串联电路的动态分析练习(一)

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。

专题训练(八)动态电路分析类型一滑动变阻器滑片移动引起的动态电路(一)串联电路2.如图ZT-8-2所示是某学习兴趣小组探究“串联电路电压特点”的电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列说法中正确的是()A.V1示数变大,V2示数变小,V3示数变大,A的示数变大B.V1示数变小,V2示数变大,V3示数不变,A的示数变大C.V1示数变大,V2示数变大,V3示数变小,A的示数变小D.V1示数变大,V2示数变小,V3示数不变,A的示数变大图ZT-8-2 图ZT-8-3 图ZT-8-4 图ZT-8-53.如图ZT-8-3所示的电路,电源电压不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,电流表与电压表示数变化的情况分别是()A.变小不变B.变大变小C.变大变大D.变大不变4.如图ZT-8-4,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,下列说法正确的是()A.电流表A示数变小B.电压表V1示数不变C.电压表V2示数与电流表A示数乘积变小D.电压表V1示数与电流表A示数比值变小5.如图ZT-8-5所示的电路中,电源电压保持不变。

闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数将,电压表的示数将。

(均选填“增大”“减小”或“不变”)(二)并联电路6.如图ZT-8-6所示的电路中,电源电压保持不变。

闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是()A.电压表V的示数变小B.电流表A的示数不变C.电流表A1的示数变大D.电压表V与电流表A1的示数之比不变图ZT-8-6 图ZT-8-7 图ZT-8-87.[2020·常州]如图ZT-8-7所示的电路中,电源电压恒定,R0是定值电阻。

闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,三个电表示数的变化情况为:电流表A1的示数,电流表A2的示数,电压表V的示数。

(均选填“变大”“变小”或“不变”)8.如图ZT-8-8所示电路,滑动变阻器的滑片位于中点,闭合开关,滑片向左移动时,灯泡的亮度将(选填“变亮”“变暗”或“不变”),电流表A1的示数将,电压表示数与电流表A2示数的比值将。

练习题及讲解动态电路高中动态电路是指电路中电流或电压随时间变化的电路。

在高中物理课程中，动态电路通常涉及到电路中的瞬态和稳态分析。

下面我们将通过几个练习题来深入理解动态电路的概念和分析方法。

### 练习题1：RC电路的充电过程假设有一个电阻为\( R \)欧姆和电容为\( C \)法拉的串联电路，初始时刻电容未充电。

当电路接通电源，电源电压为\( V \)伏特时，求电容在\( t \)秒时的电压。

解答：RC电路的充电过程可以用以下微分方程描述：\[ \frac{dV_C}{dt} + \frac{1}{RC}V_C = V \]其中，\( V_C \)是电容两端的电压，\( V \)是电源电压。

解这个一阶线性微分方程，我们得到：\[ V_C(t) = V(1 - e^{-\frac{t}{RC}}) \]这表明电容的电压随时间指数增长，最终趋近于电源电压\( V \)。

### 练习题2：RL电路的断电过程考虑一个电感为\( L \)亨利的电感器与电阻\( R \)欧姆串联的电路，电路初始时刻电流为\( I_0 \)。

当电路突然断开电源时，求断电后\( t \)秒时的电流。

解答：RL电路的断电过程可以用以下微分方程描述：\[ L\frac{dI}{dt} + RI = 0 \]解这个微分方程，我们得到：\[ I(t) = I_0 e^{-\frac{t}{L/R}} \]这表明电流随时间指数衰减至零。

### 练习题3：RLC串联电路的谐振条件一个RLC串联电路中，电阻\( R \)、电感\( L \)和电容\( C \)的值已知。

求该电路的谐振频率。

解答：RLC串联电路的谐振条件是电路的感抗和容抗相等，即：\[ XL = XC \]\[ 2\pi fL = \frac{1}{2\pi fC} \]解得谐振频率\( f \)为：\[ f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}} \]### 练习题4：RLC并联电路的阻抗计算给定一个RLC并联电路，电阻\( R \)、电感\( L \)和电容\( C \)的值已知，求电路在频率\( f \)下的总阻抗\( Z \)。

