选择题考点专项训练46 闭合电路动态分析与故障分析（后附解析）-【选择题专练】2025年高考物理一轮复习练习

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A.电压表的示数变大
B.电源的输出功率变大
C.电源的效率变大
D.滑动变阻器消耗功率变大
2.(功率最值问题)如图甲所示的电路，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝2 W
B.图乙中R1＝6 Ω，R2＝12 Ω
C.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大
D.调整滑动变阻器Rr的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A
3.(开关闭合引起的动态变化)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时( )
A.车灯的电流变小 B.路端电压变小
C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大
4.(气敏电阻引起的动态变化)如图甲是用气敏电阻改装的酒精含量测试仪电路图，测试仪用于测试汽车司机是否酒驾，R1为定值电阻，R2为气敏电阻。R2的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，电源电动势保持不变。若测试对象呼出的气体中酒精气体浓度越大，则( )
A.测试仪中电压表的示数越小
B.测试仪中电流表的示数越小
C.电源的路端电压越小
D.电压表与电流表示数的比值越小
5.(光敏电阻引起的动态变化)(多选)安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是( )
A.环境变暗时，甲电路的灯泡亮度变亮
B.环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C.环境变亮时，甲电路的R1电功率减小
D.环境变亮时，乙电路的R1电功率增大
6.(热敏电阻引起的动态变化)如图所示，电源电动势为E，内电阻恒为r，R是定值电阻，已知R>r，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大。在温度降低的过程中，分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数U2减小
B.电源的输出功率一定增大
C.eq \f(ΔU1,ΔI)、eq \f(ΔU2,ΔI)、eq \f(ΔU3,ΔI)都不变
D.ΔU1>ΔU2
7.(电路故障)如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是( )
A.R1短路 B.R2断路
C.R2短路 D.R3短路
解析答案46 闭合电路动态分析与故障分析
1．B [开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，故电压表的示数变小，电流表的示数变大，故A错误；电源的输出功率P出＝I2R外＝eq \f(E2,（r＋R外）)R外＝eq \f(E2,\f(r2,R外)＋R外＋2r)，可知，当r＝R外时，电源输出功率最大，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，外电阻的大小向内阻接近，故输出功率变大，故B正确；电源的效率η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(U,E)×100%，由于路端电压减小，所以电源的效率变小，故C错误；将定值电阻看成电源的内阻，则等效电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值是3r，因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，故D错误。]
2．B [由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm＝eq \f(E2,4r)，把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当Rr＝R1＝R＋r＝6 Ω，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝eq \f(E2,4（R＋r）)＝1.5 W，A错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R0＋R＋r)))eq \s\up12(2)R0＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R2＋R＋r)))eq \s\up12(2)R2，解得R2＝12 Ω，B正确；当回路中电流最大时，即Rr＝0时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；当滑动变阻器Rr的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im＝eq \f(E,R＋r)＝eq \f(6,4＋2) A＝1 A，则调整滑动变阻器Rr的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A，D错误。]
3．ABD [开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，A正确；电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，路端电压变小，B正确；总电流即干路电流为I干＝eq \f(U内,r)＝eq \f(E－U路,r)，U路减小，干路电流增大，C错误；电源总功率为P总＝EI干，I干增大，总功率变大，D正确。]
4．B [由图乙可知，酒精气体浓度越大，气敏电阻阻值越大，所以电路中的总电阻越大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流就越小，即电流表示数越小。电压表的示数U＝E－I(R1＋r)，可知电压表示数变大，故A错误，B正确；根据对A、B项的分析可知，电源内电压减小，所以电源的路端电压变大，C错误；电压表与电流表示数的比值表示气敏电阻的阻值大小，因为酒精浓度越大，气敏电阻阻值就越大，所以电压表与电流表示数的比值就越大，故D错误。]
5．AD [设电源内阻为r，甲图中，当环境变暗时，Rt阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，根据闭合电路欧姆定律UL＝E－I(R0＋r)，可知灯泡两端电压变大，灯泡亮度变亮；当环境变亮时，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律可知灯泡两端电压变小，流过灯泡的电流变小，由于通过干路的总电流增大，故流过R1的电流I1增大，根据P1＝Ieq \\al(2,1)R1可知R1电功率增大，故A正确，C错误；乙图中，当环境变暗时，Rt阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，因为R1的电阻值和灯泡的阻值不变，故流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；当环境变亮时，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，流过R1的电流变大，电功率增大，故B错误，D正确。]
6．C [因为温度降低，RT增大，由E＝I(r＋R＋RT)，可知，I减小，则U2＝E－I(r＋R)，U2增大，故A错误；电源的输出功率P＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,r＋R＋RT)))eq \s\up12(2)(R＋RT)＝eq \f(E2,\f(r2,R＋RT)＋（R＋RT）＋2r)，RT增大，根据数学知识可得输出功率减小，故B错误；电压表3测路端电压，电压表2测热敏电阻RT两端电压，电压表1测定值电阻R两端电压，由U3＝E－Ir，得eq \f(ΔU3,ΔI)＝r，U2＝E－I(r＋R)，得eq \f(ΔU2,ΔI)＝r＋R，由U1＝IR，得eq \f(ΔU1,ΔI)＝R，故eq \f(ΔU1,ΔI)、eq \f(ΔU2,ΔI)、eq \f(ΔU3,ΔI)，都不变，且ΔU1