动态电路专题突破.docx

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动态电路专题突破

动态电路专题突破

适用学科

物理

适用年级

初三

适用区域

苏科版

课时时长（分钟）

60

知识点

电路初探

欧姆定律

教学目标

1、会分析滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；

2、会分析开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；

3、掌握解动态电路问题的基本解题思路和步骤，并会熟练解决有关动态电路的

教学重点

根据开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片P的移动来分析电路，得出该电路到底是串联或并联，最好能够画出等效电路图。

教学难点

熟练解决有关动态电路的实际问题

教学过程

一、复习预习

1.研究电流、电压、电阻三个物理量之间的关系，常用的方法是先保持电阻不变，单独研究电流随电阻的变化；然后保持电压不变，大度研究电流随电阻的变化。

这种研究方法就是控制变量法，是物理中研究多个物理量之间相互关系的一种常用方法。

2.欧姆定律：

通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

公式为

。

对于欧姆定律中的公式和定律内容之间的对应关系，要强调，三个单位“配套”使用，只有在电压U单位用伏特，电流I单位用安培，电阻R单位用欧姆时，公式

才可直接使用。

由公式产生的两个变换式，不单是数字意义上的变换和变形，三个式子都有其不同的物理意义。

是欧姆定律的本式，它反映了通过导体的电流大小和导体两端电压及导体电阻在数量上的关系，电流I的大小是由U和R决定的，U和R是因，而I是果。

，不是欧姆定律的基本公式，它只是告诉我们计算电阻大小的一种方法，即所谓的伏安法。

，也不是欧姆定律的基本公式，它是告诉：

要求一个电阻两端的电压，可以用通过电阻的电流大小和电阻大小的乘积来获得。

3．要正确理解“两个关系”的逻辑性．一定要注意哪个物理量是变化的因，哪个物理量是变化的果，前后位置不能颠倒．

①在导体的电阻一定时，电阻两端的电压发生变化，才引起导体中的电流的变化．只能说：

导体中的电流跟导体两端的电压成正比（即对于给定的导体，电阻保持不变时，两端电压增大/减小为原来的几倍/几分之一，电流也随着增大/减小为原来的几倍/几分之一，电压和电流的比值是一个定制，不随电压电流的改变而改变）；而不能说成：

导体两端的电压跟导体中的电流成正比．

②在电路两端的电压不变时，电路的电阻发生变化，才引起导体中的电流的变化．我们只能说：

电路两端的电压不变时，电路中的电流跟电路的电阻成反比，而绝不能说：

导体的电阻与电流成反比．导体中的电流和导体的电阻的成绩是定植，不随电流、电阻变化而变化。

4．欧姆定律应注意：

①欧姆定律中提到的“成正比”、“成反比”两个关系，分别是不同条件下建立的，即当导体的电阻一定时，通过导体的电流跟它两端的电压成正比；当导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟它的电阻成反比，将这两个结论合在一起即为欧姆定律。

合成时条件是隐含的，这是物理规律的表述方法之一。

②欧姆定律适用于整个电路或其中一部分电路，并且这部分电路中只能有电阻（如灯泡、电阻线等），不能有类似电动机、电铃等类型的用电器。

③在应用欧姆定律时，I、U、R三个量都是对于同一电阻或同一段电路而言的（对应性），并且三个物理量是同一时间、同一状态下的值（同时性），当电路中有两个或两个以上的电阻是，可给“同一段电路”上的I、U、R加上同一种“脚标”来表示。

