动态电路的类型及分析

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。

1 有关动态电路几种类型题的分析方法

动态电路指根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如R总、I、U、P等）或变化量、比值关系、小灯泡的亮暗程度等的变化情况。近几年也通常将动态电路的分析作为重点考查内容之一。本文从动态电路的基本内容着手，系统归纳了常见的四种类型题，并以下面介绍的基本思路为基础，采用箭头式分析法，着重介绍这几种类型题分析方法。

分析动态电路问题的基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值的变化入手，由串并联规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串、并联电路规律判知各部分的变化情况。其分析方法为：

1、确定电路的外电阻R总如何变化： 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、根据闭合电路欧姆定律rREI总总确定电路的总电流如何变化；

3、由U内=I总r确定电源内电压如何变化；

4、由U外=E－U内(或U外=E－Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何变化）；

5、确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化

一、电压表、电流表示数大小变化问题

例1：如图1所示为火警报警器部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，B为值班室报警电铃。当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I、报警电铃两端的电压U的变化情况是（ ）

A． I变大，U变大

B． I变小，U变小

C． I变小，U变大

D． I变大，U变小

分析与解：当传感器R2所在处出现火情时，R2阻值减小 A E

r

R1 R3 R2

图1

2 R2（↓）

R总（↓）

（↑）

U内=I总（R1+ r）（↑）(将干路上的电阻R1当做内电路电阻)

U外=E—U内（↓） （↓），即显示器A的电流减小。设通过电铃的电流为I2，则I2 = I总—I（↑）

动态电路规律分析、解题方法及例题解析

【知识点】

1.欧姆定律的应用：

①同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关,但加在这个电阻两端的电压增大

时，通过的电流也增大。（R=U/I）

②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R）

③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR）

2.电阻的串联有以下几个特点：（指R

1，R

2串联）

①电流：I=I1=I

2（串联电路中各处的电流相等）

②电压：U=U1+U

2（总电压等于各处电压之和）

③电阻：R=R1+R

2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，

则有R总=nr

④比例关系：电流：I1:I

2=1:1分压作用：U

1:U

2=R

1:R

2

3.电阻的并联有以下几个特点：（指R

1，R

2并联）纯并联非混联

①电流：I=I1+I

2（干路电流等于各支路电流之和）

②电压：U=U1=U

2（干路电压等于各支路电压）

③电阻：1/R

总=1/R

1+1/R

2（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）

如果n个阻值相同的电阻并联，则有R

总=r/n

④比例关系：电压：U1∶U

2=1:1分流作用：I

1:I

2=R

2:R

1

动态电路在中考中一定有一个题，可能是选择，也可能是填空

【例题】如图所示电路中，当闭合开关S后，滑片P

向右移动时，灯泡变亮的是()

解析：A选项中，滑片P向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电流变

小，灯泡变暗B选项中，灯泡和滑动变阻器并联，二者互不影响，所以当滑片P

向右移动时，灯泡的亮度不变；C选项中，闭合开关后，滑动变阻器被短路，不

能起到改变电路电阻的作用；D选项中，当滑片P向右移动时，滑动变阻器连入

电路的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮。

答案：D

【方法技巧】

“四步法"巧解动态电路问题

在含有滑动变阻器的电路中，由于滑片的移动，会导致电路的有关物理量发生变

化，我们一般把这类问题称为动态电路问题。“四步法”解答动态电路问题的一般

思路为：

(1)分析题图明确电路的连接方式；在判断电路的连接方式时可采用前面所学习

1 什么是动态电路? 动态电路分析

1.动态电路：含有动态元件(储能元件)的电路，当电路状态发生转变时需要经受一个变化过程才能达到新的稳态。

过渡过程：电路由一个稳态过渡到另一个稳态需要经受的过程。

2.动态电路与电阻电路的比较

动态电路：含储能元件L(M)、C。KCL、KVL方程仍为代数方程，而元件特性方程中含微分或积分形式。因此描述电路的方程为微分方程。

电阻电路：电路中仅由电阻元件和电源元件构成。KCL、KVL和元件特性方程均为代数方程。因此描述电路的方程为代数方程。

3.过渡过程产生的缘由

（1）电路内部含有储能元件 L 、C—— (内因)能量的储存和释放都需要肯定的时间来完成。

（2） 电路结构或电路参数发生变化——换路 (外因)

说明：

直流电路、沟通电路都存在暂态过程，本章只分析争论直流电路 2 的暂态过程。

讨论暂态过程的意义：

暂态过程是一种自然现象，对它的讨论很重要。暂态过程的存在有利有弊。有利的方面，如电子技术中常用它来产生各种波形；不利的方面，如在暂态过程发生的瞬间，可能消失过压或过流，致使设备损坏，必需实行防范措施。