动态电路分析方法
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电路动态变化的常见情况及分析⽅法2019-08-29电路动态分析是电学中⼀类⾮常典型的题型,它能综合考查学⽣对闭合电路欧姆定律的掌握,对电路结构的认识,以及对串、并联电路的基本特点等知识的应⽤,是⼀类考查学⽣分析能⼒、推理能⼒的好题.对不同的动态电路,引发的变化原因不同,但在分析⽅法上都⼤同⼩异.⼀、引起电路动态变化的原因归结起来,引起电路动态变化的原因有如下⼏种情况:1.滑动变阻器滑⽚的位置改变2.电路中开关的闭合、断开、或者换向3.⾮理想电表对电路的测试4.电容器结构的改变5.电路出现故障(断路或短路)6.电路中有传感器等敏感元件⼆、电路动态变化的基本分析⽅法1.程序法(1)基本思路:电路结构的变化,引起某部分电阻R的变化,引起总电阻R总的变化,引起⼲路电流I总的变化,引起路端电压U端的变化,引起固定⽀路上电流和电压的变化.(2)判定总电阻变化情况的规律a.当外电路的任何⼀个电阻增⼤(减⼩)时,电路的总电阻⼀定增⼤(减⼩)b.若开关的通、断使串联的⽤电器增多时,电路的总电阻增⼤;若开关的通、断使并联的⽀路增多时,电路的总电阻减⼩.图1c.如图所⽰分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中⼀段与⽤电器并联,另⼀段与并联部分串联.设滑动变阻器的总电阻为R0,灯炮的电阻为R灯,与灯泡并联的那⼀段电阻为R,则分压器的总电阻为:R总=R0-R+RR灯R+R灯=R0-R2R+R灯=R0-11R+R灯R2.由此可以看出,当R减⼩时,R总增⼤;当R增⼤时,R总减⼩.2.极限法:因变阻器滑⽚滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑⾄两个极端去讨论,进⽽得出⼀般变化情况的⽅法.3.特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以采取代⼊特殊值去判定,从⽽得出⼀般结论.三、例析图2例1如图所⽰,电源电动势E=8V,内阻不为零,电灯A标有“10V,10W”字样,电灯B标有“8V,20W”字样,滑动变阻器的总电阻为6Ω,闭合开关S,当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)A.电流表的⽰数⼀直增⼤,电压表的⽰数⼀直减⼩B.电流表的⽰数⼀直减⼩,电压表的⽰数⼀直增⼤C.电流表的⽰数先增⼤后减⼩,电压表的⽰数先减⼩后增⼤D.电流表的⽰数先减⼩后增⼤,电压表的⽰数先增⼤后减⼩解析图⽰电路是滑动变阻器R上部分与灯泡A串联,下部分与灯泡B串联,然后再并联,当P位置改变,导致总电阻变化,从⽽引起电流表、电压表⽰数变化.要知道P由a端向b端滑动过程中,总电阻怎样变化,必须要知道两灯泡的电阻.由P=U2R得:R=U2P,所以,RA=10210Ω,RB=8220Ω=3.2 Ω.⼜知R滑=6Ω,所以P由a端向b端滑动过程中,上⾯⽀路的电阻总⼤于下⾯⽀路的电阻,且相差越来越⼤,故R总减⼩.由此可直接判断出电压表⽰数减⼩,电流表⽰数增⼤.正确答案为A.点评本题属于滑动变阻器滑⽚位置变化⽽引起的电路动态变化,由于是双臂环路问题,故采取了算出具体数值,由极端法讨论的分析⽅法.例2如图所⽰,⼀理想变压器原线圈接⼊交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的,V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是().图3A.U2变⼩,I3变⼩B.U2不变,I3变⼤C.I1变⼩,I2变⼩D.I1变⼤,I2变⼤解析因为U1不变,由U1U2=n1n2可得U2不变,断开S后,副线圈所在电路电阻R变⼤,由I2=U2R可知,电流I2减⼩.由U1I1=U2I2得I1=U2I2U1,故I1减⼩.电阻R3两端电压U3=U2-I2R1,故U3变⼤,I3=U3R2变⼤.综合可得正确答案为B、C.点评本题是由于电路中开关断开,引起电阻变化,导致各部分电阻上的电压和通过的电流变化.由程序法进⾏动态电路分析的问题.图4例3两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定且等于12 V的直流电源上,有⼈把⼀个内阻不是远⼤于R1、R2的电压表接在R1两端,如图所⽰,电压表的⽰数为8V.如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的⽰数将().A.⼩于4VB.等于4VC.⼤于4V⼩于8VD.等于或⼤于8V解析电压表在电路中有双重⾝份,⼀⽅⾯,它能显⽰⾃⾝两端的电压,另⼀⽅⾯,它⼜有⼀定的电阻.此题中电压表先与R1并联,读数为8V,则R2上分得的电压为4V.⽽当电压表与R2并联时,其并联后的电阻要⽐R2⼩,⽽此时R1的阻值要⽐原先R1与电压表并联的阻值⼤,此时R1分得的电压⼤于8V,R2与电压表并联后分得的电压⼩于4V.正确答案为A.点评⾮理想电表接⼊电路中时,相当于改变了电路结构,从⽽使各部分电压、电流发⽣相应变化.注:本⽂为⽹友上传,不代表本站观点,与本站⽴场⽆关。
