運用“四法”分析電路的動態問題

　　摘 要： 高中物理《恒定電流》一章中的電路動態分析問題，是高考的重點、熱點問題。如何準確地、迅速地解答這一類題呢？除了要弄懂整個電路的等效電路外，還應掌握處理這類題的方法。作者采用了四種方法分析電路的動態問題。
　　關鍵詞： 電路動態問題 直觀法 秩序法 極端法 特殊值法
　　
　　1.直觀法
　　即直接應用“部分電路中U、I、R的關系”中的兩個結論，以及“閉合電路路端電壓與負載變化的關系”的結論來分析。
　　第一個結論：任一電阻R阻值增大（減小），必引起該電阻中電流I的減?。ㄔ龃螅┖驮撾娮鑳啥穗妷篣的增大（減?。?，即：R?圯；R?圯。
　　第二個結論：任一電阻R阻值增大（減小），必將引起與之并聯的支路中電流I的增大（減?。┖团c之串聯的各電阻電壓U的減?。ㄔ龃螅?，即：R?圯；R?圯。
　　第三個結論：在閉合電路中，負載外電阻增大（減?。r，路端電壓也增大（減?。?br/>　　例1：（2009年?廣東理科基礎）圖示是一實驗電路圖，在滑動頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是()
　　A.路端電壓變小
　　B.電流表的示數變大
　　C.電源內阻消耗的功率變小
　　D.電路的總電阻變大
　　析：當滑動頭由a向b滑時，電阻R減小，R和R的串聯電阻減小，故與它們并聯的R的電流就減小，?髿的示數變小。由于電阻R減小，接入電路的總電阻減小，因此路端電壓也減小?？傠娮铚p小，總電流增大，電源內阻消耗的功率Ir增大。故本題的正確答案是A。
　　2.程序法
　　所謂程序法，基本思路是“局部→整體→局部”，即從阻值變化的局部入手，由串、并聯規律判斷R的變化，再由閉合電路的歐姆定律判斷I和U的變化情況，最后由部分電路歐姆確定各局部量的變化情況。具體程序如下：
　　R增大（減?。?圯R增大（減?。?圯I減?。ㄔ龃螅?圯U增大（減?。?圯I或U。
　　注意：在分支分析中，因電壓（電流）無法分析時需改用電流（電壓）來分析。
　　例2：（2010年?濟南市模擬）如圖所示，四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑動頭P向左端移動時，下面說法正確的是（）
　　A.伏特表V的讀數減小，安培表A的讀數增大
　　B.伏特表V的讀數增大，安培表A的讀數減小
　　C.伏特表V的讀數減小，安培表A的讀數增大
　　D.伏特表V的讀數增大，安培表A的讀數減小
　　析：當滑動頭P向左端移動時R↑?圯R↑?圯I↓?圯(Ir)↓?圯U↑。因I減小，安培表A的讀數減?。籖兩端的電壓U′減小。U=U+U′，則U增大，伏特表V增大。電阻R的電壓U等于伏特表V的示數，故U增大，安培表A增大。因I=I+I，故I減小，即伏特表V減小。正確答案為B、C。
　　3.極端法
　　即因滑動變阻器滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。
　　例3：（2007年?寧夏理綜卷）在如圖所示的電路中，E為電流電源電動勢，r為電源內阻，R各R均為定值電阻，R為滑動變阻器。當R的滑動觸點在a端時合上開關S，此時三個電表 A1 、 A2 和V的示數分別為I、I和U?，F將R的滑動點向b端移動，則三個電表示數的變化情況是（）
　　A.I增大，I不變，U增大
　　B.I減小，I增大，U減小
　　C.I增大，I減小，U增大
　　D.I減小，I不變，U減小
　　析：設R的滑動點滑到b端，則R被短路， A1 的示數為零，負載電阻減小，所以I減小，I增大，路端電壓U減小。
　　4.特殊值法
　　即對于滑動變阻器接成特殊的雙臂環路問題，可以采取代入特殊值去判定，從而找出結論。
　　例4：如圖所示，電源電動勢E=6.3V，內阻為r=0.5Ω，負載電阻R=2Ω，R=3Ω，滑動變阻器的最大值R=5Ω。當滑動變阻器的滑片P由左端A移到右端B的過程中，電路中安培表的示數如何變化？（）
　　A.變大
　　B.變小
　　C.先變大后變小
　　D.先變小后變大
　　析：當滑片P向左移到R=3Ω時，R與R串聯的電阻為5Ω，R與R串聯的電阻也為5Ω，此時它們并聯電阻最大，總電流最小。所以安培表的示數應先變小后變大。故正確答案為D。
　　以上四種方法，希望能對年青教師及學生有借鑒、指導作用。
　　
　　參考文獻：
　　［1］呂印權主編.高考綠色通道.高三/《高考綠色通道》編寫組編．北京：中國致公出版社，2004.1.