浅析闭合电路中的动态变化

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1、中学学科网学海泛舟系列资料WWW.ZXXK.COM上中学学科网，下精品学科资料浅析闭合电路中的动态变化电路状态发生变化，是通过滑动变阻器的滑片滑动，以及开关的闭合或断开等来实现的。当电路状态发生变化时，会引起各电流、电压、电势、功率、效率及含电容器电路中与电容有关的动态变化。这一知识点是稳恒电路中的重点。要迅速正确解答，就必须具有熟练的读图能力、滑动变阻器的使用技能及相关物理量关系的熟练运用能力。这类习题头绪纷繁，逻辑推理性极强，本文谈谈这些问题的针对性分析方法，以帮助学生理清思路。一、分析电压和电流的动态变化方法简述：第一步：读懂电路，分析出各电表测量的对象。

2、第二步：根据可变电阻的变化，得出电阻的变化。第三步：若全电路总电阻R总变大，则总电流I总变小（与总电阻变化规律相反），路端电压U端变大（与总电阻变化规律相同）。第四步：以电源为起点，可变电阻为终点，先分析固定支路，后分析可变支路；干路从电流入手，支路从电压入手。A1A3V1V3V2A2MNSKR3R2R1例1．如图，电源电动势E=9V，内阻r=1Ω，外电阻R1=1Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R3的总阻值是6Ω，闭合开关S，当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时，各电压表和电流表示数如何变化？分析与解：当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时，R3↑R总↑I总↓U

3、端↑由I总↓A1示数↓；由U端↑V1示数↑R1处在干路，从电流入手分析，由U1=I总↓·R1U1↓V2↓由UMN=U端↑－U2↓UMN↑V3↑R2处在支路，从电压入手分析，由I2=UMN↑/R2I2↑A2↑由I3=I总↓－I2↑I3↓A3↓二、分析功率的动态变化功率分析主要涉及定值电阻的功率，电源的总功率、输出功率及可变电阻的功率，针对各功率不同的特点，运用相应的方法，分析如下：定值电阻的功率：由于阻值一定，因此只要分析电阻两端的电压或通过电阻的电流，根据干路从电流入手，支路从电压入手，由P=I2R或P=U2/R不难得出定值电阻的功率动态变化。电源的总功率：由于

4、电源的电动势一定，因此只要分析总电流，由P总=I总E得出电源总功率的动态变化。电源的输出功率：由P=[E/（R+r）]2·R=可知，当R=r时，电源的输出功率有最大值。中学学科网学海泛舟系列资料WWW.ZXXK:COM版权所有@中学学科网第4页(共4页)中学学科网学海泛舟系列资料WWW.ZXXK.COM上中学学科网，下精品学科资料可变电阻的功率：将可变电阻以外的电阻等效为电源的内阻，可变电阻等效为外电阻，当可变电阻与等效内电阻相等时，可变电阻的功率最大。ESR3KNMrR2R1例2．如例1中，当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时，定值电阻R1及R2的功率、电

5、源的总功率、电源的输出功率、MN并联部分的功率、变阻器的功率分别如何变化？分析与解：定值电阻R1在干路中，从电流入手，由P1=I12·R1=I总2↓·R1P1↓；定值电阻R2在支路中，从电压入手，由P2=UMN2↑/R2P2↑。由P总=I总↓·EP总↓，即电源的总功率减小。电源的内电阻r=1Ω，外电阻R=R1+，当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时，外电阻R从1Ω增大到4Ω，可见，电源的输出功率减小。如图所示，将R1与内阻r等效为电源的内阻r’，等效内电阻r’=R1+r=2Ω，MN并联部分即为等效外电阻R’，R’=R2R3/（R2+R3），当滑动变阻器为R3

6、的滑片K由N向M端滑动时，等效外电阻R’从0Ω增大到3Ω，可见，MN并联部分的功率先增大后减小。将R1、R2与内阻r等效为电源的内阻r’，等效内电阻r’=R2(R1+r)/(R1+R2+r)=1.5Ω,变阻器R3即为等效外电阻，当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时，R3从0Ω增大到6Ω，变阻器R3的功率先增大后减小。三、分析电源效率的动态变化由电源的效率可知R↑↑；R↓↓例1中，当滑动变阻器R2的滑片K由N向M端滑动时，外电阻逐渐增大，电源的效率相应也逐渐增大。四、分析电势的动态变化某点电势的变化要借助该点与零电势点的电势差的变化（注意：要根据电流方向，判断

7、该点与零电势点的电势高低，确定该点电势的正负号）。先分析固定电路部分，后分析可动电路部分。rEQOPSR2R1R3例3．如图所示的电路中，O点接地，在开关S由断开到闭合的过程中，P、Q两点电势变化的情况是A．两点的电势都升高B．P点的电势升高，Q点的电势降低C．两点的电势都降低D．P点的电势降低，Q点的电势升高分析与解：在开关由断开到闭合的过程中R总↓=I总↑U端↓由U3=I总↑·R3U3↑，由UQ=UQO=－UOQ=－U3↑UQ↓由U1=U端↓－U3↑U1↓，由UP=UPO=U1↓UP↓中学学科网学海泛舟系列资料WWW.ZXXK:COM版权所有@中学学科网第4

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