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在历届高考试题中,恒定电流中电路的动态分析都是考查的热点问题,而因为它涉及问题多,又是动态过程学生很难掌握。我就自己几年的摸索和体会总结出一套自认比较实用的方法,具体如下:
一、电路分析的思维过程:
1、首先明确电路的连接情况。分析清楚每个用电器是怎样连接在电路中的,特别是含有电容器和电压表的电路。电路分析时,可以先将含有电容器和电压表的支路剔出,并且把该支路上的电阻直接看作导线。例如图1(图略),该电路是R1,R2,R3串联,R4相当于导线。
2、明确电压表和电流表测的是谁的电压和电流。电压表和谁并联,就测谁的电压,电流表和谁串联就测谁的电流。
3、明确电阻变化情况。无论是串联还是并联电路只要有一个电阻增大,总电阻就增大;并联电阻越多,总电阻越小;串联电阻越多,总电阻越大。(这些结论可以先证明,之后让学生记住)
4、分析的先后顺序:先内,后外;再先干路固定,后支路固定;最后支路变化。分析的先后顺序很重要,必须记清楚,这样依次都可以分析完,避免重复和错误。
二、实例分析:
在电学题中,引起电流和电压变化的题主要有两类:一类是滑动变阻器滑片移动引起的变化;另一类是开关断开和闭合引起的变化。下面我先以滑动变阻器滑片移动为例来分析。
(一),滑动变阻器滑片移动引起的变化
1,滑动变阻器与一个电阻串联或并联
例1,如图(图略),电流表和电压表均为理想电表,R1为定植电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,滑动触头P向上滑动的过程中
A,电压表V1,V2的示数增大,电压表V3的示数不变
B,电流表A示数变大,电压表V的示数变小。
C,电压表V2的示数与电流表A示数的比值不变。
D,电压表V的示数与电流表A示数的比值不变。
解析按以上思路分析:滑动变阻器与一个电阻串联。V测路端电压,A测干路电流,V1测R1两端电压,V2测R2两端电压。滑动触头P向上滑动的过程中R2电阻减小。
由分析知电压表V1增大,,V2的示数减小,电压表V的示数减小,电流表A示数增大,电压表V的示数与电流表A示数的比值为外电阻是减小的,所以应选择B.
例2,如图(图略),电源电压保持不变,当开关S闭合且滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表示数的变化情况是
A,电流表示数增大,电压表示数增大。
B,电流表示数减小,电压表示数减小
C,电流表示数增大,电压表示数减小
D电流表示数减小,电压表示数增大
解析思路分析:滑动变阻器与一个电阻并联。V测路端电压,A测干路电流。滑动触头P向右滑动的过程中R1电阻增大。
由分析得电流表示数减小,电压表示数增大,应选择D
2,滑动变阻器与俩个电阻混联
例3,如图(图略),当滑动变阻器的滑片P向上端移动时,则电表示数的变化情况是()
A.V1减小,V2增大,A增大
B.V1增大,V2减小,A增大
C.V1增大,V2增大,A减小
D.V1减小,V2减小,A减小
解析:思路分析:滑动变阻器R3与一个电阻R2并联之后与R1串联。V1测路端电压,V2测R3与R2的并联电压,A测R3的电流。滑动触头P向上滑动的过程中R3电阻增大。
根据以上分析可知应选择C.
