电路动态变化问题的分析与处理

骆天歌

摘 要：电路动态变化是高中物理重要的知识点，在学习中不仅要掌握相关的理论知识，同时还要掌握问题分析与处理的能力。本文先对电路动态变化问题的分析方式进行简析，进而以实际例题为基础，阐述电路动态变化问题具体分析与处理方式。电路动态变化问题是高考中常见的一种题型，我们在日常学习中，要掌握电路动态变化问题的分析思路，同时也要掌握相关问题的处理方式，这样才能够有效解决问题，提升自己的问题解决能力，让我们更有底气与信心面对高考。因此，本文对电力动态变化问题的分析与处理进行研究有一定现实意义。

关键词：电力动态 变化 问题分析 问题处理

中图分类号：G633 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-0-02

1 电路动态变化问题的分析

1.1 程序法

程序法主要是依据欧姆定律于串并联电路性质来分析，其基本的思路是部分—整体—部分，也就是在阻值变化部分入手，从串并联电路的规律基础上判断变化情况，然后再让欧姆定律判知与变化情况，最后由部分电路的欧姆定律获得部分物理变化情况。在一般情况下的思路如下：先明确电路外电阻怎样变化，依据闭合电路的欧姆定律明确电路总电流的变化，然后明确电源外电压怎样变化，从部分电路的欧姆定律明确干路上某定值电阻两边的电压变化，然后再由部分电路与整体串联规律明确支路两端电压怎样变化的。

1.2 串反并同与极限法

所谓串反，其主要是指某个电阻增大减小时，与其串联或是间接串联的电阻中电流、电功率都会减少或增大，而并同，主要是指某电阻增大或者减小时，与其并联或间接并联的电阻中电流与两端电压都会增大减少。但是在其中需要注意的是，电路中电源内阻不能够忽视，且滑动变阻器一定要是限流接法。极限法，即为滑动变阻器滑动引起的电路变化，会把变阻器滑动端滑到两个极端。在串联电路之中，分电压变小，总电压不会有变化，其中条件是加在两个电阻两端电压一定时。在并联电路中，分电流变小，且总电流变小，而其中的条件为电源额定功率不变。

2 电路动态变化问题的分析与处理

2.1 物理量问题的研究

例题1：在一个电路中，电源电动实力是ε，内阻为r，且R0为固定电阻，现在有一个滑动变阻器滑片向下滑动的时，以下说法正确的是（ ）

A.灯泡L亮度一定会加强

B.电压表读数会减小

C.电流表读数会减小

D.R0消耗功率减小

分析：在处理这个问题之前，我们要先分析电路结构，处理时要把电流表当作导线，把电压表所处的支路作为开路，这样就能够获得电路结构，形成一个基本的并联结构，也就是固定电阻R0。与滑动变阻器串联以后，再与灯泡并联，电流表测量的就是滑动变阻器这个支路电流，电压表则测量的是整个路端电压。在确定了电路结构以后，我们再逐渐分析变阻器调整形成的影响。首先滑动变阻器滑片往下移动，接入电路电阻会变大，则整个外电路电阻增大，所以回路中总电量会减少，内阻电压也会减小，外电路电压会增大，电压表示数会变大，灯泡两边变大，灯泡亮度加强。因此A选项是正确的，选项B错误。对于这其中的电流表示数而言，这个是本题的一个难点所在，由于对应支路电阻增大，但是两边电压也在增大，若是使用部分电路欧姆定律的方式判断，难以得到答案。所以在分析的时候要调整自己的思路，在并联结构分流关系基础上进行思考。也就是灯泡所在支路和变阻器所在支路进行分流，两支路电流预期对应电阻时反比关系。在本题中总电路减小，并且滑动变阻器支路电阻增加，分流比例会减小。所以，电流表示数减小，也就是c选项也正确。经过R0的电流就是电流表的示数，在公式P=I2R中能够获得功率减小的结果，所以D选项也是正确的。最终本题正确的选项时A、C、D。

2.2 开关通断切换引起电路变化

例题2：如图1所示，电路中电池电动势是E，内阻是r，电路中电阻R1、R2与R3阻值都一样。在电键S处于闭合状态下时，若是把电键S1从位置1切换到位置2，则以下正确的是哪一项？

A.电压表示数会变大

B.电池内部消耗功率会变大

C.电阻R2两边电压会变大

D.电池供电效率有所提升

解析：在电键S处于闭合状态下时，如果把电键S1从位置1切换到位置2的过程中，外电路会由R1、R3先进行并联，然后再和R2串联，变化成为阻R1、R2先串联，然后再和R3并联，外电路总电阻会降低。依据闭合电路欧姆定律可以知道，总电流变大，路端电压变小。因此，电压表示数也会变小。由Pr=I2r的公式可以知道，电池内部消耗功率会增加。因为原来R3∶R2=1∶2，后来R1∶R2=1∶1。其中电压表讀数会变小，因此电阻由R2两边电压也会变小。而电池供电效率×100%，因为电阻会变小，因此电池效率也会变小，所以这道题的正确答案是B选项。

2.3 电阻引起变化问题

例题3：一个变压器、副线圈的匝数依次为n1、n2，原线圈，其经过一个理想电力表，然后接正弦交流电源。其中二级管与阻值R负载电阻串联，接到副线圈两边。设定此二极管正向电阻零，反向电阻无穷大，用电压表测量得到a、b端与c、d端电压Uab与Ucd，则以下正确的选项为？

A.Uab∶Ucd=n1∶n2，

B.提升负载电阻阻值R，电流表读数减少

C.负载电阻值越小，则cd间电压Ucd越大

D.把二极管短路，电流表读数会增大

分析：副线圈两边电压有效值为U2，因为二极管是单向导电性，交流电压表读数是电压有效值，在有效值概念中，Ucd=。对于理想变压器则有，，其中。因此A选项不正确。加大负载阻值R，输出功率下降，则输入电流也会下降，进而电流表读数变小，则B选项是对的。其中cd间电压和变压器初级电压有很大关系，和负载电阻R无关，则C选项不正确。在二极管短路后，输出功率加大，输出功率 PA=U1I1，其中U1不变化，且I1加倍，电流表示数提升，因此D项正确。

3 结语

电路动态变化问题是高中物理中常见的一种问题，同时也是高考中必考题型。在日常学习中，我们遇到这类问题时可以采取程序法或则是串反并同等方式进行分析，将各种类型的习题进行深入分析和思考。在思考中要考虑到多种因素，要在多个角度上分析问题，进而提升我们的问题解决能力。

参考文献

[1] 付霞，吕安延，张素荣.电路动态变化分析问题解析[J]. 数理化学习：高三版，2015（5）：31-32.

[2] 郑兰斌.“串反并同”应用动态变化问题的分析[J].文理导航，2018（1）：54.