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1、浅谈动态电路分析的常用方法动态电路分析是电学中经常遇到的一种典型题目,也是近儿年来高考的热点内容Z—•该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解,电路的结构分析及对串并联特点的应用能力,兼顾考查学生的逻辑推理能力.笔者经多年总结,解决这类问题的常用方法有四种,现将具体含义及其运用方法写出,欢迎各位同仁给予批评指正.1程序法基本思路是“局部一整体一局部”•即从阻值变化的的入手,由串并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况.动态分析问题的思路
2、程序可表示为R局fJR总f门总!fU端f!I分U分例1如图1所示,电源电动势E=9V,内阻r二1Q,外电阻R1二1Q,R2二6Q,滑动变阻器R3的总阻值是6Q,闭合开关S,当滑动变阻器R3的滑片K山N向M端滑动时,各电压表和电流表示数如何变化?解析当滑动变阻器R3的滑片K由N向M端滑动时,R3fR总fI总JU端f由I总JAl示数丨;由U端fVI示数仁R1处在干路,从电流入手分析,由U1=I总I?R1U1IV2I;山UMN=U端t-U2IUMNtV3t.R2处在支路,从电压入手分析,由I2=UMNt/R2I2tA2t;由13=1
3、总I-12t13IA3I.闭合电路动态分析的一般顺序是:先电阻后干路电流;先内电压,后外电压;先固定电阻的电压,后变化电阻的电压;先干电流后并联支路上的电流.这一过程分析,环环相扌II,需要做题者首先要对电路结构了如指掌,其次要对闭合电路欧姆处律运用娴熟,此外还要冇清醒的大脑•解题时,注意力耍高度集中,稍有疏乎,就会前功尽弄,满盘皆输•那么对丁•此类问题有没有简便易行、快捷、稳妥的解题方法呢?2“并同串反”%1“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
4、接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.%1“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.I串IP串丨一RffU并f[并fP并f例2如图2所示的电路中,Rl、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为「设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中a端移动时A.T变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小解析本题中变量是R5,由题意知
5、,R5的等效电阻变小.简化电路结构可各知,电压表V,电流表A均与R5间接并联,根据“串反并同”的原则,电压表V,电流表A的读数均与R5的变化趋势相同,即两表示数均减小•答案:选D.注意“串反并同”法则的应用条件:单变量电路.对于多变量引起的电路变化,若各变量对同一对象分别引起的效果相同,则该原则的结果成立;若各变量对同一对象分别引起的效果相反,则“串反并同”法则不适用.例3如图3(a)所示电路中,闭合电键S,当滑片P向右移动时,灯泡LI、L2的亮度变化如何?解析本题中滑动变阻器左右两部分都接入电路,等效电路如图3(b)所示,变
6、阻器R分解得到两变量Rl、R2,由图可知:滑片P向右移一R1(t),R2(I)由上述分析可知:对L1,变量Rl、R2变化均引起L1变亮,故L1将变亮;对L2,变量Rl、R2变化引起L2的亮度变化不一致,故此法不宜判断L2的亮度变化•但若把变阻器R与L1的总电阻合成一个变量R合,则由上述结论可知,P右移时,R合减小,L2与R合串联,由“串反并同”法则可知,L2亮度变大.3特殊值法与极限法%1极限法:即因滑动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.%1特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以釆取代入
7、特殊值去判定,从而找出结论.例4在图4所示的四个电路屮,当分别闭合开关S,移动滑动变阻器触头从左端至右端时,能使其中一个灯由暗变亮同时,另一个灯由亮变暗,则符合要求的电路是解析A图:对灯L1,可由“串反并同”法则判断其变亮;而对L2由于两个变量引起它亮度变化不一致,故“串反并同”不适用•现取特殊值法:取LI、L2的阻值均为10Q,变阻器总阻值也为10Q,电源电动势为6V;然后取极限值:取滑片P置于最左端和最右端时分别两灯实际工作时的电压即可判断两灯均变亮.B图:对L1,可由“串反并同”法则判断其变亮;对L2,采用合成变量法,再
8、根据“串反并同”法则可判断其变亮.C图:采用极限值法•滑片P置于最左端时,L1被短路,不发光,而L2两端电压最大,亮度最大;滑片P置于最右端时,L1两端电压最大,亮度最大,而L2被短路,不发光•由此分析可知,该电路符合题目要求.D图:灯I」一直被短路,不发光,不合要求.综上分