動態(tài)電路常見題型例析

王倫宇

一、滑動變阻器引起電路改變類

例1 如圖1所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左滑動時，下列判斷正確的是（ ）。

A. 電壓表V1示數(shù)變小 B. 電壓表V2示數(shù)不變

C. 燈泡L的亮度不變 D. 電壓表V1與電流表A示數(shù)比值變小

解析：閉合開關(guān)S，滑動變阻器和燈泡L串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表V1測滑動變阻器和燈泡L 兩端總電壓即電源電壓，其示數(shù)不變，電壓表V2測滑動變阻器兩端電壓。設(shè)電源電壓為U，則閉合開關(guān)，向左移動滑片P時R滑減小，根據(jù)I = [UR滑+RL]知電路中電流I增大即電流表示數(shù)增大，燈泡變亮，又根據(jù)U = IR可知燈泡L兩端電壓UL增大，進(jìn)而知滑動變阻器兩端電壓U滑 = U-UL減小，即電壓表V2示數(shù)減小。由于電壓表V1示數(shù)不變，電流表A示數(shù)增大，易知其比值變小。綜上所述，選項D正確。

答案：D

點評：當(dāng)變阻器串聯(lián)連入電路時，若變阻器電阻增大，與之串聯(lián)的電流表示數(shù)變小，與之串聯(lián)的電阻或用電器兩端電壓變小，即“串反”; 若變阻器電阻增大，與之并聯(lián)的電壓表示數(shù)變大，即“并同”。

例2 如圖2所示，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時，下列說法正確的是（ ）。

A. 通過滑動變阻器的電流變小

B. 電路中的總電流不變

C. 電流表和電壓表的示數(shù)都逐漸變大

D. 電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變

解析：由電路圖可知，閉合開關(guān)S，燈泡與滑動變阻器并聯(lián)，電流表A測通過滑動變阻器的電流。由于并聯(lián)電路互不影響，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時，通過燈泡L的電流不變，其亮度不變，但通過滑動變阻器電流I滑 = [UR滑]變小即電流表示數(shù)變小，故電路中的總電流I干= I滑 + IL變小;電壓表V的示數(shù)跟電流表A的示數(shù)的比值為滑動變阻器接入電路中的電阻，由于接入電路中的電阻變大，故電壓表V的示數(shù)跟電流表A的示數(shù)的比值變大。綜上所述，選項A正確。

答案：A

點評：此類動態(tài)電路的分析思路為：“拋棄”電表分析電路元件的連接方式→確定電表測量對象→判斷變阻器連入電阻的變化情況→根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路特點判斷電路中各支路電流變化情況→分析某元件相關(guān)物理量的變化情況。

二、開關(guān)狀態(tài)改變引起電路改變類

例3 如圖3所示，電源電壓保持不變。只閉合開關(guān)S1，電流表和電壓表均有示數(shù)，若再閉合開關(guān)S2，則下列說法正確的是（ ）。

A. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小

B. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)不變

C. 電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變小

D. 電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變

解析：由電路圖可知，只閉合開關(guān)S1時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流;若再閉合開關(guān)S2，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的總電阻變小。由歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表示數(shù)變大;由于電路中的電流變大，由U = IR可知，R1兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大;由R = [UI]可知，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值等于R1的阻值，則其比值不變。綜上所述，選項D正確。

答案：D

點評：此類動態(tài)電路的分析思路為：判斷開關(guān)狀態(tài)改變時電路元件的連接方式如何改變→判斷電表測量對象是否變、如何變→根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點判斷相關(guān)物理量的變化情況。

三、更換電表類型引起電路改變類

例4 如圖4所示，電源電壓恒定，當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合， 甲、乙兩表為電壓表時，兩電表示數(shù)之比U甲∶U乙 = 4∶1;當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開， 甲、乙兩表均為電流表時，兩電表示數(shù)之比為 （ ）。

A. 4∶3? ? B. 3∶2? ? C. 3∶4 D. 3∶1

解析：當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合， 甲、乙兩表為電壓表時，該電路為串聯(lián)電路，乙測量的是R2兩端的電壓，甲測量的是電源電壓U。設(shè)R1、R2兩端電壓分別為U1、U2，則根據(jù)串聯(lián)電路中，U = U1 + U2，I = I1 = I2和歐姆定律可知[U甲U乙] = [U1+U2U2] = [IR1+IR2IR2] = [41]，易得[R1R2] = [31]。當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開， 甲、乙兩表均為電流表時，該電路為并聯(lián)電路，甲測量的是通過R2的電流，乙測量的是干路電流I。設(shè)通過R1、R2的電流分別為I1、I2，則[I1I2] = [R2R1] = [13]，又根據(jù)并聯(lián)電路中，I = I1 + I2可知[I甲I乙] = [I2I1+I2] = [34]。

答案：C

點評：求解此類題一般先根據(jù)“電流表在電路中相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表在電路中相當(dāng)于斷路”分析電路連接方式改變情況和電表的測量對象，再根據(jù)歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點判斷電表示數(shù)變化情況。