电路动态分析及含容电路
2025高考物理 闭合电路动态分析、故障分析及含容电路动态分析
2025高考物理闭合电路动态分析、故障分析及含容电路动态分析一、单选题1．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10（24V/200W）和10个相同的指示灯X1～X10（24V/2W），如图连接在220V交流电源上，若工作一段时间后，L2灯丝烧断，则（）A．X1功率减小，L1功率增大B．X1功率增大，L1功率增大C．X2功率增大，其它指示灯的功率减小D．X2功率减小，其它指示灯的功率增大2．在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r，电表均为理想电表。
闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是（）A．电压表的示数变大B．电流表的示数变大C．电源的效率变大D．滑动变阻器消耗功率变大二、多选题3．如图，电路中的定值电阻0R 大于电源的内电阻r 。
现将开关S 闭合，将滑动变阻器R 的滑片P 向上滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3的示数变化量的绝对值分别为1U 、2U 、3U ，理想电流表A 的示数变化量的绝对值为I ，则下列说法中正确的是（ ）A ．电压表 V 1的示数增大，电压表V 2的示数减小B ．电流表A 的示数变大，电压表V 3的示数增大C ．电压表 V 3和电流表A 的示数变化量的比值30U r R I∆=+∆ D ．电压表 V 1和V 2的变化量12U U >三、单选题4．在如图所示电路中，闭合开关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 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示。
下列判断正确的是（ ）A ．|ΔU 1|<|ΔU 2|，|ΔU 2|>|ΔU 3|B ．1U I 不变，1U I ∆∆变小 C ．2U I变大，2U I ∆∆变大D ．3U I变大，3U I ∆∆变大四、多选题5．如图所示，电源电动势为E 、内阻为r ，滑动变阻器总电阻为R ，所有电表均为理想表。
第二章 专题强化7 闭合电路的动态分析 含容电路
专题强化7闭合电路的动态分析含容电路[学习目标] 1.应用闭合电路欧姆定律分析闭合电路的动态问题(重难点)。
2.会分析含有电容器的电路问题(重难点)。
一、闭合电路的动态分析在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路的总电流、路端电压如何变化？通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化，它们两端的电压如何变化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________闭合电路动态问题的分析方法1．程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图)：2．结论法——“串反并同”“串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。
“并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
3．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。
例1(多选)(2023·成都市高二期中)如图所示电路，闭合开关S，不考虑灯泡电阻的变化，电流表和电压表均为理想电表。
电路的动态分析和含容电路
R1 V1 P R2 V2
ACD含容电路ຫໍສະໝຸດ 1、一平行板电容器C,极板是水平放置的,它 和三个可变电阻及电源联接成如图所示的电 路.今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板 之间静止不动.要使油滴上升,可采用的办法 是: A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2
2、图中ε=10伏,R1=4欧,R2=6欧,C=30微法,电池内阻可 忽略. (1)闭合开关K,求稳定后通过R1的电流. (2)然后将开关K断开,求这以后流过R1的总电量.
