直流電路動態(tài)問題求解策略

■河南省原陽縣實驗高級中學 馬 歡

直流電路動態(tài)問題求解策略

■河南省原陽縣實驗高級中學 馬 歡

引起直流電路動態(tài)變化的原因主要有兩種：一是電路中部分支路的接通或斷開引起電路結構的變化,從而引起電路中有關物理量的變化;二是部分電路中某個電阻發(fā)生變化,如滑動變阻器的滑片位置的改變,引起電路中相關物理量的變化。解決這類問題需要根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律,并合理選用程序法、并同串反法、極端法、加減法、等效法等方法進行分析判斷。

例1 如圖1所示,電源的負極接地,其電動勢為E、內阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,C為電容器,A、V為理想電流表和電壓表。在滑動變阻器的滑片P自a端向b端滑動的過程中,下列說法中正確的是( )。

圖1

A.電壓表示數(shù)變小

B.電流表示數(shù)變小

C.電容器C所帶電荷量增多

D.a點的電勢降低

解析：本題可以采用程序法分析判斷。當滑片P自a端向b端滑動時,接入電路的電阻變小,總電阻變小,總電流變大,I R1變大,所以電壓表讀數(shù)變大。又有I r變大,所以并聯(lián)部分的電壓變小,流過電阻R2的電流變小,而總電流變大,流過電阻R3的電流變大,電流表示數(shù)變大。電容器兩端電壓變小,則由Q=C U得電容器C所帶電荷量減少。并聯(lián)部分電壓變小,即Uab=φa-φb變小,又有φb=0,所以a點的電勢降低。答案為D。

點評：程序法的分析思路如圖2所示。

圖2

圖3

例2 如圖3所示,電源電動勢為E,內阻為r,定值電阻R1、R2和R3的阻值都相同。在開關S2處于閉合狀態(tài)下,若將開關S1由位置1切換到位置2,則( )。

A.電壓表的示數(shù)變大

B.電源內部消耗的功率變大

C.電阻R2兩端的電壓變大

D.電源的效率變大

點評：所謂“串反”是指當某一個電阻變大(小)時,與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率減小(增大)。所謂“并同”是指當某一個電阻變大(小)時,與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率增大(減小)。

圖4

例3 如圖4所示,電源內阻為r,定值電阻R2=r,滑動變阻器R的最大阻值為R1,且R1＞R2+r。在滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動的過程中,則( )。

A.電源的輸出功率變小

B.電阻R2消耗的功率先變大后變小

C.滑動變阻器消耗的功率先變大后變小

D.滑動變阻器兩端電壓的變化量小于電阻R2兩端電壓的變化量

點評：在設及電壓(電流)變化量比較的直流電路動態(tài)問題中一般可以采用加減法進行處理。

跟蹤訓練

1.如圖5所示,當滑動變阻器R3的滑片P由a端向b端移動時( )。

圖5

A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小

B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大

C.電壓表和電流表示數(shù)均變大

D.電壓表和電流表示數(shù)均變小

2.如圖6所示,電源電動勢為E,內阻為r,調整可變電阻R的阻值,使電壓表V的示數(shù)增大ΔU,則在這個過程中( )。

圖6

B.電阻R2兩端的電壓減小,減少量一定等于ΔU

D.路端電壓增大,增加量一定等于ΔU

參考答案：1.B 2.A C

(責任編輯 張 巧)