第十章 微專題71　電路的動(dòng)態(tài)分析-2025年高中物理《加練半小時(shí)》新教材版

第十章電路及其應(yīng)用微專題71電路的動(dòng)態(tài)分析1．電路動(dòng)態(tài)分析的方法：(1)先分析電路串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系；(2)按“部分→整體→部分”的順序，逐一判斷；(3)先分析串聯(lián)電路，后分析并聯(lián)電路；先分析定值電阻，后分析可變電阻，分析每一電阻的電壓和電流的變化情況。2.“串反并同”結(jié)論只適用電源內(nèi)阻不為0的電路。1.(2023·上海市市西中學(xué)階段練習(xí))恒壓電源的內(nèi)阻可視為零，普通電源的內(nèi)阻不可忽略。為判別一電源是哪種電源，某同學(xué)連接了如圖所示實(shí)驗(yàn)電路，并斷開開關(guān)，設(shè)想通過(guò)觀察開關(guān)閉合后的電流表作出判斷。此方案()A．無(wú)效。因?yàn)闊o(wú)論是哪種電路，電流表示數(shù)都變大B．無(wú)效。因?yàn)闊o(wú)論是哪種電路，電流表示數(shù)都變小C．有效。若是恒壓電源，電流表示數(shù)不變，若是普通電源，則電流表示數(shù)變大D．有效。若是恒壓電源，電流表示數(shù)不變，若是普通電源，則電流表示數(shù)變小答案D解析若為普通電源，開關(guān)閉合后，外電阻減小，干路電流增大，內(nèi)電壓增大，外電壓減小，電流表示數(shù)變小。若是恒壓電源，閉合開關(guān)后，路端電壓不變，電流表示數(shù)不變。故選D。2．(2023·廣東東莞市專題練習(xí))平行金屬板間帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)B．R3上消耗的功率逐漸增大C．電壓表讀數(shù)減小D．電流表讀數(shù)增大答案B解析滑動(dòng)變阻器R4的滑片向a端移動(dòng)時(shí)，R4接入電路的電阻增大，電路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R總)，可知電路總電流I減小，電容器兩極板的電壓為UC＝E－I(r＋R1)，所以UC增大，所以平行金屬板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，質(zhì)點(diǎn)P所受豎直向上的靜電力增大，質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；R3兩端的電壓等于電容器兩極板的電壓，根據(jù)公式P＝eq\f(U2,R)可知，R3兩端的電壓增大，R3上消耗的功率增大，故B正確；根據(jù)部分電路歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知，流過(guò)R3的電流增大，流過(guò)電流表的電流為IA＝I－IR3。由于I減小，IR3增大，所以IA減小，即流過(guò)電流表的電流減小，故D錯(cuò)誤；由于UV＝UC－IAR2，UC增大，IA減小，所以電壓表的讀數(shù)UV增大，故C錯(cuò)誤。3．(多選)(2024·廣東梅州市平遠(yuǎn)中學(xué)校考期末)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，其中R1＝r，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向a移動(dòng)過(guò)程中()A．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)減小B．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)增大C．電源的輸出功率增大D．電源的總功率增大答案CD解析當(dāng)滑片向a滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知電路中總電流增大，則內(nèi)電壓增大，由U＝E－Ir可知路端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小；因路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分電壓減小，由歐姆定律可知通過(guò)R2的電流減小，則電流表示數(shù)增大，故A、B錯(cuò)誤；由題知R1＝r，外電阻大于內(nèi)電阻，當(dāng)外電阻減小時(shí)，外電阻與內(nèi)電阻更接近，所以電源的輸出功率增大，故C正確；由P＝EI知，I增大，E不變，所以電源的總功率增大，故D正確。4．(多選)(2024·安徽師范大學(xué)附屬中學(xué)階段練習(xí))如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R0為定值電阻，R0的阻值大于電源內(nèi)阻，電表均為理想電表、R為滑動(dòng)變阻器，在將滑動(dòng)變阻器滑片P從a端向b端移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．電壓表V的示數(shù)先增大后減小B．電流表A1的示數(shù)變大C．電流表A2的示數(shù)變小D．電源的輸出功率先增大后減小答案AC解析滑動(dòng)變阻器滑片P從a端向b端移動(dòng)過(guò)程中，回路中的總電阻先增大后減小，因此電路中的總電流先減小后增大，電流表A1的示數(shù)先減小后增大，故B錯(cuò)誤；電源內(nèi)電壓先減小后增大，因此電壓表的示數(shù)(路端電壓)先增大后減小，故A正確；當(dāng)滑片P從a向中點(diǎn)滑動(dòng)過(guò)程中，電路中的總電流減小，因此RPa和RPb兩端的電壓增大，RPb中的電流增大，RPa中電流減小，電流表A2的示數(shù)減小；當(dāng)滑片P從中點(diǎn)向b滑動(dòng)過(guò)程中，電路中的電流增大，RPa和RPb兩端的電壓減小，RPa增大，RPa中電流減小，電流表A2的示數(shù)減小，故C正確；由于R0的阻值大于電源內(nèi)阻，因此外電阻一直大于電源內(nèi)阻，且先增大后減小，因此電源的輸出功率先減小后增大，故D錯(cuò)誤。