高考物理之闭合电路的动态分析知识点
在处理闭合电路中的动态分析问题时，一是要抓住变化因素和不变因素，用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。二是要从元件的变化情况入手，从局部到整体，再回到局部，逐步分析各物理量的变化情况。解题时可分为四步：1、判断局部元件的变化情况，以确定闭合电路的总电阻如何变化。例如，当开关接通或断开时，将怎样影响总电阻的变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。应该记住，电路中不论是串联部分还是并联部分，只要一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻就变大。只要一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻就变小。
2、判断总电流I如何变化。例如，当总电阻增大时，由闭合电路欧姆定律知，因此I减小。
3、判断路端电压U如何变化。此时，由于外电路电阻R和电流均变化，故用判断有一定困难，此时可用来判断。
4、判断电路中其他各物理量如何变化。
以上四步体现了从局部到整体，再回到局部的研究方法。这四步中，第一步是至关重要的，若判断失误，则后续判断均会出错。第四步是最为复杂的。第四步中要能快捷地作出
判断，要求在利用物理规律方面，除了欧姆定律、焦耳定律以外，还要熟悉串联电路、并联电路的特点，主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。在选取研究对象方面，可采取扫清外围、逐步逼近的方法。由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切，因此其物理量变化也将复杂。这样，不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析，再逐步推理，从已知条件出发，循着规律，一步一个结论，将结论又作为已知条件向下推理，最后判断变化元件有关物理量的变化情况。
按照“局部----整体----局部”的程序进行分析。
基本思路：电路结构变化→R变化→R总变化→总电流I 变化→U内变化→U外变化→支路变化。
案例分析，当滑动变阻器接头向b端滑动，各电表示数如何变化：
滑动变阻器向b端滑动→R减小→R外减小→R总减小（R外＋r）
→总电流I减小（A1示数减小）
→U外增大（V示数增大）
总电流I减小→R1的电压减小
→R2的电压增大（U外等于R1的电压加上R2的电压）
→R2的电流增大（A2示数增大）
并同串反
并同：某电阻R增大，与之并联的电阻中电流，电压都将增大。相同变化。
串反：某电阻R增大，与之串联的电阻的电流，电压都将减小。相反变化。
例题分析，当滑动变阻器接头向b端滑动，各电表示数如何变化：
滑动变阻器向b端滑动→R减小
并同：
电流表A2和电压表V与R是并联关系。所以这两个表的示数与R相同变化，都减小。
串反：
电流变A1与R是串联关系。所以这个表的示数与R相反变化，增大。
习题
电阻不变的三个电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后三灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R 的滑片。则可判断（）
（A）三灯的电阻大小是RB＞RC＞RA
（B）三灯的电阻大小是RA＞RC＞RB
（C）A、B两灯变亮，C灯变暗
（D）A、C两灯变亮，B灯变暗
答案：C
本题解题分为两个部分。首先是判断三灯电阻的大小。识别电路发现灯B先与滑动变阻器并联，之后与灯C串联，该支路再整体与灯A并联后接到电源的两端。由于该电路为纯电阻电路，根据电功率的公式P=I2R，结合IB
接着是判断滑动变阻器滑片上移后各灯的亮度变化。滑片上移后滑动变阻器R阻值增大，外电阻增大，总电流减小，端电压增大。灯A上的电压为端压，据P=U2/R，灯A将变亮，其电流也随之增大。同时，灯B、C所在的支路电压为端电压也增大，随着滑动变阻器与B组成的并联支路阻值增大，灯B的电压增大，根据P=U2/R，灯B将变亮。又因为总电流减小，灯A电流增大，导致灯C上的电流减小，据P=I2R，灯C变暗。选项C正确，选项D错误。
总结
关于电路的动态分析，除了上述做法之外，还有一种简略方法——“串反并同”，即电路中部分电阻变化时，与之串联的其他电阻上的电流、电压、功率变化均与该电阻阻值变化情况相反，与之并联的其他电阻上的电流、电压、功率变化均与该电阻阻值变化情况相同。据此，本题滑动变阻器阻值增加，灯B、灯A与之并联故变亮，灯C与之串联故变暗。
“串反并同”结论并不是所有情况都适用的，对于单一电阻变化，可以方便的判断电路中各元件上的电流、电压、亮暗情况变化，甚至于可以用于故障判断（短路视为电阻减小、断路视为电阻增大），但是对于多部分电阻变化（如滑动变阻器分压式接法）、恒压电源、恒流电源等情况下，直
接用结论都会出现问题，物理等级考试着重考察学生的分析能力，故第一种方法是基本方法，务必掌握好。
电路的动态分析 直流电流 分析思路 长沙四校联考)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 1 (多选)(2015· P向右端移动时，下面说法中正确的是() A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 2．(多选) (2015·湖北省公安县模拟考试)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表 均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是() A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小 B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小 C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值 D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值 3．(多选)如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，R0＝r，滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在此过程中(
