浅析初中物理动态电路的分析与解答.doc

浅析初中物理变化电路的分析与解答 胡 芳在电学试题中，经常出现一些因“滑动变阻器滑片移动”和“开关断开或闭合”而引起电路中电学物理量的变化的试题。这类题目既是中考的热点，也是初中学生物理学习过程中的一个难点。我结合近几年来的中考试题和实际的教学经验，对变化电路的分析谈谈以下拙见。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解决此例问题时，应以电路的结构入手，以一个基本的规律作为基本点。即在一个电路中（串联、并联、混联都是一样的），只要有一部分电路的电阻增大，则整个电路的总电阻增大；只要有一部分电路的电阻减小，则整个电路的总电阻减小。然后再用下述思路进行分析、论证。（1）明确电路结构，包括两大要素：一是连接方式，二是电流表、电压表测哪一部分电路或哪一个用电器的电流、电压。（2）由局部到整体：根据滑片的移动引起的电阻变化分析总电阻的变化，总电流的变化。（3）由整体再到局部：根据欧姆定律结合相关公式及串、并联电路的特点分析电路中的电流表、电压表及电功、电功率的变化情况。1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（2007绵阳市）如图1所示的电路，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，有关电流表和电压表的的读数以及灯泡的变化，下列叙述正确的是（ ）A 电流表读数变大，电压表读数变小，灯泡变暗B 电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡变亮C 电流表、电压表读数都变小，灯泡变暗D 电流表、电压表读数都变大，灯泡变亮分析：本题中，灯L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯L两端的电压。（为了分析表达的简洁，我们约定一套符号： “”表示引起电路变化；“”表示物理量增大或电表示数增大；“”表示物理量减小或电表示数减小。）P右移RR总IA表。RL不变IRLULV表ULIPL灯泡变暗。 判断V表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：RURULV表。 变式训练题1 参考上图，在伏安法测电阻的实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器的两端时，如图2，当滑片P向右移动时，请判断A表和V表的变化。解析： RL与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端R的电压。由上题可知：A表ULUR=UULURV表。 注意的是，本题无法直接判断出电压表的示数变化情况，只能是间接通过判断RL两端电压的变化情况，再结合串联电路电压的关系来判断电压表示数的变化情况。这就进一步培养了学生从局部到整体再到局部的思维方式。 图1 图2 图3 图4 变式训练题2在如图3所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时 （ ）(A)电流表示数变大，灯变暗。 (B)电流表示数变小，灯变亮。 (C)电压表示数不变，灯变亮。 (D)电压表示数不变，灯变暗。分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，电压表的示数将不会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻RL大小不变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。从串联电路的分压角度分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率P=ULI也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为D。变式训练题3 在如图4所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（ ）(A)电压表示数变大，灯变暗。 (B)电压表示数变小，灯变亮。(C)电流表示数变小，灯变亮。 (D)电流表示数不变，灯变暗。例2（2006眉山市）如图5，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从右端滑到左端的过程中，电压表和电流表的示数如何变化？。分析：本题学生的易错点在于：误将R1当成了平常见到的滑动变阻器，认为滑片P从有端滑到左端的过程中，R1变大，R总变大，电流变小，于是电流表示数变小； 电压表示数变小。正确求解是：先要确定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将电压表看成开路或干脆拿掉。此时可以容易地看出，这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的滑片已经悬空，滑片移动并不影响R1 ，R1为定值，电路中总电阻不变，所以A表示数不变。电压表在本电路中，是测量R1部分电阻的电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据分压原理：V表示数减小。变式训练题 如图6，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。 图5 图6 图7 图82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3如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？分析：并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右移动时，对R1这条支路没有影响，所以电流表A1示数不变。滑片P右移，R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以A2示数也会变小。变式训练题 如图8，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化解决这类问题时，应从电路的初始状态切入，分析由于开关的通断引发的电路结构状态的变化，可按下列思路进行。（1）明确变化前电路的结构。（2）分析由于开关通、断所引起电路结构的变化情况，明确变化后电路的结构，画出等效电路图。（3）从电阻的变化着手，运用欧姆定律并结合相关公式规律进行分析、求解。1串联电路中开关的断开或闭合引起的变化例4在如图9所示的电路中，将开关S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”)。分析：在开关尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量R1两端的电压，开关S闭合后，电阻R2被局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。在开关尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；开关S闭合后，电阻R2被局部短路，电路中的电阻只有R1了，因此电流表的示数将变大。变式训练题在如图10所示的电路中，当开关S断开时，电阻R1与R2是_联连接的。开关S闭合时，电压表的示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 图9 图10 图11 图122并联电路中开关的断开或闭合引起的变化例5 在图11中，灯泡L1和灯泡L2是_联连接的。当开关S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”)。分析：本题的难度首先在电路的识别，我们可以将电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯L1的支路中的，所以开关闭合时，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。电压表是测量电源电压，而且不受开关控制，所以示数“不变”。 变式训练题 在图12中，灯泡L1和灯泡L2是_联连接的。当开关