还剩14页未读，
继续阅读
新高考物理一轮复习刷题练习第62讲 电路的动态分析（含解析）
展开
这是一份新高考物理一轮复习刷题练习第62讲 电路的动态分析（含解析），共17页。试卷主要包含了闭合电路的欧姆定律，路端电压与负载的关系，路端电压跟电流的关系，电路的功率和效率，判定总电阻变化情况的规律，电路动态分析的方法等内容，欢迎下载使用。
第62讲 电路的动态分析
1．（2018•全国）如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P处于某一位置时，小灯泡L能发光。将滑片P从该位置向b端滑动，则（ ）
A．小灯泡L变亮，电流表的示数变小
B．小灯泡L变亮，电流表的示数增大
C．小灯泡L变暗，电流表的示数变小
D．小灯泡L变暗，电流表的示数增大
【解答】解：将滑片P从该位置向b端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流I变小，则电流表示数变小。
总电流变小，电源的内电压变小，则路端电压变大，小灯泡的电压变大，则小灯泡L变亮，故A正确，BCD错误；
故选：A。
（多选）2．（2014•上海）如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表示数变化量的绝对值为△I，则（ ）
A．A的示数增大 B．V2的示数增大
C．△V3与△I的比值大于r D．△V1大于△V2
【解答】解：据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路；理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表V1测量R的电压设为U1，V2测量路端电压设为U2，V3测量滑动变阻器的电压设为U3。
A、当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，故A正确；
B、电路中电流增大，根据U2＝E﹣Ir，则路端电压U2减小，所以V2的示数减小，故B错误；
C、根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E﹣I（R+r），则得：R+r＞r，则ΔV3与ΔI的比值大于r，故C正确；
D、根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E﹣Ir，则得：r；
R为定值电阻，则有R，
据题：R＞r，则，故ΔV1大于ΔV2．故D正确。
故选：ACD。
一.知识回顾
1．电动势
(1)定义：电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(2)表达式：E＝。
(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点：由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
2．内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的内阻，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
3．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式
①I＝(只适用于纯电阻电路)；
②E＝U外＋U内(适用于所有电路)。
4．路端电压与负载的关系
一般情况
U＝IR＝·R＝当R增大时，U增大
特殊情况
①当外电路断开时，I＝0，U＝E
②当电源两端短路时，I＝，U＝0
5．路端电压跟电流的关系
(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。
6．电路的功率和效率
(1)电源的功率P总＝EI。
(2)电源内部损耗功率P内＝I2r。
(3)电源的输出功率P出＝UI。
A.定值电阻的功率：P定＝I2R
R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。
B. 对纯电阻电路，则有： P出＝I2R＝＝。
由上式可以看出
①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
③当R
利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变＝r′时，P变有最大值。
C.外电路不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，则有：
P出＝（E-U）U/r， U=E/2时，输出功率最大。Pm＝
或者P出＝I（E-Ir）,I=E/2r时，输出功率最大。Pm＝
(4)电源的效率η＝×100%＝×100%。
A.任意电路
η＝×100%＝×100%
B.纯电阻电路
η＝×100%＝×100%
因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。
7．判定总电阻变化情况的规律
(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)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0
(1)程序法
电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
即：←R↑→
(3)极限法
对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。
(4)特殊值法
对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。
9.电路动态分析的一般步骤
(1)弄清局部电路变化所引起的局部电路电阻的变化。
(2)根据局部电路电阻的变化，确定整个电路的外电阻如何变化。
