闭合电路的动态分析分解
闭合电路的动态分析专题

闭合电路的动态分析电路变化主要包括两种情况,一是由于电路中部分支路的接通或断开引起电路结构的变化,从而引起电路中有关物理量的变化;二是由于部分电路中某个电阻发生变化(例如:滑动变阻器滑动触头位置的改变),同样会引起电路中相关物理量的变化。
那么如何进行电路变化的动态分析,我们分析的理论依据是闭合电路欧姆定律,及部分电路欧姆定律,以及串联分压、并联分流等规律。
首先,要根据闭合电路欧姆定律,在I =ε/R+r 中,电源电动势ε和内电阻r 不变,由于电路结构的变化,会引起外电阻的R 变化,导致干路电流I 和路端电压U 的变化,再利用部分电路欧姆定律(在使用欧姆定律I =U/R ,必须牢记I 、U 、R 是对同一部分电路而言的,三个物理量中任意一个发生变化都可能引起其它两个量的变化。
)来讨论各支路中的相关物理量的变化,进而讨论干路中的各个物理量的变化。
其次,分析电路变化时,一般的顺序是先从变化部分开始,按照先总后分,先干路后支路,先固定电阻,后变化电阻的顺序进行分析。
变化电路的讨论如图电路:设R 1增大,总电阻一定 ;由 ,I 一定 ;由 ,U 一定 ;因此U 4、I 4一定 ;由I 3= ,I 3、U 3一定 ; 由U 2= ,U 2、I 2一定 ; 由I 1= ,I 1一定 。
总结规律如下:①总电路上R 增大时总电流I 减小,路端电压U 增大;②变化电阻本身和总电路变化规律相同;③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。
下面根据其以上方法具体分析一些实例: 一、由于某部分电路的断开或接通,会引起电路中相关物理量的变化。
例1.如图所示,当K 闭合时,两电表的读数变化情况是:( )V 、A 读数变大 V 、A 读数变小 V 的读数变大,A 的读数变小V 的读数变小,A 的读数变大解析:当K 闭合时,由于并联的支路的个数增加,由并联知识可知:外电阻R 减小, 由闭合电路欧姆定律I =ε/ R+ r 知,干电流I 增大,通过分析路端电压U=ε—I r 即R 2两端电压减小,由部分电路欧姆定律I 2= U 2/ R 2安培表A 的读数变小,正确答案应选B例2、如图所示,由于某一电阻发生断路,导致电压表和电流表示数均比该电阻未断开时要大,则这个断路的电阻可能是:( )A .R 1B .R 2C .R 3D .R 4 解析:若R 1断路,由并联电路特点,可知总电阻R 变大,由I =ε/ R+ r ,得总电流I 变小,由U=ε—I r 知路端电压增大,得R 2的两端电压U 2增大,通过对I 2= U 2/ R 2分析,知电流表的示数变大,故选项A 正确;若R 2断路,知电流表的示数为零,故选项B 错误;若R 3断路,电压表的示数为零,故选项C 错误;若R 4断路,由并联电路知识特点,可知总电阻R 变大,由I =ε/ R+ r ,得总电流I 变小,由U=ε—I r 知路端电压增大,得R 2的两端电压U 2增大,通过对I 2= U 2/ R 2分析,知电流表的示数变大,故选项D 正确;本题正确选项为AD 。
闭合电路中动态分析问题(学生版)

微专题 闭合电路中动态分析问题【核心考点提示】1.程序法:电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路.2.极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.3.分压分流原理:串联分压,并联分流.【微专题训练】【例题】在如图甲所示电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑片P 向上滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化。
图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况,以下说法错误的是 ( )A .图线a 表示的是电压表V 3的示数随电流表示数变化的情况B .图线c 表示的是电压表V 2的示数随电流表示数变化的情况C .此过程中电压表V 1示数的变化量ΔU 1和电流表示数变化量ΔI 的比值变大D .此过程中电压表V 2示数的变化量ΔU 2和电流表示数变化量ΔI 的比值不变【变式】在如图所示电路中,闭合开关S ,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示,电表示数变化量的绝对值分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。
