动态电路分析题探究

徐希坤

题型分析

动态电路分析题是初中物理电学部分的重要考查内容之一，一般分为以下两种类型。

一、开关通断引起的电路变化问题

解决这类问题的一般方法是：

（1）分析出控制变化的开关闭合前后电路结构所发生的变化，弄清不同情况下连入电路中电路元件的连接方式，及各种电表测量的是哪部分的电流和电压。

（2）分析电路变化时各部分电阻、电流、电压等物理量的变化情况。

（3）运用学过的欧姆定律、串联、并联电路的特点进行分析，弄清相关联的物理量及已知量的关系，寻找求解的方法，准确判定电压表和电流表的示数变化。

二、滑动变阻器阻值变化引起的电路变化问题

解答此类题时，首先要看清电路结构，明确用电器的连接方式，弄清是串联电路还是并联电路。接下来的一般方法是：

1. 串联电路中的动态变化

（1）判断电流表、电压表所测的对象；

（2）根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R总 = R1 + R2，判断总电阻的变化情况；

（3）根据I总 = [U总R总]判断电流的变化情况；

（4）根据U1 = I1R1 判断定值电阻两端电压的变化情况；

（5）根据串联电路电压特点U总 = U1 + U2，判断滑动变阻器两端的电压变化情况。

注意：根据U1∶U2 = R1∶R2且U总 = U1 + U2（U总不变），可快速判断若R1增大则U1增大，反之亦然。

2. 并联电路中的动态变化

在并联电路中分析电表示数变化时，由于并联电路各支路两端的电压和电源电压相等，所以应先考虑电压表的示数不变。又因为并联电路各支路相互独立，互不影响，可根据欧姆定律分别判断各支路中电流的变化，再根据I总 = I1 + I2分析出干路中电流的变化，关键是要分清电表所测的对象。

考题再现

例1 （2023·辽宁·沈阳）（多选）如图1，电源两端电压保持不变，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（______）。

A. 电流表A的示数不变，电压表V2的示数变小

B. 电压表V1的示数变小，电压表V2的示数不变

C. 电流表A的示数变小，电阻R1的电功率变大

D. 电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大

解析：本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用，解题关键是对电路结构进行分析。由电路图可知，两电阻串联，电压表V1测R1两端电压，V2测电源电压，电流表测电路的电流。在滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变大，由串联电路电阻的规律可知，电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电流表示数变小。根据U = IR可知，R1的电压变小，即V1的示数变小。由于V2测电源电压，故其示数不变。因电路的电流变小，根据P = I2R可知，电阻R1的电功率变小，故B正确，A、C错误。根据欧姆定律可知，电压表V2的示数与电流表A的示数的比值为串联电路的总电阻，所以该比值变大，故D正确。

答案：BD

例2 （2023·辽宁·本溪、辽阳、葫芦岛）如图2所示电路，闭合开关，在滑动变阻器的滑片由右向左最大范围内调节的过程中，下列说法正确的是（______）。

A. 电流表A1示数不变

B. 电压表V示数变小

C. 电流表A1示数与电流表A2示数之差变小

D. 电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大

解析：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，解题关键是对电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测灯泡支路的电流，电压表测电源的电压。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从右向左移动的过程中，由于电源电压不变，所以电压表示数不变，故B错误。滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变大，由于电流表A1示数与电流表A2示数之差就是通过滑动变阻器的电流，所以电流表A1示数与电流表A2示数之差变大，故C错误。由于并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，电流表A2示数不变；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变大，电流表A1示数变大，故A错误。电压表示数不变，电流表A1示数变大，则电压表V示数与电流表A1示数的乘积变大，故D正确。

答案：D

方法归纳

动态电路分析的关键是“化动为静”，即画出等效电路图，再结合串、并联电路特点及欧姆定律就能解决这类问题。

分析方法：

第一步，简化电路（识别电路、确定电路类型）；第二步，判断电表测定位置；第三步，动态分析（关键是电阻的变化）。

解题方法：从滑动变阻器电阻变化、开关闭合前后电阻变化的局部入手，用欧姆定律公式分析整体电流的变化，再回到局部研究部分电压变化，即“局部—整体—局部”。

注意：抓住题中不变的量，如电源电压不变，定值电阻阻值不变，一般情况下灯泡电阻不变。

变式训练

1. 如图3所示的電路，只闭合开关S1，将滑动变阻器滑片从最右端向左移动至中点，灯泡L的亮度将____________（填“变亮”“变暗”或“不变”）。保持滑片位置不动，再闭合开关S2，电压表示数____________，电流表示数____________。（以上两空均填“变大”“变小”或“不变”）。

2. 计算机鼠标内装有自动控制传感器，其工作原理电路如图4所示。物体M在导轨上左右移动时，可带动与之相连的滑动变阻器滑片P左右移动，电压表示数变化可反映出物体M移动的距离。当物体M向右移动时（______）。

A. 电流表示数不变，电压表示数变小

B. 电流表示数变大，电压表示数变大

C. 电压表示数和电流表示数的比值变大

D. 电压表示数和电流表示数的比值不变

答案：1. 变亮 变小 变大 2. C

（作者单位：锦州市实验学校）