第十章 微专题71　电路的动态分析-2025年高中物理《加练半小时》新教材版

第十章电路及其应用微专题71电路的动态分析1．电路动态分析的方法：(1)先分析电路串联、并联关系；(2)按“部分→整体→部分”的顺序，逐一判断；(3)先分析串联电路，后分析并联电路；先分析定值电阻，后分析可变电阻，分析每一电阻的电压和电流的变化情况。2.“串反并同”结论只适用电源内阻不为0的电路。1.(2023·上海市市西中学阶段练习)恒压电源的内阻可视为零，普通电源的内阻不可忽略。为判别一电源是哪种电源，某同学连接了如图所示实验电路，并断开开关，设想通过观察开关闭合后的电流表作出判断。此方案()A．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变大B．无效。因为无论是哪种电路，电流表示数都变小C．有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变大D．有效。若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变小答案D解析若为普通电源，开关闭合后，外电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小，电流表示数变小。若是恒压电源，闭合开关后，路端电压不变，电流表示数不变。故选D。2．(2023·广东东莞市专题练习)平行金属板间带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则下列说法正确的是()A．质点P将向下运动B．R3上消耗的功率逐渐增大C．电压表读数减小D．电流表读数增大答案B解析滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，R4接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R总)，可知电路总电流I减小，电容器两极板的电压为UC＝E－I(r＋R1)，所以UC增大，所以平行金属板间电场强度增大，质点P所受竖直向上的静电力增大，质点P将向上运动，故A错误；R3两端的电压等于电容器两极板的电压，根据公式P＝eq\f(U2,R)可知，R3两端的电压增大，R3上消耗的功率增大，故B正确；根据部分电路欧姆定律I＝eq\f(U,R)可知，流过R3的电流增大，流过电流表的电流为IA＝I－IR3。由于I减小，IR3增大，所以IA减小，即流过电流表的电流减小，故D错误；由于UV＝UC－IAR2，UC增大，IA减小，所以电压表的读数UV增大，故C错误。3．(多选)(2024·广东梅州市平远中学校考期末)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，其中R1＝r，现将滑动变阻器的滑片逐渐向a移动过程中()A．电压表的示数减小，电流表的示数减小B．电压表的示数增大，电流表的示数增大C．电源的输出功率增大D．电源的总功率增大答案CD解析当滑片向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，则内电压增大，由U＝E－Ir可知路端电压减小，即电压表示数减小；因路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分电压减小，由欧姆定律可知通过R2的电流减小，则电流表示数增大，故A、B错误；由题知R1＝r，外电阻大于内电阻，当外电阻减小时，外电阻与内电阻更接近，所以电源的输出功率增大，故C正确；由P＝EI知，I增大，E不变，所以电源的总功率增大，故D正确。4．(多选)(2024·安徽师范大学附属中学阶段练习)如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，R0的阻值大于电源内阻，电表均为理想电表、R为滑动变阻器，在将滑动变阻器滑片P从a端向b端移动过程中，下列说法正确的是()A．电压表V的示数先增大后减小B．电流表A1的示数变大C．电流表A2的示数变小D．电源的输出功率先增大后减小答案AC解析滑动变阻器滑片P从a端向b端移动过程中，回路中的总电阻先增大后减小，因此电路中的总电流先减小后增大，电流表A1的示数先减小后增大，故B错误；电源内电压先减小后增大，因此电压表的示数(路端电压)先增大后减小，故A正确；当滑片P从a向中点滑动过程中，电路中的总电流减小，因此RPa和RPb两端的电压增大，RPb中的电流增大，RPa中电流减小，电流表A2的示数减小；当滑片P从中点向b滑动过程中，电路中的电流增大，RPa和RPb两端的电压减小，RPa增大，RPa中电流减小，电流表A2的示数减小，故C正确；由于R0的阻值大于电源内阻，因此外电阻一直大于电源内阻，且先增大后减小，因此电源的输出功率先减小后增大，故D错误。