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第四章动态电路分析分析方法

第四章动态电路分析分析方法
第四章动态电路分析分析方法

动态电路分析方法

动态电路分析方法 电路的动态分析,是欧姆定律的具体应用,在历年的高考中经常出现。此类问题能力要求较高,同学们分析时往往抓不住要领,容易出错。电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器触头位置的变化,引起电路的电阻发生改变,从而引起电路中各物理量的变化,在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、程序法 根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。基本思路是:“部分—整体—部分”,即从阻值变化的部分如手,由串并联电路规律判知R 总的变化情况,再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况,一般思路是: 1确定电路的外电阻R 外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律E I R r =+总外总确定电路的总电流如何变化。(利用电动势不变) 3由U I r =内内确定电源内电压如何变化。(利用r 不变) 4由U E U =-外内确定电源的外电压如何变化。 5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。 6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。 二、图像法 电路发生动态变化时,其电路图可等效为如图(1)所示,根据闭合电路的欧姆定律得到U E Ir =-,其图像如图(2)中的a ,根据部分电路的欧姆定律可知U IR =,其导体的 U —I 图像如(2)中b ,在电源确定的电路中,由图(2)得,当电阻R 增大时(即图中的角度变大),通过R 的电流减小,R 两端的电压变大,当电阻R 减小时(即图中的角度变小),其电流增大,电压减小。 三、“串反并同”法 所谓“串反”,即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”,即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大(减小)。但须注意的前提有两点:1电路中电源内阻不能忽略;2滑动变阻器必须是限流接法。 四、极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端讨论。(一般应用于滑至滑动变阻器阻值为零) 例1、 在图中电路中,当滑动变阻器的滑动片由a 向b 移动时,下列说法正确的是:

有关动态电路几种类型题的分析方法

有关动态电路几种类型题的分析方法 动态电路指根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如R 总、I 、U 、P 等)或变化量、比值关系、小灯泡的亮暗程度等的变化情况。近几年也通常将动态电路的分析作为重点考查内容之一。本文从动态电路的基本内容着手,系统归纳了常见的四种类型题,并以下面介绍的基本思路为基础,采用箭头式分析法,着重介绍这几种类型题分析方法。 分析动态电路问题的基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值的变化入手,由串并联规律判知R 总的变化情况,再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况,最后由部分电路欧姆定律及串、并联电路规律判知各部分的变化情况。其分析方法为: 1、确定电路的外电阻R 总如何变化: 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小) 2、根据闭合电路欧姆定律r R E I +=总总确 3、由U 内=I 总r 确定电源内电压如何变化; 4、由U 外=E -U 内(或U 外=E -Ir)确定电源的外电压如何(路端电压如何变化); 5、确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化 一、电压表、电流表示数大小变化问题 例1:如图1所示为火警报警器部分电路示意图。其中R 2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器,电流表A 为值班室的显示器,B 为值班室报警电铃。当传感器R 2所在处出现火情时,显示器A 的电流I 、报警电铃两端的电压U 的变化情况是( ) A . I 变大,U 变大 B . I 变小,U 变小 C . I 变小,U 变大 D . I 变大,U 变小 分析与解:当传感器R 2所在处出现火情时,R 2阻值减小 图1

动态电路的分析与计算

动态电路的分析与计算 RUSER redacted on the night of December 17,2020

1.如图所示的电路中,电源电压不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变小的是() A.电压表V示数 B.电压表V示数与电流表A1示数的乘积 C.电流表A1示数 D.电压表V示数与电流表A示数的乘积 2.如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同.当开关闭合时,电流表读数最大的是 () A.只有甲 B.只有乙 C.甲和丙 D.甲和丁 3.如图所示的电路中,甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表.闭合开关S后,灯L1、L2均 正常发光.则() A.甲是电流表,乙、丙是电压表 B.甲是电压表,乙、丙是电流表 C.乙是电流表,甲、丙是电压表 D.乙是电压表,甲、丙是电流表 4.如图所示的电路,电源两端的电压一定,开关S1闭合,如果要使电压表的示数减小,电流表的示数增大,则下列操作中可行的是() A.滑动变阻器的滑片P向上移 B.滑动变阻器的滑片P向下移 C.开关S2闭合,滑动变阻器的滑片P向下移 D.开关S2闭合,开关S1断开 5.在如图所示的电路中,电源电压不变,R2=10Ω.S1闭合、S2断开时,电流表的示数为 0.2A.两开关都闭合时,电流表的示数为0.5A,则电阻R1= Ω. 6.如图甲所示电路,闭合开关S后,两相同电压表的指针偏转都如图乙所示,() A.电压表V1的读数为 B.电压表V2的读数为 C.L1和L2两灯的电阻之比为1:5 D.L1和L2两灯的电压之比为1:4

