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专题:动态电路
第四章 电与电路
动态电路——由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动、半导体材料导致电路中的物理量发生变化的电路。
动态电路
动态电路类型
1、滑动变阻器阻值变化引起的电路变化问题;
2、开关通断引起的电路变化问题;
3、半导体材料引起的电路变化问题。
第一步:简化电路
第二步:理清电流流向
第三步:判断电表测量对象
(A表、闭合开关视为导线,V表视为断路)
(在并联电路中要全支路,并判断是否存在短路)
第四步:具体分析
动态电路的基本分析方法
(A表测量所在路径电流;
V表测量两接点之间元件的电压,利用触点移动法判断)
动态电路的基本分析方法
欧姆定律:I=U/R
串联规律:I=I1=I2=…
并联规律:I=I1+I2+…
欧姆定律变式:U=IR
串联规律:U=U1+U2=…
并联规律:U=U1=U2=…
欧姆定律变式:R=U/R
串联规律:R=R1+R2=…
并联规律:1/R=1/R1+1/R2+…
注:涉及多情景时,每个情景要进行单独分析!
类型一、滑动变阻器引起的电表示数变化
滑变
并联
假滑变
串联
⑴串联电路电表示数的变化
[例1] 在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻
器的滑动片P向右移动时( )
(A)电压表示数变大,灯变暗。
(B)电压表示数变小,灯变亮。
(C)电流表示数变小,灯变亮。
(D)电流表示数不变,灯变暗。
R
P
L
K
V
A
R
P
L
K
先分析清楚电流流向:
①电压表视为断路,所在路径去除;电流表视为导线;
②理清滑变接入电路的有效部分。
判断电压表、电流表测量对象。
结合欧姆定律或串并联电压电流规律分析变化。
电压表测量滑变接入电路部分两端电压;电流表测量总电流。
⑴串联电路电表示数的变化
[例1] 在如图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻
器的滑动片P向右移动时( )
(A)电压表示数变大,灯变暗。
(B)电压表示数变小,灯变亮。
(C)电流表示数变小,灯变亮。
(D)电流表示数不变,灯变暗。
A
⑵并联电路电表示数的变化
[例2] 如图,当滑片P向右移动时,
A1表、A2表和V表将如何变化?
A2
A1
V
R2
R1
S
P
先分析清楚电流流向:
①电压表视为断路,所在路径去除;电流表视为导线;
②理清滑变接入电路的有效部分。
A2
A1
V
R2
R1
S
R2
R1
S
判断电压表、电流表测量对象。
结合欧姆定律或串并联电压电流规律分析变化。
电压表测量滑变接入电路部分两端电压;
电流表A1测所在支路电流,A2测干路电流。
P
P
⑵并联电路电表示数的变化
[例2] 如图,当滑片P向右移动时,
A1表、A2表和V表将如何变化?
A2
A1
V
R2
R1
S
电流表A1示数不变。
A2示数变小。
电压表V示数不变。
P
[例3 ]当S闭合,滑片P向右滑动时
(1)电流表的示数将
(2)电压表的示数将
⑶假滑变电路电表示数的变化
不变
电压表一端与上接线口
(滑片)相接,一端与
滑变下接线口相接,即
为假滑变电路:整段电
阻丝接入,滑片无法调
节电阻丝接入电路的长
度。
变小
V
A
S
R1
R2
P
类型二、开关断开与闭合引起电路的变化
[例1]:在如图所示的电路中,将开关K由断开到闭合时,电流表的示数将______,电压表的示数将________
(均填“变大”“变小”或“不变”)。
V
A
R1
R2
K
解题方法:
1、根据开关的断开闭合情况,结合去表法画出电路;
2、判断电压电流表的测量对象;
3、根据欧姆定律或串并联电流电压规律具体分析。
类型二、开关断开与闭合引起电路的变化
[例1]:在如图所示的电路中,将开关K由断开到闭合时,电流表的示数将______,电压表的示数将________
(均填“变大”“变小”或“不变”)。
V
A
R1
R2
K
断开
闭合
V
A
R1
R2
V
A
R1
变大
变大
类型三、半导体材料引起的电路变化问题。
R1
R2
S
R1
R2
S
[例1]R1为定值电阻,R2为热敏电阻,且阻值随温度上升而减小。现分别将其串联/并联,闭合开关,当环境温度升高时,判断I1,I2,U1,U2的变化情况。已知电源电压为U且恒定。
温度越高,R1不变,R2减小
→R串减小;
→又电源电压不变,结合I=U/R
可知I1=I2且减小;
→结合U=IR,可知U1减小;
→再结合U=U1+U2,可知U2增大。
判断I1,I2,
U1,U2的变化情况
由于R1,R2并联,立即可知
→U1=U2=U,大小不变;
→结合I=U/R,且温度越高R2越小,
可知I1=U/R1不变,I2=U/R2变大。
判断I1,I2,
U1,U2的变化情况
类型三、半导体材料引起的电路变化问题。
解题方法:
1、半导体材料元件(如热敏电阻、光敏电阻等等)实质上就是特殊原理的变阻器,分析具体问题前首先要理解好这些元件工作原理;
2、利用去表法,简化电路;
3、判断电压电流表的测量对象;
4、根据欧姆定律或串并联电流电压规律具体分析。
小结
即画出等效电路图,
再结合欧姆定律、串并联电流电压等规律逐步解决这类问题。
动态电路分析的关键:
化动为静
第一步:简化电路
分析方法
第二步:理清电流流向
第三步:判断电表测量对象
(去表法、开关开闭等)
注意:①可以从题中不变的量,
如电源电压不变,定值电阻阻值不变等入手分析;
②活用串并联电流、电压、电阻规律,
活用串联分压、并联分流特性。
从滑动变阻器电阻变化、开关闭合前后电阻变化或半导体材料电阻变化的局部入手,用欧姆定律公式分析引起整体电流的变化,再回到局部研究部分电压变化。
(含理清变阻器的原理)
第四步:具体分析
综合训练
1、如右图,当滑片P向左移动时,A表和V表
将如何变化 ?
电流表A示数不变;
电压表V示数变小。
2、如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中A表、V1表和V2表的示数如何变化?
电流表A示数变大;
电压表V1示数变大;
电压表V2示数变小。
综合训练
3、如图,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?
电流表A1示数减小;
电流表A2示数减小;
电压表V示数不变。
综合训练
4、如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两电表均有示数。若断开开关S2,则( )
A.电流表的示数变大,电压表的示数变小
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表和电压表的示数都变小
D.电流表和电压表的示数都变大
C
A
V
R1
R2
S1
S2
综合训练