高三物理电路的动态分析

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高三物理电路及电路分析知识精讲通用版

高三物理电路及电路分析知识精讲通用版【本讲主要内容】电路及电路分析会分析和解答直流电路的相关问题．【知识掌握】【知识点精析】1. 混联电路的等效化简原则电路化简原则：①无电流的支路化简时可去除；②等电势的各点化简时可以合并；③理想导线可任意长短；④理想电流表可认为短路，理想电压表可认为开路；⑤电压稳定时的电容器可认为断路．2. 电路的故障分析分析电路的故障常用排除法．在明确电路结构的基础上，分析比较故障前后电路中的电流、电压的变化，确立故障原因，并对电路中的元件逐一分析，排除不可能情况，寻找故障所在．故障前后的电路是两种状态，可根据不同状态下电压、电流等物理量的关系求解有关量．3. 含电容器的电路分析直流电路中的电容器在电路稳定时相当于开路，若电路在状态变化中，由于电压、电流的变化电容器将发生充放电．4. 电路中的极值问题电路中有可变电阻时，电路在状态变化中电压、电流、电功率等存在最大值、最小值的问题．5. 电路中的电表问题（1）电路中的理想电流表电阻为零，可认为短路，理想电压表电阻为无穷大，可认为开路．（2）电路中的非理想电表既是一个电阻，又是一个指示元件．电压表的示数即为加在自身电阻两端的电压值；电流表的示数即为通过自身电阻上的电流值．6. 电路中的力电综合电路中的力电综合题通常应抓住电流、电场与力的联系，做好受力分析，联想相关的知识求解．【解题方法指导】一. 等效电路问题［例1］图甲所示电路中各电阻1R ＝2R ＝3R ＝4R ＝R ，求电键K 闭合和断开时，AB 两端的电阻之比．解析：用电流分支法简化电路．由A 经1R 到B 为第一线；由A 经2R 过C 再到B 为第二线；由A 经3R 到D ，再经4R 到B 为第三线；CD 之间接有电键K 如图乙所示．K 闭合时：4R 短路相当于1R 2R 3R 并联，故3R R AB =． K 断开时：相当于3R 4R 串联后再和1R 2R 并联，故5R 2R AB ='．所以有AB R ：AB R '＝5：6方法总结：常用的简化方法（一）电流分支法：顺着电流的方向逐级分析，若没有电源或电流方向不明的，可以假设电流的方向，将各节点标出，按电流的方向自左到右将各元件、节点、分支逐一画出．［例2］图甲所示电路中各电阻1R ＝2R ＝3R ＝4R ＝R ，则AB 之间的总电阻为多少？解析：用等电势法简化电路．设A 点电势高于B 点．由A 点开始，与A 点等电势的点没有；向下一点C ，CE 两点等电势（图乙）；再向下一点D ，D ＦB 点等电势（图丙）．其关系依次如图（甲、乙、丙）所示．3R 43R R R R R R R R R R R R R 424332432AB =+=+++= 方法总结：常用的简化方法（二）等势点排列法：将各节点标出，标上同样的字母，减少节点数；判断各节点电势的高低，由高到低，自左向右排列，画在草图上；将各节点间的支路上的电阻画出．二. 电路的故障分析［例3］（2000年全国）如图为一电路板的电路图．a 、b 、c 、d 为接线柱，a 、d 与220V 的交流电源相连，ab 间bc 间cd 间分别连接一个电阻，发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b 、d 两点间和a 、c 两点间的电压均为220V ，由此可知（）A. AB 间电路通；CD 间电路不通B. AB 间电路不通；BC 间电路通C. AB 间电路通；BC 间电路不通D. BC 间电路不通；CD 间电路通解析：与检测直流电路的方法相同：①电路中无电流，电路某处必开路，则有任何电阻两端无电压；②选项中，电路中只有一处断路，则横跨断路处任意两点间的电压均是电源电压．③题中b 、d 两点间和a 、c 两点间的电压均为220V ，则其公共段BC 之间为断路点．方法总结：（1）电路的故障的特点：①断路的特点：电源电压不为零而电流为零，若外电路中任意两点间的电压不为零，则这两点之间有断点．②短路的特点：有电流通过的电路而电压为零．（2）电路故障的分析方法①仪器检测法：电压表接电源有电压时，再逐段与电路并联，示数等于电源电压时，这段电路中有断点；示数等于零时，这段电路被短路．②理论假设法：将电路按元件分为若干段，逐段假设电路发生故障，运用有关规律推理，结果与题设现象不相符和，该段电路无故障，依次判断，直至找到故障为止．三. 含电容电路分析［例4］（2003年江苏）如图所示电路中，电源的电动势E=3.0V ，内阻r=1.0Ω，电阻Ω=10R 1；Ω=10R 2，Ω=30R 3，Ω=35R 4；电容器的电容F 100C μ=．电容器原来不带电．求接通电键K 后流过4R 的总电量．解析：由电路的串并联公式得闭合电路的总电阻为r R R R )R R (R R 321321++++=① 由欧姆定律得通过电源的电流RE I = ② 电源的路端电压U ＝E －ＩR ③电阻3R 两端的电压U R R R U 323+=' ④ 流过4R 的总电量就是电容器的带电量U C Q '= ⑤ 联立各式并代入数据解得Ｑ＝C 100.24-⨯方法总结：（1）电路稳定时，电容器所在的支路是断路的，其两端的电压等于所并接的电路两端的电压．（2）电路的电流、电压变化时将引起电容器的充、放电．如果电容器电路两端的电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并接的电路放电．四. 电路中的极值问题［例5］如图所示的电路，电源电动势E ＝6.3V ，内阻r ＝0.5Ω，负载电阻Ω=2R 1，Ω=3R 2，滑动变阻器的最大阻值Ω='5R ．当滑动变阻器的滑片Ｐ由左端A 移到右端B 时，电路中电流表的读数变化范围为多大？解析：电路的实际结构为1R 与AP R 串联、2R 与BP R 串联后再并联，然后与电源相连，其中电流表测量的是闭合电路中的总电流．设AP R ＝ｘ，则BP R ＝5－x ．则有外电路中的电阻R 满足)x 5(R 1x R 1R 121-+++= 即10)x 8)(x 2()x 5R ()x R ()x 5R )(x R (R 2121++=-+++-++= 由闭合电路的欧姆定律有2)3x (3063r R E I --=+= 因为5x 0≤≤，所以当ｘ＝０时，A 3I max =；当ｘ＝３时A 1.2I min =．故电路中电流表的读数变化范围为A 3I A 1.2≤≤. 方法总结：极值问题在物理学习题中经常出现，本章中常与求电压、电流、功率的极值相联系．（1）通常先运用欧姆定律，电功率等相关概念找出物理量间的函数关系式，再利用数学知识求极值．（2）滑动变阻器的这种接法在解答问题时，通常从滑片处一分为二，看成两个可变电阻．五. 非理想电表问题［例6］两个阻值都较大的定值电阻1R 和2R 串联起来后，接在输出电压为1０Ｖ的稳压电源上，用一个标准电压表跨接在1R 两端，读数为6Ｖ．若将此电压表跨接在2R 两端，则电压表的示数（）A. 等于４ＶB. 小于４ＶC. 大于４ＶD. 因为不知道1R 、2R 的大小，故无法判断．解析：电源电压稳定为10Ｖ，由于1R 和2R 的阻值都较大，所以标准电压表的内阻需要考虑．跨接在1R 两端，读数为6Ｖ，则此时2R 两端的电压为４Ｖ；跨接在2R 两端时，1R 去掉了并联的电压表，电阻增大为1R ，分压将大于6Ｖ；2R 并上了电压表的电阻，总电阻小于2R ，分压更小，故小于4Ｖ．选B ．答案：B方法总结：掌握串并联电路的特点，理解电压表和电流表在电路中既是电阻又具有指示电压和电流的双重作用．六. 电路中的综合题［例7］在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，图示为电子秤的原理图．托盘与弹簧的电阻与质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接，当盘中没有放物体时，电压表的示数为零．设变阻器的总电阻为R ，总长为L ，电源电动势为E ，内阻为r ，限流电阻的阻值为0R ，弹簧的劲度系数为k ，不计一切摩檫和介质阻力，电压表为理想表，当托盘上放某物体时，电压表的示数为U ．求此时称量物体的质量．解析：根据题意，右边部分的电路的连接形式是限流电阻和滑动变阻器串联后接在电源上，电压表测得的是滑动变阻器滑片与上端部分的电压U ．设滑动片下移的距离为ｘ，而该部分的阻值为p R 由电阻定律得该部分的电阻R Lx R p = ① 由串联电路的分压公式有电压表的示数E rR R R U 0P ++= ② 设托盘上放质量为ｍ的物体时，弹簧的压缩量为ｘ，则由题意平衡时满足mg ＝kx ③ 由①②③解得物体的质量U RgE)r R R (kL m 0++= 方法总结：理清电路结构找到联系点是解决问题的关键，这也相当是一个压力传感器.【考点突破】【考点指要】电路分析试题包含电路计算、电路变化分析等方面．特别是当电路的某一部分发生变化，如断、合、变阻器的移动、电表的接入等，引起的整个电路上的各个特征量的变化，是考查的重点．在近几年的高考物理卷中，每年都有考题出现，常为选择题和计算题，分值从几分到十几分不等．【典型例题分析】［例1］（2005年广东）竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为θ．当滑动变阻器R 的滑片在A 位置时，电流表的示数为1I ，夹角为1θ：当滑动变阻器R 的滑片在B 位置时，电流表的示数为2I ，夹角为2θ，则（）A. 1θ＜2θ，1I ＜2IB. 1θ＞2θ，1I ＞2IC. 1θ＝2θ，1I ＝2ID. 1θ＜2θ，1I ＝2I命题意图：考查闭合电路的欧姆定律，电路与电场力的综合．解析：滑动变阻器R 的滑片移动时，不改变闭合电路的总电阻，由r R E I +=有1I ＝2I ．小球的受力分析如图，设小球的带电量为ｑ，两板间的电压为U ，板间距为D ，根据平衡条件有偏角满足mgdqU mg qE mg F tan ===θ．由串联电路的分压规律有，滑动变阻器R 的滑片由A 位置移到B 位置，两板间的电压U 增大．则θtan 增大，所以θ增大，故1θ＜2θ．答案：D［例2］（2001年上海）如图所示电路中，闭合电键，灯1L 、2L 正常发光．由于电路出现故障，突然发现灯1L 变亮，灯2L 变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生故障的可能是（）A. 1R 断路B. 2R 断路C. 3R 短路D. 4R 短路命题意图：考查闭合电路的欧姆定律，电路结构，电路的动态变化，电路的故障分析．解析：该电路的等效电路如上图，若1R 断路，总的外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，灯1L 两端的电压变大，1L 两端的电压变大，1L 变亮；AB 部分的电路结构没变，电流的分配仍然按原比例，总电流减小，则通过2L 及电流表的电流都减小，故A 项正确．若2R 断路，总的外电阻变大，总电流减小，AC 部分电路结构没变，电流的分配仍然按原比例，1R 、1L 中的电流都变小，与题意矛盾，故B 错．若3R 、4R 短路，总的外电阻减小，总的电流增大，电流表中电流增大，与题意相矛盾，故C 、D 错．答案：A阅卷反馈：部分考生电路结构不清，分析思路混乱，缺少方法．［例3］（2004年江苏）如图所示的电路中，电源的电动势E ＝6.00Ｖ，其内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为Ω=k 4.2R 1，Ω=k 8.4R 2，电容器的电容C=4.7F μ，闭合开关Ｓ，待电流稳定后，用电压表测1R 两端的电压，其稳定值为1.50V ．（1）该电压表的内阻多大?（2）由于电压表的接入，电容器所带的电荷量变化了多少?命题意图：考查欧姆定律，含电容电路的计算．解析：（1）设电压表的内阻为V R ，测得1R 两端的电压为1U ，1R 与V R 并联后的总电阻为R ，则有V 1R 1R 1R 1+= ① 由串联电路的特征有112U E U R R -= ② 联立①②式解得1211121V U )R R (E R U R R R +-= 代入数据，得Ω=k 8.4R V（2）电压表连接前，电容器上的电压C U 等于2R 上的电压，1R 两端的电压为1R U则有1R C 12U U R R = ③ 又有R C U U E += ④ 电压表连接后，电容器上的电压电阻1C U E U -=' ⑤由于电压表的接入，电容器所带的电荷量增加了)U U (C Q C C -'=∆ ⑥由以上各式解得)U R R E R (C Q 1211-+=∆ 代入数据，得C 1035.2Q 6-⨯=∆阅卷反馈：本题属于含有电容器电路的计算的问题，高考史上曾多次考查过，求出电容器两端的电压是解答问题的关键．【综合测试】1. （2001年上海理科综合）某实验小组用三只相同的灯泡，连线如图1所示电路，研究串并联电路特点，实验中观察到的现象是（）A. S 2断开，S 1与a 连接，三只灯泡都熄灭B. S 2断开，S 1与b 连接，三只灯泡亮度相同C. S 2闭合，S 1与a 连接，三只灯泡都发光，L 1、L 2亮度相同D. S 2闭合，S 1与b 连接，三只灯泡都发光，L 3亮度小于L 2的亮度2. （2000年全国理科综合）图2电路图中，C C 212=，R R 212=，下列说法正确的是（） ①开关处于断开状态，电容C 2的电量大于C 1的电量；②开关处于断开状态，电容C 1的电量大于C 2的电量；③开关处于接通状态，电容C 2的电量大于C 1的电量；④开关处于接通状态，电容C 1的电量大于C 2的电量。

