第2講電路變化分析

電路變化分析

教師：蘇國強(qiáng)圖1圖2圖3圖4圖5圖6L圖7一、知識(shí)要點(diǎn)：電路變化分析是指電路中某處發(fā)生變化時(shí)如滑動(dòng)變阻器滑片的動(dòng)作或支路的增減引起整個(gè)電路中電流、電壓及至電功率、電熱發(fā)生變化的綜合分析。它包括兩種最基本的類型，即滑動(dòng)變阻器電路和開關(guān)電路。二、知識(shí)梳理：串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2I＝I1+I2電壓U＝U1+U2U＝U1＝U2電阻分配規(guī)律三、題型舉例：1.滑動(dòng)變阻器電路：（包括半導(dǎo)體在特殊情況下電阻變化的實(shí)例，如光敏電阻、壓敏電阻等）⑴基本電路：如滑片右移，燈泡_______，電流表示數(shù)______，電壓表示數(shù)_______。

解析：當(dāng)滑片右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器自身的電阻變大，燈泡電阻不變，則電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小；根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)：串聯(lián)電路各電阻分壓與電阻成正比，即電阻大，分壓多，電阻小，分壓少，故滑動(dòng)變阻器分壓變大，燈泡分壓變?。桓鶕?jù)電功率的公式P＝UI可知，燈泡的實(shí)際功率變小，故燈泡發(fā)光變暗。答案：如滑片右移，燈泡變暗，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小。

⑵滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在某支路上：如滑片右移，燈泡L1_________，燈泡L2_________，電流表A1示數(shù)_________，電流表A示數(shù)_________，電壓表示數(shù)___________。

解析：此題在圖1的基礎(chǔ)上增加了一條支路，根據(jù)并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作、互不影響的特點(diǎn)，滑片的移動(dòng)對(duì)增加的支路沒有任何影響，只會(huì)影響自身這條支路及干路電流的變化；故當(dāng)滑片右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器自身的電阻變大，L2燈泡電阻不變，則L2支路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，此支路中的電流變小，從而會(huì)導(dǎo)致干路電流變小；根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)：串聯(lián)電路各電阻分壓與電阻成正比，即電阻大，分壓多，電阻小，分壓少，故L2支路中滑動(dòng)變阻器分壓變大，L2燈泡分壓變小；根據(jù)電功率的公式P＝UI可知，L2燈泡的實(shí)際功率變小，故L2燈泡發(fā)光變暗；另一條支路電流不變，L1燈泡亮度不變。答案：如滑片右移，燈泡L1亮度不變，燈泡L2變暗，電流表A1示數(shù)不變，電流表A示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小。⑶滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在干路上：如滑片右移，燈泡L1_________，燈泡L2_________，電流表A1示數(shù)_________，電流表A示數(shù)_________，電壓表示數(shù)___________。

解析：此題在圖2的基礎(chǔ)上把滑動(dòng)變阻器移到了干路上，這種情況下，我們可以引入一種叫做“整體法”的分析思路，即把并聯(lián)的部分看作一個(gè)整體，這樣電路就簡化成了圖1的形式，就可以把這個(gè)復(fù)雜電路變成圖1的基本電路來分析；故當(dāng)滑片右移時(shí)，電壓表示數(shù)變小，電流表A的示數(shù)變??；下面再回到到并聯(lián)部分這個(gè)整體中來分析，由于電壓表測(cè)這個(gè)并聯(lián)整體的電壓，而并聯(lián)各支路電壓都相等，所以各支路電壓都變小，而各支路中燈泡的電阻不變，所以各支路電流都變小，各支路中燈泡的電功率也都變小，所以A1示數(shù)變小，L1、L2都變暗。

答案：如滑片右移，燈泡L1、L2變暗，電流表A1示數(shù)變小，電流表A示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小。⑷電壓表接在滑動(dòng)變阻器的滑片上：（這是一種特殊接法）如滑片右移，燈泡_________，電流表示數(shù)_________，電壓表示數(shù)___________。