A．电压表V1的示数一直增大 B．电压表V2的示数先增大后减小 C．电源的总功率先减小后增大 D．电源的输出功率先减小后增大 含电容器的电路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法 (1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。 (2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电 路的作用是断路。 (3)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻 不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端 的电压。 (4)在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所 连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 东北三校二模)如图所示，C1＝6 μＦ，C2＝3 μＦ，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，电源电动1 (多选)(2015· 势E＝18 V，内阻不计。下列说法正确的是( ) A．开关S断开时，a、b两点电势相等 B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是 2 A C．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大 D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
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 -Ir 知，U 变大。当R 增大到∞时，I =0，U =E （断路）。 当R 减小时，I 变大，又据U =E -Ir 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→整体→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。 例题 在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻，R 5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R 5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R 5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E I R r =+知道，回路的总电流I 变大，内电压U 内=Ir 变大，外电压U 外=E-U 内变小。所以电压表的读数变小。外电阻R 1及R 4两端的电压U=I （R 1+R 4）变大。R 5两端的电压，即R 2、R 3两端的电压为U’=U 外-U 变小，通过电流表的电流大小为U’/(R 2+R 3)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。阻值增大，它们也增大。 （2）凡与该可变电阻有串关系的用电器，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。阻值增大，它们也增大。
高中物理专练：电容器和直流电路的动态分析 (限时：45分钟) 1． (安徽·19)用图1所示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x是待测电阻,R0是定值电阻,是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表的电流为零时,测得MP＝l1,PN＝l2,则R x的阻值为( ) 图1 A.l 1 l 2 R B. l 1 l 1 ＋l2 R C.l 2 l 1 R D. l 2 l 1 ＋l2 R 答案 C 解析设R0、R x与三者的结点为Q,当通过电流表的电流为零时,说明φP＝φQ,则UR0＝ UR MP ,U Rx＝UR PN,IR0＝IR x＝I0,IR MP＝IR PN＝I,故I0R0＝IR MP,I0R x＝IR PN.两式相除有 R R x ＝ R MP R PN ,所以 R x ＝ R PN R MP R ＝ l 2 l 1 R ,正确选项为C. 2．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标上,如图2中的a、b、c所示,以下判断正确的是( ) 图2 A．直线a表示电源的总功率P E—I图线 B．曲线c表示电源的输出功率P R—I图线 C．电源的电动势E＝3 V,内电阻r＝1 Ω D．电源的最大输出功率P m＝2 W 答案AD