(3)根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路总电流如何变化。
(4)由U内＝I总r确定电源内电压如何变化。
(5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。
(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。
二.例题精析
题型一：部分电路中的电流、电压及功率变化
例1．如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．R2的功率增大 B．R3两端的电压减小
C．电流表的示数变大 D．R1的电流增大
【解答】解：当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则知R3两端的电压增大，则通过R3电流I3增大，通过R2电流I2＝I﹣I3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，电压U2也减小；R1、R4并联电压U并＝U﹣U2，U增大，U2减小，则知U并增大，故通过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大。R1的电流I1＝I2﹣IA，I2减小，IA，增大，则I1减小。故C正确，ABD错误。
故选：C。
题型二：闭合电路中电源的输出功率与效率变化
例2．如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（ ）
A．Rx消耗的功率减小
B．Rx消耗的功率先增大后减小
C．电源内部消耗的功率减小
D．R0消耗的功率减小
【解答】解：A、将R0等效为内阻，所以电源内阻为2r，而滑动变阻器接入电阻最大为2r，此时滑动变阻器上消耗的功率最大，则当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，Rx消耗的功率减小，故A正确，B错误；
C、当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P＝I2r可知，电源内消耗的功率增大，故C错误；
D、R0为定值电阻，其功率随电流的变化而变化，而在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻变小，则电流变大，故功率越来越大，故D错误；
故选：A。
题型三：巧用等效电源
（多选）例3．如图所示，电路中定值R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．理想电压表V3的示数变大
B．电源的效率增大
C．r
D．ΔU3＞ΔU1＞ΔU2
【解答】解：A、理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与变阻器串联，理想电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，理想电压表V2的示数变小，R两端的电压增大，理想电压表V1的示数变大，滑动变阻器两端电压减小，所以理想电压表V3的示数变小，故A错误；
B、根据效率公式，可得电源的效率为：η，路端电压减小，所以电源效率减小，故B错误；
CD、由闭合电路欧姆定律，结合题意可得：U2＝E﹣Ir，U3＝E﹣I（R+r），由欧姆定律得：U1＝IR
则有：ΔU1＝ΔIR，ΔU2＝ΔIr，ΔU3＝ΔI（R+r）
所以电源内阻为：r
可得：ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故CD正确；
故选：CD。
三.举一反三，巩固练习。
1. 在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（ ）
A．流过电源的总电流增大
B．R1消耗的功率增大
C．电源内部消耗的功率增大
D．R2所在支路的电流增大
【解答】解：滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，总电阻增大，则流过电源的总电流减小，根据P＝I2r可知电源内部消耗的功率减小，根据U＝E﹣Ir，可知路端电压增大，则R1的电流增大，所以消R1消耗的功率增大，R2所在支路的电流减小，故ACD错误，B正确；
故选：B。
2. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A三个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据欧姆定律可得
R1
根据闭合电路欧姆定律可得
U﹣E﹣Ir
U2＝E﹣I（r+R1）
所以
r
r+R1
由于r和R1的大小关系未知，所以无法判断和的关系，但一定有
R1+r＞R1
R1+r＞r
所以一定有
故ACD错误，B正确。
故选：B。
3. 利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（ ）
A．电压较大的刻度对应较高的温度
B．电压刻度0V对应的就是0℃
C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高
【解答】解：AB、温度为tA时电阻R的阻值大于温度tB时的阻值，由串联电路分压规律可知，R的电压：UE，R越大，U越大，所以tA应标在电压较大的刻度上，tB应标在电压较小的刻度上，故AB错误；
C、由UE知，U与R是非线性关系，而R与t是线性关系，则U与t是非线性关系，电压表刻度是均匀的，所以电子温度计表盘上温度刻度不均匀，故C错误；
D、若电池用久后内阻r变大，由I知电路中电流变小，R的电压变小，则用该温度计测量的温度要比真实值偏高，故D正确。
故选：D。
4. 如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
