人教版高中物理选修3直流电路的动态分析题型汇总及方法.docx

教学资料范本人教版高中物理选修3-1直流电路的动态分析题型汇总及方法编 辑： 时 间： 1 / 13〔，诚意制作〕直流电路的动态分析 题型汇总及方法辽宁省 ××市育才中学 夏增柏20xx.10.28一、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、谁是因变量一般状况下电源的电动势和内阻不会变化二是要从元件的变化状况入手，从局部到整体，再回到局部，逐步分析各物理量的变化状况二、具体解题可分为四个步骤：1. 推断局部元件的变化状况，以确定闭合电路的总电阻 R如何变总化例如，当开关接通或断开时，将怎样影响总电阻 R的变化固然，更常见总的是利用滑动变阻器来实现动态变化固然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化应当记住，电路中不管是串联局部还是并联局部，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. 推断总电流 I 如何变化例如当总电阻 R增大时，由闭合电路欧总姆定律知 I=E/R，因此 I 减小总3. 推断路端电压 U 如何变化。

此时，由于外电路电阻 R 和电流均变化，故用推断有肯定困难，此时可用 U=E-Ir 来推断4. 推断电路中其他各物理量如何变化上述四个步骤表达了从局部到整体，再回到局部的争论方法这四个步骤 中，第一步是至关重要的，假设推断失误，则后续推断均会出错第四步是最为简单的第四步中要能快捷地作出推断，要求在利用物理规律方面，除了欧姆定 律、焦耳定律以外，还要生疏串联电路、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争论对象方面，可实行扫清外围、逐步靠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亲热，因此其物2 / 13理量变化也将简单这样，不妨从与变化元件联系最松散的电路开头分析，再逐步推理，从条件动身，循着规律，一步一个结论，将结论又作为条件向下推理，最终推断变化元件有关物理量的变化状况三、题型汇总及方法1、一般的大小变化的定性分析：用常规的两个欧姆定律或串反并同的结论2、△U 之间、△I 之间的大小变化比较：查找类似△I =△I +△I，△U =△U +△U的关系确定+-并比较大小1 2 3 12 33、△U/△I 的大小变化比较：分局部电压和路端电压两种，分别使用两个欧姆定律写出表达式。

4、含有电容器的电路：定性分析和定量计算5、定量计算分析根本公式和根本方法6、闭合电路中的功率及效率问题：图像法6、含有非线性元件的电路：定性分析、定量计算、图像法查找工作点四、题型分类解析例 1. 〔一般类型〕在如图 1 所示电路中，当变阻器 R3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，电流表示数变小解析：当变阻器 R3的滑动头 P 向 b 端移动时 R3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的电压 U =IR 增大，故 R 的电压由串联电路的分压特点知U =U-U ，故1 1 1 3 3 1U 减小流过 R 的电流I 减小由并联电路的分流特点知 R 的电流 I =I-I ，所3 2 2 3 3 2以 I 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3I ，故电流表示数变大，B 项正确33 / 13对此题还可做一些争论在分析电流表示数变化状况时，先分析了其他电阻有关物理量变化的状况，到最终再分析变化电阻 R3的电流，这是由于它的状况较简单，但是，任何事物都具有两重性。

简单到肯定程度，量变引起质变，反而会变简洁也就是说，当滑动头 P 向 b 端移动时，R3将减小，能减小到多少？其极限就是零，即 R3被短路也可以这样分析，设想 P 向 a 端移动，R3将增大，其极限可视为无穷大即 R3断路，电流表将没有读数结合初、末状态即可推断电流表示数的变化状况固然，要留意极限法的使用要求，即所需推断的物理量其表达式应为单调函数，也就是说，该电阻应为单调变化例 2. 〔一般类型〕如图 2 所示电路电源电阻不能无视，R1阻值小于变阻器 R 的总阻值〔R =0〕当滑动变阻器的滑片 P 停在变阻器的中点时，电压表 V1的示数为 U，电流表 A 的示数为 I则当滑片 P 向上移动的全过程中A. 电压表的示数总小于 UB. 电流表的示数总大于 IC. 电压表的示数先增大后减小D. 电流表的示数先减小后增大解析：此题电路的构造是滑动变阻器滑动端 P 上局部电阻与 R 串联1再与滑动端 P 的下局部电阻并联，这并联电路再与 R2串联，对于左端的并联电路，由于两支路电路之和肯定，当两支路电阻阻值相等时，并联电路总阻值最大所以当滑动端 P 向上移动的过程中，并联电路的总阻值 R也是先↑后↓并总〔留意开头时 P 位于 R 中点；R ≠0 且小于 R〕，电路中的总电阻 R1先↑后↓，总则电路中总电流 I先↓后↓；路端电压 U总是先↑后↓，即电压表测定的电压先总↑后↓，所以选项 C 正确。