解析电源的总功率P E＝EI,直线a表示电源的总功率P E—I图线,选项A正确．电源的输出功率P R＝UI＝(E－Ir)I＝EI－I2r,曲线b表示电源的输出功率P R—I图线,曲线c表示电源内部的发热功率P r－I图线,选项B错误．由直线a的斜率可得电源的电动势E＝4 V．选项C错误．当I＝1 A时,电源的最大输出功率P m＝2 W,选项D正确． 3．如图3所示,为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A 的坐标为(U1,I1),过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2.小灯泡两端电压为U1时,电阻等于( ) 图3 A.I 1 U 1 B. U 1 I 1 C. U 1 I 2 D. U 1 I 1 －I2 答案 B 解析由于小灯泡的伏安特性曲线上,每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状 态下的电阻,所以小灯泡两端电压为U1时,电阻等于U 1 I 1 ,B正确． 4．如图4为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线,用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻组成如下四个电路．则外电路功率相等的是( ) 图4 A．图a和图d B．图b和图c C．图a和图b D．图c和图d
高考物理模拟题训练电路专题动态电路分析含 解析 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
专题01 动态电路分析 1．(2017黑龙江大庆一模)如图所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，R1、R2、R3为三个可变电阻，电容器C1、C2所带电荷量分别为Q1和Q2，下列判断正确的是（） A．仅将R1增大，Q1和Q2都将增大 B．仅将R2增大，Q1和Q2都将增大 C．仅将R3增大，Q1和Q2都将不变 D．突然断开开关S，Q1和Q2都将不变 【参考答案】BC 2．（2016洛阳联考）如图所示电路中，电源的电动势为E，内电阻为r．当变阻器R的滑片P向上移动时，电压表V的示数U和电流表A的示数I变化的情况是
A．U变大，I变大 B．U变小，I变小 C．U变大，I变小 D．U变小，I变大 【参考答案】 C 【名师解析】 当变阻器R的滑片P向上移动时，电流表A的示数I一定减小。外电路总电阻增大，电源输出电流减小，电压表V的示数U一定增大，选项C正确。 3.（2014高考上海物理第18题）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A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 【参考答案】ACD 【名师解析】
滑动变阻器滑片向下滑动，外电路总电阻减小，电流表A 中电流增大，A 的示数增大，V 1中的电流增大，V 1的示数增大，V 3的示数减小。由于电源输出电流增大，路端电压减小，所以V 2的示数减小，选项A 正确B 错误。由于理想电压表V 1、V 3示数之和等于电压表V 2的示数.，△V 1大于△V 2，选项D 正确。由V 1+V 3=E-Ir ，△V 1-△V 3=-△Ir,，3V I ??=r+1V I ??，△V 3与△I 的比值大于r ，选项C 正确。 4。(2013高考江苏物理第4题) (问6)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 【参考答案】C B 5.（2015崇明县一模）(问1/2/6/7)如图所示电路中，已知电阻R 1的阻值大于滑动变阻器R 0的最大阻值．闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动臂P 由最上端下滑到最下端的过程中，下列说法中正确的是 （ ）
第2页 共2页 闭合电路的欧姆定律 习题（一）动态分析 1． 右图中电表是理想的，P 从A 向B 滑动的过程中，电表读数怎么变？ 2． 如图所示电路，当滑动变阻器2R 的滑动触头P 向右滑动后， 分析各电流表和电压表的变化情况 3． 如图所示电路，K 断开时各表均有一读数，而将K 闭合后，分析各表读数的变化情况 4． 如图所示，当电路中的滑动变阻器的滑动触头P 向左滑动时，三个电表的读数将怎样变化？ 5． 右图中，2R 触头向左滑动过程中，B A 、两灯亮度怎么变？ 6． 如图所示电路，当滑动变阻器2R 的滑动触头P 向下滑动后，则以下的叙述中正确的是 [ ] A ． A 灯变暗， B 灯变亮，R 消耗的功率变大 B ． A 灯变亮，B 灯变暗，R 消耗的功率变大 C ． A 、B 灯都变暗，R 消耗的功率变大 D ． A 、B 灯都变亮，R 消耗的功率变小 7． 当滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表和电流表怎样变化？ 8． 如图所示，滑动变阻器AB 的总电阻与图中电阻R 相同。电源电动势为E ，内阻不计， 当触头C 从右端A 点开始一直滑到B 点为止的过程中，下列关于电流表说法正确的是[ ] A ．恒定不变 B ．逐渐增大 C ．逐渐减小 C ．先增大后减小 E ．先减小后增大 9． 如图所示的电路，当滑动变阻器R 的滑动触头从A 滑到B 的过程 中，灯泡L 的变化情况是[ ] A ．变暗 B ．变亮 C ．先变暗后变亮 D ．先变亮后变暗 10． 如图所示，当触头C 从中点向右移动时，三盏相同灯泡的亮暗将是： 1L ，2L ， E r A A B V P E r A A B V P P E r P E r A B × P × V A × × A B E r E r B C A R A E A B × L E r R A C B × E r R × ×
