动态电路（共11篇）
动态电路 篇1
电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化, 一处变化又引起了一系列的变化, 可谓“牵一发而动全身”, 高考考查的频率非常高。对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律, 部分电路欧姆定律, 串、并联电路和电压、电流的关系。分析这类问题的一般步骤是:
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, 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, 解决此类问题, 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 (2009年高考广东) 如右图所示是一实验电路图, 在滑动触头由a端滑向b端的过程中, 下列表述正确的是 ()
A.路端电压变小
B.电流表的示数变大
C.电源内阻消耗的功率变小
D.电路的总电阻变大
解析当滑片向b端滑动时, 接入电路中的电阻减少, 使得总电阻减小, D错;根据E=IR总, 可知总电流在增加, 根据闭合电路中的欧姆定律有E=Ir+U外, 可知路端电压在减小, A对;流过电流表的示数为, 可知电流在减小, B错;根据P=I2r, 可知内阻消耗的功率在增大, C错。
答案:A。
动态电路 篇2
电路动态问题包括滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化，还有开关的开与关的变化引起电路中电学物理量的变化以及电路故障。
本节复习课的目标是：会分析滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化。
本节课的主要内容是从串联电路、并联电路中展开研究，围绕滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化。
初中学生处于具体形象思维到抽象思维的过渡阶段，他们的思维在很大程度上还难于脱离具体事物。他们在考试过程中经常会碰到因变量随自变量变化的“动态分析”问题，若学生未掌握基本的分析方法，往往容易“凭空”推理，导致判断错误或无法判断。通过介绍“动态电路的分析法”让学生找准电路分析的误区，从而更好的分析动态电路。学生在静态情景中认识串、并联电路，会应用欧姆定律分析静态电路。动态变化对于学生来说是全新的，如何将这一全新的知识内化为学生自身的知识。在教学过程中，从学生熟悉的串联电路、并联电路的基本规律、欧姆定律入手，明确电阻的原因，再由欧姆定律求知，电流以及电压的变化情况。让学生明白了判断的应有依据及基本处理手法，他们就会对“动态分析问题”心中更有“底”了，判断的正确率也大大提高了。这也是“授人以‘鱼’，不如授人以‘渔’”道理之体现。
本节课在讲解例题时，分别讲到了串联电路的分析方法、并联电路的分析方法。在串联电路分析方法讲解中，判断电流表、电压表所测的对象，根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R=R1+R2，判断总电阻变化情况，根据I=U/R，判断电流的变化情况，这些学生都掌握的不错，主要是先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况以及最后根据串联电路电压特点U=U1+U2，判断滑动变阻器两端的电压变化情况，掌握的不是很好。
在并联电路的分析方法中，并联电路中分析电表示数变化时，由于并联电路各支路两端的电压和电源电压相等，所以应先考虑电压表的示数不变，这一点掌握的不错，因为并联电路各支路相互独立，互不影响，可根据欧姆定律分别判断各支路中电流的变化，这一点中应用欧姆定律分析过程中会应用错误公式。最后根据I=I1+I2分析得出干路中电流的变化，关键之处要分清电表所测的对象，这点中对于复杂电路学生就很难分清电表所测对象了。
习题设计中体现出的教学效果较好，习题是针对例题来训练的，在例题讲解中得出分析动态电路的方法。同时，通过练习题来巩固学生的分析方法，让学生在做练习中掌握本节课的分析方法，并能做到举一反三。
本课的不足是：
(1)在研究过程中所选内容难度偏大，上课过程中真正能懂的学生甚少。
(2)教学容量欠少，学生的课堂训练量时间不足。
(3)动态分析过程中，有些物理量的判断途径有多种，这方面的指导由于时间缘故还欠缺。
高中物理电路问题动态分析 篇3
一、直流电路的动态分析
在进行直流电路动态分析时，我们应：
（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；
（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；
（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；
（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；
（5）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；
（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。
【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。
A.RM变大，且R越大，U增大越明显
B.RM变大，且R越小，U增大越明显
C.RM变小，且R越大，U增大越明显
D.RM变小，且R越小，U增大越明显
解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1
1R+1RM
+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。
二、变压器电路的动态分析
1.匝数比不变的情况
（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论
负载电阻R如何变化，U2不变。
（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流
I1，故I1发生变化。
（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。
2.负载电阻不变的情况
（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。
（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。
（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化。
3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为
【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。
甲图2乙
A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）
B.电压表示数为9V
C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
D.RT处温度升高时，变压器P入变小
解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。
总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：
（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；
（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；
（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。
（特约编辑 安 平）endprint
物理学中的电路问题分析涉及的物理概念、物理规律是电学的重要基础。电路的分析与计算是高考的重点内容，旨在考查学生对基本概念的理解及对基本规律的掌握。下面择例谈谈高中物理电路问题的分析思路，与同行商榷。
一、直流电路的动态分析
在进行直流电路动态分析时，我们应：
（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；
（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；
（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；
（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；
（5）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；
（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。
【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。
A.RM变大，且R越大，U增大越明显
B.RM变大，且R越小，U增大越明显
C.RM变小，且R越大，U增大越明显
D.RM变小，且R越小，U增大越明显
