动态电路中滑动变阻器变化范围问题

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

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。

初中物理电学动态电路分析（极值问题）

一、单选题

1.如图所示,电源两端电压保持 12V 不变,小灯泡 L 上标有“6V 1A”（灯丝电阻不变）,滑动变阻器 R 最大电阻

值为 60Ω.下列说法正确的是 （ ）

A. S 闭合后,滑片向右滑动,电压表示数增大 B. S 闭合后,灯丝中的最小电流为 0.2A

C. 小灯泡 L 正常发光时,灯丝阻电阻为 12 Ω D. 小灯泡 L 正常发光时,滑动变阻器连入电路的阻值为

6Ω

2.如图所示的电路，电源电压 U=12V 保持不变，滑动变阻器 R0 标有“100Ω 1A”字样，灯泡 L 标有“6V 6W”

字样（灯丝电阻不随温度而变化），电流表量程为 0～0.6A，电压表量程为 0～15V. 为了确保测量准确，

要求电表的示数不小于其最大测量值的 1/3，要使测量准确并确保电路安全，下列判断正确的是（ ）

A. 灯泡 L 消耗的最小功率是 0.24W

B. 正常发光时灯丝的电阻是 12Ω

C. 电路中电流的变化范围是 0.11A～0.6A

D. 滑动变阻器阻值的变化范围是 14Ω～48Ω

3.如图所示，电源电压保持 6V 不变，电流表量程为 0～0.6A，电压表量程为 0～3V，定值电阻 R1 的规格为

“10Ω 0.5A”，滑动变阻器 R2 的规格为“20Ω 1A”。闭合开关，为了保证电路安全，在变阻器滑片移动过程

中，下列说法正确的是（ ）

①电阻 R1 消耗电功率允许的变化范围为 0.4W～0.9W

②电流表示数允许的变化范围为 0.2A～0.5A

③滑动变阻器 R2 允许接入电路阻值的变化范围为 10Ω～20Ω

④电路消耗总电功率允许的变化范围为 1.8W～3W

A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有②和④

4.如图甲所示的电路中， 𝑅0 为定值电阻，R 为电阻式传感器，电源电压保持不变，当 R 阻值从 0 增大到

动态电路范围值计算

嘿，朋友们！今天咱们来聊聊动态电路范围值计算这个听起来有点复杂，实际上也确实不简单的事儿。

您想想，电路就像一条流淌着电流的小河，有时候水流湍急，有时候又平缓安静。而动态电路呢，就好比这小河的水流量在不停地变化，一会儿多一会儿少。

那怎么去计算这个变化的范围值呢？这可得有点小技巧。

先来说说电阻。电阻就像是河道里的石头，阻碍着电流的流动。如果电阻变了，那电流和电压能不变吗？肯定得变呀！就像河道里石头多了，水流速度不就慢了，水的压力不也跟着变了嘛。

再讲讲电源。电源就像是小河的源头，提供着能量。要是电源的电压或者电流发生了变化，那整个电路不就跟着乱套啦？

那具体怎么算呢？比如说，有个串联电路，里面有几个电阻，电源电压也知道。这时候，要是其中一个电阻变大了，那整个电路的电流不就变小啦？因为总电阻变大了嘛。那其他电阻两端的电压不也跟着变小啦？

再比如说，一个并联电路，其中一条支路的电阻变化了。那这条支路的电流肯定变了呀，可其他支路的电流和电压就不一定变啦。这就好比一群人在分蛋糕，其中一个人拿多拿少了，其他人不一定受影响。 算动态电路范围值，还得会灵活运用欧姆定律。这欧姆定律就像是我们手里的金箍棒，能帮我们在电路的世界里降妖除魔。

有时候，题目会给一些条件，让我们去求最大或者最小值。这时候可别慌，得冷静分析。比如说，一个滑动变阻器，它能变的范围是 0

到 20 欧姆，那我们就得想想，啥时候电阻最大，啥时候最小。最大的时候，电流电压又是啥样；最小的时候，又会是啥情况。

您说，这是不是就像走迷宫，得找对路才能走出去？要是找错了，那可就被困在里面啦。

总之，计算动态电路范围值，需要我们细心分析，灵活运用知识，就像厨师做菜，得掌握好火候和调料的用量，才能做出美味的菜肴。只要我们多练习，多思考，这难题也就不难啦！