动态电路的分析

动态电路的分析

摘要：动态电路的分析主要讨论含有电容和电感等储能元件的动态电路。描述着类电路的方程式是微分方程。对于只含有一个储能元件或简化后只含有一个独立储能元件的电路，它的微分方程是一阶，故称为一阶电路。其中着重讨论一阶的零输入响应、零状态响应和全响应以及一阶的阶跃响应的概念及求解概念及求解。

关键字：稳态、暂态、换路、三要素。

引言：

由于储能元件的伏安关系不是代数，而是微分关系，所以储能元件又称为动态元件，含有动态元件的电路又称为动态电路。在直流激励的稳态电路中，电容相当于开路，电感相当于短路。

正文：

电容元件和电感元件

电容：如果一个二端元件在任一时刻，其电荷与电压之间的关系由q-u平面上一条曲线所确定，则称此二端元件为电容元件。特性：动态元件，储能元件。

电感：如果一个二端原件在任意时刻，其磁链与电流之间的关系由平面上一条曲线所确定，则称此二端元件为电感元件。特性：动态元件，储能元件。

动态电路的基本概念

含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。

特点：当动态电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。

稳态与暂态的概念

稳态：所有的响应均是恒稳不变，或是按元素周期表变动电路的这种状态称为稳定状态，简称稳态。

稳态值的计算：

稳态值是指过渡过程结束(即t=∞),电路达到新稳态时各电流、电压达到的终值。

当t=∞得到的电容电压和电感电流的终值记为Uc(∞)和iL(∞)，在直流激励下，电感电压uL和电容电流iC最终都变为0，在t= ∞时,电感相当于短路，电容相当于开路，此时电路中其他各电流、电压按直流电路计算。

暂态：电路原来的稳定状态在达到另一种稳定状态之前，一个需要经历的过渡的过程，称为暂态

结论：含有一个动态元件电容或电感的线性电路，其电路方程为一阶线性常微分方程，称一阶电路。含有二个动态元件的线性电路，其电路方程为二阶线性常微分方程，称二阶电路。电路中有多个动态元件，描述电路的方程是高阶微分方程。一阶电路的零输入响应

零输入响应：仅有初始状态所引起的响应。

特点：换路后外加激励为零，仅由动态元件初始储能产生的电压和电流。其中分为RC电路的零输入响应，rl电路的零输入响应

小结：一阶电路的零输入响应是由储能元件的初值引起的响应, 都是由初始值衰减为零的指数衰减函数。

uC (0+) = uC (0－)

RC电路

iL(0+)= iL(0－)

RL电路

动态电路分析方法

动态电路分析方法 电路的动态分析，是欧姆定律的具体应用，在历年的高考中经常出现。此类问题能力要求较高，同学们分析时往往抓不住要领，容易出错。电路发生动态变化的原因是由于电路中 滑动变阻器触头位置的变化，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， 在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、程序法 根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。基本思路是：“部分—整体—部分”，即从阻值变化的部分如手，由串并联电路规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况，一般思路是： 1确定电路的外电阻R外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律 E I R r 总 外总 确定电路的总电流如何变化。（利用电动势不变） 3由U I r 内内 确定电源内电压如何变化。（利用r不变） 4由U E U 外内 确定电源的外电压如何变化。 5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。 6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。 二、图像法 电路发生动态变化时，其电路图可等效为如图（1）所示，根据闭合电路的欧姆定律得到 U E Ir,其图像如图（2）中的a，根据部分电路的欧姆定律可知U IR，其导体的 U—I图像如（2）中b，在电源确定的电路中，由图（2）得，当电阻R增大时（即图中的 角度变大），通过R的电流减小，R两端的电压变大，当电阻R减小时（即图中的角度变小），其电流增大，电压减小。 三、“串反并同”法 所谓“串反”，即某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电 压、电功率都减小（增大）。所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并 联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大（减小）。但须注意的前提有两点：1电路中电源内阻不能忽略；2滑动变阻器必须是限流接法。 四、极限法即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至 两个极端讨论。（一般应用于滑至滑动变阻器阻值为零） 例1、在图中电路中，当滑动变阻器的滑动片由a向b移动时，下列说法正确的是：

有关动态电路几种类型题的分析方法

有关动态电路几种类型题的分析方法 动态电路指根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如R 总、I 、U 、P 等）或变化量、比值关系、小灯泡的亮暗程度等的变化情况。近几年也通常将动态电路的分析作为重点考查内容之一。本文从动态电路的基本内容着手，系统归纳了常见的四种类型题，并以下面介绍的基本思路为基础，采用箭头式分析法，着重介绍这几种类型题分析方法。 分析动态电路问题的基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值的变化入手，由串并联规律判知R 总的变化情况，再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串、并联电路规律判知各部分的变化情况。其分析方法为： 1、确定电路的外电阻R 总如何变化： 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） 2、根据闭合电路欧姆定律r R E I +=总总确 3、由U 内=I 总r 确定电源内电压如何变化； 4、由U 外=E －U 内(或U 外=E －Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何变化）； 5、确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化 一、电压表、电流表示数大小变化问题 例1：如图1所示为火警报警器部分电路示意图。其中R 2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器，电流表A 为值班室的显示器，B 为值班室报警电铃。当传感器R 2所在处出现火情时，显示器A 的电流I 、报警电铃两端的电压U 的变化情况是（ ） A ． I 变大，U 变大 B ． I 变小，U 变小 C ． I 变小，U 变大 D ． I 变大，U 变小 分析与解：当传感器R 2所在处出现火情时，R 2阻值减小 图1

