问题1:如图所示,先闭合开关S,当变阻器R的滑片向左移动时,分析内阻r、灯泡L1以及电压表示数U的变化情况。
滑片向左移动:
→内阻r的电流(Ir=I总)、
→灯泡L1的电流(IL1=I总)、电压(UL1=I总RL1)及功率(PL1=I总2
问题2:闭合开关S稳定后,再闭合开关S1,分析内阻r、灯泡L1以及电压表示数U的变化情况。
再闭合开关S1:
→内阻r电流(Ir=I总)、
→灯泡L1的电流(IL1=)、电压(UL1=IL1RL1)及功率(PL1=IL12
问题3:闭合开关S和S1稳定后,将变阻器R的滑片向右移动时,分析内阻r、灯泡L1和L2的变化情况。
滑片向右移动:
→内阻r电流(Ir=I总)、
→灯泡L2的电压(UL2=E-I总r)、电流(IL2=)及功率(PL1=IL12
→灯泡L1的电流(IL1=I总-IL2)、电压(UL1=IL1RL1)及功率(PL1=IL12
规律总结:
1.解决电路动态变化的基本思路:
“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化。
“先干后支”——先分析干路部分,再分析支路部分。
“先定后变”——先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路。
2.判断电阻R外的变化情况。
(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)如图所示,滑动变阻器总电阻R由两部分组成:一部分与灯泡电阻RL并联,另一部分与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
问题编号
负载
R变化
情况
与R串并关系
I、U、P
变化情况
1
r
↑
串联
↓
L1
串联
↓
电压表
间接并联
↑
L2
2
r
↓
间接串联
↑
L1
间接并联
↓
电压表
并联
↓
L2
3
r
↓
间接串联
↑
L1
串联
↑
L2
间接并联
↓
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
(3)串并关系:流过该电阻的电流也流经其他电阻,则其他电阻与该电阻是串联关系;流过该电阻的电流不流经其他电阻,则其他电阻与该电阻是并联关系。
【例1】如图所示的电路中,电源内阻不可忽略。
思路点拨:(1)滑动变阻器的滑动端向下滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小。
(2)分析电路的动态变化的一般思路是先局部后整体再局部”。
当滑动变阻器R0的滑片向下移动时,其接入电路的电阻减小,导致总电阻减小,从而使得总电流增大。电源内电压随之增加,外电压相应减小,因此电压表读数减小。同时,R1两端电压升高,而R2两端电压降低,电流表读数减少。综上所述,选项A正确。
【例2】(多选)如图所示电路中,R0为固定电阻,R为光敏电阻(光照减弱时阻值增大),C为电容器。若减弱对光敏电阻R的光照强度,下列说法正确的是()
A.电流表的示数减小B.
C.电压表的示数变小D.
[练1]在如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,在调节可变电阻R的阻值过程中,发现理想电压表的示数减小,则
D.电压表读数下降,依据串联电路分压原理,电阻R的阻值减小,导致外电路总电阻减小。根据闭合电路欧姆定律,干路电流增加,电源内阻上的电压增大,从而路端电压降低。根据欧姆定律知:路端电压和干路电流的比值等于R与R1的并联阻值,在减小,故A、B、C错误,D正确。
[练2]如图所示,a、b、c三盏灯都能发光,且在电路变化时,灯不会烧坏。
分析电路可知,当滑动变阻器触头P向下移动时,外电路总电阻减小,导致总电流增大。根据欧姆定律,干路电流增加,a灯必然变亮,故A选项正确;B选项错误。由于总电流增大,电源输出电压减小,而a灯分得的电压增加,因此并联部分电压减少,c灯必定变暗,故D选项错误。
[练3](多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为?V1、?V2、?V3,理想电流表A示数变化量的绝对值?I,则(
A.A的示数增大B.
C.?V与?I的比值大于rD.?V1大于?V
【解析】滑动变阻器滑片下移,导致其阻值减小。由于电压表断路,定值电阻与滑动变阻器串联,总电阻减小,电源电动势不变,总电流增大,电流表示数随之增大(A正确)。电压表测定值电阻R的电压,因电阻不变而总电流增大,故电压增大,示数亦增大。电压表测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压,示数变小,B错误;电压表的变化量,所以,C正确;根据闭合电路欧姆定律得,则得:
[练4]
A.灯泡L变亮
C.电流表读数变小
[练5]如图所示,R1=R2=R3=R4=R,开关S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、
A.不动
C