7.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个答: 电压表示数U/V 电流表示数I/A A. B. C.D. 8.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻() A.10Ω和40Ω B.20Ω和30Ω C.10Ω和20Ω D.30Ω和40Ω 9.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用图1所示电路,在a,b两点间分别接入定值电阻R1、R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I关系图象,如图2所示,若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流 为() A.0.5A B.1A

两种方法解决动态电路分析问题

动态电路分析 第一种方法: 工具:1.闭合电路欧姆定律I=E R+r 及U =E -Ir 2.部分电路欧姆定律I =U R 步骤:1.由R 变化可知R 总的变化,从而判断U 路及I 总的变化。 如当R 增大时,根据I=E R+r 可知,I 总减小,再根据U 路=E -Ir 可知,U 路增大。 到此可以判断路端电压的变化,电路总电流的变化,及电源的总功率、电源内部功率等。 2.判断主干路上电阻的电压变化 如果主干路上有电阻,则先判断主干路上电阻两端的电压,再判断并联电路两端的电压。 3.判断并联支路中含固定电阻的分支中电流的变化 4.判断并联支路中含变阻器的分支中电流的变化。 例题1:S 闭合后,当R 2的滑动触头向左滑动时,判断各电 表的示数变化。 【解析】1.当R 2的滑动触头向左滑动时,R 2减小,R 总减小, I 总增大,U 路减小。电压表测量的是路端电压,故减小,A 电流表测量的总电流,故增大。 2.本电路图为R 1与R 2并联电路,故先判断R 1,由于R 1两端 电压减小,故R 1上的电流减小,则A1电流增大。 第二种判断方法:“串反并同” 电阻的变化趋势与电压、电流、功率的变化趋势符合“串”相反,“并”相同。 由电源的正极出发,经过变阻器所在的支路回到电源的负极。凡是在这条路上的元件,我们都称之为串联关系,其他的未涉及的元件,称为并联关系。图中从正极出发,经电流表A 至电流表A1,经变阻器到电源的负极。那么这三个元件我们称之为与变阻器“串联关系”,而R 1、电压表V 与变阻器“并联关系”,这里所谓的串并联不是严格意义的串并联。根据“串反并同”的原则,由于变阻器的电阻是减小的,故两个电流表的示数是增大的,而电压的示数是减小的,R 1上的电流也是减小的。这一结果与第一种方法判断结果是相同的。值得注意的是,无论用哪种方法,首先要根据闭合电路欧姆定律把路端电压及电路的总电流的变化判断出来,有很多题目需要判断电源的总功率或内部功率,或路端电压或电路的总电流,这都需要路端电压及总电流来判断。 利用第二种判断方法似乎简单一些,但有些情况需要我们能认识到。举例如下。 例题2:在如图所示的电路中,闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P 向a 端移动一段距离后,下列结论正确的是(AD ) A. 灯泡L 变亮 B. 理想电流表读数变小 C. 理想电压表读数变小 D. 电容器C 上的电荷量增多 【解析】本题中经过变阻器的电流也经过电压表V 及灯泡L 及电 流表A ,因此我们把它们作为“串”的关系,“串反” ,因此L 变亮, V 、A 都变大,电容器与L 是并联的,它两端的电压也增大,故电 量增大。

动态电路分析方法大汇总

动态电路分析方法大汇总 电路的动态分析,是欧姆定律的具体应用,在历年的高考中经常出现。此类问题能力要求较高,同学们分析时往往抓不住要领,容易出错。电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器触头位置的变化,引起电路的电阻发生改变,从而引起电路中各物理量的变化,在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、 程序法 根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。基本思路是:“部分—整体—部分”,即从阻值变化的部分如手,由串并联电路规律判知R 总的变化情况,再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况,一般思路是: 1确定电路的外电阻R 外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律E I R r =+总外总确定电路的总电流如何变化。(利用电动势不变) 3由U I r =内内确定电源内电压如何变化。(利用r 不变) 4由U E U =-外内确定电源的外电压如何变化。 5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。 6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。 二、 图像法 电路发生动态变化时,其电路图可等效为如图(1)所示,根据闭合电路的欧姆定律得到U E Ir =-,其图像如图(2)中的a ,根据部分电路的欧姆定律可知U IR =,其导体的 U —I 图像如(2)中b ,在电源确定的电路中,由图(2)得,当电阻R 增大时(即图中的角度变大),通过R 的电流减小,R 两端的电压变大,当电阻R 减小时(即图中的角度变小),其电流增大,电压减小。 三、“串反并同”法 所谓“串反”,即某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小(增大)。所谓“并同”,即某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大(减小)。但须注意的前提有两点:1电路中电源内阻不能忽略;2滑动变阻器必须是限流接法。 三、 极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端讨论。(一般应用于滑至滑动变阻器阻值为零) 例1、 在图中电路中,当滑动变阻器的滑动片由a 向b 移动时,下列说法正确的是:

