初中物理動態電路計算初探

動態電路計算是初中物理電路計算的一種重要類型，是初中物理的重點和難點，在各類考試中占很大的比重.在教學中，筆者發現很多學生對動態電路計算缺乏正確的方法，特別是對電路圖的簡化把握不準，物理規律混淆不清，解題不規范，思路混亂.針對上述問題，筆者談談自己多年的教學體會:

1.對原電路圖簡化為等效電路的方法，簡述為“一短二斷三歸原”.“一短”是指把電流表看成被短路;“二斷”是指把電壓表看成斷路;“三歸原”是指根據電表所測物理量把電表歸原到簡化的電路中.

2.初中物理電路規律主要是一個定律:歐姆定律(I=U/R);兩個公式:電功公式和電功率公式;三個關系:串、并聯電路中的電阻、電壓和電流關系，簡記為電路規律“一二三”.

3.動態電路分為滑動變阻器滑片移動引起變化和開關閉合斷開引起變化兩種情況，這兩種情況的分析思路和方法是相同的.下面分別舉例說明兩種動態電路計算的一般方法.

一、滑動變阻器滑片移動引起變化的動態電路

【例1】 如圖1所示的電路中，電源電壓為6V，R1電阻為6Ω，滑片從中點滑到B端，電流表示數變化了0.15A，求R2的最大阻值以及此時電流表的示數.

圖1圖2

解析:當P位于中點時，等效電路如圖2所示，

總電流I=I1+I2=UR1+U12R2

=6V6Ω+6V12R2

(1)

當P滑至B端時，等效電路如圖3所示，

圖3

總電流I′=I1+I2′=UR1+UR2=6V6Ω+6VR2

(2)

滑片從中點滑到B端時，R2電阻變大，所以整個電路總電阻變大，總電流變小，即電流表示數變小.

根據題意得，I-I′=0.15A (3)

聯立(1)(2)(3)式可解得:R2=40Ω，I′=1.15A，

即R2的最大阻值為40Ω，此時電流表示數為1.15A.

二、開關閉合斷開引起變化的動態電路

【例2】 如圖4所示，電源電壓保持不變，R1=5Ω，當開關S閉合時電流表示數為I1，當開關S斷開時電流示數為I2，且I1∶I2=3∶1，求R2的阻值.

圖4

解析:當開關S閉合時，R2被短路，等效電路如圖5所示，根據歐姆定律有:

圖5

I1=UR1 (1)

當開關S斷開時，R1與R2串聯，等效電路如圖6所示，根據歐姆定律有:

I2=UR1+R2 (2)

圖6

再由關系式I1∶I2=3∶1 (3)

聯立(1)(2)(3)可解得R2=2R1，而R1=5Ω，所以R2=10Ω.

由以上解題過程可知，對動態電路的解題一般規律是:先畫出原電路在各種狀態下的等效電路，然后根據歐姆定律列出在各種狀態下的方程，最后，根據已知條件，聯立方程求解.

(責任編輯 黃春香)