解析：這是一種特殊的接法，分析電路圖可知，由于電壓表在電路中的作用相當(dāng)于斷路，所以整個(gè)電路滑動(dòng)變阻器的全部電阻被接入，滑片移動(dòng)不改變電阻的大小，所以電流表、燈泡亮度都不變，但滑片移動(dòng)會(huì)影響電壓表所測(cè)量部分電阻的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，當(dāng)滑片向右移時(shí)，電壓表示數(shù)會(huì)變小。答案：如滑片右移，燈泡亮度不變，電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)變小。2.開關(guān)電路：（即開關(guān)的閉合與斷開引起電路中支路的增減或電路連接的變化）⑴如圖，當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L1_________，電流表A1示數(shù)_________，電流表A示數(shù)____________。解析：分析電路圖可知，電路中燈泡L1、L2并聯(lián)，電流表A1測(cè)燈L1電流，電流表A測(cè)干路電流。當(dāng)開關(guān)S閉合后，燈L1發(fā)光，S2由斷開到閉合后，電路中增加了L2這條支路，根據(jù)并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作，互不影響的特點(diǎn)，所以S2的斷開與閉合對(duì)L1這條支路沒有任何影響，故L1亮度不變，A1示數(shù)不變，但由于增加了支路，所以干路電流會(huì)變大，故電流表A的示數(shù)會(huì)變大。答案：當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L1亮度不變，電流表A1示數(shù)不變，電流表A示數(shù)變大。2.開關(guān)電路：（即開關(guān)的閉合與斷開引起電路中支路的增減或電路連接的變化）⑵如圖，當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L1_________，電流表A1示數(shù)_________，燈泡L2_________。L解析：此圖與圖5的區(qū)別在于把干路的電流表換成了小燈泡，這樣電路就變復(fù)雜了。分析電路圖可知，電路中S2斷開時(shí)，是燈泡L1、L2串聯(lián)，電流表A1測(cè)電路中的電流；當(dāng)開關(guān)S2閉合后，就變成燈L和L1并聯(lián)后再燈L2串聯(lián)，屬于混聯(lián)電路。分析混聯(lián)電路，我們還是要用到前面所提到的“整體法”的思路，把并聯(lián)的部分看作一個(gè)整體來進(jìn)行分析。這樣當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，是燈L1與L2串聯(lián)，S2閉合后，是L1和L這個(gè)并聯(lián)的整體與L2串聯(lián)，因?yàn)椴⒙?lián)電阻的總電阻比任何一個(gè)分電阻都小，所以這個(gè)并聯(lián)部分的總電阻會(huì)變小，那么電路中的電流就會(huì)變大，所以L2的亮度就會(huì)變亮；再分析這個(gè)整體的變化，因?yàn)檫@個(gè)并聯(lián)整體的電阻變小，所以這個(gè)整體的電壓也會(huì)變小，因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路電壓相等，所以L1電壓變小，故L1會(huì)變暗，電流表A1示數(shù)會(huì)變小。答案：當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L1亮度變暗，電流表A1示數(shù)變小，燈泡L2變亮。

2.開關(guān)電路：（即開關(guān)的閉合與斷開引起電路中支路的增減或電路連接的變化）⑶如圖，當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L2_________，電流表A示數(shù)_________，電壓表V示數(shù)_________。解析：分析電路圖，此圖中開關(guān)S2閉合后涉及到電路的連接方式發(fā)生了變化，即開關(guān)S2斷開時(shí)，電路中是兩燈串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)燈L2兩端的電壓；當(dāng)S2閉合后，燈L1被短路，電路中只有L2工作，電流表測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)L2電壓。雖然工作情況和兩表的測(cè)量情況沒有發(fā)生變化，但由于電路由串聯(lián)變成了一個(gè)單獨(dú)工作，所以電路中電流會(huì)變大，燈L2會(huì)變亮；電壓表開始測(cè)串聯(lián)電路的部分電壓，現(xiàn)在測(cè)的卻是電源電壓，所以電壓表示數(shù)會(huì)變大。答案：當(dāng)開關(guān)S閉合后，S2由斷開到閉合，燈泡L2變亮，電流表A示數(shù)變大，電壓表V示數(shù)變大。

四、中考真題展示：1.（2015?常德）如圖所示的電路中電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，下列說法不正確的是（）A．電流表示數(shù)變小 B．電壓表示數(shù)變小C．燈泡消耗的功率變大 D．電路消耗的總功率變小2.（2015?蘭州）如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，向下移動(dòng)滑片P，以下說法中正確的是（）A．燈泡L變亮 B．電壓表V1的示數(shù)變大C．電流表A的示數(shù)變大 D．電壓表V2的示數(shù)變小3.（2015?泰安）如圖是一個(gè)天然氣泄漏檢測(cè)電路的原理圖．電源電壓恒定不變，R0為定值電阻，R為氣敏電阻（其阻值隨天然氣濃度的增大而減?。?，則（）①天然氣濃度增大，電壓表示數(shù)變大②天然氣濃度減小，電流表示數(shù)變大③天然氣濃度增大，電路消耗的總電功率變?、芴烊粴鉂舛葴p小，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變．A．只有①④正確 B．只有②③正確 C．只有①②正確 D．只有③④正確