A．当扫描笔头在白色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B．当扫描笔头在黑色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D．扫描笔头外壳出现破损漏光，仍然能正常工作
【解答】解：A、当扫描笔头在白色间隔上移动时，光敏三极管呈低阻抗，电路中电流大，R0的电压大，则信号处理系统获得高电压，故A正确；
B、当扫描笔头在黑色线条上移动时，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流小，R0的电压低，则信号处理系统获得低电压，故B错误；
C、如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，故C错误；
D、扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三级管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，故D错误。
故选：A。
5. 利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高后，电源的效率将升高
B．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
C．tA和tB相比，tA应标在电压较小的刻度上
D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高
【解答】解：A、电源的效率η，温度升高、某半导体的电阻阻值减小、电路电流增大、内电压增大、路端电压减小，电源的效率减小，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数：U，可知U与R是非线性关系，而R与t是线性关系，则U与t是非线性关系，所以电子温度计表盘上温度刻度不均匀，故B错误；
C、温度为tA时电阻R的阻值大于温度tB时的阻值，由串联电路分压规律可知，R的电压：U，R越大，U越大，所以tA应标在电压较大的刻度上，tB应标在电压较小的刻度上，故C错误；
D、若电池用久后内阻r变大，由U可知R的电压变小，则用该温度计测量的温度要比真实值偏高，故D正确。
故选：D。
6. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向b端移动过程中，电流表A1的读数变化量的绝对值为ΔI1，电流表A2的读数变化量的绝对值为ΔI2，电压表V1的读数变化量的绝对值为ΔU1，电压表V2的读数变化量的绝对值为ΔU2，则（ ）
A．U1变大，U2变大，不变
B．I1变小，ΔU1＜ΔU2，变大
C．I1变大，I2变小，变小
D．I1变小，ΔU1＞ΔU2，不变
【解答】解：当R5的滑片向b端移动过程中，R5变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，总电流I1变小，路端电压变大，即U1变大，根据闭合电路欧姆定律知
U1＝E﹣I1r
U2＝E﹣I1（r+R1+R3）
可知
ΔU1＜ΔU2
U2变大，根据欧姆定律得I2变大，由
R2+R4，
r，
可知不变，不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
7. （多选）如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．微粒P将向上运动 B．电流表读数增大
C．R3上消耗的电功率增大 D．电源的效率减小
【解答】解：A、电容器、滑动变阻器R2和R3并联后，再与R1串联，接在电源两端。当滑动变阻器R2的滑片向b端移动，此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分两端的电压减小，平行金属板两端电压减小，微粒P将向下运动，故A错误；
B、干路中电流增大，并联部分两端的电压减小，流过R3电流减小，流过R2电流增大，电流表读数增大，故B正确；
C、由于流过R3的电流减小，故R3上消耗的电功率减小，故C错误；
D、由电源的输出效率η100%可知，当路端电压较小时，电源的输出效率减小，故D正确。
故选：BD。
（多选）如图所示，R1、R2和R3都是阻值为R0的定值电阻，R是滑动变阻器，V1、V2和A都是理想电压表和电流表，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A．V1表示数减小
B．V2表示数减小
C．
D．电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值小于电压表V2示数的变化量ΔU2的绝对值
【解答】解：ABD.R的滑片向左移动，阻值减小，利用闭合电路欧姆定律有：I总增大，则r和R1的电压Ur＝I总r，U1＝I总R1增大，则U并＝E﹣U1﹣Ur减小，则I2减小，根据并联电路电流关系可知I＝I总﹣I2增大，则U3＝IR3增大，U2＝U﹣U3减小，知：V1表示数增大，V2表示数减少，故A错误、BD正确；
C.由上述分析可解得U2I
则
故C正确。
故选：BCD。
8. 如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，滑动变阻器R1总阻值为6Ω，定值电阻R2＝10Ω，电流表A以及电压表V1、V2是理想电表。在调整滑动变阻器R1的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表V1读数改变量与电流表读数改变量之比为2Ω
B．电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为60Ω
C．电阻R2消耗的最小功率为2.5W
D．电源的最大输出功率为2.5W
