直流電路動態(tài)分析

直流電路動態(tài)分析及含電容電路分析一、電路的動態(tài)分析根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的性質(zhì)，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：1、程序法基本思路是“局部→整體→局部”。即從阻值變化的電阻入手，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?cè)绾巫兓?；①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）②若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的支路增多，總電阻減小。（1）確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?；③如圖所示分壓電路中，滑動變阻器可以視為由兩段電阻構(gòu)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)部分相串聯(lián)（以下簡稱串聯(lián)段）；設(shè)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，則分壓器的總電阻為：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(jié)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)段電阻的變化相同。④在圖2中所示并聯(lián)電路中，滑動變阻器可以看作由兩段電阻構(gòu)成，其中一段與R1串聯(lián)（簡稱R上），另一段與串聯(lián)R2（簡稱R下），則并聯(lián)總電阻：（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律

確定電路的總電流如何變化；

（3）由U內(nèi)=I總r確定電源內(nèi)電壓如何變化；

（4）由U外=E－U內(nèi)(或U外=E-Ir)確定電源的外電壓如何（路端電壓如何變化）

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。（5）由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩的電壓如何變化；（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(guān)系）。動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：

I分U分簡單表示為：

局部R的變化全局I總、U端的變化的變化局部R的變化全局I總、U端的變化的變化局部I分、U分的變化局部R的變化全局I總、U端的變化的變化例1、在右圖所示電路中，電源的電功勢為E、內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，R是一滑動變阻器，電路中的電壓表和電流表均視為理想的。試討論：當R的滑鍵向上滑動時，電源總功率及各電表示數(shù)如何變化？例2：如圖所示，電鍵閉合時，當滑動變阻器滑片P向右移動時，試分析L1、L2、L3的亮度變化情況。

2、“并同串反”:

①“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。

②“串反”：是指某一電阻增大時，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?。荒骋浑娮铚p小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率將增大例3、（2011年高考）如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表。初始時S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則（）

A．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小

B．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大

C．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小

D．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大R1R2SS0ER3VA3、極限法和特殊值法：①極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。②特殊值法：對于某些雙臂環(huán)路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找出結(jié)論二、含容電路分析1、分析和計算含有電容器的直流電路時，注意以下幾個方面：(1)電路穩(wěn)定時電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的元件，在電容器處電路看做是斷路，畫等效電路時，可以先把它去掉．(2)若要求電容器所帶電荷量時，可在相應(yīng)的位置補上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU計算．(3)電路穩(wěn)定時電容器所在支路上電阻兩端無電壓，該電阻相當于導(dǎo)線．(4)當電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩端的電壓與并聯(lián)電阻兩端的電壓相等．(5)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充放電，如果電容器兩端的電壓升高，電容器將充電，反之電容器放電．通過與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器帶電量的變化量．2.含電容器電路問題的分析方法(1)應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律分析出電容器兩極板間的電壓及其變化情況．(2)根據(jù)平行板電容器的相關(guān)知識進行分析求解．例4：在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合電鍵S，將滑動變阻器滑片P向左移動一段距離后，下列結(jié)論正確的(

)．A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B．電源的輸出功率變小C．電容器C上電荷量減少D．燈泡L變亮[練習]在如下圖所示的電路中，電源電動勢E＝3.0V，內(nèi)電阻r＝1.0Ω；電阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝35Ω；電容器的電容C＝100μF，電容器原來不帶電．求接通開關(guān)S后流過R4的總電荷量．三、小試身手：1、如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r。當可變電阻的滑片P向b點移動時，電壓表V1的讀數(shù)U1與電壓表V2的讀數(shù)U2的變化情況是：（ ）A．U1變大，U2變小B．U1變大，U2變大

C．U1變小，U2變小

D．U1變小，U2變大 2、在如圖所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器。當R2的滑動觸點在a端時合上開關(guān)S，此時三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是（）3、電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路，當滑動變阻器的觸頭由中點滑向b端時，下列說法正確的是（）A.電壓表和電流表讀數(shù)都增大B.電壓表和電流表讀數(shù)都減小C.電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)減小D.電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大4、(2013·高考)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液