动态电路的分析与计算

1 .如图所示的电路中，电源电压不变?闭合电键S ,当滑动变阻器的滑片P 向右移动时， 变小的是（ ） A. 电压表V 示数 B. 电压表V 示数与电流表A i 示数的乘积 C. 电流表A i 示数 D. 电压表V 示数与电流表A 示数的乘积 2.如图所示的四个电路中，电源及各灯泡规格均相同?当开关闭合时，电流表读数最大 开关S 2闭合，开关S i 断开 5 .在如图所示的电路中，电源电压不变，R 2=10 0.2A .两开关都闭合时，电流表的示数为0.5A ， 6 .如图甲所示电路，闭合开关S 后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，（ ） A. 电压表V i 的读数为i.5V B. 电压表V 2的读数为7.5V C . L i 和L 2两灯的电阻之比为i : 5 D . L i 和L 2两灯的电压之比为i : 4 的是（ A. 只有甲 B. 只有乙 C. 甲和丙 D. 甲和丁 L i 、 L 2均正常发光.则（ ) B . C . D. 甲是电流表， 甲是电压表， 乙是电流表， 乙是电压表， 丙是电压表 丙是电流表 丙是电压表 丙是电流表 4 .如图所示的电路，电源两端的电压一定，开关S i 闭合，如果要使电压表的示数减小， 电流表的示数增大，则下列操作中可行的是（ A . B . C . 滑动变阻器的滑片P 向上移 滑动变阻器的滑片P 向下移 开关S 2闭合，滑动变阻器的滑片P 向下移 D. Q . S i 闭合、S 2断开时，电流表的示数为 则电阻R i = Q . 乙A . 3 .如图所示的电路中，甲、乙、丙是连接在电路中的三只电学仪表.闭合开关S 后，灯

电路的动态变化分析专题

图1 九年级物理电路动态变化分析 【知识清单】 1.电路动态变化分析 解题步骤： （1）简化电路。（2）弄清电路连接方式。 （3）根据欧姆定律和串并联电路的特点分析电学相关物理量的变化。 解题方法： 先局部（滑动变阻器、电路中的开关、电路中的哪个故障元件怎么变化），再整体（看整个电路的总电阻怎么变化），最后再看局部（要判断的电学物理量如何变化）。 2.电路故障判断 【典型例题】 [例1]如图1，是伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断○A表和○V表的变化。 【变式1】如图2所示，电源电压不变。滑片P向左移动时，滑动变阻器R2两端的电压U2将变。如果将R1换成小灯泡，滑片P向左移动时，灯泡亮度将变。 【变式2】如图3，电源电压不变。当滑片P向右移动时，○V表、A1表变、A2表变（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【变式3】如图4所示，闭合开关K，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 [例2]在如图5所示的电路中，电源电压不变。将开关K闭合，则电流表的示数将______，电压表的示数将________(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。 【变式4】如图6所示，当开关由闭合到断开时，电压表和电流表的示数变化的情况是：A1______；A2 ______；V ________。 图2图3 图5 图6 图4

图2 图3 图4 【提高练习】 1．（08河南）图1所示的是握力计的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，AB间有可收缩的导线，R0为保护电阻，电压表可显示压力的大小。则当握力F增加时电压表的示数将：（） A．变大B．变小C．不变D．无法确定2．（08宁波）如图2所示，电源电压保持不变。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由中点向右移动的过程中，下列说法错误的是（） A．灯泡L的亮度不变B．电流表A1示数变大 C．电流表A2示数变小D．电压表V示数不变 3．(09常德)如图3所示电路中，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电表的示数变化情况是( ) A．电流表示数增大，电压表示数增大B．电流表示数减小，电压表示数增大 C．电流表示数不变，电压表示数不变D．电流表示数减小，电压表示数不变 4．（08十堰改编）（多选）如图4所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S1、S2，两灯都发光，当把开关S2断开时，则( ) A．L1亮度不变，电流表示数变小B．L1的亮度不变，电流表示数变大 B．L1的亮度增大，电流表示数不变D．L1亮度减小，电流表示数变小 5．在如图5所示的电路图中，当开关K闭合时（） A．整个电路发生短路B．电流表示数变小 C ．电流表示数不变化 D ．电流表示数变大 6．(2008成都)为了了解温度的变化情况，小王同学设计了图6所示的电路。图中电源电压保持不变，R是定值电阻，R t是热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大，在该电路中，可以通过电流表或电压表示数的变化来判断温度的变化情况。小王在连接好电路且闭合开关后做了以下的实验，往R t上擦一些酒精，然后观察电表示数的变化情况。他观察到的现象应该是（） 图6 图5