04动态电路分析 (1)动态电路分析一、是非题1.对于零状态电路，过渡过程的起始瞬间，电容相当于短路，电感相当于开路（不计冲激作用)。

2.换路定律仅用来确定u c(0+)和i L(0+)，其他电量的初始值应根据u c(0+)或i L(0+)按欧姆定律及基尔霍夫定律确定。

3.同一个一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应具有相同的时间常数。

4.用短路开关把载流线圈短接，则线圈电阻越大，线圈电流衰减时间越长。

5.全响应中，零状态响应由外加激励引起的，所以零状态响应就是稳态响应。

6.电路的零输入响应就是自由分量，零状态响应就是强制分量。

7.R大于、等于或小于是判断RLC串联电路零输入响应处于非振荡放电、临界放电和振荡放电状态的判别式。

8.电感元件是用电压电流特性来定义的元件。

9.如电感元件的电流不变，无论其电感值为多大，都可等效为短路；如电容元件的电压不变，无论其电容值为多大，都可等效为开路。

10.一个在t=0-时电压为零且电压不跃变的电容在换路时相当于短路；一个在t=0-时电流为零且电流不跃变的电感在换路时相当于开路。

11.由R、L组成的一阶电路，若R越大，其零输入响应衰减得越慢。

12.零输入的RC电路中，只需时间常数τ不变，电容电压从100V放电到50V所需时间与从150V放电到100V所需时间相等。

13.在零输入响应的情况下，电路的时间常数τ是电流或电压由初始值衰减到该值的0.632倍所需的时间。

14.电压为100V的直流电压源，通过100kΩ电阻对10μF电容充电，经过1s，充电电流为0.368mA。

15.在零状态RL串联电路接入恒定电压，如果电源电压不变，增加电阻可以减少稳态电流及缩短过渡过程时间。

16.全响应中，暂态响应仅由元件初始储能产生，稳态响应则由外加激励产生。

17.设某电压可表示为u(t)=ε(t)-ε(t-3)V，则当t=3s时有u(3+)≠u(3-)。

18.RLC串联电路接通直流电压源瞬间，除u C和i L之外，其余元件的电压或电流均能跃变。

初中动态电路分析试题及答案一、选择题1. 在串联电路中，当电阻R1增大时，电路中的总电阻会如何变化？A. 减小B. 增大C. 不变D. 不确定答案：B2. 并联电路中，如果其中一个电阻R2断路，整个电路的状态将如何？A. 断路B. 短路C. 正常工作D. 部分电路断路答案：A3. 欧姆定律中，电流I与电压U和电阻R的关系是：A. I = U/RB. I = R/UC. U = I/RD. U = IR答案：A二、填空题4. 在一个并联电路中，如果电阻R1和电阻R2的阻值分别为10Ω和20Ω，那么电路的总电阻R总为______Ω。

答案：6.67Ω5. 根据焦耳定律，电阻R中的电热Q与电流I的平方、电阻R以及通电时间t的关系是Q = ______。

答案：I^2Rt三、计算题6. 一个串联电路中，电阻R1为20Ω，电阻R2为30Ω，电源电压为12V。

求电路中的电流I。

解：根据欧姆定律，I = U/(R1 + R2) = 12V / (20Ω + 30Ω) =0.24A答案：0.24A7. 一个并联电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为15Ω，电路总电流为3A。

求通过电阻R1的电流I1。

解：根据并联电路电流分配规律，I1 = I * (R2 / (R1 + R2)) = 3A* (15Ω / (10Ω + 15Ω)) = 1.5A答案：1.5A四、实验题8. 实验中，用伏安法测量一个未知电阻Rx的阻值。

已知电源电压为6V，电流表读数为0.5A，电压表与Rx并联，读数为4V。

求Rx的阻值。

解：根据欧姆定律，Rx = Ux / I = 4V / 0.5A = 8Ω答案：8Ω9. 在一个实验中，测量一个定值电阻R的阻值。

实验中，改变电源电压，记录下不同电压下的电流值，并绘制成U-I图。

如果U-I图是一条直线，说明电阻R的阻值______。

答案：不变五、简答题10. 为什么在并联电路中，各支路的电压相等？答：在并联电路中，各支路的电压相等是因为并联电路中各支路的两端都直接连接在电源的两极上，因此各支路两端的电势差相等，即电压相等。

动态电路专题一、滑动变阻器1．串联电路【例1】如图1，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断A表和V表的变化。

练习：如图2所示，闭合形状S后，使滑动变阻器的滑片P向左滑动，则（）A．电流表的示数变大，电压表的示数变大，灯变暗B．电流表的示数变小，电压表的示数变大，灯变亮C．电流表的示数变大，电压表的示数变小，灯变亮D．电流表的示数变小，电压表的示数变小，灯变暗【例2】如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

