直流电路动态分析绝对经典Word下载.docx
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Ri
R2
°
—Rj
段与串联(简称),另一段与串联(简称),则并联总电阻
由上式可以看出,当并联的两支路电阻相等时,总电阻最大;
当并联的两支
路电阻相差越大时,总电阻越小。
(2)根据闭合电路欧姆定律1总-r确定电路的总电流如何变化;
尺外总r
(3)由U内=1总r确定电源内电压如何变化;
(4)由U外二E—U内(或U外二E-lr)确定电源的外电压如何(路端电压如何变
R
Ilr
U
和、当R
断路U
E
化)U外Elr
当R
0短路U
(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化;
简单表示为:
压表和电流表均视为理想的。
试讨论:
当R的滑键向上滑动时,电源总功率及各
电表示数如何变化
解析:
本题等效电路如右下图所示。
R的滑键上滑时,其阻值增大,导致电路中总电阻增大。
由可知,电路中的总电流减小,即表示数减
减小而变小,
变大,(
)所以
示数变大。
上的电流强度
变
大,所以
的示数变大。
因总电流变小,
变大,所以
变小(
),
的示数变小,的示数变小。
点评:
(1)、根据全电路欧姆定律,分析总电流的变化情况和路端电压的变化情况。
因
此电源的电动势E和内电阻r是定值,所以,当外电阻R增大(或减小)时,由可
知电流减小(或增大),由可知路端电压随之增大(或减小)。
(2)根据串、并联电路的特点和局部电路与整个电路的关系,分析各部分电路中的电
流强度I、电压U和电功率P的变化情况。
一般来说,应该先分析定值电阻上I、U、P的变
化情况,后分析变化电阻上的I、U、P的变化情况。
例2、如图所示,电键闭合时,当滑动变阻器滑片P向右移动时,
试分析Li、匕的亮度变化情况。
分析与解:
当P向右移动时,滑动变阻器的有效电阻变大,
因此,整个电路的电阻增大,路端电压增大,总电流减小,流过Li的电流将减小,
Li将变暗;
同时Li分得的电压变小,L2两端电压增大,故L2变亮;
我们注意到总
电流减小,而L2变亮,即L2两端电流增大,可见L3上的电流比Li上的电流减小
得还要多,因此L3也要变暗
P右移
R滑(f)
R总(f)
1
IL3(J)
灯L3变暗
Pl31L3%_3
(i)讨论灯泡亮度的变化情况,只需判断其电流或电压如何变化就可以。
(2)象这样的电路,由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化,一般不应通过计算分析,否则会很繁杂。
处理的一般原则是:
①主干路上的用电器,看它的电流变化;
②与变阻器并联的用电器看它的电压变化;
③与变阻器串联的电器看它的电流变化。
(3)闭合电路动态分析的一般顺序是:
先电阻后干路电流;
先内电压,后外电压;
先固定电阻的电压,后变化电阻的电压;
先干电流后并联支路上的电流。
二•“并同串反”
①“并同”:
是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;
某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
②“串反”:
是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;
某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。
例3、如图所示的电路中,Ri、局、Rs、和R4皆为定
值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动角点向图中a端移动时(
)
A.I变大,U变小BI变大,U变大
C、I变小,U变大DI变小,U变小
本题中变量是Rs,由题意知,R5的等效电阻变小。
简化电路结构可各知,电压表V,电流表A均与Rs间接并联,根据“串反并同”的原则,电压表V,电流表A的读数均与Rs的变化趋势相同,即两表示数均减小。
答案:
选D
(1)近几年高考对电路的分析和计算,考查的重点一般不放在基本概念的理解
和辨析方面,而是重在知识的应用方面。
本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的
电路,关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力。
然后应用“串反并同”法则,可快捷得到结果。
(2)注意“串反并同”法则的应用条件:
单变量电路。
对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的结果成立;
若各变量对同一对象分别引起的效果相反,则“串反并同”法则不适用。
例4、如图(i)所示电路中,闭合电键S,当滑片P向右移动时,灯泡Li、
L2的亮度变化如何
本题中滑动变阻器左右两部分都接入电
路,等效电路如图
(2)所示,变阻器R分解得到两变量
对灯泡Li:
Li变亮
mi—亠
ES
图⑵
Ri与L
对灯泡匕:
由上述分析可知:
对Li,变量Ri、R2变化均引起Li变亮,故Li将变亮;
对L2,变量Ri、R,变化引起L2的亮度变化不一致,故此法不宜判断L2的亮度变化。