下列说法正确的是 ( )A .U 1I 不变,ΔU 1ΔI不变 B .U 2I 变大,ΔU 2ΔI 不变 C .U 3I 不变,ΔU 3ΔI 变大 D .电源的输出功率变大【巩固习题】1.如图所示,A 、B 、C 、D 四个电路中,电源电动势为E ,电阻为r ,定值电阻为R 0,当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时,电压表示数将变大的电路是( )2.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示.M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R M 发生变化,导致S 两端电压U 增大,装置发出警报,此时( )A .R M 变大,且R 越大,U 增大越明显B .R M 变大,且R 越小,U 增大越明显C .R M 变小,且R 越大,U 增大越明显D .R M 变小,且R 越小,U 增大越明显3.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则()A.V的读数变大,A的读数变小B.V的读数变大,A的读数变大C.V的读数变小,A的读数变小D.V的读数变小,A的读数变大4.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态.要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是()A.将R1的滑片向左移动B.将R2的滑片向左移动C.将R2的滑片向右移动D.将闭合的开关S断开5.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看成是理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L2均变暗B.小灯泡L1变亮,V1表的读数变大C.小灯泡L2变亮,V2表的读数不变D.小灯泡L1变暗,V1表的读数变小6.在如图所示的电路中,电源的内阻为r,现闭合开关S,将滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是() A.灯泡L变亮B.电压表读数变小C.电流表读数变小D.电容器C上的电荷量增大7.如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r.开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光.现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是()A.电灯L1、L2均变亮B.电灯L1变亮,L2变暗C.电流表的示数变小D.电源的总功率变小8.如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表。
闭合电路的动态分析

闭合电路的动态分析闭合电路动态分析的基本思路是:“部分→整体→部分”,即从某个电阻的变化入手,由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况,然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点:1、理解闭合电路欧姆定律E=U外+Ir(E、r不变);部分电路欧姆定律U=IR。
2、局部电阻增则总电阻增,反之则总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之则总电阻增。
3、两个关系:外电压等于外电路上串联的各分电压之和;总电流等于各支路电流之和。
有一部分电路中的R、I、U都发生变化,这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题,还要结合串、并联电路的特点去进行判断。
动态分析的一般步骤:(1)局部电阻确定外电路的电阻如何变化(2)根据闭合电路欧姆定律EIR r=+,确定电路中的总电流如何变化(3)由U内=Ir确定电源的内电压如何变化(4)由U外=E—Ir确定电源的外由电压如何变化(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变【典题】1.如图所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)2.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时A.电压表V的读数增大,电流表A的读数减小B.电压表V和电流表A的读数都增大C.电压表V和电流表A的读数都减小D.电压表V的读数减小,电流表A的读数增大3、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A、电灯L更亮,安培表的示数减小B、电灯L更亮,安培表的示数增大C、电灯L更暗,安培表的示数减小D、电灯L更暗,安培表的示数增大4:如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )A伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小B伏特表V和安培表A的读数都增大C伏特表V和安培表A的读数都减小D伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大5:如图所示电路中,电源电动势和内电阻为定值,固定电阻的阻值R2小于变阻器ab两端之间的总阻值R3,R1≠0。
闭合电路的动态分析(课堂PPT)

示数增大.