【中考物理】中考中考复习:动态电路分析专题

【中考物理】中考中考复习:动态电路分析专题 知识分析:动态电路分析题和电路故障分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点,其原因是这两类题目对学生有较高的能力要求。进行电路故障分析,要以动态电路分析能力作为基础,而电路故障分析又是动态电路分析的载体,因此我们将这两类分析题整合成一个专题进行复习有利于提高复习的效率。在编排顺序中,我们以动态电路分析作为主线,而将电路故障作为电路动态变化的一个原因。 复习目标: 1.会分析开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. 1.电路特点 (1)串联电路: (2)并联电路: 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: (3)变形式: 3.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(图1) 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(如图2、图3). 5.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(如图5) 2 1 21211 11R R R U U U I I I + ===+=电阻关系:电压关系:电流关系:R U I = I U R IR U = = 2 1 2 1 2 1 R R R U U U I I I + = + = = = 电阻关系: 电压关系: 电流关系: 图5

类型一:滑动变阻器的P 的位置的变化引起电路中电流表、电压表示数的变化。 1、串联电路中滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电流表、电压表的变化。 例1:如图所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化: 电流表的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”) 分析方法: 练习1.如图所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电 流表的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”) 练习2.如图15-40 所示的电路,滑动变阻器的滑片P 向右移动时,各电表示数变化情况是( )。 A .V 1增大,V 2减小,A 减小 B .V 1增大,V 2减小,A 增大 C .V 1减小,V 2增大,A 增大 D .V 1减小,V 2增大 A 减小 2、并联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置变化引起电流表电压表示数的变化。 例2:如图所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表A 1的示数 ;电流表A 2的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”) 练习1.如图1所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数 ;电压表的示数 。(均选填 “变大”、“不变”或“变小”) 练习 2.如图2所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变 化:电流表的示数 ;电压表的示数 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”) 练习 3.如图3所示,闭合电键S ,当滑片向右移动时,请判断电流表和电压表的示数变 (例 (例 (例 (例2(例3 (例4 图15-40

动态电路的分析方法

动态电路的分析方法 一电流表,电压表功能的确定 1、观察整个电路连接结构。 2、、其次,按常规方法确定表的功能。即:在保证电路正常的前提下,与用电器保持串联的 是电流表,与用电器保持并联的是电压表。 二、利用电流表(导线)、电压表判断电路故障及故障分析方法 1、电路故障是指电路连接完成通电时,整个电路或部分电路不能正常工作。 △产生电路故障的主要原因有:①元件本身存在问题,如元件内部开路、短路; ②电路导线接触不良或断开等; ③连接时选用的器材不当(如R1>>R2); ④连接错误。 2、故障类型①短路:电路被短路部分有电流通过(电流表有示数)被短路两点之间 没有电压(电压表无示数) ②断路:电路断路部分没有电流通过(电流表无示数)断路两点之间有电 压,断路同侧导线两点无电压 3、故障检测方法 A:常用检测方法;⑴电流表:“电流表示数正常”表明主电路为通路 “电流表无示数”表明几乎没有电流流过电流表或电路为断路。 ⑵电压表:“电压表有示数”表明和电压表并联的用电器断路。 “电压表无示数”表明与电压表并联的用电器短路。 (3)、电流表电压表均无示数:“两表均无示数”表明无电流通过两表, 除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。B:特例故障检测方法: △电灯故障分析方法 先分析电路连接方式,再根据题给条件确定故障是断路还是短路: (1)两灯串联时,如果只有一个灯不亮,则此灯一定是短路了; 如果两灯都不亮,则电路一定是断路了; (2)两灯并联,如果只有一灯不亮,则一定是这条支路断路; 如果两灯都不亮,则一定是干路断路; ※在并联电路中,故障不能是短路,因为如果短路,则电源会烧坏。 △电表示数变化故障分析方法 (1)首先正确分析电路中电压表,电流表的测量对象,根据电表示数变化情况并结合串并联电路的特点分析电路故障原因。 (2)电压表串联接入电路中时,该部分电路断路,但电压表有示数。此时与电压表串联的用电器视为导线。 串联电路:①电压表示数变大,一是所测用电器断路,电压表串联在电路中, 二是另一个用电器短路; ②电压表示数变小(或为0),一种情况是所测用电器短路, 另一种情况是另一个用电器断路;

初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型(含详细答案解析)

初中物理电路故障及动态电路分析 1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路:两灯串联时,如果只有一个灯不亮,则此灯一定是短路了,如果两灯都不亮,则电路一定是断路了;两灯并联,如果只有一灯不亮,则一定是这条支路断路,如果两灯都不亮,则一定是干路断路。在并联电路中,故障不能是短路,因为如果短路,则电源会烧坏。 2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。 例1:L1与L2串联在电路中,电压表测L2两端电压,开关闭合后,发现两灯都不亮,电压表有示数,则故障原因是什么?解:你先画一个电路图:两灯都不亮,则一定是断路。电压表有示数,说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接,这部分导线没断,那么只有L1断路了。 例2、L1与L2串联,电压表V1测L1电压,V2,V2示数很大,则L1短路而L2正常;B、若V1=0而V2示数很大,说明L2都断路。测L2电压。闭合开关后,两灯都不亮。则下列说法正确的是:A、若V1=0 解:可能你会错选A。其实答案为B。首先根据题给条件:两灯都不亮,则电路是断路,A肯定不正确。当L2断路时,此时V2相当于连接到了电源两极上,它测量的是电源电压,因此示数很大。而此时L1由于测有电流通过,因此两端没有电压,因此V1的示数为零。 首先要分析串并联,这个一般的比较简单,一条通路串联,多条并联。如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路,电流表当导线。这个是