解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1
1R+1RM
+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。
二、变压器电路的动态分析
1.匝数比不变的情况
（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论
负载电阻R如何变化，U2不变。
（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流
I1，故I1发生变化。
（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。
2.负载电阻不变的情况
（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。
（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。
（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化。
3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为
【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。
甲图2乙
A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）
B.电压表示数为9V
C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
D.RT处温度升高时，变压器P入变小
解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。
总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：
（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；
（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；
（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。
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物理学中的电路问题分析涉及的物理概念、物理规律是电学的重要基础。电路的分析与计算是高考的重点内容，旨在考查学生对基本概念的理解及对基本规律的掌握。下面择例谈谈高中物理电路问题的分析思路，与同行商榷。
一、直流电路的动态分析
在进行直流电路动态分析时，我们应：
（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；
（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；
（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；
（4）由U外=E-U内确定电路的外电压（路端电压）如何变化；
（5）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；
（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化。
【例1】 （2013·江苏高考）在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图1所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）。
A.RM变大，且R越大，U增大越明显
B.RM变大，且R越小，U增大越明显
C.RM变小，且R越大，U增大越明显
D.RM变小，且R越小，U增大越明显
解析：当RM变大时，R总变大，根据I总=ER总，I干变小，S两端的电压U=I总RS变小，故A、B错误；当RM变小时，R总=1
1R+1RM
+RS变小，根据I总=ER总，得I干变大，S两端的电压U=I总RS变大，且R越大，RM变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故C正确，D错误。
二、变压器电路的动态分析
1.匝数比不变的情况
（1）U1不变，根据U1U2=n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，不论
负载电阻R如何变化，U2不变。
（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流
I1，故I1发生变化。
（3）I2变化引起P2变化，P1=P2，故P1发生变化。
2.负载电阻不变的情况
（1）U1不变，n1n2发生变化，故U2变化。
（2）R不变，U2变化，故I2发生变化。
（3）根据P2=U22R，P2发生变化，再根据P1=P2，故P1变化，P1=U1I1，U1不变，故I1发生变化。
3.分析变压器动态问题的思路程序可表示为
【例2】 如图2甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，原线圈接图2乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P组成闭合电路，回路中电流增大到一定值时报警器P将发出警报声。则以下判断正确的是（ ）。
甲图2乙
A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=9sin100πt（V）
B.电压表示数为9V
C.RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
D.RT处温度升高时，变压器P入变小
解析：由变压器变压公式可知，变压器副线圈输出电压为9V，副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt（V），A正确。电压表示数小于9V，B错误。R处温度升高到一定值时，热敏电阻R减小到一定值，回路中电流增加到一定值时报警器P将会发出警报声，C正确。RT处温度升高时，变压器I出增大，变压器P入增大，D错误。
总之，在动态分析高中物理电路问题时，应注意以下几个点：
（1）熟练掌握电路的连接，串、并联电路特点和规律以及欧姆定律等电路分析的必备知识，必要时可列表进行比较，以加强记忆；
（2）训练时从直流到交流，先掌握直流电路的动态变化特点和分析程序，继而推广到较复杂的交流电路和电磁感应电路；
（3）闭合电路欧姆定律和能量守恒定律是动态分析电路的两大依据，应注意能量守恒思想在动态分析中的作用和物理图像的运用。
电路动态变化分析方法 篇4
由以上分析我们可得电路中除滑动变阻器以外各元件两端电压、电流的变化规律.
从表1容易发现,电压表、电阻R2两端电压以及流过两元件的电流的变化与滑动变阻器阻值变化规律相同,而电阻R1、电流表两端电压以及流过它们的电流变化规律刚好与滑动变阻器变化规律刚好相反.
从电学元件连接方式来看,不难发现电阻R2与滑动变阻器并联,若将电阻R1、R2、滑动变阻器等效为一个电阻,等效电阻与电压表也并联;电流表与滑动变阻器串联,同样将R2、滑动变阻器等效为一个电阻,等效电阻与R1也串联.
由上可见,在电路中当某部分阻值变化而引起电路动态变化时,与之并联或等效后与之并联部分电压、电流的变化与引起电路动态变化的阻值变化规律相同;串联或等效后与之串联部分电压、电流的变化与引起电路动态变化的阻值变化规律相反.
例1如图2所示电路中,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的滑动触点在左端时合上开关S,此时三表示数分别为I1、I2和U,现将R2的滑动触点向右移动,则三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
解法1:当滑动变阻器触片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,则外电阻R减小,由得,回路电流增大,再由U外=E-Ir得,U外减小,因此电压表示数减小,由于干路电流增大,而R3为定值电阻,则R3两端电压增大,因此加在R1、R2并联部分两端电压减小,由于R1阻值不变,由欧姆定律可得,电流表A1示数减小,再由并联分流可得,A2示数增大,(B)选项正确.
解法2:对题示电路图分析可得,电流表A2与引起电路动态变化的滑动变阻器串联,电流表A1与之并联,若利用等效电路可得,电压表与之并联,因此电压表、电流表A1示数变化与滑动变阻器阻值变化规律相同,电流表A2示数变化与之相反,所以电压表、电流表A1示数减小,电流表A2示数增大,(B)选项正确.
例2如图3所示电路中,当滑动变阻器滑片向下移动,则()
(A) A灯变亮,B灯变亮,C灯变亮
(B) A灯变亮,B灯变亮,C灯变暗
(C)A灯变亮,B灯变暗,C灯变暗
(D)A灯变亮,B灯变暗,C灯变亮
解法1:当滑动变阻器触片向下滑动时,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,则外电阻R减小,由得,回路电流增大,则A灯变亮,再由U外=E-Ir得,U外减小,而A灯两端电压增大,所以B、C并联部分电压减小,B灯变暗,由于回路电流增大,而流过B灯电流减小,所以流过C灯电流增大,则C灯变亮,(D)答案正确.
