几种不同类型的动态电路问题探讨

摘 要：动态电路是指当电路中的电阻或者局部电路发生变化时所引起的整个电路中电流、电压等的变化，我们要做的是判断或者得出在变化中变与不变的量，对动态电路进行全面剖析，最终用此来解题。

关键词：动态电路；闭合电路欧姆定律；函数式

解决动态电路问题我们需要掌握一定的解题思路，基本上都离不开理论分析和数学计算，如何在此类问题中合理地运用所学知识实现题目的快速准确求解就是学生需要考虑的问题了，下面就分类介绍几种方法供参考。

一、 电源电压恒定的动态电路

这种情况可以说是动态电路中最易分析的，因为不涉及电源的内阻问题，但是此类问题通常都是以计算的形式出现，考查学生对电路的分析能力的情况下也考查学生的基本计算能力，学生在解答时要认真谨慎。

例1 电路如图所示，电源电压6 V不变，最初电路中的灯泡为“3 V，1.5 W”，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片移动至a点，此时灯泡仍然能正常发光。如果将灯泡换成“4 V，2 W”，闭合开关后再将滑动变阻器的滑片移至b点，灯泡也可以正常发光，下列说法错误的是（ ）

A. 两种情况下电流表的示数均为0.5 A

B. 点b在点a的左侧

C. 两种情况下，电路消耗的总功率相同

D. 电压表前后的示数之比是2∶3

解析 本题中的四个选项考查的点都各不相同，几乎涉及了电路问题中各种变量的求解或者分析问题，电源电压不变，我们就可以利用欧姆定律的知识进行求解，我们要对于这些知识掌握得非常牢固才能正确解出此题。滑片在两个位置时灯泡都能正常发光，那求出两种情况下的电流就是灯泡的额定电流，I=P额U额，因此电流均为0.5 A。电路消耗的总功率就是电源电压和干路电流的乘积，电源电压不变所以总功率也相同。电压表测的是滑动变阻器两端的电压，并不是灯泡两端的电压，学生只要认清这一点就不会做错了，前后两次的示数比应该是3∶2。通过电压之间的大小关系我们就能得知两次变阻器接入电路的阻值点b时的较小。

点拨 本题看似是一道选择题，但是这些选项其实都是需要计算才能得出结果的，并且覆盖了电路部分的大部分知识，这是高考的大热题型，也是学生比较薄弱的部分，一定要多加练习，提高解题的综合能力。

二、 电源有内电阻时的动态电路

电源有内阻是高中物理电路部分最为常见的也是最常考的类型，在实际的情况中电源也是有内阻的，这是我们不能忽略的一部分，这时我们就需要用到闭合电路欧姆定律的相关知识来解题了，这一定律是电路部分最重要的定律之一。

例2 电路如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R2为滑动变阻器，R1和R3是定值电阻。当R2滑片滑至a处时闭合开关S。这时再把滑片移动到b处，电表A1、A2和V的示数分别是I1、I2和U，请写出三个电表示数的变化情况。

解析 本题可以用闭合电路欧姆定律来解答，并且这也是最正确最保险的情况，我相信学生应该都会，这里我向大家介绍由此定律推出的一个结论，就是“串反并同”。“串反”也就是当某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流及两端电压、电功率都增大。“并同”即某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小。再来观察此题，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此串联的电表示数变大，并联的电表示数变小。因此就是I1和U减小，I2变大。

点拨 这种方法其实就是闭合欧姆定律的推广与总结，实际上还是用欧姆定律解决问题。这种方法如果学生真正理解的话在解决此类问题时是非常快速准确的，但是当电路中电源内阻可以忽略或滑动变阻器限流接法时这一结论就不再适用了。

三、 判断动态电路中比值的变化

这是一种很有创意的题型，也是动态电路中最注重思维方式的题型，相比较前两种题型它的出现频率不是很高，但是我看来这是另一种独特的出题思路，可以开拓学生的思维，希望学生能够引起重视。

例3 电路如图所示，闭合开关后，四个理想电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，当滑动变阻器的滑片向下滑动时电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2、ΔU3表示，下列说法正确

的是（ ）

A. ΔU1/ΔI不变，U1/I不变

B. ΔU2/ΔI变大，U2/I变大

C. ΔU2/ΔI不变，U2/I变大

D. ΔU3/ΔI不变，U3/I变大

解析 本题中的变化量之间的比值大小是很难通过闭合电路欧姆定律分析出来的，我们可以直接写出变量之间的函数关系式，通过数学的手段来解决。U1/I=R1，因此这个比值是一个定值，变化量的比值也同样为一个定值。利用这种思想继续列出表达式。U2=E-I（R1+r），而ΔU2/ΔI就是这个式子的斜率，也就是R1+r，是定值。U3=E-Ir，同理ΔU3/ΔI是r也是定值。而对于选项中后半部分也是利用关系式来进行判断，就不在这里赘述。综上选择A、C、D。

点拨 本题中利用数学关系来求解的思想其实是物理学中很常用的思想，这也是物理和数学密不可分的一种体现，学生在对一道题无从下手时就可以考虑这种方法，往往会得到意想不到的效果，这也是物理的迷人之处。

文中从三种不同的题型来分析动态电路的出题方式并且给出了相应的解题方法，可以说涵盖了绝大部分的情况，学生要充分理解闭合电路欧姆定律、串并联的基本知识、电路部分基本公式等多重知识才能保证得分。

参考文献：

[1]俞杨卫.例谈动态电路问题分析解答[J].中学教学参考，2015（29）.

[2]王理想，劉健众，王立新.创新思维巧解动态电路问题[J].物理通报，2014（9）.

作者简介：

解赛飞，云南省大理白族自治州，云南省大理州祥云县第四中学。