滑動變阻器引起的動態電路分析

高金鎮

【摘 ?要】 動態電路知識點多，題目變化多，是初中電學計算中比較難的部分。經過分析、總結，我們發現了一個能夠很好解決多變阻器引起的動態電路問題的解題方式。

【關鍵詞】 動態電路 ?電學計算 ?多變阻器

在初中電學計算中，動態電路絕對是個難題。動態電路可以分為兩種：滑動變阻器引起的動態電路和開關引起的動態電路。由于動態電路分析中，綜合考查了很多的知識：帶有電流表和電壓表的電路的判別;電流表和電壓表測量什么物理量;串聯電路和并聯電路中的電流關系、電壓關系和電阻關系;歐姆定律;滑動變阻器;電阻變化時其他量的變化的數學推導。正因為動態電路的知識點多，題目變化多，所以這種題目絕對是個難題。但是，對很多變阻器引起的動態電路，我們經過了分析、總結，發現一個解題格式基本能夠很好地解決這種問題。接下來，我們就通過一個例題來講解這種類型題目的解答方法。

例題1：（福建泉州）如圖所示的電路中，電源電壓不變，R為滑動變阻器.閉合開關S后，在滑片P向右移動的過程中，下列說法中正確的是（）

A. 電流表A1的示數變小，燈泡變暗

B. 電流表A的示數變小，電壓表V的示數變大

C. 電壓表V的示數不變，電路的總功率變大

D. 電壓表V的示數不變，燈泡的亮度不變

對于這樣的題目，我們一般可以采用以下五步來解決它：

第一步，判別電路是串聯電路還是并聯電路。

在電源的外部，電流總是從電源的正極流向電源的負極。我們可以畫出電流路徑，如果只有一條電流路徑的，這個電路是串聯電路;如果是有兩條或者兩條以上的電流路徑的，這個電路是并聯電路。在實際電路中，經常帶有電流表和電壓表，我們可以把電流表看成一個閉合的開關，電壓表看成一個斷開的開關，然后判別電流路徑。如圖1，電路中有兩條電流路徑，所以是一個并聯電路。

第二步，判別電流表和電壓表分別測量什么物理量。

通過燈泡L的電流為IL，通過變阻器的電流為Ip，在畫電流路徑時，我們可以很明確的看出電流表A1測量的是燈泡的電流IL，電流表A測量的是干路中的總電流I。在這里，要特別注意，電流表測量的物理量編號不是與電流表的編號對應的，而是與用電器的編號對應的。電壓表測量什么物理量的判別比較不好判別。在課本中說：電壓表與被測用電器并聯，實際上這部分學生經常判別錯誤。我們可以找出電壓表的兩個接線柱，看這兩個接線柱里面有什么用電器，就測量什么用電器的電壓。有的時候，電壓表的兩個接線柱里面可能含有電源，我們一般不看這條路，我們看只有用電器的那段電路。如圖1，電壓表測量的是變阻器兩端的電壓Up。

第三步，判別變阻器接入電路中的阻值如何變化。

滑動變阻器是依靠改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的。我們可以畫出電流路徑，有電流流過的那部分電阻才算接入電路中。如圖1，滑片P向右移動的過程中，變阻器接入電路中的電阻Rp變大。

第四步，設計一個表格如右圖2，把已知量和要求的量填在表格中。

從表格中，我們可以看到，橫的是功率關系、電流關系、電壓關系和電阻關系;豎的是電功率的計算公式和歐姆定律。電路是串聯或者并聯，選擇的公式是不同的。這一步是至關重要的，如果判別錯誤，下面的公式選擇將會跟著錯誤。如圖1，電路是并聯的，所以有：P=PL+Pp、I=IL+Ip、U=UL+Up、1/R=1/RL+1/Rp

第五步，利用如圖2表格中的等量關系求解。

我們要求一個物理量，可以橫著求，也可以豎著求，把表格中的每個物理量都求出來，基本可以覆蓋我們見過的所有這個類型的題目了。簡單分析如圖3.具體分析如下：

1. RL與RP并聯 UL=UP=U ? V示數不變

2. 滑片P右移，Rp↑ ?1/R=1/RL+1/RP不管什么電路，分電阻變大，總電阻變大 R↑

3. I=U/R ? I↓ A示數變小 ? P=UI ↓ 總功率變小

4. IL=UL/RL ? IL→ A1示數不變 ?PL =ULIL ?→燈泡亮度不變

所以，本題選D

動態電路的分析是復雜的，但對于滑動變阻器引起的動態電路，我們可以利用上面的五個步驟很好地解決這些問題。