I2
a R
b
R2
2、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒 定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b
端滑动,则( A )
A.电灯L更亮,安培表的示数减小 B.电灯L更亮,安培表的示数增大 C.电灯L变暗,安培表的示数减小 D.电灯L变暗,安培表的示数增大
A ×
a R1 b R2
3、在如图所示电路中，当滑动器的滑片向b端移动时，电表的 读数如何变化？
答案：D
*5、如图所示的电路中，闭合电键S，当滑动触
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 表的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
A
(B) U2/I变大,ΔU2/ΔI变大 S (C) U2/I变大,ΔU2/ΔI不变 (D) U3/I变大,ΔU3/ΔI不变 E r V3
例.在测定电源的电动势和内阻的实验中，待测电池、开 关和导线配合下列哪组仪器，可以达到测定目的
（ C D） A. 一只电流表和一个滑动变阻器 B. 一只电流表和一只电压表 C. 一只电流表和一个电阻箱 D. 一只电压表和一个电阻箱
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题
人教版物理选修3-1第九章专题：电路的动态分析、故障分析和含容电路问题一、多选题。
1. 如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是（）A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小2. 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器．在室内设计如图所示电路，当周围环境的湿度增加时（）A.电灯L变暗B.电流表的示数变大C.流过湿敏电阻的电流变大D.电源的总功率变小3. 如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A.R3消耗的功率逐渐减小B.电流表读数减小，电压表读数增大C.电源的输出功率逐渐增大D.质点P将向上运动4. 将阻值为非线性变化的滑动变阻器R2接入图甲的电路中，移动滑动变阻器滑动触头改变接入电路中的电阻丝长度x（x为图中a点与滑动触头之间的距离），定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙所示，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，电路中的电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头从a点移动到b点和从b点移动到c点的这两个过程中，下列说法正确的是（）A.电流表A的示数变化量相等B.电压表V2的示数变化量不相等C.从a点到b点电阻R1的功率变化量较大D.电源的输出功率都不断增大5. 如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法正确的是（）A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变6. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1=r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU．下列说法中正确的是（）A.电压表V的示数减小B.电流表A1、A2的示数均减小C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻rD.电源的输出功率逐渐增大7. 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（）A.电流表的读数减小B.灯泡L变亮C.电源输出功率先减小后增大D.电压表的读数先增大后减小二、选择题。
电路动态分析问题、含容电路专题
2、电容器两极间的电压等于与它并联的电路两端 的电压。
3、与电容器串联支路中的电阻无电流。
4、当电路发生变化时，电容器两极板间的电压发 生变化，其所带电量也将发生相应的变化，即电
容器会发生充、放电现象。
1、如图所示，电源电动势E=10V， R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽 略。
R2
③
把R1看成电源内电阻
Er
答案：① 2.25W；②R1 2W；③ 1.5W。
A．电源的路端电压一定逐渐变小 B．电源的输出功率一定逐渐变小 C．电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D．电源的供电效率一定逐渐变小
例1、如图所示，线段A为某电源U-I图线，线段 B为某电阻R的U-I图线。以上述电源和电阻组成闭合 电路时， 求(1)电源的输出功率P出多大? (2)电源内部损耗的电功率P内是多少? (3)电源的效率多大?
P总 E R r
（最后一个等号只适用于外电路为纯电阻电路）
三、电源的输出功率
R
P出 I 2R
E 2R (R r )2
I
Er
E2
(R
r )2 R
4r
1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大
Pm
E2 4r
三、电源的输出功率
1、当外电阻等于内电阻时电源的输出功率最大
Pm
E2 4r
2、电源输出功率随外电阻变化的图线（ P出 R 图线）
的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，
额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压
表读数为3V，那么当开关S接位置2时，小灯
泡L的发光情况是
A．很暗，甚至不亮
B．正常发光
C．不正常发光略亮
D．有可能被烧坏
专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题51 闭合电路的功率问题、动态分析问题、含容电路问题和故障分析问题特训目标 特训内容目标1 闭合电路的功率问题（1T —4T ） 目标2 闭合电路的动态分析问题（5T —8T ） 目标3 闭合电路的含容电路问题（9T —12T ） 目标4闭合电路的故障分析问题（13T —16T ）一、闭合电路的功率问题1．如图（a ）所示电路，R 1为滑动变阻器，R 2为定值电阻。
