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 ＝UR(2)闭合电路欧姆定律E I R rE U IrE U U =+=+=+外内(3)电阻定律R ＝ρlS(4)电功率：P ＝UI P ＝I 2R ＝U2R(5)焦耳定律：Q ＝I 2Rt(6)串并联电路规律：11222112U RU R I RI 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1212R 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，R 1 和 R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当 R 2的滑动触点在 a 端时合上开关 S ，此时三个电表 A 1、A 2 和 V 的示数分别为 I 1、I 2和 U ．现将 R 2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B ．R 2改变时，V 2示数与 A 示数之比不变。

C ．R 2改变一定量时，V 2示数的变化量与A 示数的变化量之比的绝对值等于R 1D ．R 2改变一定量时，V 1示数的变化量与 A 示数的变化量之比也随之改变4．如图所示电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑动触头P 从a 端滑到b 端的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．电压表的读数U 先增大，后减小B ．电流表的读数I 先增大，后减小C ．电压表读数U 与电流表读数I 的比值不变D ．电压表读数的变化量△U 与电流表读数的变化量△I 的比值不变5．在如图所示的电路中，电池的电动势E=5V ，内电阻r=10Ω，固定电阻R=90Ω，R 0是可变电阻，在R 0由零增加到400Ω的过程中，求：（1）当R 0都等于多少时，电源的的输出功率最大，最大输出功率为多少？ （2）可变电阻R 0上消耗功率最大的条件和最大热功率； （3）R 0调到多少时R 上消耗的功率最大，最大功率是多少？ （4）电池的电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和；6．如图所示的电路中，所有电表均为理想电表，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，电源内阻为r ，滑片向右移动，路端电压为U ，则UI ∆∆_________，1U I∆∆_________，2U I∆∆_________。

（填“变大”，“不变”，“变小”）例题分析：【例1】(多选)如图所示的电路中，所有电表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源内阻不计，则下列说法正确的是( )A．R2不变时，电表V1、A的读数之比等于R1B．R2不变时，电表V2、A的读数之比等于R1C．R2改变一定量时，电表V1、A读数的变化量之比的绝对值等于R1D．R2改变一定量时，电表V2、A读数的变化量之比的绝对值等于R1例2：(多选)如图，电源内阻为r，两个定值电阻阻值均为R，闭合开关，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，则正确的是( )A．A2示数增大B．V2示数与A1示数的比值减少C．ΔU3与ΔI1的比值小于2RD．ΔI1小于ΔI2专题练习1．在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，则( ) A．A灯变亮，B灯变暗B．A灯和B灯都变亮C．电源的输出功率减小D．电源的工作效率降低2．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S闭合，电压表和电流表均有读数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是( ) A．R1断路B．R2断路C．R1短路D．R3短路3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当滑动变阻器的滑片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，干路电流为I，下列说法中正确的是(灯泡电阻相同且不变)( )A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．ΔU1与ΔI的比值不变C．ΔU1<ΔU2D．ΔU1＝ΔU24．如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻r，闭合开关S后，将滑动变阻器R0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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则( )A．电流表A示数减小 B．ΔU1<ΔU2C.ΔU3ΔI>r D．ΔU2>ΔU1＋ΔU35.如图所示的电路中，当开关S闭合时，电路中的电流表和电压表读数的变化是（）A．两表读数均变大B．两表读数均变小C．电流表读数增大，电压表读数减小D．电流表读数减小，电压表读数增大6.如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是( )A．电源输出功率减小B． L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大7.如图所示L1灯与L2灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，两灯亮度变化情况是( )A． L1灯变亮，L2灯变亮B． L1灯变暗，L2灯变亮C． L1灯变暗，L2灯变暗D． L1灯变亮，L2灯变暗8.如图所示电路，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在变阻器R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9.(多选)如图所示，电源E的内阻不计，其中A为理想电流表，V1、V2为理想电压表，R1、R2、R3为定值电阻．开始时S是断开的，当闭合开关S时，各电表的示数变化情况正确的是( )A．电压表V1的示数变小B．电压表V2的示数变小C．电流表A的示数变大D．电流表A的示数变小10.