因为电流表电压小,几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是,电压表只是看做开路,并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况,要记得。电压表是有示数的(话说我当时为这个纠结了好久)。还有一些东西光看理论分析是不好的,要多做题啊,做多得题,在分析总结以下,会好很多。而且如果有不会的,一定要先记下来,没准在下一题里就会有感悟、一.常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时,我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个 用电器(电阻)的连接关系问题。不能确定各 个电阻之间的连接关系,就无法确定可以利用 的规律,更谈不到如何解决问题。因此正确识 别电路是解决电学问题的前提。当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式(图1(甲)、(乙)),这是简化、改画电路图的最终结果。 识别电路的常用方法有电流流向法(电流跟踪法)、摘表法(去表法)、直线法和节点法。在识别电路的过程中,往往是几种方法并用。 1.电流流向法 电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。这是一种识别电路最直观的方法,也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。具体步骤是:从电源正极出发,沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经,一直达到电源的负极。

动态电路的分析方法

动态电路的分析方法 在处理闭合电路中的动态分析问题时,一是要抓住变化因素和不变因素,用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。二是要从元件的变化情况入手,从局部到整体,再回到局部,逐步分析各物理量的变化情况。 具体解题可分为四个步骤: 1. 判断局部元件的变化情况,以确定闭合电路的总电阻如何变化。例如, 当开关接通或断开时,将怎样影响总电阻的变化。当然,更常见的是利用滑 动变阻器来实现动态变化。当然,更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。应该记住,电路中不论是串联部分还是并联部分,只要一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻就变大。只要一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻就变小。 2. 判断总电流I如何变化。例如,当总电阻增大时,由闭合电路欧姆定律知,因此减小。 3. 判断路端电压U如何变化。此时,由于外电路电阻和电流均变化,故用判断有一定困难,此时可用来判断。 4. 判断电路中其他各物理量如何变化。 上述四个步骤体现了从局部到整体,再回到局部的研究方法。这四个步骤中,第一步是至关重要的,若判断失误,则后续判断均会出错。第四步是最为复杂的。第四步中要能快捷地作出判断,要求在利用物理规律方面,除了欧姆定律、焦耳定律以外,还要熟悉串联电路、并联电路的特点,主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。在选取研究对象方面,可采取扫清外围、逐步逼近的方法。由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切,因此其物理量变化也将复杂。这样,不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析,再逐步推理,从已知条件出发,循着规律,一步一个结论,将结论又作为已知条件向下推理,最后判断变化元件有关物理量的变化情况

直流电路动态分析(绝对经典)

直流电路动态分析 教学目标:1识别电路结构 2会使用程序法和串反并同法处理电路动态分析问题 教学重点、难点:程序法的流程使用,串反并同法使用时的电路识别 根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量(如I 、U 、R 总、P 等)的变化情况,常见方法 如下: 一.程序法。 基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手,由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为: (1)确定电路的外电阻R 外总如何变化; ① 当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小) ② 若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小。 ③ 如图所示分压电路中,滑动变阻器可以视为由两段电阻构成,其中一段与电器并联(以下简称并联段),另一段与并联部分相路障(以下简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R ,灯泡的电阻为R 灯,与灯泡并联的那一段电 阻为R 并,则会压器的总电阻为: 211 并灯并灯并灯 并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 由上式可以看出,当R 并减小时,R 总增大;当R 并增大时,R 总减小。由此可以得出结论:分压器总电阻的变化情况,R 总变化与并联段电阻的变化情况相 反,与串联段电阻的变化相同。 ④在图2中所示并联电路中,滑动变阻器可以看作由两段电阻构成,其中一段与R 1串联(简称R 上),另一段与R 2串联(简称R 下), 则并联总电阻

