《电路的动态分析问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路的动态分析问题（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、闭合电路的欧姆定律的应用一、电路的动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。 讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系思路:动态电路的分析方法程序法：基本思路是“局部整体局部”，即从阻值部分的变化入手，由串、并联规律判断总电阻的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路欧姆定律判断各部分电路中物理量的变化情况。分析步骤详解如下：(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻 R 外总如何变化。(3)根据闭合电路欧姆定律
2、 I 总= E/(R 外总+r)，确定电路的总电流如何变化。(4)由 U 内=I 总 r，确定电源的内电压如何变化。(5)由 U 外=E -U 内，确定电源的外电压如何变化。(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。由以上步骤可以看出，基本思路是“局部整体局部”，同时要灵活地选用公式，每一步推导都要有确切的依据。例 1、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片 P 向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?练习 1. 如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，下面说法正确的是（ ） A. 电压表和
3、电流表的读数都减小； B. 电压表和电流表的读数都增加； C. 电压表读数减小，电流表的读数增加 D. 电压表读数增加，电流表的读数减小 2、如图所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P从最高端向下滑动时（ ）A电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数变大 B电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数变小 C电压表 V 读数先变大后变小，电流表 A 读数先变小后变大 D电压表 V 读数先变小后变大，电流表 A 读数先变大后变小3、如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？4、 在如图电路中，闭合电键
4、S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U 1、U 2和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U 1、U 2 和 U 3 表示下列比值正确的是 （ ）A、U 1/I 不变， U 1/I 不变B、U 2/I 变大，U 2/I 变大 C、U 2/I 变大，U 2/I 不变D、U 3/I 变大，U 3/I 不变 5、如图所示，电源电动势为 E，内电阻为 r当滑动变阻器的触片 P 从右端滑到左端时，发现电压表 V1、V 2 示数变化的绝对值分别为 U1 和 U2，下列说法中正确的是（ ）A小灯泡 L1、L 3 变暗，L 2 变亮B小灯泡
5、L3 变暗，L 1、L 2 变亮CU 1U2 二、电源的外部特性曲线 路端电压 U 随电流 I 变化的图像 (1)图像的函数表达式 (2)图像的物理意义 ：在纵轴上的截距表示电源的电动势 E。 在横轴上的截距表示电源的短路电流图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害。例：用伏安法测电池的电动势和内电阻，依照数据画出了图线，如图所示，则测得电动势 E=_V，内阻 r=_。 练习 1.有两节电池,它们的电动势分别为 E1 和 E2,内电阻分别为r1 和 r2。将它们分别连成闭合电路,其外电路的电流 I 和路端电压 U 的关系如图所示,可以判定( )A.图像交点所示状态,两电路的外
6、电阻相等B.E1E2,r1r2C.图像交点所示状态,两电路的电阻相等D.E1E2,r1r 时,RP 出 。6.电源的效率：电源的输出功率与总功率的比值,即 = 100%= 100%【微思考】(1)外电路的电阻越大, 外电路消耗的功率就越大吗 ? 提示：在外电阻 R 小于内阻 r 时,R 越大,外电路消耗的功率越大 ;当 Rr 时,R 越大,外电路消耗的功率越小。(2)外电路的电阻越大, 电源做功输出的效率就越高吗 ? 提示：由于电源做功输出的效率：故外电路的电阻越大,电源做功输出的效率就越高。例 1：如图, 电路中三个电阻 R1、R 2 和 R3 的阻值分别为 R、2R 和 4R。当电键 S1
