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浅析闭合电路中有关U/I、△U/△I的解题规律

2018-07-09雷利

学校教育研究 2018年8期

雷利

闭合电路中有关U/I、△U/△I的动态分析问题是近年来高考热门考点,此类问题涉及多个物理量的变化,思维容量要求比较大,许多考生在处理此类问题时不知所措。为了快速地处理此类问题,下面本文谈一谈此类问题的分析方法和解题规律。

一、定值电阻的电压和电流的关系

如图1所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表、电流表均为理想电表,电源电动势为E,内阻为r,U为电压表的示数,I为电流表的示数,则当R2变大时,U/I与△U/△I分别为多少?

1.规律分析

(1)当R2变大时,回路中总电阻变大,由闭合电路欧姆定律可知,U与I都减小。

(2)U是R1两端的电压,I是经过R1的电流,R1为定值电阻,所以U和I成正比关系,即U/I=R1 。

(3)R1为定值电阻,由数学知识可知,电压的变化量和电流的变化量成正比,即△U/△I=U/I=R1

2.规律总结

(1)对定值电阻,定值电阻的电压和电流成正比。

(2)对定值电阻,△U/△I=U/I等于定值电阻阻值的大小。

二、可变电阻的电压和电流的关系

如图2所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电压表、电流表均为理想电表,电源电动势为E,内阻为r,U为电压表的示数,I为电流表的示数,则当R2变大时,U/I与|△U/△I|分别为多少?

1.规律分析

(1)当R2变大时,回路中总

电阻变大,由闭合电路欧姆

定律可知,I减小,U增大。

(2)U为R2两端的电压,I为经过R2的电流,由欧姆定律可知,U/I=R2,R2为可变电阻,所以U与I不成正比关系。

(3)由闭合电路欧姆定律得

E=U+I(R1+r)

移项后,有U=E-I(R1+r)

电流为I1时,电压为U1,有U1=E-I1(R1+r)

电流为I2时,电压为U2,有U2=E-I2(R1+r)

△U=U2-U1

△I=I2-I1

解得:△U/△I=-(R1+r)

取絕对值:|△U/△I|=R1+r

2.规律总结

(1)对可变电阻R2,U/I=R2,但U与I不成正比关系。

(2)对可变电阻R2,|△U/△I|等于可变电阻之外的其余电阻阻值之和。……

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