資源簡介

核心專題一 開關通斷的動態電路
素養目標
1.通過串、并聯電路中的開關通斷,強化對動態電路的等效電路的分析能力;
2.進一步熟悉針對不同電路中電流、電壓和電阻的計算過程中正確選擇公式的技巧。
◎重點:動態電路分析;計算電流、電壓和電阻問題時公式的選擇。
【專題突破】
　　1.串、并聯電路中的電流、電壓和電阻的變化定性分析
例1　在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。當開關S由閉合到斷開時 ( )
A.電流表的示數變大
B.電流表的示數變大
C.電壓表示數與電流表示數的比值變大
D.電壓表示數與電流表示數的比值變大
思路導引　本題考查了電路的動態分析,分析好開關閉合、斷開時電路的連接方式和電表所測的電路元件是關鍵,要注意并聯電路中各支路獨立工作、互不影響特點的應用。由電路圖可知,開關S閉合時,R1與R2并聯,電壓表測電源兩端的電壓,電流表測干路電流,電流表測R1支路的電流;當開關S斷開時,電路為R1的簡單電路,兩電流表均測通過R1兩端的電流;電壓表仍測電源兩端的電壓,根據電源電壓保持不變可知電壓表示數的變化;根據并聯電路中各支路獨立工作、互不影響可知通過R1支路電路的變化,進一步可知電壓表示數與電流表示數的比值變化,根據并聯電路的電流特點可知干路電流的變化,進一步可知電壓表示數與電流表示數的比值變化。
對點自測
1.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,只閉合開關S1,電流表和電壓表均有示數;若再閉合開關S2,下列說法正確的是 ( )
A.電壓表示數不變,電流表的示數變大,電流表的示數變小
B.電壓表示數變大,電流表的示數不變,電流表的示數變大
C.電壓表示數變大,電流表的示數變小,電流表的示數不變
D.電壓表示數變大,電流表的示數變小,電流表的示數變大
2.如圖所示電路圖中,電源兩端的電壓恒定。閉合開關S1,小燈泡正常發光,再閉合開關S2,下列判斷錯誤的是 ( )
A.電流表示數變大
B.電壓表示數不變
C.小燈泡變亮
D.電路的總電阻變小
【答案】例1　D
對點自測
1.D
2.C
　　2.串、并聯電路中的電流電壓和電阻的變化定量分析
例2　如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電阻R1、R2、R和電流表一起串聯在電源兩端,開關S并聯在電阻R2兩端,已知R1=8 Ω,R2=2 Ω,電阻R不為零。當開關S斷開時,電流表讀數為0.2 A,當S閉合時,電流表讀數可能是 ( )
A.0.18 A
B.0.24 A
C.0.26 A
D.0.28 A
思路導引　由電路圖可知,當開關S斷開時,R1、R2、R串聯,電流表測電路中的電流,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓;當S閉合時,R2被短路,R1與R串聯,電流表測電路中的電流,根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電流表的示數,然后結合R的阻值得出電流表示數的范圍,然后結合選項得出答案。
對點自測
3.如圖所示,電源電壓保持不變,在甲、乙兩處分別接入電壓表(電壓分別用U甲、U乙表示),閉合開關S、S1,測得U甲∶U乙=4∶3。斷開全部開關,拆去電壓表,并在甲、乙兩處分別接入電流表(電流分別用I甲、I乙表示),再閉合開關S,此時I甲∶I乙是 ( )
A.1∶2 B.4∶3
C.3∶4 D.4∶7
4.如圖所示的電路中,閉合開關S1、S2,電流表A1的示數為0.5 A,的示數為0.3 A,電阻R2的阻值為10 Ω。下列說法正確的是( )
A.若斷開開關S2,電流表A2示數變大
B.電源電壓為5 V
C.電阻R1的阻值為15 Ω
D.通過電阻R1的電流為0.5 A
5.如圖所示的電路中,電源電壓為3 V,當開關S斷開時,電流表示數為1.5 A;當開關S閉合時,電流表示數為2 A,則開關S閉合時,通過L1的電流為 A,通過L2的電流為 A,L1的電阻為 Ω,L1和L2的總電阻為 Ω。
【答案】例2　B
對點自測
3.B
4.C
5.0.5　1.5　6　1.5
3.串、并聯電路中的動態電路分析
例3　如圖所示電路,電源電壓保持不變,電阻R1的阻值為12 Ω。只閉合開關S,電流表的示數為0.3 A。再閉合開關S1,電流表的示數為0.5 A。求:
(1)電源電壓。
(2)電阻R2的阻值。
思路導引　(1)只閉合開關S時,電路中只有R1,電流表測通過R1的電流,由I=的變形式可計算電源電壓;
(2)再閉合開關S1后,R1與R2并聯,電流表測干路電流,根據并聯電路電流特點計算通過R2的電流,根據并聯電路中電壓和電流的特點結合歐姆定律的變形公式計算R2的阻值。
對點自測
6.如圖所示,電源兩端電壓U保持不變,電阻R1的阻值為6 Ω,電阻R2的阻值為18 Ω。當開關S閉合時,電壓表示數為3 V。求:
(1)通過R1的電流;
(2)電源電壓。
【答案】例3　解:(1)只閉合開關S時,電路中只有R1,電流表測通過R1的電流,由I=可得,電源電壓:
U=I1R1=0.3 A×12 Ω=3.6 V
(2)再閉合開關S1后,R1與R2并聯,電流表測干路電流,因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過R2的電流:
　　I2=I-I1=0.5 A-0.3 A=0.2 A
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,所以,R2的阻值:
R2===18 Ω
對點自測
6.解:(1)當開關S閉合時,兩電阻串聯,電壓表測量電阻R1兩端的電壓,電壓表示數為3 V,電阻R1的阻值為6 Ω,
通過R1的電流:
I1===0.5 A
(2)串聯電路各處電流相等,所以通過電路的電流:
I=I1=0.5 A
串聯電路總電阻等于各分電阻之和,所以電源電壓:
U=I(R1+R2)=0.5 A×(6 Ω+18 Ω)=12 V
【方法突破】
開關通斷引起的動態電路分析
這類問題的解題思路如下:
(1)明確變化前后電路的連接方式,畫出等效電路圖;
(2)明確電壓表測哪部分電壓,電流表測何支路或干路電流;
(3)電路元件變化對哪部分電路造成影響,遵循“先局部——后整體——再局部”的思路。

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