恒定電流電路的動(dòng)態(tài)變化分析

趙永祥

一、恒定電流電路動(dòng)態(tài)變化分析的基本要點(diǎn)

1.先分析電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生明白電路的串并聯(lián)關(guān)系和連接特點(diǎn)，各電表測(cè)量的是哪部分電路的哪個(gè)物理量，對(duì)于復(fù)雜的電路還要進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)點(diǎn)：①電流表視為短路，電壓表視為開路；②畫出等效電路圖；③無(wú)電流的支路視為開路；④電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是不變的。

2.明確常見(jiàn)電路中總電阻和分電阻的變化關(guān)系：①當(dāng)外電路中的任何一個(gè)電阻增大（或減小）時(shí)，總電阻會(huì)增大（或減小）。②開關(guān)的閉合使串聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻增大；開關(guān)的閉合使并聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻減小。③滑動(dòng)變阻器接入電路中的是哪一部分電阻，以及該部分電阻在滑片移動(dòng)時(shí)的變化情況。

3.判斷燈泡的亮度變化情況時(shí)，只需研究加在燈泡兩端的電壓或流過(guò)燈泡的電流的變化即可。

4.常見(jiàn)的思路是：部分電路電阻的變化→總電阻R總﹙R總=R+r﹚的變化→總電流I的變化[I=E/﹙r+R﹚]→U內(nèi)的變化﹙U內(nèi)=Ir﹚→U外的變化（U外=E-U內(nèi)）。再結(jié)合串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)及部分電路的歐姆定律，分析各支路電流及電壓的變化。

二、應(yīng)用舉例

【例1】 如圖1所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a移向b時(shí)，各電表示數(shù)如何變化？

解析：1.分析電路結(jié)構(gòu)。

R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。

其中R3接入電路的是滑片到a端的電阻，其中V1、V2分別測(cè)路端電壓和R2（或R3）兩端的電壓；A1、A2、A3分別測(cè)干路電流I、經(jīng)過(guò)R2的電流I2和R3的電流I3。

2.當(dāng)P從a向b滑動(dòng)時(shí) →R3↑→R外↑→I↓[=E/（r+R外↑）]

→A1示數(shù)變小→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→V1示數(shù)變大。

I↓→U1↓[=I↓R1]→U2↑[=U外↑-U1↓]→V2示數(shù)變大→I2↑[=U2↑/R2]→A2示數(shù)變大→I3↓[=I↓-I2↑]→A3示數(shù)變小。

【例2】 如圖2所示的電路中，當(dāng)變阻器R1的滑片向左移動(dòng)時(shí)，A、B、C三燈的亮度變化情況是（ ）。

A.A變亮，B和C變暗

B.A和B變暗，C變亮

C.A和C變暗，B變亮

D.A變暗，B和C變亮

解析：1.電路的連接關(guān)系，R1與C燈串聯(lián)后，再與B燈并聯(lián)，然后與A燈串聯(lián)，最后再與R2并聯(lián)。R1接入電路的是滑片右側(cè)的電阻。

2.滑片P向左移動(dòng)時(shí)→R1↑→R外↑→I↓[=E/（R外↑+r）]→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→I2↑[=U外↑/R2]→IA↓[=I↓-I2↑]→A燈變暗→UA↓[=IARA]→UB↑[=U外↑-UA↓]→B燈變亮→IB↑[=UB↑/RB]→IC↓[=IA↓-IB↑]→C燈變暗。

由以上分析可知，正確答案為C。

方法總結(jié)：1.滑片P移動(dòng)，使R變化時(shí)，不能直接判斷外電壓，因?yàn)樵赨外=R外I中，R外和I都是變量，所以不能由此式確定外電壓的變化。須先判斷內(nèi)電壓，再由E=U外+U內(nèi)確定外電壓。

2.此類動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分析，一定要掌握分析的順序，一般是按局部（R的變化）→全局（R總、I、U外的變化）→局部（U分、I分的變化）的順序來(lái)分析、推理，才能得出正確的結(jié)論。endprint

