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1、第62讲电路的动态分析1. （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、V2、V3示数变化量的绝对值分别为AVi、AV2 AV3,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
2、大于rDZSVi大于4V2一.知识回顾1 .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=o q（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。2 .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。3 .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/=就（只适用于纯电阻电路）；七二U外+ U内（适用于所有电路）。4 .路端电压与负载的关系一般情况UTR_hR_ 当/?增大时，
3、。增大R+- 1+-特殊情况当外电路断开时，/0, U-EF当电源两端短路时，/一尸U05.路端电压跟电流的关系(1)关系式：U=E-Iro(2)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.电路的功率和效率电源的功率。总=/。(2)电源内部损耗功率P内=尸八电源的输出功率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。B.对纯电阻电路，则有:P 出= PR =e2rE2(R+r)2 (Rr)?-R-+4r由上式可以看出2当R=/时，电源的输出功率最大，尸m
4、 = 2当时，随着R的增大输出功率越来越小。当Rvr时，随着R的增大输出功率越来越大。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&=，。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-U) U/r, U=E/2时，输出功率最大。Pm=2或者产出=1 (E-Ir) ,1二E/2r时，输出功率最大。Pm=PU(4)电源的效率;/=-xlOO%=v；xlOO%o产总乜A.任意电路=整乂 100%
5、=9100%B.纯电阻电路R|100% =X100%1 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%。7 .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)。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
6、 支路的电阻值相等时，。、b两端的总电阻最大；若RoR,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8 .电路动态分析的方法(1)程序法电路结构的变化-R的变化-R总的变化总的变化一U端的变化-固定支路并联分流/ 串联分压U一变化支路。(2)“串反并同”结论法所谓“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。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
7、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。9 .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。E(3)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=EU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
8、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（）A. Rx消耗的功率减小B. 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、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为A Ul、AU2、AU3,理
9、 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C. =rAID. AU3 AU1 AU2三.举一反三，巩固练习。1 .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
10、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
11、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
12、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6 .在如图所示的电路中，Ri、R2、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
13、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（）A. U1变大，U2变大，不变仇B. 11变小，AU1VAU2,也变大4/1C. 11变大，12变小，:7变小D. 11 变小，UiAU2,不变7 .（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
14、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（）A. Vi表示数减小B. V2表示数减小/?0（3/?0+2r）I 4/ 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2。B.电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为60。C.电阻R2消耗的最小功率为2.5WD.电源的最大输出功率为2.5W10.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r, V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