（多选）如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（）A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮C．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗D．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗11.（多选）如图所示电路中，定值电阻R大于电源内阻r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2、△I3，理想电压表示数变化量的绝对值为△U，下列说法中正确的是（）A．电流表A2的示数一定变小B．电压表V的示数一定增大C．△I3一定大于△I2D．△U与△I1比值一定小于电源内阻r12.(多选)在如图所示的电路中，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、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．不变，不变 B．变大，变大C．变大，不变 D．变大，不变13.(多选)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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI，则( )A． A的示数增大B． V2的示数增大C．ΔU3与ΔI的比值大于rD．ΔU1大于ΔU214.(多选)如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合开关后，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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则( )A．ΔU2＝ΔU1＋ΔU3B．＝R＋rC．电源输出功率先增大后减小D．和保持不变15.如图所示，E=13.5 V，r=2 Ω，R4=2 Ω，R5=1 Ω，R6=3 Ω，电流表和电压表均为理想电表，当开关S断开时，电流表的读数为I1=1.35 A，电压表的示数为U1=1.35 V，当S闭合后，电流表的读数为I2=1.5 A，电压表的示数为U2=2.25 V，求R1、R2、R3的阻值．例题分析：【例1】(多选)如图所示的电路中，所有电表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为可变电阻，电源内阻不计，则下列说法正确的是( )A．R2不变时，电表V1、A的读数之比等于R1B．R2不变时，电表V2、A的读数之比等于R1C．R2改变一定量时，电表V1、A读数的变化量之比的绝对值等于R1D．R2改变一定量时，电表V2、A读数的变化量之比的绝对值等于R1【答案】ACD例2：(多选)如图，电源内阻为r，两个定值电阻阻值均为R，闭合开关，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3，理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，则正确的是( )A．A2示数增大B．V2示数与A1示数的比值减少C．ΔU3与ΔI1的比值小于2RD．ΔI1小于ΔI2【答案】：ABD专题练习1．在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，则( ) A．A灯变亮，B灯变暗B．A灯和B灯都变亮C．电源的输出功率减小D．电源的工作效率降低【答案】：A【解析】：当滑动触头向下滑动时，R总变大，得I总＝ER总减小，U A＝E－I总R1－I总r知U A增大，故A灯变亮，I总＝I A＋I B＋I R2，I总减小，而I A、I R2均增加，故I B 减小，B 灯变暗，A 正确，B 错误；P 输＝ER 总＋r 2R 总＝E 2R 总－r 2R 总＋4r ，当R 总增加时，因R 总与r 大小关系未知，不能判断P 输具体如何变化，故C 错误；η＝U 外I EI ×100%＝R 总R 总＋r×100%，当R 总增加时，η增加，故D 错误．学科&网2．如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3均为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表；开始时开关S 闭合，电压表和电流表均有读数，某时刻发现电压表和电流表读数均变大，则电路中可能出现的故障是( )A ．R 1断路B ．R 2断路C ．R 1短路D ．R 3短路 【答案】：B3．如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .当滑动变阻器的滑片P 从左端滑到右端时，理想电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2，干路电流为I ，下列说法中正确的是(灯泡电阻相同且不变)( )A ．小灯泡L 1、L 3变暗，L 2变亮B ．ΔU 1与ΔI 的比值不变C ．ΔU 1<ΔU 2D ．ΔU 1＝ΔU 2 【答案】：B 【解析】：当滑动变阻器的滑片P 从左端滑到右端，其电阻值变大，导致电路的总电阻变大，根据“串反并同”规律，可知：L 1、L 2变暗，L 3变亮，选项A 错误；根据部分电路欧姆定律可知：ΔU 1ΔI＝R 2＋r ，其比值不变，选项B 正确；理想电压表V 1的示数变化绝对值ΔU 1大于理想电压表V 2的示数变化绝对值ΔU 2，选项C 、D 错误．4．如图所示，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ，闭合开关S 后，将滑动变阻器R 0滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( )A ．电流表A 示数减小B ．ΔU 1<ΔU 2C.ΔU 3ΔI>r D ．ΔU 2>ΔU 1＋ΔU 35.如图所示的电路中，当开关S闭合时，电路中的电流表和电压表读数的变化是（）A．两表读数均变大B．两表读数均变小C．电流表读数增大，电压表读数减小D．电流表读数减小，电压表读数增大【答案】C【解析】开关S断开，R1、R2串连接入电路，电流表示数I=，电压表示数为U=E﹣Ir=E﹣；开关S闭合后，R2被短路，电路中的电阻减小，通过的电流为I′=，电压表示数为U=E﹣I′r=E-，所以电流表示数变大，电压表示数变小，故选C6.如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是( )A．电源输出功率减小B． L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大【答案】C7.