论文部分内容阅读
在闭合电路中，某一个电阻值发生变化，会引起电路中各部分特性发生变化，即各分电路中的电流、电压、电功率等随之发生变化. 要求同学们首先了解电路的特点，确定电路总电阻如何变化，然后讨论各分电流、分电压以及各部分电阻上功率的变化.
一、电键的断开或闭合对电路的影响
例1 图1的电路中，电源的电动势为[E]，内电阻为[r]，电键[K]原来是断开的，现将[K]闭合，电路中的电流表及电压表的示数将如何变化？
图1
解析 当[K]闭合时，变为[R1]和[R2]并联，即[R12]的总电阻变小，[R12]又和[R3]串联，得总电阻[R]变小，由[I＝ER+r]，总电流[I]变大，所以电压表[V3] 的示数将变大；若把[R3]当成内电阻，由于总电流[I]变大，通过[U=E-Ir]知路端电压变小，即[R2]的两端电压变小，即电压表[V2] 的示数将变小，通过对[I2=U2R2]分析，知电流表[A2] 的示数变小.
点拨 当电路中任一部分发生变化时，将会引起电路中各处的电流和电压随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”. 判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化，路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.
二、滑动变阻器的触头位置变化对电路的影响
例2 图2的电路中，电源电动势为[E]．设电流表的示数为[I]，电压表的示数为[U]，电容器[C]所带的电荷量为[Q]．将滑动变阻器[R1]的滑动触头[P]向上移动，待电流达到稳定后，则与[P]移动前相比（ ）
图2
A．若电源内阻不可忽略，则[U]减小
B．若电源内阻不可忽略，则[I]增大
C．若电源内阻不可忽略，则[Q]减小
D．若电源内阻可以忽略，则[Q]减小
解析 因电路稳定时电容器接在电路中相当于断路，电容器所在支路没有电流通过，所以，在稳定时外电路只有一个变阻器．电容器两端电压等于变阻器两端电压或者说等于电源的外电压．若电源内阻不可忽略，则当变阻器电阻变小（即外电阻变小）时，电流变大（[I=ER+r]），内电压变大（[U′=Ir]），路端电压变小（[U=E-Ir]）．电压表所测电压即为路端电压，所以示数变小；电容器两端电压也等于路端电压，也变小，相应地电容器所带电荷量也减小（[Q=CU]）.
若电源内阻可以忽略，则无论变阻器电阻怎样变化，其两端电压都等于电源电动势，所以电压表、电容器所带电荷量均不变.
答案 AC
点拨 电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流. 电路达到稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路可看作断路．分析计算含有电容器的直流电路时应注意：①电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压；②电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．
三、电器故障对电路的影响
例3 图3的电路中，闭合电键，灯[L1]、[L2]正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯[L1]变亮，灯[L2]变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）
图3
A. [R1]断路 B. [R2]断路
C. [R3]短路 D. [R4]短路
解析 首先应将电路标准化，图4为其标准化后的电路.当[R1]断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯[L2]变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以[L1]两端电压增大，灯[L1]变亮，A项正确.
当[R2]断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯[L1]变暗，而路端电压增大，所以[L2]两端电压增大，灯[L2]变亮，B项不正确.
当[R3]短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯[L1]变亮，而路端电压减小，所以[L2]两端电压减小，灯[L2]变暗，因为总电流增加，而通过[L2]的电流减小，电流表的读数变大，C项不正确.
当[R4]短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯[L1]变亮，而路端电压减小，所以[L2]两端电压减小，灯[L2]变暗，因为总电流增加，而通过[L2]的电流减小，电流表的读数变大，D项不正确.
[图4]
答案 A
点拨 断路是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落（即电压表不偏转）. 短路是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）.
一、电键的断开或闭合对电路的影响
例1 图1的电路中，电源的电动势为[E]，内电阻为[r]，电键[K]原来是断开的，现将[K]闭合，电路中的电流表及电压表的示数将如何变化？
图1
解析 当[K]闭合时，变为[R1]和[R2]并联，即[R12]的总电阻变小，[R12]又和[R3]串联，得总电阻[R]变小，由[I＝ER+r]，总电流[I]变大，所以电压表[V3] 的示数将变大；若把[R3]当成内电阻，由于总电流[I]变大，通过[U=E-Ir]知路端电压变小，即[R2]的两端电压变小，即电压表[V2] 的示数将变小，通过对[I2=U2R2]分析，知电流表[A2] 的示数变小.
点拨 当电路中任一部分发生变化时，将会引起电路中各处的电流和电压随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”. 判断此类问题时，应先由局部的变化推出总电流的变化，路端电压的变化，再由此分析对其他各部分电路产生的影响.
二、滑动变阻器的触头位置变化对电路的影响
例2 图2的电路中，电源电动势为[E]．设电流表的示数为[I]，电压表的示数为[U]，电容器[C]所带的电荷量为[Q]．将滑动变阻器[R1]的滑动触头[P]向上移动，待电流达到稳定后，则与[P]移动前相比（ ）
图2
A．若电源内阻不可忽略，则[U]减小
B．若电源内阻不可忽略，则[I]增大
C．若电源内阻不可忽略，则[Q]减小
D．若电源内阻可以忽略，则[Q]减小
解析 因电路稳定时电容器接在电路中相当于断路，电容器所在支路没有电流通过，所以，在稳定时外电路只有一个变阻器．电容器两端电压等于变阻器两端电压或者说等于电源的外电压．若电源内阻不可忽略，则当变阻器电阻变小（即外电阻变小）时，电流变大（[I=ER+r]），内电压变大（[U′=Ir]），路端电压变小（[U=E-Ir]）．电压表所测电压即为路端电压，所以示数变小；电容器两端电压也等于路端电压，也变小，相应地电容器所带电荷量也减小（[Q=CU]）.
若电源内阻可以忽略，则无论变阻器电阻怎样变化，其两端电压都等于电源电动势，所以电压表、电容器所带电荷量均不变.
答案 AC
点拨 电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流. 电路达到稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路可看作断路．分析计算含有电容器的直流电路时应注意：①电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压；②电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．
三、电器故障对电路的影响
例3 图3的电路中，闭合电键，灯[L1]、[L2]正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯[L1]变亮，灯[L2]变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ）
图3
A. [R1]断路 B. [R2]断路
C. [R3]短路 D. [R4]短路
解析 首先应将电路标准化，图4为其标准化后的电路.当[R1]断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯[L2]变暗，电流表的读数变小，而路端电压增大，所以[L1]两端电压增大，灯[L1]变亮，A项正确.
当[R2]断路时，总电阻增大，所以通过电源的总电流减小，灯[L1]变暗，而路端电压增大，所以[L2]两端电压增大，灯[L2]变亮，B项不正确.
当[R3]短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯[L1]变亮，而路端电压减小，所以[L2]两端电压减小，灯[L2]变暗，因为总电流增加，而通过[L2]的电流减小，电流表的读数变大，C项不正确.
当[R4]短路时，总电阻减小，所以通过电源的总电流增大，灯[L1]变亮，而路端电压减小，所以[L2]两端电压减小，灯[L2]变暗，因为总电流增加，而通过[L2]的电流减小，电流表的读数变大，D项不正确.
[图4]
答案 A
点拨 断路是指电路两点间（或用电器两端）的电阻无穷大，此时无电流通过，若电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路（或用电器）上，指针发生偏转，则该段电路断路，如电路中只有该处断路，整个电路的电势差全部降落在该处，其他各处均无电压降落（即电压表不偏转）. 短路是指电路两点间（或用电器两端）的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降落，用电器实际功率为零（即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏）.