高考物理：闭合电路的分析方法

高考物理：闭合电路的分析方法在处理闭合电路中的动态分析问题时，一是要抓住变化因素和不变因素，用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。二是要从元件的变化情况入手，从局部到整体，再回到局部，逐步分析各物理量的变化情况。解题时可分为四步：1、判断局部元件的变化情况，以确定闭合电路的总电阻如何变化。例如，当开关接通或断开时，将怎样影响总电阻的变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。应该记住，电路中不论是串联部分还是并联部分，只要一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻就变大。只要一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻就变小。2、判断总电流I如何变化。例如，当总电阻增大时，由闭合电路欧姆定律知，因此I减小。3、判断路端电压U如何变化。此时，由于外电路电阻R和电流均变化，故用判断有一定困难，此时可用来判断。4、判断电路中其他各物理量如何变化。以上四步体现了从局部到整体，再回到局部的研究方法。这四步中，第一步是至关重要的，若判断失误，则后续判断均会出错。第四步是最为复杂的。第四步中要能快捷地作出判断，要求在利用物理规律方面，除了欧姆定律、焦耳定律以外，还要熟悉串联电路、并联电路的特点，主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。在选取研究对象方面，可采取扫清外围、逐步逼近的方法。由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切，因此其物理量变化也将复杂。这样，不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析，再逐步推理，从已知条件出发，循着规律，一步一个结论，将结论又作为已知条件向下推理，最后判断变化元件有关物理量的变化情况。按照----整体----局部基本思路：电路结构变化→R变化→R总变化→总电流I变化→U内变化→U外变化→支路变化。案例分析，当滑动变阻器接头向b端滑动，各电表示数如何变化：滑动变阻器向b端滑动→R减小→R外减小→R总减小（R外＋r）→总电流I减小（A1示数减小）→U外增大（V示数增大）总电流I减小→R1的电压减小→R2的电压增大（U外等于R1的电压加上R2的电压）→R2的电流增大（A2示数增大）并同串反并同：某电阻R增大，与之并联的电阻中电流，电压都将增大。相同变化。串反：某电阻R增大，与之串联的电阻的电流，电压都将减小。相反变化。例题分析，当滑动变阻器接头向b端滑动，各电表示数如何变化：滑动变阻器向b端滑动→R减小习题解析：并同：电流表A2和电压表V与R是并联关系。所以这两个表的示数与R相同变化，都减小。串反：电流变A1与R是串联关系。所以这个表的示数与R相反变化，增大。1.如图所示电路。电源电阻不能忽略，阻值小于变阻器R的总阻值（）。当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I。则当滑片P向上移动的全过程中（）A.电压表的示数总小于UB.电流表的示数总大于IC.电压表的示数先增大后减小D.电流表的示数先减小后增大习题解析：解析：BC此题电路的结构是滑动变阻器滑动端P上部分电阻与串联再与滑动端P的下部分电阻并联，这并联电路再与串联，对于左端的并联电路，由于两支路电路之和一定，当两支路电阻阻值相等时，并联电路总阻值最大。所以当滑动端P向上移动的过程中，并联电路的总阻值也是先后（注意开始时P位于R中点；且小于R），电路中的总电阻先后，则电路中总电流先后；路端电压是先后，即电压表测定的电压先后，所以选项C正确。电流表测定的是滑动端P以上的电阻与串联支路的电流。当P上移时，电路中总电流先变小，所以两端电压变小，但路端电压先变大，所以并联电路两端电压变大，而支路的电阻变小，因此通过电流表的示数增大；当P上移到电路中总电阻开始变小后，电路中总电流变大，两端电压变大，但路端电压变小，所以并联电路两端电压变小，看滑动端P以下的电阻，其阻值增大，所以通过其电流变小，但由于总电流增大，通过电流表的电流为总电流与P下端通过电流的差值，所以电流表的示数仍要增大，也就是说电流表的示数总大于I，故选项B正确。2.电阻不变的三个电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后三灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片。则可判断()（A）三灯的电阻大小是RB＞RC＞RA（B）三灯的电阻大小是RA＞RC＞RB（C）A、B两灯变亮，C灯变暗（D）A、C两灯变亮，B灯变暗习题解析：答案C本题解题分为两个部分。首先是判断三灯电阻的大小。识别电路发现灯B先与滑动变阻器并联，之后与灯C串联，该支路再整体与灯A并联后接到电源的两端。由于该电路为纯电阻电路，根据电功率的公式P=I2R，结合IB<IC，得到RB>RCP=U2/RUA>UB，得到RA>RB，从而判断出三灯的阻值关系为RA>RB>RC，选项A、B均错误。接着是判断滑动变阻器滑片上移后各灯的亮度变化。滑片上移后滑动变阻器R阻值增大，外电阻增大，总电流减小，端电压增大。灯A上的电压为端压，据P=U2/R，灯A将变亮，其电流也随之增大。同时，灯B、C所在的支路电压为端电压也增大，随着滑动变阻器与B组成的并联支路阻值增大，灯B的电压增大，根据P=U2/R，灯B将变亮。又因为总电流减小，灯A电流增大，导致灯C上的电流减小，据P=I2RC变暗。选项C正确，选项D错误。总结：关于电路的动态分析，除了上述做法之外，还有一种简略方法与之串联的其他电阻上的电流、电压、功率变化均与该电阻阻值变化情况相反，与之并联的其他电阻上的电流、电压、功率变化均与该电阻阻值变化情况相同。据此，本题滑动变阻器阻值增加，灯B、灯A与之并联故变亮，灯C与之串联故变暗。对于单一电阻变化，可以方便的判断电路中