④欧姆定律的变形公式

，并不能说明导体的电阻与导体两端的电压成正比，与导体的电流成反比，因为电阻是导体自身的一种性质。

⑤在计算过程中应该注意单位的统一

二、知识讲解

考点/易错点1

1．滑动变阻器在各实验中起的作用异同

研究电流跟电压的关系

研究电流跟电阻的关系

相同点

保护电路（闭合开关前滑片均置于阻值最大位置）

不同点

通过滑动滑片，使定值电阻两端的电压成整倍数变化

通过移动滑片，使阻值不同的定值电阻R两端的电压不变

考点/易错点2

2．串联、并联电路里电流、电压和电阻的关系

串联电路

并联电路

电流

电压

电阻

电流与电压的分配关系

三、例题精析

【例题1】

【题干】题型一：

滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

（一）．串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

【例1】如图1，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断A表和V表的变化。

【答案】A表示数变小；V表示数变小

【解析】首先该电路为串联电路，当滑动变阻器向右移时R2接入电路中的电阻变大，则接入电路中的总电阻变大，由电源电压不变，则电路中的电流变小，电流表的示数变小；关于电压表的示数分析有两种方法：

（一）、V表测的是R1两端的电压，R1的电阻不变，电流变小，根据欧姆定律可知R1两端的电压变小；

（二）、根据串联分压原理，当滑片P向右移动时，R2接入电路中的电阻变大，R2所分得的电压变大，由电源电压不变，所以R1所分得的电压变小。

【方法归纳】先分析后确定电路到底是串联或并联，再看接入电路中的电阻的变化，后根据欧姆定律判断电流的变化，最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。

【例题2】

【题干】如图所示电路，电源电压6V保持不变，定值电阻的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，当开关闭合，滑片由b端向a端移动的过程中，以下说法正确的是（）

A．当滑片移到a端时，电流表示数为0．2A

B．当滑片移到中点时，电压表示数为2V

C．电压表示数与电流表示数的比值不变

D．电压表的示数减少

【答案】C

【解析】当滑片处于a端时,滑动变阻器电阻为0,电路中电流等于电源电压除以定值电阻的阻值,示数应该为0.6A,滑片移到中点,阻值为滑动变阻器总电阻的一半.所以电路总电阻为20Ω,电流等于0.3A,电压表测量定值电阻的电压,示数为3V,电压表测量定值电阻的电压,电流表测量通过定值电阻的电流,比值为定值电阻的阻值,不变.所以C对.滑片由b端向a端移动的过程中,阻值变小,电流变大,定值电阻分压就变大.所以电压表示数变大.

课堂变式练习

1、如图2，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

2、如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化

3、如图所示，闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列关于电路中两只电表的示数变化情况分析正确的是（）

A.电流表示数增大、电压表示数减小

B.电流表示数减小、电压表示数增大

C.电流表和电压表示数都增大

D.电流表和电压表示数都减小

第4题

第5题

第3题

4、如图所示，电源电压保持不变，当开关S闭合时，滑动变阻器R1的滑片P从b端滑到a端的过程中，下列说法正确的是（）

A．电压表、电流表的示数均变小B．电压表、电流表的示数均不变

C．电压表的示数不变，电流表的示数变小D．电压表的示数变小，电流表的示数不变

5、如图所示的电路中，A、B两点间电

压U保持不变，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时电流表示数将会（）

A．变小B．变大C．不变D．无法判断

6、在如图所示的电路中，闭合电键S，发现一只电表的示数明显变小，而另一只电表的示数明显变大，则（）

A．可能是灯L断路

B．一定是灯L短路

C．可能是滑动变阻器R断路

D．一定是滑动变阻器R短路

第6题

7、如图所示的电路，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（）

A.灯泡L变亮

B.电压表示数变大

C.电流表A1示数变小

D.电路消耗的总功率变大

8、如图所示，当开关闭合时，电压表V1、V2的示数分别为10V和4V，已知电动机M的线圈电阻为1Ω，R是阻值为4Ω的定值电阻，下列结论正确的是（）

A.R两端的电压为6V

B.通过电动机的电流为6A

C.电阻R消耗的电功率为144W

D.电动机消耗的电功率为6W

参考答案：

1、A表示数变大；V表示数不变。

2、A表示数不变；V表示数变小

3、A

4、D

5、B

6、A

7、D

8、D

（二）、并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

【例题3】

【题干】如图6，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

【答案】A1表示数不变、A2表示数变小和V表示数不变。

【解析】首先该电路为并联电路，则电压处处相等，则电压表的示数不变；且U=U1=U2，又因为R1为定值电阻，且U1不变，所以A1表的示数I1不变（或此电路为并联电路，并联电路的特点是有两条或两条以上的电路，且大家彼此独立互不影响，所以通过R1的电流大小不变）；又由滑动变阻器的滑片P向右移，则R2接入电路中的电阻变大，U2不变，所以I2变小，A2表测的是R1和R2的电流之和，所以A2表的示数变小。