动态电路 篇5
一、教学目标 知识与技能
理解滑动变阻器移动时，电路的动态变化 过程与方法
通过探究电流表和电压表的最大读数与滑动变阻器阻值之间的关系，根据电流表和电压表的数值计算滑动变阻器的阻值。情感态度价值观
通过推理和思考练习，养成仔细审题的习惯
二、教学重难点
重点：串联电路动态定量计算
难点：滑片引起电路的变化和根据电流表与电压表示数计算
三、教具 工作单
四、教学过程
（一）引入
连接如图所示电路，思考滑片向左移动时，电流表和电压表的示数变化？ 滑片是否能移到最左端？ 能否移到最右端？
（二）进入新课 完成典型例题：
如图所示电路，电源电压保持不变，R2的阻值为12欧。R1上标有“50Ω 2A”，电压表V的示数为6伏，电流表A的示数为0.25安，求： ①电源电压；
②移动滑片，使电流表、电压表能分别达到某量程的最大值，求滑动变阻器连入电路的阻值范围。
解题步骤：明确电路类型，写出已知条件
R2=12欧
U1=6伏
I=I1=I2=0.25安
根据串联电路特点和欧姆定律，计算U
U2=I2R2=0.25安×12欧=3伏
U=U1+U2=3伏+6伏=9伏
分析电流表和电压表所选的量程 电流表：0~0.6A
电压表0~3伏
电流表I=0.6安时，R2最小，移动滑片时，电源电压和R2阻值不变
U2=I2R2=0.6安×12欧=7.2伏
U1=U-U2=9伏-7.2伏=1.8伏
R1=U1/I1=1.8÷0.6欧=3欧
电压表U1=3伏时，R2最大，移动滑片时，电源电压和R2阻值不变
I2=U2/R2=(9伏-3伏)÷12欧=0.5安
R1=U1/I1=3伏÷0.5安=6欧 完成变式训练1.2 分析题意，讨论做法 学生上台板演
（三）小结 总结方法：
1.明确电路类型，写出已知条件 2.分析电流表和电压表所选的量程
3.明确电压表最大或电流表最大时滑动变阻器的阻值是最大还是最小
注意点：滑片移动时，电源电压和定值电阻阻值不变，其余都会发生变化。
情景分析题专题复习
一、教学目标
1.掌握情景分析题的解题方法
2.通过的典型例题的分析，总结出情景分析题的解题方法 3.通过小组的讨论，自查和互查，使学生间学习更有动力
二、教学重难点
重点：情景分析题 的解题方法 难点：会运用方法去解题
三、教具
工作单
四、教学过程
（一）引入
演示实验：拉伸弹簧
你看到什么现象？由此可以得出什么结论？ 学生回答
等效法在电路动态分析中的妙用 篇6
等效涉及到物理学的方方面面，本文只是从模型等效这一侧面来说明等效电源、等效电阻在复杂电路分析中的应用。
1 基础模型
如图1是一个最基本的闭合电路，由闭合电路欧姆定律可知I=ER+r，U=E-Ir。显然，当R增大时，电流I减小，电压U增大；当R减小时，电流I增大，电压U减小。这一规律可以简记为：R上电压与R正关联变化，R上电流与R负关联变化。
2 等效思想
（1）等效电源
如图2，电路相对复杂些，可以做电源等效而转化为图3，其中E′为R断开时a、b间的电压，即E′=R2R1+R2+rE；r′为R断开时a、b间的电阻，即r′=(R1+r)R2R1+R2+r。其实，不管R左侧电路再复杂，均可作类似的等效，至于E′、r′为多少（戴维宁定律）中学阶段可不必要求。
（2）等效电阻
同样，图2所示电路与可以转化为图4所示，其中R′=R1+RR2R2+R。其实，不管外电路多么复杂，只要是串、并联组合，均可进行类似的等效，而且R′总是随R作正关联变化。这样，便可直接判断R′上电流、电压的变化。
当然，对于复杂的电路，还可以作电源、电阻的同时等效，以便快速作出相关判断。
3 应用实例
例1 （2002·全国理综·20）在如图5电路中，设电流表读数为I，电压表读数为U，则R5滑动触点向图中a端移动时（ ）
A.I变大，U变小。 B.I变大，U变大。
C.I变小，U变大。 D.I变小，U变小。
分析 在分析U变化时，可作图6等效，由R5减小知R′减小，则U减小；在判断I变化时，可作图7等效，由R5减小知Uab减小，则减小。
例2 如图8所示，当S闭合时，电流读数I、U如何变化？
分析 此电路较复杂，可作电源、电阻同时等效。判断I变化时，可把电路等效为图9，当S闭合时，R′减小，故I增大；判断U时，又可把电路等效为图10，当S闭合时，R″减少，故U减小。
事实上，上述方法一旦熟练后，等效图便不必具体画出，只要在原题上画圈或默记于心中，这样可以提高解题速度。
4 拓展推广
在含有理想变压器的电路分析中，也可以类似等效。如图11便可等效为图12，其中R′=（n1n2)2R（这里不再推导）；同样图11也可以等效为图13，其中U′=n2n1U。
例3 如图14所示电路中，当滑片P1不动，而P2向下滑时，I如何变？当滑片P1右滑，而P2不动时，I又如何变？
分析 无论P1、P2哪个滑动，都将引起两个回路上电流、电压变化，按常规方法分析相当复杂，若采用等效则极其简单。将上述电路等效为图15。仅当P2下滑时，由n2减小可知R′增大，则I减少；仅当P1右滑时，R′不变，而R1减小，故I增大。
我们知道，学习物理不仅仅是学习知识本身，更重要的是提高认识物理是和解决物理问题的能力。等效法作为一种科学方法，是一种更高层次上对全局或局部的把握，是一种智慧的提升。它给学生提供了灵活处理问题的机会，对激发学生的创造思维，独具魅力。
(栏目编辑陈 洁)
动态电路问题九大规律总结 篇7
电路中局部的变化会引起整个电路电流、电压、电功率的变化, “牵一发而动全身”是动态电路问题的一个特点.处理这类问题常规思维过程是:首先对电路进行分析, 然后从阻值变化的部分入手, 由串、并联规律判断电路总电阻变化情况, 再由闭合电路欧姆定律判断电路总电流、路端电压变化情况, 最后再根据电路特点和电路中电压、电流分配原则判断各部分电流、电压、电功率的变化情况.动态电路问题分析是电学的常考点之一, 几乎每年都有该类试题出现.该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解, 电路的结构分析及对串并联特点的应用能力, 兼顾考查学生的逻辑推理能力.本文总结的“恒定电流中动态电路”一些重要规律, 希望能对同学们求解此类问题有所帮助.
规律一:串“反”并“同”.
串“反”并“同”是指:当电路中只有一个电阻增大时, 与它串联的电阻上的电压、电流和功率都减小;与它并联的电阻上的电压、电流和功率都增大.当电路中只有一个电阻减小时, 与它串联的电阻上的电压、电流和功率都增大;与它并联的电阻上的电压、电流和功率都减小.这句话可以用四个字概括:串“反”并“同”.
特别注意这里的串联和并联是广泛意义上“串联”和“并联”.
【例1】如图1所示, L1、L2、L3为三个相同的灯泡.在变阻器R的滑片P向上移动过程中, 下列判断中正确的是 ()
A.L1 变亮, L3变暗
B.L2 变暗, L3变亮
C.L1 中电流变化量大于L3中电流变化量
D.L1 中电流变化量小于L2中电流变化量
【点拨】变阻器R的阻值减小, 灯泡L1、L3上的电压、电流和功率都增大, 此种情况相当于串“反”;灯泡L2上的电压、电流和功率都减小, 此种情况相当于并“同”.若同学们记住这个重要规律, 可以大大提高解题速度, 节省做题时间.