两种方法解决动态电路分析问题

动态电路分析 第一种方法： 工具：1.闭合电路欧姆定律I=E R+r 及U =E －Ir 2.部分电路欧姆定律I =U R 步骤：1.由R 变化可知R 总的变化，从而判断U 路及I 总的变化。 如当R 增大时，根据I=E R+r 可知，I 总减小，再根据U 路=E －Ir 可知，U 路增大。 到此可以判断路端电压的变化，电路总电流的变化，及电源的总功率、电源内部功率等。 2.判断主干路上电阻的电压变化 如果主干路上有电阻，则先判断主干路上电阻两端的电压，再判断并联电路两端的电压。 3.判断并联支路中含固定电阻的分支中电流的变化 4.判断并联支路中含变阻器的分支中电流的变化。 例题1：S 闭合后，当R 2的滑动触头向左滑动时，判断各电 表的示数变化。 【解析】1.当R 2的滑动触头向左滑动时，R 2减小，R 总减小， I 总增大，U 路减小。电压表测量的是路端电压，故减小，A 电流表测量的总电流，故增大。 2.本电路图为R 1与R 2并联电路，故先判断R 1,由于R 1两端 电压减小，故R 1上的电流减小，则A1电流增大。 第二种判断方法：“串反并同” 电阻的变化趋势与电压、电流、功率的变化趋势符合“串”相反，“并”相同。 由电源的正极出发，经过变阻器所在的支路回到电源的负极。凡是在这条路上的元件，我们都称之为串联关系，其他的未涉及的元件，称为并联关系。图中从正极出发，经电流表A 至电流表A1,经变阻器到电源的负极。那么这三个元件我们称之为与变阻器“串联关系”，而R 1、电压表V 与变阻器“并联关系”，这里所谓的串并联不是严格意义的串并联。根据“串反并同”的原则，由于变阻器的电阻是减小的，故两个电流表的示数是增大的，而电压的示数是减小的，R 1上的电流也是减小的。这一结果与第一种方法判断结果是相同的。值得注意的是，无论用哪种方法，首先要根据闭合电路欧姆定律把路端电压及电路的总电流的变化判断出来，有很多题目需要判断电源的总功率或内部功率，或路端电压或电路的总电流，这都需要路端电压及总电流来判断。 利用第二种判断方法似乎简单一些，但有些情况需要我们能认识到。举例如下。 例题2：在如图所示的电路中,闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P 向a 端移动一段距离后,下列结论正确的是（AD ） A. 灯泡L 变亮 B. 理想电流表读数变小 C. 理想电压表读数变小 D. 电容器C 上的电荷量增多 【解析】本题中经过变阻器的电流也经过电压表V 及灯泡L 及电 流表A ，因此我们把它们作为“串”的关系，“串反” ，因此L 变亮， V 、A 都变大，电容器与L 是并联的，它两端的电压也增大，故电 量增大。

动态电路分析专题

动态电路分析专题 1．如图1所示的电路,电源电压不变,闭合开关S ， 将滑 动变阻器的滑片P 向左移动的过程中，下列说法正确的 是（假设灯丝的电阻不变） A.电压表的示数变小 B ．电流表的示数变小 C.电压表和电流表示数的比值变小 D ．电压表和电流表示数都变大 ２.某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻R １、定 值电阻Ｒ2以及电压表和电流表连入如图所示电路，热敏电 阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关后，当温度升高时，电压表和电流表的示数变化情况是 A.电流表和电压表示数均变小 Ｂ.电流表和电压表示数均变大 C.电流表示数变小，电压表示数变大 D ．电流表示数变大,电压表示数变小 3．如图是某物理兴趣小组设计的压力传感器的原理图，其中弹簧上端和滑动变阻器的滑片P 固定在一起,AB 间连接有可以收缩的导线,R 1为定值电阻。可以显示出传感器所受的压力Ｆ越大,指针偏转角度越大的电表是 A ．电流表 B.电压表 Ｃ．电流表、电压表都可以 D.电流表、电压表都不可以 ４．如图6所示电路，电源电压保持不变， R 2 A V R 1 S

当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从 最大变化到最小,两个电阻的“U-I” 关系图像如图7所示。则下列判断正确 的是（） Ａ．电源电压为10V B．定值电阻Ｒ1的阻值为２0Ω C．滑动变阻器R2的阻值变化范围为０~１0Ω Ｄ.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A 5．如图所示的电路中,闭合开关，滑动变阻器滑片向右 滑动的过程中(） A．灯泡L1变亮、Ｌ2亮度不变 B．灯泡L1变亮、L2变暗 C.灯泡L1亮度不变、L２变亮 D．灯泡L1变暗、Ｌ２变亮 6、如图所示是一种自动测定邮箱内油量多少的装置,R1是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表（由电流表改装而成)指针 所指的刻度,就能知道邮箱内油量的多少。则B Ａ、油量增加,R１的电阻值增大,油量表指针偏转变小。 B、油量增加,R1的电阻值减小，油量表指针偏转变大。 Ｃ、油量减少,R1的电阻值增大，油量表指针偏转变大。 D、油量减少，R１的电阻值减小,油量表指针偏转变小 ７．如图所示电路,电源两端电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片