解析:R0↓→R总↓→I↑ → U1↑→U内↑→U外↓ → V↓
而 U并↓=U外↓-U1↑→U2↓→I2↓,故A正确。
《课堂讲义》P40【例1】
5
练习2.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触 头P向下滑动时( D ) A.电压表示数变小,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大 C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变大,电流表示数变小
解析: R2 ↑ →R并↑ →R总↑ →I总↓→ U内 ↓、 U1↓ U外↑→U并↑→ U2 、U4↑、I2↑; 而 I总↓= I2 ↑ + I3↓。所以,正确的选项是D。
《课堂讲义》P41对点练习1改变答案顺序
6
练习3、如图所示的电路,闭合电键S,待电路中的
电流稳定后,减小R 的阻值.则( BC )
左移动一段距离后,下列结论正确的是( BD ) A.灯泡L变亮 B.电源的输出功率变小
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表读数变小,电压表读数变大
解析:根据“串反并同”,当R↑时,L与R串联, R↑→L变暗↓;A与R从整体上来看是串联的R↑→A↓; C与R并联, R↑→UC↑→Q↑=CUC;V从整体上来看与R 是并联的, R↑→V↑。P出=↑UI↓不能确定。
(1)确定电路的外电阻R外总如何变化;
① 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)
② 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
( 2)根据闭合电路欧姆定律 确定电路的总电流如何变化;
E I总 R外总 r
(3)由U内=I总r确定电源内电压如何变化;
高考物理之闭合电路的动态分析知识点

高考物理之闭合电路的动态分析知识点在处理闭合电路中的动态分析问题时,一是要抓住变化因素和不变因素,用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。
一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。
二是要从元件的变化情况入手,从局部到整体,再回到局部,逐步分析各物理量的变化情况。
解题时可分为四步:1、判断局部元件的变化情况,以确定闭合电路的总电阻如何变化。
例如,当开关接通或断开时,将怎样影响总电阻的变化。
当然,更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。
当然,更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。
应该记住,电路中不论是串联部分还是并联部分,只要一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻就变大。
只要一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻就变小。
2、判断总电流I如何变化。
例如,当总电阻增大时,由闭合电路欧姆定律知,因此I减小。
3、判断路端电压U如何变化。
此时,由于外电路电阻R和电流均变化,故用判断有一定困难,此时可用来判断。
4、判断电路中其他各物理量如何变化。
以上四步体现了从局部到整体,再回到局部的研究方法。
这四步中,第一步是至关重要的,若判断失误,则后续判断均会出错。
第四步是最为复杂的。
第四步中要能快捷地作出判断,要求在利用物理规律方面,除了欧姆定律、焦耳定律以外,还要熟悉串联电路、并联电路的特点,主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。
在选取研究对象方面,可采取扫清外围、逐步逼近的方法。
由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切,因此其物理量变化也将复杂。
这样,不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析,再逐步推理,从已知条件出发,循着规律,一步一个结论,将结论又作为已知条件向下推理,最后判断变化元件有关物理量的变化情况。
按照“局部----整体----局部”的程序进行分析。
基本思路:电路结构变化→R变化→R总变化→总电流I 变化→U内变化→U外变化→支路变化。
案例分析,当滑动变阻器接头向b端滑动,各电表示数如何变化:滑动变阻器向b端滑动→R减小→R外减小→R总减小(R外+r)→总电流I减小(A1示数减小)→U外增大(V示数增大)总电流I减小→R1的电压减小→R2的电压增大(U外等于R1的电压加上R2的电压)→R2的电流增大(A2示数增大)并同串反并同:某电阻R增大,与之并联的电阻中电流,电压都将增大。
巧解闭合电路的动态分析问题

巧解 闭合 电路 的动态分析 问题
