動態電路問題探討

(四川省宜賓市屏山縣金江初級中學校，四川 宜賓 645350)

在解答有關動態電路的問題時，首先要識別電路，即識別電路是串聯、并聯還是混聯；第二要判斷電流表、電壓表、開關的作用；第三要注意電路的變化，再畫出等效電路圖。電路的變化主要有以下三種：

1 由開關的閉合、斷開引起電路的變化

例1：如圖1所示，電源電壓保持不變，R1=4Ω，R2=6Ω，當S1、S2斷開時，電流表的示數為0.6A，則：

(1) 電源電壓為多少？

(2) 當S1閉合、S2斷開時，電流表的讀數為1.0A，則電阻R3的阻值為多少？

(3) S1斷開、S2閉合時，電路中的電流是多少？

(4) S1、S2均閉合時，R2的電功率是多少？

圖1

圖2

分析：這是一道由開關的斷開、閉合引起的典型的電路變化問題。解這種題的方法是首先根據開關的變化，識別電路的變化，畫出等效電路，再按照題目要求進行解答。

(2) 當S1閉合、S2斷開時，電阻R1與R2串聯后再與電阻R3并聯，其等效電路如圖3所示，干路中的電流為1.0A。

圖3

圖4

2 由滑動變阻器的滑片移動引起電路的變化

例2：在如圖5所示的電路中，電阻R1=60Ω，滑動變阻器R′的最大阻值為20Ω，電源電壓為6V不變，求：

(1) 當開關S斷開時，移動變阻器的滑片P在b端時，電流表和電壓表的示數各為多大？

(2) 當開關S閉合后，變阻器滑片P在a端時，電流表的示數為0.15A，則電阻R2的阻值為多少？

(3) 當開關S閉合后，變阻器滑片P在b端時，則電阻R2的電功率為多少？

圖5

圖6

分析：本題是利用開關和滑動變阻器來共同改變電路，應根據題目要求分別分析電路并畫出等效電路，再進行計算。

圖7

圖8

3 由電流表或電壓表的連接引起電路的變化

例3：如圖9所示，電路中a、b為電流表時，a電流表的示數為1.2A，b電流表的示數為0.8A，流過A、B的電流為1.5A，求燈泡L1、L2、L3的電流各是多少？當a、b為電壓表時，a電壓表的示數為3V，b電壓表的示數為3.5V，AB兩端的電壓為4.5V，求燈泡L1、L2、L3的電壓各是多少？

圖9

圖10

分析：本題是由電流表或電壓表的變化而引起的電路變化。因為電流表的電阻很小，在電路中可視為一根導線；而電壓表的電阻很大，在電路中可以視為一個斷開的開關。

解答：(1) 當a、b為電流表時，三個燈泡并聯，a電流表測燈泡L2、L3的電流，b電流表測燈泡L1、L2的電流，其等效電路如圖10所示。設各燈泡的電流分別為I1、I2、I3，則有：I1+I2=0.8A，I2+I3=1.2A，I1+I2+I3=1.5A，解這個方程組得：I1=0.3A，I2=0.5A，I3=0.7A。

(2) 當a、b為電壓表時，三個燈泡串聯。a電壓表測燈泡L1、L2的電壓，b電壓表測燈泡L2、L3的電壓，設各燈泡的電流分別為U1、U2、U3，則有：U1+U2=3V，U2+U3=3.5V，U1+U2+U3=4.5V。解這個方程組得：U1=1V，U2=2V，U3=1.5V。

針對動態電路中的計算，首先要根據開關的斷開、閉合或滑動變阻器的滑片的移動及電流表或電壓表的互換，判斷引起電路的變化，畫出等效電路，再按題目要求進行計算。