恒定电流--动态电路分析-专题

题型1：电路动态分析问题 1、程序法：如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R 2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V 与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则 A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大 C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大 2、串异并同 在下图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 变大，V变大 变小，V变大 变大，V变小 变小，V变小 1、在如图1所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光．正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定 A．电源的电动势E一定小于击穿电压U B．电容器所带的最大电荷量一定为CE C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大 D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等

2、在如图所示，c1=6μF,c2=3μF,R1=3Ω,R2=6Ω，电源电动势E=18V，内阻不计，下列说法正确的是 A.开关s断开时，a、b两点电势相等 B.开关s闭合后，a，b两点间的电流时2A C.开关 s断开时C1带的电荷量比开关s闭合后C1带的电荷量大 D.不论开关s断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大 题型3：闭合电路的图像问题 1、（多选）在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是（） A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变 B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大 B．C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变 D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变 2、电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中u为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb．由图可知ηa、ηb的值分别为（）

动态电路分析方法大汇总

动态电路分析方法大汇总 电路的动态分析，是欧姆定律的具体应用，在历年的高考中经常出现。此类问题能力要求较高，同学们分析时往往抓不住要领，容易出错。电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器触头位置的变化，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，在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、 程序法 根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。基本思路是：“部分—整体—部分”，即从阻值变化的部分如手，由串并联电路规律判知R 总的变化情况，再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况，一般思路是： 1确定电路的外电阻R 外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律E I R r =+总外总确定电路的总电流如何变化。（利用电动势不变） 3由U I r =内内确定电源内电压如何变化。（利用r 不变） 4由U E U =-外内确定电源的外电压如何变化。 5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。 6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。 二、 图像法 电路发生动态变化时，其电路图可等效为如图（1）所示，根据闭合电路的欧姆定律得到U E Ir =-,其图像如图（2）中的a ，根据部分电路的欧姆定律可知U IR =，其导体的 U —I 图像如（2）中b ，在电源确定的电路中，由图（2）得，当电阻R 增大时（即图中的角度变大），通过R 的电流减小，R 两端的电压变大，当电阻R 减小时（即图中的角度变小），其电流增大，电压减小。 三、“串反并同”法 所谓“串反”，即某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小（增大）。所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大（减小）。但须注意的前提有两点：1电路中电源内阻不能忽略；2滑动变阻器必须是限流接法。 三、 极限法 即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端讨论。（一般应用于滑至滑动变阻器阻值为零） 例1、 在图中电路中，当滑动变阻器的滑动片由a 向b 移动时，下列说法正确的是：

(完整word版)高考物理动态电路分析

电路的动态分析 直流电流 分析思路 1 (多选)(2015·长沙四校联考)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是() A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 2．(多选) (2015·湖北省公安县模拟考试)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是() A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小 B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小 C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值 D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值 3．(多选)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，R0＝r，滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在此过程中(

A．电压表V1的示数一直增大 B．电压表V2的示数先增大后减小 C．电源的总功率先减小后增大 D．电源的输出功率先减小后增大 含电容器的电路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法 (1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。 (2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。 (3)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压。 (4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 1 (多选)(2015·东北三校二模)如图所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，电源电动势E＝18 V，内阻不计。下列说法正确的是( ) A．开关S断开时，a、b两点电势相等 B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 A C．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大 D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大

