闭合电路动态问题分析-罗从武
闭合电路的动态分析
物理科学案 序号 23 高二年级 班 教师 官安民 学生闭合电路的动态分析教学目标1．掌握闭合电路欧姆定律，并能应用其解决有关问题；2．掌握路端电压和外电路电阻的关系，掌握讨论电路结构变化题的一般方法教学重点利用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化 教学过程： 一、知识点回顾1.闭合电路欧姆定律公式：I= 路端电压U= 二）、全电路的动态分析的具体步骤: (1)明确电路的连接方式(2)判断动态部分电阻、全电路总电阻的变化. (3)判断闭合电路总电流的变化.(4)依据U=E-Ir ,判断路端电压的变化.(5)依据分压、分流原理判断动态部分的物理量的变化.思路：三)、知识讲授例1:如图所示，电源电动势的内阻不能忽略，试分析当滑片P 向a 端滑动时，电压表和电流表的示数如 何变化？分析：当滑动变阻器的滑片向a 端滑动时，电路的总电阻 （变大、变小、不变），由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流强度I 将 （变大、变小、不变），而电压表是测量路端电压的，再根据路端电压U=E-Ir 可知，路端电压U 将 （变大、变小、不变）。
结论：电压表的示数 ；安培表的示数例2如下图，当滑片P 向右移动时，A 1表、A 2表和V 表将如何变化？分析：当滑片P 向右移动时，电路的总电阻 （变大、变小、不变），由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流强度I 将 （变大、变小、不变），而电压表是测量路端电压的，再根据路端电压U=E-Ir 可知，路端电压U 将 （变大、变小、不变），固定电阻R 1的电压及为路端电压，其电流将 （变大、变小、不变）。
结论：A 1的示数 ；A 2的示数 ；V 的示数 。
练习1：在如图所示的电路中，R 1=10 Ω，R 2=20 Ω，滑动变阻器R 的阻值为 0~50 Ω，当滑动触头P 由a 向b 滑动的过程中，灯泡L 的亮度变化情况是（ ）A.逐渐变亮B.逐渐变暗C.先变亮后变暗D.先变暗后变亮练习2：如图电路中，当滑动变阻器滑动键P 向下移动时，则（ ） A ．灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮 B ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗 C ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗 D ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮例3.在图3的电路中，当滑动变阻器R x 的滑动头向下滑动时，A 、B 两灯亮度的变化情况为（ ） A ．A 灯和B 灯都变亮 B ．A 灯、B 灯都变暗C ．A 灯变亮，B 灯变暗D ．A 灯变暗，B 灯变亮四）、简洁判断的方法：“串反并同”规律的运用①“串反”：是指某一电阻增大时，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； 某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析1、总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：当R增大时，I变小，又据U=E-lr知，U变大。
当R增大到*时，1=0, U = E （断路）。
当R减小时，I变大，又据U=E-lr知，U变小。
当R减小到零时，I=E r , U=0 （短路）2、所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。
3、解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。
4、基本思路是部分T整体T部分”从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。
特别提醒在电路的动态分析中，要注意闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串联分压和并联分流的综合应用。
在分析电灯明暗变化时，可从电流、电压和功率三个量中的任何一个量分析都可确定。
例题在如图所示的电路中，R2、R3、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A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a 端移动时，判定正确的是（）A、I变大，U变小B、I变大，U变大C、I变小，U变大D、I变小，U变小［解析］当R5向a端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小。
根据闭合电路的欧姆定律I = E知道，回路的总电流|变大，内电压U内=Ir变大，外电R + r压U #=E-U内变小。
所以电压表的读数变小。
外电阻R i及R4两端的电压U=l （R什R4）变大。
R5两端的电压，即R2、R3两端的电压为U' =U外-U变小，通过电流表的电流大小为U'/（R2+R3）变小。
答案：D［规律总结］在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、 电压、电功率的变化，它们遵循的规则是：（1） 凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都 是该可变电阻的阻值变化情况相同。
闭合电路的动态分析专题
闭合电路的动态分析电路变化主要包括两种情况，一是由于电路中部分支路的接通或断开引起电路结构的变化，从而引起电路中有关物理量的变化；二是由于部分电路中某个电阻发生变化（例如：滑动变阻器滑动触头位置的改变），同样会引起电路中相关物理量的变化。
那么如何进行电路变化的动态分析，我们分析的理论依据是闭合电路欧姆定律，及部分电路欧姆定律，以及串联分压、并联分流等规律。
首先，要根据闭合电路欧姆定律，在I ＝ε/R+r 中，电源电动势ε和内电阻r 不变，由于电路结构的变化，会引起外电阻的R 变化，导致干路电流I 和路端电压U 的变化，再利用部分电路欧姆定律（在使用欧姆定律I ＝U/R ，必须牢记I 、U 、R 是对同一部分电路而言的，三个物理量中任意一个发生变化都可能引起其它两个量的变化。
）来讨论各支路中的相关物理量的变化，进而讨论干路中的各个物理量的变化。
其次，分析电路变化时，一般的顺序是先从变化部分开始，按照先总后分，先干路后支路，先固定电阻，后变化电阻的顺序进行分析。
变化电路的讨论如图电路：设R 1增大，总电阻一定 ；由 ，I 一定 ；由 ，U 一定 ；因此U 4、I 4一定 ；由I 3= ，I 3、U 3一定 ； 由U 2= ，U 2、I 2一定 ； 由I 1= ，I 1一定 。
总结规律如下：①总电路上R 增大时总电流I 减小，路端电压U 增大；②变化电阻本身和总电路变化规律相同；③和变化电阻有串联关系（通过变化电阻的电流也通过该电阻）的看电流（即总电流减小时，该电阻的电流、电压都减小）；④和变化电阻有并联关系的（通过变化电阻的电流不通过该电阻）看电压（即路端电压增大时，该电阻的电流、电压都增大）。
下面根据其以上方法具体分析一些实例： 一、由于某部分电路的断开或接通，会引起电路中相关物理量的变化。
例1．如图所示，当K 闭合时，两电表的读数变化情况是：（ ）V 、A 读数变大 V 、A 读数变小 V 的读数变大，A 的读数变小V 的读数变小，A 的读数变大解析：当K 闭合时，由于并联的支路的个数增加，由并联知识可知：外电阻R 减小， 由闭合电路欧姆定律I ＝ε/ R+ r 知，干电流I 增大，通过分析路端电压U=ε—I r 即R 2两端电压减小，由部分电路欧姆定律I 2= U 2/ R 2安培表A 的读数变小，正确答案应选B例2、如图所示，由于某一电阻发生断路，导致电压表和电流表示数均比该电阻未断开时要大，则这个断路的电阻可能是：（ ）A ．R 1B ．R 2C ．R 3D ．R 4 解析：若R 1断路，由并联电路特点，可知总电阻R 变大，由I ＝ε/ R+ r ，得总电流I 变小，由U=ε—I r 知路端电压增大，得R 2的两端电压U 2增大，通过对I 2= U 2/ R 2分析，知电流表的示数变大，故选项A 正确；若R 2断路，知电流表的示数为零，故选项B 错误；若R 3断路，电压表的示数为零，故选项C 错误；若R 4断路，由并联电路知识特点，可知总电阻R 变大，由I ＝ε/ R+ r ，得总电流I 变小，由U=ε—I r 知路端电压增大，得R 2的两端电压U 2增大，通过对I 2= U 2/ R 2分析，知电流表的示数变大，故选项D 正确；本题正确选项为AD 。
