电路动态分析

闭合电路的动态分析

1、 总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：

当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大。当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）。

当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小。当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路）

2、 所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。

3、 解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。

4、 基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。

例题 在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（ ）

A、I变大，U变小

B、I变大，U变大

C、I变小，U变大

D、I变小，U变小

[解析] 当R5向a端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小。

根据闭合电路的欧姆定律EIRr知道，回路的总电流I变大，内电压U内=Ir变大，外电压U外=E-U内变小。所以电压表的读数变小。外电阻R1及R4两端的电压U=I（R1+R4）变大。R5两端的电压，即R2、R3两端的电压为U’=U外-U变小，通过电流表的电流大小为U’/(R2+R3)变小。答案：D

[规律总结]

在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：

（1）凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同。阻值增大，它们也增大。

初中物理之“动态电路问题”

动态电路问题主要包括三种类型：

一、滑动变阻器引起的动态电路问题

1.滑动变阻器引起的串联电路的动态分析：

解决方案：

此类题首先要解决的问题是：电压表和电流表的测量对象。

利用“方框法”可知上面这幅图中电压表测量的是R2两端的电压，电流表测量的是干路电流。 其次，当滑动变阻器的滑片移动时，电路中的各种元件涉及的相关物理量如何变化？

比如，上图中滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值变小，导致电路总电阻变小，故电流表示数变大！又由于“串联电路中小电阻消耗小电压，大电阻消耗大电压”，故滑动变阻器消耗的电压变小，因为电源电压不变，所以定值电阻R2消耗的电压变大！

2.滑动变阻器引起的并联电路的动态分析：

解决方案：

此类题首先要解决的问题也是：电压表和电流表的测量对象。 由于本题两电阻并联，根据方框法，电压表测量对象为电源电压！所以当滑片移动时，电压表示数不变！

其次，当滑动变阻器的滑片移动时，电路中的各种元件涉及的相关物理量如何变化？

上图中，当滑动变阻器的滑片向右移动时，其阻值变大，导致整个电路的总阻值变大，而电源电压不变，所以干路电流变小，即电流表A2示数变小；电流表A1测量的是流经R1的电流，该支路电流不变！

注意此时的一类易错题：如电压表的示数与电流表A1示数的比值，根据欧姆定律，本题中该比值就是R1的阻值，由于滑片右移时，R1为定值电阻，故此比值不变！

二、开关的闭合、断开引起的动态电路问题

解决方案：

此类题的关键第一步：确定开关闭合前后电路的连接情况并画出等效电路图，如下图： 开关闭合前后其等效电路图如下：

此类题的关键第二步：判断开关通断前后的各个物理量变化情况: 对于电压表：甲图中电压表测量的是电源电压，乙图中电压表测量的是R2两端的电压！从电源电压变成了部分电压，故其电压表示数变小！

对于电流表：甲图中电流表测量的是流经R2的电流，乙图中电流表测量的是流经R1和R2两个总阻值的电流。故电流表示数变小。

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欧姆定律动态电路分析（讲义）

一、 知识点睛

1. 动态电路常见的类型：开关变化型和滑动变阻器型。

2. 分析动态电路的一般思路：

（1） 分析电路结构和观察电路变化情况（画等效电路图）；

（2） 判断整个电路的电阻变化；

（3） 判断总电流的变化（欧姆定律）；

（4） 确定局部定值电阻电压的变化；

（5） 确定局部电流的变化。

3. 电路安全原则

（1） 电表：不超过最大测量值；

（2） 其他电路元件：不超过正常工作时的电压和电流。

二、精讲精练

【板块一】开关变化型动态电路

1. 如图所示，电源电压恒定不变，已知R1=3R2，当S1闭合、S2断开时，电压表和电流表示数分别U1和I1；当S1断开、S2闭合时，电压表和电流表示数分别U2和I2，则U1:U2=_______，I1:I2=_______。

2. 如图所示电路，电源电压不变，开关S1处于闭合状态。当开关S2由闭合到断开时（ ）

A．电流表示数变小，电压表示数不变

B．电流表和电压表示数都不变

C．电流表示数不变，电压表示数变小

D．电压表和电流表示数之比不变

3. 如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光。则断开S2时（ ）

A．电流表示数变大，灯L变亮

B．电流表示数变小，灯L仍然正常发光

C．电压表示数变大，灯L的变暗

D．电压表示数变小，电路的干路电流变小

4. 如图所示，当开关S闭合时，电压表示数36V，电流表示为3A，当开关S断开时，电压表示数为27V。求：

（1） 电源电压的大小；

（2） 电阻R1、R2阻值的大小。

5. 如图所示，电阻R1=5Ω，电源电压恒定不变，当开关S2闭合，S1、S3断开时，电压表示数为5V，电流表的示数为0.2A。求：

（1） R2的阻值和电源电压；

（2） 当开关S2断开，S1、S3闭合时后，电压表、电流表的示数；

6. 如图所示，电源电压为12V且保持不变。R1＝6Ω，R3＝4Ω，当S1、S2均断开时，电流表的示数为1.2A。求：

串联电路的动态电路分析

例l如下图所示的电路中，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电流表A2的示数将________；电压表V示数与电流表A1示数的比值将________。（均选填“变小”、“不变”或“变大”）

分析：当开关S断开时，电阻R1与R2串联，电压表测R1两端的电压；当开关S闭合时，R1与电流表A2被短路，电流表A2表示数变小为零，电压表仍测R1两端的电压，同时也测电源电压。因此，电压表示数变大，R1的电阻不变，根据欧姆定律可知，通过R1的电流变大，即电流表A1变大。

答案：变小，不变

例2 如下图所示的电路中，闭合开关S后，将滑片P向右移动，电流表A的示数将________。则电压表V和电流表A的示数的乘积将________。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）

分析：此电路中，电阻R1和R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电压表V测总电压。当滑片P向右移动时，R2接入电路的阻值变大，造成总电阻变大，总电压不变，根据欧姆定律I=U/R可得：电流I变小，即电流表A示数变小。又因为总电压不变，故电压表V与电流表A的示数的乘积将变小。

答案：变小，变小

例3 如图示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P自左端向中点移动时，电压表V1的示数将________，电压表V2示数的变化值与电流表A示数变化值的比值将________。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）

分析：此电路中R1与R2串联，电压表V1测电源两端电压，不会发生改变，电压表V2测R2端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片P自左端向中点移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻值小，因而电路中的总电阻变小，又因为电源电压不变，故电路中的电流变大。

总电压相同，R1两端电压变化量等于R2。两端电压变化量。

R1两端电压：U1=I1R1

移动电压：111UIR

111111111()UUIRIRIIR