4.（2015?宜賓）如圖是某種汽車質(zhì)量測(cè)試儀（俗稱地磅）的工作原理圖，電源電壓保持不變，壓力傳感器的電阻會(huì)隨著受到的壓力的增加而減小，汽車開上踏板，質(zhì)量顯示表的指針就會(huì)顯示出待測(cè)汽車的質(zhì)量．下列關(guān)于測(cè)試儀的說法正確的是（）A．作用在B點(diǎn)的力為動(dòng)力，圖中的ABO是一個(gè)省力杠桿B．質(zhì)量顯示表是用電壓表改裝而成的C．質(zhì)量顯示表表盤上的刻度值越往右越小D．汽車質(zhì)量越大，電路消耗的總功率越大

5.（2015?隨州）如圖電路中，電源電壓不變，當(dāng)開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P由左端向右移動(dòng)到中點(diǎn)的過程中，下列判斷正確的是（）A．電壓表V和電流表A1、A2的示數(shù)都變大B．電流表A2示數(shù)變大，電流表A1和電壓表V示數(shù)不變C．電流表A1示數(shù)變大，電流表A2和電壓表V示數(shù)不變D．若將電源正負(fù)極顛倒，電流表A2的示數(shù)總比A1的大6.（2014安徽）如圖所示的電路中，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)每個(gè)電表都有一定的示數(shù)。向右移動(dòng)變阻器的滑片，則（）A.電流表A1示數(shù)減小，電流表A2和電壓表V示數(shù)增加B.電流表A1和A2的示數(shù)都減小，電壓表示數(shù)增加C.電流表A1、A2和電壓表V的示數(shù)都減小D.電流表A1、A2和電壓表V的示數(shù)都增加

7.（2015?鄂州）在課外科技實(shí)踐活動(dòng)中，某物理興趣小組看到市場(chǎng)上使用的電子秤后，設(shè)計(jì)了一種電子秤．原理如圖所示，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器，閉合開關(guān)S，當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，滑片下移．現(xiàn)將秤盤上增加重物后，下列說法正確的是（）A．電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變小B．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小C．電流表讀數(shù)不變，電壓表讀數(shù)變大D．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大8.（2015?南昌）如圖所示，電源電壓恒定不變，閉合開關(guān)S，滑片P向右移動(dòng)，下列說法正確的是（）A．A1示數(shù)變小，V示數(shù)變小 B．A2示數(shù)不變，V示數(shù)變小C．A1示數(shù)不變，V示數(shù)不變 D．A2示數(shù)變小，V示數(shù)不變

9.（2014淄博）如圖所示的電路，電源電壓恒定，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)（）A．A示數(shù)變小，V示數(shù)變大

B．A示數(shù)變大，V示數(shù)不變C．A示數(shù)不變，V示數(shù)變小

D．A示數(shù)不變，V示數(shù)變大10.（2014眉山）如圖所示電路，開關(guān)S2由斷開到閉合的過程中，下列有關(guān)說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大

B．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小C．電壓表和電流表的示數(shù)的比值不變

D．電壓表和電流表的示數(shù)的比值變大11.(2011蘭州)如圖所示的電路中，閉合開關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)的過程中（）A．燈泡L1變亮，L2亮度不變B．燈泡L1變亮，L2亮度變暗C．燈泡L1亮度不變，L2變亮D．燈泡L1變暗，L2變亮12.（2015?孝感）如圖，電源電壓為12V，電流表量程0～0.6A，電壓表量程0～15V，小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣，要求開關(guān)閉合后兩個(gè)電表的示數(shù)均不超過所選量程，且燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓（設(shè)燈絲電阻不變）。則下列說法正確的是（多選）（）A．燈絲電阻為12ΩB．該電路的最大功率為7.2WC．當(dāng)電流表示數(shù)為0.3A時(shí)，電壓表示數(shù)為8.4VD．滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的最小阻值是12Ω13.（2015?山西）如圖為一種握力計(jì)和它的工作原理示意圖．電源電壓恒定不變，握力顯示表是由電流表改裝而成，定值電阻R2起保護(hù)電路作用，其電阻值為5Ω，彈簧一端的滑片P在電阻R1的最上端時(shí)不施加力，移動(dòng)到最下端時(shí)施加的力最大（彈簧的電阻不計(jì)）．該握力計(jì)測(cè)量范圍為0～300N，電路中電流變化范圍0.1～0.6A．則下列判斷正確的是（）A．握力300N時(shí)電路中電流為0.6AB．握力計(jì)工作電路的電源電壓為3VC．R1連入電路阻值變化范圍0～30ΩD．R2消耗的最小功率為0.5W14.（2015?蘇州）如圖所示，電源電壓為12V，R0=60Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω2A”，電流表的量程