5．(2024·廣東東莞市專題練習(xí))在如圖甲所示的電路中，閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng)的過(guò)程中，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化。圖乙中三條圖線分別表示了三個(gè)電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說(shuō)法正確的是()A．圖線a表示電壓表V2示數(shù)變化的情況B．圖線c表示電壓表V3示數(shù)變化的情況C．滑片P下滑過(guò)程中，eq\f(ΔU1,ΔI)的值變大D．滑片P下滑過(guò)程中，eq\f(ΔU3,ΔI)的值不變答案D解析根據(jù)部分電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律可得U2＝IR1，U1＝E－Ir，U3＝U1－U2＝E－Ir－IR1＝E－I(r＋R1)，由此可知，圖線a表示電壓表V3示數(shù)變化的情況，圖線b表示電壓表V1示數(shù)變化的情況，圖線c表示電壓表V2示數(shù)變化的情況，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析可知eq\f(ΔU1,ΔI)＝－r，eq\f(ΔU2,ΔI)＝R1，eq\f(ΔU3,ΔI)＝－(r＋R1)，所以在滑片P下滑過(guò)程中，電壓變化量與電流變化量的比值保持不變，故C錯(cuò)誤，D正確。6.(多選)(2023·湖南常德市漢壽縣第一中學(xué)?？?如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，燈泡L1、L2和L3的電阻均不會(huì)變化，電流表A和電壓表V1、V2、V3都是理想電表。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電表A和V1、V2、V3的示數(shù)都發(fā)生變化，分別用I、U1、U2、U3表示，變化量的絕對(duì)值分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，則下列說(shuō)法正確的是()A．電流表和電壓表示數(shù)都減小B．電源消耗的功率減小，而效率增大C.eq\f(U2,I)不變、eq\f(ΔU2,ΔI)變小D.eq\f(U3,I)變大、eq\f(ΔU3,ΔI)不變答案BD解析滑片向下滑動(dòng)，電阻變大，干路電流I減小，內(nèi)電壓Ur、L1電壓UL1、L2電壓UL2和L3電壓UL3都減小，則電流表示數(shù)減小，電壓表V1示數(shù)減小，電壓表V2示數(shù)和電壓表V3示數(shù)都增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電源消耗的功率P＝EI減小，電源的效率η＝eq\f(IR外,IR總)×100%＝eq\f(R外,R外＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))×100%，其隨外電路電阻增大而增大，B項(xiàng)正確；根據(jù)歐姆定律可知eq\f(U1,I)＝RL2，eq\f(U2,I)＝R2，eq\f(U3,I)＝eq\f(E,I)－(RL1＋RL3＋r)，可知eq\f(U1,I)不變，eq\f(U3,I)變大，又由eq\f(U3,I)＝eq\f(U1,I)＋eq\f(U2,I)可知eq\f(U2,I)變大，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知ΔU2＝ΔI(RL1＋RL2＋RL3＋r)，則eq\f(ΔU2,ΔI)＝RL1＋RL2＋RL3＋r，所以eq\f(ΔU2,ΔI)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)可知ΔU3＝ΔI(RL1＋RL3＋r)，則eq\f(ΔU3,ΔI)＝RL1＋RL3＋r，則eq\f(ΔU3,ΔI)不變，D項(xiàng)正確。7.在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，六個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用Ii和Ui(i＝1、2、3，下同)表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔIi和ΔUi表示。下列分析結(jié)論正確的是()A．I2、I3、U1示數(shù)均減小B.eq\f(U1,I1)、eq\f(U2,I2)、eq\f(U3,I3)的比值均不變C.eq\f(U3,I3)、eq\f(ΔU3,ΔI3)的比值絕對(duì)值均變化D.eq\f(ΔU1,ΔI1)、eq\f(ΔU2,ΔI1)的比值絕對(duì)值均不變答案D解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的有效電阻增大，電路總電阻增大，干路電流減小，外電壓增大，即I1減小，U2增大，U1減小，并聯(lián)電路部分電壓增大，即U3增大，I2增大，I3減小，A錯(cuò)誤；eq\f(U1,I1)表示電阻R1，不變；eq\f(U3,I3)表示滑動(dòng)變阻器的有效阻值，增大；而eq\f(U2,I2)＝eq\f(U1＋U3,I2)＝eq\f(U1,I2)＋R2，因?yàn)閑q\f(U1,I2)減小，所以eq\f(U2,I2)減小，B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律得(eq\f(U3,R2)＋I(xiàn)3)(r＋R1)＋U3＝E，