动态电路的分析

动态电路的分析 摘要：动态电路的分析主要讨论含有电容和电感等储能元件的动态电路。描述着类电路的方程式是微分方程。对于只含有一个储能元件或简化后只含有一个独立储能元件的电路，它的微分方程是一阶，故称为一阶电路。其中着重讨论一阶的零输入响应、零状态响应和全响应以及一阶的阶跃响应的概念及求解概念及求解。 关键字：稳态、暂态、换路、三要素。 引言： 由于储能元件的伏安关系不是代数，而是微分关系，所以储能元件又称为动态元件，含有动态元件的电路又称为动态电路。在直流激励的稳态电路中，电容相当于开路，电感相当于短路。 正文： 电容元件和电感元件 电容：如果一个二端元件在任一时刻，其电荷与电压之间的关系由q-u平面上一条曲线所确定，则称此二端元件为电容元件。特性：动态元件，储能元件。 电感：如果一个二端原件在任意时刻，其磁链与电流之间的关系由平面上一条曲线所确定，则称此二端元件为电感元件。特性：动态元件，储能元件。 动态电路的基本概念 含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。 特点：当动态电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。 稳态与暂态的概念 稳态：所有的响应均是恒稳不变，或是按元素周期表变动电路的这种状态称为稳定状态，简称稳态。 稳态值的计算： 稳态值是指过渡过程结束(即t=∞),电路达到新稳态时各电流、电压达到的终值。 当t=∞得到的电容电压和电感电流的终值记为Uc(∞)和iL(∞)，在直流激励下，电感电压uL和电容电流iC最终都变为0，在t= ∞时,电感相当于短路，电容相当于开路，此时电路中其他各电流、电压按直流电路计算。 暂态：电路原来的稳定状态在达到另一种稳定状态之前，一个需要经历的过渡的过程，称为暂态 结论：含有一个动态元件电容或电感的线性电路，其电路方程为一阶线性常微分方程，称一阶电路。含有二个动态元件的线性电路，其电路方程为二阶线性常微分方程，称二阶电路。电路中有多个动态元件，描述电路的方程是高阶微分方程。一阶电路的零输入响应 零输入响应：仅有初始状态所引起的响应。 特点：换路后外加激励为零，仅由动态元件初始储能产生的电压和电流。其中分为RC电路的零输入响应，rl电路的零输入响应 小结：一阶电路的零输入响应是由储能元件的初值引起的响应, 都是由初始值衰减为零的指数衰减函数。 uC (0+) = uC (0－) RC电路 iL(0+)= iL(0－) RL电路

动态电路的分析方法

动态电路的分析方法 一电流表，电压表功能的确定 1、观察整个电路连接结构。 2、、其次，按常规方法确定表的功能。即：在保证电路正常的前提下，与用电器保持串联的 是电流表，与用电器保持并联的是电压表。 二、利用电流表（导线）、电压表判断电路故障及故障分析方法 1、电路故障是指电路连接完成通电时，整个电路或部分电路不能正常工作。 △产生电路故障的主要原因有：①元件本身存在问题，如元件内部开路、短路； ②电路导线接触不良或断开等； ③连接时选用的器材不当（如R1>>R2）； ④连接错误。 2、故障类型①短路：电路被短路部分有电流通过（电流表有示数）被短路两点之间 没有电压（电压表无示数） ②断路：电路断路部分没有电流通过（电流表无示数）断路两点之间有电 压，断路同侧导线两点无电压 3、故障检测方法 A:常用检测方法；⑴电流表：“电流表示数正常”表明主电路为通路 “电流表无示数”表明几乎没有电流流过电流表或电路为断路。 ⑵电压表：“电压表有示数”表明和电压表并联的用电器断路。 “电压表无示数”表明与电压表并联的用电器短路。 （3）、电流表电压表均无示数:“两表均无示数”表明无电流通过两表， 除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。B:特例故障检测方法: △电灯故障分析方法 先分析电路连接方式，再根据题给条件确定故障是断路还是短路： （1）两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了； 如果两灯都不亮，则电路一定是断路了； （2）两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路； 如果两灯都不亮，则一定是干路断路； ※在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。 △电表示数变化故障分析方法 （1）首先正确分析电路中电压表，电流表的测量对象，根据电表示数变化情况并结合串并联电路的特点分析电路故障原因。 （2）电压表串联接入电路中时，该部分电路断路，但电压表有示数。此时与电压表串联的用电器视为导线。 串联电路：①电压表示数变大，一是所测用电器断路，电压表串联在电路中， 二是另一个用电器短路； ②电压表示数变小（或为0），一种情况是所测用电器短路， 另一种情况是另一个用电器断路；

初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型(含详细标准答案)

初中物理电路故障及动态电路分析 1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。 2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。 例1：L1与L2串联在电路中，电压表测L2两端电压，开关闭合后，发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？解：你先画一个电路图：两灯都不亮，则一定是断路。电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L1断路了。 例2、L1与L2串联，电压表V1测L1电压，V2，V2示数很大，则L1短路而L2正常；B、若V1=0而V2示数很大，说明L2都断路。测L2电压。闭合开关后，两灯都不亮。则下列说法正确的是：A、若V1=0解：可能你会错选A。其实答案为B。首先根据题给条件：两灯都不亮，则电路是断路，A肯定不正确。当L2断路时，此时V2相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。而此时 L1由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此V1的示数为零。 首先要分析串并联，这个一般的比较简单，一条通路串联，多条并联。 如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。这个是因为电流表电压小，几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是，

、 电压表只是看做开路，并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表 一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。电压表是有示数的 （话说我当时为这个纠结了好久）。还有一些东西光看理论分析是不 好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。而且如 果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、 一．常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个 用电器（电阻）的连接关系问题。不能确定各 个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用 的规律，更谈不到如何解决问题。因此正确识 别电路是解决电学问题的前提。当然首先必须掌握串联电路和并联电 路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）（乙）），这是简化、改画 电路图的最终结果。 识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去 表法）、直线法和节点法。在识别电路的过程中，往往是几种方法并 用。 １．电流流向法