专题50 闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析(解析版)

2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题50 闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析导练目标导练内容目标1 闭合电路的功率问题目标2 电路动态分析目标3 含容电路目标4故障分析一、闭合电路的功率问题 1．闭合电路的功率和效率电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝P 总－P 出电源的输出功率任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R R ＋r2P 出与外电阻 R 的关系电源的效率任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%纯电阻电路：η＝RR＋r×100%2．输出功率与外电阻的关系由P出与外电阻R的关系图像可知：(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E2 4r。

(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。

(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。

(4)当P出＜P m时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。

【例1】图甲所示的电路中，所用电源内电阻r=0.5Ω，定值电阻R2=4Ω。

实验时调节电阻R1，的阻值，得到多组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点，并做出U-I图如图乙所示。

将R1连入电路的阻值调至最大时，对应图乙中的A点。

下列说法正确的是（）A．A点对应外电路的总电阻为20ΩB．电源电动势E=3VC．B点对应外电路的总功率为0.3WD．R1=5Ω时，R1消耗的功率最大【答案】D【详解】A ．由闭合电路欧姆定律()E I R r =+可得2A ΔΔUr R r I++=电路中电压表示数R 1两端电压，R A 是电流表内阻，带入数据可得2A 1Ω5Ω0.2r R r ++==电源工作状态是A 点时，由1112==200.1U R I =ΩΩ 外电路总电阻为R 1+R 2+r A =24.5Ω，故A 错误；B ．由2A +E U I r R r =++（）将A 点数据，带入可得E =2.5V 故B 错误；C ．B 点时，此时外电路总功率2222=0.3 2.5W 0.30.5W 0.705W P P I r IE I r =--=⨯-⨯=出总故C错误；D ．由222E P I R R R r ==+出（）知当电路外电阻等于电源内阻，输出功率有最大值；将R 2、电流表都等效串联到电源内部，则R 1成了等效后的外电阻，当R 1=2A r R r ++=5Ω时，R 1消耗的功率最大，故D 正确。