规律二:外电压随外电阻的增大而增大;外电压随外电阻的减小而减小.
如图2所示, 电源的电动势为E, 电源的内阻为r, 外电阻为R, 则:电路的总电流为I=E/ (R+r) , 外电压U=EIr. (E、r都为定值)
①若R增大, 则I减小, U增大.所以:外电压随外电阻的增大而增大.
当R=∞时, I=0, U=E.
②若R减小, 则I增大, U减小.所以:外电压随外电阻的减小而减小.
当R=0时, I=E/r, U=0V.此种情况, 电源被短路是不允许的.
规律三:当外电路的任何一个电阻增大 (或减小) 时, 电路的总电阻一定增大 (或减小) .
若R1、R2…Rn串联, 则总电阻, 若只增加 (或减小) R1, 则总电阻R总增大 (或减小) ;若R1、R2…Rn并联, 则总电阻, 若只增加 (或减小) R1, 则总电阻R总增大 (或减小) .
【例2】如图3所示, 电源电动势为E, 内阻为r, 不计电压表和电流表内阻对电路的影响, 当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时, 下列说法正确的是
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:解法一 (程序法)
R3 的滑动触头向下滑动, 所以R3接入电路的阻值变大, 导致并联电路的阻值变大, 电路的总电阻变大, 干路电流变小;并联电路的电阻变大, 则并联电路的分压增大, 即R2、R4串联电路的电压变大, 所以流过这一支路的电流变大, 由于干路电流变小, 所以电流表的示数变小;因为R2、R4串联电路的总电压变大, R2和R4 的阻值不变, 使得R2两端分压变大, 电压表示数变大, 本题答案为A.
解法二 (串“反”并“同”)
根据串“反”并“同”规律, R3的滑动触头向下滑动, 所以R3接入电路的阻值变大, 与它串联的电流表示数减小, 与它“并联”的电压表示数变大, 选项A正确.
解法三 (等效电源)
把R1等效成电源的一部分, 电源变成一个新的电源, 此时新电源的电动势为E, 新电源的内阻为 (R1+r) .R3的滑动触头向下滑动, 所以R3接入电路的阻值变大, 外电阻增大, 由重要规律二知外电压增大, 即R2、R4串联电路的总电压变大, 由于R2和R4的阻值不变, 使得R2 两端分压变大, 电压表示数变大;同理把R1、R2和R4等效成电源的一部分, 电源又变成一个新的电源, R3变成外电阻, R3的滑动触头向下滑动, 所以R3接入电路的阻值变大, 外电阻增大, 总电流减小, 即电流表示数减小.综合上面分析可得:本题答案为A.
规律四:电路中某个电阻短路, 相当于该电阻减小;某个电阻断路, 相当于该电阻增大.
【例3】如图4所示的电路中, 开关S闭合后, 灯泡A和B都正常发光.由于电路故障, 灯泡B变暗 (没有熄灭) , 灯泡A变亮, 则电路中可能发生的故障是 ()
A.R1 短路B.R1断路
C.R2 短路D.R2断路
解析:由串“反”并“同”可得:R1短路, 相当于R1减小, 与它并联的灯泡A熄灭, 与它“串联”的灯泡B变亮, 不符合题意, 选项A错误;R1 断路, 相当于R1增大, 与它并联的灯泡A变亮, 与它“串联”的灯泡B变暗, 符合题意, 选项B正确;R2短路, 相当于R2减小, 与它并联的灯泡B熄灭, 与它“串联”的灯泡A变亮, 不符合题意, 选项C错误;R2断路, 相当于R2增大, 与它并联的灯泡B变亮, 与它“串联”的灯泡A变暗, 不符合题意, 选项D错误.综合上面分析可得:本题答案选B.
规律五:并联电路中, 并联支路增多, 总电阻变小, 反之增大.
【例4】为什么晚上七、八点钟, 各家各户的灯泡比较暗, 深夜十一点钟灯泡比较亮?
解析:各家各户灯泡都是并联关系, 设并联部分的总电阻为R并, 输电线的总电阻为R线, 电路中的总电流为I, 我们国家照明电路的总电压为U=220V.晚上七、八点钟, 各家各户的灯泡都在工作, R并变小, 由可得I变大, 灯泡上的电压由可得U灯变小, 灯泡暗.深夜十一点钟, 大部分用户都关灯, R并变大, 由可得I变小, 灯泡上的电压由可得U灯变大, 灯泡亮.所以晚上七、八点钟, 各家各户的灯泡比较暗, 深夜十一点钟灯泡比较亮.
规律六:如图5所示的分压电路, 电路总电阻RAB等于AP段并联电阻RAp与PB段电阻RbP的串联, 当P点由a滑至b时, 虽然RaP与RbP变化相反, 但电路的总电阻RAB持续减小;若P点反向移动, 则RAB持续增大.
证明:设滑动变阻器的总阻值为R2, R2为一定值.
所以, 当RaP增大时, RAB减小;当RaP减小时, RAB增大.
滑动头P在a点时, RAB取最大值R2;滑动头P在b点时, RAB取最小值R1R2/ (R1+R2) .
【例5】如图6所示的电路中, 开关闭合后, 滑片P从a端移动到b端的过程中, 流过R1的电流怎样变化?电源的路端电压怎样变化?
解析:由规律六可得滑片P从a端移动b端的过程中, 电路中的外电阻R外减小, 由规律二可得电源的路端电压减小.
由规律六可得滑片P从a端移动b端的过程中, 电路中的总电阻RR总减小, 电路中的总电流为I=E/R总, 可得I增大.
由规律三可得R1所在的并联电路的总电阻R并增大, 由U并 =IR并得R1所在的并联电路的总电压U并增大, 由I1=U并/R并得流过R1的电流I1增大.
规律七:如图7所示的并联电路, 若两并联支路的电阻之和为定值, 则两支路的并联总电阻随两支路电阻阻值之差的绝对值的增大而减小;随两支路电阻阻值之差的绝对值的减小而增大, 且支路阻值相差最小时有最大值, 相差最大时有最小值.
则AB间的总电阻为
可见RAB的阻值随Ra与Rb之差的绝对值的增大而减小, 随Ra与Rb之差的绝对值的减小而增大, 且当相差最小时, RAB有最大值, 相差最大时, RAB有最小值.
