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变化电路的动态分析
一、动态电路的讨论
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。基本思路是“部分→整体→部分”。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,其一般思路为:
(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律,确定电路的总电流如何变化;
(3)由U内=I总r确定电源内电压如何变化;
(4)由U外=E-U内确定电源的外电压如何(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)。
二、总结动态电路的规律如下——“并同串反”
“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。
“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。
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1:右图电路,设R1增大,各电阻中的电流和两端电压如何变化?
R1R2R
R1
R2
R3
R4
Er
由,I减小;由U=E-Ir,U增大;
因此U4、I4增大;由I3=I-I4,I3、U3减小
由U2=U-U3,U2、I2增大;由I1=I3-I2,I1减小。
应用“串反并同”法则分析同样可得到结果:
R1增大,R3与R1串联,电流I3、电压U3均减小;
R2、R4与R1并联,电流I2、I4均增大;电压U2、U4均增大。
三、分压器电路总电阻的变化:如图所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电阻构成,其中一段与电器并联(以下简称并联段),另一段与并联部分相串联(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R,灯泡的电阻为R灯,与灯泡并联的那一段电阻为R并,则分压器的总电阻为:
由上式可以看出,当R并减小时,R总增大;当R并增大时,R总减小。
由此可以得出结论:分压器总电阻的变化与并联段电阻的变化情况相反,与串联段电阻的变化相同。
A1A2VR1R2R3abS015.扬州市期中模拟试卷5.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内电阻,R1、R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I
A1
A2
V
R1
R2
R3
a
b
S
A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小
V1V2L1L2L3045.南京金陵中学07—08学年一轮复习检测(一)4.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1
V1
V2
L1
L2
L3
A.小灯泡L1、L2变暗,L2变亮
B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C.△U1△U2
D.△U1=△U2
解:滑动变阻器的触片P从右端滑到左端,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小。与电阻串联的灯泡L1、L2电流增大,变亮,与电阻并联的灯泡L3电压降低,变暗。U1减小,U2增大,而路端电压U=U1+U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量。
R1ε,rR2R3024.上海市徐汇区07年第一学期期末试卷11.在如图所示的电路中,电源电动势为ε,内电阻为r,三个可变电阻分别用R1、R2和R3
R1
ε,r
R2
R3
(A)R1、R2都不变,R3变小
(B)R1、R3都变大,R2不变
(C)R1、R3都变大,R2变小
(D)R1、R2和R3都变大
V1
V1
A
R1
R2
V2
E
029.连云港2022-2022学年度第一学期期末调研考试6、如图所示的电路中,A为理想电流表,V1和V2为理想电压表,R1为定值电阻,R2为可变电阻,电池E内阻不可忽略,则下列说法中正确的是(BD)
A.R2不变时,V2的读数与A读数之比等于R1
B.R2不变时,V1的读数
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