高中物理《专题四 闭合电路的动态问题的分析方法（4课时）》教案 粤教版选修3-1

1、广东省陆河外国语学校高中物理专题四 闭合电路的动态问题的分析方法（4课时）教案（粤教版选修3-1） 1、程序法：“部分整体部分” .（1）由局部电阻变化判断总电阻的变化。例1图（2）由判断总电流的变化。（3）根据判断路端电压的变化。（4）由欧姆定律及串并联电路的规律判断各部分电路电压及电流的变化。以上分析可形象表示为：【例1】如图所示，电键闭合时，当滑动变阻器滑片P向右移动时，试分析L1、L2、L3的亮度变化情况。 解析：当P向右移动时，滑动变阻器的有效电阻变大，因此，整个电路的电阻增大，总电流减小，内电压U内=Ir减小，路端电压增大，流过L1的电流将减小，L1将变暗；同时L1分得的电压变小，

2、L2两端电压增大，故L2变亮；我们注意到总电流减小，而L2变亮，即流经L2的电流增大，可见L3上的电流比L1上的电流减小得还要多，因此L3也要变暗。灯L1变暗UL2（）IL2（）IL3（）灯L2变亮P右移R滑（）R总（）I总（）灯L3变暗点评：（）讨论灯泡亮度的变化情况，只需判断其电流或电压如何变化就可以。（）像这样的电路，由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化，一般不应通过计算分析，否则会很繁杂，应进行定性分析。处理的一般原则是：主干路上的用电器，看它的电流变化；与变阻器并联的用电器看它的电压变化；与变阻器串联的电器看它的电流变化。（）闭合电路动态分析的一般顺序是：先电阻后干路电流；先

3、内电压，后外电压；先固定电阻的电压，后变化电阻的电压；先干路电流后并联支路上的电流。 2、串反并同法 .（1）“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流I、两端电压U、电功率P 都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。（2）“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流I、两端电压U、电功率P都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。 【例2】如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200，R2=R3=300，A、B两端电压UAB=8V。（1）当开关S断开时，移动滑片P，R2两

4、端可获得的电压变化范围是多少？（2）当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？ 解析：（1）限流式接法，易算得R2两端可获得的电压变化范围为4.8V8V 。 （2）分压式接法，滑片P向上移动的过程，相当于与R2并联的那部分电路的电阻变大，根据“并同”原理，可知R2两端可获得的电压也会逐渐增大，所以当滑片在最下端时R2两端的电压最小，滑片滑至最上端时R2两端的电压最大。易算得R2两端可获得的电压变化范围为3.43V8V 。【例3】如图（a）所示电路中，闭合电键S，当滑片P向右移动时，灯泡L1、L2的亮度变化如何？ 图（a）图（b）解析：本题中滑动变阻器左右两部分都接入电路，等

5、效电路如图（b）所示，变阻器R分解得到两变量R1、R2 ，由图可知：滑片P向右移 R1（），R2（）R1（）R2（）L1变亮R1与L1并联R2与L1间接串联L1变亮L1变亮对灯泡L1： R1（）R2（）L2变暗R1与L2间接串联R2与L2串联L2变亮L2亮度变化不能确定对灯泡L2：由上述分析可知：对L1，变量R1、R2变化均引起L1变亮，故L1将变亮；对L2，变量R1、R2变化引起L2的亮度变化不一致，故此法不宜判断L2的亮度变化。但若把变阻器R与L1的总电阻合成一个变量，则由上述结论可知，P右移时，减小（见下面的证明），L2与串联，由“串反并同”法则可知，L2亮度变大。 【证明】：把变阻器R

6、与L1的总电阻合成一个变量，将变阻器R分解成两变量R1、R2 ，R =R1+R2，则 可知，R、RL1是定值，P右移时，R1增大，减小 。 3、极值法 . 对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化而导致电路出现动态变化时，使可变电阻的阻值极端（零或最大），然后对电路加以分析从而得出正确结论的方法。（此方法常用于选择题排除法） 4、等效电源法 . 所谓等效电源法，就是把电路中包含电源的一部分电路视为一个“电源”，比较常用的是将某些定值电阻等效为电源内阻。【例4】如图所示，E = 6V，r = 4，R1=2，R2的变化范围是0 10。求：R2上消耗的最大功率. 解析：将R1看成电源的内阻的一部分，则电源内阻等效为 当时，R2消耗的功率（即“等效输出功率”）最大，为补充：定性和定量相结合解决非单调变化问题.【例5】如图所示，A、B两端电压U恒定，且滑动变阻器总电阻Rab的值等于R，当滑动变阻器滑片P由a向b滑动时，理想电流表（电流表内阻为零）的读数（ ） A、一直减小B、一直增大C、先减小后增大D、先增大后减