【解答】解：根据U＝IR，对于定值电阻而言U与I成正比，故
A、根据闭合电路欧姆定律得：
U1＝E﹣I（R2+r）
故（10+2）Ω＝12Ω，故A错误。
B、因为U2＝IR2，故R2＝10Ω，故B错误。
C、根据P＝I2R可知，R一定，当I最小时，P最小，故当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，I最小，即电阻R2上消耗的最小功率为：
P2WW，故C错误。
D、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，因为定值电阻阻值R2大于电源内阻r，所以外电路的总电阻大于电源内阻，故当外电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电源的输出功率最大，最大功率为：
PmW＝2.5W，故D正确。
故选：D。
9. 如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是（ ）
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
【解答】解：由电路图可知，R3和Rt串联后与R1并联，再与R2串联；
A、若金属热电阻温度升高，Rt增大，并联部分的总电阻增大，分担的电压增大，通过R1的电流增大。总电阻增大，则总电流减小，所以通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小，与题不符，故A错误。
B、当金属热电阻温度降低时，Rt减小，光照减弱时，R1增大，并联部分的电阻可能增大，分担的电压增大，而Rt分担的电压减小，则电压表示数增大，故B正确。
C、光照增强时，R1减小，并联部分的总电阻减小，分担的电压减小，电压表示数减小，故C错误。
D、光照增强时，R1减小，金属热电阻温度升高时，Rt增大。并联部分的电阻可能增大，分担的电压增大，通过R1的电流增大。总电阻增大，总电流减小，则通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小。并联部分的电阻也可能减小，分担的电压减小，通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小。与题不符，故D错误。
故选：B。
第62讲 电路的动态分析
1．（2018•全国）如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P处于某一位置时，小灯泡L能发光。将滑片P从该位置向b端滑动，则（ ）
A．小灯泡L变亮，电流表的示数变小
B．小灯泡L变亮，电流表的示数增大
C．小灯泡L变暗，电流表的示数变小
D．小灯泡L变暗，电流表的示数增大
【解答】解：将滑片P从该位置向b端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流I变小，则电流表示数变小。
总电流变小，电源的内电压变小，则路端电压变大，小灯泡的电压变大，则小灯泡L变亮，故A正确，BCD错误；
故选：A。
（多选）2．（2014•上海）如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表示数变化量的绝对值为△I，则（ ）
A．A的示数增大 B．V2的示数增大
C．△V3与△I的比值大于r D．△V1大于△V2
【解答】解：据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路；理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表V1测量R的电压设为U1，V2测量路端电压设为U2，V3测量滑动变阻器的电压设为U3。
A、当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，故A正确；
B、电路中电流增大，根据U2＝E﹣Ir，则路端电压U2减小，所以V2的示数减小，故B错误；
C、根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E﹣I（R+r），则得：R+r＞r，则ΔV3与ΔI的比值大于r，故C正确；
D、根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E﹣Ir，则得：r；
R为定值电阻，则有R，
据题：R＞r，则，故ΔV1大于ΔV2．故D正确。
故选：ACD。
一.知识回顾
1．电动势
(1)定义：电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。
(2)表达式：E＝。
(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点：由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
2．内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的内阻，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
3．闭合电路的欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式
①I＝(只适用于纯电阻电路)；
②E＝U外＋U内(适用于所有电路)。
4．路端电压与负载的关系
一般情况
U＝IR＝·R＝当R增大时，U增大
特殊情况
①当外电路断开时，I＝0，U＝E
②当电源两端短路时，I＝，U＝0
5．路端电压跟电流的关系
(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻。
6．电路的功率和效率
(1)电源的功率P总＝EI。
(2)电源内部损耗功率P内＝I2r。
(3)电源的输出功率P出＝UI。