电流表测定的是滑动端 P 以上的电阻与 R1串联支路的电流当 P 上移时，电路中总电流先变小，所以 R2两端电压变小，但路端电压先变大，所以并4 / 13联电路两端电压变大，而 R1支路的电阻变小，因此通过电流表的示数增大；当 P上移到电路中总电阻开头变小后，电路中总电流变大，R2两端电压变大，但路端电压变小，所以并联电路两端电压变小，看滑动端 P 以下的电阻，其阻值增大， 所以通过其电流变小，但由于总电流增大，通过电流表的电流为总电流与 P 下端通过电流的差值，所以电流表的示数仍要增大，也就是说电流表的示数总大于I，应选项 B 正确例 3、〔△U、△I 比较类型〕在如下图电路中，电源的电功势为 E、内阻为 r,R 、R 、R 为定值电阻，R 是一滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均视为1 2 3抱负的试争论：当 R 的滑键向上滑动时，（1） 电源总功率及各电表示数如何变化？（2） 比较同类电表示数变化的大小？△I △I △I △U △U △U1 2 3 1 2 3解析：：〔1〕V1示数增大，V2变大，V3的示数变小， A1示数变小，A2的示数变大， A3的示数变小，P 减小。

利用两个欧姆定律和串并联学问的根本分析法，更扎实)〔特别结论：“串反并同”更快捷〕〔2〕I =I +I , I ,=I ,+I ,,得△1 2 3 1 2 3I =△I +△I ，△I ＜0，△I ＞0， △I ＜0， 得△I ＜△I △I ＜△I ，但△I1 2 3 1 2 3 1 3 2 3 1与△I的大小不确定同理分析△U ＜△U ，△U ＜△U ,△U 与△U的大小不确2 1 2 R1 2 3 2定，△U ＜△U ，△U 与△U2 R 1 3的大小不确定例 4、〔△U、△I 比较类型〕如下图电路中,电源电动势 E 恒定,内阻r=1Ω,定值电阻 R =5Ω,当开关 K 断开与闭合时,ab 段电路消耗的电功率相等,则3以下说法中错误的选项是A. 电阻 R 、R 可能分别为 4Ω、5 Ω1 2B. 电阻 R 、R 可能分别为 3Ω、6 Ω1 2C. 开关 K 断开时电压表的示数肯定大于 K 闭合时的示数5 / 13D. 开关 K 断开与闭合时电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比等于 6 Ω解析：、B 解析:由于 K 断开前后,ab 段消耗的电动率相等,依据结论 P 相等时 r2=R *R ,知,R 、R 的阻值为 4Ω、5 Ω,A 正确,B 错误;依据闭合电路欧姆定律a b 1 2E=U+I(r+R ),K 断开前后=r+R , C 正确,故 D 对。

3 3例 5. 〔△U、△I 比较类型〕(湖北局部重点中学联考改编)如下图电路中,电源内阻不能无视,两个电压表均为抱负电表当滑动变阻器 R2的滑动触头 P移动时,关于两个电压表 V 与 V1 2的示数,以下推断正确的选项是A.P 向 a 移动,V1B.P 向 b 移动,V1示数增大、V2示数增大、V2的示数增大的示数减小C.P 向 a 移动,V1D.P 向 b 移动,V1示数转变量确实定值小于 V2示数转变量确实定值大于 V2示数转变量确实定值示数转变量确实定值解析：.C 解析:由题图可知 R 与 R1 2串联,V 测 R1 1两端的电压,V2测R 两端的2电压;假设 P 向 a 端移动,则滑动变阻器接入电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流增大,则内电压增大,R1两端的电压增大,路端电压减小,故 R2两端的电压减小,故 A 错误;因路端电压减小,V1示数增大,V2示数减小,而两电表之和等于路端电压,故可知 V1示数转变量确实定值小于 V2示数转变量确实定值,故 C 正确;假设P 向 b 端移动,则滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电流减小,内电压减小,V1减小,故 B 错误;由于内电压减小,故路端电压增大,而 V1减小,V2必定增大,且增大量肯定大于 V1的减小量,故 D 错误。

例 6、〔△U、△I 比较类型〕如图 10 所示的电路中,当滑动变阻器的滑片 p从 a 滑向 b 的过程中,三只电压表 V 、V 、V 的示数变化确实定值分别为△U 、△1 2 3 1U 、△U ,则以下各组中可能消灭的是2 36 / 13A．△U1=3V,△U2=2V,△U3=1VB．△U =0V,1△U。