闭合电路中动态分析问题(学生版)
微专题 闭合电路中动态分析问题【核心考点提示】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⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路.2．极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．3.分压分流原理:串联分压,并联分流.【微专题训练】【例题】在如图甲所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。
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，以下说法错误的是 ( )A ．图线a 表示的是电压表V 3的示数随电流表示数变化的情况B ．图线c 表示的是电压表V 2的示数随电流表示数变化的情况C ．此过程中电压表V 1示数的变化量ΔU 1和电流表示数变化量ΔI 的比值变大D ．此过程中电压表V 2示数的变化量ΔU 2和电流表示数变化量ΔI 的比值不变【变式】在如图所示电路中，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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的绝对值分别用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 不变 C ．U 3I 不变，ΔU 3ΔI 变大 D ．电源的输出功率变大【巩固习题】1.如图所示，A 、B 、C 、D 四个电路中，电源电动势为E ，电阻为r ，定值电阻为R 0，当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，电压表示数将变大的电路是( )2.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时( )A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显3.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大4.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()A．将R1的滑片向左移动B．将R2的滑片向左移动C．将R2的滑片向右移动D．将闭合的开关S断开5.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看成是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，下列说法中正确的是()A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C．小灯泡L2变亮，V2表的读数不变D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小6.在如图所示的电路中，电源的内阻为r，现闭合开关S，将滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是() A．灯泡L变亮B．电压表读数变小C．电流表读数变小D．电容器C上的电荷量增大7.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r.开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光．现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是()A．电灯L1、L2均变亮B．电灯L1变亮，L2变暗C．电流表的示数变小D．电源的总功率变小8.如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析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.直流电路的动态变化分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现.该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对电路中并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推训能力.1. 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。
2．程序法：遵循“局部－整体－部分”的思路，按以下步骤分析：3．“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、消耗的电功率都将减小，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、消耗的电功率都将增大，反之则减小。
即： ⎭⎪⎫U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧ U 并↑I 并↑P 并↑4．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零进行讨论。
【题型1】电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路．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 ．电压表和电流表示数都增大B ．电压表和电流表示数都减小C ．电压表示数增大，电流表A 1示数减小，A 2示数增大D ．电压表示数减小，电流表A 1示数增大，A 2示数减小【题型2】(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表．闭合开关S后，若减小R的阻值，则下列说法正确的是()A．电流表的示数一定增大B．电压表的示数一定增大C．电源的输出功率一定增大D．R1上的电压一定减小【题型3】在校园冬季安全大检查中，某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，则下列说法正确的是()A．若报警器的电池老化(内阻变大，电动势不变)，不会影响报警器的安全性能B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移C．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移D．增大电源的电动势，会使报警的临界温度升高【题型4】某学校创建绿色校园，如图甲为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。
闭合电路的动态问题分析
R 局 ↑→ R 总 ↑→ I总 ↓→ U端 ↑→ I部分、U 部分 R 局 ↓→ R 总 ↓→ I总 ↑→ U端 ↓→ I部分、U 部分
当滑片P向右移动时，电压表、 当滑片 向右移动时，电压表、电流表 向右移动时 的示数如何改变？ 的示数如何改变？
当滑片P向左移动时，电压表、 当滑片 向左移动时，电压表、电流表 向左移动时 的示数如何改变？ 的示数如何改变？
闭合电路中由于局部电阻变化（或开关通断)引 闭合电路中由于局部电阻变化（或开关通断 引 起电路变化的问题分析方法如下： 起电路变化的问题分析方法如下： ①由局部电阻变化判断总电阻的变化 的变化； ②判断总电流I的变化； 判断总电流 的变化 ③根据U=E-Ir判断路端电压的变化； 判断路端电压的变化； 根据 判断路端电压的变化 ④根据串并联电路的特点以及欧姆定律判断各部分 电路的电压及电流的变化。 电路的电压及电流的变化。
