以“不變”應(yīng)萬“變”

姚俊松

因某個元件發(fā)生變化而引起各物理量變化的電路，我們稱之為動態(tài)電路，因為引發(fā)電路變化的因素很多，并且動態(tài)電路中涉及的物理量的計算與判斷也很多，所以對動態(tài)電路的分析是電學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要想準(zhǔn)確地分析電路，同學(xué)們就要學(xué)會以“不變”應(yīng)萬“變”。

動態(tài)電路的“變”與“不變”

引發(fā)電路變化的因素通常有滑動變阻器滑片的移動、多開關(guān)電路中不同開關(guān)的通斷或半導(dǎo)體電阻（如壓敏電阻、光敏電阻等）阻值的改變，這些變化將會導(dǎo)致電壓表（或電流表）示數(shù)的變化、燈泡亮度的變化、電壓表與電流表示數(shù)比值的變化等。

雖然動態(tài)電路的變化是多樣的。但我們認(rèn)真分析后就會發(fā)現(xiàn)，在眾多變化因素的背后，仍有一些不變的東西：

動態(tài)電路的類型與分析方法

1.滑動變阻器滑片的移動引起的動態(tài)電路問題

由于滑動變阻器滑片的移動，導(dǎo)致滑動變阻器接人電路的阻值發(fā)生變化，將會引起電路中的電流、電壓發(fā)生變化，解答這類題的一般思路是：首先分析電路特點(diǎn)，確定是并聯(lián)還是串聯(lián)電路，分清各電表所測的對象：然后看清滑片的移動導(dǎo)致電阻是變大還是變?。鹤詈筮\(yùn)用“不變”規(guī)律解題。

例1在圖1所示的電路中，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑片P向左移動時下列說法正確的是（），

A，燈泡L變亮

B，電壓表V示數(shù)變大

C，電流表A數(shù)變小

D，電流表A示數(shù)變大

分析：該電路為燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián)的電路，電流表A是測干路中的電流，A是測燈泡L中的電流，而電壓表是測電源電壓，當(dāng)滑片向左移動時，R的阻值變大，由于并聯(lián)電路中各支路互不影響，R的變化不會引起L中的電流和兩端電壓的變化，所以A的示數(shù)不變，燈泡的亮度不變，由于電源電壓不變，所以V的示數(shù)不變，對R來說，其兩端電壓不變。R變大，由歐姆定律可知，R中電流變小。再由并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知。A的示數(shù)變小，選C。

2.開關(guān)的閉合、斷開引起的動態(tài)電路問題

當(dāng)電路中有多個開關(guān)出現(xiàn)時，不同開關(guān)的閉合或斷開引起電路特點(diǎn)發(fā)生變化。將會引起電路中電阻、電流、電壓發(fā)生變化，解答這類題的思路是：首先分別畫出開關(guān)變化前后對應(yīng)的電路圖，然后明確各電表的測量對象，最后依據(jù)“不變”規(guī)律解題。

3.半導(dǎo)體電阻阻值變化引起的動態(tài)電路問題

當(dāng)電路中存在著諸如壓敏電阻、光敏電阻等半導(dǎo)體電阻時，外界條件發(fā)生變化，半導(dǎo)體電阻的阻值也隨之發(fā)生變化，將會引起電路中電流、電壓發(fā)生變化，解答這類題的思路是：首先辨別電路特點(diǎn)及電表所測對象;然后分清半導(dǎo)體電阻的類型及與外界條件的關(guān)系，根據(jù)外界條件的變化進(jìn)而判斷半導(dǎo)體電阻的變化趨勢;最后根據(jù)“不變”規(guī)律解題。

例3公共場所嚴(yán)禁吸煙。小明設(shè)計了一種簡易煙霧報警控制器，如圖3所示，電路中R為定值電阻，R為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，煙霧濃度升高到一定程度使電壓表的指針偏轉(zhuǎn)到某區(qū)域時觸發(fā)報警系統(tǒng)，以下做法能使控制器在煙霧較淡時就觸發(fā)報警的是（）

A，電壓表改成大量程

B，增大激光強(qiáng)度

C，減小R（0）阻值

D，減小電源電壓

分析：由圖可得該電路為光敏電阻R和定值電阻R組成的串聯(lián)電路，電流表是測電路電流，電壓表是測光敏電阻兩端的電壓，光敏電阻的阻值隨激光強(qiáng)度的增大而減小。而煙霧則會減弱光敏電阻接收到的光照強(qiáng)度。故煙霧濃度越高，光敏電阻阻值越大，其兩端電壓越大，從而觸發(fā)報警系統(tǒng)，若要使控制器在煙霧較淡時就觸發(fā)報警，則要電壓表在原來的基礎(chǔ)上指針偏轉(zhuǎn)角度更大，電壓表改成大量程，指針偏轉(zhuǎn)角度更小，A不合題意;增大激光強(qiáng)度，只能讓光敏電阻阻值更小，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度更小，B不合題意;減小R阻值，可以減小其兩端的電壓，則R兩端電壓增大，電壓表的指針角度偏轉(zhuǎn)更大，C符合題意;減小電源電壓，只能讓電壓表的偏轉(zhuǎn)角度更小，D不合題意，選C。

解答動態(tài)電路問題的關(guān)鍵在于如何正確分析動態(tài)電路中各物理量的變化，同時更需要我們對電學(xué)基本規(guī)律、基本公式熟練掌握，相信同學(xué)們只要抓住其中的“變”與“不變”，一定能以“不變”應(yīng)萬“變”。