电路的动态分析 例1.在如图所示的电路中，R 1，R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为 r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中a端移动时() 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 【答案】D 例2.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电路中O点接地，当滑动变阻器的滑片P 向右滑动时，M、N两点电势变化情况是（） A．都升高B．都降低C．M点电势升高，N点电势降低D．M点电势降低，N点电势升高 【答案】B 例3.在如图所示的电路中，开关S闭合后，和未闭合开关S前相比较三个电表的读数变化情况是：（） A．V变大、A1变大、A2变小B．V变大、A1变小、A2变大 C．V变小、A1变大、A2变小D．V变小、A1变小、A2变大 【答案】C 例4.为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，A，B接报警器，当传感器RB所在处出现断针时， 电流表的电流I，A，B两端的电压U将() A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变大，U变小D．I变小，U变大 【答案】C 例5.（多选）在如图所示的电路中，闭合电键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、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是() A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大 C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变吗D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变 【答案】ACD 同步练习： 1.在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则() A．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 【答案】D 2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1，R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2的滑动触头
动态电路分析方法 电路的动态分析，是欧姆定律的具体应用，在历年的高考中经常出现。此类问题能力要求较高，同学们分析时往往抓不住要领，容易出错。电路发生动态变化的原因是由于电路中 滑动变阻器触头位置的变化，引起电路的电阻发生改变，从而引起电路中各物理量的变化， 在此将动态电路的分析方法介绍如下。 一、程序法 根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。基本思路是：“部分—整体—部分”，即从阻值变化的部分如手，由串并联电路规律判知R总的变化情况，再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况，一般思路是： 1确定电路的外电阻R外总如何变化。 2根据闭合电路的欧姆定律 E I R r 总 外总 确定电路的总电流如何变化。（利用电动势不变） 3由U I r 内内 确定电源内电压如何变化。（利用r不变） 4由U E U 外内 确定电源的外电压如何变化。 5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。 6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。 二、图像法 电路发生动态变化时，其电路图可等效为如图（1）所示，根据闭合电路的欧姆定律得到 U E Ir,其图像如图（2）中的a，根据部分电路的欧姆定律可知U IR，其导体的 U—I图像如（2）中b，在电源确定的电路中，由图（2）得，当电阻R增大时（即图中的 角度变大），通过R的电流减小，R两端的电压变大，当电阻R减小时（即图中的角度变小），其电流增大，电压减小。 三、“串反并同”法 所谓“串反”，即某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电 压、电功率都减小（增大）。所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并 联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大（减小）。但须注意的前提有两点：1电路中电源内阻不能忽略；2滑动变阻器必须是限流接法。 四、极限法即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至 两个极端讨论。（一般应用于滑至滑动变阻器阻值为零） 例1、在图中电路中，当滑动变阻器的滑动片由a向b移动时，下列说法正确的是：
闭合电路动态分析试题汇编 1．在如图所示的电路中，已知电阻R 1的阻值小于滑动变阻器R 0的最大阻值。闭合电键S ，在滑动变阻器的滑片P 由最左端向右滑动的过程中，下列说法中正确的是 (D ) （A ）电压表V 1的示数先变大后变小，电流表A 1的示数不变。 （B ）电压表V 1的示数先变小后变大，电流表A 1的示数变小。 （C ）电压表V 2的示数先变大后变小，电流表A 2的示数先变大后变小。 （D ）电压表V2的示数先变小后变大，电流表A2的示数先变小后变大。 2．在如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 为滑动变阻器，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 。当滑动变阻器R 的滑动头向图中b 端移动时，( B) 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 3．如图所示，平行金属板中带电质点P 原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的 影响，当滑动变阻器R 4的滑片向b 端移动时，则（ A ） 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 ．R 3上消耗的功率逐渐增大 4．如图所示电路中的电源为恒流源，不管外电路的电阻如何变，它都能够提供持续的定值 电流。