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文档简介

动态电路分析初中物理的动态电路只涉及到串联电路和并联电路,另外电源电压也是保持不变的,这样就大大简化了分析方法。自然调节法中,几个电学物理量可以用类比的方法进行演示,我们可以将电阻看做是起阻碍作用的一些东西,将电流看做是流量,形象点说好比是电阻是道路中的石头,起阻碍作用,电流好比是道路中的车辆或者是人群。串联电路。串联电路最完整模型如图所示,假设R2的滑片P向右移动。第一步,独立分析,先分析这些表的示数如何变化?常规方法:因为I=U/(R1+R2),控制变量法,向右滑动,R2增大,所以I减小即A表减小,然后分析V1表,因为U1=IR1,R1不变,I减小,所以U1减小,即V1表减小,最后分析V2表,因为U2=U-U1,电源电压保持不变,所以V不变,U1减小,所以U2增大,即V2表增大。分析顺序是UAV1V2。自然调节法:因为P向右移动后,电路中的阻碍变大了,自然的规律有阻大流小,阻小流大,现假想一条道路中间突然一下子多了很多大石块,流量肯定会变慢,变小,因此A表示数变小。然后可以考虑V2表,因为R2的电阻变大了,而R1的电阻不变,根据串联电路的分压原理,可知V2增大,V1减小。结论:串联电路中,电源向每个电阻两端分配的电压都是按照每个电阻自身在总电阻中所占的比例来分配的,而电源供应的电压是一个定量,所以谁电阻大,谁就分的多,或者说谁的电阻变大了,谁就能多抢点电压过来,那么另外一个电阻两端的电压就无条件地减小了,因为它的份额少了。使用自然调节法,是先分析变阻器两端的电压的,这也符合自然的一个规律,就是先分析主动变化(V2),再分析被动变化(V1)。分析顺序是UAV2V1。第二步:相互关系,归纳下无非就是这几种问法。1差值VV1:就是问V2,方法如前述;VV2:就是问V1,方法如前述;2和:V1+V2:就是问V,方法如前述。3比值:凡是某电压比某电流的,即应想到指的是某电阻,所以只要看清是哪个电阻就行。V/A:即总电阻,P向右滑动,总电阻增大,所以V/A增大;V1/A、V2/A:方法如上。(VV1)/A或(VV2)/A:和差值结合在一起,只要多考虑一步就行。V/V1(增大)或V/V2(减小):控制变量法即可解决。V1/V2(减小)或者V2/V1(增大):虽然不能用控制变量法,但是很明显分子和分母是反向变化的,很容易判断。以下两个比值考的比较少,因为对初中生来说线性分析能力太较弱。V1/A=V2/A=R1保持不变4变化值:V1的变化量和V2的变化量,可以这样考虑,V1和V2总共分享一个电源电压,一个增大了多少,另一个就减少了同样多少。所以V1=V2,或者经常考的另外一种形式,V1/V2=1。并联电路典型电路图如图所示:原则,电路不发生故障的情况下,V恒为电源电压,保持不变。假设滑片P向左移动,即R2增大。A1测R1电流(流量),A2测R2电流(流量),A测总电流(流量)。每个电流表的变化还是符合阻大流小,阻小流大的自然调节规则,电源电压不变的情况下,自家电阻管各自电流,所以变阻器R2变化后,不影响A1电流的变化,只会影响R2所属的A2电流表(变小),以及总电流A,A管辖的是两家人家的电流,一家人家电流变小了,另一家的不变,所以A当然也是变小的。差值:AA1:AA1=A2,A2减小,所以AA1也减小。AA2:同上,即为A1,R1是定值电阻,自己电阻管自己电流,保持不变。另外一个重要关系,A2=A,同样可以这么讲,分的少了多少,总的就少了多少,方法同串联电路中分析各电阻电压变化值一样。比值:V/A或V/(A1+A2):电压和电流的比值就是某电阻,总电压和总电阻比值就是总电阻,并联电路只要有一路电阻增大,总电阻也增大。V/A1:R1不变V/A2:R2增大以上也可以用控制变量法,但是我各人觉得用转换法(看成比值是某一电阻)比较简单。A1/A2:各自分析,A1不变,A2减小,所以比值增大。也是用控制变量法。A1/A:同理用控制量法,A1不变,A减小,所以比值增大。下面比较重要无法用控制变量法的:A/A2(减小)或A2/A(增大):A和A2都在变化,而且是同向变化,无法用控制变量法,这里教师可以提供两个教法,一个是展开法:即是将A用A1+A2来替代,接着用数学的方法来拆分数,当然一般是(A1+A2)/A2好拆,如果出现A2/(A1+A2)建议将分数倒一下之后再拆,不过记得最后还要反过来。