1、 专题十二专题十二 电路动态问题电路动态问题 解决电路的动态问题，主要依据是串并联电路的特点和欧姆定律，关键是分析滑动变阻器滑片移动时 电路电阻的变化，电源电压不变，找出电流的变化。这样定值电阻两端电压可以求出，进而得到滑动变阻 器两端电压的情况。 电路动态问题是初中学生物理学习过程中的一个难点，也是每年中考考查的热点之一，其原因是这类 题目对学生有较高的综合分析能力要求。研究动态电路需要利用欧姆定律、串并联电路电流电压规律、有 时会用到电功率知识，同时对开关、电表、滑动变阻器的使用要更加熟练。这样可以提高学生的综合分析 能力，提高复习的效率。 一、电路动态问题主要研究的基本内容 1.会分析开
2、关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化. 2.会分析滑动变阻器的滑片 P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化. 二、解决电路动态问题主要应用的物理规律和方法 1.串并联电路特点 （1）串联电路： 电流关系： I=I1=I2 电压关系： U=U1+U2 电阻关系： R=R1+R2 （2）并联电路： 电流关系： I=I1+I2 电压关系： U=U1=U2 电阻关系： 1/R=1/R1+1/R2 2.欧姆定律 （1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比. （2）公式：I=U/R （3）变形公式：U=IR R=U/I 3.电功率公式 P=UI P=I 2R P= U2/
3、R 4.判断电路连接可以先简化电路，电流表当导线看，电压表当开路看. A3 A2 V3 V1 V2 A1 R1 R2 V V V R R R1 2 5.如何判断电流表测量通过哪个用电器的电流。 方法：看电流表与哪个用电器串联，则就测通过那个用电器的电流. 6.如何判断电压表测哪部分电路两端的电压。 方法：电压表与哪个用电器并联就测哪个用电器两端的电压. 三、电路动态问题实例及其解析 1.1.滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 （1 1）串联电路中滑动变阻器的滑片）串联电路中滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化
4、引起的变化的位置的变化引起的变化 （2 2）并联电路中滑动变阻器的滑片）并联电路中滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起的变化的位置的变化引起的变化 【例题 1】如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，下列说法 正确的是（ ） A两个电流表的示数都变大 B两个电流表的示数都变小 C电流表 A1示数不变，电流表 A2示数变大 D电流表 A1示数不变，电流表 A2示数变小 答案：答案：D 不变，故 AB 错误； A A1 A2 L2 L1 A L2 L1 V1 V2 L2 L1 （2）当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，变阻器连入电路中的电阻变大，由欧
5、姆定律可知，通过变阻器的 电流变小，因通过 R1的电流不变，根据并联电路的电流规律可知，总电流变小，即电流表 A2示数变小，故 D 正确，C 错误。 【例题 2】如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 向 b 端移动，则在移动 过程中（ ） A电压表 V 的示数变小，电流表 A1的示数变大 B电压表 V 的示数不变，电流表 A2的示数变小 C电压表 V 的示数与电流表 A1的示数的乘积变小 D电压表 V 的示数与电流表 A1和 A2的示数差的比值不变 答案：答案：C 流变小；由于 R1两端的电压不变，所以 R1的电流保持不变，即电流表 A2的示数不变， 根据并联电
6、路的电流特点可知，干路中的电流减小，即 A1的示数变小；故 AB 错误； C.电压表 V 的示数不变，电流表 A1的示数变小，则电压表 V 的示数与电流表 A1的示数的乘积变小，故 C 正 确； D.电流表 A1和 A2的示数差为通过滑动变阻器的电流，由欧姆定律可知，电压表 V 的示数与电流表 A1和 A2的 示数差的比值为滑动变阻器的电阻，其电阻变大，则该比值变大，故 D 错误。 2.2.电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化 （1 1）串联电路中电键的断开或闭合引起的变化）串联电路中电键的断开或闭合引起的变化 （2 2）并联电路中电键的断开或闭
7、合引起的变化）并联电路中电键的断开或闭合引起的变化 【例题 3】如图所示，电源电压不变，先闭合 S1，再闭合 S2，下列说法正确的是（ ） A电压表、电流表示数均变小 B电压表示数变大，电路总功率变大 C电压表示数不变，总电阻变小，电流表示数变大 D电压表与电流表示数的比值变大 答案：答案：B 由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值为电阻 R1的阻值，则该比值保持不变，故 D 错误。 【例题 4】在如图所示的电路中，将开关 K 闭合，则电流表的示数将_，电压表的示数将_(均 填“变大”、“变小”或“不变”)。 答案：答案：变大，变大。 解析：解析：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压
8、表测量 R1两端的电压，电键 K 闭合后，电阻 R2被 局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前，电流表测 量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键 K 闭合后，电阻 R2被局部短路，电路中 的电阻只有 R1了，因此电流表的示数将变大。 【例题 5】图甲是小灯 L 和电阻的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，已知该电路中电源 的电压是 2V，则下列结论错误的是（ ） A只闭合开关 S，电路消耗的功率是 1W B当再闭合 S1后，电流表示数变化了 0.2A C当再闭合 S1后，电路消耗的总功率为 1.2W D当再闭合 S1后
9、，电路消耗的功率将增大 0.4W 答案：答案：C （2）当再闭合开关 S1时，灯泡 L 与定值电阻 R 并联，电流表测干路电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，此时 R 两端的电压为 2V，由图象可知 IR=0.2A， 因并联电路中各支路独立工作、互不影响， 所以，通过 L 的电流不变，则电流表示数的变化量：I=IR=0.2A，故 B 正确； 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，干路电流表的示数： I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A， 此时电路消耗的总功率： P=UI=2V0.7A=1.4W，故 C 错误； 电路消耗功率的增加量： P=PP=1.4W1W=0.
