滑動(dòng)變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路分析

高金鎮(zhèn)

【摘 ?要】 動(dòng)態(tài)電路知識(shí)點(diǎn)多，題目變化多，是初中電學(xué)計(jì)算中比較難的部分。經(jīng)過(guò)分析、總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能夠很好解決多變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題的解題方式。

【關(guān)鍵詞】 動(dòng)態(tài)電路 ?電學(xué)計(jì)算 ?多變阻器

在初中電學(xué)計(jì)算中，動(dòng)態(tài)電路絕對(duì)是個(gè)難題。動(dòng)態(tài)電路可以分為兩種：滑動(dòng)變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路和開(kāi)關(guān)引起的動(dòng)態(tài)電路。由于動(dòng)態(tài)電路分析中，綜合考查了很多的知識(shí)：帶有電流表和電壓表的電路的判別;電流表和電壓表測(cè)量什么物理量;串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的電流關(guān)系、電壓關(guān)系和電阻關(guān)系;歐姆定律;滑動(dòng)變阻器;電阻變化時(shí)其他量的變化的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。正因?yàn)閯?dòng)態(tài)電路的知識(shí)點(diǎn)多，題目變化多，所以這種題目絕對(duì)是個(gè)難題。但是，對(duì)很多變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路，我們經(jīng)過(guò)了分析、總結(jié)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)解題格式基本能夠很好地解決這種問(wèn)題。接下來(lái)，我們就通過(guò)一個(gè)例題來(lái)講解這種類型題目的解答方法。

例題1：（福建泉州）如圖所示的電路中，電源電壓不變，R為滑動(dòng)變阻器.閉合開(kāi)關(guān)S后，在滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）

A. 電流表A1的示數(shù)變小，燈泡變暗

B. 電流表A的示數(shù)變小，電壓表V的示數(shù)變大

C. 電壓表V的示數(shù)不變，電路的總功率變大

D. 電壓表V的示數(shù)不變，燈泡的亮度不變

對(duì)于這樣的題目，我們一般可以采用以下五步來(lái)解決它：

第一步，判別電路是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路。

在電源的外部，電流總是從電源的正極流向電源的負(fù)極。我們可以畫(huà)出電流路徑，如果只有一條電流路徑的，這個(gè)電路是串聯(lián)電路;如果是有兩條或者兩條以上的電流路徑的，這個(gè)電路是并聯(lián)電路。在實(shí)際電路中，經(jīng)常帶有電流表和電壓表，我們可以把電流表看成一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)，電壓表看成一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，然后判別電流路徑。如圖1，電路中有兩條電流路徑，所以是一個(gè)并聯(lián)電路。

第二步，判別電流表和電壓表分別測(cè)量什么物理量。

通過(guò)燈泡L的電流為IL，通過(guò)變阻器的電流為Ip，在畫(huà)電流路徑時(shí)，我們可以很明確的看出電流表A1測(cè)量的是燈泡的電流IL，電流表A測(cè)量的是干路中的總電流I。在這里，要特別注意，電流表測(cè)量的物理量編號(hào)不是與電流表的編號(hào)對(duì)應(yīng)的，而是與用電器的編號(hào)對(duì)應(yīng)的。電壓表測(cè)量什么物理量的判別比較不好判別。在課本中說(shuō)：電壓表與被測(cè)用電器并聯(lián)，實(shí)際上這部分學(xué)生經(jīng)常判別錯(cuò)誤。我們可以找出電壓表的兩個(gè)接線柱，看這兩個(gè)接線柱里面有什么用電器，就測(cè)量什么用電器的電壓。有的時(shí)候，電壓表的兩個(gè)接線柱里面可能含有電源，我們一般不看這條路，我們看只有用電器的那段電路。如圖1，電壓表測(cè)量的是變阻器兩端的電壓Up。

第三步，判別變阻器接入電路中的阻值如何變化。

滑動(dòng)變阻器是依靠改變接入電路中電阻線的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的。我們可以畫(huà)出電流路徑，有電流流過(guò)的那部分電阻才算接入電路中。如圖1，滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路中的電阻Rp變大。

第四步，設(shè)計(jì)一個(gè)表格如右圖2，把已知量和要求的量填在表格中。

從表格中，我們可以看到，橫的是功率關(guān)系、電流關(guān)系、電壓關(guān)系和電阻關(guān)系;豎的是電功率的計(jì)算公式和歐姆定律。電路是串聯(lián)或者并聯(lián)，選擇的公式是不同的。這一步是至關(guān)重要的，如果判別錯(cuò)誤，下面的公式選擇將會(huì)跟著錯(cuò)誤。如圖1，電路是并聯(lián)的，所以有：P=PL+Pp、I=IL+Ip、U=UL+Up、1/R=1/RL+1/Rp

第五步，利用如圖2表格中的等量關(guān)系求解。

我們要求一個(gè)物理量，可以橫著求，也可以豎著求，把表格中的每個(gè)物理量都求出來(lái)，基本可以覆蓋我們見(jiàn)過(guò)的所有這個(gè)類型的題目了。簡(jiǎn)單分析如圖3.具體分析如下：

1. RL與RP并聯(lián) UL=UP=U ? V示數(shù)不變

2. 滑片P右移，Rp↑ ?1/R=1/RL+1/RP不管什么電路，分電阻變大，總電阻變大 R↑

3. I=U/R ? I↓ A示數(shù)變小 ? P=UI ↓ 總功率變小

4. IL=UL/RL ? IL→ A1示數(shù)不變 ?PL =ULIL ?→燈泡亮度不變

所以，本題選D

動(dòng)態(tài)電路的分析是復(fù)雜的，但對(duì)于滑動(dòng)變阻器引起的動(dòng)態(tài)電路，我們可以利用上面的五個(gè)步驟很好地解決這些問(wèn)題。