关于电路变化问题的定性分析..doc

关于电路变化问题的定性分析 辽宁省建昌二中　刘井岩 物理：物理： 一、滑动变阻器阻值的变化问题 例1　在如图1所示的电路中，R1是定值电阻，电源电压U保持不变，当滑动变阻器滑片向右移动时，电压表、电流表的示数如何变化？ 分析　滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻R2变大，由于R1是定值电阻，所以串联电路的总电阻R串＝R1＋R2变大，串联电路的电流I＝U/R串，因U恒定不变，R串变大，所以I变小，电流表示数就变小。定值电阻两端的电压U1＝IR1，因为I变小，而R1不变，所以U1变小，电压表示数变小。即分析思路流程如下（↑表示增大，↓表示减小）： 思考：： 例2　如图2所示。当滑动变阻器滑片向右移动时，各电压表、电流表的示数如何变化？ 解析　根据电路特点可以确定R1和R2并联。电压表测量的是R2或R1两端的电压，也就是电源的电压，电流表A，A1和A2分别测量的是通过干路、R1和R2支路的电流。其实，这个问题的关键在于并联电路的电流、电压和电阻的关系。滑动变阻器连入电路的阻值虽是增大的，但直接接在电源的两端，引起了总电阻的变化，但并没引起总电压的变化，所以它只改变滑动变阻器这一支路电流，并不能改变R1支路电流。分析思路流程如下：　　　　　 例3　如图3所示电路，当滑片向左滑动时，各电表的示数如何变化？ 分析　此问题关键是分析电路，R1和R2组成了一个串联电路，但R1滑片的一端接在电压表上，也就是说滑动变阻器的滑片并不能改变整个电路的总电阻，所以电路的电流并不改变，电压表测量的是加在滑动变阻器R1右面部分的电阻与R2两端的电压之和。分析思路流程如下： 例4　如图4所示电路，当滑片向右滑动时，各表的示数如何变化？ 分析　此电路是混联电路，R1和R2并联再与R3串联，电流表A1，A2，A3分别测通过R1、R2和干路的电流，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器的阻值增大，并联电路的等效电阻没有变化，当滑片向右滑时，R3变小，则R总变小，总电流变大，这时的切入点是R并不变，U并变大，因而I1和I2变大，又由于U不变，U3变小。分析思路的流程如下： 例5　如图5所示，当滑片向右滑动时（不包括最右端）。各表示数变化情况？ 分析　这是一个混联电路，但滑动变阻器在一支路上，当滑片向右滑动时，接入电路的阻值减小，则并联部分的阻值减小。总阻值减小，总电流增大，此时切入点是干路上的电阻R3，由于R3的阻值不变，所以U3变大，U并变小，流过R1的电流变小，总电流变大，流过R2的电流变大。分析思路的流程如下： 例6　电路如图6所示，电源电压U＝6V恒定不变，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器最大值Rm＝20Ω。关于滑动变阻器消耗的功率，下列说法正确的是（ ） A．当滑片P在a端时。滑动变阻器消耗的功率为零 B．当滑片P在ab中点时，滑动变阻器消耗的功率为0．9W C．当滑片P从a端移动到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率逐渐变大 D．滑片P从a移动到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 分析　这个问题难点在于不是求滑动过程中定值电阻的电功率的变化关系，而是求滑动变阻器消耗的电功率的变化关系。如果高中阶段用极值的方法解得当R＝Rpa，滑动变阻器消耗的电功率最大，但在初中阶段学生的数学知识储备不足，而且又是一道选择题。所以此时只能用特殊值法和排除法，分别算出滑片在点a，b和中点时的电功率的大小并进行比较，也可以得出三者的关系。 ,。则；， 则? ；， 则? 所以，此题正确答案为选项ABD。 例7　如图7所示，当变阻器的滑片P置于某位置时，R1、R2两端的电压分别为U1和U2，当滑片P置于另一位置时，R1，R2两端的电压分别为U1′和U2′，若，，则（ ） A． B． C． D．无法判断哪个大 分析　如果将图7变换为图8就能非常方便地解决问题。当R1增大时，总电阻增大，电压不变，电流I变小，R0和R2是定值电阻，可以把R0和R2看做是一个电阻R，所以电阻R上的电压减小值是U1的增大值，即。则分析思路的流程如下： 二、开关的闭合与断开问题 这类问题也可以使电路中的电流、电阻和电压及电功率发生变化，分析此类问题同样应注意哪些是不变的物理 例8　在如图9所示的电路中，R1、R2是定值电阻，电源电压U保持不变。当开关S1由断开变为闭合时，电压表、电流表的示数如何变化？ 分析　开关S1断开时，R1与R2组成串联电路，电压表测量的是R1两端的电压，它只是总电压的一部分，电流表测量的是串联电路中的电流；，故电流表的读数变大，分析思路如下：；： 综上所述，我们分析此类问题时，应从“局部→整体→局部”这一“不变”的原则来应对“万变”的电路变化，我们应紧紧把握哪些物理原载《中学物理教学参考》2005．9 关于电路变化问题的定性分