■河南省原阳县实验高级中学 马 欢

直流电路动态问题求解策略

■河南省原阳县实验高级中学 马 欢

引起直流电路动态变化的原因主要有两种：一是电路中部分支路的接通或断开引起电路结构的变化,从而引起电路中有关物理量的变化;二是部分电路中某个电阻发生变化,如滑动变阻器的滑片位置的改变,引起电路中相关物理量的变化。解决这类问题需要根据欧姆定律和串、并联电路的基本规律,并合理选用程序法、并同串反法、极端法、加减法、等效法等方法进行分析判断。

例1 如图1所示,电源的负极接地,其电动势为E、内阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )。

图1

A.电压表示数变小

B.电流表示数变小

C.电容器C所带电荷量增多

D.a点的电势降低

解析：本题可以采用程序法分析判断。当滑片P自a端向b端滑动时,接入电路的电阻变小,总电阻变小,总电流变大,I R1变大,所以电压表读数变大。又有I r变大,所以并联部分的电压变小,流过电阻R2的电流变小,而总电流变大,流过电阻R3的电流变大,电流表示数变大。电容器两端电压变小,则由Q=C U得电容器C所带电荷量减少。并联部分电压变小,即Uab=φa-φb变小,又有φb=0,所以a点的电势降低。答案为D。

点评：程序法的分析思路如图2所示。

图2

图3

例2 如图3所示,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在开关S2处于闭合状态下,若将开关S1由位置1切换到位置2,则( )。

A.电压表的示数变大

B.电源内部消耗的功率变大

C.电阻R2两端的电压变大

D.电源的效率变大

点评：所谓“串反”是指当某一个电阻变大(小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率减小(增大)。所谓“并同”是指当某一个电阻变大(小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率增大(减小)。

图4

例3 如图4所示,电源内阻为r,定值电阻R2=r,滑动变阻器R的最大阻值为R1,且R1＞R2+r。在滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中,则( )。

A.电源的输出功率变小

B.电阻R2消耗的功率先变大后变小

C.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小

D.滑动变阻器两端电压的变化量小于电阻R2两端电压的变化量

点评：在设及电压(电流)变化量比较的直流电路动态问题中一般可以采用加减法进行处理。

跟踪训练

1.如图5所示,当滑动变阻器R3的滑片P由a端向b端移动时( )。

图5

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.电压表和电流表示数均变大

D.电压表和电流表示数均变小

2.如图6所示,电源电动势为E,内阻为r,调整可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,则在这个过程中( )。

图6

B.电阻R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU

D.路端电压增大,增加量一定等于ΔU

参考答案：1.B 2.A C

(责任编辑 张 巧)