若出现滑动变阻器与两个以上的多个电阻混联,则可以把干路固定电阻看做一个,支路固定电阻看做一个,整个电路等效与“滑动变阻器与俩个电阻混联”。处理方法与“滑动变阻器与俩个电阻混联”的方法相同。
(二),开关的闭合与断开引起电表示数的变化
例4,如图(图略),E为内阻不能忽略的电池,R1,R2,R3为定值电阻,S0,S为开关,V和A为电压表和电流表,初时S0与S均闭合,现将S断开,则
A,电流表示数变小,电压表示数增大。
B,电流表示数增大,电压表示数增大
C,电流表示数减小,电压表示数减小
D,电流表示数增大,电压表示数减小
解析:初时S0与S均闭合,,R2,R3并联之后再与R1串联。当S断开后并联之路减少,总电阻增大。
由以上分析知选择B项正确
只要掌握了前面的思维过程,所有的动态电路都能分析。这种方法也可以拓展到含有变压器的交流电路中。因为篇幅问题我就不再举例说明。
一、电路分析的思维过程:
1、首先明确电路的连接情况。分析清楚每个用电器是怎样连接在电路中的,特别是含有电容器和电压表的电路。电路分析时,可以先将含有电容器和电压表的支路剔出,并且把该支路上的电阻直接看作导线。例如图1(图略),该电路是R1,R2,R3串联,R4相当于导线。
2、明确电压表和电流表测的是谁的电压和电流。电压表和谁并联,就测谁的电压,电流表和谁串联就测谁的电流。
3、明确电阻变化情况。无论是串联还是并联电路只要有一个电阻增大,总电阻就增大;并联电阻越多,总电阻越小;串联电阻越多,总电阻越大。(这些结论可以先证明,之后让学生记住)
4、分析的先后顺序:先内,后外;再先干路固定,后支路固定;最后支路变化。分析的先后顺序很重要,必须记清楚,这样依次都可以分析完,避免重复和错误。
二、实例分析:
在电学题中,引起电流和电压变化的题主要有两类:一类是滑动变阻器滑片移动引起的变化;另一类是开关断开和闭合引起的变化。下面我先以滑动变阻器滑片移动为例来分析。
(一),滑动变阻器滑片移动引起的变化
1,滑动变阻器与一个电阻串联或并联
例1,如图(图略),电流表和电压表均为理想电表,R1为定植电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,滑动触头P向上滑动的过程中
A,电压表V1,V2的示数增大,电压表V3的示数不变
B,电流表A示数变大,电压表V的示数变小。
C,电压表V2的示数与电流表A示数的比值不变。
D,电压表V的示数与电流表A示数的比值不变。
解析按以上思路分析:滑动变阻器与一个电阻串联。V测路端电压,A测干路电流,V1测R1两端电压,V2测R2两端电压。滑动触头P向上滑动的过程中R2电阻减小。
由分析知电压表V1增大,,V2的示数减小,电压表V的示数减小,电流表A示数增大,电压表V的示数与电流表A示数的比值为外电阻是减小的,所以应选择B.
例2,如图(图略),电源电压保持不变,当开关S闭合且滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表示数的变化情况是
A,电流表示数增大,电压表示数增大。
B,电流表示数减小,电压表示数减小
C,电流表示数增大,电压表示数减小
D电流表示数减小,电压表示数增大
解析思路分析:滑动变阻器与一个电阻并联。V测路端电压,A测干路电流。滑动触头P向右滑动的过程中R1电阻增大。
由分析得电流表示数减小,电压表示数增大,应选择D
2,滑动变阻器与俩个电阻混联
例3,如图(图略),当滑动变阻器的滑片P向上端移动时,则电表示数的变化情况是()
A.V1减小,V2增大,A增大
B.V1增大,V2减小,A增大
C.V1增大,V2增大,A减小
D.V1减小,V2减小,A减小
解析:思路分析:滑动变阻器R3与一个电阻R2并联之后与R1串联。V1测路端电压,V2测R3与R2的并联电压,A测R3的电流。滑动触头P向上滑动的过程中R3电阻增大。
根据以上分析可知应选择C.
若出现滑动变阻器与两个以上的多个电阻混联,则可以把干路固定电阻看做一个,支路固定电阻看做一个,整个电路等效与“滑动变阻器与俩个电阻混联”。处理方法与“滑动变阻器与俩个电阻混联”的方法相同。
(二),开关的闭合与断开引起电表示数的变化
例4,如图(图略),E为内阻不能忽略的电池,R1,R2,R3为定值电阻,S0,S为开关,V和A为电压表和电流表,初时S0与S均闭合,现将S断开,则
A,电流表示数变小,电压表示数增大。
B,电流表示数增大,电压表示数增大
C,电流表示数减小,电压表示数减小
D,电流表示数增大,电压表示数减小
解析:初时S0与S均闭合,,R2,R3并联之后再与R1串联。当S断开后并联之路减少,总电阻增大。
由以上分析知选择B项正确
只要掌握了前面的思维过程,所有的动态电路都能分析。这种方法也可以拓展到含有变压器的交流电路中。因为篇幅问题我就不再举例说明。