自然调节法:因为改变电阻的是R2,所以很明显A2是直接影响的,而A是间接影响的。现在A2和A都在减小,但是A2是直接影响, A是间接影响(因为它还要管R1的电流),所以影响肯定要比A2小,这样A/A2比值是增大的,可以这么想两个表都在减小,但是A的减小影响小(减小率),A2的减小影响大(减小率),因此比值增大。一、定性判断:(一)由滑动变阻器导致的变化: 解答方法:明确变化的根源,由滑动变阻器阻值的变化开始,利用欧姆定律和电路规律,抓住电路中的不变量(如:电源电压,定值电阻的阻值等)逐个判断变化量。 串联1.在图4所示的电路中,闭合开关S,当滑片向右移动时,电压表和电流表示数的变化情况是( )(1) 电压表和电流表均变大(2) 电压表和电流表均变小(3) 电压表变大,电流表变小(4) 电压表变小,电流表变大2.如图2所示的电路中,电源电压不变,开关闭合后,若滑动变阻器的滑片P向右端移动,则( ) A.电压表的示数和电流表的示数都增大 B.电压表的示数和电流表的示数都减小 C.电流表的示数减小,电压表的示数增大 D.电流表的示数增大,电压表的示数减小图15-403如图15-40所示的电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时,各电表示数变化情况是( )。 AV1增大,V2减小,A减小 BV1增大,V2减小,A增大 CV1减小,V2增大,A增大 DV1减小,V2增大 A减小图15-384如图15-38所示的电路,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表、电压表的示数变化情况分别是( )。 A变大,变大 B变小,变小 C变小,不变 D变大,不变图15-335下列各图15-33中,滑动变阻器滑片P移动时,电压表、电流表的示数各怎样变化:若滑片P向右移动: 若滑片P向左移动: 若滑片P向右移动:电流表示数 ; 电流表示数 ; 电流表示数 ;图15-31电压表示数 ; 电压表示数 ; 电压表示数 ;6如图15-31所示当滑动变阻器的滑片自左向右移动的过程中,电路的总电阻、电流表示数和电压表示数的变化情况分别是( )。 A变小、变大、不变 B不变、变大、变小 C变大、变小、变小 D变大、变大、变大 并联1. 如图所示的电路中,闭合开关后,若R1的滑片向右移动的过程中,电流表A( )、电流表A1( )、电流表A2( ),电压表v( )(填“不变”“变大”或“变小”)注:并联电路中,电压表的示数通常不变,各支路互相独立,互不影响。(二)由开关导致的变化:解答要点:按要求闭合或者断开开关,分清两种状态,分别根据电路规律和欧姆定律去判断,列出电表示数表达式,然后对比两种状态下的对应量,得出结论。1.如图6所示的电路中开关均闭合时,灯L正常发光;若电源电压不变,当开关S2断开后,则( )A. 灯L变亮,电流表示数增大B. 灯L变亮,电流表示数减小C. 灯L的亮度不变,电流表示数增大D. 灯L的亮度不变,电流表示数减小图15-482.如图15-48所示的电路,当开关S断开时,电流表的示数是1A,开关闭合时,电流表的示数将( )。 A不变 B增加到2A C减少到1/2A D增加到4A(三)由元件故障导致的变化:解答要点:分清故障前后两种状态,分别根据电路规律和欧姆定律去判断,列出电表示数表达式,然后对比两种状态下的对应量,得出结论。1.如图所示的电路中,开关S闭合后两灯正常发光,一段时间后L1熄灭L2依然发光,则电流表( ),电压表( );若L2熄灭L1依然发光,则电流表( ),电压表( );若L1灯丝断了,则电流表( ),电压表( )。(填“不变”“变大”或“变小”)2. 如图所示的电路中,开关S闭合后两表正常工作,若一段时间后R2开路,则电流表( ),电压表( )。(填“不变”“变大”或“变小”)二、定量计算:(1)常考由滑动变阻器引起的电流表、电压表示数变化的范围;解答时采用极端值法-即:找出滑动变阻器阻值最大和最小时电流表和电压表的示数,以确定电表范围。图15-351如图15-35所示的电路,电源电压为12V不变,R1=8,R2是最大阻值为60的变阻器。求电压表和电流表的变化范围。图15-362如图15-36所示的电路,电源电压为12V且保持不变。