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Ｖｏ１．２６ Ｎｏ．３０７ 物理教学探讨 第２６卷总第３０７期 （Ｓ）１．２００８．３８． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ ２００８年第１期（上半月） 以静制动 一恒定电流动态电路的分析 牟金春 南县第一中学，湖南省南县４１３２００ 在“恒定电流”的学习中，有关电路的分析 （动），又因Ｒ 、Ｒ。、Ｒ。和．Ｒ 皆为定值电阻（静）， 与判断是历来学生知识掌握的薄弱环节，同时在 Ｒ 和 的电压增大， 减小，故Ｊ变小（动）。 近十年的高考中，对这 章的考查一般不放在对 例２（２００６年天津 基本概念的理解、辨析方面，而是放在对电路的 理综）如图所示的电路 分析与计算，特别是由于电路某一部分结构的变 中，电池的电动势为Ｅ， 化，而引起电流、电压、电压、电阻、电功率等电路 内阻为ｒ，电路中的电阻 特征量的变化。这就是我们要讨论的动态电路问 Ｒ 、Ｒ。和 的阻值都相 题，结合本人的教学体会来谈几点对此电路的处 同，在电键ｓ处于闭合状 理方法。 态下，若将电键Ｓｔ由位 图２ 引起电路特性发生动态变化主要有三种情 置１切换到位置２，则（） 况：第一，滑动变阻器滑片位置的改变。使电路的 Ａ．电压表的示数变大。 电阻发生变化；第二，开关的闭合、断开或换向 Ｂ．电池内部消耗的功率变大。 （双掷开关）使电路结构发生变化；第三，非理想 Ｃ．电阻Ｒｚ两端的电压变大。 电表的接入使电路结构发生变化。下面我们针对 Ｄ．电池的效率变大。 题目来具体分析。 分析 电键ｓ 由位置１切换到位置２后 例１（２００２年全国高考）在如图所示的电 （动）电路总电阻减小，电池的电动势Ｅ和内阻ｒ 路中，Ｒ 、Ｒ。、Ｒ。和Ｒ 皆为定值电阻，Ｒ。为可变 不变（静），总电流Ｊ变大，路端电压变小，电压表 电阻，电源的电动势为Ｅ，内阻为ｒ。设电流表Ａ 示数变小 电池内部消耗功率Ｐ消一１２ｒ，由Ｊ 的读数为Ｊ，电压表Ｖ的读数为Ｌ，，当Ｒ 滑动触 变大可知电池内部消耗的功率变大；电池的效率 点向图中ａ端移动时（ ） Ｌ，／Ｅ，由Ｌ，变小，可知电池的效率变小。又设电阻 Ａ．Ｊ变大，Ｌ，变小； Ｒ 、Ｒｚ和Ｒ。的阻值都为Ｒ（静），当电键ｓ 在位 Ｂ．Ｊ变大，Ｌ，变大； 置１时，Ｒ。两端电压Ｕ２一ＥＲ／（ｒ＋３Ｒ／２），当电 Ｃ．Ｊ变小，Ｌ，变大； 键Ｓ 在位置２时，Ｒ。两端电压Ｌ， 。一职／（３ｒ＋ Ｄ Ｊ变小，Ｌ，变小。 ２Ｒ），比较可知Ｌ，。＞【， 。，所以电阻Ｒ。两端的电 压变小。 例３（１９９５年全国 高考）两个定值电阻Ｒ 、 Ｒ。串联后接在输出电压 Ｌ，稳定于１２伏的电流电 源上。有人把一个内阻不是远大于Ｒ 、Ｒ。的电压 表接在Ｒ－两端（如图），电压表的示数为８伏。如 分析 由图１可知Ｒ 与Ｒ。、Ｒ 为两个并联 果他把地电压表改接在Ｒ。两端，则电压表的示 支路，当Ｒｓ滑动触头向ａ端移动时其电阻变小， 数将（ ） 并联电阻变小，则电路总电阻变小，由电源的电 Ａ．大于４伏。 动势Ｅ鄱内阻， 不变（静川总一Ｅ／（Ｒ＿ｒＪ得于 Ｂ．等于４伏。 路电流增大，由Ｕ＝Ｅ一总ｒ则路端电压Ｌ，变小 Ｃ．大于４伏小于８伏。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２６卷总第３０７期 物理教学探讨 ＶｏＩ．２６ Ｎｏ．