电路变化的动态分析方法及其简捷判断

电路变化的动态分析方法及其简捷判断 安徽省舒城中学(231300)吕贤年 电路一般由电源、用电器、连接导线和控制设备等组成,中学物理中所涉及到的电学元件不多,而且必须归结为简单的串并联电路,所以电路比较简单。在闭合电路中,当部分元件的阻值发生变化,或内、外电路的结构发生改变时,都会发生一系列的连锁变化。本文不涉及电路结构的改变,主要分析外电路中只有一个元件的阻值发生变化而引起的连锁变化,并给出这类问题的分析思路,得出这类问题简捷的定性判断方法。 如图所示的电路中,若将滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时,试判断图中八只电表的示数将怎样变化(各电表内阻对电路的影响均不考虑)? 姆定律应用的动态分析问题。由于不计电表对电路的影 响,因此外电路的结构由R2与R3并联后和R1串联,再和 R4并联而成。A测电路中的总电流I,A1测R1支路的电流 I1,A2测R2支路的电流I2,A3测R3支路的电流I3,A4测R4支路的电流I4。V测电源的路端电压,亦即R4两端的电压U,V1测电阻R1两端的电压U1,V2测电阻R2或R3两端的电压U2。 明确各电表的作用后,可由局部电路→整体电路→局部电路的思路来解决此类问题。 当滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时,R2↑→R23↑[R23=R2 R3/( R2+R3)=R3/(1+R3/ R2)]→R123↑[R123=R1+R23]→R外↑[R外=R4 R123/( R4+R123)=R4/(1+R4/ R123)] →I↓[I=E/( R外+r)],A表示数减小→U↑[U=E-Ir],V表示数增大→I4↑[I4=U/ R4],

A4表示数增大→I1↓[I1=I-I4],A1表示数减小→U1↓[U1=I1 R1],V1表示数减小→U2↑[U2=U-U1],V2表示数增大→I3↑[I3=U2/ R3],A3表示数增大→I2↓[I2=I1-I3],A2表示数减小。 从本题分析可以看出,在闭合电路中,只要外电路中的某一电阻发生变化,这时除电源电动势、内电阻和外电路中的定值电阻不变外,其他的如干路中的电流及各支路的电流、电压的分配,从而引起功率的分配等都和原来的不同,可谓“牵一发而动全身”,要注意电路中各量的同体、同时对应关系,因此要当作一个新的电路来分析。 应用闭合电路欧姆定律定性分析电路中各部分电流、电压的变化情况,应按以下步骤进行: (1)电路中不论是串联还是并联部分,只有一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻也变大。只有一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻都变小。 (2)根据总电阻的变化,由闭合电路欧姆定律可判定总电流、电压的变化。 (3)判定固定支路电流、电压的变化。 (4)判定变化部分的电流、电压变化。如变化部分是并联回路,那么仍应先判定固定电阻部分的电流、电压的变化,最后变化电阻部分的电流、电压就能确定了。 上述的分析方法可称之为因果递推法,其要点是从变量开始,由原因导出结果,逐层递推,最后得出题目的解。此法的优点是顺藤摸瓜,思路明确,容易掌握。但美中不足的就是不够简捷。 下面再进一步探讨此类问题简捷的定性判断方法,首先让我们看一下干路及各支路中的电流变化与电阻变化的关系:A2与R2直接串联A1、A与R2间接串联,当R2的电阻增大时,A2、A1、A三只表的示数均减小,所以与变化电阻构成串联关系的干路或支路中电

动态电路分析方法

电路中电流电压变化的分析 电路的结构和电路电流、电压的变化的分析对每一位同学来说都是相当重要的。因为它在整个电学中都占有相当重要的地位,那么怎样才能学好它呢?下面介绍的一些例子或许能对学生们学习物理有很好的帮助。 电路的结构分析: 电路的结构分析的主要任务是分析组成电路的各元件间的串并联关系,并能画出串联和并联关系的简化电路图。 首先应明确“串联”、“并联”的意义,如果电路中的同一电流依次流经各电路元件,这些电路元件就是串联的;如果电流从某一点开始分别流经不同元件后又汇合在一点,这些元件就是并联的,由此可根据电流的走向分析元件间的串并联关系。另外在识别电路时,电流表相当于导线,电压表相当于断路去掉。 电路的动态分析: 电路的动态分析的主要任务是分析电路中各元件电流和电压的变化。 (1)首先要进行电路结构分析了解各元件间的串联、并联关系,弄清各电表测的是哪段电路的哪个物理量,弄清变阻器电阻变化的情况等。 (2)处理好部分和整体的关系、阻值变化与阻值不变部分之间的关系,一个电阻的变化可以引起电路中一系列电学量的变化,分析有关电学量的变化时要注意整体与部分、干路与支路的联系。最常见的分析思路是,由 部分电路电阻的变化推断电路总电阻的变化,再由欧姆定律讨论总电流的变化电压对于定值电阻 常用分析,对变化的电阻常用(U总常为电源电压,为定值电阻)来分析。 例1:如图所示,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动时, 电流表的示数,电压表的示数,电压表的示数。 解:首先根据电路连接情况判断该电路是串联电路。下面判断电路中的电流和电压的变化。 (1)观察滑动变阻器的变化;【向左移动变小】 (2)推断电路总电阻()的变化;【变小】 (3)判断电路中电流的变化(为电源电压不变);【变大】 (4)判断各部分电路电压的变化,先判断定值电阻的电压变化【变大】、后判断滑动变阻器电压的变化 ()【变小】 例2如图所示,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片向左移动 时,下列判断正确的() A.三只电表的示数都变大B.、示数变小,的示数不变 C.三只电表的示数都变小D.表的示数变小,、表示数不变 解:首先根据电路连接情况判断该电路是并联电路,接着判断电路中的电流和电压的变化,表并联在两端,测两端电压也是电源电压,因电源电压不变,所以的示数不变。 (1)观察滑动变阻器的变化;【向左移动变大】 (2)判断支路电流的变化: 定值电阻的电流不变()【不变,即不变】, 滑动变阻器电流的变化()【变大,则滑动变阻器的电流即变小】