当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表的读数变化量与电流表的读数变化量之比的绝对值是（B ） （A ）R 0 （B ）R 1 （C ）R 2 （D ）不能确定 5．在右图所示电路中，开始时电键K 1、K 2均闭合，现先断开电键K 1，则电压表与电流表的示数均发生变化，设它们的示数变化量之比为M 1＝?U 1／?I 1，再断开电键K 2，两表新的示数变化量之比为M 2＝?U 2／?I 2，若已知R 2＜R 3，则比较M 1与M 2的绝对值大小应有 （B ） A ．M 1＞M 2 B ．M 1＝M 2 C ．M 1＜M 2 D ．无法确 定 6．在如图所示电路中，电源电动势为ε，内阻为r ，闭合电键后，当滑动变阻器的滑片P 处于图中R 的中点位置时，小灯泡L 1、L 2、L 3的亮度相同。若将滑片P 向左滑动，小灯泡的亮度变化情况是（ BD ） A ．L 1变暗，L 3变暗 B ．L 1变亮，L 2变暗 A R 2 R 3 V r R 1 ε K 1 K 2 V A a b E r R 1 R R 2 R 3 R 4 V A 电源 R 2 R 0 R 1 E R 1 R 0 V 1 R 2 V 2 r S A 1 A 2 P
高考题精解分析：43变压器交流动态电路 高频考点：变压器交流动态电路 动态发布：2011山东理综卷第20题、2011福建理综第15题、2010全国理综2第19题、2010天津理综物理第7题、2010山东理综第19题 命题规律：变压器交流动态电路是高考考查的重点和热点，考查变压器交流动态电路为选择题，难度中等。 命题分析 考查方式变压器交流动态电路 【命题分析】变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。考查变压器交流动态电路的试题难度中等。 例1（2011山东理综卷第20题）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变 化的曲线如图乙所示。以下正确的 是 A、u2πt)V B、u2πt)V C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移 D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移 【解析】：由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s，所以u2πt)V，选项B正确A错误；为使用户电压稳定在220V，由变压器变压公式可知应减小变压器原线圈
专题七电路分析与计算 高考形势分析及历年部分省市高考试题分布： 本专题是高考的热点，历年都有高考试题，本专题的高考热点是部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律，串并联电路和实验题，以及电路在电磁感应和交流电中的应用，万用表的使用多次成为高考的热点，掌握各种仪表的操作规程和使用方法是高考考查的重点。对于选择题，通过某一新颖的物理情景，考查考生的理解能力和逻辑推理能力；对于填空题，多是通过对电路的分析和计算，对电压、电流、电阻等物理量的测量，来考查考生的分析综合能力和不太复杂的运算能力；对于实验题，通过对教材能容的翻新设疑，考查考生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力，特别是电阻的测定，题目虽然新颖独特，但原理均来源于课本的加工和深化，它是一种高层次能力的考核，真正的题在书外而理在书中，它将实验考查推向了更新的高度。 对于电磁感应中的闭合回路问题：电磁感应过程中要产生感应电流，从而使产生感应电动势的导体受到磁场力作用，继而影响其切割磁感线的加速度和速度，而速度的变化又影响导体中产生的感应电动势和感应电流，于是就形成了一个复杂的动态循环过程，且在这一复杂的动态循环过程中，要涉及闭合电路中各用电器的消耗功率的变化，存在多种形式能量的转化。对此类问题的处理，既要弄清楚变化的物理过程中各物理量的相互依存又相互制约的关系，又要弄清楚变化的物理过程中参与转化的能量种类及能量转化的方向。这对提高学生综合分析问题的能力，养成对物理过程和物理情景分析的习惯，是大有帮助的。因此，此类问题历来备受高考命题人关注。在近几年的高考中，涉及此类问题的题目中，既有难度中等的选择题，也有难度中等偏上的计算题，特别在倡导考查学生综合能力的当今高考形势下，此类问题会更加受到青睐，在今后高考中考查的频率和力度，都将有所提高，例如2007年天津卷计算题24题就考查了这方面的问题。 历年高考中电路分析和计算题分布情况：2005年高考电学考察情况：北京理综，选择题18题考查交流电路中的欧姆定律；22题考查多用表探测黑盒子问题；全国理综III，实验题22题利用所给元件测量电压表内阻；全国理综II，实验题是测量毫安表的内阻和实物连线题；全国理综I实验题考查测量电源电动势和内阻问题，25题考查含容电路和粒子在电场中偏转的问题。广东高考实验题考查了电路中传感器的应用，一选择题还考查了示波器的按钮使用。2006年高考电学考察情况：江苏高考计算题考查了电学与生活的应用（电热毯、电饭锅），四川高考理综，计算题考查含容电路和带电粒子在平行板电容器中的匀变速运动。重庆高考理综计算题考查闭合电路欧姆定律及其电路节能问题。浙江高考一选择题考查了电路故障，实验题22（2）考查了螺旋测微器的读数、电路元件的选择以及实物连图题。广东高考实验题考查测定电源电动势和内阻，其中考查到产生误差的原因，要求写出实验步骤，根据1/I—R图像求电动势和内阻。云南高考实验考查了力电传感器。2007年高考电学考察情况：全国卷I、湖北卷和湖南高考实验题考查示波器面板按钮的使用，北京卷选择题17题，考查交流电路中的欧姆定律及交流电的有效值，山东卷实验题23题考查电路和元件的选择，还考查电阻丝的电阻率的测定和实物连图，全国卷II实验题22题考查元件的选择和实验偏差。上海高考A类题3题考查部分电路欧姆定律，B类题的3题考查交流电路电压电流的有效值，实验题15题考查电阻的测量，16题考查闭合电路中输出功率随外电阻的变化情况。天津高考选择题16题考查交流电路中欧姆定律的应用，实验题22题（3）考查的是示波器按钮的使用，计算题24题考查的是电磁感应和含容电路相结合的问题。海南省高考选择题5题考查用电器消耗的电功率，实验题13题考查电阻的测量和实物连图。
