设定,因此结论的正确性不容置疑。
只是它对解题者的全面分析推理能力提出了较高的要求。
虽然如此,但此种解法仍是首选方法。
2、直观分析法即直接应用“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。
r↑→ i↓u↑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并的增大和与之串联的各电阻电压ur↑→i u例2在图2所示的电路中,电池的电动势为e,内阻为r,r1和r2是两个固定的电阻,当可变电阻的滑片向a端移动时,通过的r1的电流i1和通过的r2的电流i2将发生如下的变化()a.i1变大,i2变小 b.i1变大,i2变大c.i 1变小,i2变大 d.i1变小,i2变小解析:当可变电阻的滑片向a端移动时,引起该支路电阻增大,则该支路电流减小,即i2减小;则与之并联的电阻r1的电流增加,即i1变大。
人教版高中物理选修3-1直流电路的动态分析 题型汇总及方法
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。
三、题型汇总及方法1、普通的大小变化的定性分析:用常规的两个欧姆定律或串反并同的结论。
2、△U之间、△I之间的大小变化比较:寻找类似△I1=△I2+△I3,△U1=△U 2+△U3的关系确定+-并比较大小。
3、△U/△I的大小变化比较:分部分电压和路端电压两种,分别使用两个欧姆定律写出表达式。
4、含有电容器的电路:定性分析和定量计算。
5、定量计算分析。
基本公式和基本方法。
6、闭合电路中的功率及效率问题:图像法6、含有非线性元件的电路:定性分析、定量计算、图像法寻找工作点。
四、题型分类解析例1. (普通类型)在如图1所示电路中,当变阻器R3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,电流表示数变小解析:当变阻器R3的滑动头P向b端移动时R3变小,故总电阻变小,由闭合电路欧姆定律知总电流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。
R1的电压U1=IR1增大,故R3的电压由串联电路的分压特点知U3=U-U1,故U 3减小。
流过R2的电流I2减小。
由并联电路的分流特点知R3的电流I3=I-I2,所以I3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I3,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R3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,R3将减小,能减小到多少?其极限就是零,即R3被短路。
也可以这样分析,设想P向a端移动,R3将增大,其极限可视为无穷大即R3断路,电流表将没有读数。
试谈动态直流电路分析方法
试谈动态直流电路分析方法动态直流电路分析问题是高考的热点问题。
下面我们谈谈动态直流电路分析的基本思路和技巧。
一、什么叫动态直流电路在直流电路中,当开关接通或断开,改变电路结构时;或者移动滑动变阻器的滑片,改变某一部分电路的电阻时;或者电路中接入电表改变电路结构形式以及同时改变部分电路电阻(对非理想电表而言)时,电路中各个部分的电流、电压和电功率都会随之发生变化,这就叫做动态直流电路。
二、动态直流电路解题步骤⒈首先进行电路结构分析,弄清各电表测量的是哪一段电路的哪个物理量,弄清滑动变阻器电阻变化的情况等。
下面介绍几个判断总电阻变化情况的规律:①当外电路任何一个电阻增大(极限情况是断路)时,电路的总电阻一定增大,无论这个电阻接入电路的方式如何,反之亦然。
②当开关的通、断使串联的用电器增多时,总电阻增大;使并联的用电器增多时,总电阻减小。
注:这里讲的“增多”是指在原来连接的电阻不变的情况下的增多。
例:原来连接的电阻为R1、R2,现在又连接了R3,而不是原来连接的电阻为R1、R2,现在连接的电阻为R3、R4、R5。
③如图1所示分压器电路。
滑动变阻器可看作两段电阻构成,其中一段与R0并联(定为R并),另一段与并联部分再串联(定为R串),则分压器电路总电阻为:R总=R-R并+R并R0/(R并+R0)=R-1/(1/R并+R0/R并2)由上式可以看出:当R并增大时,R总将减小;当R并减小时,R总将增大,即可总结规律为:分压器总电阻的变化情况与并联段电阻变化情况相反,与串联段电阻变化情况相同。
简单记忆为“并反串同”。
⒉处理好部分和整体的关系,一个电阻或一段电路的变化可以引起电路中一系列电学量的变化,分析有关电学量变化时要注意内、外电路的联系以及干、支路的联系。
基本分析思路是:由部分电路电阻变化推断外电路总电阻(R外)的变化,再由全电路欧姆定律I总=ε/(R外+r)讨论I总的变化(注意:判断I总的变化是关键,也是必不可少的步骤,因后面分析要以此为依据)。
直流电路动态分析.
