周愛珍
(西安市閻良區(qū)第二中學(xué) 陜西 西安 710089)
直流電路動態(tài)分析是依據(jù)全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路的特點進行求解.學(xué)生在解決這類問題時往往有困難.現(xiàn)將筆者在教學(xué)中針對此類問題的點滴體會與方法提出來與大家共享、探討.
針對此類問題的處理方法可用四個字概括即“串反并同”.若用“串反并同”的規(guī)律解決此類問題可使問題簡單化.“串反并同”的含義是:看要研究的物理量與變化電阻阻值的關(guān)系,如果是串聯(lián),其變化規(guī)律與電阻阻值變化規(guī)律相反;如果是并聯(lián),其變化規(guī)律與電阻阻值變化規(guī)律一致.當(dāng)然串聯(lián)、并聯(lián)是從大的角度而言的.
【例1】(2007年高考寧夏卷)在如圖1所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)電阻,R1,R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器.當(dāng)R2的滑動觸點在a端時,合上開關(guān)S,此時三個電表A1,A2和V的示數(shù)分別為I1,I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動,則三電表示數(shù)的變化情況是
A.I1增大,I2不變,U增大
B.I1減小,I2增大,U減小
C.I1增大,I2減小,U增大
D.I1減小,I2不變,U減小
圖1
一般思路:R2減小,整個電路總電阻減小,依據(jù)電路總電流增大,電源內(nèi)電壓增大,路端電壓U=E-Ir減小,電壓表示數(shù)減小;把R3看成內(nèi)阻,其電壓增大,所以R1的電壓減小,電流表A1的示數(shù)減?。桓陕返碾娏髟龃?,R1支路的電流減小,電流表A2的電流增大.故選項B正確.
用該規(guī)律解:變化的電阻是R2,其阻值變小,電壓表V、電流表A1均與R2并聯(lián),所以變化規(guī)律與R2一致,即減小.電流表A2與R2串聯(lián),所以變化規(guī)律與R2相反,即變大,故選項B正確.
利用該規(guī)律解決直流電路動態(tài)分析問題十分簡單,可以提高做題效率.一般步驟是:先看是誰的電阻在變化,怎么變;再看所要研究的量與該電阻是串聯(lián)還是并聯(lián)關(guān)系;最后按“串反并同”的規(guī)律判斷.
【例2】設(shè)電流表A的讀數(shù)為I,電壓表V的讀數(shù)為U.當(dāng)R5的滑動觸點向圖2中a端移動時
A.I變大,U變小
B.I變大,U變大
C.I變小,U變大
D.I變小,U變小
圖2
解析:滑動變阻器R5阻值減小,因電壓表、電流表均與R5并聯(lián),所以變化與R5變化相同,都變小.所以選D項.
【例3】如圖3所示的電路,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P向左移動.下列結(jié)論正確的是
A.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)增大
B.小燈泡L變亮
C.電容器C上電荷量減小
D.電源的總功率變大
圖3
解析:滑動變阻器阻值變大,電流表與其串聯(lián),讀數(shù)變小.電壓表與其并聯(lián),讀數(shù)變大.燈泡與其串聯(lián),亮度變暗.電容器與其并聯(lián),電容器C上電荷量增大.總電流減小,則電源總功率P=EI減小.所以選A項.