方法归纳：

先确定电路，然后看准每个电表分别测的谁的电压和电流值，再根据欧姆定律判断变化，欧姆定律无法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。

课堂变式练习

1、如图所示，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

2、如图所示，电源电压U不变，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，则（　）

A．电流表示数变大，电压表示数变小B．电流表示数变小，电压表示数变小

C．电流表示数变大，电压表示数不变D．电流表示数变小，电压表示数不变

第2题

3、如图所示的电路，闭合开关后，当滑片P向左移动时，下列说法正确的是（）

A.灯泡L变亮

B.电压表示数变大

C.电流表A1示数变小

D.电路消耗的总功率变大

第3题

4、在如图所示电路中，闭合开关S后，在滑片P向右滑动过程中，各电表示数变化正确的是（）

第4题

A．A1、A3示数不变，A2、V示数变小

B．A1、V示数不变，A2、A3示数变大

C．A1、A2、V示数不变，A3示数变小

D．A2、V示数不变，A1示数变小，A3示数变大

5、如图所示，电源电压为l2V，定值电阻R1为l2Ω，滑动变阻器R2标有“50Ω1A”字样，电流表A1量程为0～3A，A2量程为0～0.6A。

当滑动变阻器的滑片在中点时，通过滑动变阻器的电流为______A；在滑片移动过程中，电路消耗的最大功率为______W.

第5题

参考答案：

1、A1表示数变小、A2表示数变小和V表示数不变。

2、D

3、C

4、C

5、0.4819.2

第二种类型：

开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

（三）、串联电路中开关的断开或闭合引起的变化

【例题4】

【题干】在如图8所示的电路中，将开关K闭合，则电流表的示数将______，电压表的示数将________（均填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】变大；变大

【解析】当开关断开时，该电路为R1与R2的串联电路，V表测的是R1两端的电压；当开关闭合后，该电路中仅有R1接入电路，R2被短路了，V表测的仍是R1两端的电压，但等于电源电压。

方法归纳：

先分析当开关断开和闭合是分别是什么电路，最好根据题目的条件画出等效电路图，后弄清图中的各个电表到底测的谁，然后根据欧姆定律判断。

课堂变式练习

1、在如图1所示的电路中，当开关K断开时，电阻R1与

R2是________联连接的。

开关K闭合时，电压表的示数

将________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。

2、如图所示，电源电压不变.闭合S1后，再闭合S2，电流表的示数

，电压表的示数.（选填“变大”、“变小”或“不变”）

3、如图所示L1、L2两灯的电阻

分别是R1、R2。

当S1、S3闭合，S2断开时，L1、L2正常发光

。

当S1、S3断开，S2闭合时，L1、L2的连接方式是________，如果此时L1亮、L2不亮，则L1、L2的电阻大小应满足的关系是___

_____。

4、如图3

所示的电路，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.5A，电压表的示数12V；断开电路后，将电压表、电流表的位置互换，S1断开、S2闭合

，电流表的0.3A。

则（）

A．R1=16ΩB．R1=40Ω

C．

R2=16ΩD．R2=24Ω

5、如图所示，电源电压不变，R1=6Ω，R2=4Ω．

（1）当开关S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路总电阻是________Ω，电源电压为________V．

（2）当开关S1、S2和S3都闭合时，电流表示数为l.5A，此时通过R1的电流是________A，10s内电流通过灯泡L做的功为________J．

参考答案：

1、并；变小

2、变大；变大

3、串；R1远大于R2

4、C

5、

（1）10；6

（2）1；30

（四）、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化

【例题5】

【题干】在图10中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。

当开关K断开时，电压表的示数将________；电流表的示数将__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】并；不变；变小。

