高考电路的动态分析.doc

高考电路的动态分析知识点精析在闭合电路中，由于局部电阻的变化，会引起整个电路总电阻的变化，从而引起内、外电路之间，外电路各部分之间电压分配的变化和各支路电流分配的变化。即使整个电路处于一种动态环境中，学生对这一动态进行分析时，往往存在着困难。本文试图总结一个一般做法，供同学们参考。一、要明确电路的结构这样的电路往往都是闭合电路，内、外电路之间是串联的，这时内电阻只是干路上的一个定值电阻。外电路往往由几部分串联而成，有的部分是确定的，有的部分是变化的。外电路的某一部分往往是由几个支路并联而成的，有的支路是确定的，有的支路是变化的。 外电路的某一部分的某一支路可能是由几部分串联而成的，有的部分是确定的，有的部分是变化的。二、电路电学量的变化一般是从某一局部的变化引起的，而局部电阻的变化，对整个电路总电阻的变化的影响，有的具有单调性，有的比较复杂。三、将电阻的变化分为单调性和非单调性两种情况。（一）局部电阻变化对总电阻的变化影响具有单调性的情况。1、给出讨论框图：串并联电路的性质和特点3、具体分析框图中理论的选择： 当讨论R局部发生变化而引起总电阻的变化时，应用串并联电路的特点之总电阻的计算。 当讨论I总的变化时，应用闭合电路的欧姆定律。 当讨论某一部分的电压分配变化时，如这一部分的电阻确定则应用部分电路欧姆定律，如这一部分的电阻已发生了变化，则应用串并联电路的性质之总电压与各部分电压的关系。 当讨论某一支路的电路的电流变化时，如这一支路是确定的，则应用部分电路的欧姆定律。如这一支路的电阻是变化的，则应用并联电路的特点之总电流与支路电流的关系。 4、局部电阻的变化方式：可变化电阻（滑动变阻器或电阻箱）。开关的闭合与断开。用电器（如电灯）的故障（断路或短路）例（2002全国20）如图所示，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻 ，R 5为可变电阻，电源电动势为E，内阻为r0。设电流表A的读数为I，电压表的读数为U，当滑动变阻器指针由b向a移动时A：I变大、U变小。 B：I变大， U变大。C：I变小，U变大。 D：I变小， U变小。解:（二）局部电阻变化对总电阻变化的影响不具有单调性的情况，主要有三种方法。 （1）极端法： 将滑动变阻器指针指向两端，如果总电阻是一样的，那么中间位置有极值。 将指针推向一端求出一个阻值，再推向中央求出一个值，从而判断总电阻增、减的先后性。例：如图所示的电路，当滑动变阻器指针指向A，B两点时，C，D两端的总电阻是一样的当滑动变阻器指针指向中央O点时，C，D两端的总电阻为RCD=R.可见中央有极大值。当滑动变阻器指针从A点移到B点时，总电阻RCD是先增大后减小。（2）数学分析法当滑动变阻器指针向某一方向移动时，造成电阻的变化既没有单调性，也没有明显的对称性的情况，就得借助于数学手段进行分析。例：如图，电压U恒定，R0和R2为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R1，R1R2，在滑动变阻器的滑片P从b移向a的过程中，电流表A1和A2的变化情况，极端法在这里已不再适用。在R1R0的情况下设P到b段电阻为Rx，则电路中的总电阻为 所以电流表的读数I1为： ，I1这个式子分母最大。 （3）赋值法：对于某些双臂环路问题，情况比较复杂，可以在较小范围内代入特殊值，去判断一般变化规律。 解：如图所示电路中，当P向右移动时，电压表读数变化为V1，电压表的读数变化量为V2，则V1与V2大小相比较应为（ ）。设电源电压不变：A. V1=V2 B. V1V2C. V1V2 D. 无法判断解：采用赋值法，先赋值R1=R2=R3=2U=6V，则当P位于左端时，U1=0。U2=U3=3V当P位于最右端时，电压表读数变化为U1，电压表读数变化为U2，B选项正确。通过上述规范过程，学生再做这一类题目时，就会做到心中有数啦。