高中物理动态分析问题求解类析

高中物理动态分析问题求解类析黑龙江省克东一中刘兴江动态分析问题是考查学生分析、推理能力的重要题型，其问题可以涉及到力、电、热、光各部分知识，一直成为高考考查的热点内容。

因此掌握分析这种问题的一般方法，在高三物理复习中有着举足轻重的地位。

动态分析问题在力、电、热、光各部分知识中表现出来的形式和分析方法不尽相同，本文就动态分析问题在这些知识中表现的形式谈一些分析的方法，供师生在此问题的复习时作一个较为系统的参考。

一、力学中的动态问题分析1、变动中力的平衡问题的动态分析①矢量三角形法物体在三个不平行的共点力作用下平衡，这三个力必组成一首尾相接的三角形。

用这个三角形来分析力的变化和大小关系的方法叫矢量三角形法，它有着比平行四边形更简便的优点，特别在处理变动中的三力问题时能直观的反映出力的变化过程。

例1、如图1a 所示，绳OA 、OB 等长，A 点固定不动，将B 点沿圆弧向C 点运动的过程中绳OB 中的张力将[ ]A 、由大变小；B 、由小变大C 、先变小后变大D 、先变大后变小解：如图1b ，假设绳端在B'点，此时Ｏ点受到三力作用平衡：T A 、书的大小方向不断的变化（图中T 'B 、T ''B T '''B ......），但T 的大小方向始终不变，T A 的方向不变而大小改变，封闭三角形关系始终成立.不难看出；当T A 与T B 垂直时，即a+ =90时，T B 取最小值，因此，答案选C 。

②相似三角形法物体在三个共点力的作用下平衡，已知条件中涉及的是边长问题，则由力组成的矢量三角形和由边长组成的几何三角形相似，利用相似比可以迅速的解力的问题。

例2、如图2a 所示，在半径为Ｒ的光滑半球面上高h 处悬挂一定滑轮。

重力为Ｇ的小球用绕过滑轮的绳子站在地面上的人拉住。

人拉动绳子，在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力和绳子拉力如何变化？分析与解：受一般平衡问题思维定势的影响，以为小球在移动过程中对半球的压力大小是变化的。

高三物理高考经典探求—电路的动态分析知识精讲

高三物理高考经典探求—电路的动态分析【本讲主要内容】高考经典探求——电路的动态分析【知识掌握】【知识点精析】在闭合电路中，由于局部电阻的变化，会引起整个电路总电阻的变化，从而引起内、外电路之间，外电路各部分之间电压分配的变化和各支路电流分配的变化。

即使整个电路处于一种动态环境中，学生对这一动态进行分析时，往往存在着困难。

本文试图总结一个一般做法，供同学们参考。

一、要明确电路的结构这样的电路往往都是闭合电路，内、外电路之间是串联的，这时内电阻只是干路上的一个定值电阻。

外电路往往由几部分串联而成，有的部分是确定的，有的部分是变化的。

外电路的某一部分往往是由几个支路并联而成的，有的支路是确定的，有的支路是变化的。

外电路的某一部分的某一支路可能是由几部分串联而成的，有的部分是确定的，有的部分是变化的。

二、电路电学量的变化一般是从某一局部的变化引起的，而局部电阻的变化，对整个电路总电阻的变化的影响，有的具有单调性，有的比较复杂。

三、将电阻的变化分为单调性和非单调性两种情况。

（一）局部电阻变化对总电阻的变化影响具有单调性的情况。

1、给出讨论框图：R局增大减小→R总增大减小→I总减小增大→U端增大减小→I分U 部（不确定）2、理论：①欧姆定律闭合电路欧姆定律部分电路欧姆定律②串并联电路的性质和特点3、具体分析框图中理论的选择：当讨论R局部发生变化而引起总电阻的变化时，应用串并联电路的特点之总电阻的计算。

当讨论I总的变化时，应用闭合电路的欧姆定律。

当讨论某一部分的电压分配变化时，如这一部分的电阻确定则应用部分电路欧姆定律，如这一部分的电阻已发生了变化，则应用串并联电路的性质之总电压与各部分电压的关系。

当讨论某一支路的电路的电流变化时，如这一支路是确定的，则应用部分电路的欧姆定律。

如这一支路的电阻是变化的，则应用并联电路的特点之总电流与支路电流的关系。

4、局部电阻的变化方式：①可变化电阻（滑动变阻器或电阻箱）。

②开关的闭合与断开。

常见的电路模型(解析版)

2024版新课标高中物理模型与方法常见的电路模型目录一.电路动态分析模型1二．含容电路模型6三．关于U I ，ΔU ΔI的物理意义模型11四．电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想22五．电路故障的分析模型30一.电路动态分析模型1.电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系．2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】：①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，整个电路的总电阻一定增大(或减小)。

②若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。

(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：U 串↓I 串↓P 串↓ ←R ↑→U 并↑I 并↑P 并↑【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。

(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。

3.电路动态变化的常见类型：①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；②半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；③开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。

专题35 闭合电路欧姆定律及电路的动态分析1-——新高考物理复习必刷题附答案解析

专题九恒定电流必刷35闭合电路欧姆定律及电路的动态分析1．（2020·山东省邹城市第一中学月考）如图所示直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线；抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率P r随总电流I变化的图线，则当通过电源的电流为1A时，该电源的输出功率为（）A．1W B．3W C．2W D．2.5W2．（2020·峨山彝族自治县第一中学开学考试）如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（）A．1V B．1.2V C．2V D．4V3．（2020·东海县第二中学高二月考）如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω4．（2020·安徽省天长中学高二期末）如图所示，图线a是某一电源的U－I曲线，图线b是一定值电阻的U －I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（）A．该定值电阻为6ΩB．该电源的电动势为20VC．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大D．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大5．（2020·全国高二期末）一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（）A．E＝2.4V，r＝1ΩB．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2ΩD．E＝3V，r＝1Ω6．（2020·浙江高一期中）如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列不正确的是（）A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为2ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3 A时的外电阻是18Ω7．（2020·河南洛阳·高三三模）如图（a）所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示。

高三物理动态平衡分析试题答案及解析

高三物理动态平衡分析试题答案及解析1.如图，光滑矩形斜面ABCD的倾角，在其上放置一矩形金属框abcd，ab的边长，bc的边长，线框的质量，电阻R=" 0.1Ω" ，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近，重物质量M=2kg，斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.5T，方向垂直于斜面向上;已知ef到gh的距离为0.6m，现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd与AB边重合)，在重物M达到地面之前，发现线框匀速穿过匀强磁场区域，不计滑轮摩擦，取g=10m/s2。

求:（1）线框进入磁场前细线所受拉力的大小;（2）线框从静止运动开始到ab边刚进入磁场所用的时间;（3）线框abcd在整个运动过程中产生的热量。

【答案】（1）N（2）s（3）18J【解析】（1）线框进入磁场前，对线框和重物由牛顿第二定律有：①（2分）②（2分）联立①②解并代入数据得线框进入磁场前的细线所受拉力的大小：N（1分）（共5分）（2）因线框匀速穿过匀强磁场区域，由物体的平衡条件有：③（1分）④（2分）⑤（1分）⑥（1分）⑦（1分）由①②③④⑤⑥⑦解并代入数据得：s （1分）（共7分）（ 3）由能量守恒：⑧（3分）由⑧解并代入数据得：J （2分）（共5分）【考点】考查了牛顿第二定律，共点力平衡条件，能量守恒定律的应用2.如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，θ角缓慢增大，在货物相对车厢仍然静止的过程中，下列说法正确的是（）A．货物受到的支持力变小B．货物受到的摩擦力变小C．货物受到的支持力对货物做负功D．货物受到的摩擦力对货物做负功【答案】A【解析】货物受重力、支持力、摩擦力的作用，根据平衡条件得，，θ角缓慢增大的过程中，支持力变小，摩擦力增大，所以A正确；B错误；根据做功的公式知，支持力做正功，故C错误；摩擦力不做功，所以D错误。

