闭合电路动态分析

直流电路中的某一电阻发生了变化，导致电路中其他部分电路的电流、电压和消耗的功率也发生了变化，这种习题叫直流电路的动态分析题。动态电路分析问题是电学中经常遇到的一种典型题目，在我们高中各类考试中也经常出现这类考题。对于这类动态电路，我们往往采用闭合电路欧姆定律进行分析，求解采用部分到整体再到部分，即从部分电路的电阻变化入手，由串、并联规律判断电路整体的电阻的变化，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化，最后再由部分电路欧姆定律确定各部分的电流、电压或者功率的变化。这种解法需要做题者首先要对电路结构了如指掌，其次要对闭合电路欧姆定律运用娴熟，此外还要有清醒的大脑。解题时，注意力要高度集中，稍有疏忽，就会前功尽弃，满盘皆输。那么对于此类问题有没有简便易行、快捷、稳妥的解题方法呢？本人经分析总结，找到了如下规律，即“串反并同”法。利用“串反并同”规律解题则可以很轻松地得到答案，收到事半功倍的效果。

一、“串反并同”规律的定义

所谓“串反”就是与变化电阻直接或间接串联的电表和用电器的电流、电压及电功率各物理量与变化电阻变化相反，也就是变化电阻阻值变大时，电流、电压、电功率均变小；反之变化电阻阻值变小时，各量均变大。

所谓“并同”，就是与变化电阻直接或间接并联的电表和用电器的电流、电压及电功率各物理量与变化电阻变化相同，也就是变化电阻阻值变大时，电流、电压、电功率各量均变大；反之变化电阻阻值变小时，各量均变小。

二、“串反并同”规律的适用范围和条件

1.如果电源没有内阻或不计内阻，则和电源并联的电压表示数将不变化，显然不能用“串反并同”。除此之外的其他电表和用电器的电流、电压、电功率等物理量的变化还可以应用“串反并同”的规律解题。

2.如果电路中有两个或两个以上的电阻阻值同时变化，就不能用“串反并同”规律了。

3.电路必须是闭合的。若在直流电路中有电容器，而此时电容器所在电路相当于断路，在电路里不会有恒定的电流，这时就不能用“串反并同”规律。

三、“串反并同”规律的应用

对于涉及电阻变化的问题，运用上述“串反并同”规律都能够迅速而准确地进行解答。下面以几道习题为例，说明“串反并同”规律的应用。

例1 （2002年上海高考题） 在如图1所示电路中，当变阻器R2的滑动头P向b端移动时，（ ）。

A.电压表示数变大，电流表示数变小；

B.电压表示数变小，电流表示数变大；

C.电压表示数变大，电流表示数变大；

D.电压表示数变小，电流表示数变小。

解析：可变电阻R2、电源、R1与电流表A构成串联电路，可变电阻R2、R3与电压表V构成并联电路。当滑片向b点移动时，电阻R2减小。根据电流随电阻变化的“串反并同”规律可知，电流表的示数变大，电压表的示数变小。故选项B正确。

例2（2007年宁夏理综）在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ）。

A.I1增大，I2不变，U增大；

B.I1减小，I2增大，U减小；

C.I1增大，I2减小，U增大；

D.I1减小，I2不变，U减小。

解析：R2的滑动触点向b端移动，R2接入电路的电阻减少，总电阻减少；A2与R2串联，其示数的变化规律与R2的变化规律相反，示数增大。A1、V与R2间接并联，其示数的变化规律与R2的变化规律相同，示数减少。故选项B正确。

利用“串反并同”规律处理具体问题，关键在于深刻理解“串反并同”的规律和判断电路中的元件与可变电阻的串、并联关系。只有这样，才能熟能生巧，提高分析、解决问题的能力。

（作者单位：福建省南安市蓝园高级中学）