① K断开时:R0与RaP串联
P在b端时,由于R0=R,根据分压规律, R0上电压U0有最小值为ε /2P在a端时, RaP=0,R0上的电压是最大值为ε 的变化范围是ε/2≤U0≤ε ② K闭合时:R0与Rpb并联,再与RaP串联 P在b端: RPb=0,R0上电压U0有最小值为零。 P在a端: R0与整个R并联,R0上电压有最大值为ε U0 的变化范围是0≤U0≤ ε 。 U0
练习3、在右图所示的电路中,观察三只小灯泡亮度变化 和两只电压表的变化情况,如果骨线变阻器的触片P由a 端 滑至b端,电压表V1示数变化的绝对值为△U1,电压表V2示 数变化的绝对值为△U2,则下列说法正确的有( ) A.L1、L3变暗,L2变亮 B.L3变暗,L1、L2变亮 答案:AD C.△U1<△U2 D.△U1>△U2
U2 用电器A的电阻R1= =50欧,B的电阻 P1 2 U R2 = =20欧, P2
设电源电动势为ε,内电阻为r,
P1 = R r R2 2 2
2
(1)
2
P2 = R r R1 <2 1
(2)
(50 r ) 2 25
3、分析方法 1 ------程序法 局部变化 整体变化 局部变化 (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 若电键的闭合使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键 的闭合使并联的支路增多,总电阻减小。
(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内确定电源的外电压(路端电压)如何变 化;
高二物理直流电路的动态分析
▲高二物理第四讲直流电路的动态分析一般思路为:(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 若电键的闭合使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的闭合使并联的支路增多,总电阻减小。
(2)根据闭合电路欧姆定律rR E I +=外总总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 内确定电源的外电压如何(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;(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)。
基本方法例1、如图,当R 3变小时,R 1 、R 2上的电流、电压及灯泡的亮度如何变化?一、“先总后分”。
即先判断总电阻和总电流如何变化: 二、“先干后支”。
即先分析干路部分,再分析支路部分:三、“先定后变”。
即先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路: 四、“并同串反”。
例2.如图所示,电源的电动势为E ,内电阻为r ,外电路接有定值电阻R 1和滑动变阻器R ,合上开关K ,当滑动变阻器的滑动头P 从R 的最左端移到最右端的过程中A .电压表读数一定变大B .电压表读数一定变小C .R 1消耗的功率一定变小D .R 消耗的功率一定变小例3.如图是一火警报警的一部分电路示意图,其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,a 、b 之间接报警器。
当传感器R 2所在处出现火情时,显示器的电流I 、报警器两端的电压U 的变化情况是:A .I 变大,U 变大B .I 变小,U 变小C .I 变小,U 变大D .I 变大,U 变小例4.在如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R 1和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器。
当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ,此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。
高二物理人教版选修31 2.7直流电路动态分析的方法
高二物理人教版选修31 2.7直流电路动态分析的方法引起的整个电路中各部分电学量(如I、U、R总、P等)的变化情况,常见方法如下:一、程序法基本思路是“局部→整体→局部”。
即从阻值变化的情况入手,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若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
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,则分压器的总电阻为: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。
④在下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1R 串联(简称R 上),另一段与2R 串联(简称R 下),则并联总电阻:由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2)根据闭合电路欧姆定律E I R r =+总外总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 )确定电源的外电压如何(路端电压如何变化)00R I Ir U R U E U E Ir R I Ir UR U ⎧⎫↑→↓→↓→↑⎪⎪→∞=⎪⎪=-⎨⎬↓→↑→↑→↓⎪⎪⎪⎪==⎩⎭外当断路当短路; (5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两侧的电压如何变化;(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)。