如图所示L1灯与L2灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，两灯亮度变化情况是( )A． L1灯变亮，L2灯变亮B． L1灯变暗，L2灯变亮C． L1灯变暗，L2灯变暗D． L1灯变亮，L2灯变暗【解析】与R并联后与串联再与并联；当滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，由可知，路端电压增大，故的亮度增大；因路端电压增大，则中的电流增大，但因总电流减小，故流过的电流减小，故分压减小，则并联部分电压增大，故变亮，A正确8.如图所示电路，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在变阻器R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】D9.(多选)如图所示，电源E的内阻不计，其中A为理想电流表，V1、V2为理想电压表，R1、R2、R3为定值电阻．开始时S是断开的，当闭合开关S时，各电表的示数变化情况正确的是( )A．电压表V1的示数变小B．电压表V2的示数变小C．电流表A的示数变大D．电流表A的示数变小【答案】BC【解析】据题意，当开关闭合后，电阻R2、R3并联，则总电阻减小，干路电流增加，电流表示数变大，C选项正确，D选项错误；由于不计电源内阻，则有E＝U1，即电压表V1的示数不变，A选项错误；并联部分电阻减小，则据：U2＝E－UR1，由于电流增加，R1上的电压增加，故V2示数减小，故B选项正确10.（多选）如图所示电路中，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（）A．电压表读数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮B．电压表读数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变亮C．电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗D．电压表读数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变暗【答案】BC11.（多选）如图所示电路中，定值电阻R大于电源内阻r，当滑动变阻器滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2、△I3，理想电压表示数变化量的绝对值为△U，下列说法中正确的是（）A．电流表A2的示数一定变小B．电压表V的示数一定增大C．△I3一定大于△I2D．△U与△I1比值一定小于电源内阻r【答案】BCD【解析】当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A3的示数减小．根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大，电流表A2的示数变大，故A错误，B正确．根据并联电路的电流规律I3= I1+ I2，A1的示数I1变小，A2的示数I2变大，A3的示数I3变小，则知△I1一定大于△I3．电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律U=E﹣I3r可知，=r，而△I1大于△I3，所以＜r．根据=r，=R，据题R＞r，则得△I3一定大于△I2，故C、D正确．学科&网12.(多选)在如图所示的电路中，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、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．不变，不变 B．变大，变大C．变大，不变 D．变大，不变【答案】ACD13.(多选)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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI，则( )A． A的示数增大B． V2的示数增大C．ΔU3与ΔI的比值大于rD．ΔU1大于ΔU2【答案】ACD14.(多选)如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合开关后，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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则( )A．ΔU2＝ΔU1＋ΔU3B．＝R＋rC．电源输出功率先增大后减小D．和保持不变【答案】BD【解析】V2测量路端电压，V1测量R的电压，V3测量滑动变阻器的电压，将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，U2变小，U1变大，U 3变小，U2减小量小于U1增大量和U3减小量之和，所以ΔU2＜ΔU1＋ΔU3，故A错误；根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E－I(r＋R)，则得：＋R.故B正确；当外电路电阻等于内阻时，电源输出功率最大，而电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，所以将滑动变阻器滑片向下滑动，输出功率变大，故C错误；根据欧姆定律得：＝R，不变，根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E－Ir，则得＝r，不变，故D正确15.如图所示，E=13.5 V，r=2 Ω，R4=2 Ω，R5=1 Ω，R6=3 Ω，电流表和电压表均为理想电表，当开关S断开时，电流表的读数为I1=1.35 A，电压表的示数为U1=1.35 V，当S闭合后，电流表的读数为I2=1.5 A，电压表的示数为U2=2.25 V，求R1、R2、R3的阻值．【答案】4 Ω 8 Ω 2 Ω当开关闭合时，等效电路如图2所示；已知流过电流电电流为1.5 A，R6两端电压为2.25 A；则干路电流为I′=（1.5+）A=2.25 A路端电压为U=E﹣I′r=（13.5﹣2.25×2）V=9 V；R 4两端的电压U4′=1.5×2 V=3V；则R1两端的电压为U1′=（9﹣3）V=6V；则流过R1的电压为1.5 A；因此没有电流流过R3；则R3、R6、R2的总电压也为9 V；电流为0.75 A；则有：9=0.75（1+3+R2）解得R2=8 ΩR 1，R2，R3阻值分别为4 Ω、8 Ω、2 Ω。