动态电路的分析方法资料

第4章动态电路的分析方法

本章重点掌握: 1、零输入响应,零状态响应,全响应 2、稳态分量暂态分量 3、补充二阶电路的分析 4、补充阶跃响应和冲激响应

§4-1 动态电路的方程及其初始条件方程 K 未动作前 i = 0 , u C = 0 i = 0 , u C = U s 一. 什么是动态电路 i + – u C U s R C 稳态分析: K + – u C U s R C i t = 0 K 接通电源后很长时间 动态电路概述

K + – u C U s R C i 初始状态 过渡状态 新稳态 t 1 U S u c t ? a. 动态电路:含有动态元件的电路,当电路状态发生改变时 需要经历一个变化过程才能达到新的稳态。 习惯上称为电路的过渡过程 b. 动态电路与电阻电路的比较: 动态电路换路后产生过渡过程 ,描述电路的方程为微分方程 电阻电路换路后状态改变瞬间完成,描述电路的方程为代数方程 S c c U u t d du RC =+i R U S

二.过渡过程产生的原因 1. 电路内部含有储能元件L 、M 、C 能量的储存和释放都需要一定的时间来完成 t w p ??= 2. 电路结构、状态发生变化 支路接入或断开; 参数变化 换路 + - u s R 1 R 2 R 3

三.稳态分析和动态分析的区别 稳 态 换路发生很长时间后重新达到稳态 换路刚发生后的整个变化过程 微分方程的特解 动 态 微分方程的一般解 恒定或周期性激励 任意激励 四. 一阶电路 换路后,描述电路的方程是一阶微分方程。

《动态电路分析》教学反思

《动态电路分析》教学反思 连云港夹山中学——张艳这节课我以学生活动为主,教师讲述为辅,以学生活动在前,教师点拨评价在后的原则,安排教学,通过教学我的这节课做了以下几点总结: 首先,我对动态电路在考试中的题型,中考中所占的比重,难易程度进行了分析,提示学生对这部分知识引起足够的重视。 其次,让学生回顾欧姆定律的内容和使用条件以及滑动变阻器的工作原理及作用为后面解决动态电路打下基础,接着对动态电路的类型进行总结,电路动态问题包括滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,还有开关的闭合变化引起电路中电学物理量的变化以及电路故障引起电路中电学物理量的变化。 第三,注重方法的指导,教学过程中强调了分析动态电路的一般顺序,解题方法。 动态电路在近年的中考中出现较频繁,重要性不言而喻,而且也是作为选择题的最后一道出现,难度可想而知,所以在上课中通过引入环节引起学生的重视,通过分类的例题解析让学生归纳方法,再将方法应用在实际解题中。 本节复习课的目标是: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,开关的闭合变化引起电路中电学物理量的变化以及电路故障引起电路中电学物理量的变化。

。 本节课的主要内容是围绕与三种类型引起的电路物理量变化相 对应的三道典型例题结合相应的变式训练展开教学。 初中学生处于具体形象思维到抽象思维的过渡阶段,他们的思维在很大程度上还难于脱离具体事物。他们在考试过程中经常会碰到因变量随自变量变化的“动态分析”问题,若学生未掌握基本的分析方法,往往容易“凭空”推理,导致判断错误或无法判断。通过介绍“动态电路的分析法”让学生找准电路分析的误区,从而更好的分析动态电路。 本节课在讲解例题时,分别讲到了串联电路的分析方法、并联电路的分析方法。在串联电路分析方法讲解中,判断电流表、电压表所测的对象,根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点 R=R1+R2,判断总电阻变化情况,根据I =U /R,判断电流的变化情况,这些学生都掌握的不错,主要是先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况以及最后根据串联电路电压特点U=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况,掌握的不是很好。 在并联电路的分析方法中,并联电路中分析电表示数变化时,由于并联电路各支路两端的电压和电源电压相等,所以应先考虑电压表的示数不变,这一点掌握的不错,因为并联电路各支路相互独立,互不影响,可根据欧姆定律分别判断各支路中电流的变化,这一点中应用欧姆定律分析过程中会应用错误公式。最后根据I=I1+I2分析得出