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直流电路动态分析根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I、U、R总、P等)的变化情况,常见方法如下:一.程序法。
基本思路是“局部一整体一局部”。
即从阻值变化的的入手,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若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。
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),另一段与并联部分相路障(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, 则会压器的总电阻为:1 .R 并R灯1R 总R R并R -R并R灯 1 R灯R并R并由上式可以看出,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。
④在图2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Ri°—R jR2段与 串联(简称 ),另一段与 串联(简称 ),则并联总电阻由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;当并联的两支路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2) 根据闭合电路欧姆定律1总 - r 确定电路的总电流如何变化;尺外总r(3) 由U 内=1总r 确定电源内电压如何变化;(4) 由U 外二E — U 内(或U 外二E-lr )确定电源的外电压如何(路端电压如何变 RI lr U 和、当R 断路U E 化)U 外 E lrR I lr 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;简单表示为:R 1 R 上R 2 R 下R R 2 R(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点电流关系)。
动态分析问题的思路程序可表示为:(可利用节 J I 分 1 U 分压表和电流表均视为理想的。
试讨论:当R的滑键向上滑动时,电源总功率及各电表示数如何变化解析:本题等效电路如右下图所示。
R的滑键上滑时,其阻值增大,导致电路中总电阻增大。
由可知,电路中的总电流减小,即表示数减小。
因电源端电压,故端电压增大,即示数增大。
电源的总功率减小。
上的电压因总电流的减小而变小,变大,()所以示数变大。
上的电流强度变大,所以的示数变大。
因总电流变小,变大,所以变小(),的示数变小,的示数变小。
点评:(1)、根据全电路欧姆定律,分析总电流的变化情况和路端电压的变化情况。
因此电源的电动势E和内电阻r是定值,所以,当外电阻R增大(或减小)时,由可知电流减小(或增大),由可知路端电压随之增大(或减小)。
(2)根据串、并联电路的特点和局部电路与整个电路的关系,分析各部分电路中的电流强度I、电压U和电功率P的变化情况。
一般来说,应该先分析定值电阻上I、U、P的变化情况,后分析变化电阻上的I、U、P的变化情况。
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L i、匕的亮度变化情况。
分析与解:当P向右移动时,滑动变阻器的有效电阻变大,因此,整个电路的电阻增大,路端电压增大,总电流减小,流过L i的电流将减小,L i将变暗;同时L i分得的电压变小,L2两端电压增大,故L2变亮;我们注意到总电流减小,而L 2变亮,即L 2两端电流增大,可见L 3上的电流比L i 上的电流减小 得还要多,因此L 3也要变暗点评:(i )讨论灯泡亮度的变化情况,只需判断其电流或电压如何变化就可以。
(2)象这样的电路,由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化,一般不应通 过计算分析,否则会很繁杂。
处理的一般原则是:①主干路上的用电器,看它的电流变化; ②与变阻器并联的用电器看它的电压变化;③与变阻器串联的电器看它的电流变化。
(3)闭合电路动态分析的一般顺序是:先电阻后干路电流;先内电压,后外电压;先固 定电阻的电压,后变化电阻的电压;先干电流后并联支路上的电流。
二•“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。
②“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、电功率将增大。
例3、如图所示的电路中,R i 、局、Rs 、和R 4皆为定1 ---------------------------I L3 (J) 灯 L 3变暗P L 3 1 L3 %_3 I L3 I L 总 P 右移 0 R 滑(f )R 总(f)R 外总rI 总(J ) P L1 I 总 R_i AE I L 总(r 灯L i 变暗R) -E T***1 ------------------------------ k -------------|L2 (J) ^^4 ---------------------- 1 U L2 (f) 1 ------------U 2c 灯L 2变亮VI 总E 21,U L 2 1L2 I L2 U L2 V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的滑动角点向图中a 端移动时()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 变小分析与解:本题中变量是R s ,由题意知,R 5的等效电阻变小。