5．(2024·广东东莞市专题练习)在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是()A．图线a表示电压表V2示数变化的情况B．图线c表示电压表V3示数变化的情况C．滑片P下滑过程中，eq\f(ΔU1,ΔI)的值变大D．滑片P下滑过程中，eq\f(ΔU3,ΔI)的值不变答案D解析根据部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律可得U2＝IR1，U1＝E－Ir，U3＝U1－U2＝E－Ir－IR1＝E－I(r＋R1)，由此可知，图线a表示电压表V3示数变化的情况，图线b表示电压表V1示数变化的情况，图线c表示电压表V2示数变化的情况，故A、B错误；根据以上分析可知eq\f(ΔU1,ΔI)＝－r，eq\f(ΔU2,ΔI)＝R1，eq\f(ΔU3,ΔI)＝－(r＋R1)，所以在滑片P下滑过程中，电压变化量与电流变化量的比值保持不变，故C错误，D正确。6.(多选)(2023·湖南常德市汉寿县第一中学校考)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，灯泡L1、L2和L3的电阻均不会变化，电流表A和电压表V1、V2、V3都是理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电表A和V1、V2、V3的示数都发生变化，分别用I、U1、U2、U3表示，变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，则下列说法正确的是()A．电流表和电压表示数都减小B．电源消耗的功率减小，而效率增大C.eq\f(U2,I)不变、eq\f(ΔU2,ΔI)变小D.eq\f(U3,I)变大、eq\f(ΔU3,ΔI)不变答案BD解析滑片向下滑动，电阻变大，干路电流I减小，内电压Ur、L1电压UL1、L2电压UL2和L3电压UL3都减小，则电流表示数减小，电压表V1示数减小，电压表V2示数和电压表V3示数都增大，A项错误；电源消耗的功率P＝EI减小，电源的效率η＝eq\f(IR外,IR总)×100%＝eq\f(R外,R外＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R外))×100%，其随外电路电阻增大而增大，B项正确；根据欧姆定律可知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)不变，eq\f(U3,I)变大，又由eq\f(U3,I)＝eq\f(U1,I)＋eq\f(U2,I)可知eq\f(U2,I)变大，根据串联电路特点可知ΔU2＝ΔI(RL1＋RL2＋RL3＋r)，则eq\f(ΔU2,ΔI)＝RL1＋RL2＋RL3＋r，所以eq\f(ΔU2,ΔI)不变，C项错误；根据串联电路特点可知ΔU3＝ΔI(RL1＋RL3＋r)，则eq\f(ΔU3,ΔI)＝RL1＋RL3＋r，则eq\f(ΔU3,ΔI)不变，D项正确。7.在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用Ii和Ui(i＝1、2、3，下同)表示，电表示数变化量的大小分别用ΔIi和ΔUi表示。下列分析结论正确的是()A．I2、I3、U1示数均减小B.eq\f(U1,I1)、eq\f(U2,I2)、eq\f(U3,I3)的比值均不变C.eq\f(U3,I3)、eq\f(ΔU3,ΔI3)的比值绝对值均变化D.eq\f(ΔU1,ΔI1)、eq\f(ΔU2,ΔI1)的比值绝对值均不变答案D解析当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，外电压增大，即I1减小，U2增大，U1减小，并联电路部分电压增大，即U3增大，I2增大，I3减小，A错误；eq\f(U1,I1)表示电阻R1，不变；eq\f(U3,I3)表示滑动变阻器的有效阻值，增大；而eq\f(U2,I2)＝eq\f(U1＋U3,I2)＝eq\f(U1,I2)＋R2，因为eq\f(U1,I2)减小，所以eq\f(U2,I2)减小，B错误；根据闭合电路欧姆定律得(eq\f(U3,R2)＋I3)(r＋R1)＋U3＝E，