7、 断开、S 2 闭合时, 电源输出功率为 P0;当 S1 闭合、S 2 断开时,电源输出功率也为 P0。则电源电动势为 ;当 S1、S 2 都断开时,电源的总功率为。(拓展延伸) 题中 S1、S 2 都断开时：(1)电源的输出功率是多少?(2)电源的效率是多少?练习 1：已知如图，E =6V，r =4，R 1=2，R 2 的变化范围是 010。求： 源的最大输出功率；R 1 上消耗的最大功率；R 2 上消耗的最大功率。若 R1=6 上述问题答案是怎样的？2、 直线 OAC 为某一直流电源的总功率 P 总随电流 I 变化的图线,抛物线 OBC 为同一直流电源内部热功率 Pr 随电流 I 变化的图
8、线,若 A、B 对应的横坐标为 2A,那么线段 AB 表示的功率为 W, I=2A 对应的外电阻是 3、下图中图线表示某电池组的输出电压一电流关系，图线表示其输出功率一电流关系该电池组的内阻为当电池组的输出功率为 120W 时，电池组的输出电压是 V2E(r)4。1出总 RrIUrE出 外 外 ，四、含有电容器的直流电路例题、如图所示，电源电动势 =12 伏，内阻 r=1 欧，电阻 R1=3 欧，R 2=2 欧，R 3=5 欧，电容器的电容量 C1=4F,C 2=1F,求 C1、C 2 所带电量。 训练 1：如图所示,E=10V,R 1=4,R 2=6,C=30F。电池内阻可忽略。(1)闭合开
9、关 S,求稳定后通过 R1 的电流。(2)然后将开关 S 断开,求此后流过 R1 的总电量。 2、已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（ ）A.增大 R1 B.增大 R2 C.增大 R3 D.减小 R13、如图 10-3 所示的电路中，已知电容 C1=C2，电阻 R1R 2 电源内阻可忽略不计，当开关S 接通时，以下说法中正确的有 （ ）A、C 1 的电量增多，C 2 的电量减少 B、C 1 的电量减少，C 2 的电量增多C、C 1、C 2 的电量都增多D、C 1、C 2 的电量都减少五、电路故障分析1、短路处特点：有电流通过而电压为零造成的结果：电路中的总电阻
10、增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大2、断路处特点：电路电压不为零而电流为零造成的结果：电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大例、如图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 训练
11、1：如图所示，电源电动势为 6V，当开关接通时，灯泡 L1和 L2 都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad 0，U cd 6V，U ab 6V，由此可 以断定 AL 1 和 L2 的灯丝都断了 BL 1 的灯丝断了 C L2 的灯丝断了 D变阻器 R 断路2、如图所示的电路中，闭合电键，灯 L1、L 2 正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯 L1 变亮，灯 L2 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）A、R 1 断路 B、R 2 断路 C、R 3 短路 D、R 4 短路3、如图所示的电路中，闭合电键 k 后，灯 a 和 b 都正常发光，后来由于某种故障使灯 b 突然变亮，电
12、压表读数增加，由此推断这故障可能是 （ ）Aa 灯灯丝烧断 B电阻 R2 断C电阻 R2 短路 D电容被击穿短路4、如图所示的电路中，开关 S 闭合后，由于电阻发生短路或者断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列那种故障？A、R 1 短路 B、R 2 短路 C、R 3 短路 D、R 1 断路5、在图示的电路中，电源电压不变。闭合电键 K 后，灯 L1、L 2 都发光，段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表 Vl 的示数变小，电压表 V2 的示数变大，则产生这一现象的原因是( )(A)灯 L1 断路。 (B)灯 Ll 短路。(C)灯 L2 断路。 (D)灯 L2 短路。6、如图所
13、示的电路，电阻 R3 = 4，电流表 A 和电压表 V 均为理想电表闭合开关 S 后，电流表示数为 0.75A，电压表示数2.0V由于某种原因，电路有一只电阻发生断路现象，使电流表示数变为 0.8A，电压表示数为 3.2V试回答下列问题：(1) 分析判断哪一个电阻发生了断路(2) 求电阻 R1、R2 的值(3) 求电源的电动势 E 和内电阻 r六、全电路中的电动机问题例题: 某一用直流电动机提升重物的装置,如上右图所示. 重物的质量 m=50kg,电源的电动势E=110V,不计电源内阻及各处的摩擦.当电动机以 v=0.90m/s 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度 I=5A，由此可见电动机线圈的电阻等于多少？练习：如图所示，电阻 R18，电动机绕组电阻 R02，当电键 K 断开时，电阻 R1 消耗的电功率是 2.88W；当电键闭合时，电阻 R1 消耗的电功率是 2W，若电源的电动势为 6V.求：电键闭合时，电动机输出的机械功率.