严江勇 , 王 明锋
当 阳市 第 二 高 级 中 学 , 湖北 当阳 4 4 4 1 9 9
摘 要: 闭合 电路 的 动 态 分 析 问题 是 近 几年 高考 在 恒 定 电 流知 识 考 查 的 热 点 问题 , 利 用 常 规 解 题 思路 解 决 较 为繁 琐
关系。 电压表 与 为 并联 关 系 , 故 R变大时 , 由
同” ,它 的适用 条 件是 电源有 内阻且 闭合 回路 只
结论 “ 串反并 同” 得 电流表读 数变 小 , 电压 表读 数
第3 1卷 总第 4 5 9期 2 0 1 3年 第 9期 ( 上半 月)
物 理 教 学 探 讨 J o u r n a l o f P h y s i c s T e a c h i n g
文章编号 : 1 0 O 3 — 6 1 4 8 ( 2 O 1 3 ) 9 ( S ) - 0 0 4 2 — 3
闭合 电路 的动 态 分 析 问题 是 近几 年 高 考 在 恒定 电流知 识考 查 的热 点 问题 , 通 常是 指 由 于断 开或 闭合 开 关 、 滑 动变 阻器 滑 片 的滑 动等造 成 电 路结 构 发生 了 变化 , 某 处 电路 变化 又 引起其 它 电 路 的一 系列 变化 ; 对 它们 的分析 要 熟练 掌握 闭 合
电路 欧姆定 律 . 部 分 电路 欧姆 定律 , 串、 并 联 电路
中电压 和 电流 的关 系 , 解 决这类 问题 的基本 方 法 是所 谓 的程 序法 , 即一 般 步骤 是 : ( 1 ) 明确局部 电路变化时所引起 的局 部电路 电
阻 的变 化 。
A. 电压表 与 电流表 的示数都 减 小
专题闭合电路欧姆定律电路的动态分析问题

专题:闭合欧姆定律(电路的动态分析问题)知识回顾:直流电路的有关规律(1)欧姆定律I =UR(2)闭合电路欧姆定律E I R rE U IrE U U =+=+=+外内(3)电阻定律R =ρl S(4)电功率:P =UI P =I 2R =U 2R(5)焦耳定律:Q =I 2Rt(6)串并联电路规律:11222112U RU R I RI R ==串联分压:并联分流:1.闭合电路动态变化的原因(1)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).(2)若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小.(3)两个电阻并联,总电阻1212R R R R R =+.如果12R R C +=(恒量),则当12=R R 时,并联电阻最大;两电阻差值越大,总电阻越小.2.闭合电路动态分析的方法基本思路是“局部→整体→局部” 流程图:3.电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)根据局部电路电阻的变化,确定电路的外电阻R 外总如何变化. (3)根据闭合电路欧姆定律I 总=E R 外总+r,确定电路的总电流如何变化.(4)由U 内=I 总r 确定电源的内电压如何变化.(5)由U =E -U 内确定路端电压如何变化.(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化. 经典例题:1.如图所示的电路,L 是小灯泡,C 是极板水平放置的平行板电容器.有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动.若滑动变阻器的滑片向下滑动,则( )A .L 变暗B .L 变亮C .油滴向上运动D .油滴不动2.在如图所示的电路中,E 为电源电动势,r为电源内阻,R 1 和 R 3均为定值电阻,R 2为滑动变阻器.当 R 2的滑动触点在 a 端时合上开关 S ,此时三个电表 A 1、A 2 和 V 的示数分别为 I 1、I 2和 U .现将 R 2的滑动触点向 b 端移动,则三个电表示数的变化情况是 ( )A .I 1增大,I 2不变,U 增大B .I 1增大,I 2减小,U 增大C .I 1减小,I 2增大,U 减小D .I 1减小,I 2不变,U 减小3.图中A 为理想电流表,V 1和V 2为理想电压表,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,电池E 内阻不计,则( )A .R 2电阻减小时,V 2示数增大B .R 2改变时,V 2示数与 A 示数之比不变。
闭合电路的动态分析

(3)分清变和不变的量以及它们之间的关系(先 研究不变的量,再研究变化的量的 变化情况)。
例
题 图中滑动触头向下移动时,判断各电表 的示数变化情况。
R1 A1 A2 V1 R2 A3 V2 R3
解析:
触头
R3
R总
I干
U路
V1
A1
V2
A2
A3
引申1:
如图所示电路,滑动触头向下移动, (1)判断理想电表的示数前后变化情况。 (2)电容器的带电量如何变化? (3)R1消耗的功率如何变化? R
当外电阻为纯电阻电路时
2R E 外 2 = P出=I R外= (R外+r)2
由图可知:同一功率对 应着两个电阻值,两个 电阻值之间有何关系呢?