一、恒定電流電路動(dòng)態(tài)變化分析的基本要點(diǎn)

1.先分析電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生明白電路的串并聯(lián)關(guān)系和連接特點(diǎn)，各電表測(cè)量的是哪部分電路的哪個(gè)物理量，對(duì)于復(fù)雜的電路還要進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)點(diǎn)：①電流表視為短路，電壓表視為開路；②畫出等效電路圖；③無(wú)電流的支路視為開路；④電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是不變的。

2.明確常見(jiàn)電路中總電阻和分電阻的變化關(guān)系：①當(dāng)外電路中的任何一個(gè)電阻增大（或減小）時(shí)，總電阻會(huì)增大（或減小）。②開關(guān)的閉合使串聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻增大；開關(guān)的閉合使并聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻減小。③滑動(dòng)變阻器接入電路中的是哪一部分電阻，以及該部分電阻在滑片移動(dòng)時(shí)的變化情況。

3.判斷燈泡的亮度變化情況時(shí)，只需研究加在燈泡兩端的電壓或流過(guò)燈泡的電流的變化即可。

4.常見(jiàn)的思路是：部分電路電阻的變化→總電阻R總﹙R總=R+r﹚的變化→總電流I的變化[I=E/﹙r+R﹚]→U內(nèi)的變化﹙U內(nèi)=Ir﹚→U外的變化（U外=E-U內(nèi)）。再結(jié)合串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)及部分電路的歐姆定律，分析各支路電流及電壓的變化。

二、應(yīng)用舉例

【例1】 如圖1所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a移向b時(shí)，各電表示數(shù)如何變化？

解析：1.分析電路結(jié)構(gòu)。

R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。

其中R3接入電路的是滑片到a端的電阻，其中V1、V2分別測(cè)路端電壓和R2（或R3）兩端的電壓；A1、A2、A3分別測(cè)干路電流I、經(jīng)過(guò)R2的電流I2和R3的電流I3。

2.當(dāng)P從a向b滑動(dòng)時(shí) →R3↑→R外↑→I↓[=E/（r+R外↑）]

→A1示數(shù)變小→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→V1示數(shù)變大。

I↓→U1↓[=I↓R1]→U2↑[=U外↑-U1↓]→V2示數(shù)變大→I2↑[=U2↑/R2]→A2示數(shù)變大→I3↓[=I↓-I2↑]→A3示數(shù)變小。

【例2】 如圖2所示的電路中，當(dāng)變阻器R1的滑片向左移動(dòng)時(shí)，A、B、C三燈的亮度變化情況是（ ）。

A.A變亮，B和C變暗

B.A和B變暗，C變亮

C.A和C變暗，B變亮

D.A變暗，B和C變亮

解析：1.電路的連接關(guān)系，R1與C燈串聯(lián)后，再與B燈并聯(lián)，然后與A燈串聯(lián)，最后再與R2并聯(lián)。R1接入電路的是滑片右側(cè)的電阻。

2.滑片P向左移動(dòng)時(shí)→R1↑→R外↑→I↓[=E/（R外↑+r）]→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→I2↑[=U外↑/R2]→IA↓[=I↓-I2↑]→A燈變暗→UA↓[=IARA]→UB↑[=U外↑-UA↓]→B燈變亮→IB↑[=UB↑/RB]→IC↓[=IA↓-IB↑]→C燈變暗。

由以上分析可知，正確答案為C。

方法總結(jié)：1.滑片P移動(dòng)，使R變化時(shí)，不能直接判斷外電壓，因?yàn)樵赨外=R外I中，R外和I都是變量，所以不能由此式確定外電壓的變化。須先判斷內(nèi)電壓，再由E=U外+U內(nèi)確定外電壓。

2.此類動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分析，一定要掌握分析的順序，一般是按局部（R的變化）→全局（R總、I、U外的變化）→局部（U分、I分的變化）的順序來(lái)分析、推理，才能得出正確的結(jié)論。endprint

一、恒定電流電路動(dòng)態(tài)變化分析的基本要點(diǎn)

