动态电路问题探讨

(四川省宜宾市屏山县金江初级中学校，四川 宜宾 645350)

在解答有关动态电路的问题时，首先要识别电路，即识别电路是串联、并联还是混联；第二要判断电流表、电压表、开关的作用；第三要注意电路的变化，再画出等效电路图。电路的变化主要有以下三种：

1 由开关的闭合、断开引起电路的变化

例1：如图1所示，电源电压保持不变，R1=4Ω，R2=6Ω，当S1、S2断开时，电流表的示数为0.6A，则：

(1) 电源电压为多少？

(2) 当S1闭合、S2断开时，电流表的读数为1.0A，则电阻R3的阻值为多少？

(3) S1断开、S2闭合时，电路中的电流是多少？

(4) S1、S2均闭合时，R2的电功率是多少？

图1

图2

分析：这是一道由开关的断开、闭合引起的典型的电路变化问题。解这种题的方法是首先根据开关的变化，识别电路的变化，画出等效电路，再按照题目要求进行解答。

(2) 当S1闭合、S2断开时，电阻R1与R2串联后再与电阻R3并联，其等效电路如图3所示，干路中的电流为1.0A。

图3

图4

2 由滑动变阻器的滑片移动引起电路的变化

例2：在如图5所示的电路中，电阻R1=60Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为20Ω，电源电压为6V不变，求：

(1) 当开关S断开时，移动变阻器的滑片P在b端时，电流表和电压表的示数各为多大？

(2) 当开关S闭合后，变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为0.15A，则电阻R2的阻值为多少？

(3) 当开关S闭合后，变阻器滑片P在b端时，则电阻R2的电功率为多少？

图5

图6

分析：本题是利用开关和滑动变阻器来共同改变电路，应根据题目要求分别分析电路并画出等效电路，再进行计算。

图7

图8

3 由电流表或电压表的连接引起电路的变化

例3：如图9所示，电路中a、b为电流表时，a电流表的示数为1.2A，b电流表的示数为0.8A，流过A、B的电流为1.5A，求灯泡L1、L2、L3的电流各是多少？当a、b为电压表时，a电压表的示数为3V，b电压表的示数为3.5V，AB两端的电压为4.5V，求灯泡L1、L2、L3的电压各是多少？

图9

图10

分析：本题是由电流表或电压表的变化而引起的电路变化。因为电流表的电阻很小，在电路中可视为一根导线；而电压表的电阻很大，在电路中可以视为一个断开的开关。

解答：(1) 当a、b为电流表时，三个灯泡并联，a电流表测灯泡L2、L3的电流，b电流表测灯泡L1、L2的电流，其等效电路如图10所示。设各灯泡的电流分别为I1、I2、I3，则有：I1+I2=0.8A，I2+I3=1.2A，I1+I2+I3=1.5A，解这个方程组得：I1=0.3A，I2=0.5A，I3=0.7A。

(2) 当a、b为电压表时，三个灯泡串联。a电压表测灯泡L1、L2的电压，b电压表测灯泡L2、L3的电压，设各灯泡的电流分别为U1、U2、U3，则有：U1+U2=3V，U2+U3=3.5V，U1+U2+U3=4.5V。解这个方程组得：U1=1V，U2=2V，U3=1.5V。

针对动态电路中的计算，首先要根据开关的断开、闭合或滑动变阻器的滑片的移动及电流表或电压表的互换，判断引起电路的变化，画出等效电路，再按题目要求进行计算。