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  • 2021-05-13 发布

2020高考物理 月刊专版 专题8 电场和恒定电流动态电路巧分析与探讨

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电场和恒定电流动态电路巧分析与探讨 ‎ 一般的动态电路分析,多指闭合电路中某一电阻发生变化时,对总电路及各部分电路的电压、电流及电功率等的影响的分析。本文通过一例总结出分析动态电路的一般程序,下文中:“”表示增加,“”表示减小,“”表示引起的结果,可读作“导致”,“”表示推论,可读作“因此”或“所以”。‎ 例1. 如下图所示,电路中电源的电动势为E、内电阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向右滑动时,小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是:‎ A. L1灯变亮,L2灯变暗,L3灯变亮;‎ B. L1灯变暗,L2灯变亮,L3灯变暗;‎ C. L1、L2两灯都变亮,L3灯变暗;‎ D. L1、L2两灯都变暗,L3灯变亮。‎ 分析:先将电路简化成如下图所示,再判断由于滑动变阻器电阻的变化所引起的总电阻变化。我们暂来作个推理:若电路中某一电阻R,混联电路某电阻任何电阻网络,反之则减小。因此,当图中滑片P向右滑电阻闭合电路的总电阻内电压 路端电压灯变暗电流灯变亮灯变暗,所以B选项正确。‎ 仔细体会上面的推理分析,还可以得出一个更实用快捷的结论:若某电阻减小(或增大),与该电阻相当于“并列”关系的各支路(如上图中的L1和L3)中的电流就会减小(或变大),功率也减小(或增大);与该电阻处于“串接”关系的各部分电路(如上图中的L2和电源内阻)上的电流就增大(或减小),各部分电路的电功率及总功率也会增大(或减小)。因此,无论多复杂的电路,简化弄清“串”、“并”关系后,便很容易判断各部分电路的电流、电压、电功率等的变化。‎ 比如,若下图中变阻器R电阻增大时,变阻器上的电流会减小,与R是“串联”关系的L2、L4、L6及电源上电流都会减小,电功率也因此减小,灯变暗;而与R成“并列”关系的L1、L3、L5、L7和L8上的电流都会增大,它们的电功率也会增大,灯变亮。‎ 值得注意的是,若电路中的滑动变阻器是如下图接法,在滑片P从a端滑到b端过程中,由对称性很容易看出来A、B间的总电阻是先增大后减小,在两端时,RAB 阻值最小为零,在中间时最大为。‎ 试分析,如下图所示的电路中,。滑动变阻器总阻值R=5,电源内阻r=2。在滑动触头P从a滑到b过程中,电路的总功率P总、电源的输出功率P出及R1、R2所在的两个支路的总功率P1和P2各是如何变化的。‎