10、4W，故 D 正确。 3.3.电键的断开或闭合、同时滑动变阻器也移动的情况下，引起电路中电学物理量的变化电键的断开或闭合、同时滑动变阻器也移动的情况下，引起电路中电学物理量的变化 【例题 6】如图所示，电源电压不变，下列说法正确的是（ ） A只闭合 S1，将 P 向左移动，电流表示数变小，电压表示数变大 B闭合 S1、S2，断开 S3，将 P 向左移动，R1消耗的功率增大 C开关都闭合，将 P 向左移动，电压表的示数为零，电流表示数变小 D开关都闭合，将 P 向左移动，L 消耗的功率不变，R2消耗的功率变小 答案：答案：B B.闭合 S1、S2，断开 S3，R1与灯并联后与 R2串联，将 P
11、向左移动判断变阻器连入电路中的电阻变化，根据分 压强原理确定 R2的电压变化，根据串联电路电压的规律分析并联部分的电压变大，根据 P=确定 R1消耗 功率变化； CD.开关都闭合，变阻器短路，R1与灯并联，电压表的示数为零；将 P 向左移动，对电路没有影响。 （1）只闭合 S1，两电阻串联，电压表测变阻器的电压，电流表测电路中的电流，将 P 向左移动，变阻器连 入电路中的电阻变小，由串联电阻的规律，总电阻变小，由欧姆定律，电流表示数变大，根据 U=IR，R1电 压变大，由串联电路电压的规律，电压表示数变小，A 错误； （2）闭合 S1、S2，断开 S3，R1与灯并联后与 R2串联，将 P 向左
12、移动，变阻器连入电路中的电阻变小，根据 分压强原理，R2的电压变小，根据串联电路电压的规律，并联部分的电压变大，根据 P=，R1消耗的功率 增大，B 正确； （3） （4）开关都闭合，变阻器短路，R1与灯并联，电压表的示数为零；将 P 向左移动，对电路没有影响； 电流表示数不变，C 错误； L 的电压和电流都不变，根据 P=UI，消耗的功率不变，R2消耗的始终为 0，不变，D 错误。 【例题 7】如图所示，电源电压保持不变，闭合开关 S1、S2，断开开关 S3，当滑片 P 向左滑动时（ ） A灯泡 L2亮度变亮，电流表示数减小 B灯泡 L1亮度不变，电压表示数增大 C电流表示数不变，电压表示数
13、增大 D电流表示数不变，电压表示数不变 答案：答案：BC 4.4.电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析 【例题 8】 在图中， 当电键 K 闭合后， 两只小灯泡发光， 电压表示数为 4 伏。 过了 2 分钟， 电压表示数为 0， 经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：_（回 答一种即可）。 答案：答案：小灯 L2短路；小灯 L1断路。 解析：解析：电压表示数为 0，其原因有三：（1）电压表没有接好或电压表损坏；（2）小灯 L2短路；（3）小灯 L1断路。起先，电压表有示数，说明不存在原因 1 的情况。
14、那么还有两种情况都是可能的。即：小灯 L2短 路；小灯 L1断路。 【例题 9】在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键 K 后，灯 L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯 突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（ ） A灯 L1短路 B灯 L2短路 C灯 L1断路 D灯 L2断路 答案：答案：C 四、解决动态电路问题复习策略四、解决动态电路问题复习策略 1学会正确分析电路图。首先要让学生养成分析电路图的习惯，无论是静态电路还是动态电路，都要求学 生能够独立分析题目给出的电路图中，各个用电器之间是串联还是并联。具体的方法是把电流表简化成导 线，将电压表简化成断开的
15、开关或干脆拿掉，把闭合的开关看成导线，把被局部短路的用电器拿掉，把开 关断开的支路去掉，从而简化电路。经过电路简化后，电路中基本只出现电源、用电器，电路显得比较简 单，把刚才去掉的电表复原上去，明确电压表和电流表分别测量那个用电器的电压和电流。 2正确判断滑动变阻器有效电阻及由于滑片的变化引起的有效电阻的变化。 3熟练掌握串并联电路中电压、电流及电阻的规律。动态电路中涉及的用电器肯定不止一个，必然会运用 到串并联电路中电压、电流及电阻的规律，如果学生不能熟练掌握这些规律，那么解题也就无从谈起。 4熟练掌握欧姆定律的运用，尤其是要分析好电路中局部和整体的关系。欧姆定律是解决动态电路的金钥 匙，也是电学的基本定律。在动态电路中一般情况下电源的电压都是不变的，滑动变阻器滑片的变化或开 关的通断，必然会引起电路中电流的变化，解题思路是先整体后局部，先利用欧姆定律分析整个电路中电 流的变化情况，在具体分析每一个用电器的电流电压变化情况。 5理解好断路和短路。很多学生遇到电路故障问题就头痛，原因就是没有理解好怎样才是短路，以及短路 对整个电路的影响。所以要想学好电学这部分内容还得深刻理解短路这个概念。