３０７ （Ｓ） １．２００８．３９． ２００８年第１期（上半月） Ｊ ｏｕｒｎａＩ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｅａｃｈｉｎｇ 编制一道习题的三易其稿过程 耿 建 南通天星湖中学，江苏省南通市２２６０１０ 习题 一个物理兴趣小组，要对一辆遥控 第一稿： 一ｔ图像中各点的数据，第一次只 玩具汽车的性能进行研究。他们让这辆玩具汽车 考虑要计算方便，就随机地赋了值： ４ｍ／ｓ、 ２：６ｍ／ｓ、ｔｌ＂＝２ｓ、ｔ２：４ｓ、ｔ３＝ ６ｓ、ｔ４—９ｓ。 在平面的轨道上由静止开始运动，并将汽车的运 动过程记录下来，通过处理转化为ｔ，一ｔ图象，如 下图所示：图中除ｔ ～ｔ。段图线为曲线外，其余 各段图线均为直线。在遥控汽车运动的过程中， 根据以上数据和题意，求解如下： 在ｔ。～ｔ 时间段，汽车只在阻力作用下自由 在ｔ。～ｔ。段控制汽车在额定功率下运动，在ｔ。时 刻起不再遥控而让汽车自由滑行。汽车的质量为 １．０ｋｇ，且认为汽车在运动过程中所受到的阻力 大小不变。根据 一ｔ图像试求； （１）汽车所受到的阻力大小。 （２）汽车的额定功率。 滑行，由此可以求得阻力大小： ，一；Ｔｔａ＝，＂ ｂ４ ３ ：２Ｎ。 在ｔ ～ｔ。时间段，汽车的功率保持不变，则 在ｔ ～岛时间段可以求得汽车的额定功率： Ｐ一 ２—１２Ｗ。 （３）在ｔ，～ｔｚ时间内汽车的位移大小是多少？ 在ｔ ～ｔ２时间段，利用动能定理得： １ １ Ｐ（ｔ２一ｔ１）一ｆｓ ÷俐；一寺舢；。 厶 解得汽车在ｔ－～ｔｚ时间段的位移为： ：７ｍ。 编制完毕后，按照题目本身的要求从前做到 后，并没有发现什么问题。但注意到在ｔ ～ｔ 整 个过程中汽车的功率不变，而ｔ 时刻又是汽车匀 Ｄ．等于或大于８伏。 分析 解题时必须从题意中“内阻不是远 大于Ｒ，、Ｒ 的电压表”挖掘出“非理想电表”这 一动，来达到解决问题的目的。 分析推理的依据 部分电路和全电路欧姆 定律Ｊ—Ｕ／Ｒ和Ｊ：＝：Ｅ（Ｒ＋ｒ），Ｅ—Ｕ内＋Ｕ外； 信息，这是解决问题的前提，题中未知量很多， 串联、并联电路的特点Ｕ￥一Ｕ。＋Ｕ２＋……， 要善于从不变的因素出发找关系，这是解决此类 Ｉ并＝Ｊ。＋＿Ｊ ＋……从而推出电源总功率 电源 问题的关键所在。设Ｒ 与Ｒ 并联阻值用Ｒ 表 示，Ｒ２与Ｒ 并联阻值Ｒ： 表示，由并联电阻的阻 效率及以总电流、路端电压和各部分电流、电、压 的变化情况。选择公式时，尽量选公式中只有一 个变量，其他均为恒量的公式。 总之，对于动态电路的处理，要又快、又准确 值小于每个支路电阻，Ｒ。＞Ｒ ，Ｒ ＞Ｒ （动）根 据题意：输出电压Ｕ稳定（静）Ｒ。 ：Ｒ 一８：（１２— ８）一２：１，故Ｒ。：Ｒ ＞２：１则电压表的示数小于 ４伏。 的解决，自己不能乱阵脚，盲目计算，可从以下几 方面来理清脉络：第一，从变化的地方人手，找源 通过上述例题的分析，解决动态电路问题首 先应明确电路中不变的物理量（静），如Ｅ、ｒ、定 值电阻等，然后研究对象由变化的局部（动）出 发逐步扩大到全电路，再由全电路到阻值不变的 局部，再利用电压或电流的整体与局部的关系， 把研究对象转移到阻值变化的局部电路 以静制 ．泉；第二，抓住两个不变的量Ｅ和ｒ，以静制动，以 不变解决变化的量；第三，落实到三个分析步骤 ——局部到整体再到局部。 以上希望能给同仁以借鉴，有不妥之处，还 望各位同仁多多指教，提出宝贵的意见。 （栏目编辑 罗琬华）