此外, 若两支路阻值相差可小至零, 则RAB有最大值R0/4.
【例6】如图8所示, 滑动变阻器的总阻值R0>R1≠0.当滑动变阻器的触头位于它的中点时, 电压表的读数为U, 电流表的读数为I, 则滑动变阻器的触头继续向上移动的过程中 ()
A.电压表的读数总小于U
B.电压表的读数先增大后减小
C.电流表的读数总大于I
D.电流表的读数先增大后减小
解析:先简化电路, 除去两电表, 相当于两个并联电阻与R2串联, 滑动变阻器位于中点时, 上、下两并联支路电阻不等 (滑动变阻器的总阻值R0>R1≠0) , 由上面的重要规律得:滑动变阻器的滑动触头移到两支路电阻相等时, 总电阻最大.当滑动变阻器的触头从它的中点继续向上移动的过程中, 总电阻R总先增大后减小, 总电流I总=E/R总先减小后增大, 电压表的读数即外电压为U=E-I总r, 电压表的读数先增大后减小, 所以选项B正确, 选项A错误.
设触头把滑动变阻器分成上下两部分, 滑动变阻器上面部分的电阻的阻值为Rx, 滑动变阻器下面部分的电阻的阻值为Ry.由题意得Rx减小, Ry增大.当滑动变阻器的触头从它的中点继续向上移动的过程中, 并联电路的两支路电阻相等前, 总电阻R总增大, 总电流I总=ER总减小.并联电路的电压U并=E-I总 (R2+r) 增大, 安培表所在支路电阻减小, 安培表读数IA=U并R1+Rx增大.并联电路的两支路电阻相等后, 总电阻R总减小, 总电流I总=E/R总增大, 并联电路的电压U并=E-I总 (R2+r) 减小, 安培表读数IA=I总-U并/Ry增大.所以选项C正确, 选项D错误.
综合上面分析得本题答案选BC.
规律八:有关闭合电路中电源的输出功率和外电阻之间的变化规律.
如图9所示, 电源的电动势为E, 电源的内阻为r, 外电阻为R, 则电源的输出功率为:
画出电源的输出功率随外电阻的变化图像如图10所示.从图像上可以总结下列规律:
设外电阻的最大阻值为Rm, 外电阻是可以变化的.
①当Rm>r, 外电阻从最大阻值开始减小时, 随着外电阻的减小, 电源的输出功率先增大后减小.
②当Rm≤r, 外电阻从最大阻值开始减小时, 随着外电阻的减小, 电源的输出功率一直减小.
【例10】某同学设计了如图11 (a) 所示电路研究电源输出功率变化情况.电源电动势E、内电阻r恒定, R1为滑动变阻器, R2、R3为定值电阻, A、V为理想电表.
(1) 若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小, 则R1和R2必须满足的关系是________.
(2) 若R1=6Ω, R2=12Ω, 电源内电阻r=6Ω, 当滑动片P由a滑至b时, 电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图11 (b) 所示, 则R3的阻值应该选择 ()
A.2Ω B.4Ω
C.6Ω D.8Ω
解析: (1) 若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小, 电路中的总电阻一直变大, 则由总电阻的变化规律可得:R1≤R2.
由于当外电阻等于内电阻时, 电源的输出功率最大.再结合图11 (b) 可得:
综合上面分析可得:2Ω<R3<6Ω, 选项B正确.
规律九:如图12所示的电路中, R1、R2、R3是定值电阻, R4是可变电阻.
证明:由于在恒定电路中, 导线被认为是理想导线, 理想导线的电阻为零, 所以导线上各个点的电势相等, 导线上各个点可以用一个点等效替代.如图13所示, 标出a、b、c和d四个点.设流过R1和R2的电流为I1, 流过R3和R4的电流为I3, 由于电阻上的电压等于电阻两端对应的两点间的电势差, 所以:
【例11】如图14所示的电 路中, R1、R2、R3是定值电阻, R4是光敏电阻, 其阻值随光照的强度增强而减小.开关S闭合且无光照射, 电容器C不带电.当用强光照射R4, 待电路稳定后, 与无光照射时比较 ()
A.通过R4的电流变小
B.电源提供的总功率变小
C.电源的路端电压增大
D.电容器C的下极板带正电
解析:由于电容器“隔直流, 通交流”, 所以当电路稳定后, 电容器所在的支路相当于断路, 与电容器串联的电阻相当于一根导线, 画等效电路时, 电容器可以直接摘掉, 即电路稳定后, 电容器对电路不起作用.电路稳定后, 外电路R1 和R2串联, R3和R4串联, 然后并联.
开关S闭合且无光照射, 电容器C不带电, 此时电容器两端的电势相等, 设此时R4对应的电阻为R41, 由规律九可得R3/R1=R41/R2;当用强光照射R4, 待电路稳定后, 设此时R4对应的电阻为R42, 由于R4是光敏电阻, 其阻值随光照的强度增强而减小, 所以R41>R42, 可得R3/R1>R42R2, 由规律九可得电容器C的下极板的电势高, 电容器C的下极板带正电, 选项D正确;当用强光照射R4, R4减小, 电路中的总电阻减小, 由闭合电路的欧姆定律I=E/R总可得电路中的总电流I增大, 电源提供的总功率P=EI增大, 选项B错误;由于电源的路端电压U=E-Ir, 所以电源的路端电压U减小, 选项C错误;流过R1的电流为I1=U/ (R1+R2) 减小, 流过R3的电流为I3=I-I1增大, 即通过R4的电流增大, 选项A错误.综合上面分析可得本题答案选D.
【例12】用图15所示的电路可以测量电阻的阻值.图中Rx是待测电阻, R0是定值, G是灵敏度很高的电流表, MN是一段均匀的电阻丝.闭合开关, 改变滑动头P的位置, 当通过电流表G的电流为零时, 测得MP=l1, PN=l2, 则Rx的阻值为 ()
解析:设电阻丝P、M两点的电阻值为RPM, 则由电阻定律得RPM=ρlS1, 设电阻丝P、N两点的电阻值为RPN, 则由电阻定律得RPN=ρlS2.当通过电流表G的电流为零时, 电流表G处的电压为零, 电流表G两端的电势为零, 由规律九可得, 进一步得, 解得, 选项C正确.