【解析】当开关闭合时，该电路为L1与L2的并联电路，由并联电路的特点电压处处相等即U1=U2=U3，且V表测的是L2两端的电压等于电源电压，当开关断开后，该电路中L1断路，整个电路中仅有L2，V表测的仍是L2两端的电压，仍等于电源电压，故则V表示数不变；L1断路，则通过L1的电流为0,故A表示数变小。

课堂变式练习

1、如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1=3R2，当S1闭合

、

S2断开时，电压表和电流表示数

分别U1和I1；当S1断开、S2闭合时，电压表和电流表示数分别U2和I2，则U1：

U2=________，I1：

I2=________。

2、如图2所示电路中，L标有“3V1.5W”字样。

当S1、S3闭合，S2断开时，L正常发光；当S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为0.2A。

则R的电阻为________Ω，此时灯L两端的电压时________V。

3、如图9所示　，电源电压不变，灯L标有“6V　6W”字样。

当闭合开关S1时，灯L正常发光，它的电阻是＿＿＿＿Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：

3，则电阻R的阻值为＿＿＿＿Ω。

4、如图4所示电路中，电源电压恒定。

断开S1、S3，闭合S2，两电表均有示数；再断开S2，闭合S1、S3，此时两电表的示数与前者相比（）

A．两表示数均变大

B．两表示数均变小

C．电流表示数变大，电压表示数变小

D．电流表示数变小，电压表示数变大

5、如图5所示，电源两端电压保持不变，Ro为定值电阻。

将滑片P置于中点，只闭合S1时，电压表的示数为U，电流表的示数为I。

下列情况中电压表和电流表示数变化正确的是（）

A.滑片P不动，断开S1，闭合S2、S3时，电压表示数不变，电流表示数变小

B．滑片P不动，断开S1，闭合S2、S3时，电压表示数变大，电流表示数变大

C．只闭合S1，滑片P从中点向右移动时，电压表示数变大，电流表示数变小

D．只闭合S1，滑片P从中点向右移动时，电压表示数不变，电流表示数变大

6、在如图6所示电路中，电源电压保持不变。

闭合开关S后，开关S1由断开到闭合，下列说法正确的是（）

A．电流表A1示数变大，电流表A示数也变大

B．电流表A1示数变小，电流表A示数也变小

C．电流表A1示数不变，电流表A示数变大

D．电流表A1示数不变，电流表A示数变小

参考答案：

1、1:

1；4:

3

2、9；1.2

3、6；12

4、A

5、B

6、C

第三种类型：

解由滑动变阻器的滑片P的位置的变化和开关的断开与闭合引起电路中电学物理量的变化的相关综合计算题

【例题6】

【题干】如图1所示，已知电阻R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压U=6V．试根据下列要求进行求解：

（1）当开关S1、S2都断开，S3闭合时，求电流表的示数和R1的电压；

（2）当S1、S2都闭合，S3断开时，求电流表示数；

（3）开关处于何种情况下，电流表会烧坏？

【答案】

（1）、0.2A；2V

（2）、0.9A

（3）、闭合S1、S3。

【解析】

（1）当开关S1、S2都断开，S3闭合时，该电路即为R1与R2的串联电路，由R=R1+R2得R=30Ω，后利用欧姆定律得I=I1=I2=0.2A；对应的U1=2V。

（2）当S1、S2都闭合，S3断开时，该电路即为R1与R2的并联电路，由并联电路电压处处相等得U1=U2=6V，则I1=0.6A，I2=0.3A，则I=0.9A；

（3）电流表会被烧坏即发生电源短路现象，即闭合S1、S3。

方法归纳：

解相关的动态电路的计算题，必须严格的按照题目中所给的开关的断开和闭合，最好画出该电路的等效电路图。

后分析该电路为何种电路，再由该电路的特点以及题中所给的相关条件解题，另对于基础相对较差的学生，建议严格的把题中所给的数据用相应的字母表示出来，并强调解题的一一对应性。