当开关S 从断开变成闭合时，电压表、 当开关 1从断开变成闭合时，电压表、 电流表的示数如何改变？ 电流表的示数如何改变？
当滑片P向左移动时，电压表、 当滑片 向左移动时，电压表、电流表 向左移动时 的示数如何改变？ 的示数如何改变？
微专题64 闭合电路中动态分析问题-2025版高中物理微专题
微专题64闭合电路中动态分析问题【核心考点提示】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IU →变化支路.2．极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．【微专题训练】【例题】(2017·安徽淮北一模)在如图甲所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。
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，以下说法错误的是(C )A ．图线a 表示的是电压表V 3的示数随电流表示数变化的情况B ．图线c 表示的是电压表V 2的示数随电流表示数变化的情况C ．此过程中电压表V 1示数的变化量ΔU 1和电流表示数变化量ΔI 的比值变大D ．此过程中电压表V 2示数的变化量ΔU 2和电流表示数变化量ΔI 的比值不变[解析]滑片P 向上滑动，R 2减小，总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，R 1两端电压增大，R 2两端电压减小，根据这些变化关系可知，图线a 是电压表V 3的示数随电流表示数变化的图线，图线b 是电压表V 1的示数随电流表示数变化的图线，图线c 是电压表V 2的示数随电流表示数变化的图线，A 、B 正确；ΔU 1ΔI ＝r ，而ΔU 2ΔI＝R 1，C 错误，D 正确。
【变式】(2018·湖北鄂东南教改联盟期中)在如图所示电路中，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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。
下列说法正确的是(AB )A ．U 1I 不变，ΔU 1ΔI不变B ．U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变C ．U 3I 不变，ΔU 3ΔI 变大D ．电源的输出功率变大[解析]根据欧姆定律得U 1I ＝ΔU 1ΔI ＝R 1，故当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，U 1I 、ΔU 1ΔI 均不变，故A 正确。
巧解闭合电路的动态分析问题
巧解 闭合 电路 的动态分析 问题
严江勇 ， 王 明锋
当 阳市 第 二 高 级 中 学 ， 湖北 当阳 ４ ４ ４ １ ９ ９
摘 要： 闭合 电路 的 动 态 分 析 问题 是 近 几年 高考 在 恒 定 电 流知 识 考 查 的 热 点 问题 ， 利 用 常 规 解 题 思路 解 决 较 为繁 琐
关系。 电压表 与 为 并联 关 系 ， 故 Ｒ变大时 ， 由
同” ，它 的适用 条 件是 电源有 内阻且 闭合 回路 只
结论 “ 串反并 同” 得 电流表读 数变 小 ， 电压 表读 数
第３ １卷 总第 ４ ５ ９期 ２ ０ １ ３年 第 ９期 （ 上半 月）
物 理 教 学 探 讨 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ Ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
文章编号 ： １ ０ Ｏ ３ — ６ １ ４ ８ （ ２ Ｏ １ ３ ） ９ （ Ｓ ） － ０ ０ ４ ２ — ３
闭合 电路 的动 态 分 析 问题 是 近几 年 高 考 在 恒定 电流知 识考 查 的热 点 问题 ， 通 常是 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 它 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 ， 解 决这类 问题 的基本 方 法 是所 谓 的程 序法 ， 即一 般 步骤 是 ： （ １ ） 明确局部 电路变化时所引起 的局 部电路 电
阻 的变 化 。
Ａ． 电压表 与 电流表 的示数都 减 小
专题 闭合电路欧姆定律(电路的动态分析问题)
专题：闭合欧姆定律（电路的动态分析问题）知识回顾：直流电路的有关规律(1)欧姆定律I ＝UR(2)闭合电路欧姆定律E I R rE U IrE U U =+=+=+外内(3)电阻定律R ＝ρl S(4)电功率：P ＝UI P ＝I 2R ＝U 2R(5)焦耳定律：Q ＝I 2Rt(6)串并联电路规律：11222112U RU R I RI R ==串联分压：并联分流：1．闭合电路动态变化的原因(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)若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小．(3)两个电阻并联，总电阻1212R R R R R =+．如果12R R C +=（恒量），则当12=R R 时，并联电阻最大；两电阻差值越大，总电阻越小．2．闭合电路动态分析的方法基本思路是“局部→整体→局部” 流程图： 3.电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时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，确定电路的外电阻R 外总如何变化． (3)根据闭合电路欧姆定律I 总＝E R 外总＋r，确定电路的总电流如何变化．(4)由U 内＝I 总r 确定电源的内电压如何变化． (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． 经典例题：1．如图所示的电路，L 是小灯泡，C 是极板水平放置的平行板电容器．有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动．若滑动变阻器的滑片向下滑动，则（ ）A ．L 变暗B ．L 变亮C ．油滴向上运动D ．油滴不动2．在如图所示的电路中，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．当 R 2的滑动触点在 a 端时合上开关 S ，此时三个电表 A 1、A 2 和 V的示数分别为 I 1、I 2和 U ．现将 R 2的滑动触点向 b 端移动，则三个电表示数的变化情况是 （ ）A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．I 1增大，I 2减小，U 增大C ．I 1减小，I 2增大，U 减小D ．I 1减小，I 2不变，U 减小3．图中A 为理想电流表，V 1和V 2为理想电压表，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，电池E 内阻不计，则（ ）A ．R 2电阻减小时，V 2示数增大B ．R 2改变时，V 2示数与 A 示数之比不变。
专题33 开关(闭合)(断开)动态电路分析问题-中考2019物理压轴题、高频题、高分值题解题技巧(解析版)
考点扫描☆名师点拨一、考点解析动态电路分析是初中物理电学中的重点内容。
动态电路分析只涉及到串并联电路（电源电压保持不变）。
所谓动态电路是指对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路，通过改变变阻器接入电路的阻值或开关的通断等形式来改变电路的连接方式，进而改变电路中的总电阻、电流、电压的大小。
中考物理中，动态电路分析主要以选择题和计算题形式出现。
主要分为三种类型：（1）滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；（2）开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；（3）其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。
