闭合电路动态分析知识梳理例题讲解

考点一电路的动态分析

1．闭合电路欧姆定律的公式

IER＋r只适用于纯电阻电路

E＝外内适用于任何电路

2．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝. (2)U－I图象如图1所示．

①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻． 3．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→I总的变化→U的变化→固定支路端



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动端分别滑至两个极端去讨论．

例1 如图2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，与

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.的读数变大，的读数变小 B.的读数变大，的读数变大 C.的读数变小，的读数变小 D.

的读数变小，

的读数变大

解析当S断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压U＝E－Ir增加，即的读数变大；由于定值电阻R1两端的电压减小，故R3两端的

电压增加，通过R3的电流增加，即的读数变大，选项B正

确．答案 B 变式题组

1．[电路的动态分析]如图3所示电路，电源内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( ) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A

解析滑片向下滑动，则滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，电路中总电流增大，电源内阻两端的电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，故并联部分电压减小，即可知电流表示数减小，故A正确，B、C、D错误． 2．[电路的动态分析](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4所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )

A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显答案 C

考点二电路中的功率及效率问题

1．电源的总功率

(1)任意电路：P总＝外＋IU内＝P出＋P内．

(2)纯电阻电路：P＝E2总＝2

R＋r2．电源内部消耗的功率：P内＝2内＝P总－P出． 3．电源的输出功率

(1)任意电路：P出＝IE－I2r＝P总－P内．

(2)纯电阻电路：P出＝I2

R＝E2RE2R－rR＋4r(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系＝r时，电源的输出功率最大为PE2

①当Rm＝.

②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小． ③当R

④当P出

⑤P出与R的关系如图5所示．

4．电源的效率

(1)任意电路：ηP出100%＝U

100%.

总

E(2)纯电阻电路：η＝R×100%＝1

1r100%

因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.