R1=10,R2是050的变阻器。求当变阻器滑片移动时,电流表、电压表的示数变化范围。(2)多开关的不同状态引起的电路变化,主要表现为电路连接方式的改变,从而导致电表示数变化,这类题的解答关键在于用电器连接方式、电表测量范围的判断;通常会有两到三种状态:简单电路、串联或者并联,判断清楚后,每种状态相当于一个简单的电路计算题。1. 如图9所示的电路中,电源电压恒定,R1=8,R2=12。(1)S1、S2都断开时,电流表的示数为0.3A,求电源电压。(2)S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.75A,求R3的阻值。图15-512. 如图15-51,当S闭合时,电流表的示数1.5A,电压表的示数为9V。(1)求电源电压和R1的阻值;(2)当S断开时,电压表的示数为6V,电流表的示数为1A,R2的阻值是多大? 课后练习1(嘉定区)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑变阻器的滑片 P 向左移动时,电流表 A 的示数将 ,电压表V与电压表 V2 示数的差值跟电流表 A 示数的比值 ( 选填“变小”、“不变”或“变大”)。2在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,当滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中,电压表V2的示数将_,电压表V1与电流表A的示数的比值将_。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)3在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器R1的滑片P向右移动时,电流表A2的示数I2将_(选填“变大”、“不变”或“变小”);若电流表A1示数的变化量为I1,电流表A2示数的变化量为I2,则I1_I2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。4在图所示的电路中,电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时,电压表V示数将_。闭合电键后,当滑动变阻器滑片P向右移动时,电流表A1与电流表A示数变化量的比值将_。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)5在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V的示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”),电流表A1的变化值_电流表A的变化值。(选填“大于”、“等于”或“小于”)6在图所示的电路中,电源电压不变,闭合电键S,当滑片P向右移时,电压表V的示数将_(选填“变大”、“不变”或“变小”),电流表A1示数的变化量I1和电流表A示数的变化量I之比值_(选填“大于1”、“等于1”或“小于1”)。7在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,电流表 A1的示数将 ,电流表A与电流表 A2 示数的差值跟电压表V示数的比值 _( 均选填“变小”、“不变”或“变大”)。8在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表A的示数将_,电压表V与电压表V1示数的差值跟电压表V1示数的比值_。(均选填“变小”、“不变”或“变大”)9在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电流表A1的示数将_(选填“不变”、“变小”、“变大”),电流表A与电流表A1示数的差值跟电流表A示数的比值_(选填“不变”、“变小”、“变大”)。10在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V的示数将_,电流表A1与电流表A2示数的比值将_。(均选填“变小”、

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