【综合测试】1. （如图）在电路中，电池的电动势为、内电阻为r，R1和R2是两个阻值固定的电阻，当可变电阻R的滑片向a点移动时，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2将发生如下的变化：（ ） A. I1变大，I2变小 B. I1变大，I2变大C. I1变小，I2变大 D. I1变小，I2变小 （92全国）2. 图示的两种电路中，电源相同，各电阻值相等，各电流表的内阻相等且不可忽略不计。电流表A1、A2、A3和A4读出的电流值分别为I1、I2、I3和I4。下列关系式中正确的是（ ）（98全国） A. I1= I3 B. I1 I4 C. I2=2 I1 D. I2 I3+ I43. 如下图中的电路，开关K原来是闭合的，当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时，悬在空气平行板电容器C两水平板间的带电尘埃P恰好处于静止状态，要使尘埃P加速向上运动的方法是（ ）A. 把R1的滑片向上移动B. 把R2的滑片向上移动C. 把R2的滑片向下移动D. 把开关K断开 （93上海）4. 在下图的电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪一个电键后P会向下运动？（ ）A. K1 B. K2 C. K3 D. K4 （95全国）5. 如图所示的电路中，电源的电动势为，内电阻为r. 当可变电阻的滑片P向b点移动时电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是（ ） （94全国） A. U1变大，U2变小 B. U1变大，U2变大C. U1变小，U2变大D. U1变小，U2变小 6. 电容器C1、C2和可变电阻R1、R2以及电源连接成如下图的电路时，C1、C2的电量相等。要使C1的电量大于C2的电量，应（ ）（90全国）A. 增大R2 B. 减小R2 C. 将R1的滑动触头向A端移动 D. 将R1的滑动触头向B端移动 7. 如图，电路图中总电压V保持不变、滑动变阻器总电阻为2R，当滑动片位于变阻器中点O时，四个电流表A1、A2、A3和A4上的示数相等，都等于I0， 当滑动片向上移动到O点时：（ ） （90上海）A. A1的示数大于I0 B. A2的示数大于I0C. A3的示数大于I0 D. A4的示数大于I0 8. 在如下A、B、C、D四个电路中，电源电动势、电阻r，定值电阻为R0。当滑动变阻器R的滑动片P从a向b滑动时，伏特表读数将变大的电路是（ ）（94上海）【综合测试答案】1. （C） 解析：当可变电阻的滑片向a移动时，电路中总电阻减小，由可判断电路总电流增大。又U=Ir. 路端电压减小，R1不变，流过R1的电流I1减小，又流过R2的电流I2=II1是增大的。2. （B、D） 解析：设安培计内阻为，对左图的电路外电阻为，对右图中的外电阻为，将上两式相减可得，所以左图中的外电阻大于右图中的外电阻，左图中的总电流将小于右图中的总电流，I2I3+I4,D 正确。在左图中与电流表串联的电阻中的电流小于仅有R的支路电流，而总电流又小，所以I1I4,B 不正确，A、C均不正确。3. （C、D）解析：在电路当中R1中无电流，不能起到电压降的作用，因而改变R1对电容器两端电压不起作用，因而A错，电容器两极板电压即为R2中与电容器并联部分两端电压。滑片往下滑可增大极板间电压，造成极板间电场强度变大，粒子向上加速运动，因而C正确。断开K，极板两端电压增大为电源电动势，因而D正确。4. （C）解析：如题中图示，K1、K4上没有恒定电流，断开不影响电容器电场，K2断开电容器两极板电压升至电源电动势的值，当电场强度，电场力增大，油滴上浮，只有断开K3、撤去电流，电容通过R1、2、R3放电，电场强度减小，重力大于电场力，油滴向下运动。5. （A） 解析：当P向b移动时，电路总电阻增大 根据，I减小，又u=Ir，u增大及示数增大，又U2=IR ，所以示数减少，故选A。6. （D） 解析：若R1的触点不动，改变R2，则R1的、部分分压比例没变，对C1、C2的电量分配没有影响，故排除A、B。 根据题意知Q1=Q2即、分别为、两端电压，欲使，只有增加，减