从左向右移动变阻器的滑片，根据电表数据得到U -I 图像如图（b ）所示，则（ ）A ．R 1的最大功率为4WB ．R 2的最大功率为3WC ．电源的最大输出功率为4WD ．电源的输出功率先增大后减小 【答案】B【详解】根据欧姆定律可知223U R I∆==Ω∆所以图（b ）中斜率为正的图线反映R 2的伏安特性。
设电源电动势为E ，内阻为r 。
根据闭合电路欧姆定律有3U E Ir =-；12()U E I r R =-+所以3U r I∆=∆； 12U r R I∆=+∆所以图（b ）中斜率为负的两条图线中，斜率绝对值较大的图线反映了V 1表示数随I 的变化，则24r R +=Ω斜率绝对值较小的图线反映了V 3表示数随I 的变化，则1r =Ω，4V E =A ．R 1的输出功率为()22211122212121()2()E R E P I R R r R R r R R r R ===++++++根据数学知识可知当12R R r =+时，P 1有最大值为1max 1W P =故A 错误；B ．当电路中电流最大时，R 2的功率最大，此时R 1接入电路的阻值为零，所以22max223W E P R R r ⎛⎫== ⎪+⎝⎭故B 正确；CD ．电源的输出功率为()222121222121212()()2E R R E P I R R r R R r R R rR R +=+==++++++从左向右移动变阻器的滑片，R 1增大，根据数学知识可知当12R R r +>时，P 随R 1的增大而减小，当R 1=0时，P 有最大值为max 2max 3W P P == 故CD 错误。
闭合电路欧姆定律 电路动态分析 含容电路和故障分析 高一下学期物理(解析版)
闭合电路欧姆定律、电路动态分析、含容电路和故障分析特训专题特训内容专题1闭合电路欧姆定律(1T-4T)专题2电路动态分析(5T-8T)专题3含容电路(9T-12T)专题4故障分析(13T-16T)【典例专练】一、闭合电路欧姆定律1在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。
用该电源与电阻R组成闭合电路。
由图像判断错误的是()A.电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的效率为40%D.电源的输出功率为4W【答案】C【详解】A．根据闭合电路欧姆定律U=E-rI结合图线Ⅰ可得电源电动势为E=3V电源内阻为r =k =0-36-0Ω=0.5Ω故A正确；B．直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，则电阻R的阻值为R=ΔUΔI =22Ω=1Ω故B正确；C．两个图像的交点表示电阻R与电源串联成通路，所以路端电压为U=2V电源的效率为η=UIEI ×100%=UE×100%=23×100%≈67%故C错误；D．两个图像的交点表示电阻R与电源串联成通路，所以路端电压为U=2V干路电流为I=2A电源的输出功率为P=UI=4W故D正确。
本题选不正确的，故选C。
2如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是()A.当R 1=R 2+r 时，R 1上获得最大功率B.当R 2+R 1=r 时，R 2上获得最大功率C.当R 2=0时，电源的效率最低D.当R 2=R 1+r 时，电源的输出功率最大【答案】C【详解】A ．要使定值电阻R 1上获得最大功率，需要使R 1上的电流最大，故只有R 2为0才可以实现，A 错误；B ．电源的输出功率为P =I 2R =E 2R (R +r )2=E 2R (R -r )2+4Rr当R =r 时，外电阻有最大功率，最大功率为P m =E 24r即当R 2=R 1+r 时，R 1+r 可以看成电源的内阻，则R 2上获得最大功率，B 错误；C ．电源的效率η=IU IE =R 1+R 2R 1+R 2+r ×10000=11+r R 1+R2×100%则R 2越小，电源的效率越低，当R 2=0时，电源的效率最低，C 正确；D ．因当电源内阻与外电路相等时，电源输出功率最大，因为R 1>r ，则当R 2=0时，外电路电阻与电源内阻最接近，此时电源的输出功率最大，D 错误。
常见的电路模型(解析版)
2024版新课标高中物理模型与方法常见的电路模型目录一.电路动态分析模型1二．含容电路模型6三．关于U I ，ΔU ΔI的物理意义模型11四．电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想22五．电路故障的分析模型30一.电路动态分析模型1.电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系．2.电路动态分析的三种常用方法(1)程序法【需要记住的几个结论】：①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，整个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时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。
(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：U 串↓I 串↓P 串↓ ←R ↑→U 并↑I 并↑P 并↑【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。
(3)极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。
3.电路动态变化的常见类型：①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；②半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；③开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。
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清检
