俞楊衛(wèi)
[摘要]分析動(dòng)態(tài)電路,需要靈活運(yùn)用閉合電路歐姆定律。動(dòng)態(tài)電路分析題常用來(lái)考查學(xué)生的邏輯推理能力和綜合分析能力。文章結(jié)合例題談?wù)勥@類問(wèn)題的解題思路。
[關(guān)鍵詞]動(dòng)態(tài)電路閉合電路歐姆定律局部——整體——局部
[中圖分類號(hào)]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]16746058(2015)290066
動(dòng)態(tài)電路,通常是電路中某個(gè)元件或局部電路的阻值或電壓發(fā)生變化,從而導(dǎo)致相關(guān)元件的電壓、電流等發(fā)生變化。分析動(dòng)態(tài)電路時(shí),需注意電路的電壓、電流的變化量。對(duì)于因滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng),導(dǎo)致電路中電流表和電壓表示數(shù)變化問(wèn)題,學(xué)生基本上掌握了分析的思路,這種分析思路是:(1)明確電路結(jié)構(gòu),即電路是串聯(lián),還是并聯(lián),或者是混聯(lián),具體還要畫等效電路圖,使電路更清晰易懂;(2)知道局部變化,滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)后,局部電阻是變大還是變??;(3)沿“局部——整體——局部”的思維流程分析求解。應(yīng)用閉合電路歐姆定律,從局部電阻變化,分析判斷整體的變化,如總電阻、總電壓、總電流的變化。再把它們與局部電阻、電壓、電流聯(lián)系起來(lái),判斷局部各量變化情況。
對(duì)于電路中電流表、電壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值,及其比值問(wèn)題,難度有所提升,學(xué)生應(yīng)答時(shí)總是摸不著頭腦,差錯(cuò)比較多。其實(shí)這類動(dòng)態(tài)電路分析題,既可以按上面所提的分析思路(1)(2)(3)分析求解,也可以按這類題自身的規(guī)律分析求解?,F(xiàn)不妨通過(guò)實(shí)例分析,為大家指點(diǎn)迷津。
解析:這是混聯(lián)電路,由題圖看出總電流為I,流過(guò)R;流過(guò)R2的電流值為I1;流過(guò)R3的電流為I2。
根據(jù)閉合電路歐姆定律,路端電壓為ε-Ir,分電壓U1=ε-I(R1+r)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)時(shí)(無(wú)論向上,還是向下),電學(xué)變化量的絕對(duì)值ΔU=ΔIr,ΔU1=(R1+r),所以ΔU1>ΔU,選項(xiàng)A正確。
從圖中看出干路電流I=I1+I2,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng),R2↓→R總↓→I↑,此時(shí)干路電流為I+ΔI,而流經(jīng)R3的電流I2減少,此時(shí)電流為I2-ΔI2,流經(jīng)R2的電流I1增大,有I1+ΔI1。因I=I1+I2,必有ΔI=ΔI1-ΔI2,即ΔI1=ΔI+ΔI2。
若滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng),R2↑→R總↑→I↓,此時(shí)干路電流為I-ΔI,而流經(jīng)R3的電流I2增大,此時(shí)電流為I2+ΔI2,流經(jīng)R2的電流I1減小,有I1-ΔI1。因I=I1+I2,必有ΔI=ΔI1-ΔI2,即ΔI1=ΔI+ΔI2>ΔI。選項(xiàng)C正確。
總結(jié):分析動(dòng)態(tài)電路時(shí),凡是涉及ΔU(電壓表示數(shù)變化)的動(dòng)態(tài)電路分析題,可用閉合電路歐姆定律列出U=E-IR定表達(dá)式,對(duì)電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電路,應(yīng)將R滑用其余定值電阻替換,得出ΔU=ΔIR定,分析并聯(lián)電路中電流變化量的絕對(duì)值ΔI。具體應(yīng)明確總電流與分電流的關(guān)系,分析滑片移動(dòng)后總電流、分電流的增減情況。依據(jù)變化前I=I1+I2,變化后I±ΔI,I1±ΔI2得ΔI=ΔI1-ΔI2的關(guān)系式,判斷總電流變化量與分電流變化量的大小關(guān)系。
2.在如圖5所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)時(shí),三個(gè)理想電流表的示數(shù)都發(fā)生變化,電流表A1、A2、A3的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔI1、ΔI2和ΔI3,則下列說(shuō)法中正確的是()。
A.電流表A2的示數(shù)一定變大
B.電流表A3的示數(shù)一定變大
C.ΔI1一定大于ΔI2
D.ΔI1一定小于ΔI3
答案:BD
(責(zé)任編輯易志毅)