动态模拟电路

2024-12-10

动态模拟电路（精选5篇）

动态模拟电路篇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。

动态模拟电路篇2

《动态电路探究》教学设计

执教：物理组刘成兵

教学目标：

1.认识电路发生动态改变的原因和分析依据 2.掌握动态电路的分析方法教学重点: 动态电路的分析方法教学难点：

动态电路的分析依据及分析核心教学过程：一．引入：

问题：什么样的电路是动态电路？

动态电路是指电路中的电阻发生了变化，造成电路中的电流、电压等发生了相应的变化。

二．考点枝形图解：

三．方法储备：

1.动态电路分析的依据: 欧姆定律 I=U/R 2.动态电路分析的核心：

抓住哪一部分电路的电阻发生了变化、发生了怎样的变化。3.动态电路的出题形式：

判断电路中电流表、电压表示数的变化情况、电路中各元件安全条件的讨论、电路中电功率的变化等四．例题讲解：

例1.如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电流表示数

，电压表示数

。（均填“变大”、“变小”或“不变”

分析：开关S断开时，R1开路，R2通路，A表测R2电流，V表被A表短路，示数为零；开关S闭合时，R1与R2并联，A表测R2电流，示数不变，V表测电源电压，示数变大。

例题2.如图所示，电源电压保持不变时，当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中（）

A.电压表V示数变小

B.电流表A1示数变大 C.电流表A2示数不变

D.电流表A2示数变小

分析：开关S闭合，R1与R2并联，A1测干路电流，A2测R1电流，示数不变；V测电源电压，示数不变；滑片P向右滑，R2电阻变大，R2中电流变小，故干路A1中电流变小。

例题3.如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，电压表、电流表均有示数，将滑动变阻器滑片P向左移动，发现电压表和电流表的示数比值变小，下列判断正确的是（）

A.电阻R1短路，电压表示数变大 B.电阻R1断路，电流表示数变大 C.滑动变阻器短路，电压表示数变小 D.滑动变阻器断路，电压表示数变小

分析：滑片P向左移，R2电阻变大，电流会变小，R2分压增多，电压表示数变大，但电压表和电流表的示数比值变小，说明电路故障不是断路，只可能是短路；电压表和电流表的示数比值，根据欧姆定律，其实质是R2阻值的大小，P向左移，R2电阻变大，故可能是R2短路。

注意：本题中将直观的条件以隐性的方式表达出来了。五．中考真题演练：

1.如图所示，R为声敏电阻，其阻值随声强的增大而减小，L为一小灯泡,当灯变

暗时，周围的声强（）

A.变大

B.变小

C.不变

D.都有可能

2.如图所示，是握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，AB间有可收缩的导线，R0为保护电阻，电压表可显示压力的大小，则当握力F增加时，电压表的示数将（）

A.变大

B.变小

C.不变

D.无法确定

3.如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向左边滑动时，电流表的示数

，电压表的示数

（均填“变大”、“变小”或“不变”）

4.如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左

移动时，电流表A的示数将

，电压表V与电压表V1示数的差值将

（均填“变大”、“变小”或“不变”）

注意：电压表V与电压表V1示数的差值，实质是R2两端的电压。

5.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电压表V1的示数与电压表V2示数的差值跟电流表示数与R1阻值的乘积的比值

（填“大于1”、“小于1”或“等于1”）6.如图所示，电源电压为6V并保持不变，定值电阻R1的阻值为10欧姆，滑动变阻器R2的最大阻值为50欧姆，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P由b端移动到a端的过程中，下列说法正确的是（）A.电压表的示数变大，电流表的示数变小 B.电流表和电压表的示数都不变

C.电流表的示数变化范围是0.2A～0.6A D.电压表的示数变化范围是1V ～6V 六．小结：

动态电路分析步骤: 1.分析电路的串、并联关系，弄清各个电表分别测量哪部分电路的电流、电压； 2.判断电路的电阻是变大还是变小了；

3.根据欧姆定律，电路中的电流、电压是变大还是变小了。4.注意直观的条件的隐性表达七．作业布置：《物理优质课堂》

电路动态变化分析方法篇3

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.

动态电路问题九大规律总结篇4

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5

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。