③输出功率:P出=P- P内=IE- I2r=I U外= I2 R外
E2
(R -r)2
外
R外
+4r
2 E 当R外=r时,P出最大,且最大值为 P出m= 4r
R2的变化范围是0-10Ω。求:
E U0 U N 1)右图中a为闭合电路的U-I图象 b为部分电路(外电阻)的U-I图象
M(I0,U0) 2)两者的交点坐标表示该电阻 接入电路时的路端电压与电流. b a 3 ) a 的斜率的绝对值表示电源内 β α 阻的大小、b的斜率的绝对值表 o I I0 Im 示接入电路中外电阻的的大小
4)图中虚线矩形的面积表示接入该电阻时的输出功率。 当两个斜率相等时(即内、外电阻相等)图中矩 形面积最大,即输出功率最大。
闭合电路的动态分析 (1)保持不变的量只有电源的电动势和内电阻,电 流、电压、电功率等都随外电阻的改变而改变. (2)相关公式:
电流I=E/(R外+r).
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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、两端电压、电功率都将减小。
五)、小结:
1. 明确电路的连接方式 2.判断局部电阻变化,进而得总电阻变化 3.由干路电流变化推得路端电压变化 4.判断各部分电压、电流变化
闭合电路的动态分析
一、知识点回顾
①
I
E R
r(I、R间关系)
②U=E-Ir(路端电压)
③E=U外+U内=IR+Ir
? 用电高峰时,为什么灯会显得稍暗
L3 L2 L1
二)、全电路动态分析的具体步骤:
(1)明确电路的连接方式 (2)判断动态部分电阻、全电路总电阻的变化. (3)判断闭合电路总电流的变化. (4)依据U=E-Ir,判断路端电压的变化. (5)依据分压、分流原理判断动态部分的物理 量的变化.
练习1:在如图所示的电路中,R1=10 Ω,R2=20 Ω,滑动变阻器R的阻值为 0~50 Ω,当滑动触
头P由a向b滑动的过程中,灯泡L的亮度变化情
况是( )
A.逐渐变亮
B.逐渐变暗
C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
练习2:如图电路中,当滑动变阻器滑动键P向 下移动时,则( )
A.灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
例2如下图,当滑片P向右移动 时,A1表、A2表和V表将如何 变化?
分析:当滑片P向右移动时,电路的总电阻 变大(变大、变小、不变),由闭合电路欧姆定 律可知,电路中的电流强度I将变小(变大、变小、 不变),而电压表是测量路端电压的,再根据路 端电压U=E-Ir可知,路端电压U将 变大(变大、 变 其小电、流不将变变)大,(固变定大电、阻变R小1的、电不压变及)为。路端电压, 结 数变论大:A。1的示数变大;A2的示数变小;V的示
A、A灯变亮,B灯变亮 B、A灯变暗,B灯变亮 C、A灯变暗,B灯变暗 D、A灯变亮,B灯变暗
巩固练习
1、在图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P 向上端a滑动时,电流表A1、A2及电压表V的 示数的变化情况是( ) A.电流表A1增大,A2减小,电压表V减小 B.电流表A1减小,A2增大,电压表V减小 C.电流表A1增大,A2增大,电压表V增大 D.电流表A1减小,A2减小,电压表V增大
2、如图所示A灯与B灯的电阻相同,当滑动变 阻器R的滑动片P向上滑动时,两灯亮度变化是 ()
例3.在图3的电路中,当滑动变阻器的滑动头 向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为 ()
A.A灯和B灯都变亮 B.A灯、B灯都变暗 C.A灯变亮,B灯变暗 D.A灯变暗,B灯变亮
四)、简洁判断的方法:“串反并同”规律 的运用
①“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;
局部
整体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
局部
例1:如图所示,电源电动势的内阻不能忽略,
试分析当滑片P向a端滑动时,电压表和电流
表的示数如何变化?
A
S
P
Va b
A
分析:当滑动变阻器的滑片向a端滑动时,电 路的总电阻 变小 (变大、变小、不变),由
闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流强度I 将 变大(变大、变小、不变),而电压表是
测量路端电压的,再根据路端电压U=E-Ir可知, 路端电压U将 变小 (变大、变小、不变)。 结论:电压表的示数变小;安培表的示数变大 .