【考点】本题考查物体的平衡、功3.如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间。

高三复习：电路简化(等效电路、动态分析、极限法)及电阻测量方法全考点干货(含解析)

电路简化及电阻测量方法汇总（含答案）学生姓名：年级：老师：上课日期：时间：课次：等效电路图的画法1．支路电流法：电流是分析电路的核心。

从电源正极出发顺着电流的走向，经各电阻外电路巡行一周至电源的负极，凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联，凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联。

例1：试判断图中三灯的连接方式。

2．等电势法：将已知电路中各节点（电路中三条或三条以上支路的交叉点，称为节点）编号，按电势由高到低的顺序依次用1、2、3……数码标出来（接于电源正极的节点电势最高，接于电源负极的节点电势最低，等电势的节点用同一数码）。

然后按电势的高低将各节点重新排布，再将各元件跨接到相对应的两节点之间，即可画出等效电路。

例2：判断图各电阻的连接方式。

二、综合法：支路电流法与等电势法的综合。

注意点：（1）给相同的节点编号。

（2）电流的流向：由高电势点流向低电势点（等势点间无电流），每个节点流入电流之和等于流出电流之和。

例3：由5个1Ω电阻连成的如图所示的电路，导线的电阻不计，则A 、B 间的等效电阻为 0.5 Ω。

解:假设A 端为电源正极,则电流中电流方向如图所示根据电流流向可以看出电流分为三路,其中一路只有一个电阻,另外两路分别流过一个电阻后汇合,然后又分为两路,再次各经过一个电阻后与第一路汇合;其等效电路为其等效电阻为.因此，本题正确答案是:0.5.三、含电容器、电流表、电压表的复杂电路：画等效电路时，①电流表视为导线，电容器、电压表视为断路（若考虑内阻，则将其视为一个大电阻），与电容器、电压表串联的用电器视为短路即可。

②画等效电路图的同时，根据图中电流方向将电流表接入电路；根据图中所标节点数字，将电压表和电容器接入电路。

③无电流的支路删去即可直流电路的动态分析一．程序法。

例1、在右图所示电路中，电源的电功势为E 、内阻为r ，R1，R2，R3，为定值电阻，R 是一滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均视为理想的。

高中物理-14 变压器中动态变化--含二极管、电容器和电动机电路—高中物理三轮复习重点题型考前突破

含二极管的变压器问题在理想变压器问题中，偶尔在副线圈的电路中存在二极管，该类问题在高考中也时有出现，应加以重视．(1)二极管具有单向导电性：正向导通，反向截止．(2)先假设二极管不存在，分析副线圈的电流，再利用二极管的单向导电性对副线圈的电流进行修正．(3)结合能量守恒定律进行分析．1.(2019·西安八校联考)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶5，电阻R 1＝R 2＝25 Ω，D 为理想二极管，原线圈接u ＝2202sin (100πt ) V 的交流电，则( )A ．交流电的频率为100 HzB ．通过R 2的电流为1 AC ．通过R 2的电流为 2 AD ．变压器的输入功率为200 W 答案：C 解析由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 项错；由理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，输出电压U 2＝50 V ，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R 2，由交变电流的热效应可知，U 22R ·T 2＝U 2R·T ⇒U ＝22U 2＝25 2 V ，由欧姆定律可知，通过R 2的电流为 2 A ，B 项错，C 项正确；电阻R 2的功率P 2＝UI ＝50 W ，而电阻R 1的电功率P 1＝U 22R 1＝100 W ，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P ＝P 1＋P 2＝150 W ，D 项错．2.(2019·河南六市一联)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻R 0、热敏电阻R t (阻值随温度的升高而减小)及报警器P (电流增加到一定值时报警器P 将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表.则以下判断正确的是( )A.变压器线圈输出交流电的频率为25 HzB.电压表的示数为22 2 VC.R t 处温度减小到一定值时，报警器P 将发出警报声D.报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小答案：B 解析由题图乙可知f ＝1T＝50 Hz ，而理想变压器不改变交流电的频率，A 项错误.由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U 1＝220 V ，则副线圈两端电压有效值U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，设电压表示数为U ，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有U 22R 总·T 2＝U 2R 总·T ，解得U ＝U 22＝22 2 V ，B 项正确.由题给条件可知，R t 处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C 项错误.因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D 项错误.3．(多选)图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接正弦式电流，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D 为理想二极管，R 1为电阻恒定的电热丝，AB 间电压变化情况如图乙所示。

高中物理11 电路的动态分析和故障分析小题狂刷高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校狂刷11 电路的动态分析和故障分析1．（2017·中学高一开学考试）如图所示的电路中，当开关S2闭合时，下列说法正确的是A．电流表示数不变，电压表无示数B．电流表示数增大，电压表有示数C．电流表示数减小，电压表有示数D．电流表示数增大，电压表无示数【答案】B【点睛】本题考查了电路的动态分析，要注意开关S2闭合前后通过R1的电流不变，是一道较为简单的用题。

2．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，A为灯泡，D为理想电压表。

在变阻器的滑片P由B端向C端滑动的过程中A．A灯变亮，D示数变大B．A灯变亮，D示数变小C．A灯变暗，D示数变大D．A灯变暗，D示数变小【答案】D 3．（2017·陕中学高三第一次考试）电路如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，与值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是A．电压表读数增大、电流表读数减小B．电压表读数减小、电流表读数增大C．R1的电功率减小D．电源的输出功率增大【答案】C【解析】电流减小则内电压减小，由U=E–Ir可知路端电压增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，R1两端的电压减小，故并联电压增大，由欧姆律可知电流表示数增大，选项AB错误；当滑片向b滑动时，R接入电阻增大，总电阻增大，由闭合电路的欧姆律可知电路中总电流减小，所以值电阻R1的电功率减小，选项C正确；因不知内外电阻的大小，所以不能确电源的输出功率如何变化，选项D错误。

【点睛】本题中R1也可直接作为内电阻处理，可直接由闭合电路欧姆律得出并联的电压增大，流过R2的电流增大。

4．如图所示，C为电容器，D为理想二极管（具有单向导电作用），电流表、电压表均为理想表。

闭合开关S至电路稳后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为∆U1，电压表V2的示数改变量大小为∆U2，电流表A的示数改变量大小为∆I，则下列判断正确的有A．1UI∆∆的值变大B．1UI的值变大C ．2U I∆∆的值不变，且始终于电源内阻 r D ．滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减少【答案】BC值不变，故C 正确；滑片向左移动的过程中，由于理想二极管具有单向导通作用，只会充电，不会放电，所以电容器所带的电荷量不变，故D 错误。