练习：如图4，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

【例3】在如图5所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）A．安培表示数变大，灯变暗B．安培表示数变小，灯变亮C．伏特表示数不变，灯变亮D．伏特表示数不变，灯变暗练习：在如图6所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）A．电压表示数变大，灯变暗B．电压表示数变小，灯变亮C．电流表示数变小，灯变亮D．电流表示数不变，灯变暗2．并联电路【例4】如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？练习：如图8，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？二、开关的断开或闭合1．串联电路【例5】在如图9所示的电路中，将开关K闭合，则安培表的示数将______，伏特表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。

练习：在如图10所示的电路中，当开关K断开时，电阻R1与R2是_______联的。

开关K闭合时，电压表的示数将________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。

2．并联电路【例6】在图11中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。

当开关K断开时，电压表的示数将________；电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。

练习：在图12所示的电路中，R1的阻值为10Ω，只闭合开关S1时电流表的示数为0.3A，再闭合开关S2后，电流表的示数为0.45A，则R2的阻值为Ω。

一、关于动态电路的类型的概述在电路中，往往会利用开关来控制电路中电流的产生与终止，并通过滑动变阻器的变化来对电阻进行控制，进而改变电路中的电流以及相应的电压，这种电路一般被称为动态电路。

学生需要明确的是，在动态电路中有两个恒定的量：电压以电阻的值。

在以往的考题中，一类是确定定量后再进行计算，另一类则是分析动态电路中相应数值的变化。

二、关于动态电路题型的解题技巧分析1.化繁为简、化动为静。

画出简化的电路图是解答动态电路题型的基本步骤，通过将原本复综合、动态的电路图简化为一个简单明了的静态电路图，能够让学生更好地对其中的变化要素加以分析。

要做到这一步，首先需要把电流表的存在认为是“短路”。

其次，要把电压表的存在认为是“断路”。

最后，将题干中明确给出或者暗示给出的相关物理量应用到电路简图中，从而更好思考出解题思路。

2.合理应用相关的定律公式。

动态电路相关试题中主要涉及到三个定律，欧姆定律是最常用的，也是解答电学问题需要使用到的最基本的定律，其公式为：I=U/R。

除此之外，动态电路试题中还经常会用到电功计算公式和电功率计算公式。

3.熟悉基本的情况。

由于初中物理属于知识的入门阶段，因此知识点的考查不会太深。

在动态电路相关试题中主要有两种类型的试题，即“开关型”、“滑动变阻器”型试题这两种，学生往往掌握了这两种基本题型的解题思路之后，对于其变形题也能很快得出答案。

三、关于动态电路的题型分析在涉及到动态电路相关内容的考试中，考查的类型主要有以下两种：第一，利用开关的闭合来控制电路，即在电路中接入一个或者一个以上的电阻来改变其连接的方法，从而影响其中电流的流动方向。

例1：现有一个电路，在电源和电压都保持恒定的状态下，如果将开关S闭合之后，会出现以下哪种情况（）A.电流表上所显示的值有所增加B.电压表上所显示的值有所增加C.整个电路中的电阻增加D.电路所消耗的功率下降解析：这是最基本、也是最简单的题型。

第一步是根据电路图来观察开关的闭合情况，可以看出，开关之前是断开的，而题干中所涉及到的情况时在闭合之后，因此开关是一个由闭到开的过程。

第7讲欧姆定律运用一教学目标1．串并联电路动态分析【串联电路动态分析】1．如图所示,电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表和电压表示数变化，判断正确的是（）A．电流表和电压表的示数都变小B．电流表示数变小，电压表示数变大C．电流表示数变小,电压表示数不变D．电流表示数变大，电压表示数不变【解答】解：如图,∵R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压,∴U＝U1+U2；当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入的电阻变大，总电阻增大，∵电源电压U保持不变∴由欧姆定律可知，电路中的电流变小,得出电流表的示数变小。

由串联电路的分压关系可知,电阻越大，分压越大,滑动变阻器两端的电压变大，得出电压表的示数变大。

故选：B.【变式练习】1．如图所示,闭合开关S，调节滑动变阻器使灯泡亮度增加的过程中，电压表和电流表示数的变化情况是（）A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数变大C．电压表V2的示数不变D．电压表V1的示数变小【解答】解：移动滑片，灯泡亮度增加，说明灯泡两端电压变大，电压表V2示数变大，由串联电路特点可知，滑动变阻器电压变小,电压表V1示数变小；灯泡电压变大，电阻不变,由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变大,电流表示数变大；故选：D。