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 1 B ．R 2 C ．R 3 D ．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 。
闭合电路的欧姆定律动态分析 1． 右图中电表是理想的，P 从A 向B 滑动的过程中，电表读数怎么变？ 2． 如图所示电路，当滑动变阻器2R 的滑动触头P 向右滑动后， 分析各电流表和电压表的变化情况 3． 如图所示电路，K 断开时各表均有一读数，而将K 闭合后，分析各表读数的变化情况 4． 如图所示，当电路中的滑动变阻器的滑动触头P 向左滑动时，三个电表的读数将怎样变化？ 5． 右图中，2R 触头向左滑动过程中，B A 、两灯亮度怎么变？ 6． 如图所示电路，当滑动变阻器2R 的滑动触头P 向下滑动后， 则以下的叙述中正确的是[ ] A ． A 灯变暗， B 灯变亮，R 消耗的功率变大 B ． A 灯变亮，B 灯变暗，R 消耗的功率变大 C ． A 、B 灯都变暗，R 消耗的功率变大 D ． A 、B 灯都变亮，R 消耗的功率变小 1 2 1 2 13 A 2
7． 当滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表和电流表怎样变化？ 8． 如图所示，滑动变阻器AB 的总电阻与图中电阻R 相同。电源电动势为E ，内阻不计，当触 头C 从右端A 点开始一直滑到B 点为止的过程中，下列关于电流表说法正确的是[ ] A ．恒定不变 B ．逐渐增大 C ．逐渐减小 C ．先增大后减小 E ．先减小后增大 9． 如图所示的电路，当滑动变阻器R 的滑动触头从A 滑到B 的过程中， 灯泡L 的变化情况是[ ] A ．变暗 B ．变亮 C ．先变暗后变亮 D ．先变亮后变暗 10． 如图所示，当触头C 从中点向右移动时，三盏相同灯泡的亮暗将是：1L ，2L ，3L 。
直流电流 分析思路 1 （多选）（2015长沙四校联考）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，下面说法中正确的是 （ ） 3.（多选）如图所示，电源的电动势和内阻分别为 E 、r , R o = r ，滑动变阻器的滑片 P 由a 向 b 缓慢移动，则在此过程中（ 电路的动态分析 总的 折 趾化 分 IU 变 A .电压表V 的读数减小, B. 电压表V i 的读数增大, C. 电压表 V 的读数减小, D .电压表V 2的读数增大, 电流表 A i 的读数增大 电流表 A i 的读数减小 电流表 A 2的读数增大 电流表 A 2的读数减小 2.（多选）（2015湖北省公安县模拟考试 ）如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表 均为理想电表。当滑动变阻器 R 2的滑动触头P 移动时，关于两个电压表 V i 与 V 的示数, F 列判断正确的是（ ） A . P 向a 移动，V i 示数增大、 B . P 向b 移动，V i 示数增大、 C . P 向a 移动, D . P 向b 移动, V 2的示数减小 V 2的示数减小 V i 示数改变量的绝对值小于 V i 示数改变量的绝对值大于 V 2示数改变量的绝对值 V 示数改变量的绝对值 % &
--------- 1 } ----------------- , h P R ------ '1 A .电压表V1的示数一直增大 B .电压表V2的示数先增大后减小 C.电源的总功率先减小后增大 D ?电源的输出功率先减小后增大 含电容器的电路 解决含电容器的直流电路问题的一般方法 (1) 通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。 (2) 只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。 (3) 电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻 不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端 的电压。 (4) 在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所 连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 1 (多选)(2015东北三校二模)如图所示，C i= 6 C 2 = 3 R i = 3 Q, R2= 6 Q,电源电动 A ?开关S断开时，a、b两点电势相等 B?开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 A C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
1.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻 为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是( ). (A )副线圈两端的输出电压减小 (B )通过灯泡L 1的电流减小 (C )原线圈中的电流增大 (D )变压器的输入功率增大 答案:BCD 2.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n 1和n 2.,当把电热器接在ab ,使cd 空载时,电 流表的示数为I 1；当把电热器接在cd ,而使曲空载时,电流表的示数为I 2,则I 1：I 2等于( ). 【1】 (A )n 1﹕n 2 (B )n 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1 (D )n 22﹕n 12 答案:B 3．