高二物理电路的动态分析

1、1 直流电路的动态分析一般思路为 ：（1）确定电路的外电阻R外总如何变化； 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） 若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。（2）根据闭合电路欧姆定律rREI外总总确定（3）由 U内=I总r 确定电源内电压如何变化；（4）由 U外=EU内确定电源的外电压如何（路端电压）如何变化）；（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；（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系）。基本方法一、 “先总后分” 。即先判断

2、总电阻和总电流如何变化：例 1、如图，当R3变小时， R1 、R2上的电流、电压及灯泡的亮度如何变化？本题中，引起变化的是电阻R3，当光照强度增强时，其阻值变小。根据串并联电路的电阻关系可知， 电路的总电阻变小。这类题还有个特点，就是电源电动势恒定的，所以根据闭合电路欧姆定律可得：总总REI，总电阻变小则总电流增大。二、 “先干后支” 。即先分析干路部分，再分析支路部分：分析时要注意电源内阻必须考虑，且电源内阻是在干路上，根据部分电路欧姆定律有：rIU总内，总电流增大，则内阻上电压增大。同理有：11RIUR总，则 R1 两端的电压 增 大 ， 即 电 压 表 读 数 增 大 。 最 后 由外内

3、UUE和并外UUUR1可判断并联部分的电压是减小的。三、 “先定后变” 。即先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路：并联部分有两个支路，其中R2是定值电阻，那么，通过R2的电流 I2为：22RUI并，并联部分电压变小，则I2变小。电阻R3和灯泡所在的支路阻值是变化的，故不能直接由电压的变化判断其电流的变化。需根据并联电路电流关系来判断，即由32III总得23III总，再由前面的分析可知，I3是增大的，因此灯泡会变亮。四、 “并同串反” 。2 “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

4、压、电功率都将减小。电路中R2上的电流、电压、功率都是变小的。“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。电路中与R3串联的灯泡上的电流、电压、功率都是增大的。至此，本题的分析结束。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 2如图 2 所示，电源的电动势为E，内电阻为r，外电路接有定值电阻R1和滑动变阻器R，合上开关K，当

5、滑动变阻器的滑动头P 从 R 的最左端移到最右端的过程中A电压表读数一定变大B电压表读数一定变小CR1消耗的功率一定变小DR 消耗的功率一定变小例 3.如图是一火警报警的一部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b 之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是：AI 变大， U 变大BI 变小， U 变小CI 变小， U 变大DI 变大， U 变小例 4.在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R1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

6、表A1、A2和 V 的示数分别为I1、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AI1增大， I2不变， U 增大BI1减小， I2增大， U 减小CI1增大， I2减小， U 增大DI1减小， I2不变， U 减小例 5.如右图所示电路中，电源内阻不能忽略，当变阻器R 的滑片P向下移动时，电路中的电压表V1、V2和电流表A 的示数变化情况不正确的是AV1示数变大， V2示数变小， A 示数变小， R2消耗功率减小BV1示数变小， V2示数变大， A 示数变小， R2消耗功率增大CV1示数变大， V2示数变小， A 示数变大，电源消耗的总功率增大DV1示数变小， V

7、2示数变大， A 示数变大，电源消耗的总功率减小例 6如图所示电路，电源的电动势为E，内阻为r，R0为固定电阻， R 为滑动变阻器。在变阻器的滑片由a 端移向 b 端的过程中，电容器C 所带的电量A逐渐增加B逐渐减小C先增加后减小D先减小后增加A V2V1E R2 R1 P R b a E r C R R0图 2 A R2 R1 R3 BrabA1 A2 VSR1 R2 R3 abEr3 【跟踪练习】1. 关于闭合电路，下列说法中正确的是A.闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B.闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大C.闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大D

8、.闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大2.如图所示，直线A为电源的UI 图线，直线B 为电阻 R 的 UI图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4 W 、8 W B.2 W 、4 W C.4 W、6 W D.2 W 、 3 W 3.如图所示，电源E 的电动势为3.2 V，电阻 R 的阻值为30 ，小灯泡 L 的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W，当电键S 接位置 1 时，电压表的读数为3 V，那么当电键S接到位置 2 时，小灯泡L 的发光情况是A.很暗，甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏4.如图所示的电路中，闭合电键S 后

9、，灯 L1和 L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是A.L1灯灯丝烧断B.电阻 R2断路C.电阻 R2短路D.电容器被击穿短路5.如图所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率P总随电流 I 变化的图线 .抛物线 OBC 为同一直流电源内部热功率Pr随电流 I 变化的图线 .若 A、B 的横坐标为1 A，那么 AB 线段表示的功率等于A.1 W B.3 W C.2 W D.2.5 W 6.调整如图所示电路的可变电阻R 的阻值，使电压表V 的示数增大U，在这个过程中A.通过 R1的电流增加，增加量一定等于 U/R1B.R2两端的电压减小，减少量一定

10、等于UC.通过 R2的电流减小，但减少量一定小于U/R2D.路端电压增加，增加量一定等于U7.如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0 V ，内电阻 r=2.0 ，固定电阻 R1=1.0 ， R2为可变电阻， 其阻值在010 范围内调节， 问：4 取 R2=_时， R1消耗的电功率最大.取 R2=_时， R2消耗的电功率最大. 8.如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 ，R3=5 ，电源的内电阻r=1 ，当电键S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，电源的总功率为16 W，电源的输出功率为12 W.此时电灯R1正常发光，求：（1）电灯阻值R1是多少 ?（设 R1阻值恒定不变）（2）当电键S 断开时，

11、要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少 ? 9.如图 13011 所示的电路中， 电源由 6 个电动势 E0=1.5 V 、内电阻 r0=0.1 的电池串联而成；定值电阻R1=4.4 ，R2=6 ，R2允许消耗的最大电功率为Pm=3.375 W ，变阻器开始接入电路中的电阻R3=12 ，求：（1）开始时通过电池的电流多大?电源的输出功率多大? （2）要使 R2实际消耗的功率不超过允许的最大值，可变电阻R3的取值范围是什么? 答案：例 2A C 例3 B 例 4. B 例 5. A B D 例 6B 跟踪答案1.D 2.C 从图中可知E=3 V，图线 A 和图线 B 的交点是电源和电阻R 构成电路的工作点，因此 P出=UI =4 W，P源=EI=6 W. 3.A S接 1 时，由 E=U+Ir 得 r=2 .RL=U额2/P额=2 ， 故 S接 2 时，UL=rREL RL= 1.6 V3.0 V ，故灯很暗，此时电路中电流I=0.8 A ，有可能超过电源的额定电流，使电源烧毁导致灯不亮 . 4.B 5.C PAB=PA-PB.表示电源的输出功率.C 点表示电源处于短路状态，P源=P内