动态电路分析教学总结

1.如图所示的电路中，R 1、R 2、R 4皆为定值电阻，R 3为滑动变阻器，电源的电动势为E ，内阻为r ，设理想电流表的示数为I ，理想电压表的示数为U ，当滑动变阻器的滑臂向a 端移动过程中（ ） （A ）I 变大，U 变小 （B ）I 变大，U 变大 （C ）I 变小，U 变大 （D ）I 变小，U 变小 2.在如图所示电路中，R 1是定值电阻，R 2是滑动变阻器，闭合电键S ，当R 2的滑动触片P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电流表、电压表的示数分别用I 、U 1、U 2、U 3表示，它们示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．则下列分析判断不正确．．． 的是（ ） （A ）U 1I 不变，ΔU 1ΔI 不变 （B ）U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 （C ）U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 （D ）U 3I 变大，ΔU 3 ΔI 不变 3.下列四个电路中（各表均视为理想表），如果改变滑动变阻器阻值大小，能观察到电压表和电流表读数同时变大的图是：（ ） 4.在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U 。现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是（ ） A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 5.如图所示电路中，不管电路的电阻如何变，流入电路的总电流I 始终保持恒定。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表、电流 表的读数变化量分别为△U 、△I ，则I U ??为（ ） （A ）R 0 （B ）R 1 （C ）逐渐增大 （D ）逐渐减小 A V a R 3 A V A V A V A V A ． B ． D ． C ． R 1 A 2 V A 1 R 2 R 3 S E ,r a b V A R 2 R 0 R 1 I

电路动态分析专题 答案

动态电路分析 1．（嘉定区）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S ，当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，电流表 A 的示数将 ，电压表V 与电压表 V2 示数的差值跟电流表 A 示数的比值 ( 选填“变小”、“不变”或“变大”)。 2．（金山区）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S 后，当滑动变阻器滑片P 自b 向a 移动的过程 中，电压表V2的示数将_____________，电压表V1与电流表A 的示数的比值将______________。（均选填“变大”、“不变”或“变小”） 3．（静安区）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑片P 向右移动时，电流 表A2的示数I2将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若电流表A1示数的变化量为ΔI1，电流表A2示数的变化量为ΔI2，则ΔI1________ΔI2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 4．（卢湾区）在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S 由断开到闭合时，电压表V 示数将 _____________。闭合电键后，当滑动变阻器滑片P 向右移动时，电流表A1与电流表A 示数变化量的比值将_____________。（均选填“变小”、“不变”或“变大”） 5．（普陀区）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S ，当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电压表V 的示数将___________（选填“变小”、“不变”或“变大”），电流表A1的变化值___________电流表A 的变化值。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 6．（松江区）在图所示的电路中，电源电压不变，闭合电键S ，当滑片P 向右移时，电压表V 的示数将 ______________（选填“变大”、“不变”或“变小”），电流表A1示数的变化量△I1和电流表A 示数的变化量△I 之比值________________（选填“大于1”、“等于1”或“小于1”）。 第1题 第2题 A 1 A 2 R 1 R 2 S 第3题 R 2 P A A 1 S R 1 V 第4题 V S A A 1 P 图3 第5题 P A 1 A V 1 R 2 R S 图7 第6题

动态电路分析专题

动态电路分析专题 １.如图１所示的电路，电源电压不变,闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中，下列说法正确的是(假设灯丝的电阻不变） A.电压表的示数变小 B.电流表的示数变小 C．电压表和电流表示数的比值变小 D.电压表和电流表示数都变大 1题图２题图 3题图 2．某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻Ｒ 1、定值电阻R ２ 以及电压表 和电流表连入如图所示电路,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关后，当温度升高时，电压表和电流表的示数变化情况是（) A.电流表和电压表示数均变小 B.电流表和电压表示数均变大 C.电流表示数变小,电压表示数变大 D.电流表示数变大,电压表示数变小 3．如图是某物理兴趣小组设计的压力传感器的原理图,其中弹簧 上端和滑动变阻器的滑片Ｐ固定在一起,AB间连接有可以收缩的导线，Ｒ 1 为定值电阻。可以显示出传感器所受的压力F越大,指针偏转角度越大的电表是Ａ．电流表 B.电流表、电压表都可以 C．电压表 D.电流表、电压表都不可以4．如图6所示电路，电源电压保持不变,当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“Ｕ－I”关系图像如图7所示。则下列判断正确的是（ ) A．电源电压为1０V B.定值电阻R 1 的阻值为20Ω

C．滑动变阻器R 2 的阻值变化范围为0~１0Ω D．变阻器滑片在中点时,电流表示数为0. 4题图 5题图 5．如图所示电路,电源两端电压保持不变。闭合开关Ｓ，当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，下列判断正确的是( ） Ａ．电压表V 1示数变小，电压表V 2 示数变大,电流表示数变小 B．电压表V １示数变大，电压表V ２ 示数变小，电流表示数变小 C.电压表V 1示数变小，电压表V ２ 示数变小，电流表示数变小 Ｄ．电压表Ｖ １示数变大,电压表Ｖ 2 示数变大,电流表示数变大 6．在图所示电路中，闭合开关S后，在滑片P向右滑动过程中,各电表示数变化正确的是( ) A.A １、Ａ ３ 示数不变，A 2 、Ｖ示数变小 B．A １ 、V示数不变，Ａ 2 、A 3 示数变大 C．A 1、A 2 、V示数不变,A 3 示数变小 D．A 2 、V示数不变,A 1 示数变小,Ａ 3 示数变大 ?６题图 7题图8题图