简化电路结构可各知,电压表 V ,电流表A 均与R s 间接并联,根据“串反 并同”的原则,电压表V ,电流表A 的读数均与R s 的变化趋势相同,即两表示数 均减小。
答案:选D点评:(1)近几年高考对电路的分析和计算,考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面,而是重在知识的应用方面。
本题通过 5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的 电路,关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力。
然后应用“串反并同”法则, 可快捷得到结果。
(2)注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路。
对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的 结果成立;若各变量对同一对象分别引起的效果相反,则“串反并同”法则不适用。
例4、 如图(i )所示电路中,闭合电键S,当滑片P 向右移动时,灯泡L i 、L 2的亮度变化如何分析与解:本题中滑动变阻器左右两部分都接入电路,等效电路如图(2)所示,变阻器R 分解得到两变量对灯泡L i : L i 变亮 L I 变亮L i 变亮mi —亠E S 图⑵R i 、F 2,由图可知:滑片P 向右移 -R i(T) , R 2 (;)R i *1 7 R 2R 2 与 L i对灯泡匕:由上述分析可知:对L i ,变量R i 、R 2变化均引起L i 变亮,故L i 将变亮;对L 2,变量R i 、R,变化引起L 2的亮度变化不一致,故此法不宜判断 L 2的亮度 变化。
但若把变阻器R 与L i 的总电阻合成一个变量 R 合,则由上述结论可知,P 右移时,R 合减小,L 2与R 合串联,由“串反并同”法则可知,L 2亮度变大。
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去判定,从而找 出结论。
例5、在图所示的四个电路中,当分别闭合开关 S,移动滑动变阻器角头从A 图:对灯L i ,可由“串反并同”法则判断其变亮;而对起它亮度变化不一致,故“串反并同”不适用。
现取特殊值法:取L i 、L 2的阻值 均为iO Q ,变阻器总阻值也为iO Q ,电源电动势为6V ;然后取极限值:取滑片左端至右端时,能使其中一个灯由暗变亮同时,另一个灯由亮变暗,则符合要求 L i Li-i的电路11 IP R ―liH^——E S AL iL 2由于两个变量引 R i 与L R i (T) R 2 (J)l_2亮度变化BRE S CA . l i 增大, l 2不变, U 增大B . l i 减小, l 2增大, U 减小C . l i 增大, l 2减小, U 增大D . l i 减小, l 2不变, U 减小 2•在如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R i 和R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器。
当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S,此时三个电表A i 、I 2和U 。
现将R 2的滑动触点向b 端移动,则三个 电表示数的变化情况是()P 置于最左端和最右端时分别两灯实际工作时的电压即可判断两灯均变亮。
B 图:对L i ,可由“串反并同”法则判断其变亮;对 L 2,采用合成变量法, 再根据“串反并同”法则可判断其变亮。
C 图:采用极限值法。
滑片P 置于最左端时,L i 被短路,不发光,而L 2两端 电压最大,亮度最大;滑片 P 置于最右端时,L i 两端电压最大,亮度最大,而 L 2 被短路,不发光。
由此分析可知,该电路符合题目要求。
D 图:灯L i 一直被短路,不发光,不合要求。
综上分析有:符合要求的电路是(C )。
四、小试身手:i .如图所示的电路中,电源的电动势为 E ,内阻为r 。
当可变电阻的滑片P 向b 点移动时,电压表V i 的读数U i 与电压表V 2的读数U 2的变化情况6A . U i 变大,U 2变小 B . U i 变大,U 2变大 C . U i 变小,U 2变小 D . U i 变小,U 2变大A 2和V 的示数分别为l i 、P T ___ [ aR2b E r S图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向()A. 电压表和电流表读数都增大B. 电压表和电流表读数都减小C. 电压表读数增大,电流表读数减小D. 电压表读数减小,电流表读数增大 5、在右图所示电路中 是定值电阻,是滑动变阻器,当 的滑键由左端向右端滑动时,各个电表的示数怎样变化答案:1、A 2、B3、A 解析:当滑片向b 端滑动时,接入电路中的电阻减少,使得总电阻减小D 错;根据I —,可知总电流在增加,根据闭合电路中的欧姆定律有E Ir U 外,R 总总、3•如图所示是一实验电路图,在滑动触头由a 端滑 端的过程中,下列表述正确的是() A. 路端电压变小B. 电流表的示数变大C. 电源内阻消耗的功率变小D. 电路的总电阻变大4•电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R i 、R 2及滑动变阻器R 连接成如 b 端时, F 列说法正确的是 a 」b— TR 左R 2U 乩 可知路端电压在减小,A 对;流过电流表的示数为I 外,可知电流在减小,BRs错;根据P I 2r ,可知内阻消耗的功率在增大,C 错。