2023年初中物理电学综合问题难点：有关“电路变化”的分析和计算

有关“电路变化”的分析和计算

变化电路主要是通过开关或滑动变阻器的改变来引起电路变化的。电路中有多个开关，通过开关闭合和断开的状态变化，往往会使各用电器的连接关系发生变化，而滑动变阻器则通过滑片来改变其连入电路的有效电阻，从而使电路中的各电器的电压、电流、电功率等数值发生变化(也有改变电路结构的)。

分析电路变化的方法一般可分为四步：

1. 从变化电阻人手。

2. 由串并联电路的特点，看电阻的变化情况。

3. 一般电源的电压是不变的，由总电压(电源电压)不变，得出总电流的变化情况。

4. 根据电路特点以及题意，由欧姆定律来判断部分电路电流,电压,电功率的变化。

1.开关的通、断造成电路的变化

当开关处在不同状态时，由于断路和短路，接入电路中的用电器，及其用电器之间的连接方式一般要发生变化，因此首先要在原电路的基础上画出各种情况下的实际等效电路。画图时注意应用串并联知识、去除电表再还原法、局部短路法等知识的应用。

例1

如图5所示

电路中，电源电压保持4伏，L1的电阻为4欧，L2、L3的电阻均为16欧

求：⑴S1、S2都断开时，电流表和电压表的示数。

⑵S1、S2都接通时，整个电路消耗的电功率。

例题分析：在题中的当开关处于闭合或断开的两种情况下电路结构发生了变化，可进行电路的改画，见图6。

2.滑动变阻器变化问题

滑动变阻器连入电路中的有效电阻发生变化了，或是引起电路结构的变化，或是引起电路中电压、电流、电功率的变化。有关滑动变阻器的此类型问题，解题关键是：

⑴弄清滑动变阻器原理

，滑片滑动时电阻是变大还是变小?

⑵弄清物理量是否变化

，，其它的物理量都是可变化的;

⑶弄清电压表读数读出的是哪一个电器两端的电压；

⑷反复利用串并联电路中各量的公式以及欧姆定律来求解

，注意要一一对应。

例1

如图8所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表和电压表的示数变化情况是[　B　 ]

A、电流表和电压表的示数变大;

B、电流表和电压表的示数变小;

C、电流表示数变小，电压表示数变大;

D、电流表示数变大，电压表示数变小。

例2

如图所示当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P在B端时，电压表的示数为9V，电流表的示数为0.15A;滑片在中点C时电压表的示数为6V。

求：(1)滑动变阻器R2的最大阻值;(2)电源的电压和R1的阻值.。(3)电路的最大功率P

利用不变量（如电源的电压、定值电阻）列方程，两个未知数，列两个方程求解。

解　解题思路：

由题意知R1与R2是串联关系，电流表测总电流，电压表测R2电压。

(1)滑动变阻器的滑片P在B端时，这个时候滑动变阻器连入电路中为最大阻值。

R2最大=U2/I=9v/0.15A=60欧

(2)P在C处：RAC=1/2R2 =30欧

R=R1+RAC=R1+30

U=IR=UAC/RAC(R1+30)=6/30(R1+30)①

P在B处：R=R1+RAB=R1+60

U=IR=0.15(R1+60)=0.15(R1+60)②

解①②方程组得：U=18V　R1=60欧

(3)由P=U2/R知，U一定，R最小，则P最大，而P在A处时R2最小　此时R=R1=60

P最大=U2/R=18×18/60=5.4W

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