高考物理总复习高频考点专项练习电路的动态分析-人教版高三全册物理试题

电路的动态分析1、〔多项选择〕如下列图的电路中，电源内阻为r，闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中〔〕A．U先变大后变小B．I先变小后变大C．U与I的比值先变大后变小D．U的变化量的大小与I的变化量的大小的比值等于r【答案】ABC2、〔多项选择〕如下列图，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，如下说法中正确的答案是A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C．ΔU1<ΔU2D．ΔU1>ΔU2【答案】BD3、〔多项选择〕压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面放一质量为m物体，电梯静止时电压表示数为U0；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，如此〔〕A．t1- t2时间内压敏电阻受力面所受压力恒定B．t1- t2时间内电容器处于充电状态C．t2之后电梯处于超重状态D．t2之后电梯做匀变速运动【答案】BD4、〔多项选择〕在如下列图电路中，电源电动势为E、内阻为r.开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，如下哪些方法会使P向上运动( )A．断开S2B．适当减小两板之间的距离C．断开S4并适当减小两板之间的距离D．断开S4并适当减小两板之间的正对面积【答案】ABD5、〔多项选择〕如下列图电路中，定值电阻R大于电源内阻r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2、△I3，理想电压表示数变化量的绝对值为△U，如下说法中正确的答案是〔〕A．电流表A2的示数一定变小B．电压表V的示数一定增大C．△I3一定大于△I 2 x/-k*wD．△U与△I1比值一定小于电源内阻r【答案】BCD6、如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控市供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出端的电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，如此当开关S闭合时( )A．电流表A1、A2和A3的示数都变大B．只有电流表A1的示数变大C．电压表V3的示数变小D．电压表V2和V3的示数都变小【答案】C7、如下列图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想电流表，开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的答案是( )A．原线圈两端P、Q间的输入电压减小B．等效电阻R上的功率变大C．原线圈中电流表示数变大D．灯泡L1和L2变亮【答案】D8、(多项选择)如下列图，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt V，如此( )A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 VB．当t＝s时，电压表V0的读数为220 VC．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小【答案】BC9、如下列图，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器，其中灯L1、L2的规格完全一样，R为一滑动变阻器．现将R的滑动触头P向下滑动，如此交流电压表V、交流电流表A的示数变化与灯L1、灯L2的明暗变化情况为( )A． V增大，A增大，灯L1、灯L2都变亮B． V增大，A减小，灯L1变亮，灯L2变暗C． V减小，A减小，灯L1变暗，灯L2变亮D． V不变，A减小，灯L1不变，灯L2变暗【答案】B10、如图理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u＝311si n (100πt)V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表. 如此如下说法中正确的答案是( )A．该交流电的频率为100 HzB．电压表的示数为155.5 VC．假设将变阻器的滑片P向上滑动，如此电流表读数变大D．假设将变阻器的滑片P向上滑动，如此L1将变暗、L2将变亮【答案】C11、〔多项选择〕如下列图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0定值电阻，电容器的电容为C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量的绝对值为△U，电流表示数的变化量的绝对值为△I，如此〔〕A．变化过程中△U和△I的比值保持不变B．电压表示数U和电流表示数I的比值不变C．电阻R0端电压减小，减少量为△UD．电容器的带电荷量增加，增加量为C△U【答案】AD12、(多项选择)在如下列图的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．如下比值正确的答案是 ( )A．不变，不变 B．变大，变大C．变大，不变 D．变大，不变【答案】ACD13、如下列图，平行金属板中带电质点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b端移动时，如此( )A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大【答案】A14、如下列图，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一上闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将〔〕A．由小变大 B．由大变小C．先变小后变大 D．先变大后变小【答案】C15、用半导体材料制成热敏电阻，在温度升高时，电阻会迅速减小，如下列图，将一热敏电阻接入电路中，接通开关后，经过一段时间会观察到〔〕A．电流表示数不变 B．电流表示数减小C．电压表示数增大 D．电压表示数减小【答案】D16、如图电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为〔〕A．电压表示数增大，电流表示数减少B．电压表示数减少，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减少【答案】A17、如下列图，E=13.5 V，r=2 Ω，R4=2 Ω，R5=1 Ω，R6=3 Ω，电流表和电压表均为理想电表，当开关S断开时，电流表的读数为I1=1.35 A，电压表的示数为U1=1.35 V，当S闭合后，电流表的读数为I2=1.5 A，电压表的示数为U2=2.25 V，求R1、R2、R3的阻值．【答案】4 Ω 8 Ω 2 Ω。

电学中动态电路分析

电学中动态电路分析动态电路分析是电学中的一种重要方法，用于研究电路元件在时间变化过程中的响应。

在电子技术和电力系统等领域，动态电路分析是解决电路设计和故障诊断等问题的基础。

动态电路分析的基本原理是根据电路元件的特性和电路方程，通过求解微分方程来得到电路中电流和电压随时间变化的规律。

在动态电路分析中，常见的分析方法有直流分析、交流分析和暂态分析。

直流分析是指在稳态条件下，对电路中的电流和电压进行分析。

直流分析是动态电路分析的基础，主要用于计算稳态电流和电压值。

在直流分析中，可以根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律进行分析，应用节点分析和支路分析等方法求解电路中的未知电流和电压。