本文是笔者结合自己的教学体会, 总结出的求解电路动态问题的九条重要规律, 希望同学们仔细研读, 相信会对你们有所帮助.
动态电路的简化与解析 篇8
电路主要分为动态电路和静态电路两大类。静态电路是指开关闭合, 电路中各用电器工作时, 流经电路中的电流和各用电器分配的电压不变, 故称静态电路。动态电路是指电路中有多个开关控制, 或有滑动变阻器改变电路, 通过各开关的断开与闭合, 或调节滑动变阻器的滑片, 从而导致电流所行走的路径或电路中电流大小及各用电器分配的电压随之发生改变, 故称为动态电路。在动态电路中, 若只有调节滑动变阻器的滑片, 从而导致电路中电流大小和各用电器分配的电压发生改变, 但电路中电流所行走的路径并未改变, 所以, 电路图外观也无须改变。对于此类情况, 学生基本上也能正确解析。但对于有些复杂电路, 也就是通过多个开关的断开与闭合, 而导致电路中电流所行走的路径发生改变, 有些用电器能够工作, 但有些用电器被短路, 从而让很多学生迷惑不解, 为此, 我们应让学生对此类电路进行分阶段简化, 再分阶段进行分析和计算, 就相对简便了。
对复杂电路图的简化, 我们主要采用的方法是电流路径法, 即电流从电源的正极出发, 凡经过的用电器、电流表都把它画下来, 未经过或被短路的用电器不再画它, 经过闭合的开关时, 直接用导线连接, 直到电流回到电源负极, 最后将电压表在不违背电路图原意的情况下, 与被其测量电压值的用电器并联起来, 电路图简化完成后再进行解析。例如:
例1:如图所示电路, 电源电压不变, 灯泡L标有“6V、3W”字样, 当S闭合, S1、S2断开, 滑片P从b端滑到中点时, 电流表的示数变化为0.1A, 此时电压表的示数为6V;保持滑片P的位置不变, 闭合S1、S2, 电流表的示数又变化为2A。则电源电压和定值电阻R0的阻值分别是多少?
根据电流路径法, 分阶段对电路进行简化。
第一种情况:当S闭合, S1.S2断开, 滑动变阻器的滑片P在b端时:电流从正极出发, 经过灯泡L与滑动变阻器 (其阻值为最大R) , 再经过电流表回到负极, 电压表测量灯泡L的电压, 小灯泡L与滑动变阻器串联。如图:
根据题意:小灯泡的额定电压U额=6V, 额定电功率P额=3W。故其电阻R1=U2/P= (6V) 2/3W=12Ω。当滑动变阻器滑片P在b端时, 滑动变阻器阻值最大为R, 此时电路中的电流值等于电源电压除以灯泡电阻与滑动变阻器最大阻值之和, 即I1=U/ (R1+R2) =U/ (12Ω+R) 。
当滑动变阻器滑片P移至中点时, 电路中总电阻减小, 电路中电流增大, 此时, 电压表示数为6V, 故电流表中的电流值等于流经小灯泡的电流值式, 故滑片在b端时电路中电流值应为0.4A。I1=U/ (12+R) =0.4A…… (2) 式, 解方程组由 (1) (2) 式可得U=8V, R=8Ω。
第二种情况:保持滑片P的位置不变 (即滑动变阻器的阻值R/=4Ω时) , 闭合S1、S2, 根据电流路径法, 电流从电源正极出发, 经闭合的开关S1后分成两个支路。一个支路经定值电阻R0, 一个支路经滑动变阻器R/ (阻值为4Ω) 后汇合经电流表回到负极。此时定值电阻R0与滑动变阻器并联, 如图。
因为电路由串联改为并联, 电路中电流增大, 故此时电阻的总电流应为I总=0.5A+2A=2.5A。流经支路R/的电流I/=U/R/=8V/4Ω=2A。根据在并联电路中, 干路电流等于各支路电流之和, 故流经支路R0电流I0=I总=0.5A-2A=0.5A。所以R0电阻, R0=U/I0=8V/0.5A=16Ω。
这样通过对电路的分阶段简化与解析, 即可求出各物理量了。
例2:如图所示的电路中, 灯泡L上标有“6V、4W”的字样, R1的最大阻值为18Ω, R2=4.5Ω。
(1) 当开关S1, S3都断开, S2闭合时, 灯泡L正常发光, 求电源电压。
(2) 当开关S1, S2, S3都闭合时, 且滑动变阻器滑片P滑到b端, 求电路中的总电流。
(3) 当开关S1闭合, S2, S3都断开, 在滑片P滑到b端的过程中, 滑动变阻器消耗的功率随其电阻R1变化的情况如图所示, 由图像可知, 当R1为何值时, 滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (设电源电压不变)
分析: (1) 当开关S1, S3都断开, S2闭合时, 根据电流路经法, 电流从正极出发, 经闭合开关S2后经过灯泡L再经过电阻R2后回到负极, 灯泡L与电阻R2串联, 滑动变阻器R1被短路, 简化电路图, 如图所示:
此时因灯泡正常发光, 所以电路中的电流值就等于灯泡的额定电流, 即I=I额=P额/U额=4W/6V=2/3A。
电阻R2分配的电压U2=IL×R2=2/3A×4.5Ω=3V。
故电源电压U=U额+U2=6V+3V=9V。
(2) 当开关S1, S2, S3都闭合时, 滑动变阻器的滑片滑到b端时, 根据电流路经法, 电流从正极出发后分成两个支路, 一个支路经闭合开关S2通过灯泡L回到负极, 另一个支路经闭合开关S1后再经滑动变阻器 (阻值为最大) 回到负极, 灯泡L与滑动变阻器并联, 简化电路图, 如图所示:
小灯泡的电阻RL=U×U/P=6V×6V/4W=9Ω。所以流经灯泡的电流IL=U/R=9V/9Ω=1A。
流经滑动变阻器的电流I1=U/R1=9V/18Ω=0.5A。
所以电路中的总电流I总=IL+I1=1A+0.5A=1.5A。
(3) 当开关S1闭合, S2, S3都断开时, 根据电流路经法, 电流从正极出发经闭合开关S1后, 流经滑动变阻器R1, 再流经电阻R2后回到负极, 滑动变阻器R1与电阻R2串联, 简化电路图, 如图所示:
从电功率与电阻关系图像获得的信息可知, 当电阻R1的阻值为4.5Ω时, 滑动变阻器的电功率为最大值即4.5W。
初中物理动态电路问题分类解析 篇9
