例谈动态电路问题分析解答

2015-05-30 10:48:04俞杨卫
中学教学参考·理科版 2015年10期
关键词:滑片变阻器电流表

俞杨卫

[摘要]分析动态电路,需要灵活运用闭合电路欧姆定律。动态电路分析题常用来考查学生的逻辑推理能力和综合分析能力。文章结合例题谈谈这类问题的解题思路。

[关键词]动态电路闭合电路欧姆定律局部——整体——局部

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号]16746058(2015)290066

动态电路,通常是电路中某个元件或局部电路的阻值或电压发生变化,从而导致相关元件的电压、电流等发生变化。分析动态电路时,需注意电路的电压、电流的变化量。对于因滑动变阻器滑片移动,导致电路中电流表和电压表示数变化问题,学生基本上掌握了分析的思路,这种分析思路是:(1)明确电路结构,即电路是串联,还是并联,或者是混联,具体还要画等效电路图,使电路更清晰易懂;(2)知道局部变化,滑动变阻器滑片移动后,局部电阻是变大还是变小;(3)沿“局部——整体——局部”的思维流程分析求解。应用闭合电路欧姆定律,从局部电阻变化,分析判断整体的变化,如总电阻、总电压、总电流的变化。再把它们与局部电阻、电压、电流联系起来,判断局部各量变化情况。

对于电路中电流表、电压表示数变化量的绝对值,及其比值问题,难度有所提升,学生应答时总是摸不着头脑,差错比较多。其实这类动态电路分析题,既可以按上面所提的分析思路(1)(2)(3)分析求解,也可以按这类题自身的规律分析求解。现不妨通过实例分析,为大家指点迷津。

解析:这是混联电路,由题图看出总电流为I,流过R;流过R2的电流值为I1;流过R3的电流为I2。

根据闭合电路欧姆定律,路端电压为ε-Ir,分电压U1=ε-I(R1+r)。当滑动变阻器的滑片移动时(无论向上,还是向下),电学变化量的绝对值ΔU=ΔIr,ΔU1=(R1+r),所以ΔU1>ΔU,选项A正确。

从图中看出干路电流I=I1+I2,当滑动变阻器的滑片P向上移动,R2↓→R总↓→I↑,此时干路电流为I+ΔI,而流经R3的电流I2减少,此时电流为I2-ΔI2,流经R2的电流I1增大,有I1+ΔI1。因I=I1+I2,必有ΔI=ΔI1-ΔI2,即ΔI1=ΔI+ΔI2。

若滑动变阻器的滑片向下移动,R2↑→R总↑→I↓,此时干路电流为I-ΔI,而流经R3的电流I2增大,此时电流为I2+ΔI2,流经R2的电流I1减小,有I1-ΔI1。因I=I1+I2,必有ΔI=ΔI1-ΔI2,即ΔI1=ΔI+ΔI2>ΔI。选项C正确。

总结:分析动态电路时,凡是涉及ΔU(电压表示数变化)的动态电路分析题,可用闭合电路欧姆定律列出U=E-IR定表达式,对电压表与滑动变阻器并联的电路,应将R滑用其余定值电阻替换,得出ΔU=ΔIR定,分析并联电路中电流变化量的绝对值ΔI。具体应明确总电流与分电流的关系,分析滑片移动后总电流、分电流的增减情况。依据变化前I=I1+I2,变化后I±ΔI,I1±ΔI2得ΔI=ΔI1-ΔI2的关系式,判断总电流变化量与分电流变化量的大小关系。

2.在如图5所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时,三个理想电流表的示数都发生变化,电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2和ΔI3,则下列说法中正确的是()。

A.电流表A2的示数一定变大

B.电流表A3的示数一定变大

C.ΔI1一定大于ΔI2

D.ΔI1一定小于ΔI3

答案:BD

(责任编辑易志毅)

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