【大智教研】基于课程标准的闭合电路动态分析

浏览次数: 发布日期: 2024-08-03 17:31:59

闭合电路动态分析是闭合电路部分的重点,也是高中学生学习时的难点,学生往往浪费大量时间,并且正确率不高;如何才能攻克这一难点呢?今天大智金复物理导学研究服务所所长管瑞锋老师给大家介绍一种破解电路动态分析的方法。闭合电路动态分析,即闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化,就会影响整个电路,使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。


一、程序法


关于动态分析程序法是一般的方法,解析的一般思路为部分整体部分”,即:动态源及动态电阻的变化外电路总电阻的变化闭合电路总电流的变化外电路电压(路端电压)的变化外电路中各物理量的变化.


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 确定电路的总电流如何变化;


3.由U=Ir确定电源内电压如何变化;


4.由U=EU内确定电源的外电压 ( 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端的电压如何变化;


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)。


【典型例题】在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头Pa端移动时,下列说法正确的是( )

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A.电压表示数变大,电流表示数变小


B.电压表示数变小,电流表示数变大


C.电压表示数变大,电流表示数变大


D.电压表示数变小,电流表示数变小


解析:一般分析方法:滑动变阻器触头由中间滑向a端时,滑动变阻器阻值R变大,R外总变大,总电流 减小,由U=Ir确定电源内电压减小,所以由U=EU内确定电源的外电压 ( 路端电压 )变大,V的示数变大; 由部分电路欧姆定律知干路R1两端电压UR1=IR1变小,所以支路R2两端电压UR2=U-UR1变大,所以通过R2的电流由得,I2变大,A的示数变大;故正确答案为A


用这种分析方法分析较为繁琐,在做题时学生往往浪费大量时间,往往会在部分分析中出错。


二、串反并同法


为了避免学生出现整体部分出现问题,下面介绍一种比较快捷的分析方法-“串反并同法。


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。


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。


同样以上题为例,滑动变阻器触头由中间滑向b端时,滑动变阻器阻值R变大,总电阻R外总变大,总电流 减小,电压分析通过内电压变化分析,由U=EIrU外增大;电流变化由串反并同由于R变大,电流表A所在电路与R并联,所以电流表示数变大;故正确答案为A

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【对点演练】如图所示,四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑动触头P向左端移动时,下面说法中正确的是( )

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A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大


B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小


C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数减小


D.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大


【答案】BD


综上所述:涉及到电路分析要抓住问题的关键,找到问题的本质,进而将负责问题转化为简单问题进而分析求解:(1)外电压关系,要通过内电压来判定(2)电流关系由串反并同分析。


供稿:管瑞锋(大智金复物理导学研究服务所
编辑:陈婷婷


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