直流电路中变化电路的分析

直流电路中,电路的分析和计算是历年高考中出现频率较高的内容,该类问题涉及的方法比较灵活,需要一定的综合分析能力。而电路的动态分析及故障判断、含容电路的变化问题是学生在学习中的难点。下面从这三个方面对该类问题进行分析。

一、直流电路的动态分析

例题:如图所示的电路中,观察三只小灯泡亮度变化和两只电压表示数的变化情况,如果滑动变阻器的触片P由a端滑至b端,电压表■示数变化的绝对值为ΔU1电压表■示数变化的绝对值为ΔU2,则下列说法正确的有()

A.L1,L3变暗,L2变亮

B.L3变暗,L1L2变亮

C.ΔU1

D.ΔU1>ΔU2

解析:选B、D。当滑动变阻器的触片由P由a端滑至b端时,滑线变阻器的电阻减小,并联电阻减小,外电路总电阻减小,电路总电流增大,即通过L2的电流增大,灯L2变亮。另一方面,因外电路总电阻减小,路端电压减小,而L2两端电压增大,故并联电路两端电压,即L3两端电压减小,L3变暗,I3变小,通过L1的电流强度I1=I2-I3。因I2变大,I3变小,故I1变大,使L1变亮。图中电压表■的示数为L2两端电压,因L2变亮,故U2变大。因外电路总电阻减小,路端电压U1+U2减小,而U2增大,故ΔU1>ΔU2。选B、D。

归纳总结:在电路中。由于开关的通断,滑动变阻器滑片的移动或电表的接入,都要引起电路结构的变化,对于这类问题,第一,要清楚无论电路结构如何变化,电源的电动势和内阻都是不变的;第二,要有明确的思路并灵活选用公式。一般思路是:当电路中任一部分发生变化时,将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化,应先由局部的变化推出总电流的变化、内电压变化、路端电压变化,再由此分析对其他各部分电路产生的影响。研究过程中要交替地用欧姆定律和串、并联电路的性质和特点。

二、电路的故障分析

例题:如图所示为一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、d与220V的交流电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻.现发现电路中没有电流.为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V,由此可知()

A.ab间电路通,cd间电路不通

B.ab间电路不通,bc间电路通

C.ab间电路通,bc间电路不通

D.bc间电路不通,cd间电路通

解析:选C、D。由题设知,bd间电压为220V,说明断路点必在bd之间;ac间电压为220V,说明断路点又必在ac间;两者共同区间是bc,故bc断路,其余各段均通路,故C、D对。

归纳总结:解决此类问题要明确:断路的表现是电路中无电流即I=0时任何电阻两端均无电压,电路的路端电压却不为零,若电路中仅有一处断路,则电路中哪儿断,则哪两点间电压为电源电压;短路的表现是电压为零而电流不为零。

三、含容电路的分析和计算

例题:在如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1,R2为定值电阻,R3为可变电阻,C为电容器。在可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中()

A.流过的R2电流方向是由b到a

B.电容器被充电

C.电容器的带电量在逐渐减少

D.电源内部消耗的功率变大

解析:选A、B。R3增大,两端电压变大,C两端电压也随之变大,由于下极板带负电,因此电流方向从b到a,是充电状态,A、B正确,C错误,R3增大,I减小,由P内=I2r得P内变小,D错误。

归纳总结:此类问题关键是分析清楚电路变化前后电容器两端电势差的变化及其两极板电性是否发生了改变。

作者单位:河北迁安二中

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