具体来说，就是要弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有；所给的电表是测量干路的电流（或电压）还是支路中的电流（或电压）等。
解答此类问题需要注意一下问题：1.电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。
2.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。
3.基本思想：明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。
4.解题思路：总体遵循“先局部-再整体-再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化（局部）；②根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；③由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。
开关通（闭合）、断（断开）动态电路分析电路中开关闭合或断开，电路中物理量发生变化。
开关通断变化的是电路中元件的接入和退出，元件的变化会引起电路物理量的变化。
分析此类动态电路，要看清开关通断后元件是如何发生变化的，然后再进一步分析物理量的变化。
二、考点复习1.定义：用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。
闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
2025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【知识导学与典例导练】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＝E24r。
(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。
突破“闭合电路的动态分析”教学难点的尝试
突破“闭合电路的动态分析”教学难点的尝试作者：胡志安来源：《物理教学探讨》2017年第06期摘要：为了让学生认识到部分电路欧姆定律的局限性，本文设计了两个实验，分别测量定值电阻和变化的电阻的U-I图线，进行比较后让他们认识到它们的区别，以及造成区别的原因；然后再通过实验测量复杂的电路中变化电阻的U-I图线，同时从理论上进行分析，让学生真正理解闭合电路欧姆定律。
关键词：闭合电路的动态分析；电阻的U-I图线；实验体验中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）6-0042-3在闭合电路中，当某一电阻发生变化时，其他电阻（某一段电路、电源或该变化电阻）两端的电压及通过的电流变化的分析是教学中的一个难点。
现通过下面的电路来进行说明[1]，如图1中的电路中，由R1、R2组成（R1是20 Ω滑动变阻器、R2是5 Ω定值电阻、电源由四节干电池串联）的电路通过电键串联接在电源两端，当滑动变阻器滑片P向右移動时，R1、R2及电路中电流如何变化？同学们认为由于R1变大，由闭合电路欧姆定律，R变大，电路中电流变小，R2两端电压就变小。
他们是根据部分电路欧姆定律U2=IR2，判断I变小，所以U2变小。
此时，再问同学R1的电压如何变化？同学们还是首先用部分电路欧姆定律U1=IR1。
好一点的同学认为I减小，R1增大，它们的乘积有三种可能。
差一点的同学只考虑电流减小，所以认为U1减小。
究其原因，还是对闭合电路欧姆定律的应用不熟练，想不到R1两端的电压可通过U1=E-I（r+R2）去处理。
为了让学生认识到R1两端电压与通过电流的关系，笔者在教学中设计了如图2所示的实验，实验中通过不断改变R1的电阻，测量其两端的电压及电流，然后作出其U-I图线（使用DIS中测量小灯泡的U-I图线的实验操作），得到的图线如图3所示。
通过上述实验同学们会发现定值电阻R2两端的电压与电流的关系是一条通过原点的倾斜直线。
闭合电路动态分析
2017年04月20日闭合电路动态分析一．选择题（共25小题）1．如图所示，当交流电源的电压（有效值）U=220V，频率f=50Hz，3只灯L1、L2、L3的亮度相同（L无直流电阻），若将交流电源的频率变为f=100Hz，则（）A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L2灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮2．如图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关S．在选项图所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（）A．B．C．D．3．为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示．两个电路接在完全相同的交流电源上．a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈．电阻、电容、线圈匝数的值如图所示．老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作．下列对实验现象的描述及分析正确的是（）A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小4．如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（）A．阻直流通交流，输出交流B．阻交流通直流，输出直流C．阻低频通高频，输出高频电流D．阻高频通低频，输出低频和直流5．如图L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．A和B是两个完全相同的灯泡（）A．当开关由闭合变为断开时，A、B均立即熄灭B．当开关由闭合变为断开时，A、B均由亮变暗，直至熄灭C．当开关由断开变为闭合时，A立即变亮且亮度不变，B由亮变暗，直到不亮D．当开关由断开变为闭合时，A由亮变为更亮，B由亮变暗，直到不亮6．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同．若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变．则三个盒子中的元件可能是（）A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻7．如图所示，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E=5V，内阻r=1Ω，开始时开关S闭合．则（）A．断开S前，电容器带电荷量为零B．断开S前，电容器电压为VC．闭合S的瞬间，电容器a板上带正电D．断开S的瞬间，电容器b板上带正电8．如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键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R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D．若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动9．在如图所示的电路中，灯炮L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（）A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷量减少D．电流表读数变小，电压表读数变大10．如图所示，平行金属板中带电质点P原处与静止状态，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端移动时，则（）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11．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向．