闭合电路的动态分析

闭合电路的动态分析1、总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大。当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）。当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小。当R减小到零时，I=Er，U=0（短路）2、所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。3、解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。4、基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。例题在如图所示的电路中，R1、R2、R3、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的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（）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向a端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小。根据闭合电路的欧姆定律EIRr知道，回路的总电流I变大，内电压U内=Ir变大，外电压U外=E-U内变小。所以电压表的读数变小。外电阻R1及R4两端的电压U=I（R1+R4）变大。R5两端的电压，即R2、R3两端的电压为U’=U外-U变小，通过电流表的电流大小为U’/(R2+R3)变小。答案：D特别提醒在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用。在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。[规律总结]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：（1）凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。（2）凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点。简单记为：并同串反1、在图4电路中，当滑动变阻器滑动键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D2、在如图所示电路中，当变阻器局的滑动头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B3、如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为r．当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是（）A、U1变大，U2变小B、U1变大，U2变大C、U1变小，U2变小D、U1变小，U2变大AV1V2Pab4、如图所示电路中，电池内阻符号为r，电键S原来是闭合的。当S断开时，电流表的示数变化情况足()A、r=0时示数变大，r≠0时示数变小B、r=0时示数变小，r≠0时示数变大C、r=0或r≠0时，示数都变大D、r=0时示数不变，r≠0时示数变大答案：D5、如图所示，电源的电动势和内阻分别为ε、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为()A、电流表先减小后增大，电压表先增大后减小B、电流表先增大后减小，电压表先减小后增大C、电流表一直减小，电压表一直增大D、电流表一直增大，电压表一直减小答案：A6、如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表都可视为理想电表。在滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中()A、V表的示数先增大后减小，A表的示数增大B、V表的示数先增大后减小，A表的示数减小C、V表的示数先减小后增大，A表的示数增大D、V表的示数先减小后增大，A表的示数减小答案：B7、如图所示电路中，当变阻器的滑动片向右滑动时，各电表示数的变化情况是：V1表______，V2表______，A表______。减小；增大；减小8、如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则（）A、电灯L更亮，安培表的示数减小B、电灯L更亮，安培表的示数增大C、电灯L变暗，安培表的示数减小D、电灯L变暗，安培表的示数增大解析：当变阻器的滑片向b端滑动时，R1增大，总电流I减小，故安培表示数减小，U外=E－Ir增大，通过灯的电流I灯增大，灯L变亮，所以A项正确。9、如图所示，电源电动势为E，内电阻为r。当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2。下列说法中正确的是（）A、小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B、小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C、ΔU1ΔU2D、ΔU1=ΔU2答案：B解析：滑动变阻器的触片P从右端滑到左端，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，L2中电流增大，变亮，L3中电压降低，变暗。U1减小，U2增大，而路端电压U=U1+U2减小，所以U1的变化量大于U2的变化量。10、图中A为理想电流表，V1和V2为理想电压表，R1定值电阻，R2为可变电阻，电池E内阻不计，则A、R2不变时，V2读数与A读数之比等于R1B、R2不变时，V1读数与A读数之比等于R1C、R2改变一定量时，V2读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1D、R2改变一定量时，V1读数的变化量与A读数的变化量之比的绝对值等于R1答案：BCD解析：111==RIUIU，由于R1不变，故IU1不变，IU1不变。R2改变一定量时，112==RIIRIU11、如图所示，调节可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大ΔU，在这个过程中，（）A、通过电阻R1两端的电流增加，增加量一定大于ΔU/R1B、电阻R2两端的电压减小，减小量一定等于ΔUC、通过R2的电流减小，但减小量一定小于ΔU/R2D、路端电压一定增加，增加量一定等于ΔU答案：Ｃ解析：电压表测的是R1两端的电压，当读数增大ΔU时，则流过R1两端的电流增量为ΔI=ΔU/R1，所以A不正确；由于电源的电动势不变，R1与R并联后总电压变大，所以R2与r，电压之和减少，则R2上的电压减少量小于ΔU，故B、D不正确而C正确．