1.先分析電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生明白電路的串并聯(lián)關(guān)系和連接特點(diǎn)，各電表測(cè)量的是哪部分電路的哪個(gè)物理量，對(duì)于復(fù)雜的電路還要進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)點(diǎn)：①電流表視為短路，電壓表視為開路；②畫出等效電路圖；③無(wú)電流的支路視為開路；④電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是不變的。

2.明確常見(jiàn)電路中總電阻和分電阻的變化關(guān)系：①當(dāng)外電路中的任何一個(gè)電阻增大（或減小）時(shí)，總電阻會(huì)增大（或減小）。②開關(guān)的閉合使串聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻增大；開關(guān)的閉合使并聯(lián)電路中的用電器增多時(shí)，總電阻減小。③滑動(dòng)變阻器接入電路中的是哪一部分電阻，以及該部分電阻在滑片移動(dòng)時(shí)的變化情況。

3.判斷燈泡的亮度變化情況時(shí)，只需研究加在燈泡兩端的電壓或流過(guò)燈泡的電流的變化即可。

4.常見(jiàn)的思路是：部分電路電阻的變化→總電阻R總﹙R總=R+r﹚的變化→總電流I的變化[I=E/﹙r+R﹚]→U內(nèi)的變化﹙U內(nèi)=Ir﹚→U外的變化（U外=E-U內(nèi)）。再結(jié)合串并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)及部分電路的歐姆定律，分析各支路電流及電壓的變化。

二、應(yīng)用舉例

【例1】 如圖1所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r恒定，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a移向b時(shí)，各電表示數(shù)如何變化？

解析：1.分析電路結(jié)構(gòu)。

R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。

其中R3接入電路的是滑片到a端的電阻，其中V1、V2分別測(cè)路端電壓和R2（或R3）兩端的電壓；A1、A2、A3分別測(cè)干路電流I、經(jīng)過(guò)R2的電流I2和R3的電流I3。

2.當(dāng)P從a向b滑動(dòng)時(shí) →R3↑→R外↑→I↓[=E/（r+R外↑）]

→A1示數(shù)變小→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→V1示數(shù)變大。

I↓→U1↓[=I↓R1]→U2↑[=U外↑-U1↓]→V2示數(shù)變大→I2↑[=U2↑/R2]→A2示數(shù)變大→I3↓[=I↓-I2↑]→A3示數(shù)變小。

【例2】 如圖2所示的電路中，當(dāng)變阻器R1的滑片向左移動(dòng)時(shí)，A、B、C三燈的亮度變化情況是（ ）。

A.A變亮，B和C變暗

B.A和B變暗，C變亮

C.A和C變暗，B變亮

D.A變暗，B和C變亮

解析：1.電路的連接關(guān)系，R1與C燈串聯(lián)后，再與B燈并聯(lián)，然后與A燈串聯(lián)，最后再與R2并聯(lián)。R1接入電路的是滑片右側(cè)的電阻。

2.滑片P向左移動(dòng)時(shí)→R1↑→R外↑→I↓[=E/（R外↑+r）]→U內(nèi)↓[=I↓r]→U外↑[=E-U內(nèi)↓]→I2↑[=U外↑/R2]→IA↓[=I↓-I2↑]→A燈變暗→UA↓[=IARA]→UB↑[=U外↑-UA↓]→B燈變亮→IB↑[=UB↑/RB]→IC↓[=IA↓-IB↑]→C燈變暗。

由以上分析可知，正確答案為C。

方法總結(jié)：1.滑片P移動(dòng)，使R變化時(shí)，不能直接判斷外電壓，因?yàn)樵赨外=R外I中，R外和I都是變量，所以不能由此式確定外電壓的變化。須先判斷內(nèi)電壓，再由E=U外+U內(nèi)確定外電壓。

2.此類動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分析，一定要掌握分析的順序，一般是按局部（R的變化）→全局（R總、I、U外的變化）→局部（U分、I分的變化）的順序來(lái)分析、推理，才能得出正確的結(jié)論。endprint