A.定值电阻的功率：P定＝I2R
R为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，I最小，P定最小，当R外最小时，I最大，P定最大。
B. 对纯电阻电路，则有： P出＝I2R＝＝。
由上式可以看出
①当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝。
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
③当R
利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r′，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变＝r′时，P变有最大值。
C.外电路不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，则有：
P出＝（E-U）U/r， U=E/2时，输出功率最大。Pm＝
或者P出＝I（E-Ir）,I=E/2r时，输出功率最大。Pm＝
(4)电源的效率η＝×100%＝×100%。
A.任意电路
η＝×100%＝×100%
B.纯电阻电路
η＝×100%＝×100%
因此R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。
7．判定总电阻变化情况的规律
(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)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0
(1)程序法
电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路。
(2)“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
即：←R↑→
(3)极限法
对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。
(4)特殊值法
对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。
9.电路动态分析的一般步骤
(1)弄清局部电路变化所引起的局部电路电阻的变化。
(2)根据局部电路电阻的变化，确定整个电路的外电阻如何变化。
(3)根据闭合电路欧姆定律I总＝，确定电路总电流如何变化。
(4)由U内＝I总r确定电源内电压如何变化。
(5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。
(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。
二.例题精析
题型一：部分电路中的电流、电压及功率变化
例1．如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．R2的功率增大 B．R3两端的电压减小
C．电流表的示数变大 D．R1的电流增大
【解答】解：当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则知R3两端的电压增大，则通过R3电流I3增大，通过R2电流I2＝I﹣I3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，电压U2也减小；R1、R4并联电压U并＝U﹣U2，U增大，U2减小，则知U并增大，故通过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大。R1的电流I1＝I2﹣IA，I2减小，IA，增大，则I1减小。故C正确，ABD错误。
故选：C。
题型二：闭合电路中电源的输出功率与效率变化
例2．如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（ ）
A．Rx消耗的功率减小
B．Rx消耗的功率先增大后减小
C．电源内部消耗的功率减小
D．R0消耗的功率减小
【解答】解：A、将R0等效为内阻，所以电源内阻为2r，而滑动变阻器接入电阻最大为2r，此时滑动变阻器上消耗的功率最大，则当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，Rx消耗的功率减小，故A正确，B错误；
C、当变阻器的滑动片自A端向B端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据P＝I2r可知，电源内消耗的功率增大，故C错误；
D、R0为定值电阻，其功率随电流的变化而变化，而在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻变小，则电流变大，故功率越来越大，故D错误；
故选：A。
题型三：巧用等效电源
（多选）例3．如图所示，电路中定值R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．理想电压表V3的示数变大
B．电源的效率增大
C．r
D．ΔU3＞ΔU1＞ΔU2
【解答】解：A、理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与变阻器串联，理想电压表V1、V2、V3分别测量R、路端电压和变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，理想电压表V2的示数变小，R两端的电压增大，理想电压表V1的示数变大，滑动变阻器两端电压减小，所以理想电压表V3的示数变小，故A错误；
B、根据效率公式，可得电源的效率为：η，路端电压减小，所以电源效率减小，故B错误；
CD、由闭合电路欧姆定律，结合题意可得：U2＝E﹣Ir，U3＝E﹣I（R+r），由欧姆定律得：U1＝IR