（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变大C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D．当滑动头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大12．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△V213．如图电路中，电源电动势、内电阻、R1、R2为定值．闭合S后，将R的滑健向右移动，电压表的示数变化量的绝对值为△U，电阻R2的电压变化量的绝对值为△U′，电源电流变化量的绝对值为△I，下列说法正确的是（）A．通过R1的电流增大，增大量等于B．通过R2的电流增大，增大量△I小于C．△U′与△I的比值保持不变D．△U与△I的比值保持不变14．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低15．如图所示的电路中，电源内阻一定，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小△U，电流表A的示数增加△I（电压表与电流表均为理想电表），在这个过程中（）A．通过R1的电流减少量等于B．R2两端的电压增加量等于△UC．路端电压减少量等于△UD．为定值16．如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键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R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B．只调节电阻R3的滑动端P2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．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D．若断开电键S，带电微粒向下运动17．在如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，闭合电建S后，带电粒子恰处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V1，V2，V3示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则（）A．V1示数减小，V2和V3示数增大B．带电粒子将向上运动C．△U3＞△U1D．此过程中保持不变18．如图所示，R1=R，R2=2R，R3=3R，R g=4R，电源负极接地，闭合开关S稳定后，电容器带电量为Q1；断开开关S将R1和R3的位置互换，开关重新闭合稳定后，电容器带电量为Q2，则Q1和Q2的比值为（）A．1 B．C．D．19．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表V1、V2、V3为理想电压表，R1、R3为定值电阻，R2为热敏电阻（其阻值随温度增高而减小），C为电容器，闭合开关S，电容器C中的微粒A恰好静止．当室温从25℃升高到35℃的过程中，流过电源的电流变化量是△I，三只电压表的示数变化量是△U1、△U2和△U3．则在此过程中（）A．V1示数减小B．＞C．Q点电势升高D．R3中的电流方向由M向N，微粒A匀加速下移20．在如图所示的电路中，电源电压恒定，R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器．开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P在a、b之间滑动的过程中，电压表的示数最大为4V，电阻R1的电功率变化范围是0.8W～7.2W，则P从a端滑至b端的过程中，电流表的示数（）A．从1.8A变化至0.2A B．从0.4A变化至1.2AC．从1.2A变化至0.4A D．从0.2A变化至1.8A21．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小△U（电压表为理想电表），在这个过程中（）A．通过R1的电流减小，减少量一定等于两端的电压增加，增加量一定等于△UB．RC．路端电压减小，减少量一定等于△UD．通过R2的电流增加，但增加量一定小于22．如图所示，调节可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大△U，在这个过程中（）A．通过电阻R1的电流增加，增加量一定大于B．电阻R2两端的电压减小，减少量一定等于△UC．通过电阻R2的电流减小，但减少量一定小于D．路端电压增加，增加量一定等于△U23．如图所示，电源电动势为E、内阻为r．闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为△U，电流表示数的变化量为△I，电流表的示数为I，电容器的带电量为Q，则在这个过程中，下列图象正确的是（）A．B．C．D．24．在如图所示电路中，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合电键S，当R2的滑动触片P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电流表、电压表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，它们示数变化量的大小分别用△I、△U1、△U2和△U3表示．则下列分析判断正确的是（）A．不变，不变B．变大，变大C．变大，不变D．变大，不变25．在如图所示的电路中，电键闭合后，当滑动变阻器的触头P向下滑动时，则（）A．灯L1变亮B．灯L2变暗C．电源的总功率变大D．电阻R1有从b到a方向的电流2017年04月20日闭合电路动态分析参考答案与试题解析一．选择题（共25小题）1．（2015•贵州模拟）如图所示，当交流电源的电压（有效值）U=220V，频率f=50Hz，3只灯L1、L2、L3的亮度相同（L无直流电阻），若将交流电源的频率变为f=100Hz，则（）A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L2灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮【解答】解：三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，流过L2的电流变小，流过L3的电流不变．A、由上分析可知，L1灯比原来亮，故A正确；B、由上分析可知，L2灯比原来暗，故BC错误；D、由上分析可知，L3灯和原来一样亮，故D错误；故选：A．2．（2016•江苏模拟）如图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关S．在选项图所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是（）A．B．C．D．【解答】解：由于自感线圈L直流电阻值大于灯泡D的阻值，由通过线圈L的电流小于通过灯泡D的电流；当断开电键，原来通过D的电流渐渐减小，由于电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与规定图示流过电阻的方向相反，I慢慢减小最后为0．故ACD错误，B 正确．故选：B．3．（2016•西城区二模）为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示．两个电路接在完全相同的交流电源上．a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈．电阻、电容、线圈匝数的值如图所示．老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作．下列对实验现象的描述及分析正确的是（）A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小【解答】解：A、a、b灯相比，a灯支路的电阻大，电流小，则A错误B、电容器通交流，则c、d灯均发光，则B错误C、c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小，C正确D、e、f灯均能发光，但f灯更暗，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越大．