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【大智教研】基于課程標準的閉合電路動態分析

瀏覽次數: 發布日期: 2024-08-03 17:31:59

閉合電路動態分析是閉合電路部分的重點,也是高中學生學習時的難點,學生往往浪費大量時間,并且正確率不高;如何才能攻克這一難點呢?今天大智金復物理導學研究服務所所長管瑞鋒老師給大家介紹一種破解電路動態分析的方法。閉合電路動態分析,即閉合電路中只要有一只電阻的阻值發生變化,就會影響整個電路,使總電路和每一部分的電流、電壓都發生變化。


一、程序法


關于動態分析程序法是一般的方法,解析的一般思路為部分整體部分”,即:動態源及動態電阻的變化外電路總電阻的變化閉合電路總電流的變化外電路電壓(路端電壓)的變化外電路中各物理量的變化.


1.確定電路的外電阻R外總如何變化;


① 當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時,電路的總電阻一定增大(或減小)


② 若電鍵的閉合使串聯的用電器增多,總電阻增大;若電鍵的閉合使并聯的支路增多,總電阻減小。


2.根據閉合電路歐姆定 確定電路的總電流如何變化;


3.由U=Ir確定電源內電壓如何變化;


4.由U=EU內確定電源的外電壓 ( 路端電壓 )如何變化;


5.由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化;


6.確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化(可利用串聯電路的電壓關系、并聯電路的電流關系)。


【典型例題】在如圖所示電路中,當變阻器R3的滑動頭Pa端移動時,下列說法正確的是( )

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A.電壓表示數變大,電流表示數變小


B.電壓表示數變小,電流表示數變大


C.電壓表示數變大,電流表示數變大


D.電壓表示數變小,電流表示數變小


解析:一般分析方法:滑動變阻器觸頭由中間滑向a端時,滑動變阻器阻值R變大,R外總變大,總電流 減小,由U=Ir確定電源內電壓減小,所以由U=EU內確定電源的外電壓 ( 路端電壓 )變大,V的示數變大; 由部分電路歐姆定律知干路R1兩端電壓UR1=IR1變小,所以支路R2兩端電壓UR2=U-UR1變大,所以通過R2的電流由得,I2變大,A的示數變大;故正確答案為A


用這種分析方法分析較為繁瑣,在做題時學生往往浪費大量時間,往往會在部分分析中出錯。


二、串反并同法


為了避免學生出現整體部分出現問題,下面介紹一種比較快捷的分析方法-“串反并同法。


串反:是指某一電阻增大時,與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小;某一電阻減小時,與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大。


并同:是指某一電阻增大時,與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大;某一電阻減小時,與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小。


同樣以上題為例,滑動變阻器觸頭由中間滑向b端時,滑動變阻器阻值R變大,總電阻R外總變大,總電流 減小,電壓分析通過內電壓變化分析,由U=EIrU外增大;電流變化由串反并同由于R變大,電流表A所在電路與R并聯,所以電流表示數變大;故正確答案為A

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【對點演練】如圖所示,四個電表均為理想電表,當滑動變阻器滑動觸頭P向左端移動時,下面說法中正確的是( )

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A.電壓表V1的讀數減小,電流表A1的讀數增大


B.電壓表V1的讀數增大,電流表A1的讀數減小


C.電壓表V2的讀數減小,電流表A2的讀數減小


D.電壓表V2的讀數減小,電流表A2的讀數增大


【答案】BD


綜上所述:涉及到電路分析要抓住問題的關鍵,找到問題的本質,進而將負責問題轉化為簡單問題進而分析求解:(1)外電壓關系,要通過內電壓來判定(2)電流關系由串反并同分析。


供稿:管瑞鋒(大智金復物理導學研究服務所
編輯:陳婷婷


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