【技巧】什么是动态电路呢？举例说明例题解析

摘要：什么是动态电路？即当电路中有滑动变阻器时，在滑动件运动的过程中，电路中的电流、电压、电阻、甚至电功率都会发生变化。在分析计算电气问题的过程中，我们称这样的电路。是动态电路。动态电路中的电路和已知条件比较复杂，有些甚至需要探索；解决问题时更难选择已知条件；解决问题时缺乏机械性和盲目性增加了解决问题所需的时间。灵活性和因果关系。由于这类题的知识比较全面，对学生的综合解题能力提出了更高的要求。为方便讨论，本文将以一道试题为例，从头到尾，由外而内，由易到难，力求能够描述解题思路这类测试的详细介绍。

精选的例子和例子

示例：某课外活动组在“调节灯泡亮度”实验中使用的电路如图所示，

电源电压始终为4.5V，电压表量程为0~3V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”（忽略灯丝电阻的变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断正确的是（ ）

A，电路中电流变化范围为0.18A~0.5A

B.滑动压敏电阻的阻值范围为2.5Ω~10Ω

C，灯泡的最小功率为0.162瓦

D.该电路的最大功率为 2.25 瓦

分析电路

当试题中有实物图片或电路图时，首要任务就是分析电路。从哪里开始进行电路分析？

首先要辨别电路是串联还是并联；在这种情况下，灯泡和滑动变阻器是串联的。

其次，我们要判断电流表串联在电路的哪个部分，电压表并联在电路的哪个部分，从而确定电流表和电压表在电路的哪个部分测量电流和电压；在本例中，电压表测量滑动压敏电阻电压。

文章三、观察电流表和电压表使用哪个量程，方便读数，需要电流表和电压表读数；在本例中，电压表连接到 0~3V 的小范围内。

本例中给出的电路是物理图。如果您不习惯使用物理图电路，您还必须绘制等效电路图。本例等效电路图如下

有效复习问题并发现问题中的隐藏条件

在阅读问题的过程中，抓住问题中敏感的句子或词语，反复推敲。想想它背后的意义。

1、在这个例子中，“忽略灯丝电阻变化”这句话告诉我们什么？

正常情况下，灯泡的电阻会随着灯丝的温度而变化，其电阻也会发生变化。在这里，如果忽略这种变化，灯丝电阻是恒定的。

在这种情况下，我们必须计算灯泡的电阻，无论它是否可以用于以后的分析操作。 100% 可用。

因为它是一个不变量，所以它是一个非常重要的问题解决条件。

如果试题中没有“忽略灯丝电阻的变化”这样的字眼，就不需要找灯泡的电阻了，因为电器的电阻随着温度的变化而变化。即使得到了灯泡的电阻，也不能参与其他物理量的计算。

2、这个例子中也出现了“不损坏原电路”这句话。什么意思？

它表达了三个意思：一是电压表的读数不能超过3伏；二、灯泡两端的电压不得超过2.5伏，即通过灯泡的电流不得超过0.5A，或者灯泡的电功率不得超过1.@ >25W；三是通过滑动变阻器的电流不能超过1A。

综合分析

1、电路中的最大电流是什么时候？

当灯泡正常工作时，电路中的电流处于最大值。此时滑动变阻器的阻值不能再小，否则会烧坏灯泡。

2、电路中的最小电流是什么时候？

当电压表读数为 3 伏时，电路中的电流最小。此时滑动压敏电阻的阻值不能做大，电路中的电流也不能做小，否则电压表的指示会超过3伏，会损坏电压表。

3、为什么滑动变阻器的阻值会有一定范围的变化？

这是因为滑动变阻器的电阻太小，电路中电流过大会烧坏灯泡或滑动变阻器。如果滑动变阻器的阻值过大，当两端电压值超过3伏时，就会超出电压表的量程，烧坏电压表。因此，滑动变阻器的阻值不能太大也不能太小，应该有一个阻值变化范围。

4、什么时候灯泡的电量最少？

从标题可以看出灯丝的电阻值是固定的。当通过灯泡的电流最小时，灯泡两端的电压最小。根据电功率P=UI的计算公式，此时灯泡的电功率是最小的。

5、什么时候电路的总功率最大？

电路总电压4.5V是固定的。根据电功率P=UI的计算公式可知，电路中电流最大时，即电路功率最大时。

计算过程

解决方法：灯泡正常工作时，电路中的电流最大，

灯泡的额定电流，根据P=UI，I=P/U=1.@>25W/2.5V=0.5A

灯泡的电阻，根据I=U/R，R=U/I=2.5V/0.5A=5Ω

此时滑动变阻器两端的电压，U1=Utotal-U=4.5V-2.5V=2V

因为我'=我

滑动变阻器的阻值什么时候电功率最大，R1=U1/I'=2V/0.5A=4Ω

此时电路的功率，即最大功率，P总=U总×I总=4.5V×0.5A=2.25W

（计算到这里，出现了正确的选项）

当电压表指示3伏时，电路的电流最小，

灯泡两端电压，U2=Utotal-U3=4.5V-3V=1.@>5V

通过灯泡的电流，I2=U2/R=1.@>5V/5Ω=0.3A

此时滑动变阻器的阻值，R2=U3/I2=3V/0.3A=10Ω

此时灯泡的功率，即最小功率，P2=U2×I2=1.@>5V×0.3A=0.45W

综上所述，电路中的电流从0.3A到0.5A不等，

滑动变阻器的阻值从4欧到10欧不等，

灯泡的最小瓦数是0.45瓦，

电路的最大功率为2.25瓦，

总结：解决电气问题的第一步是分析电路；二是认真审视问题，挖掘问题中的隐藏条件；然后综合分析试题；最后，根据已知条件，在草稿纸上尝试计算，计算出相关物理量。对于一个综合性问题，可以计算的物理量越多什么时候电功率最大，就越有利于解决问题。

学以致用，应用于一个问题，解决更多问题

下表是本例中通过已知量间接获得的22个物理量。读者们，看完这篇文章，你能不能填写下面的表格？如果你能完整、正确地填写，那你就是高手了！

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