额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为： PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上， （1）欲使它们都能正常发光则可以采用的接法有（ ） （2）欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是 ()
21
1. 电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为U，电流表示 数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中， 分析： A. U先变大后变小 B. I先变小后变大 C. U与I比值先变大后变小 D. U变化量与I变化量比值等于R3
2. 电源的电动势为E，内阻为r，滑片P向上滑动的过程中，四 个理想电表的示数都发生了变化。a、b、c分别对应哪个表
9.4电路的动态分析 及含容电路
1
评
如图，电动势E＝4V，r＝1.0Ω，电阻R1可调。现将R1调到 3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求： (2)为了使A、B之间电路的电功率在S接通时能达到最大值， 应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多 少？ (3)开关S接通时，应将R1的阻值 调到多大时，其消耗的功率最大？
9
自由展示（重点）
10
自由展示（清北）
11
•展
阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略)连接成如 图所示电路。开关 S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为 Q1；闭合 开关 S，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为 Q2。Q1 与 Q2 的比值为 (C)
2132 A.5 B.2 C.5 D.3
8
•议（清北）
• 1. 电源的电动势为E，内阻为r，滑片P向上滑动的过程中，四个 理想电表的示数都发生了变化。则图乙a、b、c分别对应哪个电 表图像？
2. 电源电动势为E，内阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值， 使电流表的示数增大ΔI，在这一过程中( ) A．通过R的电流增大，增加量小于ΔI B．通过R1的电流减小，减少量一定为ΔI C．R2两端的电压增大，增加量为ΔIR2 D．R1两端电压减小，减少量小于ΔIR2
16
重评
U E Ir
U 3.5 I
17
18
检
滑片P从左端滑到右端时，理 想电压表V1、V2示数变化的 绝对值分别为ΔU1、ΔU2 ， 则： ①ΔU1与ΔI 的比值不变 ②ΔU1＜ΔU2
19
重检
5. (2)如图②所Байду номын сангаас，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的 定值电阻R0串联，接在电压恒定为8 V的电路上，求通过 电流表的电流值以及每个灯的实际功率．
2
导
3
•导:
一、电路动态变化问题
1. 电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻 器滑片的滑动等造成电路结构或电阻发生了变化,一处变 化又引起了一系列的变化。
2. 分析方法 ①程序法：基本思路是“部分→整体→部分”
②串反并同：有r
4
•导:
当变阻器R3的滑动触头P由b向a端移动时（ ） A．电压表示数变小，电流表示数变大 B．电压表示数变小，电流表示数变小 C．电压表示数变大，电流表示数变大 D．电压表示数变大，电流表示数变小
分析 S 闭合、断开时的电路图?
S断开时，电容C1、C2电压多大？
12
•展
滑片P由a向b移动的过程中，电流表和电压表的变化情况？
如右图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值 R3＝5 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，安培表示 数的最小值为多少？
13
•评
已知E，r，定值电阻R0=4r，两极板间距离为d、水平放置 的平行金属板间有一带电液滴。当开关闭合，滑片P位于电 阻R左端点a时，液滴正好处于静止状态，则（ ） A.液滴带正电，液滴的比荷为gd/E B.将滑片P由a滑向b的过程中，液滴将以原平衡位置为中心 做往复运动 C.将滑片P由a滑向b的过程中， 液滴一直向上做加速运动 D.将极板A向下移动少许， 液滴将向下做变速直线运动
14
•评
例．如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器 最大值R3＝5 Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中， 安培表示数的最小值为多少？
☆ ☆ A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致． 15
•评
知识整合.含容电路的简化 不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视 为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上。 2.电路稳定时电容器的处理方法 电路稳定后,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,但电容器两端的 电压与其并联电器两端电压相等。 3.电压变化带来的电容器变化 电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。 若电容器两端电压升高,电容器将充电;若电压降低,电容器将 通过与它连接的电路放电,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷 量的变化量。
5
•导:
电源电动势E＝10 V，内阻不计，电阻R1＝14 Ω，R2＝6.0 Ω，R3＝2.0 Ω，R4＝8.0 Ω，R5＝10 Ω，电容器的电容C ＝2 μF。求： （1）电容器所带的电荷量？电容器哪个极板带正电？ （2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5？电流的方向 如何？
6
7
•议（重点）