动态电路分析教案

欧姆定律及其应用 动态电路分析 教案 卫 建 华 二0二0年五月二十日

欧姆定律及其应用动态电路分析 金铺中学卫建华 教学目标: 1. 能运用欧姆定律解决简单的动态电路问题。 2. 学会解答动态电路分析的一般方法 3. 培养学生逻辑思维能力，培养学生分析电学问题的良好习惯。教学重点: 运用欧姆定律解决动态电路分析方法。 教学难点: 欧姆定律的巧妙运用。 教具: 多媒体。 教程: 一. 温故 1. 欧姆定律的内容是什么？它的表达式怎样？ 2. “伏安法测电阻”的电路图你记住了吗？当电路中的滑片移动时，电路中的物理量会变化吗？象这类电路是变化的电路，就叫做动态电路。 今天这节课，就来复习一下动态电路吧。 二. 复习推进 1. 什么是动态电路？ 动态电路: 由于开关的通断、滑动变阻器滑片的移动导致电路中的物理量发生变化的电路 动态电路类型: A.滑动变阻器阻值变化引起的电路变化问题. B.开关通断引起的电路变化问题 2.讲解例题 （一）、滑动变阻器引起的变化 例题1：如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关S闭合，将滑动变阻器的滑片P向右移动，下列说法正确的是（） A. 电流表示数变小，电压表示数变大 B. 电流表示数不变，电压表示数变小 C. 电流表示数不变，电压表示数不变 D. 电流表示数变大，电压表示数变小 例题2：当S闭合，滑片P向右滑动时

(1)电流表的示数将________ (2)电压表的示数将________ 学生练习（略） （二）、开关断开与闭合引起电路的变化 例题1 ：如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关S闭合时（） A．电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗 B．电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮 C．电压表示数不变，电流表示数不变，灯亮度不变 D．电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗 例题2：在如图所示的电路中，将开关K由断开到闭合时，电流表的示数将______，电压表的示数将________(均填“变大”“变小”或“不变”)。 学生练习（略） 三.复习小结 动态电路分析的关键：化动为静，即画出等效电路图，在结合欧姆定律等规律就能解决这类问题 分析方法：第一步：简化电路（识别电路、确定电路类型） 第二步：判断电表测定位置 第三步：动态分析（R变或开关的通断—I,U 的变化） 解题方法：从滑动变阻器电阻变化、开关闭合前后电阻变化的局部入手，用欧姆定律公 式分析引起整体电流的变化，再回到局部研究部分电压变化。 四.课后作业

九年级物理(动态电路分析)

专题一动态电路分析 类型一：开关的断开或闭合引起电路中电流、电压以及电阻的变化. 例1.如图1所示电路，将开关S 闭合，电流表的示数将；电压表的示数将.（选填“变大”、“变小“或”不变“） … 分析：先看好开关断开和闭合是分别是什么电路，最好画出等效电路，然后根据欧姆定律判断. 针对练习：如图2所示电路中，当开关S断开时，电阻R1和R2是联，开关S闭合后，电压表的示数将 （选填”变大“、”变小“或”不变“）. 例2.如图3所示电路中，灯泡L1和L2是联，当开关S断开时，电压表的示数将，电流表的示数将.（选填“变大”、“变小”或“不变”） 分析：明确开关断开和闭合时是什么样的电路.电流表、电压表分别测的是哪部分的电流和电压。根据欧姆定律或并联电路的特点判断电流表和电压表示数变化情况. 针对练习：如图4所示电路，灯泡L1和L2是联，开关S断开时，电压表的示数将；电流表的示数A1的示数将；A的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）. 类型二：滑动变阻器P的位置的变化引起电路中电流表、电压表示数的变化. 1、串联电路中滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电流表、电压表的变化。 例3.如图5所示. ) （1）滑片向左移动时，电流表A的示数如何变化？；电压表V1的示数如何 A V1 R1R2 图1 图2 V R1 R2 ~ V L2 A L1 图4 A/ L2 L1 A1

