动态电路分析
河南省平顶山市卫东区田选学校 范俊奇
电路的定性分析和定量计算是考查学生电路知识、串并联电路的规律、欧姆定律综合应用能力的基本形式,是学习电学的重点和难点。虽然二者形式不同,但所用的知识、方法却是完全相同的。电路定性分析能力的扎实练习,又为电路定量计算打下坚实的基础。
一、知识准备
电路中的物理量——电压、电流会随着电路中用电器的连接方式或工作状态的变化而发生变化。连接方式的或工作状态变化直接表现在电路中总电阻的变化,进而引起电路中电流的变化或电压的重新分配。
1.串联电路是分压电路,在串联电路中,导体的电阻越大,它两端的电压越 (填“大”或“小”);并联电路是分流电路,在并联电路中,导体的电阻越大,通过它的电流越 (填“大”或“小”)。
2.在串联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,电路的总电阻将 (填“变大”或“变小”),总电流将(填“变大”或“变小”);在并联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,它的总电阻将 (填“变大”或“变小”),总电流将 (填“变大”或“变小”)。
3.由公式I=U/R可知,当电压一定时,电阻越大,通过它的电流就越 (填“大”或“小”);由公式U=IR可知,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越 (填“大”或“小”)。
二、典型例题
类型一:滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化
(一)串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的电表读数变化
例1 如图1所示电路,是伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,电流表的读数将 , 电压表的读数将 (填“变大”、 “变小”或“不变”)(电源电压不变)。
分析:首先确定电路连接方式,再看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化,最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。
电路中R1、R2是串联连接,当滑动变阻器滑片P向右移动时,R2增大,总电阻增大。电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,所以电流表读数变小;电压表测R1两端电压,R1为定值电阻,根据U1=IR1可知,U1减小,所以,电压表读数变小。
答案:变小;变小
【小试牛刀】
1.如图2所示电路中,电源电压不变。当滑片P向左移动时,电流表A和电压表V的读数将如何变化?
2.如图3所示电路中,电源电压不变。当滑片P向左移动时,电流表A和电压表V的读数将如何变化?
3.在如图4所示电路中,电源电压不变。当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )
A.电流表示数变大,灯变暗
B.电流表示数变小,灯变亮
C.电压表示数不变,灯变亮
D.电压表示数不变,灯变暗
4.在如图5所示电路中,电源电压不变。当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )
A.电压表示数变大,灯变暗
B.电压表示数变小,灯变亮
C.电流表示数变小,灯变亮
D.电流表示数不变,灯变暗
(二)并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化
例2 如图6电路中,电源电压不变。当滑片P向右移动时,电流表A1、A2和电压表V的读数将如何变化?
分析:先分析电路连接方式,然后确定每个电表分别测的是哪部分的电压和电流值,再根据欧姆定律和电路中电流、电压和电阻的规律进行分析。
本题中,R1和R2是并联连接,A1测R1所在支路电流,A2测干路电流。因为纯并联电路只有一个电压值,所以,电压表读数保持不变。当当滑片P向右移动时,变阻器电阻增大,所以,总电阻增大,根据欧姆定律,总电流将变小,所以,A2读数变小。各支流互不影响,A1和R1在另一支路,所以,A1读数不变。
答案:电流表A1读数不变;电流表A2读数变小;电压表V的读数不变。
【小试牛刀】
5.如图7所示电路中,电源电压不变。当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?