但若把变阻器R与Li的总电阻合成一个变量R合,则由上述结论可知,P右移时,R合减小,L2与R合串联,由“串反并同”法则可知,L2亮度变大。
三•特殊值法与极限法:
1极限法:
即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
2特殊值法:
对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊值去判定,从而找出结论。
例5、在图所示的四个电路中,当分别闭合开关S,移动滑动变阻器角头从
L2由于两个变量引
A图:
对灯Li,可由“串反并同”法则判断其变亮;
而对
起它亮度变化不一致,故“串反并同”不适用。
现取特殊值法:
取Li、L2的阻值均为iOQ,变阻器总阻值也为iOQ,电源电动势为6V;
然后取极限值:
取滑片
2•在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,Ri和R3均为定值
电阻,R2为滑动变阻器。
当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表Ai、
A2和V的示数分别为li、
I2和U。
现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表
示数的变化情况是()
图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向
()
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
5、在右图所示电路中是定值电阻,是滑动变阻
器,当的滑键由左端向右端滑动时,各个电表的示数
怎样变化
a
」b
—
T
1、A2、B
3、A解析:
当滑片向b端滑动时,接入电路中的电阻减少,使得总电阻减小D
错;
根据I—,可知总电流在增加,根据闭合电路中的欧姆定律有EIrU外,
R总
总、
U乩
可知路端电压在减小,A对;
流过电流表的示数为I外,可知电流在减小,B
Rs
根据PI2r,可知内阻消耗的功率在增大,C错。
4、A解析:
设滑动变阻器的触头上部分电阻为x,则电路的总电阻为
R=rRjX?
Rl,滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,并联支路电阻x增大,
xR2
故路端电压变大,同时并联部分的电压变大,故通过电流表的电流增大,故选
项A正确。
5、解析:
当的滑键向右滑动时,由和组成的分压器的串联段电阻减小,所以电路的总电阻减小:
根据可知干路中的电流强度增大,电流表㊇的
示数增大,再根据,可知路端电压减小,电压表(VV的示数减小。
因为为定值电阻,当干路中电流强度增大时,其两端电压随之增大,所以电压表的示数增大。
根据,因U减小,增大,所以减小,电
压表的示数减小。
当滑动变阻器的滑键向右滑动时,的左段电阻与并
联部分的电阻增大,且干路中的电流强度增大,根据部分电路欧姆定律可知电压表的示数增大,由于为定值电阻,且增大,根据部分电路欧姆定律可知电流表示数增大。
的电流强度为:
R左•R2
RR左Rsr
根据并联分流原理,通过电流表
I1氏•I」
R2R左R2R左
R2E
R左RiR3rR左RiR3rR2
在上式中,分子为恒量,分母为关于的二次函数,且二次项的系数小于
零,分母有极大值,由此可见,电流表的示数先减小后增大。
五、规律小结
1、“围魏救赵法”:
电路的各部分都是相互联系、相互制约的,因此当外电路不好研究时可研究内电路,通过研究内电路来研究外电路;
当这一部分不好研究时,去研究另一部分,通过研究另一部分来研究这一部分;
当这一支路不好研究时,去研究另一支路,通过研究另一支路来研究这一支路。
这种策略在兵法上叫
“围魏救赵法”。
2、一般的思路是按照
1由I-(为定式)讨论
I分2由I1112....讨论
(—为不定式)
R分R总I总U外
IR(为定义式)讨论
U1U2....讨论
的顺序进入。
只要掌握其方法,这类问题的分析便应刃而解
有关动态电路几种类型题的分析方法
动态电路指根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电
阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如R总、I、U、P等)或变化量、比值关系、小灯泡的亮暗程度等的变化情况。
近几年也通常将动态电路的分析作为重点考查内容之一。
本文从动态电路的基本内容着手,系统归纳了常见的四种类型题,并以下面介绍的基本思路为基础,采用箭头式分析法,着重介绍这几种类型题分析方法。
分析动态电路问题的基本思路是“局部-整体一局部”。
即从阻值的变化入手,由串并联规律判知R总的变化情况,再由欧姆定律判知I总禾口U端的变化情况,最后由部分电路欧姆定律及串、并联电路规律判知各部分的变化情况。
其分析方法为:
1、确定电路的外电阻R总如何变化:
当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)
IE
2、根据闭合电路欧姆定律1总确定电路的总电流如何变化;
R总r
3、由U内=1总r确定电源内电压如
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