则D错误故选：C4．（2016春•大兴区期末）如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（）A．阻直流通交流，输出交流B．阻交流通直流，输出直流C．阻低频通高频，输出高频电流D．阻高频通低频，输出低频和直流【解答】解：电感器对直流无阻碍，对交流电有阻碍作用，根据X L=2πLf知，自感系数很小，频率越低，感抗越小，所以阻碍作用为：通低频，阻高频．电容器隔直通交，而不同的交流电，根据X c=．知电容C越小，频率越低，容抗越大，所以阻碍作用为：通高频，阻低频．因此电路的主要作用是阻高频、通低频，输出低频交流电和直流电，故D正确，ABC错误；故选：D．5．（2016春•蚌埠期末）如图L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．A和B 是两个完全相同的灯泡（）A．当开关由闭合变为断开时，A、B均立即熄灭B．当开关由闭合变为断开时，A、B均由亮变暗，直至熄灭C．当开关由断开变为闭合时，A立即变亮且亮度不变，B由亮变暗，直到不亮D．当开关由断开变为闭合时，A由亮变为更亮，B由亮变暗，直到不亮【解答】解：A、B当开关由闭合变为断开时，A灯没有电压，立即熄灭．当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，使B灯过一会儿熄灭．故AB错误．C、D当开关由断开变为闭合时，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻很小，B 灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮．故C错误，D正确．故选D6．（2016春•西城区期末）如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同．若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变．则三个盒子中的元件可能是（）A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻【解答】解：交流电频率增大，灯a变暗，阻抗变大，说明I是电感线圈，灯b变亮，阻抗变小，说明II是电容器．灯c亮度不变，说明III为电阻．故C正确，ABD错误．故选：C．7．（2016春•曲靖校级期末）如图所示，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，线圈的直流电阻不计．电源电动势E=5V，内阻r=1Ω，开始时开关S闭合．则（）A．断开S前，电容器带电荷量为零B．断开S前，电容器电压为VC．闭合S的瞬间，电容器a板上带正电D．断开S的瞬间，电容器b板上带正电【解答】解：A、断开开关S前，线圈电流稳定，线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量．故A正确；B、当断开开关S前，线圈电流稳定，且线圈的直流电阻不计，则电容器两端电压为零，所以电容器没有电荷量．故B错误；C、当开关闭合瞬间，线圈电流增大，由于线圈的自感现象，导致线圈中产生感应电动势，从而对电容器充电，因此a板带负电．故C错误；D、当开关断开瞬间，线圈电流减小，由于线圈的自感现象，导致线圈中产生感应电动势，且左端电势高于右端，从而对电容器充电，因此a极带正电，b板带负电．故D错误；故选：A．8．（2017•河北一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键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R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D．若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动【解答】解：A、只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A正确；B、电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；C、只调节电阻R2的滑动端P1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=可知，电场力变大，带点微粒向上运动，故C错误；D、若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，故D错误．故选A9．（2017•兴庆区校级一模）在如图所示的电路中，灯炮L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（）A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷量减少D．电流表读数变小，电压表读数变大【解答】解：A、当滑动变阻器滑片P向左移动，其接入电路的电阻增大，电路总电阻R总增大，电流I减小，灯泡的功率P=I2R L，R L不变，则灯泡变暗．故A错误．B、当内、外电阻相等时，电源的输出功率功率最大．灯炮L的电阻大于电源的内阻，当R 增大时，电源的输出功率变小．故B正确．C、变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，故C错误．D、电流表读数变小，电压表读数U=E﹣Ir变大．故D正确．故选BD10．（2017•江西模拟）如图所示，平行金属板中带电质点P原处与静止状态，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端移动时，则（）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【解答】解：A、B由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当R4的滑片向a移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，路端电压增大，则R1两端的电压减小，可知并联部分的电压增大，电压表读数增大．由欧姆定律可知流过R3的电流增大，根据并联电路的特点可知：流过R2的电流减小，则电流表示数减小；故A错误，B正确；C、因电容器两端电压增大，板间场强增大，质点受到的向上电场力增大，故质点P将向上运动，故C正确；D、因R3两端的电压增大，由P=可知，R3上消耗的功率增大；故D正确；故选：BCD．11．（2017•福建模拟）如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向．（电源的内阻不能忽略）下列判断正确的是（）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变大C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D．当滑动头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大【解答】解：A、由图，A板带正电，B带负电，电容器内电场方向水平向右．细线向右偏，电场力向右，则小球带正电．故A错误．B、滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U=E﹣Ir 变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B错误．C、滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下．故C正确．D、根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大．外电阻大于内阻，外电阻减小输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小．本题，不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率的大小．