高二物理人教版選修31 2.7直流電路動態(tài)分析的方法

1、.直流電路動態(tài)分析的方法重/難點重點：“直流電路動態(tài)分析問題處理的一般步驟和方法。難點：應用“直流電路動態(tài)分析的處理方法解決電路中的故障分析以及斷定各物理量的變化。重/難點分析重點分析：由于滑動變阻器電阻的變化而引起整個電路的變化，一般不應通過計算分析，否那么會很繁雜。處理的一般原那么是：主干路上的用電器，看它的電流變化；與變阻器并聯(lián)的用電器看它的電壓變化；與變阻器串聯(lián)的電器看它的電流變化。閉合電路動態(tài)分析的一般順序是：先電阻后干路電流；先內電壓，后外電壓；先固定電阻的電壓，后變化電阻的電壓；先干電流后并聯(lián)支路上的電流。難點分析：電路的各部分都是互相聯(lián)絡、互相制約的，因此當外電路不好研究時可研

2、究內電路，通過研究內電路來研究外電路；當這一部分不好研究時，去研究另一部分，通過研究另一部分來研究這一部分；當這一支路不好研究時，去研究另一支路，通過研究另一支路來研究這一支路。這種策略在兵法上叫“圍魏救趙法。打破策略根據歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質，來分析電路中由于某一電阻的變化而引起的整個電路中各部分電學量如I、U、R總、P等的變化情況，常見方法如下：一、程序法根本思路是“部分整體部分。即從阻值變化的情況入手，由串并聯(lián)規(guī)律判知R總的變化情況再由歐姆定律判知I總和U端的變化情況最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判知各部分的變化情況。其一般思路為：1確定電路的外電阻R外總如何變化

3、； 當外電路的任何一個電阻增大或減小時，電路的總電阻一定增大或減小。 假設電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大；假設電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。 如下圖分壓電路中，滑動變阻器可以視為由兩段電阻構成，其中一段與電器并聯(lián)以下簡稱并聯(lián)段，另一段與并聯(lián)部分串聯(lián)以下簡稱串聯(lián)段；設滑動變阻器的總電阻為R，燈泡的電阻為R燈，與燈泡并聯(lián)的那一段電阻為R并，那么分壓器的總電阻為：由上式可以看出，當R并減小時，R總增大；當R并增大時，R總減小。由此可以得出結論：分壓器總電阻的變化情況，R總變化與并聯(lián)段電阻的變化情況相反，與串聯(lián)段電阻的變化一樣。在下圖中所示并聯(lián)電路中，滑動變阻器可以看作由兩段電阻構

4、成，其中一段與串聯(lián)簡稱，另一段與串聯(lián)簡稱，那么并聯(lián)總電阻:由上式可以看出，當并聯(lián)的兩支路電阻相等時，總電阻最大；當并聯(lián)的兩支路電阻相差越大時，總電阻越小。2根據閉合電路歐姆定律確定電路的總電流如何變化；3由U內=I總r確定電源內電壓如何變化；4由U外=EU內或U外=E-Ir確定電源的外電壓如何路端電壓如何變化；5由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩側的電壓如何變化；6確定支路兩端電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化可利用節(jié)點電流關系。動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：簡單表示為： 例1. 如下圖，電鍵閉合時，當滑動變阻器滑片P向右挪動時，試分析L1、L2的亮度變化情況。分析與解：當P向右

5、挪動時，滑動變阻器的有效電阻變大，因此，整個電路的電阻增大，路端電壓增大，總電流減小，流過L1的電流將減小，L1將變暗；同時L1分得的電壓變小，L2兩端電壓增大，故L2變亮；我們注意到總電流減小，而L2變亮，即L2兩端電流增大，可見L3上的電流比L1上的電流減小得還要多，因此L3也要變暗。二、“并同串反“并同：是指某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小?！按矗菏侵改骋浑娮柙龃髸r，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的

6、電流、兩端電壓、電功率將增大。例2. 如下圖的電路中，R1、R2、R3、和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動勢為E，內阻為r，設電流表A的讀數為I，電壓表V的讀數為U，當R5的滑動角點向圖中a端挪動時AI變大，U變小B、I變大，U變大C、I變小，U變大D、I變小，U變小分析與解：此題中變量是R5，由題意知，R5的等效電阻變小。簡化電路構造可各知，電壓表V，電流表A均與R5間接并聯(lián)，根據“串反并同的原那么，電壓表V，電流表A的讀數均與R5的變化趨勢一樣，即兩表示數均減小。答案：選D。點評：1近幾年高考對電路的分析和計算，考察的重點一般不放在根本概念的理解和辨析方面，而是重在知識的應用方面。此題通過5個電阻與電表的串、并聯(lián)構成較復雜的電路，關鍵考察考生簡化電路構造、繪制等效電路圖的才能。然后應用“串反并同法那么，可快捷得到結果。2注意“串反并同法那么的應用條件：單變量電路。對于多變量引起的電路變化，假設各變量對同一對象分別引起的效果一樣，那么該原那么的結果成立；假設各變量對同一對象分別引起的效果相反，那么“串反并同法那么不適用。打破反思本節(jié)課采用探究式教學法，以提示點撥為主，啟發(fā)學生思維，層層深化，引導考慮問題的方法，培養(yǎng)學生思維的嚴密性，開展學生的創(chuàng)新精神，再得出結論。在老師的指