交流分析是指在交流电路中，对电流和电压进行分析。

交流分析中，一般以复数形式的电压和电流进行分析，使用相量图法、复数阻抗法和拉普拉斯变换法研究电路中的交流响应。

交流分析对于理解电路中的频率特性和幅频特性等问题十分重要。

暂态分析是指在电路开关、电源切换等瞬间发生变化时，对电路中的电流和电压进行分析。

暂态分析研究电路中瞬间变化时的响应，可应用微分方程进行数学建模。

在暂态分析中，常见的方法有基本微分方程法、功率耐受方程法和矩阵方程法等。

动态电路分析在实际工程和科学研究中有着广泛的应用。

在电子电路设计中，动态电路分析可以研究电路的稳定性、频率响应和幅频特性，对于优化电路设计十分重要。

在电力系统中，动态电路分析可以用于分析电力系统的稳定性和瞬时过电压、过电流等暂态问题，对于提高电力系统运行的稳定性和可靠性具有重要意义。

总之，动态电路分析是电学中重要的研究方法，可用于研究电路中的电流和电压的时间响应。

通过直流分析、交流分析和暂态分析等方法，可以解决电路设计和故障诊断等实际问题。

动态电路分析在电子技术和电力系统等领域有着广泛的应用，对于优化电路设计和提高电力系统的稳定性具有重要意义。

2023年高考物理一轮复习讲义——闭合电路的欧姆定律

第2讲闭合电路的欧姆定律目标要求 1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律.2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化.3.会计算涉及电源的电路功率.4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U －I 图像．考点一闭合电路欧姆定律及应用1．电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫电动势．(2)物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电势能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压． 2．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； (2)公式：I ＝ER ＋r (只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir (适用于任意电路)．1．电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱．( × ) 2．电动势就是电源的路端电压．( × )3．电源的重要参数是电动势和内阻．电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关．( √ )4．在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．( √ )1．路端电压与外电阻的关系(1)纯电阻电路：U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E1＋r R ，当R 增大时，U 增大；(2)特殊情况：①当外电路断路时，I ＝0，U ＝E ；②当外电路短路时，I 短＝Er ，U ＝0.2．动态分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路． ①分析步骤(如图)：②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系 (2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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．考向1 闭合电路的有关计算例1 (2019·江苏卷·3)如图所示的电路中，电阻R ＝2 Ω.断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4 Ω答案 A解析当断开S 后，电压表的读数等于电源的电动势，即E ＝3 V ；当闭合S 后，有U ＝IR ，又由闭合电路欧姆定律可知，I ＝E R ＋r ，联立解得r ＝1 Ω，A 正确，B 、C 、D 错误．考向2 闭合电路的动态分析例2 如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中( )A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A解析当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A正确．考向3电路故障分析例3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短路答案 D解析A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误．因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的．观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确．例4如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为U ab＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可断定()A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．滑动变阻器R断路答案 C解析由U ab＝6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由U cd＝6 V可知，灯泡L1与滑动变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确．电路故障检测方法1．电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路；2．电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；3．欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表检测时，应断开电源．考点二闭合电路的功率及效率问题1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r.2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R (R＋r)2.4．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%(2)纯电阻电路：η＝RR ＋r×100%1．外电阻越大，电源的输出功率越大．( × ) 2．电源的输出功率越大，电源的效率越高．( × ) 3．电源内部发热功率越大，输出功率越小．( × )1．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图) P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2(R ＋r )2R ＝E 2R (R －r )2＋4Rr ＝E 2(R －r )2R＋4r 当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r.2．提高纯电阻电路效率的方法η＝P 出P 总×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100%，R 增大，η越高．例5 (多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、电源内部的发热功率P r 和输出功率P R 随电流I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a 、b 、c 所示．以下判断正确的是( )A ．在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P CB ．b 、c 图线的交点与a 、b 图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C ．电源的最大输出功率P m ＝9 WD ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 Ω 答案 ABD解析在a 、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的A 、B 、C 三点，因为直流电源的总功率P E 等于输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，故A 正确；图线c 表示电路的输出功率与电流的关系图线，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b 、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为E R ＋r ＝E 2r ，输出功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时电源短路，所以此时电流的大小为Er ，功率的大小为E 2r ，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B 正确；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝EI ＝1 Ω，故D 正确．例6 (2022·湖南省长郡中学高三月考)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 与其接入电路的阻值R P 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P 2＝2 WB ．图乙中R 1＝6 Ω，R 2＝12 ΩC ．滑动变阻器消耗功率P 最大时，定值电阻R 消耗的功率也最大D ．调整滑动变阻器R P 的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 答案 B解析由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电路外电阻等于内阻r 时，输出功率最大，最大值为P m ＝E 24r ，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由题图乙可知，当R P ＝R 1＝R ＋r ＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P 2＝E 24(R ＋r )＝1.5 W ，A 错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R 2时消耗的功率相等，有(E 3 Ω＋R ＋r )2×3 Ω＝(ER 2＋R ＋r )2R 2，解得R 2＝12 Ω，B 正确；当回路中电流最大时，即R P ＝0时定值电阻R 消耗的功率最大，C 错误；当滑动变阻器R P 的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为I m ＝E R ＋r ＝64＋2A ＝1 A ，则调整滑动变阻器R P 的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A ，D 错误．等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E ′.(2)两点短路时的电流为等效短路电流I 短′，等效内电阻r ′＝E ′I 短′.常见电路等效电源如下：考点三电源的U －I 图像两类U －I 图像的比较电源的U －I 图像电阻的U －I 图像图像表述的物理量的关系电源的路端电压与电路电流的关系电阻两端电压与流过电阻的电流的关系图线与坐标轴交点①与纵轴交点表示电源电动势E过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零②与横轴交点表示电源短路电流Er图线的斜率－r (r 为内阻) 表示电阻大小(电阻为纯电阻时)图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点坐标比值UI表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均表示此电阻的阻值大小例7 (多选)如图所示，图甲中M 为一电动机，开关S 闭合后，当滑动变阻器R 的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V 1和V 2的读数随电流表A 读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A 读数在0.2 A 以下时，电动机没有转动．不考虑电表内阻，以下判断正确的是( )A ．图线①为V 2示数随电流表读数的变化图线B ．电路中电源电动势为3.4 VC ．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9 WD ．滑动变阻器的最大阻值为30 Ω 答案 AC解析由题图甲知，电压表V 2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V 2的示数与电流的关系，故A 正确；图线①的斜率大小等于电源的内阻，为r ＝ΔU ΔI ＝3.4－3.00.3－0.1 Ω＝2 Ω，当电流I 1＝0.1 A 时，U 1＝3.4 V ，则电源的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝(3.4＋0.1×2) V ＝3.6 V ，故B 错误；当I 2＝0.3 A 时，U 2＝3 V ，电动机输入功率最大P ＝U 2I 2＝3×0.3 W ＝0.9 W ，故C 正确；若电流表A 示数小于0.2 A ，由题图乙知，电动机不转动，电动机的电阻r M ＝0.8－0.40.1Ω＝4 Ω，当I 1＝0.1 A 时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以R 与R 0并联电阻的最大值R 并＝E I 1－r －r M ＝(3.60.1－2－4) Ω＝30 Ω，则滑动变阻器的最大阻值大于30 Ω，故D 错误．考点四含容电路的分析1．电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上． 2．电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线． (2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压． 3．电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q 1－Q 2|； (3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q 1＋Q 2.例8 阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路图如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．例9 (多选)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3均为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是( )A ．只逐渐增大R 1的光照强度，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，带电微粒向下运动答案 AD解析只逐渐增大R 1的光照强度，R 1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻R 0消耗的电功率变大，滑动变阻器R 2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下极板的带电荷量变大，所以电阻R 3中有向上的电流，故选项A 正确；电路稳定时，电容器所在支路相当于断路，只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，对电路没有影响，故选项B 错误；只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E ＝Ud 可知电场强度变大，带电微粒向上运动，故选项C 错误；若断开开关S ，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的静电力减小，带电微粒将向下运动，故选项D正确．课时精练1.(多选)(2020·江苏卷·6)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．电源的总功率变大答案ABD解析汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由P＝IE知电源的总功率变大，故D正确．2.(多选)在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知()A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 ΩB．电阻R的阻值为1 ΩC．电源的输出功率为4 WD．电源的效率为50%答案ABC解析由题图中图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，内阻为r＝EI短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1 Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2 A，路端电压U＝IR＝2 V，电源的输出功率为P＝UI＝4 W，电源的效率为η＝UIEI×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误．3．(多选)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，由此推断，以下故障可能的是()A．L1灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器被击穿短路答案BD解析若L1灯丝烧断，会使电路总电阻变大，总电流变小，电阻R2与L2并联电压变小，L2会变暗，故A错误；若电阻R2断路，会使电路的总电阻增大，总电流减小，R1并联部分电压与内电压之和减小，使L2两端的电压增大，L2会变亮，故B正确；若R2短路，L2会因被短路而熄灭，故C错误；若电容器被击穿短路，由于电路的总电阻减小，总电流增大，电阻R2与L2并联电压变大，L2会变亮，故D正确．4．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是()A．电源的输出功率一定变小B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小答案 C解析当内、外电阻相等时电源的输出功率最大，由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故A错误；当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大，电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量，则I2减小，即电流表A2的读数变小，因总电流增大，不变，则U1减小，A2的读数为I2＝U1R3则通过R2的电流增大，则U2变大，即电压表V2示数变大，故C正确，B、D错误．5.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻一定等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%答案 B解析由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率，由题图可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；电阻箱所消耗功率P最大值为45 W时，电阻箱读数为R＝5 Ω，则电流I＝P＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱R所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误．6．(多选)如图甲所示，不计电表内阻，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律分别如图乙中a、b所示，下列判断正确的是()A ．图线a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源电动势B ．图线b 斜率的绝对值等于电源的内阻C ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率D ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R 0消耗的功率答案 ACD解析题图乙中图线b 是电压表V 2示数的变化情况，图线a 是电压表V 1示数的变化情况；V 1测的是路端电压，则a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值为电源的电动势，A 正确；图线b 斜率的绝对值等于电阻R 0的阻值，B 错误；图线a 、b 交点的横、纵坐标之积既等于此状态下电源的输出功率，也等于电阻R 0消耗的功率，C 、D 正确．7．(2022·江苏淮安市车桥中学高三开学考试)如图所示电路，电源内阻为r ，两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ，D 为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ，电流表示数变化量为ΔI ，则下列说法中错误的是( )A ．两灯泡逐渐变亮B ．油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI ＝R ＋r D ．ΔU 2>ΔU 1 答案 B解析滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V 1的示数减小，而L 1的电压变大，所以L 2与滑动变阻器部分的电压减小，所以V 2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C ＝Q U ＝εr S 4πkd ，E ＝Ud 得E ＝4πkQεr S ，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L 1电阻R 看作电源内阻一部分，ΔU 2就是R ＋r 两端电压的增加量，则ΔU 2ΔI ＝R ＋r ，选项C 正确；由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI ＝r ，所以ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC ．12.0 ΩD ．12.5 Ω答案 A解析由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5 V ，电流为I ＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2 Ω＝5.5 Ω，故A 正确．9．(多选)在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，各理想电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI 不变 B.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI不变答案 ACD解析由题图电路图可知，U 1、U 2分别是R 1、R 2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U 3是路端电压，由欧姆定律可知R 1＝U 1I ＝ΔU 1ΔI (因R 1是定值电阻)，故A 正确；U 2＝E－I (R 1＋r )(因E 、R 1、r 均是定值)，U 2I ＝R 2，R 2变大，U 2I 变大，ΔU 2ΔI 的大小为R 1＋r ，保持不变，故B 错误，C 正确；U 3I ＝R 1＋R 2，因R 2变大，则U 3I 变大，又由于U 3＝E －Ir ，可知ΔU 3ΔI 的大小为r ，保持不变，故D 正确．10．(2022·宁夏银川市银川一中模拟)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝3 Ω、R 2＝2 Ω、R 3＝1 Ω、R 4＝3 Ω，电容器的电容C ＝4 μF ，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计．闭合开关S 1、S 2，电路稳定后，则( )A ．a 、b 两点的电势差U ab ＝3.5 VB ．电容器所带电荷量为1.4×10－6 CC ．断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比将发生变化D ．断开开关S 2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10－5 C 答案 D解析设电源负极的电势为0，则电源正极的电势为φ＝10 V ，又因为φ－φa ＝ER 1＋R 2R 1，代入数据可解得φa ＝4 V ，同理有φ－φb ＝ER 3＋R 4R 3，解得φb ＝7.5 V ，故U ab ＝φa －φb ＝－3.5 V ，选项A 错误；由Q ＝CU ，可知此时电容器所带电荷量为Q ＝4×10－6×3.5 C ＝1.4×10－5 C ，选项B 错误；由电路知识可知，断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比不会发生变化，选项C 错误；断开开关S 2，稳定后a 点的电势为φa ′＝10 V ，b 点电势仍为φb ＝7.5 V ，故此时U ab ′＝φa ′－φb ＝2.5 V ，且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为ΔQ ＝C ΔU ，即ΔQ ＝4×10－6×6 C ＝2.4×10－5 C ，选项D 正确．11．在如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R 2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻 r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝16－40.8－0.2 Ω＝20 Ω 电源的电动势为E ＝U ＋Ir取电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ，代入解得E ＝20 V(2)当滑片P 滑到最右端时，R 1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U 2＝4 V ，电流I 2＝0.8 A ，则定值电阻R 2＝U 2I 2＝5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ，外电路总电阻为R ＝U 1I 1＝80 Ω又R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3代入解得R 3＝300 Ω.12.如图所示，电源电动势E ＝2 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 0＝2 Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时，R 上消耗的功率最大，最大值为多少？答案 23 Ω 23W解析法一由公式P R ＝U 2R ，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U ＝E ·R 0RR 0＋R r ＋R 0RR 0＋R ＝ER 0R rR 0＋rR ＋RR 0，所以P R ＝E 2R 02R (rR 0＋rR ＋R 0R )2，代入数据整理得P R ＝164R ＋9R ＋12，当R ＝23 Ω时，R 上消耗的功率最大，P R max ＝23W.法二采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作等效电源，为E ′＝R 0R 0＋r E ，内阻为r ′＝R 0r R 0＋r 的电源，当R ＝r ′＝R 0rR 0＋r 时，电源对外电路R的输出功率最大为P R max ＝E ′24r ′.把数值代入各式得：E等＝E ′＝R 0R 0＋rE ＝43 V ；r等＝r ′＝R 0r R 0＋r ＝23 Ω.所以P R max ＝E 等24r 等＝23W.。