动态电路分析专题习题

直流电路动态分析专题 1.如图1所示的电路,电源电压不变,闭合开关S, 将滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中,下列说法正确的是(假设灯丝的电阻不变) A .电压表的示数变小 B .电流表的示数变小 C .电压表和电流表示数的比值变小 D .电压表和电流表示数都变大 2.某兴趣小组为了研究电子温控装置,将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关后,当温度升高时,电压表和电流表的示数变化情况是 A .电流表和电压表示数均变小 B .电流表和电压表示数均变大 C .电流表示数变小,电压表示数变大 D .电流表示数变大,电压表示数变小 3.如图是某物理兴趣小组设计的压力传感器的原理图,其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P 固定在一起,AB 间连接有可以收缩的导线,R1为定值电阻。可以显示出传感器所受的压力F 越大,指针偏转角度越大的电表是 A .电流表 B .电压表 C .电流表、电压表都可以 D .电流表、电压表都不可以 4.如图6所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S ,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U -I ”关系图像如图7所示。则下列判断正确的是( ) A .电源电压为10V B .定值电阻R1的阻值为20Ω C .滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω D .变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A 5.如图所示的电路中,闭合开关,滑动变阻器滑片向右滑动的过程中( ) A .灯泡L1变亮、L2亮度不变 B .灯泡L1变亮、L2变暗 C .灯泡L1亮度不变、L2变亮 D .灯泡L1变暗、L2变亮 R 2 A V R 1 S

动态电路的分析与计算

动态电路的分析与计算 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

1.如图所示的电路中,电源电压不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变小的 是() A.电压表V示数 B.电压表V示数与电流表A1示数的乘积 C.电流表A1示数 D.电压表V示数与电流表A示数的乘积 2.如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同.当开关闭合时,电流表读数最大的是 () A.只有甲 B.只有乙 C.甲和丙 D.甲和丁 3.如图所示的电路中,甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表.闭合开关S后,灯L1、L2均正常发光.则() A.甲是电流表,乙、丙是电压表 B.甲是电压表,乙、丙是电流表 C.乙是电流表,甲、丙是电压表 D.乙是电压表,甲、丙是电流表 4.如图所示的电路,电源两端的电压一定,开关S1闭合,如果要使电压表的示数减小,电流表的示数增大,则下列操作中可行的是() A.滑动变阻器的滑片P向上移 B.滑动变阻器的滑片P向下移 C.开关S2闭合,滑动变阻器的滑片P向下移 D.开关S2闭合,开关S1断开 5.在如图所示的电路中,电源电压不变,R2=10Ω.S1闭合、S2断开时,电流表的示数为 0.2A.两开关都闭合时,电流表的示数为0.5A,则电阻R1= Ω. 6.如图甲所示电路,闭合开关S后,两相同电压表的指针偏转都如图乙所示,() A.电压表V1的读数为 B.电压表V2的读数为 C.L1和L2两灯的电阻之比为1:5 D.L1和L2两灯的电压之比为1:4

7.小明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器R3电阻的大小,依次记录的电压表和电流表的读数如表所示,分析表格中实验数据,可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个? 答: 电压表示数U/V 电流表示数I/A A. B. C.D. 8.如图所示,是探究“电流与电阻的关系”实验电路图,电源电压保持3V不变,滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”.实验中,先在a、b两点间接入5Ω的电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2V,读出并记录下此时电流表的示数.接着需要更换a、b间的电阻再进行 两次实验,为了保证实验的进行,应选择下列的哪两个电阻() A.10Ω和40Ω B.20Ω和30Ω C.10Ω和20Ω D.30Ω和40Ω 9.某同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,利用图1所示电路,在a,b两点间分别接入定值电阻R1、R2,通过调节滑动变阻器测得了多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的U-I 关系图象,如图2所示,若将R1、R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流为()

高中物理动态电路的分析方法学法指导

高中物理动态电路的分析方法 湖北 郭建 在处理闭合电路中的动态分析问题时,一是要抓住变化因素和不变因素,用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。二是要从元件的变化情况入手,从局部到整体,再回到局部,逐步分析各物理量的变化情况。 具体解题可分为四个步骤: 1. 判断局部元件的变化情况,以确定闭合电路的总电阻R 总如何变化。例如,当开关接通或断开时,将怎样影响总电阻R 总的变化。当然,更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。当然,更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。应该记住,电路中不论是串联部分还是并联部分,只要一个电阻的阻值变大时,整个电路的总电阻就变大。只要一个电阻的阻值变小时,整个电路的总电阻就变小。 2. 判断总电流I 如何变化。例如,当总电阻R 总增大时,由闭合电路欧姆定律知I E R =总,因此I 减小。 3. 判断路端电压U 如何变化。此时,由于外电路电阻R 和电流均变化,故用判断有一定困难,此时可用U E Ir =-来判断。 4. 判断电路中其他各物理量如何变化。 上述四个步骤体现了从局部到整体,再回到局部的研究方法。这四个步骤中,第一步是至关重要的,若判断失误,则后续判断均会出错。第四步是最为复杂的。第四步中要能快捷地作出判断,要求在利用物理规律方面,除了欧姆定律、焦耳定律以外,还要熟悉串联电路、并联电路的特点,主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。在选取研究对象方面,可采取扫清外围、逐步逼近的方法。由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切,因此其物理量变化也将复杂。这样,不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析,再逐步推理,从已知条件出发,循着规律,一步一个结论,将结论又作为已知条件向下推理,最后判断变化元件有关物理量的变化情况。 例1. 在如图1所示电路中,当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时( ) A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大 C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小 图1 解析:当变阻器R 3的滑动头P 向b 端移动时R 3变小,故总电阻变小,由闭合电路欧姆定律知总电流I 增大,则内电路电压增大,因电动势不变,故路端电压U 减小。R 1的电压U IR 11=增大,故R 3的电压由串联电路的分压特点知U U U 31=-,故U 3减小。流过R 2的电流I 2减小。由并联电路的分流特点知R 3的电流I I I 32=-,所以I 3增大。图中电压表测的是路端电压,因此电压表示数变小。电流表测的是I 3,故电流表示数变大,B 项正