变化？ ；电压表V 2的示数如何变化？ 。 （2）向右移动时三表分别如何变化？ 分析：先确定电路，再看电阻的变化，再根据欧姆定律判断电流的变化，最后根据 欧姆定律的变形公式判断电压的变化. ！ 针对练习：如图6所示，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表的示数 ，电压表的示数 . （选填“变大”、“变小”或“不变”） 2、并联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置变化引起电流表电压表示数的变化. 例4.如图7所示，当滑动变阻器的滑片向右移动时电流表A 1的示数 ；A 2的示 数 ；电压表的示数 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 分析：先确定电路，然后看准每个电表分别测的谁的电压和电流值，再根据欧姆定律判断变化，欧姆定律无 法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。 基础过关 1.如图所示的电路中，电源电压和灯泡电阻都保持不变，闭合开关S ，滑动变阻器的滑片P 由中点向右移动时，下列判断正确的是(D) A ．电压表和电流表的示数都增大，电路总功率变大 B ．电压表和电流表的示数都减小，电路总功率变小 ~ C ．电流表示数增大，电压表示数变大，灯泡变亮 D ．电流表示数变小，电压表示数不变，灯泡亮度不变 2. 如图所示的电路中，开关闭合后，滑动变阻器从左向右滑动的过程中，灯泡的亮度__不变__(选填“变亮”“变暗”或“不变”)，电压表的示数将__减小__(选填“增大”或“减小”)。 3．在右图的电路中，电源电压保持不变，R 为定值电阻，闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了ΔU 和A R 1 R 2 V 图6

初三物理《动态电路》分析专题教案

-动态电路分析专题 复习目标： 1.会分析开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化. 2.会分析滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化. 复习重点： 1.知道串、并联电路特点. 2.会分析动态电路中由于开关断开、闭合以及变阻器滑片位置的变化引起的电路中电流表、电压表示数的变化. 3.学会用“动态”的观点，用“隔离法”把电路简化，从而判断电路的连接方式，弄清电压表所测电压. 复习难点： 1.会分析动态电路中由于开关断开、闭合以及变阻器滑片位置的变化引起的电路中电流表、电压表示数的变化； 2.学会用“动态”的观点，用“隔离法”把电路简化，从而判断电路的连接方式，弄清电压表所测电压. 课堂教学： 一、知识储备 1.电路特点 （1）串联电路： （2）并联电路： 2.欧姆定律 （1）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比. （2）公式： （3）变形式： 2 121211 11R R R U U U I I I + ===+=电阻关系：电压关系：电流关系：R U I =I U R IR U = =2 1 2 1 2 1 R R R U U U I I I + = + = = = 电阻关系： 电压关系： 电流关系：

3.判断电路连接——可以先简化电路，电流表当导线看，电压表当开路看（图1） 等效电路：如图1-1、图1-2 4.如何判断电流表测量通过哪个用电器的电流？ 方法一：看电流表与哪个用电器串联，则就测通过那个用电器的电流（如图2、 图3). 方法二：电流分析法：看哪些电流流过它，则测通过哪个用电器的电流（如图4）。 测量通过 的电流； 测量通过 的电流； 5.如何判断电压表测哪部分电路两端的电压？ 方法一：电压表与哪个用电器并联就测哪个用电器两端的电压（如图5） 测 两端的电压； A 3 A 2 V 3 V 1 V 2 A 1 R 1 R 2 A L 2 L 1 A A 1 A 2 L 2 L 1 A 1 A 2 V 1 图1 图2 图3 A 1 A 2 R 2 R 3 R 1 图4 V 1 V 2 L 2 L 1 V V3 V R1 R2 图1-1 R1 R2 图1-2

高二物理电路的动态分析

直流电路的动态分析 一般思路为： （1）确定电路的外电阻R 外总如何变化； ① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） ② 若电键的闭合使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的闭合使并联的支路增多，总电阻减小。 （2）根据闭合电路欧姆定律r R E I +=外总总确定 （3）由U 内=I 总r 确定电源内电压如何变化； （4）由U 外=E －U 内确定电源的外电压如何（路端电压）如何变化）； （5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化； （6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用串联电路的电压关系、并联电路的电流关系）。 基本方法 一、“先总后分”。即先判断总电阻和总电流如何变化： 例1、如图，当R 3变小时，R 1 、R 2上的电流、电压及灯泡的亮度如何变化？ 本题中，引起变化的是电阻R 3，当光照强度增强时，其阻值变小。根据串并联电路的电阻关系可知，电路的总电阻变小。这类题还有个特点，就是电源电动势恒定的，所以根据闭合电路欧姆定律可得：总 总R E I =，总电阻变小则总电流增大。 二、“先干后支”。即先分析干路部分，再分析支路部分： 分析时要注意电源内阻必须考虑，且电源内阻是在干路 上，根据部分电路欧姆定律有：r I U 总内=，总电流增大， 则内阻上电压增大。同理有：11R I U R 总=，则R1两端的电 压增大，即电压表读数增大。最后由外内U U E +=和 并外U U U R +=1可判断并联部分的电压是减小的。 三、“先定后变”。即先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路： 并联部分有两个支路，其中R 2是定值电阻，那么，通过R 2的电流I 2为：22R U I 并 =， 并联部分电压变小，则I 2变小。电阻R 3和灯泡所在的支路阻值是变化的，故不能直接由电压的变化判断其电流的变化。需根据并联电路电流关系来判断，即由32I I I +=总得23I I I -=总，再由前面的分析可知，I 3是增大的，因此灯泡会变亮。 四、“并同串反”。