追尋動態電路中的“不變量”

楊天才 李紅梅

(1. 重慶市大學城第一中學校,重慶 401331; 2. 安徽省亳州市渦陽第二中學,安徽 亳州 233600)

物質在運動變化過程中存在不變量,在動態電路中也存在某些不變量．“動態電路”是指由于電路中的局部電阻變化而引起總電路及各支路的電壓、電流及電功率等變化的一類電路．[1]筆者從動態電路中電壓變化量與電流變化量的比值入手,分析動態電路中普遍存在的不變量及其原因．

1 追尋不變量

如圖1所示,電路中電源電動勢和內阻分別為E、r,定值電阻阻值為R．閉合電鍵后,將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數變化量分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表示數變化量為ΔI．

圖1 電路圖

1.1 定值電阻

1.2 動態電阻

1.3 混聯動態電阻

圖2 混聯復雜電路

變形為

1.4 變壓器動態電阻

圖3 模擬遠距離輸電電路

2 原因分析

3 結論應用

例題.如圖4所示,平行金屬板中有一個帶電油滴懸浮在兩板間的P點,不考慮電流表和電壓表對電路的影響,選地面的電勢為0,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,下列說法正確的是

圖4 帶平行板電路

(A) 油滴帶負電,將向下運動.

(B)P點的電勢能升高.

(C) 電源的效率變低.

以這些“不變量”為中心合理地選擇研究對象,由閉合電路歐姆定律列出相關方程,是解決此類動態電路問題的關鍵．[3-6]