故D错误故选：C．12．（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：A、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与变阻器串联，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，故A正确；B、电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，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△V3与△I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，据题：R＞r，则＞，故△V1大于△V2．故D正确．故选：ACD．13．（2013•清浦区校级学业考试）如图电路中，电源电动势、内电阻、R1、R2为定值．闭合S后，将R的滑健向右移动，电压表的示数变化量的绝对值为△U，电阻R2的电压变化量的绝对值为△U′，电源电流变化量的绝对值为△I，下列说法正确的是（）A．通过R1的电流增大，增大量等于B．通过R2的电流增大，增大量△I小于C．△U′与△I的比值保持不变D．△U与△I的比值保持不变【解答】解：AB、将R的滑健向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，总电流I增大，即通过R2的电流增大，R2的电压U′增大，路端电压减小，则变阻器与电阻R1并联电压U减小，由于路端电压等于U+U′，所以电阻R2的电压变化量的绝对值为△U′＜电压表的示数变化量的绝对值为△U，通过R2的电流增大，增大量△I小于．U减小，则通过R1的电流减小．故A错误，B正确．C、由于R2是定值电阻，则R2=，保持不变．故C正确．D、根据闭合电路欧姆定律得：U=E﹣I（R2+r），=R2+r，保持不变．故D正确．故选：BCD．14．（2013•甘肃一模）在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低【解答】解：在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大．电阻R2两端的电压U2=E﹣I（R1+r），I增大，则U2变小，电容器板间电压变小，其带电量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a的电势大于零，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A=I﹣I2，I增大，I2减小，则I A增大．即电流表示数变大．故D正确，ABC错误．故选D15．（2017•福建模拟）如图所示的电路中，电源内阻一定，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表V的示数减小△U，电流表A的示数增加△I（电压表与电流表均为理想电表），在这个过程中（）A．通过R1的电流减少量等于B．R2两端的电压增加量等于△UC．路端电压减少量等于△UD．为定值【解答】解：A、因电压表示数减小，而R1为定值电阻，故电流的减小量一定等于，故A正确；B、R1两端的电压减小，则说明R2及内阻两端的电压均增大，故R2两端的电压增加量一定小于△U，故B错误；C、因内电压增大，故路端电压减小，由B的分析可知，路端电压的减小量一定小于△U，故C错误；D、设电源电动势是E，电源内阻是r，调整可变电阻前电路电流是I，调整后电路电流是I′，在闭合电路中，电源电动势等于内外电压之和，即E=U V+I（r+R2）①，E=U V′+I′（r+R2）②，②﹣①得：U V′﹣U V+（I′﹣I）（r+R2）=0，△I（r+R2）=U V﹣U V′=△U，则=（r+R2），故D正确；故选AD．16．（2017•淮南一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键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（）。
闭合电路的动态分析
闭合电路的动态分析何文斌【摘要】闭合电路的动态分析这类问题是历年高考的热点，亦是学生学习中的难点。
本文在此提供5种分析方法，以便提高学生分析这类问题的能力。
【期刊名称】《物理通报》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】3页(P61-62,63)【关键词】高考;闭合电路;动态分析;方法【作者】何文斌【作者单位】武功县综合高中陕西咸阳 712200【正文语种】中文闭合电路的动态分析是根据欧姆定律及串并联电路的规律来分析电路中某一电阻变化而引起整个电路中各部分电学量变化的情况.这类问题是历年高考的热点，亦是学生学习中的难点.本文在此提供5种分析方法，供大家参考.1 程序法基本思路：部分—整体—部分，即由阻值变化的部分入手，由串并联规律判断R 总变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后再由部分电路的欧姆定律判断各部分的变化情况.关键是抓住电源的E，r不变，灵活应用闭合电路的欧姆定律和串并联电路的规律.一般应遵循以下原则：(1)先根据欧姆定律分析电阻值不变的部分电路.(2)再根据串并联电路的规律分析变化部分电路，若变化部分电路与邻近电路相串联则宜从电流入手去判断，若变化部分电路与邻近电路相并联，则宜从电压入手去判断.图1【例1】如图1所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向上移动时，下列结论正确的是A.电压表示数增大，电流表示数减小B.电压表和电流表示数都增大C.电压表示数减小，电流表示数增大D.电压表和电流表示数都减小解析：电路由两部分串联而成，一部分是R1，阻值不变，另一部分是R2和R3并联而成，滑动头向上移动,R3增大，导致整个外电路电阻增大，从而I减小U增大，即电压表示数增大，由U1=IR1可知U1减小，由U2=U3=U-U1知U2=U3增大，由得I2增大，由I3=I-I2得I3减小，即电流表示数减小.应选选项A.2 结论法电路中有一个电阻发生变化时(电源内阻r≠0，变阻器阻值线性变化)，各电阻上的电流、电压和电功率都相应随之变化，变化遵循“串反并同”规律.即：(1)串联相反法则.当某一电阻值增大时与该电阻串联的用电器电流、电压和电功率减小，即变化相反.(2)并联相同法则.当某一电阻值增大时与该电阻并联的用电器电流、电压和电功率增大，即变化相同.【例2】如图2所示电路，当滑动变阻器的滑动触点向a端滑动时A．电压表○V读数增大，电流表○A示数减小B．电压表○V读数、电流表○A示数都增大C．电压表○V读数、电流表○A示数都减小D．电压表○V读数减小，电流表○A示数增大图2解析：滑动触点向a滑动，R3增大，与之串联的电流表示数减小，与之并联的电压表的读数增大，选择选项A.3 极端假设法对于电路中含有滑动变阻器的分析，当该变阻器阻值单调变化时，可将滑片分别滑到两个极端去考虑，这样复杂问题就会简单化，从而避免了复杂的过程分析和繁琐的数学运算，使主要矛盾突出.【例3】如图3所示，当滑动变阻器R2的滑动头k向左滑动时,各电表示数的变化是A.○A1增大B.○A2减小C.○V1减小D.○V2增大图3解析：将○A1和○A2视为短路，○V1和○V2视为断路，当k滑至最左端时，R2和R3 全部被短路，电路总电阻最小，表示干路电流○A1增大，○A2中无电流通过，路端电压的○V1减小，R1的电压○V2增大，所以选项A,B,C,D均正确.4 图像法运用图像可以形象、直观地描述物理过程的状态及规律，也是运用数学解决物理问题的一个重要方面.在动态电路中，可利用电源的外特性曲线和负载的伏安特性曲线以及电源的输出功率随外电阻变化图像分析.【例4】如图4所示，3只灯泡电阻均为R灯与电动势为E，内阻为r(r<R)的电源和滑动变阻器R组成闭合电路，且滑动头位于正中，当向两侧滑动时A．只有k向上滑动时电源输出功率最大B．只有k向下滑动时电源输出功率最大C．不论k向那一侧滑动，电源输出功率都减小D．不论k向那一侧滑动，电源输出功率都增大图4解析：电源的输出功率随外电阻变化的关系如图5所示，当k位于变阻器中央时，外电阻大于内阻，输出功率P<Pmax，而不论k向上侧滑动还是向下侧滑动，外电阻均减小，但恒大于内阻，输出功率均增大，所以应选择选项D.图55 等效法任何一个线性有源二端网络都可以用一个等效电源来代替，这个等效电源的电动势E′等于网络两端引出端开路时的路端电压U，即E′=U，等效电源的内阻r则等于网络开路时两引出端所呈的电阻∑R，即r′=∑R，运用等效电源，可以使一个复杂的问题变得简单，尤其是在只需要研究电路中一个支路中的电压、电流和电功率时，其优点就格外突出.【例5】如图6所示电路中，当变阻器R3的滑动头向上端移动时A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小图6解析：图6电路可等效为图7，明显当滑动头向上滑动时，R3接入电路中的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，通过电流表的电流变大，等效内电压变大，而外电压变小，电压表两端电压变小，选项B正确.图7以上介绍的5种方法，读者在实际问题中可灵活运用，以便提高分析问题的能力.。
