淺談動態(tài)電路分析技巧

重慶市雙橋中學(xué) 葉榮北

電路的動態(tài)分析問題在高考選擇題中出現(xiàn)機率大, 這類題型有利于考查學(xué)生的判斷推理能力、逆向思維能力及半定量分析能力,這類問題著重考查學(xué)生應(yīng)用基本知識分析問題的能力,具有很強的靈活性。

閉合電路中外電路的結(jié)構(gòu)或某一部分電阻發(fā)生變化時，外電路各部分的電壓、電流及功率一般都相應(yīng)地發(fā)生變化。根據(jù)外電路結(jié)構(gòu)或某一部分電阻的變化，確定閉合電路外電路各部分電壓、電流及功率的變化，稱為閉合電路（直流）的動態(tài)分析。閉合電路（直流）動態(tài)分析的理論根據(jù)是閉合電路歐姆定律以及由它推導(dǎo)出來的路端電壓、干路電流與外電阻之間的變化關(guān)系。本文結(jié)合高考題和平時的習(xí)題教學(xué)，將電路動態(tài)分析問題作一歸類，旨在說明這類題在考查學(xué)生能力方面如何向縱深發(fā)展，供同行參考。

一、電路動態(tài)分析方法

（一）程序法

根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)進(jìn)行分析。基本思路是：“部分→整體→部分”，即從阻值變化的部分如手，由串并聯(lián)電路規(guī)律判斷總電阻的變化情況，再由歐姆定律判總電流（干路電流）和路端電壓的變化情況，最后由部分電路的歐姆定律得知各部分物理量的變化情況，一般思路是：確定電路的外電阻變化情況總電流變化情況（利用閉合電路的歐姆定律）電源內(nèi)電壓變化情況外電壓變化情況干路上某定值電阻兩端電壓變化情況支路兩端電壓、電流變化情況。

（二）“串反并同”法

所謂“串反”，即某一電阻增大（減?。r，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都減?。ㄔ龃螅Ｋ^“并同”，即某一電阻增大（減?。r，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都增大（減?。?。但須注意的前提有兩點：一是電路中電源內(nèi)阻不能忽略；二是滑動變阻器必須是限流接法。

（三）圖像法

電路發(fā)生動態(tài)變化時，畫電路圖的等效電路→根據(jù)閉合電路的歐姆定律畫U—I圖像→在電源確定的電路中由閉合電路歐姆定律確定電阻R變化時（即圖中的角度變大），通過R的電流、R兩端的電壓變化。

（四）極限法

即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端討論。（一般應(yīng)用于滑至滑動變阻器阻值為零）

下面主要應(yīng)用“程序法”和“串反并同”法舉例分析

二、分析技巧舉例

例1：（1989年）如圖所示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向b端移動時（ ）

A．電壓表V的讀數(shù)增大，電流表A的讀數(shù)減小.

B．電壓表V和電流表A的讀數(shù)都增大.

C．電壓表V和電流表A的讀數(shù)都減小.

D．電壓表V的讀數(shù)減小，電流表A的讀數(shù)增大.

“程序法”分析：當(dāng)P向b端移動時，R總增大，I1減小，路端電壓U即電壓表示數(shù)增大（∵U=E-I1r），U2（=U-I1R1）增大，I2亦增大，I3（=I1-I2）減小，故答案為A.

“串反并同”法分析：電流表A與R3串聯(lián)，電壓表V與R3并聯(lián)，R總增大時，電壓表V讀數(shù)增大，電流表A讀數(shù)減小，故答案為A.

例2：（0 9年重慶卷1 8）某實物投影機有10個相同的強光燈L1～L10(24V/200W)和10個相同的指示燈X1～X10(220V/2W),將其連接在220V交流電源上，電路見題18圖，若工作一段時間后，L2燈絲燒斷，則（ ）

A．X1的功率減小，L1的功率增大

B．X1的功率增大，L1的功率增大

C．X2功率增大，其它指示燈的功率減小

D．X2功率減小，其它指示燈的功率增大

“串反并同”法分析：L2燈絲燒斷，可以認(rèn)為L2的電阻增加為無窮大，與L2直接并聯(lián)的X2相應(yīng)物理量增加（并同）和間接串聯(lián)的L1、X1的相應(yīng)物理量減少（串反），故答案為C.

訓(xùn)練1：（09年廣東理科基礎(chǔ)14）．如圖所示是一實驗電路圖，在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是（ ）答案：A

A．路端電壓變小

B．電流表的示數(shù)變大

C．電源內(nèi)阻消耗的功率變小

D．電路的總電阻變大

訓(xùn)練2：如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表。初始時S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開， 則（ ）答案：B

訓(xùn)練3：（09年廣東物理10）如圖所示，電動勢為E、內(nèi)阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接。只合上開關(guān)S1，三個燈泡都能正常工作。如果再合上S2，則下列表述正確的是（）答案：C

A．電源輸出功率減小

B．L1上消耗的功率增大

C．通過R1上的電流增大

D．通過R3上的電流增大

訓(xùn)練4：(2011上海)如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時（ ）答案：A

A．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大

B．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小

C．電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大

D．電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小

電路的動態(tài)分析方法多，一般來說，學(xué)新知識時，用“程序法”分析效果好一些，因為它有利于學(xué)生鞏固閉合電路的基礎(chǔ)知識；期末或高考復(fù)習(xí)時用“串反并同”法分析，因為它可以提高學(xué)生做題速度，“極限法”和“圖像法”使用少，因為它對學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)知識要求高，只有靈活選用分析方法才能提高做電路的動態(tài)分析題的準(zhǔn)確度和速度。