则有：ΔU1＝ΔIR，ΔU2＝ΔIr，ΔU3＝ΔI（R+r）
所以电源内阻为：r
可得：ΔU3＞ΔU1＞ΔU2，故CD正确；
故选：CD。
三.举一反三，巩固练习。
1. 在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（ ）
A．流过电源的总电流增大
B．R1消耗的功率增大
C．电源内部消耗的功率增大
D．R2所在支路的电流增大
【解答】解：滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，总电阻增大，则流过电源的总电流减小，根据P＝I2r可知电源内部消耗的功率减小，根据U＝E﹣Ir，可知路端电压增大，则R1的电流增大，所以消R1消耗的功率增大，R2所在支路的电流减小，故ACD错误，B正确；
故选：B。
2. 如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表。移动滑动变阻器R2的滑片，V、V1、V2和A三个电表的示数分别记为U、U1、U2和I，则必有（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据欧姆定律可得
R1
根据闭合电路欧姆定律可得
U﹣E﹣Ir
U2＝E﹣I（r+R1）
所以
r
r+R1
由于r和R1的大小关系未知，所以无法判断和的关系，但一定有
R1+r＞R1
R1+r＞r
所以一定有
故ACD错误，B正确。
故选：B。
3. 利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（ ）
A．电压较大的刻度对应较高的温度
B．电压刻度0V对应的就是0℃
C．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高
【解答】解：AB、温度为tA时电阻R的阻值大于温度tB时的阻值，由串联电路分压规律可知，R的电压：UE，R越大，U越大，所以tA应标在电压较大的刻度上，tB应标在电压较小的刻度上，故AB错误；
C、由UE知，U与R是非线性关系，而R与t是线性关系，则U与t是非线性关系，电压表刻度是均匀的，所以电子温度计表盘上温度刻度不均匀，故C错误；
D、若电池用久后内阻r变大，由I知电路中电流变小，R的电压变小，则用该温度计测量的温度要比真实值偏高，故D正确。
故选：D。
4. 如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
A．当扫描笔头在白色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B．当扫描笔头在黑色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D．扫描笔头外壳出现破损漏光，仍然能正常工作
【解答】解：A、当扫描笔头在白色间隔上移动时，光敏三极管呈低阻抗，电路中电流大，R0的电压大，则信号处理系统获得高电压，故A正确；
B、当扫描笔头在黑色线条上移动时，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流小，R0的电压低，则信号处理系统获得低电压，故B错误；
C、如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，故C错误；
D、扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三级管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，故D错误。
故选：A。
5. 利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计。图甲表示该半导体的电阻R随温度t变化的情况。把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻R0连成如图乙所示的电路。用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高后，电源的效率将升高
B．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的
C．tA和tB相比，tA应标在电压较小的刻度上
D．若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高
【解答】解：A、电源的效率η，温度升高、某半导体的电阻阻值减小、电路电流增大、内电压增大、路端电压减小，电源的效率减小，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数：U，可知U与R是非线性关系，而R与t是线性关系，则U与t是非线性关系，所以电子温度计表盘上温度刻度不均匀，故B错误；
C、温度为tA时电阻R的阻值大于温度tB时的阻值，由串联电路分压规律可知，R的电压：U，R越大，U越大，所以tA应标在电压较大的刻度上，tB应标在电压较小的刻度上，故C错误；
D、若电池用久后内阻r变大，由U可知R的电压变小，则用该温度计测量的温度要比真实值偏高，故D正确。
故选：D。
6. 在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向b端移动过程中，电流表A1的读数变化量的绝对值为ΔI1，电流表A2的读数变化量的绝对值为ΔI2，电压表V1的读数变化量的绝对值为ΔU1，电压表V2的读数变化量的绝对值为ΔU2，则（ ）
A．U1变大，U2变大，不变
B．I1变小，ΔU1＜ΔU2，变大
C．I1变大，I2变小，变小
D．I1变小，ΔU1＞ΔU2，不变
【解答】解：当R5的滑片向b端移动过程中，R5变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律知，总电流I1变小，路端电压变大，即U1变大，根据闭合电路欧姆定律知
