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动态电路分析  

2017-11-27 16:53:20|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在恒定电流中,经常会遇遇到对动态电路的分析判断,且多数题目为多项选择题。引起电路特征发生变化主要有三种情况:1、滑动变阻器滑片位置的改变,使电路的电阻发生变化;2、开关的闭合、断开或转向(双掷开关)使电路结构发生变化;3、非理想电表的接入使电路结构发生变化。

  一、程序法

 基本思路是:部分——整体——部分。即从阻值变化入手,由串并联规律判断R的变化情况,再由闭合电路欧姆定律判断IU的变化情况,最后由部分电路欧姆定律以及串联分压、并联分流等规律判断各部分的物理量变化情况。

 1:如图所示,闭合电路的电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端过程中,下列说法正确的是:

 A、小灯泡L1L3变亮,L2变暗;

  B、小灯光L3变暗,L1L2变亮;

C、;电压表V1示数变化量较小;

D、电压表V2示数变化量较小。

程序法分析:P向左滑滑动变阻器的电阻减小外电路总电阻减小干路电流I增大L2变亮V2读数增大

 I=I1+I3 I增大而I3减小I1增大L1变亮

 路端电压U减小   U=U1+U2  V1的减小量大于V2的增加量L3变暗  U2增大

 综上分析表明,BD正确。程序法分析条理很清,理论依据明显,同学们应该掌握,应用时一定要先总后分即先弄清楚外电路总电阻、干路电流、路端电压的变化情况,再分析每个元件的情况,分析每个元件时又得先定后动,即先分析电阻无变化的元件中电流、电压及功率的变化,再分析变化电阻中电流、电压及功率的变化,在分析电阻无变化的元件时,又得“先轻后重”即先分析与“源头”电阻间接串并联的元件中的电流、电压及功率的变化,后分析与“源头”电阻直接串并联的元件中的电流、电压及功率的变化。

 结论法——“并同串反

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、两端电压、电功率都将减小。

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、电功率都将增大。

上题中具体应用为:P向左移,电阻减小,与它串联的有L1;间接串联的有L2V2,根据串反,可知这三个元件的电流、两端电压、电功率都将增大,即L1L2变亮,V2读数增大;与它间接并联的有L3V1,根据并同,可知这两个元件中的电流、两端电压、电功率都将减小,即L3变暗、V1读数变小。

那么用结论法能不能判断CD两个选项的正确与否呢?答案是肯定的——另加假设法:只要我们假设在干路中存在一个电流表A,其读数为I,由电路的连接关系我们知道:A与滑动变阻器为间接串联,由串反便可知I是增大的,而I=I2=I1+I3,前面已经判断出I1增大而I3是减小的,故可知I1的增大量大于I3的减小量;同理,假设电源两极间有一个电压表V,其读数为U,由电路的连接关系我们知道V与滑动变阻器为间接并联,由并同便可知UU)是减小的,而UU=U1+U2,前面已经判断出U1减小而U2增大的,故可知V1的减小量大于V2的增加量。

用结论法分析问题比程序法要快得多,同学们应该重点掌握。但应用过程中要弄清两个问题:一是电路的连接关系,搞清楚哪些是串,哪些是并;哪些是间接串,哪些是间接并。二是要理解的确切含义,电路变化是因为某个源头电阻变化而引起的,并同指的是与源头电阻并联或间接并联的元件中的电流、电压、电功率的变化方向与源头电阻的化方向相同,而不是变化量相同;同理串反 指的是与源头电阻串联或间接串联的元件中的电流、电压、电功率的变化方向与源头电阻的化方向相反,而变化量却没有直接联系。

下面我们再举例比较一下两种方法的应用。

  22011·海南高考)如图,E为内阻不能忽略的电池,R1R2R3为定值电阻,S0S为开关,VA分别为电压表与电流表。初始时S0S均闭合,现将S断开,则(  

AV的读数变大,A的读数变小

 BV的读数变大,A的读数变大

CV的读数变小,A的读数变小

DV的读数变小,A的读数变大

程序法分析:S由闭合到断开,R2所在支路电阻变大(R2→)+∞→外电路总电阻变大→      干路电流I减小→R1两端电压减小   U2增大且增大量大于U1的减小量→U=U1+U2U变大而U1减小      路端电压U变大→V的读数变大   A的读数变大

综上分析,V的读数变大,A的读数变大,即B正确。

结论法分析:S由闭合到断开,R2S整体电阻变大(R2+∞)与之并联的有R3A,与之间接并联的有V,故这三个元件的电流、电压、电功率都变大,即AV读数都变大,所以B正确。

 

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