直流電路動(dòng)態(tài)分析

直流電路動(dòng)態(tài)分析及含電容電路分析一、電路的動(dòng)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(gè)電路中各部分電學(xué)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虎佼?dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大（或減?。r(shí)，電路的總電阻一定增大（或減?。谌綦婃I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(dòng)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(jiǎn)稱并聯(lián)段），另一段與并聯(lián)部分相串聯(lián)（以下簡(jiǎn)稱串聯(lián)段）；設(shè)滑動(dòng)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(dāng)R并減小時(shí)，R總增大；當(dāng)R并增大時(shí)，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(dòng)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(jiǎn)稱R上），另一段與串聯(lián)R2（簡(jiǎn)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(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相等時(shí)，總電阻最大；當(dāng)并聯(lián)的兩支路電阻相差越大時(shí)，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(diǎn)電流關(guān)系）。動(dòng)態(tài)分析問題的思路程序可表示為：

I分U分簡(jiǎn)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(shì)為E、內(nèi)阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，R是一滑動(dòng)變阻器，電路中的電壓表和電流表均視為理想的。試討論：當(dāng)R的滑鍵向上滑動(dòng)時(shí)，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(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，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??；某一電阻減小時(shí)，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(shí)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(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。②特殊值法：對(duì)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(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)，注意以下幾個(gè)方面：(1)電路穩(wěn)定時(shí)電容器在電路中就相當(dāng)于一個(gè)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(shí)，可以先把它去掉．(2)若要求電容器所帶電荷量時(shí)，可在相應(yīng)的位置補(bǔ)上，求出電容器兩端的電壓，根據(jù)Q＝CU計(jì)算．(3)電路穩(wěn)定時(shí)電容器所在支路上電阻兩端無電壓，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線．(4)當(dāng)電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時(shí)，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(shí)，將會(huì)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(shí)進(jìn)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(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)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(xí)]在如下圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，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(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是（）3、電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接成如圖所示的電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，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(shí)，藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報(bào)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