高中物理模型分类解析模型18 动态电路

模型18 动态电路（解析版）

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)当开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;当开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。

(3)在如图所示的分压电路中,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.分析动态变化问题要注意以下三点

(1)两个公式:闭合电路欧姆定律E=U+Ir(E、r不变)和部分电路欧姆定律U=IR。

(2)两个关系:外电压等于外电路上串联各部分电压之和;总电流等于各支路电流之和。

(3)两种方法:程序法、“串反并同”法。

a．程序法

解决闭合电路动态变化问题,应按照局部→整体→局部的程序进行分析。具体的思路是:电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U内的变化→U外的变化→固定支路→变化支路。对于固定不变的部分,一般按照欧姆定律直接判断;而对于变化的部分,一般应根据分压或分流间接判断。

b“串反并同”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。

【最新高考真题解析】

1.（2020年江苏卷）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】 【详解】A ．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I 灯变小，A 正确；

B ．电路的

路端电压为

=U U I R =路灯灯灯

I 灯变小，路端电压变小，B 正确；

C ．总电流即干路电流为

U E U I r r

-==内路干 U 路减小，干路电流增大，C 错误；

D ．电源总功率

P EI =干总

I 干增大，总功率变大，D 正确。

故选ABD 。

2.（2020年北京卷）如图所示，

理想变压器原线圈接在()m sin u U t ωϕ=+的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R ，不计电表内电阻影响。闭合开关S 后（ ）

A. 电流表2A 的示数减小

B. 电压表1V 的示数减小

C. 电压表2V 的示数不变

D. 电流表1A 的示数不变

【答案】A

【解析】

【详解】开关S 闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V 1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A 1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R 两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即2V 的示数减小，故电流表2A 的示数减小，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

【典例1】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M R 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时

A M R 变大，且R 越大，U 增大越明显

B M R 变大，且R 越小，U 增大越明显

C M R 变小，且R 越大，U 增大越明显

D M R 变小，且R 越小，U 增大越明显

【答案】C

【解析】接触到药液时其电阻M R 发生变化，导致S 两端电压U 增大，根据欧姆定律U =IR s ，

由闭合电路欧姆定律知R R

R R R M

S M M S R

R E R R

E

I +++=+++=1r r ，两者联立可知M R 变小，且R 越大，U 增大越明显，故A 、B 、D 错，C 对。

【变式训练1】(多选)将电学元件按照如图所示的电路连接,其中电源的内阻不能忽略,电压表和电流表均为理想电表,开始时滑动变阻器的滑片位于滑动变阻器的中间位置,电路中的小灯泡正常发光。在滑动变阻器的滑片逐渐向右端滑动的过程中,下列选项中正确的是

( )。

A .电压表的示数增大,电流表的示数增大

B .电压表的示数减小,电流表的示数增大

C .小灯泡的亮度变暗

D .定值电阻R 1消耗的电功率减小

【答案】BC

【解析】思路一 程序法。在滑动变阻器的滑片逐渐向右端滑动时,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以判断,电路中总电流增大,电流表示数增大,由U=IR 可以判断内电压增大,则路端电压减小,小灯泡L 消耗的功率减小,则其亮度变暗,C 项正确;流过R 1的电流I 1=I 总-I L ,可知I 1增大,电阻R 1消耗的功率增大,U R 1增大,D 项错误;电压表示数U V =U L -U R 1,可知U V 减小,A 项错误,B 项正确。

思路二 “串反并同”法。在滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电压表与滑动变阻器并联,则电压表的示数减小;定值电阻R 1与滑动变阻器串联,则定值电阻R 1消耗的电功率增大;小灯泡与滑动变阻器间接并联,则小灯泡的亮度变暗;电流表与滑动变阻器间接串联,则电流表的示数增大;由以上分析可知B 、C 两项正确。

【典例2】(2018四川绵阳期末)(多选)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P 向右端移动时,下列说法中正确的是( )。