类型二:开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
(三)串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
例3.在如图8所示的电路中,电源电压不变。将开关K闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:本题中R1、R2是串联连接关系。开关断开时,R1、R2串联,电压表测R1两端电压。开关闭合时,R2被局部短路,电路中只有电阻R1,电路中总电阻变小。电源的电压全加在R1两端,使得电压表的读数变大。根据欧姆定律,电源电压不变时,电路中的电流变大。 答案:变大;变大
【小试牛刀】
6.在如图9所示的电路中,电源电压不变。当开关K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。开关K闭合时,电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(二)、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
例4.在图10中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
分析:本题电路中灯泡L1和灯泡L2是并联关系,电流表测L1所在支路电流。并联电路中只有一个电压值而且不变,所以,电压表读数不变。开关闭合时,电流表中有电流通过,断开时,电流表中无电流通过,所以开关断开时,电流表读数变小。
答案:并;不变;变小。
【小试牛刀】
7.在图11所示电路中,电源电压不变。灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将________;电流表A1的示数将__________(选填:“增大”、“不变”或“减小”)。
参考答案:
1.电压表V读数不变,电流表 A读数变大
2.电压表V读数变小,电流表A读数不变
3.D
4.A
5.A1变小 A2变小 V不变
6.串 变小
7.并 变小 变小
动态电路分析
河南省平顶山市卫东区田选学校 范俊奇
电路的定性分析和定量计算是考查学生电路知识、串并联电路的规律、欧姆定律综合应用能力的基本形式,是学习电学的重点和难点。虽然二者形式不同,但所用的知识、方法却是完全相同的。电路定性分析能力的扎实练习,又为电路定量计算打下坚实的基础。
一、知识准备
电路中的物理量——电压、电流会随着电路中用电器的连接方式或工作状态的变化而发生变化。连接方式的或工作状态变化直接表现在电路中总电阻的变化,进而引起电路中电流的变化或电压的重新分配。
1.串联电路是分压电路,在串联电路中,导体的电阻越大,它两端的电压越 (填“大”或“小”);并联电路是分流电路,在并联电路中,导体的电阻越大,通过它的电流越 (填“大”或“小”)。
2.在串联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,电路的总电阻将 (填“变大”或“变小”),总电流将(填“变大”或“变小”);在并联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,它的总电阻将 (填“变大”或“变小”),总电流将 (填“变大”或“变小”)。
3.由公式I=U/R可知,当电压一定时,电阻越大,通过它的电流就越 (填“大”或“小”);由公式U=IR可知,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越 (填“大”或“小”)。
二、典型例题
类型一:滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化
(一)串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的电表读数变化
例1 如图1所示电路,是伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,电流表的读数将 , 电压表的读数将 (填“变大”、 “变小”或“不变”)(电源电压不变)。
分析:首先确定电路连接方式,再看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化,最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。
电路中R1、R2是串联连接,当滑动变阻器滑片P向右移动时,R2增大,总电阻增大。电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,所以电流表读数变小;电压表测R1两端电压,R1为定值电阻,根据U1=IR1可知,U1减小,所以,电压表读数变小。
答案:变小;变小
【小试牛刀】
1.如图2所示电路中,电源电压不变。当滑片P向左移动时,电流表A和电压表V的读数将如何变化?
2.如图3所示电路中,电源电压不变。当滑片P向左移动时,电流表A和电压表V的读数将如何变化?
3.在如图4所示电路中,电源电压不变。当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )
A.电流表示数变大,灯变暗
B.电流表示数变小,灯变亮
C.电压表示数不变,灯变亮
D.电压表示数不变,灯变暗
4.在如图5所示电路中,电源电压不变。当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时( )
A.电压表示数变大,灯变暗
B.电压表示数变小,灯变亮
C.电流表示数变小,灯变亮
D.电流表示数不变,灯变暗
(二)并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化
例2 如图6电路中,电源电压不变。当滑片P向右移动时,电流表A1、A2和电压表V的读数将如何变化?
分析:先分析电路连接方式,然后确定每个电表分别测的是哪部分的电压和电流值,再根据欧姆定律和电路中电流、电压和电阻的规律进行分析。
本题中,R1和R2是并联连接,A1测R1所在支路电流,A2测干路电流。因为纯并联电路只有一个电压值,所以,电压表读数保持不变。当当滑片P向右移动时,变阻器电阻增大,所以,总电阻增大,根据欧姆定律,总电流将变小,所以,A2读数变小。各支流互不影响,A1和R1在另一支路,所以,A1读数不变。
答案:电流表A1读数不变;电流表A2读数变小;电压表V的读数不变。
【小试牛刀】
5.如图7所示电路中,电源电压不变。当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?
类型二:开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
(三)串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
例3.在如图8所示的电路中,电源电压不变。将开关K闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:本题中R1、R2是串联连接关系。开关断开时,R1、R2串联,电压表测R1两端电压。开关闭合时,R2被局部短路,电路中只有电阻R1,电路中总电阻变小。电源的电压全加在R1两端,使得电压表的读数变大。根据欧姆定律,电源电压不变时,电路中的电流变大。 答案:变大;变大
【小试牛刀】
6.在如图9所示的电路中,电源电压不变。当开关K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。开关K闭合时,电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(二)、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
例4.在图10中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
分析:本题电路中灯泡L1和灯泡L2是并联关系,电流表测L1所在支路电流。并联电路中只有一个电压值而且不变,所以,电压表读数不变。开关闭合时,电流表中有电流通过,断开时,电流表中无电流通过,所以开关断开时,电流表读数变小。
答案:并;不变;变小。
【小试牛刀】
7.在图11所示电路中,电源电压不变。灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时,电压表的示数将________;电流表A1的示数将__________(选填:“增大”、“不变”或“减小”)。
参考答案:
1.电压表V读数不变,电流表 A读数变大
2.电压表V读数变小,电流表A读数不变
3.D
4.A
5.A1变小 A2变小 V不变
6.串 变小
7.并 变小 变小