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电流流过的回路叫做电路。最简单的电路由电源负载和导线、开关等元件组成按一定方式联接起来,为电荷流通提供了路径的总体;电路处处连通叫做通路。只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通,使这部分的电压变成零,叫做短路。下面对有关电路的解题方法进行探究。
例1 如图1所示,平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()。
A.质点P将向上运动
B.电流表读数减小
C.电压表读数减小
D.R3上消耗的功率逐渐增大
解析:由图可知,R2与滑动变阻器R4串联
后与R3并联,再由R1串连接在电源两端;电
容器与R3并联;当滑片向b移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;路端电压减小,同时R1两端的电压也增大;
故并联部分的电压减小;由欧姆定律可知流过R3的电流减小,则流过并联部分的电流增大,故电流表示数增大;故B错误;因并联部分电压减小,而R2中电压增大,故电压表示数减小,故C正确;因R3两端的电压减小,由公式P=U2R可知,R3上消耗的功率减小;故D错误;因电容器两端电压减小,故电荷受到的向上电场力减小,则重力大于电场力,电荷向下运动,故A错误。故选C。
点评:本题考查闭合电路的欧姆定律,一般可以先分析电路结构,将电容器看作开路;再按部分-整体-部分的思路进行分析。
例2 在如图2所示的电路中,电表均为理想电表,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是()。
A.灯泡L变亮
B.电压表读数变大
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表读数变小
解析:滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R接入回路的电阻增加,回路中的总阻值增大。
由I=ER总知,回路中的电流减小,灯泡L变暗,电流表的示数变小;
由U=E-Ir知,电流减小,路端电压增加,电压表的示数增大,B对;
由U=E-I(r+rL),知R两端的电压增大,电容器C上的电荷量增加,C错。故选BD。
点评:本题考查电路的动态变化。电路动态分析的一般步骤:
(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化;
(2)由局部R的变化确定R总的变化
(3)由I总=ERr确定I总的变化;
(4)由U内=I总r确定U内的变化;
(5)由U外=E-U内确定U外的变化;
(6)由U=IR确定干路上定值电阻两端的电压变化再确定各支路电压、电流的变化。
总之,解决有关电路的问题,应该先分析清楚电路结构,特别是电路的动态变化。还要熟悉一些常用的定律,比如闭合电路中的欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和诺顿定理等。
作者单位:山东省鱼台县第一中学
例1 如图1所示,平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()。
A.质点P将向上运动
B.电流表读数减小
C.电压表读数减小
D.R3上消耗的功率逐渐增大
解析:由图可知,R2与滑动变阻器R4串联
后与R3并联,再由R1串连接在电源两端;电
容器与R3并联;当滑片向b移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;路端电压减小,同时R1两端的电压也增大;
故并联部分的电压减小;由欧姆定律可知流过R3的电流减小,则流过并联部分的电流增大,故电流表示数增大;故B错误;因并联部分电压减小,而R2中电压增大,故电压表示数减小,故C正确;因R3两端的电压减小,由公式P=U2R可知,R3上消耗的功率减小;故D错误;因电容器两端电压减小,故电荷受到的向上电场力减小,则重力大于电场力,电荷向下运动,故A错误。故选C。
点评:本题考查闭合电路的欧姆定律,一般可以先分析电路结构,将电容器看作开路;再按部分-整体-部分的思路进行分析。
例2 在如图2所示的电路中,电表均为理想电表,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是()。
A.灯泡L变亮
B.电压表读数变大
C.电容器C上电荷量减少
D.电流表读数变小
解析:滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R接入回路的电阻增加,回路中的总阻值增大。
由I=ER总知,回路中的电流减小,灯泡L变暗,电流表的示数变小;
由U=E-Ir知,电流减小,路端电压增加,电压表的示数增大,B对;
由U=E-I(r+rL),知R两端的电压增大,电容器C上的电荷量增加,C错。故选BD。
点评:本题考查电路的动态变化。电路动态分析的一般步骤:
(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化;
(2)由局部R的变化确定R总的变化
(3)由I总=ERr确定I总的变化;
(4)由U内=I总r确定U内的变化;
(5)由U外=E-U内确定U外的变化;
(6)由U=IR确定干路上定值电阻两端的电压变化再确定各支路电压、电流的变化。
总之,解决有关电路的问题,应该先分析清楚电路结构,特别是电路的动态变化。还要熟悉一些常用的定律,比如闭合电路中的欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和诺顿定理等。
作者单位:山东省鱼台县第一中学