第62讲电路的动态分析

第62讲电路的动态分析（2018•全国）如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变闭合开关S滑动变阻器的滑片P处于某一位置时，小灯泡L能发光将滑片P从该位置向b端滑动，则（）A.小灯泡L变亮，电流表的示数变小B.小灯泡L变亮，电流表的示数增大C.小灯泡L变暗，电流表的示数变小D.小灯泡L变暗，电流表的示数增大（多选）

2.（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Vi、V

2、V3示数变化量的绝对值分别为AVi、AV2AV3理想电流表示数变化量的绝对值为则（）A.A的示数增大B.V2的示数增大C.4V3与△1的比值大于rD・ZSVi大于4V2一.知识回顾.电动势

（1）定义电源内部非静电力所做的功与所移动的电荷量之比W

（2）表达式E=oq

（3）物理意义反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量

（4）特点由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关.内阻电源内部也存在电阻，叫作电源的内阻，常用〃表示，它是电源的另一重要参数.闭合电路的欧姆定律

（1）内容闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比

（2）公式F

①/=就（只适用于纯电阻电路）；

②七二U外+U内（适用于所有电路）.路端电压与负载的关系

5.路端电压跟电流的关系1关系式U=E-Iro2用图像表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源的内阻

6.电路的功率和效率⑴电源的功率总=£/2电源内部损耗功率P内=尸八⑶电源的输出功率P出=ULA.定值电阻的功率P定=PRR为定值电阻，P定只与电流有关系，当R外最大时，/最小，P定最小，当R外最小时，/最大P定最大由上式可以看出£2

①当R=/时，电源的输出功率最大，尸m=2

②当时，随着R的增大输出功率越来越小

③当Rvr时，随着R的增大输出功率越来越大

④当P出vPm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R和，且Ri•=，

⑤产出与R的关系如图所示利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻心则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当/变=/时，P变有最大值C.外电路不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，则有序产出=E-UU/rU=E/2时，输出功率最大Pm=^£2或者产出=1E-Ir1二E/2r时，输出功率最大Pm=^PU4电源的效率;/=-^xlOO%=v；xlOO%o产总乜A.任意电路〃=整乂100%=9100%B.纯电阻电路R|〃100%=X100%R+r-r1+元因此R越大，〃越大；当R=厂时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.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州寸，电路的总电阻一定增大或减小⑵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在如图甲所示分压电路中，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、3两端的总电阻与R串的变化趋势一致4在一个定值电阻R和一个可变电阻Ro组成的如图乙所示的电路中，若RER则当两个并联支路的电阻值相等时，、b两端的总电阻最大；若Ro〈R则两支路电阻值越接近，〃、b间的总电阻越大即“阻差小，总阻大；阻差大，总阻小工.电路动态分析的方法1程序法化支路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:3极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现4特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论.电路动态分析的一般步骤1弄清局部电路变化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，确定整个电路的外电阻如何变化E3根据闭合电路欧姆定律/总=嬴、7确定电路总电流如何变化4由内=/总厂确定电源内电压如何变化

（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二.例题精析题型一部分电路中的电流、电压及功率变化例

1.如图所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是（）A.R2的功率增大B.R3两端的电压减小C.电流表的示数变大D.Ri的电流增大题型二闭合电路中电源的输出功率与效率变化例

2.如图所示，已知电源的内阻为r外电路的固定电阻Ro=r可变电阻Rx的总电阻为2r在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中（）Rx消耗的功率减小Rx消耗的功率先增大后减小C.电源内部消耗的功率减小D.Ro消耗的功率减小题型三巧用等效电源（多选）例

3.如图所示，电路中定值R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表VI、V

2、V3的示数变化量的绝对值分别为AUl、AU

2、AU3理想电流表示数变化量的绝对值为下列说法正确的是（）A.理想电压表V3的示数变大B.电源的效率增大=rAIAU3AU1AU2三.举一反三，巩固练习.在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（）A.流过电源的总电流增大B.Ri消耗的功率增大C.电源内部消耗的功率增大D.R2所在支路的电流增大

2.如图电路中，R1为定值电阻，电表均为理想电表移动滑动变阻器R2的滑片，V、Vi、V2和A三个电表的示数分别记为U、Ui、U2和I则必有（）A.|答|*|B.|聆||第C|第V|罄|D.|警臼的|

3.利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计图甲表示该半导体的电阻R随摄氏温度t变化的情况把该半导体与电动势为E、内阻为I•的电源，理想电压表和保护电阻Ro连成如图乙所示的电路用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计下列说法正确的是（）A.电压较大的刻度对应较高的温度B.电压刻度0V对应的就是℃C.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的D.若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高

4.如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，Ro为定值电阻，下列判断正确的是（）A.当扫描笔头在白色线条上移动时，信号处理系统获得高电压B.当扫描笔头在黑色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响D.扫描笔头外壳出现破损漏光，仍然能正常工作

5.利用某半导体的电阻随温度升高而减小的特征可以制作电子温度计图甲表示该半导体的电阻R随温度t变化的情况把该半导体与电动势为E、内阻为r的电源，理想电压表和保护电阻Ro连成如图乙所示的电路用该半导体作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计下列说法正确的是（）A.温度升高后，电源的效率将升高B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的C.tA和tB相比，tA应标在电压较小的刻度上D.若电池用久后内阻r变大，用该温度计测量的温度要比真实值偏高.在如图所示的电路中，Ri、R

2、R3和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Ai的读数为Ii电流表A2的读数为12电压表Vi的示数为Ui电压表V2的读数为U2当R5的滑片向b端移动过程中，电流表Ai的读数变化量的绝对值为Ah电流表A2的读数变化量的绝对值为△12电压表Vi的读数变化量的绝对值为AU1电压表V2的读数变化量的绝对值为AU2则（）U1变大，U2变大，—^不变仇11变小，AU1VAU2也变大4/111变大，12变小，:7^变小11变小，△UiAU2—^不变.（多选）如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（）A.微粒P将向上运动B.电流表读数增大C.R3上消耗的电功率增大D.电源的效率减小

8.（多选）如图所示，Ri、R2和R3都是阻值为Ro的定值电阻，R是滑动变阻器，Vi、丫2和人都是理想电压表和电流表，闭合开关S当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是（）Vi表示数减小V2表示数减小/0（3/0+2r）I4/I一r+2/0D.电压表Vi示数的变化量△Ui的绝对值小于电压表V2示数的变化量△U2的绝对值

9.如图所示，电源电动势E=6V内阻r=2Q滑动变阻器Ri总阻值为6Q定值电阻R2=10Q电流表A以及电压表Vi、V2是理想电表在调整滑动变阻器R1的过程中，下面说法正确的是（）A.电压表Vi读数改变量与电流表读数改变量之比为2B.电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为60C.电阻R2消耗的最小功率为

2.5WD.电源的最大输出功率为

2.5W

10.如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E内阻为rV为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是（）A.金属热电阻温度升高，其他条件不变B.金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变C.光照增强，其他条件不变D.光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变一般情况UTR_h・R_〃当/增大时，增大R+-1+-特殊情况

①当外电路断开时，/—0U-EF

②当电源两端短路时，/一尸U—0。