内容正文:
动态电路的分析
专题11
第十七章 欧姆定律
1.首先确定初始时的电路性质,根据开关的断开和闭合状态,分析用电器的连接方式(串联或并联)以及电表的测量对象,画出等效电路图。
2.再确定电路变化后的性质,根据开关的断开和闭合状态,分析用电器的连接方式(串联或并联)以及电表的测量对象,画出等效电路图。
3.按串、并联电路中电流、电压的特点和欧姆定律确定电表的变化情况,看谁变了,谁没变,利用电源电压不变、定值电阻不变等隐含条件解决问题。
一、开关通断引起的动态电路
例1 在如图所示的电路中,当开关S断开时,电阻R1与R2是____联连接的。开关S闭合时,电压表的示数将______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
串
变小
解析 闭合开关前R1和R2串联,电压表测R1的电压,闭合开关后R1被短路,电压表的示数变为0,故电压表的示数将变小。
变式训练1 如图,开关S闭合时,灯泡L1和灯泡L2是____联连接的。当开关S断开时,电压表的示数将_____,电流表的示数将______。(后两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
并
不变
解析 闭合开关S,两灯并联,电流表测量通过灯泡L1的电流,电压表测量电源电压。开关S断开时,电路为灯泡L2的简单电路。电压表测量电源电压,由于电源电压不变,所以电压表的示数不变,此时灯泡L1断路,由于电流表A测量通过灯泡L1的电流,所以此时电流表示数为零,故电流表的示数将变小。
变小
例2 如图,电源电压恒定,闭合S2,断开S1和S3,两电表均有示数;再断开S2,同时闭合S1和S3,此时( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.两表示数均变小
D.两表示数均变大
D
解析 由电路图可知,闭合S2,断开S1和S3,两电
阻串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中
的电流;根据串联电路的电压规律可知,R两端的
电压小于电源电压;电路的总电阻为两个电阻之
和,则电流表的示数为I1= ;再断开S2,同时闭合S1和S3,R1、R并联,电压表测电源的电压,故电压表的示数变大;此时电流表测通过R的电流,此时电流表的示数为I2= ,比较I1、I2可知电流表的示数变大。故选D。
变式训练2 (2023·安徽模拟)如图所示电路中,保持电源电压不
变,先闭合开关S,再闭合开关S1,闭合S1后( )
A.甲表示数变大,乙表示数变大
B.甲表示数变小,乙表示数变小
C.甲表示数变小,乙表示数不变
D.甲表示数变大,乙表示数不变
D
解析 由题图可知,只闭合开关S时,电路为L1的简单电路,两电流表串联在同一电路中,所以两电流表均测量通过L1的电流;再闭合S1,两灯泡并联,电流表乙测量通过L1的电流,由于并联电路各支路互不影响,所以电流表乙示数不变;电流表甲测干路中的电流,其示数等于通过两灯泡的电流之和,故电流表甲示数变大。故D正确。
滑片的移动方向
二、滑动变阻器滑片移动引起的动态电路
→
总电阻怎么变
→
电路电流怎么变
→
各部分电压怎么变
例3 在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个电表的示数变化情况是( )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V1示数变大,V2示数变大
C.电流表A示数变小,电压表V1示数不变,V2示数变大
D.电流表A示数变大,电压表V1示数不变,V2示数变大
C
解析 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压
表V1测电源的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电
压,电流表测电路中的电流。因为电源的电压不变,
所以滑片移动时,电压表V1的示数不变,故A、B错误;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故D错误;
由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表V2的示数变大,故C正确。
变式训练3 (2023·烟台)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
D
解析 由电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电
压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路中的
电流;由于电压表测量电源电压,所以滑片移动时电
压表的示数不变,故C错误;
闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变小,电源电压不变,由I= 知通过滑动变阻器的电流变大,电流表A1的示数变大,故B错误;
由于并联电路各个