动态电路分析仿真实验

动态电路分析仿真实验 一、 实验目的 1 、掌握Multisim 编辑动态电路、设置动态元件的初始条件、掌握周期激励的属性及 对动态电路仿真 的方法。 2 、理解一阶RC 电路在方波激励下逐步实现稳态充放电的过程。 3 、理解一阶RL 电路在正弦激励下,全响应与激励接入角的关系。 二、 实验器材 计算机、Multisim 软件 三、 实验内容及分析 RC —阶动态电路仿真实验 1. 一阶RC 电路的充、放电 在Multisim 10 中,搭建RC 充、放电仿真实验电路,如图 2.2.1所示。 当动态元件(电容或电感)初始储能为零(即初始状态为零)时,仅由外加激励产生的 响应称为零状态响应;如果在换路瞬间动态元件(电容或电感)已储存有能量,那么即使电 路中没有外加激励电源, 电路中的动态元件(电容或电感)将通过电路放电,在电路中产生 响应,即零输入响应。 C1 1uF 在Multisim 10 中,单击图2.2.1所示电路中开关 J 1的控制键A ,选择RC 电路分别工 作在充电(零状态响应)、放电(零输入响应)状态。 J1 1 一 Key = Space 2 ---------- ------------ 10k 3 —V1 13 V

(1) RC 充电(零状态响应) Circuit? Transient Analysis 2. —阶RC 电路的仿真实验。 当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时,电路产生的响应称为全响应。对于线性 电路,全响应是零输入响应和零状态响应之和。 JI IOO ITL 153m x&Om 250m jODm Time (S)

6串并联电路的动态分析

第六讲串并联电路的动态分析 电路动态分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点,其原因是这类题目对学生有较高的能力要求。必须熟练掌握欧姆定律,并会应用它熟练转换电流,电压,电阻的关系,还有必须熟练掌握串联电路和并联电路中的电流关系,电压关系,电阻关系,特别是串联分压和并联分流的规律和公式。 这类题目共分为两类:由于滑动变阻器的滑片的移动引起的变化,和由于电键的开闭引起的变化。 一、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 1、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 例题1、如图1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,请你判断A 表和V表的变化。 【例题难度】:A 【例题分析】:本题中,为了分析表达的简洁,我们约定一套符号:“→”表示引起电路变化;

“↑”表示物理量增大或电表示数增大;“↓”表示物理量减小或电表示数减小。 P右移→R2↑→R总↑→I↓→A表↓。 R1不变→IR1↓→U1↓→V表↓。 (判断V表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析:R2↑→U2↑→U1↓→V表↓。)根据串联电路的特点,滑动变阻器R2两端的电压U2将↑。推论:如果滑动变阻器R2足够大,当滑片P向右一直滑动时,电阻将不断增大,那么U2 将不断增大,U1将不断减小,将不断减小。假设R2无限大,这时U2 将增大到电源电压,U1将变为0,I也将变为0,这时的电路就相当于断路。这就是用电压表来判断电路断路和短路的道理。 【参考答案】:A表变小,V表变小 针对训练 1-1.参考上图,在伏安法测电阻的实验中,若由于各种原因,电压表改接在滑动变阻器的两端,当滑片P向左移动时,请判断A表和V表的变化。 图1 图2 图3 例题2.如图2,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。 【例题难度】:B 【例题解析】::首先要确定电路的类型,此电路属于串联电路还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线,将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。此时可以容易地看出,这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的滑片已经悬空,滑动变阻器接成了定值电阻,所以A表示数不变。 电压表在本电路中,是测量R1和R2部分电阻之和的电压,当滑片P向左移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变小,根据分压原理:V表示数减小。 【参考答案】:A表示数不变,V表示数变小 针对训练 2-1.如图3,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。 2-2.如图4所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,三只电表的变化情况是() A.增大,V2减小,A增大 B.V1减小,V2增大,A减小 C.V1不变,V2增大,A不变

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