【例题7】

【题干】如图所示电路，电源电压U保持不变，电源电压为12伏特，定值电阻R1的阻值为4欧姆，滑动变阻器的最大阻值为8欧姆，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中，电流表、电压表示数的变化范围？

【答案】电流表示数的变化范围是1A至3A；电压表示数变化范围是4V至12V。

【解析】当滑动变阻器的滑片P在a端时，滑动变阻器没有接入电路中，电路中只有电阻R1，电阻R1两端的电压就等于电源电压，电压表的示数就是电源电压，即此时电压表的示数就是12伏特。

此时电流表的示数I=

=3安培。

当滑动变阻器的滑片P滑到b端时，电阻R1和滑动变阻器Rab串联，电压表是测量电阻R1两端电压，此时电路中的电流I'=

=1安培，此时电阻R1两端的电压U1'=I'R1=1安培×4欧姆=4伏特，电压表的示数为4伏特。

所以，电流表示数的变化范围是3安培至1安培；电压表示数变化范围是12伏特至4伏特。

方法归纳：

由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动改变了电路的结构，电路中的电流、电压值会发生变化，称之为变化电路问题。

解决变化电路问题的关键是把动态电路变成静态电路，即画出每次变化后的等效电路图，标明已知量和未知量，再根据有关的公式和规律去解题。

课堂变式练习

1、某课外活动小组需要对两

个定值电阻R1、R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量，将这些元件连成如图所示的电路。

闭合S1，断开S2，将滑动变阻器的阻值调到最大时，电流表的读数为0.2A，电压表的示数为2V；若将S1、S2都闭合，将滑动变阻器的阻值调到0时，电压表的示数为6V，电流表的示数为0.9A。

求：

（1）R1的阻值是多少？

（2）滑动变阻器的最大阻值R3是多少？

（3）R2的阻值是多少？

2、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变。

当S1、S2断开，S3闭合时，电流表的示数为0.45A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表的示数为0.75A。

求：

（1）电源电压为多少?

（2）R2的阻值为多少?

（3）S2、S3断开，S1闭合时，加在电阻R1两端的电压为多少?

3、图1是小明设计的调光电路图，他将粗细均匀的电阻丝AB通过滑片P连入电路，小灯泡的额定电压为6V。

闭合开关S后，滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中，小灯泡的I—U关系图像如图2所示。

（电阻丝AB的阻值不随温度变化）

求：

（1）小灯泡的额定功率；

（2）电阻丝AB的阻值；

（3）当AB连入电路的阻值R1=2.5

时，灯泡消耗的功率为3.2W，此时灯丝的阻值为多少。

参考答案：

1、

（1）

10Ω；

（2）20Ω；（3）20Ω

2、

（1）当S1、S2断开，S3闭合时，R2断路。

I1=0.45A

得到电源电压U=I1R1=0.45A×20Ω=9V

（2）当S1断开，S2、S3闭合时，R1、R2并联

R2的电流：

I2=I－I1=0.75A－0.45A=0.3

A

R2=

=

=30Ω

（3）当S2、S3断开，S1闭合时，R1、R2串联

电路电流：

I=I1=I2=

R1的电压：

U1=I1R1=

R1=

×20Ω=3.6V

3、

（1）当滑片P在B端时，由图得知电源电压与小灯泡额定电压相等为6

V，对应的电流为1A

小灯泡的额定功率：

PL=ULIL=6V×1A=6W

（2）当滑片P在A端时，由图得小灯泡两端的电压为1.5V，电流如I小=0.5A

由于R与L串联，则电阻丝两端电压：

U丝=6V—1.5V=4.5V

由欧姆定律得电阻丝AB的电阻：

R=U丝/I小=4.5V/0.5A=9

（3）灯泡消耗的功率为：

P=I2RL=

将U=6V、R1=2.5

、P=3.W代入上式中，

解得：

RL=1.25

或5

由图可知，灯泡连入电路中的最小阻值为RL最小=1.5V/0.5A=3

所以RL=5