高中物理动态电路分析教案

高中物理动态电路分析教案
一、教学目标：
1. 理解动态电路的基本概念和特点；
2. 掌握动态电路中电流、电压的计算方法；
3. 能够分析动态电路中的电流、电压变化规律。

二、教学内容：
1. 动态电路的基本概念；
2. 电阻、电容、电感在动态电路中的应用；
3. 动态电路中的串联、并联和复合电路的分析方法。

三、教学准备：
1. 课件：电路图、示波器显示图等；
2. 实验器材：电源、电阻、电容、电感等元件；
3. 教学资料：相关电路分析方法及示例。

四、教学步骤：
1. 引入：通过一个简单的例子引入动态电路的概念，激发学生对电路分析的兴趣。

2. 讲解：介绍动态电路的基本组成和特点，讲解电阻、电容、电感在电路中的作用。

3. 分析：通过几个实例分析串联、并联以及复合电路的电流、电压变化规律，并让学生体会电路中的动态变化过程。

4. 练习：让学生针对不同类型的动态电路进行练习，加深对电路分析方法的理解。

5. 实验：设计一个动态电路实验，让学生亲自操纵实验器材，观察电路中的电流、电压变化情况。

6. 总结：对本节课的内容进行总结，并强调动态电路分析在生活中的应用。

五、作业布置：
1. 完成课堂练习题；
2. 阅读相关资料，了解动态电路在各种电子设备中的应用。

六、教学反思：
通过本节课的教学，学生应该能够掌握动态电路的基本概念和分析方法，能够独立分析简单的动态电路。

同时，也需要鼓励学生积极参与课堂讨论和实验，提高他们的动手能力和实践能力，从而更好地理解和运用动态电路分析知识。

高考物理一轮复习学案：专题9 闭合电路欧姆定律应用及动态分析

努力必有收获，坚持必会胜利，加油向未来！高三复习专题9 闭合电路欧姆定律应用一、闭合电路欧姆定律应用【知识梳理】【题型1】如图,电路中电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,小灯泡L额定电压U=8V,额定功率字迹模糊不清,电动机M线圈电阻RM=2Ω.闭合开关S后，灯泡恰好正常发光，电动机输出机械功率P=3.5W.求：(1)电源中电流I；(2)电动机线圈中电流IM；(3)小灯泡额定功率PL。

【强化练习1】如图所示，电源电动势E=6V，小灯泡L标有“3V，0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则（）A．电源的内阻为10ΩB．电动机的内阻为4ΩC．电动机正常工作的电压为1.8VD．电源的效率为70%【强化练习2】如图所示，图线a是某一电源的U-I曲线，图线b是一定值电阻的U-I曲线，若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（该电源的内阻r=2.0Ω），则下列说法正确的是（）A．该定值电阻为6ΩB．该电源的电动势为20VC ．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大D ．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大二、闭合电路动态分析【题型1】在图所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，电流表A 、电压表V 1、V 2、V 3均为理想电表，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器。

闭合开关S ，当R 2的滑动触头P 由下端向上滑动的过程中（）A ．电压表V 1、V 2的示数增大，电压表V 3的示数不变B ．电流表A 示数变大，电压表V 3的示数变小C ．电压表V 2示数与电流表A 示数的比值不变D ．电压表V 3示数变化量的绝对值与电流表A 示数变化量的绝对值的比值不变【题型2】如图所示，当滑线变阻器的滑动触头向上端移动时（）A ．电压表V 的示数增大，电流表A 的示数减小B ．电流表A 和电压表V 的示数都增大C ．电流表A 和电压表V 的示数都减小D ．电压表V 的示数减小，电流表A 的示数增大【方法总结】【强化练习1】如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。

