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△I

1=△I

2

+△I

3

，△U

1

=△

U 2+△U

3

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R

3

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R

3的滑动头P向b端移动时R

3

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。R

1的电压U

1

=IR

1

增大，故R

3

的电压由串联电路的分压特点知U

3

=U-U

1

，故

U 3减小。流过R

2

的电流I

2

减小。由并联电路的分流特点知R

3

的电流I

3

=I-I

2

，所

以I

3

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

I

3

，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R

3

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，R

3

将减小，能减小到多少？其极

限就是零，即R

3被短路。也可以这样分析，设想P向a端移动，R

3

将增大，其极

限可视为无穷大即R

3

断路，电流表将没有读数。结合初、末状态即可判断电流表

示数的变化情况。当然，要注意极限法的使用要求，即所需判断的物理量其表达式应为单调函数，也就是说，该电阻应为单调变化。

例2. （普通类型）如图2所示电路。电源电阻不能忽略，R

1

阻值小于变阻

器R的总阻值（R

1

=0）。当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表V 的示数为U，电流表A的示数为I。则当滑片P向上移动的全过程中

A. 电压表的示数总小于U

B. 电流表的示数总大于I

C. 电压表的示数先增大后减小

D. 电流表的示数先减小后增大

解析：此题电路的结构是滑动变阻器滑动端P上部分电阻与R

1

串联

再与滑动端P的下部分电阻并联，这并联电路再与R

2

串联，对于左端的并联电路，由于两支路电路之和一定，当两支路电阻阻值相等时，并联电路总阻值最

大。所以当滑动端P向上移动的过程中，并联电路的总阻值R

并总

也是先↑后↓

（注意开始时P位于R中点；R

1≠0且小于R），电路中的总电阻R

总

先↑后↓，

则电路中总电流I

总先↓后↓；路端电压U

总

是先↑后↓，即电压表测定的电压先

↑后↓，所以选项C正确。

电流表测定的是滑动端P以上的电阻与R

1

串联支路的电流。当P上

移时，电路中总电流先变小，所以R

2

两端电压变小，但路端电压先变大，所以并

联电路两端电压变大，而R

1

支路的电阻变小，因此通过电流表的示数增大；当P

上移到电路中总电阻开始变小后，电路中总电流变大，R

2

两端电压变大，但路端电压变小，所以并联电路两端电压变小，看滑动端P以下的电阻，其阻值增大，所以通过其电流变小，但由于总电流增大，通过电流表的电流为总电流与P下端通过电流的差值，所以电流表的示数仍要增大，也就是说电流表的示数总大于I，故选项B正确。

例3、（△U、△I比较类型）在如图所示电路中，电源的电功势为E、内阻

为r,R

1、R

2

、R

3

为定值电阻，R是一滑动变阻器，电路中的电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，

（1）电源总功率及各电表示数如何变化？

（2）比较同类电表示数变化的大小？△I

1△I

2

△I

3

△U

1

△U

2

△U

3

解析：：（1）V

1示数增大，V

2

变大，V

3

的示数变小， A

1

示数变小，A

2

的示数

变大， A

3

的示数变小，P减小。(利用两个欧姆定律和串并联知识的基本分析

法，更扎实)（特殊结论：“串反并同”更快捷）（2）I

1=I

2

+I

3

, I

1

,=I

2

,+I

3

,,得△

I 1=△I

2

+△I

3

，△I

1

＜0，△I

2

＞0，△I

3

＜0，得△I

1

＜△I

3

△I

2

＜△I

3

，但△I

1

与△I

2的大小不确定。同理分析△U

1

＜△U

2

，△U

R1

＜△U

2

,△U

3

与△U

2

的大小不确

定，△U

2＜△U

R

，△U

1

与△U

3

的大小不确定。

例4、（△U、△I比较类型）如图所示电路中,电源电动势E恒定,内阻

r=1Ω,定值电阻R

3

=5Ω,当开关K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等,则下列说法中错误的是

A.电阻R1、R2可能分别为4Ω、5 Ω

B.电阻R1、R2可能分别为3Ω、6 Ω

C.开关K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数