高二物理电路的动态分析

直流电路的动态分析

一般思路为：

（1）确定电路的外电阻R 外总如何变化；

① 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 若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。

（2）根据闭合电路欧姆定律r R E I +=外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 内确定电源的外电压如何（路端电压）如何变化）；

（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化；

（6）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（可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系）。

基本方法

一、“先总后分”。即先判断总电阻和总电流如何变化：

例1、如图，当R 3变小时，R 1 、R 2上的电流、电压及灯泡的亮度如何变化？ 本题中，引起变化的是电阻R 3，当光照强度增强时，其阻值变小。根据串并联电路的电阻关系可知，电路的总电阻变小。这类题还有个特点，就是电源电动势恒定的，所以根据闭合电路欧姆定律可得：总

总R E I =，总电阻变小则总电流增大。 二、“先干后支”。即先分析干路部分，再分析支路部分：

分析时要注意电源内阻必须考虑，且电源内阻是在干路

上，根据部分电路欧姆定律有：r I U 总内=，总电流增大，

则内阻上电压增大。同理有：11R I U R 总=，则R1两端的电

压增大，即电压表读数增大。最后由外内U U E +=和

并外U U U R +=1可判断并联部分的电压是减小的。

三、“先定后变”。即先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路： 并联部分有两个支路，其中R 2是定值电阻，那么，通过R 2的电流I 2为：22R U I 并

=，

并联部分电压变小，则I 2变小。电阻R 3和灯泡所在的支路阻值是变化的，故不能直接由电压的变化判断其电流的变化。需根据并联电路电流关系来判断，即由32I I I +=总得23I I I -=总，再由前面的分析可知，I 3是增大的，因此灯泡会变亮。

四、“并同串反”。

“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。电路中R 2上的电流、电压、功率都是变小的。

“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。电路中与R 3串联的灯泡上的电流、电压、功率都是增大的。至此，本题的分析结束。 注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路。

对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法则不适用。

例2．如图2所示，电源的电动势为E ，内电阻为r ，外电路接有定值电阻R 1和滑动变阻器R ，合上开关K ，当滑动变阻器的滑动头P 从R 的最左端移到最右端的过程中

A ．电压表读数一定变大

B ．电压表读数一定变小

C ．R 1消耗的功率一定变小

D ．R 消耗的功率一定变小

例3.如图是一火警报警的一部分电路示意图，其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a 、b 之间接报警器。当传感器

R 2所在处出现火情时，显示器的电流I 、报警器两端的电压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

例4.在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和

R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。现将

R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是

A ．I 1增大，I 2不变，U 增大

B ．I 1减小，I 2增大，U 减小

C ．I 1增大，I 2减小，U 增大

D ．I 1减小，I 2不变，U 减小

例5.如右图所示电路中，电源内阻不能忽略，当变阻器R 的滑片P

向下移动时，电路中的电压表V 1、V 2和电流表A 的示数变化情况不正确的是 A ．V 1示数变大，V 2示数变小，A 示数变小，R 2消耗功率减小

B ．V 1示数变小，V 2示数变大，A 示数变小，R 2消耗功率增大

C ．V 1示数变大，V 2示数变小，A 示数变大，电源消耗的总功率增大

D ．V 1示数变小，V 2示数变大，A 示数变大，电源消耗的总功率减小

例6．如图所示电路，电源的电动势为E ，内阻为r ，

R 0为固定电阻，R 为滑动变阻器。在变阻器的滑片由a 端移向b 端的过程中，电容器C 所带的电量 A ．逐渐增加

B ．逐渐减小

C ．先增加后减小

D ．先减小后增加

A V 2 V 1 E

R 2 R 1 P R b a E r

C R R 0 图2 A R 2 R 1 R 3 B r a b

A 1 A 2 V S R 1 R 2 R 3 a b E r

【跟踪练习】

1.关于闭合电路，下列说法中正确的是

A.闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方

B.闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大

C.闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大

D.闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大

2.如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I

图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的

总功率分别是

A.4 W、8 W

B.2 W、4 W

C.4 W、6 W

D.2 W、3 W

3.如图所示，电源E的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为

4.5 W，当电键S接位置1时，电压表的读数为3 V，那么当电键S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是

A.很暗，甚至不亮

B.正常发光

C.比正常发光略亮

D.有可能被烧坏

4.如图所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来

由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故

障可能是

A.L1灯灯丝烧断

B.电阻R2断路

C.电阻R2短路

D.电容器被击穿短路

5.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率P r随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1 A，那么AB线段表示的功率等于

A.1 W

B.3 W

C.2 W

D.2.5 W

6.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大

ΔU，在这个过程中

A.通过R1的电流增加，增加量一定等于ΔU/R1

B.R2两端的电压减小，减少量一定等于ΔU

C.通过R2的电流减小，但减少量一定小于ΔU/R2

D.路端电压增加，增加量一定等于ΔU

7.如图所示的电路中，电池的电动势E=9.0 V，内电阻r=2.0 Ω，固定

电阻R1=1.0 Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10 Ω范围内调节，