物理-电路动态分析(混联电路欧姆定律、电功率与亮度判断)

考点:科学推理 / 物理-电路动态分析(混联电路欧姆定律、电功率与亮度判断)

问法模型:滑动变阻器阻值变化引起各灯亮度变化 → 采用’局部电阻→总电阻→干路电流→分压分流’的链式动态电路分析模型逐灯判定

推理链

  1. 第1步:从图中识别电路结构:L1与’滑动变阻器P+L2’支路并联,该并联部分再与L3串联接在恒定电压两端
  2. 第2步:P向左移动阻值变大→L2所在支路电阻变大→并联部分总电阻变大→外电路总电阻变大
  3. 第3步:电路两端电压U不变,由I=U/R总,干路电流变小;L3在干路中且电阻不变,P=I²R_L3随电流减小而减小→L3变暗
  4. 第4步:L3分压U3=I·R3变小,并联部分分压U并=U−U3变大;L1两端电压变大,由I1=U并/R1,通过L1电流变大→L1变亮
  5. 第5步:由并联电路电流规律I总=I1+I2,I总变小而I1变大,则I2=I总−I1必然变小→L2变暗
  6. 第6步:对照选项,‘L1变亮、L2变暗、L3变暗’与B项完全一致

最快解法:⚡ ‘串反并同’口诀+干路优先:变阻器阻值增大时,与它串联的L2及干路上的L3均’反向’变化(电流减小变暗),与它所在支路并联的L1’同向’变化(分压增大变亮),一步锁定B

易错点

  • ⚠ 误认为干路电流变小则并联部分所有灯都变暗,忽略并联部分分压U并=U−U3反而变大
  • ⚠ 判断L2时只看到并联电压变大就误判其变亮,忽略L2与变阻器串联、须用I2=I总−I1分流规律分析
  • ⚠ 混淆电路结构:把L3误认为在并联部分,或误把’电路两端电压不变’当成’各灯两端电压不变’

母题抽象

🧩 当题干出现’滑动变阻器阻值变化+串并联混联多灯电路+判断亮度变化’时,用’局部R变化→总R变化→干路I变化→逐级分压分流’链式分析(或’串反并同’口诀)逐灯验证

同类特征:电路两端电压保持不变、滑动变阻器触头移动、电阻变大、并联部分再与另一灯串联的混联结构、判断灯泡亮度(电功率)变化、灯泡电阻视为不变

相关题

(暂无)


题干

如图所示,电路两端的电压保持不变,当滑动变阻器的滑动触头P向左移动,电阻变大时,三个灯泡亮度的变化情况是(  )。

选项

  • A. L1变亮,L2变亮,L3变暗
  • B. L1变亮,L2变暗,L3变暗 ✅
  • C. L1变暗,L2变暗,L3变暗
  • D. L1变暗,L2变暗,L3变亮

官方解析

本题考虑灯泡亮度,考虑电功率P。分析电路,滑动变阻器向左滑动阻值变大,故整个电路阻值变大。根据,整个电路(干路)电流变小,L3在干路中,通过L3电流为干路电流,根据,L3电流变小则变暗。

又因为整个电路电流变小,L3的电流变小而自身电阻不变,分到的电压U3变小。由于电路两端电压保持不变,则L2与滑动变阻器和L1组成的并联电路分到的电压变大。L1电压变大,自身电阻不变则电流变大,L1变亮。

L3电流变小,L1分到的电流变大,则根据并联电路电流规律,L2电流变小,故L2变暗。

故正确答案为B。

给定材料

(无)