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时间:2019-01-10
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1、究竟如何变化 对闭合电路的动态分析有不少同学感到困难,其中分析U、I的变化量更是学生学习的难点.对于这样的问题,我们可以根据闭合电路欧姆定律,列出关于电压或电流的函数关系式,再结合数学知识,问题便迎刃而解.我们将这样的问题分为两种典型情况:第一种,根据闭合电路欧姆定律列出关于U的函数关系式;第二种,根据闭合电路欧姆定律列出关于I的函数关系式. 1根据U的变化列出函数关系式 例题1如图1所示电路,电源的内电阻不能忽略.现闭合开关S,电压表有确定示数,调节可变电阻R的阻值,电压表的示数增大了ΔU.下列判断正确的是
2、 A.可变电阻R被调到了较小的阻值 B.电阻R2两端的电压减小,减小量等于ΔU C.通过电阻R2的电流减小,减小量小于ΔU/R2 D.路端电压增大,增大量等于ΔU 分析与解A选项、由题,电压表的示数增大,R和R1并联的电阻增大,得知R增大,所以R被调到较大的阻值.A错误.6 B、C选项、R增大,外电阻增大,干路电流减小,通过电阻R2的电流减小,电阻R2两端的电压UR2减小,又因为路端电压U端增大,所以R1两端的电压UR1(即电压表的示数)增大.列出电压函数关系式U端=U+UR2,再标出变化情况,ΔU端(
3、增大)=ΔU(增大)+ΔUR2,所以ΔUR2小于ΔU,故B错误,C正确. D选项、ΔU端(增大)=ΔU(增大)+UR2(减小),所以路端电压的增大量ΔU端小于ΔU.故D错误. 故本题答案为C. 例题2在如图2所示电路中,闭合电键,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示,下列比值正确的是 A.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变 B.U2/I不变,ΔU2/ΔI变大 C.U2/I不变,Δ
4、U2/ΔI不变 D.U3/I不变,ΔU3/ΔI不变 分析与解四个理想电表中电流表测干路电流,电压表V1测电阻R1两端的电压U1,电压表V2测电阻R2两端的电压U2,电压表V3测路端电压. A选项、定值电阻R1阻值不变化,故U1I=ΔU1ΔI=R1不变.A正确. B、C选项、当滑头P向下滑动时,R2接入电路有效阻值R2′变大,U2I=R2′变大.此时,列出电压的函数关系式,U2=E-(U1+U内),可得ΔU2=Δ(U1+U内),而Δ(U1+U内)ΔI=R1+r,故ΔU2ΔI=R1+r不变.B错误C正确. D
5、选项、当R2′变大时,U3I=R外=R1+R2′6变大.此时列出电压的函数关系式,U3=E-U内,由此可得ΔU3=ΔU内,故ΔU3ΔI=ΔU内ΔI=r不变.D正确. 故本题答案为A、C、D. 巩固练习在图3所示电路中,开始时电键S1、S2均闭合,现先断开电键S1,则电压表与电流表的示数均发生变化,设他们的示数变化量之比为M1=ΔU1/ΔI1,再断开电键S2,两表新的示数变化量之比为M2=ΔU2/ΔI2,若已知,则比较M1与M2的绝对值大小应有 A.M1>M2B.M1=M2 B.M16、与解根据闭合电路欧姆定律列出电压函数关系式U=E-Ir,可得ΔUΔI=r,当外电路结构变化时,电源的内阻r不变,则有M1=M2.故本题答案为B. 2根据I的变化列出函数关系式 例题3如图4所示电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表,闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU,下列说法中正确的是 A.电压表示数变大 B.电流表示数变小 C.ΔU/ΔIr 分析与解6R1、7、R2并联,再与R4串联,与R3并联,画出的等效电路如图6所示.R2向左滑动(图4中R3右移),接入电路的电阻变大. 设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,电压分别为U1、U2、U3、U4.干路电流为I总,路端电压为U,电压表测量路端电压U,等于R3电压.电流表电流为I,则I=I2+I3. A选项、R2变大,外电阻变大.故A正确. B选项、外电阻变大.由I总变小,又U3变大,所以I3变大.由I4=I总-I3,现I总变小,I3变大,所以I4变小,U4变小,而U1=U-U4,现U变大,U4变小8、,则U1变大,I1变大,列出电流的函数关系式I总=I2+I3+I1=I+I1,现I总变小,I1变大,所以I变小.故B正确. C、D选项、由欧姆定律U=E-I总r,得ΔUΔI总=r.根据电流的函数关系I总=I+I1,标出变化情况ΔI总(变小)=ΔI(变小)+ΔI1(变大),则ΔI>ΔI总,ΔUΔI<ΔUΔI总=r.故ΔUΔI
6、与解根据闭合电路欧姆定律列出电压函数关系式U=E-Ir,可得ΔUΔI=r,当外电路结构变化时,电源的内阻r不变,则有M1=M2.故本题答案为B. 2根据I的变化列出函数关系式 例题3如图4所示电路中,电源的内电阻为r,R1、R3、R4均为定值电阻,电表均为理想电表,闭合电键S,当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,电表的示数都发生变化,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为ΔI、ΔU,下列说法中正确的是 A.电压表示数变大 B.电流表示数变小 C.ΔU/ΔIr 分析与解6R1、
7、R2并联,再与R4串联,与R3并联,画出的等效电路如图6所示.R2向左滑动(图4中R3右移),接入电路的电阻变大. 设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,电压分别为U1、U2、U3、U4.干路电流为I总,路端电压为U,电压表测量路端电压U,等于R3电压.电流表电流为I,则I=I2+I3. A选项、R2变大,外电阻变大.故A正确. B选项、外电阻变大.由I总变小,又U3变大,所以I3变大.由I4=I总-I3,现I总变小,I3变大,所以I4变小,U4变小,而U1=U-U4,现U变大,U4变小
8、,则U1变大,I1变大,列出电流的函数关系式I总=I2+I3+I1=I+I1,现I总变小,I1变大,所以I变小.故B正确. C、D选项、由欧姆定律U=E-I总r,得ΔUΔI总=r.根据电流的函数关系I总=I+I1,标出变化情况ΔI总(变小)=ΔI(变小)+ΔI1(变大),则ΔI>ΔI总,ΔUΔI<ΔUΔI总=r.故ΔUΔI
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