動(dòng)態(tài)電路的破解方法

王學(xué)軍

動(dòng)態(tài)電路是指由于滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)或開(kāi)關(guān)的通斷引起相應(yīng)電學(xué)物理量發(fā)生變化的多狀態(tài)電路。動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題綜合性強(qiáng)，難度大，是中考的熱點(diǎn)和高頻考點(diǎn)。下面結(jié)合中考真題，分類(lèi)剖析此類(lèi)題的解題思路和方法。

一、滑動(dòng)變阻器型動(dòng)態(tài)電路

1. 首先用“去表法”簡(jiǎn)化電路，明確電路連接方式并畫(huà)出直觀等效電路圖;2. 再明確各電表測(cè)量對(duì)象并在直觀電路圖上添加電表;3. 然后判斷滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)時(shí)連入電路的電阻是否變化、如何變化;4. 最后利用歐姆定律，結(jié)合串、并聯(lián)電路特點(diǎn)，按照“一電阻，二電流，三電壓，四電功率”的順序分析判斷各物理量的變化。

例1（2019·貴州·畢節(jié)）如圖1所示的電路，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)和電壓表讀數(shù)的變化情況分別是（ ）。

A. 變大，變大 B. 變大，變小

C. 變小，變小 D. 變小，變大

解析：用“去表法”簡(jiǎn)化電路可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)干路中的電流。當(dāng)P上移時(shí)，R2增大，R總增大。根據(jù)歐姆定律，[I=UR總]，可知I變小;U1 = IR1，則U1變小;U2 = U - U1，則U2變大。所以，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大。

答案：D

點(diǎn)評(píng)：由局部（滑動(dòng)變阻器接入的電阻的變化）到整體（先根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)判斷總電阻的變化，進(jìn)而根據(jù)歐姆定律判斷總電流的變化，注意總電壓不變），再到局部（依據(jù)歐姆定律分析定值電阻兩端電壓的變化，再根據(jù)總電壓不變判斷滑動(dòng)變阻器兩端電壓的變化）分析。

例2（2019·遼寧·撫順）如圖2所示的電路中，電源電壓不變，閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A. 電流表A示數(shù)變大，電流表A1示數(shù)不變

B. 電流表A1示數(shù)變大，電流表A2示數(shù)不變

C. 電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的乘積不變

D. 電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值變小

解析：用“去表法”簡(jiǎn)化電路畫(huà)出對(duì)應(yīng)的等效電路圖如圖3所示。由圖可知，R1與R0并聯(lián)，電壓表測(cè)并聯(lián)電路兩端的電壓，電流表A1測(cè)R0支路的電流，電流表A2測(cè)R1支路的電流，電流表A測(cè)干路電流。由于電源電壓不變，因此，滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)不變;根據(jù)歐姆定律可知，R0兩端電壓不變，電流表A1示數(shù)不變;當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，R1變大，根據(jù)歐姆定律可知，電流表A2示數(shù)變小;根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，[I=I1+I2]，可知電流表A的示數(shù)也變小;電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)都不變，則二者的乘積不變，二者的比值也不變。

答案：C

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于滑動(dòng)變阻器并聯(lián)型電路，一種思路是先根據(jù)歐姆定律分析各支路電流的變化，然后根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)分析總電流的變化;另一種思路是從局部（滑動(dòng)變阻器接入電阻的變化）到整體（總電阻、總電流怎樣改變）再到局部（支路電流怎樣改變）分析。

二、開(kāi)關(guān)通斷型動(dòng)態(tài)電路

1. 首先用“去表法”簡(jiǎn)化電路，根據(jù)開(kāi)關(guān)的通斷畫(huà)出每一個(gè)狀態(tài)的直觀等效電路圖（短路部分和斷路部分要去掉）;2. 然后明確各電表在兩種電路狀態(tài)時(shí)的測(cè)量對(duì)象;3. 最后依據(jù)歐姆定律和電路特點(diǎn)分析判斷。

例3（2019·江西）如圖4所示，電源電壓保持不變，S1擲到1時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光。當(dāng)S1由1擲到2時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）。

A. 電流表示數(shù)變小，小燈泡正常發(fā)光 B. 電壓表示數(shù)不變，小燈泡發(fā)光暗淡

C. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小 D. 電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大

解析：當(dāng)S1擲到1時(shí)，R1與L并聯(lián)，等效電路圖如圖5所示，此時(shí)電流表測(cè)干路電流，電壓表測(cè)電源兩端的電壓;當(dāng)S1由1擲到2時(shí)，R2被短路，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，等效電路圖如圖6所示，此時(shí)電流表測(cè)通過(guò)L的電流，電壓表測(cè)電源兩端的電壓，因電源電壓保持不變，所以，電壓表的示數(shù)不變。圖5中電流表的示數(shù)為：[I=UR并]，圖6中電流表的示數(shù)為：[I'=URL]。由于并聯(lián)電路的總電阻比任一分電阻都小，因此，[I'<I]，即電流表的示數(shù)變小。燈泡的亮度由燈泡實(shí)際消耗的功率決定，在狀態(tài)1中，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)小燈泡額定電壓等于電源電壓;在狀態(tài)2中，小燈泡兩端電壓仍為電源電壓，即此時(shí)小燈泡兩端的實(shí)際電壓等于額定電壓，所以，小燈泡仍正常發(fā)光。

答案：A

點(diǎn)評(píng)：解答開(kāi)關(guān)通斷型動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題，要先仔細(xì)觀察每一個(gè)電路狀態(tài)電壓表測(cè)量對(duì)象是否改變，利用電路的電壓特點(diǎn)判斷電壓表示數(shù)是否變化，然后利用歐姆定律分別表達(dá)出兩種狀態(tài)下的電流表達(dá)式，比較電阻的大小關(guān)系，判斷出電流的變化。