微专题64 闭合电路中动态分析问题

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⎩⎪⎨⎪⎧

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．

【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。U 2I ＝R 2，变大；根据闭合电路欧姆定律得U 2＝E －I (R 1＋r )，则有ΔU 2ΔI

＝R 1＋r ，不变，故B 正确。U 3I ＝R 1＋R 2，变大；根据闭合电路欧姆定律得U 3＝E －Ir ，则有ΔU 3ΔI

＝r ，不变，故C 错误。当外电路电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，外电阻变大，但是不知道外电阻与电源内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化情况，故D 错误。

【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( )

【解析】在电路A 、B 中，当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小．对电路A ，电压表测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，使路端电压随之减小，不符合题意；对电路B ，电压表测量的是定值电阻R 0两端的电压，由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，符合题意；对电路C ，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变；而电路D ，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，电压表测量的电阻增加，则电压表示数将变大．

【答案】BD

2.(2013·江苏单科·4)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

【解析】由题意知，S两端的电压增大，则电路中的电流增大，接触药液的传感器的电阻变小，则A、B选项是错误的；将S看做外电路，其余看做等效电源，根据U＝E－Ir可判断，同样的变化电流，则内阻越大电压变化越大，因此答案为C.

【答案】C

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

【解析】S断开，相当于总电阻变大，总电流减小，由U＝E－Ir知，路端电压增大，即电压表的读数变大，R3两端的电压U3＝E－Ir－IR1，因总电流减小，则U3增大，R3中的电流也增大，电流表的读数变大．

【答案】B

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

【解析】尘埃P受到重力和电场力而平衡，要使尘埃P向下加速，就要减小电场力，故要减小电容器两端的电压；电路稳定时，滑动变阻器R1无电流通过，两端电压为0，故改变R1的电阻值无效果，故A错误；变阻器R2处于分压状态，电容器两端电压等于变阻器R2左半段的电压，故要减小变阻器R2左半段的电阻值，变阻器R2滑片应该向左移动，故B正确，C错误；将闭合的开关S断开，电容器两端电压增大到等于电源电动势，故P向上加速，D错误．

【答案】B

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

【解析】由题图知：滑动变阻器与灯泡L1并联，再与灯泡L2串联．V1表测量路端电压，V2表测量灯泡L2两端的电压．将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，V1表的读数变小．由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大．灯泡L1的电压U1＝E－I(r＋R L2)减小，灯泡L1变暗．故A、B、C错误，D正确．

【答案】D

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()