高中物理复习：直流电路与交流电路

接电阻产生的焦耳热为 Q＝I2有效Rt＝1.8 J，故选项 C 正确；从中性面开始计时，转动 90°
的过程中，感应电动势的平均值为
E
＝ΔtΦ，
I
＝R＋E r，q＝
I
t＝
2 5π
C，故选项 D 错误．
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4.(2021·石家庄二模)(多选)如图所示的正方形线框 abcd 边长为 L，每边电阻均为 r，
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闭合电路动态分析的三点注意 (1)引起电路变化的原因：电阻变化、电键的通断． (2)电容器的特点：电路稳定后，电容器所在支路电阻无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电． (3)二极管的特点：具有单向导电性．
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[典例剖析] (多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，D为理想二极管(具有单向导通作用)，R1为定值电阻，C为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S1、S2均断开，则下列说法正确的是( BC )
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A．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表示数均变大 B．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变 C．先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器有放电现象 D．同时闭合S1、S2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻R1两端的电压增大解析：BC 仅闭合S1，回路中只有R1与R2串联，当滑动变阻器的滑片向右移时，R2的有效阻值减小，故总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律得，总电流增大，路端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，因电容器与二极管串联，电容器不能放电，故电容器的带电荷量不变，故A错误，B正确；再闭合S2，R1被二极管短路，总电阻减小，路端电压减小，电容器两端电压等于R2两端的电压，也就是路端电压，电容器对外放电，故C正确；同时闭合S1、S2，二极管与R1并联，而二极管的正向导电的电阻为零，故此时R1被短接，故D错误．

高三物理含容电路试题答案及解析

高三物理含容电路试题答案及解析1.一已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示。

已知静电计指针张角随着电容器两极间的电势差的增大而增大。

现保持电容器的电量不变，且电容器B板位置不动。

下列说法中正确的是A．将A板向左平移，则静电计指针张角增大B．将A板向右平移，则静电计指针张角增大C．将A板竖直向下平移，则静电计指针张角减小D．将A板竖直向上平移，则静电计指针张角增大【答案】 AD【解析】由公式和Q不变，可得：A板向左平移，d增大，C减少，U增大，张角增大，A正确；同理，A板向右平移，张角减少，B错；A板竖直向下平移，s减少，C减少，U增大，张角变大，C错误；同理，A板竖直向上平移，张角增大，D正确，所以本题选择AD。

【考点】电容2.把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。

先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。

与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。

下列关于这一过程的分析，正确的是甲A．在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小B．在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小C．曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积D．S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势E【答案】C【解析】由于曲线1是电容器的充电过程，曲线2是电容器的放电过程，在A中形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压会随着充电电量的增加而逐渐增大，A不对；B中由于电容器的电容是不随电压、电流的变化而变化的，故B也不对；C中曲线1与横轴所围面积是充电的电量，曲线2与横轴所围面积就是放电的电量，由于充电电量等于放电电量，故C是正确的；D中当S接1端时，无论时间多么的长，电容器两极板间的电压都不可能大于电源电动势E，故D是不对的。

【考点】电容的充、放电规律。

3.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表。

专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题(解析版)

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题特训目标特训内容目标1 闭合电路的功率问题（1T —4T ）目标2 闭合电路的动态分析问题（5T —8T ）目标3 闭合电路的含容电路问题（9T —12T ）目标4闭合电路的故障分析问题（13T —16T ）一、闭合电路的功率问题1．如图（a ）所示电路，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻。

从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U -I 图像如图（b ）所示，则（）A ．R 1的最大功率为4WB ．R 2的最大功率为3WC ．电源的最大输出功率为4WD ．电源的输出功率先增大后减小【答案】B【详解】根据欧姆定律可知223U R I∆==Ω∆所以图（b ）中斜率为正的图线反映R 2的伏安特性。

设电源电动势为E ，内阻为r 。

根据闭合电路欧姆定律有3U E Ir =-；12()U E I r R =-+所以3U r I∆=∆； 12U r R I∆=+∆所以图（b ）中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V 1表示数随I 的变化，则24r R +=Ω斜率绝对值较小的图线反映了V 3表示数随I 的变化，则1r =Ω，4V E =A ．R 1的输出功率为()22211122212121()2()E R E P I R R r R R r R R r R ===++++++根据数学知识可知当12R R r =+时，P 1有最大值为1max 1W P =故A 错误；B ．当电路中电流最大时，R 2的功率最大，此时R 1接入电路的阻值为零，所以22max223W E P R R r ⎛⎫== ⎪+⎝⎭故B 正确；CD ．电源的输出功率为()222121222121212()()2E R R E P I R R r R R r R R rR R +=+==++++++从左向右移动变阻器的滑片，R 1增大，根据数学知识可知当12R R r +>时，P 随R 1的增大而减小，当R 1=0时，P 有最大值为max 2max 3W P P == 故CD 错误。

高中物理动态电路分析

2011高三物理模型组合讲解——电路的动态变化模型［模型概述］“电路的动态变化”模型指电路中的局部电路变化时引起的电流或电压的变化，变化起因有变阻器、电键的闭合与断开、变压器变匝数等。

不管哪种变化，判断的思路是固定的，这种判断的固定思路就是一种模型。

［模型讲解］一、直流电路的动态变化1. 直流电路的动态变化引起的电表读数变化问题例1. 如图1所示电路中，当滑动变阻器的滑片P 向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？图1解析：这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。

对于这类问题，可遵循以下步骤：先弄清楚外电路的串、并联关系，分析外电路总电阻怎样变化；由rR EI +=确定闭合电路的电流强度如何变化；再由Ir E U -=确定路端电压的变化情况；最后用部分电路的欧姆定律IR U =及分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。

当滑片P 向左滑动，3R 减小，即总R 减小，根据rR EI +=总总判断总电流增大，A 1示数增大；路端电压的判断由内而外，根据Ir E U -=知路端电压减小，V 示数减小；对R 1，有11R I U 总=所以1U 增大，1V 示数增大；对并联支路，12U U U -=，所以2U 减小，2V 示数减小；对R 2，有222R U I =，所以I 2减小，A 2示数减小。

评点：从本题分析可以看出，在闭合电路中，只要外电路中的某一电阻发生变化，这时除电源电动势、内电阻和外电路中的定值电阻不变外，其他的如干路中的电流及各支路的电流、电压的分配，从而引起功率的分配等都和原来的不同，可谓“牵一发而动全身”，要注意电路中各量的同体、同时对应关系，因此要当作一个新的电路来分析。

解题思路为局部电路→整体电路→局部电路，原则为不变应万变（先处理不变量再判断变化量）。

2. 直流电路的动态变化引起的功能及图象问题例2. 用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，根据图线回答：（1）干电池的电动势和内电阻各多大？（2）图线上a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功率是多少？（3）图线上a 、b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？（4）在此实验中，电源最大输出功率是多大？图2 解析：（1）开路时（I=0）的路端电压即电源电动势，因此V E 5.1=，内电阻Ω=Ω==2.05.75.1短I E r 也可由图线斜率的绝对值即内阻，有：Ω=Ω-=2.05.20.15.1r （2）a 点对应外电阻Ω=Ω==4.05.20.1a a a I U R 此时电源内部的热耗功率：W W r I P a r 25.12.05.222=⨯==也可以由面积差求得：W W U I E I P a a a r 25.1)0.15.1(5.2=-⨯=-=（3）电阻之比：140.5/5.05.2/0.1=ΩΩ=b a R R 输出功率之比：110.55.05.20.1=⨯⨯=W W P P b a （4）电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时，此时路端电压2EU =，干路电流2短I I =，因而最大输出功率W W P m 81.225.725.1=⨯=出当然直接用rE P m 42=出计算或由对称性找乘积IU （对应于图线上的面积）的最大值，也可以求出此值。