闭合电路的动态分析专题

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1、闭合电路的动态分析电路变化主要包括两种情况，一是由于电路中部分支路的接通或断开引起电路结构的变化，从而引起电路中有关物理量的变化；二是由于部分电路中某个电阻发生变化（例如：滑动变阻器滑动触头位置的改变），同样会引起电路中相关物理量的变化。那么如何进行电路变化的动态分析，我们分析的理论依据是闭合电路欧姆定律，及部分电路欧姆定律，以及串联分压、并联分流等规律。首先，要根据闭合电路欧姆定律，在I＝ε/R+r中，电源电动势ε和内电阻r不变，由于电路结构的变化，会引起外电阻的R变化，导致干路电流I和路端电压U的变化，再利用部分电路欧姆定律（在使用欧姆定律I＝U/R，必须牢记I、U、R是对同一部分电

2、路而言的，三个物理量中任意一个发生变化都可能引起其它两个量的变化。）来讨论各支路中的相关物理量的变化，进而讨论干路中的各个物理量的变化。其次，分析电路变化时，一般的顺序是先从变化部分开始，按照先总后分，先干路后支路，先固定电阻，后变化电阻的顺序进行分析。变化电路的讨论如图电路：设R1增大，总电阻一定；由，I一定；由，U一定；因此U4、I4一定；R1R2R3R4由I3=，I3、U3一定；由U2=，U2、I2一定；由I1=，I1一定。总结规律如下：①总电路上R增大时总电流I减小，路端电压U增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电

3、流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；④和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）。R1R3R2k⊙ε‚rAV下面根据其以上方法具体分析一些实例：一、由于某部分电路的断开或接通，会引起电路中相关物理量的变化。例1．如图所示，当K闭合时，两电表的读数变化情况是：（）V、A读数变大V、A读数变小V的读数变大，A的读数变小V的读数变小，A的读数变大解析：当K闭合时，由于并联的支路的个数增加，由并联知识可知：外电阻R减小，由闭合电路欧姆定律I＝ε/R+r知，干电流I增大，通过分析路端电压U=ε—Ir减小，所以伏特表V的读

4、数变小，即R2两端电压减小，由部分电路欧姆定律I2=U2/R2安培表A的读数变小，正确答案应选BεｒR4R3R2R1AV例2、如图所示，由于某一电阻发生断路，导致电压表和电流表示数均比该电阻未断开时要大，则这个断路的电阻可能是：（）A．R1B．R2C．R3D．R4解析：若R1断路，由并联电路特点，可知总电阻R变大，由I＝ε/R+r，得总电流I变小，由U=ε—Ir知路端电压增大，得R2的两端电压U2增大，通过对I2=U2/R2分析，知电流表的示数变大，故选项A正确；若R2断路，知电流表的示数为零，故选项B错误；若R3断路，电压表的示数为零，故选项C错误；若R4断路，由并联电路知识特点，可知

5、总电阻R变大，由I＝ε/R+r，得总电流I变小，由U=ε—Ir知路端电压增大，得R2的两端电压U2增大，通过对I2=U2/R2分析，知电流表的示数变大，故选项D正确；本题正确选项为AD。ε‚rR3R2R1k☉V２V３A2例３、如图所示的电路中，电源的电动势为ε，内电阻为r，电键k原来是断开的，现将k闭合，电路中的电流表及电压表的示数将如何变化？解析：当k闭合时，变为R1和R2并联，即R12的总电阻变小，R12又和R3串联，得总电阻R变小，由I＝ε/R+r，得总电流I变大，所以电压表V３的示数将变大；若把R3当成内电阻，由于总电流I变大，通过U=ε—Ir知路端电压变小，即R2的两端电压变小

6、，即电压表V２的示数将变小，通过对I2=U2/R2分析，知电流表A2的示数变小。注：当电路中任一部分发生变化时，将会引起电路中各处得电流和电压随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”，判断此类问题时，应先由局部得变化推出总电流的变化，路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响。PDCBε,rR0A二、由于部分电路中的某个电阻发生变化或电路中的滑动变阻器的阻值改变，也会引起电路中相关物理量的变化。例４．如图所示的电路当中，A、B、C、D是四只完全相同的灯泡，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，下列说法正确的是：（）A灯变亮，B．B灯变亮，C．C灯变亮，D．C灯变亮；解析：当滑动变阻器

7、的滑动触头P向下移动时R0的使用电阻值增大，得外电阻R的电阻值增大，由I=ε/R+r，可知干路电流I减小，而U=ε—Ir，得路端电压升高，所以A灯的两端电压UA升高，由PA=UA2/RA，可知A灯变亮；同时I=IA+IB，而IA增大，得IB减小，可知B灯变暗；又因UB=IBRB，可知UB减小，而U=UB+UC，得UC增大，知C灯变亮；又因IB=IC+ID,而IB减小，IC增大,得ID减小,ε,rR4R3bR５aR1R2AV由PD=I