引起电路变化的原因

电路的动态分析，是欧姆定律的具体应用。电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器滑片位置的变化或由于开关的断开和闭合或由于电压表、电流表位置的变化等，引起电路的电阻发生改变，从而引起电路中各物理量的变化。

解题要点

  1. 分清楚题中描述了几个电路状态；

  2. 各状态的串、并联关系；

  3. 分清电表的功能；

  4. 画好等效电路图。

例题

通过滑动变阻器改变电路状态

例题1：如图所示电路，电源电压不变。当开关S闭合后，滑动变阻器滑片向右移动时，电压表和电流表示数如何变化？

解析：

很明显这是一个串联电路，电流表测量串联电路电流，电压表测量滑动变阻器R2电压（这是个难点，电压表左端经过开关、电流表与R2左端相连，右端与R2右端相连，因此电压表与R2并联）。

当滑片向右移动时，R2阻值变大，电路中总电阻变大，电源电压不变，故电路中电流变小，即电流表示数变小。

R1阻值不变，电流变小，因此R1两端电压变小（U1=IR1）。

R2两端电压等于电源电压减去R1两端电压，故R2两端电压变大，即电压表示数变大。

答案：电流表示数变小，电压表示数变大。

关于R2两端电压变化问题的详细讲解请参照

微课堂 | 欧姆定律应用——电表示数变化问题

例题2：如图所示电路，电源电压、灯泡电阻保持不变。当开关S闭合后，滑动变阻器滑片向上移动时，各电表示数如何变化？

解析：

简化电路后，可看出灯泡与滑动变阻器并联。

因为是并联电路，所以电压表测量电源电压U，故电压表示数不变。

加上电流表后，如下图所示，可看出电流表A1测量干路电流I，电流表A2测量滑动变阻器电流I2。

由于灯泡L电阻不变，因此通过灯泡电流IL不变。

当滑片向上移动时，滑动变阻器阻值RP变小，故电流表A2示数变大（I2=U/RP）。

由于干路电流等于各支路电流之和（I=I2+IL），故干路电流也变大。

答案：电压表示数不变，电流表A1示数变大，电流表A2示数变大。

通过开关改变电路状态

例题3：如图所示电路，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电压表和电流表示数如何变化？

解析：

当开关S断开时，简化后电路如下图所示。可看出两电阻串联，电压表测量R1两端电压U1，电流表测量串联电路电流I1。

此时

当开关S闭合时，R2被开关S短路，简化后电路如下图所示。电路中只有一个电阻R1，故电压表测量电源电压U。所以，电压表示数变大（U>U1）。

此时电流表示数为

比较I1、I2可得，I1<I2，故电流表示数变大。

答案：电流表示数变大，电压表示数变大。

例题4：如图所示电路，电源电压不变。当开关S由断开到闭合时，电压表和电流表示数如何变化？

解析：

当开关S断开时，简化后电路如下图所示。电压表测量电源电压U。

此时两电流表示数相等，为

当开关S闭合时，电路如下图所示。电阻R1、R2并联，电压表依然测量电源电压，因此，电压表示数不变。

电流表A1依然测量R1电流，因此，电流表A1示数不变（U和R1均不变）。电流表A测量干路电流，因此电流表A示数变大。

答案：电流表A1示数不变，电流表A示数变大，电压表示数不变。

换电表使电路状态发生变化

例题5：如图1所示电路，电源电压不变。当开关S闭合、S1断开时，两电流表示数之比I1：I2=2：1。将两电流表换成电压表后，如图2所示，当开关S、S1均闭合时，两电压表示数之比U1：U2=？

图1

图2

解析:

图1电路简化后，如下图所示。可知两电阻并联，通过电阻R1电流为I1，通过电阻R2电流为I2。

根据并联分流规律及已知I1：I2=2：1，可得

图2电路简化后，如下图所示。可知两电阻串联，R1两端电压为U1，R2两端电压为U2。

根据串联分压规律，可得

答案：U1：U2=1：2

关于串联分压、并联分流规律讲解请查看

微课堂 | “串联分压”、“并联分流”规律及应用

微课堂 | 串联分压、并联分流规律及其应用进阶篇

练习篇

1.如图所示电路，电源电压不变，R1=10Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在中点c时，电流表的示数为0.3A，移动滑片P至b端时，电流表的示数为0.2A。则电源电压为 V，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。

2.如图所示电路，电源电压不变，R1为一个定值电阻，R2为滑动变阻器。开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中，电压表的示数最大值为4 V，电阻R1的电功率变化范围是0.8 W～7.2 W，则P从a端滑至b端的过程中，电流表的示数变化范围是 ________ 。

3.如图所示电路，电源电压不变。闭合开关S，电压表V1与V2的示数之比为3∶5，电流表A的示数为1A；若将电压表V1、V2换成电流表A1、A2 ，此时电流表A1与A2的示数之比为1：3。则电阻R1∶R2 =____________。

4.如图所示电路，电源电压不变。当开关S闭合，S1断开时，电流表A1和A2的示数之比为3∶1；当开关S、S1都闭合时，电流表A1和A3的示数之比为1∶2，则电阻R1、R2消耗的电功率之比是_____，电阻R1、R3的阻值之比是_____。

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