电路中电流电压变化的分析电路的结构与电路电流、电压的变化的分析对每一位同学来说都就是相当重要的。
因为它在整个电学中都占有相当重要的地位,那么怎样才能学好它呢?下面介绍的一些例子或许能对学生们学习物理有很好的帮助。
电路的结构分析:电路的结构分析的主要任务就是分析组成电路的各元件间的串并联关系,并能画出串联与并联关系的简化电路图。
首先应明确“串联”、“并联”的意义,如果电路中的同一电流依次流经各电路元件,这些电路元件就就是串联的;如果电流从某一点开始分别流经不同元件后又汇合在一点,这些元件就就是并联的,由此可根据电流的走向分析元件间的串并联关系。
另外在识别电路时,电流表相当于导线,电压表相当于断路去掉。
电路的动态分析:电路的动态分析的主要任务就是分析电路中各元件电流与电压的变化。
(1)首先要进行电路结构分析了解各元件间的串联、并联关系,弄清各电表测的就是哪段电路的哪个物理量,弄清变阻器电阻变化的情况等。
(2)处理好部分与整体的关系、阻值变化与阻值不变部分之间的关系,一个电阻的变化可以引起电路中一系列电学量的变化,分析有关电学量的变化时要注意整体与部分、干路与支路的联系。
最常见的分析思路就是,由部分电路电阻的变化推断电路总电阻的变化,再由欧姆定律讨论总电流的变化电压对于定值电阻常用分析,对变化的电阻常用(U总常为电源电压,为定值电阻)来分析。
例1:如图所示,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的示数,电压表的示数,电压表的示数。
解:首先根据电路连接情况判断该电路就是串联电路。
下面判断电路中的电流与电压的变化。
(1)观察滑动变阻器的变化; 【向左移动变小】(2)推断电路总电阻()的变化; 【变小】(3)判断电路中电流的变化(为电源电压不变); 【变大】(4)判断各部分电路电压的变化,先判断定值电阻的电压变化【变大】、后判断滑动变阻器电压的变化() 【变小】例2如图所示,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的( )A.三只电表的示数都变大B.、示数变小,的示数不变C.三只电表的示数都变小D.表的示数变小,、表示数不变解:首先根据电路连接情况判断该电路就是并联电路,接着判断电路中的电流与电压的变化,表并联在两端,测两端电压也就是电源电压,因电源电压不变,所以的示数不变。
电学中动态电路分析一、知识点回顾1.电路特点【练习】1. 在探究电路的电流规律实验时用了图8中的某个电路,已知R 1=R 2<R 3,电流表的读数分别是:A 1为0.3A 、A 2为0.15A 、A 3为0.45A .测量时的电路图应是( )2. 某电器的内部电路如右图所示,其中R 1=12Ω。
当在A 、B 两个接线端口接入电压为10V 的电源时,电流表的示数为0.5A ;而把此电源(电压恒定)接在C 、D 两个接线端口时,电流表的示数为1A ,则下列判断中正确的一项是:A .可求出R2和R3的阻值,分别为R2= 8Ω,R3=2ΩB .可求出R2和R3的阻值,分别为R2= 8Ω,R3=12ΩC .只能求出R2和R3阻值的比值,R2 :R3=1 :2D .电路发生了变化,不符合控制变量法,无法计算3.如图所示电路,当开关闭合时,电压表示数为6V ,已知灯L2电阻为6Ω,电源电压为18V ,则L1的电阻为( ) A. 1Ω B.2Ω C.3ΩD.4Ω4.电源电压保持不变,灯L 电阻为8Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
当变阻器滑片P 滑到A 端时,闭合开关S1和S2,则通过L 与滑动变阻器的电流之比为( )A. 2 : 5B. 5 : 2C. 3 :2D.2 :35. 图8所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R 2与R 3的阻值均为10Ω.闭合开关S ,电流表A 1和A 2的示数之比为2∶3.若把电流表A 1和A 2分别换成电压表V 1和V 2后,电压表V 1的示数为U 1,电压表V 2的示数为U 2.则下列选项正确的是( )A .R 1=5ΩB .R 1=20ΩC .U 1∶U 2=3∶4D .U 1∶U 2=4∶3图56.在练习用电压表测量的实验中,小明同学遇到了一个难题:他想测量一个电压约为18V 的电源电压,可手边只有:量程为3V 的电压表、开关、阻值为R 1=10Ω、R 2=20Ω、R 3=140Ω的电阻各一只。
动态电路分析 --- 串联电路一、动态电路类型A 、滑动变阻器类1 .串联电路中由滑动变阻器引起的变化2 .并联电路中由滑动变阻器引起的变化 二、分析一一解题步骤1、识别电路,确定电路类型2、判断电流表电压表测定对象3、动态分析(滑动变阻器电阻的变化) _______三、知识储备I Al.串联电路中由滑动变阻器引起的变化 [―1 知识点:I(1)串联电路中(电源电压不变):L-nQ —I 总电阻变大,则电流变小; g z 1总电阻变小,则电流变大;I l J (2)串联分压:U 总=U 滑+URJI LU 总不变: U 滑变大,则UR 变小,U 济变小,则UR 变大 四、方法介绍 极端假设法:只需要分析滑动变阻器两端的电阻的变化。