U1＝E﹣I1r
U2＝E﹣I1（r+R1+R3）
可知
ΔU1＜ΔU2
U2变大，根据欧姆定律得I2变大，由
R2+R4，
r，
可知不变，不变，故A正确，BCD错误。
故选：A。
7. （多选）如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）
A．微粒P将向上运动 B．电流表读数增大
C．R3上消耗的电功率增大 D．电源的效率减小
【解答】解：A、电容器、滑动变阻器R2和R3并联后，再与R1串联，接在电源两端。当滑动变阻器R2的滑片向b端移动，此时滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分两端的电压减小，平行金属板两端电压减小，微粒P将向下运动，故A错误；
B、干路中电流增大，并联部分两端的电压减小，流过R3电流减小，流过R2电流增大，电流表读数增大，故B正确；
C、由于流过R3的电流减小，故R3上消耗的电功率减小，故C错误；
D、由电源的输出效率η100%可知，当路端电压较小时，电源的输出效率减小，故D正确。
故选：BD。
（多选）如图所示，R1、R2和R3都是阻值为R0的定值电阻，R是滑动变阻器，V1、V2和A都是理想电压表和电流表，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A．V1表示数减小
B．V2表示数减小
C．
D．电压表V1示数的变化量ΔU1的绝对值小于电压表V2示数的变化量ΔU2的绝对值
【解答】解：ABD.R的滑片向左移动，阻值减小，利用闭合电路欧姆定律有：I总增大，则r和R1的电压Ur＝I总r，U1＝I总R1增大，则U并＝E﹣U1﹣Ur减小，则I2减小，根据并联电路电流关系可知I＝I总﹣I2增大，则U3＝IR3增大，U2＝U﹣U3减小，知：V1表示数增大，V2表示数减少，故A错误、BD正确；
C.由上述分析可解得U2I
则
故C正确。
故选：BCD。
8. 如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，滑动变阻器R1总阻值为6Ω，定值电阻R2＝10Ω，电流表A以及电压表V1、V2是理想电表。在调整滑动变阻器R1的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表V1读数改变量与电流表读数改变量之比为2Ω
B．电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为60Ω
C．电阻R2消耗的最小功率为2.5W
D．电源的最大输出功率为2.5W
【解答】解：根据U＝IR，对于定值电阻而言U与I成正比，故
A、根据闭合电路欧姆定律得：
U1＝E﹣I（R2+r）
故（10+2）Ω＝12Ω，故A错误。
B、因为U2＝IR2，故R2＝10Ω，故B错误。
C、根据P＝I2R可知，R一定，当I最小时，P最小，故当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，I最小，即电阻R2上消耗的最小功率为：
P2WW，故C错误。
D、当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，因为定值电阻阻值R2大于电源内阻r，所以外电路的总电阻大于电源内阻，故当外电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电源的输出功率最大，最大功率为：
PmW＝2.5W，故D正确。
故选：D。
9. 如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是（ ）
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
【解答】解：由电路图可知，R3和Rt串联后与R1并联，再与R2串联；
A、若金属热电阻温度升高，Rt增大，并联部分的总电阻增大，分担的电压增大，通过R1的电流增大。总电阻增大，则总电流减小，所以通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小，与题不符，故A错误。
B、当金属热电阻温度降低时，Rt减小，光照减弱时，R1增大，并联部分的电阻可能增大，分担的电压增大，而Rt分担的电压减小，则电压表示数增大，故B正确。
C、光照增强时，R1减小，并联部分的总电阻减小，分担的电压减小，电压表示数减小，故C错误。
D、光照增强时，R1减小，金属热电阻温度升高时，Rt增大。并联部分的电阻可能增大，分担的电压增大，通过R1的电流增大。总电阻增大，总电流减小，则通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小。并联部分的电阻也可能减小，分担的电压减小，通过R3的电流减小，R3的电压减小，所以电压表示数减小。与题不符，故D错误。
故选：B。
相关试卷
新高考物理一轮复习刷题练习第77讲 带电粒子在磁场中的动态圆模型（含解析）： 这是一份新高考物理一轮复习刷题练习第77讲 带电粒子在磁场中的动态圆模型（含解析），共19页。试卷主要包含了模型条件，模型分类等内容，欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习刷题练习第63讲 含电容器电路的动态分析（含解析）： 这是一份新高考物理一轮复习刷题练习第63讲 含电容器电路的动态分析（含解析），共13页。试卷主要包含了电阻的简化处理，电荷变化量的计算等内容，欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习刷题练习第84讲 动生电动势及其电路分析的五种题型（含解析）： 这是一份新高考物理一轮复习刷题练习第84讲 动生电动势及其电路分析的五种题型（含解析），共24页。试卷主要包含了导体转动切割磁感线等内容，欢迎下载使用。
