李樹林
一個電路的某一部分發(fā)生變化,會引起電路的總電阻發(fā)生變化,從而導致電流、電壓、電功率等,在電路各部分的分配發(fā)生變化。討論這類問題的方法通常是:從部分電路電阻的變化推斷出全電路電阻的變化,再由閉合電路的歐姆定律討論總電流的變化,進而討論電路各部分電壓、電流、電功率的變化情況。解答這類問題的突破口在于弄清各部分及總電阻的變化情況。由串、并聯(lián)的規(guī)律可知:不論是串聯(lián)在電路中還是并聯(lián)在電路中的導體,只要其電阻增大,總電阻就增大;其電阻減小,總電阻就減小。但是對于滑線變阻器兩部分均接入電路中的情形,滑動觸頭的移動會使一部分電阻增大,一部分電阻減小,總電阻的變化情況較復雜。
這類復雜問題通常可歸納為兩種模型,下面我們分別對兩種模型展開討論。
一、分壓器電路模型:我們把圖 1所示電路稱為分壓器電路。
1.討論總電阻:
如圖1,設滑線變阻器在 PB間的電阻值為 x, AB間的總電阻用 R表示,則有:
由此可見: x增大時R減小, x減小時R增大。即串聯(lián)部分增大時總電阻增大,串聯(lián)部分減小時總電阻減小。
2.討論并入電路的滑線變阻器上的電流:
如圖1,設 AB間電壓為 U,滑線變阻器并入電路部分(即 PB間部分)電阻為 x,流過其上的電流設為 I,則有:
由此可見,當 x .R1 時,I昀小。即滑動片在中間時, I昀小。
3.模型應用、拓展與遷移:
例1.如圖2所示,在 AB間加恒定電壓,將滑片 P從昀左移到昀右,問安培表1與安培表 2示數(shù)怎么變化?
【分析與解】:由于 P右移使串入電路電阻增大,故總電阻增大,總電流減小,安培表1示數(shù)減小。由于滑片 P到中點時安培表 2的示數(shù)昀小,故示數(shù)先減小后增大。
例2. (拓展與遷移)在圖 2的 R1右左兩邊分別加入電阻 R3和 R4,