操作:假设滑片P 在最左或者最右端,那么移动后,电阻总是:“从有到无”或者“从无到 有”电压总是:“从有到无”或者“从无到有” 五、例题例题1:如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S 后,当滑动变阻器的滑片P 向 右移动时,下列判断正确的是() A.电流表示数变大,电压表示数不变 Γ~⅜∕> , . Z Q V B.电流表示数变小,电压表示数不变c.电流表示数变小,电压表示数变大"⅛ D.电流表示数变大,电压表示数变大 I I. 5 I具体讲解步骤:1(1)确定电路的连接方式:串联(2)确定各表测量对象:V 测灯泡,电流表和灯泡及滑动变阻器串联。
(3)电阻的变化情况:P 向右移动,假设P 原来在最左端,则它两端有电压; P 移动 到最右端,则它就是导线,两端无电压; 因此滑动变阻器的电压从有到无,所以滑动变阻 器两端电压变小; 串联分压:U 总=U 沿+U 灯,U 总不变,U itt 变小,则U 灯变大 向右移动总电阻变小,所以电流变大 六、总结串联电路中:电阻变大则电压变大,电阻变小则电压变小。
动态电路分析方法(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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电路动态分析五步法作者:赵亮来源:《中学生数理化·教研版》2009年第12期电路动态分析问题是电学知识的一个重要知识点.它考察电路的基本知识,综合性很强.许多材料的解释复杂,学生无法下手,打不开思路.在教学中,我对这类题进行了对比,总结出了一种简单流畅、有效实用的方法,我称其为“电路动态分析五步法”.下面将此法介绍给大家.一、五步法内容总总内外拓展一外2拓展二:I=I2二、内容解释第一步:电路某阻值变化与总阻值变化相同.总其他=R2(1+R2第二步:总电流变化与总阻值变化相反.总第三步:内压变化与总电流变化相同.内=Ir第四步:外压与内压变化相反.内外第五步:拓展一:外压等于各部分电压之和.外+U2拓展二:总电流等于并联各支路电流之和.2注意:(1)拓展一和拓展二相互利用.(2)前四步简单易懂,关键是对第五步的理解运用.三、“五步法”的应用例1 如图2,电路中、R2、和皆为定值电阻为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U.当的滑动触点向图中a 端移动时().变大,U变小变大,U变大变小,U变大变小,U变小解:当触点总向图中a端移动时减小.总总内外拓展一外外拓展二总=I2I22总=I2答案为例2 如图3,电路中,A、B、C、D是四只相同的电灯,当滑动变阻器的滑片向上滑动时,下列说法正确的是().灯变亮灯变亮灯变亮灯变亮解:滑片向上滑动增大.总总内外外所以A灯变亮.拓展一总.总B灯变暗.拓展二外外C灯变亮.拓展三D灯变暗.答案为AC.通过“五步法”的理解可以总结一些小规律,应用起来解决问题非常快捷.规律变化与其两端电压变化相同.规律变化与其流过的电流变化相反.。
高考物理闭合电路的动态分析方法)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。
看电路其实不难,你可以按步骤来
①把电流表看做导线,把电压表看做断路;
②如果要你分析“某某电流/压表,测量什么的”,电压表你可以用滑动法,把他所接的两点移动,注意开关、电流表可以越过;电阻、阻值不为0的滑动变阻器、用电器、电源不能越过;最后滑到的那一部分就是所测部分
还有一种方法,就是你画电流,从电源正极出发,你用铅笔描出电流路径,当走走走,碰到电压表的第一个接点,改用红笔继续走,走走走,碰到电压表所接的第二点,停住,此时,红笔画过的那一部分就是被测部分,红色区域里面如果包含开关、电流表等电阻为0的东西,都不计入在内,只算有电阻的
电流表的,就看它在那一部分电路上咯
③如果问你“当滑动变阻器向左/右移动时,电X表怎么改变”,首先你得分析,滑动变阻器的电阻变大了还是变小了,此时电路总电阻是变大还是变小??如果电阻变大,那么电流表自然变小。
那电压表呢?此时牢记分压规律,分压比等于电阻比,比如说R1:R2=1:4,那么分得的电压就是U1:U2=1:4,也就是说,当电压表测滑动变阻器时,滑动阻值变大,分到的压就大,滑动阻值变小,分压就小;;但是当测量的不是滑动变阻器,而是另外一个R(我们设为R),R是一个用电器,它阻值不会变的,那么当滑动阻值变大时,相比较之下,R所占比是不是小了,原先滑:R=4:1,现在变成5:1,R的所占比就小了,则此时R所分到的压就变小;相反,当滑动变小时,R所占比变大,分到的压就大。