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合后，滑动变阻器的滑片P处于图示位置时，小
灯泡L1、L2、L3、L4的亮度均相同。若将P向右
A 滑动时，各灯泡亮度变化的情况是[
]
A．L1、L4变亮，L2、L3变暗； B．L2变亮，L1变暗，L3、L4
亮度不变； C．L1变暗，L3、L4变度不变，
L2无法判断； D．四只灯泡亮度都变暗。
L1 L3 P
灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽
略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三
盏灯的亮度变化情况是（
A、a灯变亮，b、c灯变暗 B、a、c灯变亮，b灯变暗 C、a、c灯变暗，b灯变亮
B）
a cb R
D、a、b灯变暗，c灯变亮
闭合电路动态问题分析-罗从武
例2、如图所示电路中，电源电压恒定，当K闭
闭合电路动态问题分析-罗从武
三、电表读数之比及读数 变化之比问题
闭合电路动态问题分析-罗从武
RABmaxR2
R RR ABmin
12
R R 闭合电路动态1问题分析2-罗从武
P R2 b
B
（3）并联式电路。由于两并联支路
R1 a
. 的电阻之和为定值，则两支路的并联
电阻随两支路阻值之差的增大（减小） 而减小（增大）；且支路阻值相等时
R2 R3 p b
有最大值，相差最大时有最小值。
A
B
证明：令两支路的阻值被分为Ra、Rb,且Ra+Rb=R0, 其中R0为定值。则
P
RA Er S
V
闭合电路动态问题分析-罗从武
【解析】外电路电路结构为滑动变阻器的上部分电阻 R1与下部分电阻R2并联后再与电阻R串联。当R1＝R2 时，R并最大，可知外电路电阻先增大后减小，干路 电流先减小后增大，路端电压先增大后减小，排除B、 D选项；讨论电流表示数变化时，可将电阻R与电源 内阻r之和等效为电源内阻r内，外电路只有R1与R2并 联，当R1＜R2时，P向下移动，R2减小，而电压增大， 故电流表A的读数增大；当R1＞R2时，P继续向下移 动，R1增大，且其两端电压减小，故通过R1的电流 减小，而由前面的判断可知此时干路电流增大，故 另外一条支路R2上的电流必定增大，即电流表A读数 继续增大，综上所述电流表读数一直增大，A对。
闭合电路动态问题分析-罗从武
L2
K L4
解题方法:分析灯泡亮 暗问题，关键是分析灯泡 的电流或电压，任一个增 大或减小，灯泡将变亮或 变暗。
关键：“牵一发而动全身”
闭合电路动态问题分析-罗从武
二、判断电表的读数增减问题
例1.在如图所示的电路中，E为电源电动势，
r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑
闭合电路动态问题分析-罗从武
5、滑线变阻器常见三种接法的特点
. （1）限流式接法： RAB随pb间的
电阻增大而增大。
A
a pb
B
. （2）分压式接法： 当P由a滑至b
R1
时，电路的总电阻RAB持续减小； 若P点反向移动，则RAB持续增大。
a
RABRR 11RR aapp(R2Rap)R2R Ra21p 1R1ap A
确的是（ A）
A. 电压表和电流表读数都增大
B. 压表和电流表读数都减小
C. 电压表读数增大，电流表读数减小
D. 电压表读数减小，电流表读数增大
【解析】设滑动变阻器的触头上部分电 阻为x，则电路的总电阻为
滑动变R阻总＝ 器r的触R1头由xx中•RR点22 滑向b端时，
并联支路电阻x增大，故路端电压变大，
动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，
此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和
U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表
示数的变化情况是 （ B ）
A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小 C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小
. . R1 A1
R 并 R R aa R R bbR R aR 0bR 0 2(4 R R a0 R b)2
RABmax
R0 4
设R1>R2，当滑动端在b点时R并最小。
RAB minR (R 11R 闭R 合23电)路R R 动23态问题分析-罗从武
例题归类分析
一、灯泡的亮暗分析
例1、如图电路，闭合电键S后，a、b、c三盏
分析电路的动态问题， 应该从下面几个方面入手:
1、认识电路的结构，复杂的电路要简化。
2、电压表和电流表当着理想的，电压表的阻值视 为无穷大，电流表的阻值视为零。 3、分清电压表所测是哪部分的电压，电流表所测 得是哪部分导体的电流。
4、把滑动变阻器的连接方式分析清楚。
5、关键抓住电路中是什么地方在变化。
R3
a R2b A2
. . . . V
Er S
应用“串反并同”法则分析可直接得出结论。
闭合电路动态问题分析-罗从武
“串反并同”
（1）条件：①E、r（r≠0）一定， ② 单变量电路。
（2）规律： “串反并同”
“并同”：是指某一电阻增大（减小）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（减小）；
闭合电路动态问题分析-罗从武
4、注意事项
（1）某一电阻的变化有以下几种常见情况 ① 电路结 构不变，当某一个电阻增大时，电路的总 电阻增大； ② 串联的电阻个数增多时总电阻增大；并联的电阻 个数增多时，总电阻减小。 （2）运用程序法从整体转到局部时，应先分析固定 支路，后分析变化支路，同时注意电流和电压两条 线的转换。VEr NhomakorabeaR
a b
A R2
R1
同时并联部分的电压变大闭合，电路故动通态问过题分电析-罗从武 流表的电流增大，故选项A正确。
“串反并同”
例3.（2011年上海物理卷）如图所示电路中，闭合电键S，
当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时（ A ）
A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大 B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小 C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后 变大 D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后 变小
“串反”：是指某一电阻增大（减小）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（增大）。
（3）说明：明确广义的“串”和“并”的物理意义。 注意真理是相对的。
闭合电路动态问题分析-罗从武
例2.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、 R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑 动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正