2020高考物理 月刊专版 专题8 电场和恒定电流动态电路巧分析与探讨

2020高考物理 月刊专版 专题8 电场和恒定电流动态电路巧分析与探讨

电场和恒定电流动态电路巧分析与探讨 ‎ 一般的动态电路分析，多指闭合电路中某一电阻发生变化时，对总电路及各部分电路的电压、电流及电功率等的影响的分析。本文通过一例总结出分析动态电路的一般程序，下文中：“”表示增加，“”表示减小，“”表示引起的结果，可读作“导致”，“”表示推论，可读作“因此”或“所以”。‎ 例1. 如下图所示，电路中电源的电动势为E、内电阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P从滑动变阻器R的中点位置向右滑动时，小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是：‎ A. L1灯变亮，L2灯变暗，L3灯变亮；‎ B. L1灯变暗，L2灯变亮，L3灯变暗；‎ C. L1、L2两灯都变亮，L3灯变暗；‎ D. L1、L2两灯都变暗，L3灯变亮。‎ 分析：先将电路简化成如下图所示，再判断由于滑动变阻器电阻的变化所引起的总电阻变化。我们暂来作个推理：若电路中某一电阻R，混联电路某电阻任何电阻网络，反之则减小。因此，当图中滑片P向右滑电阻闭合电路的总电阻内电压 路端电压灯变暗电流灯变亮灯变暗，所以B选项正确。‎ 仔细体会上面的推理分析，还可以得出一个更实用快捷的结论：若某电阻减小（或增大），与该电阻相当于“并列”关系的各支路（如上图中的L1和L3）中的电流就会减小（或变大），功率也减小（或增大）；与该电阻处于“串接”关系的各部分电路（如上图中的L2和电源内阻）上的电流就增大（或减小），各部分电路的电功率及总功率也会增大（或减小）。因此，无论多复杂的电路，简化弄清“串”、“并”关系后，便很容易判断各部分电路的电流、电压、电功率等的变化。‎ 比如，若下图中变阻器R电阻增大时，变阻器上的电流会减小，与R是“串联”关系的L2、L4、L6及电源上电流都会减小，电功率也因此减小，灯变暗；而与R成“并列”关系的L1、L3、L5、L7和L8上的电流都会增大，它们的电功率也会增大，灯变亮。‎ 值得注意的是，若电路中的滑动变阻器是如下图接法，在滑片P从a端滑到b端过程中，由对称性很容易看出来A、B间的总电阻是先增大后减小，在两端时，RAB 阻值最小为零，在中间时最大为。‎ 试分析，如下图所示的电路中，。滑动变阻器总阻值R=5，电源内阻r=2。在滑动触头P从a滑到b过程中，电路的总功率P总、电源的输出功率P出及R1、R2所在的两个支路的总功率P1和P2各是如何变化的。‎