高中物理电路问题动态分析

边宗虎

物理学中的电路问题分析涉及的物理概念、物理规律是电学的重要基础。电路的分析与计算是高考的重点内容，旨在考查学生对基本概念的理解及对基本规律的掌握。下面择例谈谈高中物理电路问题的分析思路，与同行商榷。

一、直流电路的动态分析

在进行直流电路动态分析时，我们应：

（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；

（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；

（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；

（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；

（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；

（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。

【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。

A.RM变大，且R越大，U增大越明显

B.RM变大，且R越小，U增大越明显

C.RM变小，且R越大，U增大越明显

D.RM变小，且R越小，U增大越明显

解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1

1R+1RM

+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。

二、变压器电路的动态分析

1.匝数比不变的情况

（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论

负载电阻R如何变化，U2不变。

（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

I1，故I1发生变化。

（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。

2.负载电阻不变的情况

（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。

（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。

（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变， 故I1发生变化。

3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为

【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。

甲图2乙

A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）

B.电压表示数为9V

C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声

D.RT处温度升高时，变压器P入变小

解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。

总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：

（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；

（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；

（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。

（特约编辑 安 平）endprint

物理学中的电路问题分析涉及的物理概念、物理规律是电学的重要基础。电路的分析与计算是高考的重点内容，旨在考查学生对基本概念的理解及对基本规律的掌握。下面择例谈谈高中物理电路问题的分析思路，与同行商榷。

一、直流电路的动态分析

在进行直流电路动态分析时，我们应：

（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；

（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；

（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；

（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；

（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；

（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。

【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。

A.RM变大，且R越大，U增大越明显

B.RM变大，且R越小，U增大越明显

C.RM变小，且R越大，U增大越明显

D.RM变小，且R越小，U增大越明显

解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1

1R+1RM

+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。

二、变压器电路的动态分析

1.匝数比不变的情况

（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论

负载电阻R如何变化，U2不变。

（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

I1，故I1发生变化。

（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。

2.负载电阻不变的情况

（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。

（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。

（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变， 故I1发生变化。

3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为

【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。

甲图2乙

A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）

B.电压表示数为9V

C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声

D.RT处温度升高时，变压器P入变小

解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。

总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：

（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；

（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；

（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。

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物理学中的电路问题分析涉及的物理概念、物理规律是电学的重要基础。电路的分析与计算是高考的重点内容，旨在考查学生对基本概念的理解及对基本规律的掌握。下面择例谈谈高中物理电路问题的分析思路，与同行商榷。

一、直流电路的动态分析

在进行直流电路动态分析时，我们应：

（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；

（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；

（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；

（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；

（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化；

（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。

【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。

A.RM变大，且R越大，U增大越明显

B.RM变大，且R越小，U增大越明显

C.RM变小，且R越大，U增大越明显

D.RM变小，且R越小，U增大越明显

解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1

1R+1RM

+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。

二、变压器电路的动态分析

1.匝数比不变的情况

（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论

负载电阻R如何变化，U2不变。

（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

I1，故I1发生变化。

（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。

2.负载电阻不变的情况

（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。

（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。

（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变， 故I1发生变化。

3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为

【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。

甲图2乙

A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）

B.电压表示数为9V

C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声

D.RT处温度升高时，变压器P入变小

解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。

总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：

（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；

（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；

（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。

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