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关．P 是滑动变阻器R 的 滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电 流．下列说法正确的是 A ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小 B ．保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小 C ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大 D ．保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小 提示：保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a 时，由理想变压器电压比公式 1122U n U n =可知，副线圈两端电压U 2增大，22U I R =也增大，则R 上消耗的功率增大，1112P I U P ==增大，1I 增大，A 选项错误、C 选项正确；保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b 时，U 2减小，则22U I R =也减小，B 选项正确；保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动时，U 2不变，R 减小，则I 2增大，由电流比公式1221 I n I n =可知，I 1也增大，D 选项错误． 4．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l 和n 2，当负载电阻R 中流过的 电流为I 时，原线圈中流过的电流为_________；现减小负载电阻R 的阻值，则 变压器的输入功率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）． 【答案】21 n I n ，增大 5．如图所示，变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电导线给用电器供电，当电键S 断开时，图中电压表示数 U 和电流表示数I 的变化是 A ．U 、I 均变大 B ．U 变大，I 变小 C ．U 、I 均变小 D ．U 变小，I 变大 6．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形 的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q ．则 A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变大 B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变小 C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大 D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小
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 ＝U R (2)闭合电路欧姆定律E I R r E U Ir E U U =+=+=+外内 (3)电阻定律R ＝ρl S (4)电功率：P ＝UI P ＝I 2 R ＝U 2 R (5)焦耳定律：Q ＝I 2Rt (6)串并联电路规律： 11 2221 12 U R U R I R I 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12 12 R 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，R1和 R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．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（） 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
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 ＝U R (2)闭合电路欧姆定律E I R r E U Ir E 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：11 2221 12 U R U R I R I 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12 12 R 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
高中物理模型18 动态电路（原卷版） 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。 【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 【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 【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( )。 A .电压表的示数减小,电流表的示数增大 B .电压表的示数增大,电流表的示数减小 C .电压表 的示数减小,电流表 的示数增大 D .电压表 的示数增大,电流表 的示数减小 【变式训练2】(2018山西太原二模)(多选)A 、B 、C 是三个不同规格的灯泡,按如图所示方式连接,闭合开关后恰好都能正常发光,已知电源的电动势为E ,内阻为r ,将滑动变阻器的滑片P 向左移动少许,设灯泡不会烧坏,则( )。