初中物理, 对电源的内阻一般不考虑。这样就可以根据电路动态变化的原因, 将问题简单划分为两种:第一种是由于电路中开关状态不同, 而使电路中各电学量发生变化, 解决此类问题的原则是:动态电路→开关的断开与闭合→电路的连接方式改变→总电阻的变化→总电流 (电压) 的变化→部分电流 (电压) 的变化→各电流表 (电压表) 示数的变化。第二种是因滑动变阻器的滑片移动, 使电路中各电学量发生变化, 解决此类问题的原则是:动态电路→滑动变阻器滑片的移动→滑动变阻器接入电路的阻值的变化→总电阻的阻值变化→总电流 (电压) 的变化→部分电流 (电压) 的变化→各电流表 (电压表) 示数的变化。
解决动态电路问题, 应注意以下几点:
(1) 识别电路是串联还是并联。
(2) 明确各电表的测量对象及范围。
(3) 串联电阻个数增多时总电阻增大 (即串联电阻越多, 总电阻越大) , 并联电阻个数增多时, 总电阻减小 (即并联电阻越多, 总电阻越小) 。
(4) 在电阻的总个数不变的情况下, 无论串、并联电路, 部分电阻增大, 总电阻随之增大。
(5) 当电源电压不变时, 总电流与总电阻成反比。
(6) 分配关系:串联分压成正比 (阻值大的电阻两端电压大) 、并联分流成反比 (流经阻值大的电阻的电流小) 。
(7) 在并联电路中, 各支路上的用电器互不影响, 变阻器只影响所在支路电流变化, 从而引起干路电流变化。
一、滑动变阻器滑片位置变化引起各物理量变化
1.在串联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起各 物理量变化
【例1】如图1所示, 闭合开关后当滑片P向右移动时, A表, V表 (填“变大”、“变小”或“不变”) 。
解析:首先判断电路类型 (简单的方法为:将电流表看成导线, 将电压表拆除, 成为开路) , 此时容易看出, 这是一个串联电路, 串联电路中, 电流处处相等, 所以A表示数不变。
本电路中当滑片P向右移动时, 被跨接在电压表内的电阻随着变大, 依据串联分压关系知, V表示数变大。
2.并联电路中滑动变阻器滑片位置变化引起物理 量变化
【例2】如图2所示, 当滑片P向左移动时, A1表、A2表和V表将如何变化?
解析:依题意分析可知, 图2所示电路为并联电路, 并联电路各支路两端电压相等, 等于电源电压, 故电压表V示数不变。
滑动变阻器滑片P向左移动时, 并联电路各支路独立工作, 对R1这条支路没有影响, 所以电流表A1示数不变。
滑片P左移, 接入的R2阻值变小, 这条支路的电流变大, 干路中电流也随之变大, 故A2示数变大。
二、电路开关的闭合或断开引起电路中各电学量的 变化
1.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例3】如图3所示, 将开关K闭合, 则A表、V表的示数将如何变化?
解析:依题意知 在开关K闭合前, R1和R2串联, 电路总电阻较大, 开关K闭合后, 电阻R2被局部短路, 电路中的电阻只有R1了, 因此电路总电阻变小, 电流变大, 电流表的示数变大。
在开关K闭合前, 两个电阻串联。电压表测量R1 两端的电压, 开关K闭合后, 电阻R2被短路, 电压表测量电源两端的电压, 因此电压表的示数将变大。
2.并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
【例4】如图4所示, 当开关K闭合时, 电流表的示数将;电压表的示数将 (选填“增大”、“不变”或“减小”) 。
基本放大电路动态分析技巧探究 篇10
1基本放大电路的概述
1.1基本放大电路的放大概念
基本放大电路是一个放大管构成的简单放大电路,实际上相当于一个放大镜的功能,是将微弱的电信号通过放大达到所需要的数值,实现能量的控制和转换, 又称为放大器。传感器不仅可以将来自前级放大器的输出信号转化为模拟信号,更可以将来自广播电台发射的无线电信号转化为模拟信号。当基本放大电路当中的输入信号因能量太小,不能直接驱动负载时,放大电路就会通过放大的功能,将直流电源的能量进行转化,变成较大的输出能量来驱动负载。放大电路中的放大能够实现将小能量转换为大能量的作用,其实质是一个受输入信号控制的能量转换器 。
1.2基本放大电路的工作原理
基本放大电路是由VT管、Rb电阻、 RC电阻、C1和C2电容组成。当放大电路将信号正常放大时,直流电源Vcc和输入交流信号Ui都能够正常运行,使交流和直流都同时存在与电路中的各个晶体管中。 当基本放大电路处于静态时,电路中只有直流电流通过,当基本放大电路处于动态时,交流电流与直流电流同时存在。
2基本放大电路的分析方法
2.1画图分析法
画图分析法是电路学习中的基本方法,首先,画出公共接地线,然后根据基本放大电路的工作原理,从输入端的信号源依次从左到右的靠近放大电路的输出端, 当在渐渐的推进过程中出现耦合电容或者旁路电容和直流电源的时候,整个电路将会出现短路的情况发生。从外围元件开始,一直到所有的元件都到地结束,然后再确定晶体三级管的三个极都在等效电路中处于正确的位置,并使其独立输入端在左边,独立输出端在右边,输入输出的公共端在下方。接着,将晶体三级管的简化微变等效电路和公共端的外围元件画出来,然后再画出晶体三极管的独立输出端向放大电路的输出端的外围元件,最后将Ui、Uo等在等效电路上进行标注。
2.2三种基本放大电路的对比法
放大电路一般有共发射极放大电路、 共集电极放大电路和共基极放大电路三种基本组态 。
(1)共发射极放大电路(图1),简称为共射放大电路。
(2)共集电极放大电路(图2),简称为共共集集放放大大电电路路。 。
(3)共基极放大电路(图3),简称为共基放大电路。
共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路的不同特点 :
(1)共射放大电路的特点 :从电压上来看,共射放大电路的电压具有较强的放大能力,输入电压和输出电压相反 ;从电流上来看,共射放大电路的电流具有较大的放大倍数,其电流放大倍数等于晶体管的电流放大系数 β ;从电阻上来看,共射放大电路的输入电阻相当于晶体管的动态输入电阻rbe那么小,其输出电阻的大小是由集电极负载电阻Rc来决定的。