2．如图所示电路，当滑动变阻器的滑片由M向N端滑动时，电流表和电压表示数的变化情况是（）A．两表示数都变大B．两表示数都变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大【解答】解：方法①：当滑片向N滑动时,电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定，电流就变大，即电流表示数变大→依据U＝IR,R1的阻值不变，电流变大，所以电压变大，即电压表示数变大。

方法②：当滑片向N滑动时，电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定,电流就变大，即电流表示数变大；R1阻值不变，R2阻值变小,导致R1占总电阻的比例变大→串联电路中按电阻的比例分配电压，所以R1分得的电压变大,即电压表示数变大。

专题25 电功率相关的动态电路分析（一）动态电路的概念在电路中，由于滑动变阻器滑片的移动、开关的开闭，敏感电阻阻值变化等，导致电路中电阻、电压、电流、电功率等发生重新分配，这种电路叫做动态电路。

动态电路中常考的问题有：电阻、电压、电流、电功率、电压与电流的比值（乘积）、用电器消耗的电能变化情况，小灯泡的亮度变化情况。

（二）串联电路动态电路分析➢滑片移动引起的动态电路分析（1）逻辑思路：注意：“先定后动”意思是先分析定值电阻的相关物理量的变化情况，在分析变化电阻的相关物理量的变化情况。

（2）电路图（3）串联电路动态电路分析过程：局部整体局部R 的变化R总的变化、I总的变化先定后动（U、P等）注意：①串联电路中也可依据串联分压原理，进行相关问题的分析与判断；①变化电阻消耗的电功率判断，属于不等式的极值问题，应通过不等式方式进行判断，方法如下：①对于定R IU=∆∆的理解，如图所示：分析电路图可知，定值电阻两端电压增量（减量）等于变化电阻两端电压减量（增量），因为对于求解变化电阻两端电压变化量与电流变化量之比IU∆∆的问题，将变化电阻两端电压变化量等效于定值电阻两端电压变化量，因此得到定R IU=∆∆。

为什么变R IU≠∆∆。

在动态电路中，变化电阻或含有变化电阻的电路部分中，电压、电流和电阻均发生变化，不能只能直接用电压变化量与电流变化量相比等于某一状态下的变化电阻阻值，不满足比值定义法的条件（控制其中一个量不变）。

但对于电阻一定时，可用两端电压变化量和电流变化量比值表示定值电阻阻值大小。

总结：变化电阻或含有变化电阻的电路部分两端电压变化量等于其余定值电阻两端电压变化量，变化电阻或含有变化电阻的电路部分两端电压变化量与电流变化量之比等于与之串联的其余电阻阻值。

（三）并联电路动态电路分析 （1）逻辑思路22222)(变变变变变变R RR R R U R R R U P ++=+=观察公式，得到：)2(12122222R R R R U R U R RR R P ++=++=变变变变变变因为 R R R R R R R 2222=⨯≥+变变变变当且仅当 时， 取得最大值变变R R R =2总P 即变R R=（2）电路图（3）并联电路动态电路分析过程：注意：0I 表示无电阻变化支路的电流，1I 表示有电阻变化支路的电流。

电路串并联、动态分析1.电阻R 和电动机M 串联接到电路时，如图所示，已知电阻R 跟电动机线圈的电阻值相等，电键接通后，电动机正常工作。

设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为U1和U 2，经过时间t ，电流通过电阻R 做功为W 1，产生热量Q 1，电流通过电动机做功为W 2，产生热量为Q 2，则有 ( )A ．U 1<U 2，Q 1=Q 2B ．U 1=U 2，Q 1=Q 2C ．W 1<W 2，Q 1<Q 2D ．W 1<W 2，Q 1=Q 22. 电源电动势为ε，内阻为r ，向可变电阻R 供电．关于路端电压，下列说法中正确的是（ ）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U=IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U=ε-Ir ，所以当I 增大时，路端电压下降D ．若外电路断路，则路端电压为零3. 如图所示，电路两端的电压U 保持不变，电阻R 1，R 2，R 3消耗的电功率一样大，电阻之比R 1：R 2：R 3是（ ）A ．1：1：1B ．4：1：1C ．1：4：4D ．1：2：24. 图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（ ）A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小C ．乙表是电压表，R 增大时量程减小D ．上述说法都不对5. 如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M 和电热丝R 构成．当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出．已知电吹风的额定电压为220V ，吹冷风时的功率为120W ，吹热风时的功率为1000W ．关于该电吹风，下列说法正确的是（ ）A ．电热丝的电阻为55ΩB ．电动机的电阻为12103ΩC ．当电动机工作时，输出的机械功率为880WD ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J6. 一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m ，电荷量为e 。