(2)共集放大电路的特点 :从电压上来看,共集放大电路的电压的放大倍数较小,不论是输出电压还是输入电压,其值都接近且恒小于1 ,因此被称为射极跟随器 ;从电流上来看,共集放大电路的电流放大值为1+β,放大的倍数较大 ;从电阻上来看,共集放大电路的输入电阻和输出电阻呈反比例形式,输入电阻高,输出电阻低。
(3)共基放大电路的特点 :从电压上来看,共基放大电路的不仅具有电压放大的能力,且输出电压和输入电压相同 ;从电流上来看,共基放大电路和共集放大电路是相同的,不论是输出电压还是输入电压,其值都接近且恒小于1 ,有一定的电流跟随作用 ;从电阻上来看,共基放大电路的输入电阻较小,输出电阻和集电极的负载电阻Rc有一定的关系。
从放大电路的三种基本组态 :共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路的特点中可以看出,从电压方面来说,共射放大电路和共基放大电路的电压放大能力相当,对电压的放大倍数在值上都相等 ;从电流方面来说,共射放大电路和共集放大电路的电流放大能力相当,对断流的放大倍数在值上近似相等 ;从电阻方面来说,共集放大电路和共基放大电路的电阻都较大,且都和集电极负载电阻有一定的关系,而共集放大电路的输出电阻却是最小的。
3结束语
例谈动态电路问题分析解答 篇11
对于电路中电流表、电压表示数变化量的绝对值,及其比值问题,难度有所提升,学生应答时总是摸不着头脑,差错比较多。其实这类动态电路分析题,既可以按上面所提的分析思路(1)(2)(3)分析求解,也可以按这类题自身的规律分析求解。现不妨通过实例分析,为大家指点迷津。
【例1】 (2014· 上海)如图1,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V１、V２、V３示数变化量的绝对值分别为ΔV１、ΔV２、ΔV３,理想电流表示数变化量的绝对值为 ΔI,则( )。
A.A的示数增大
B.V2的示数增大
C.ΔV3与ΔI的比值大于r
D.ΔV1大于ΔV2
解析:首先画等效电路,如图2所示。明确这是一个含有滑动变阻器的串联电路。
当滑动变阻器滑片向下滑动时,R滑↓→R总↓,根据闭合电路欧姆定律得I↑,所以电流表A的示数变大。而电压表V2的示数U2=E-Ir。
因I↑,故U２↓。即V２示数减小,选项A正确,B错误。
要判断变化量的绝对值 ΔU１、ΔU２以及大小关系,就要知道电压表V１与定值电阻并联,且成立,这一关系对可变电阻不成立。要分析可变电阻电学量的变化情况,可用电路中的其余定值电阻的相关电学量,结合闭合电路欧姆定律来表示相应电学量的示数。如与变阻器并联,则示数写成U３=E-I(R+r),才有ΔU３=ΔI×(R+r)得,选项C正确。同理也是与(R+R滑)这一变化电阻并联,则示数写成U２=E-Ir,ΔU２=ΔIr,,而与定值电阻R并联,便有,所以有,即 ΔU１>ΔU２,故选项D正确。
【例2】 如图3所示,当滑片P移动时,电路中的四个电表的示数的变化的绝对值分别为ΔV、ΔV１、ΔI、ΔI１,则下列关系中,正确的是( )。
A.ΔV1>ΔV B.ΔV1<ΔV
C.ΔI1>ΔI D.ΔI1<ΔI
解析:这是混联电路,由题图看出总电流为I,流过R;流过R２的电流值为I１;流过R３的电流为I２。
根据闭合电路欧姆定律,路端电压为ε-Ir,分电压U１=ε-I(R１+r)。当滑动变阻器的滑片移动时(无论向上,还是向下),电学变化量的绝对值ΔU=ΔIr,ΔU１=(R１+r),所以ΔU１>ΔU,选项A正确。
从图中看出干路电流I=I１+I２,当滑动变阻器的滑片P向上移动,R２↓→R总 ↓→I↑,此时干路电流为I+ΔI,而流经R３的电流I２减少,此时电流为I２-ΔI２,流经R２的电流I１增大,有I１+ΔI１。因I=I１+I２,必有ΔI=ΔI１-ΔI２,即ΔI１=ΔI+ΔI２。
若滑动变阻器的滑片向下移动,R２↑ →R总 ↑ →I↓,此时干路电流为I-ΔI,而流经R３的电流I２增大,此时电流为I２+ΔI２,流经R２的电流I１减小,有I１-ΔI１。因I=I１+I２,必有 ΔI=ΔI１-ΔI２,即 ΔI１=ΔI+ΔI２>ΔI。选项C正确。
总结:分析动态电路时,凡是涉及 ΔU(电压表示数变化)的动态电路分析题,可用闭合电路欧姆定律列出U=E-IR定表达式,对电压表与滑动变阻器并联的电路,应将R滑用其余定值电阻替换,得出 ΔU=ΔIR定,分析并联电路中电流变化量的绝对值 ΔI。具体应明确总电流与分电流的关系,分析滑片移动后总电流、分电流的增减情况。依据变化前I=I１+I２,变化后I±ΔI,I１±ΔI２得ΔI=ΔI１-ΔI２的关系式,判断总电流变化量与分电流变化量的大小关系。
下面两题供训练
1.在如图4 所示的电路中,闭合电建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、U１、U２、和U３表示,电表示数变化量的大小分别用 ΔI、ΔU１、ΔU２和ΔU３表示,下列比值正确的是( )。
A.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变
B.U2/I变大,ΔU2/ΔUI变大
C.U2/I变大,ΔU2/ΔI不变
D.U3/I变大,U3/ΔI不变
答案:ACD
2.在如图5 所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时,三个理想电流表的示数都发生变化,电流表A１、A２、A３的示数变化量的绝对值分别为ΔI１、ΔI２和ΔI３,则下列说法中正确的是( )。
A.电流表A2的示数一定变大
B.电流表A3的示数一定变大
C.ΔI1一定大于ΔI2
D.ΔI1一定小于ΔI3
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