《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题50 闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 50 闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析
导练目标 导练内容
目标 1闭合电路的功率问题
目标 2电路动态分析
目标 3含容电路
目标 4故障分析
【知识导学与典例导练】
一、闭合电路的功率问题
1．闭合电路的功率和效率
电源总功率
任意电路：P总＝EI＝P出＋P内
纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝
电源内部
消耗的功率
P内＝I2r＝P总－P出
电源的
输出功率
任意电路：P出＝UI＝P总－P内
纯电阻电路：P出＝I2R＝
P出与外电阻
R的关系
电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100%
纯电阻电路：η＝×100%
2．输出功率与外电阻的关系
由P出与外电阻 R的关系图像可知：
(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为 Pm＝。
(2)当R＞r时，随着 R的增大输出功率越来越小。
(3)当R＜r时，随着 R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻 R1和R2，且 R1R2＝r2。
【例 1】图甲所示的电路中，所用电源内电阻 r=0.5Ω，定值电阻 R2=4Ω。实验时调节电阻 R1，的阻值，得
到多组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点，并做出 U-I图如图乙所示。将 R1连入电路的阻值
调至最大时，对应图乙中的 A点。下列说法正确的是（　　）
A．A点对应外电路的总电阻为 20Ω
B．电源电动势 E=3V
C．B点对应外电路的总功率为 0.3W
D．R1=5Ω 时，R1消耗的功率最大
二、电路动态分析
常规电路动态分析的三种方法
1．程序法
2．结论法
用口诀表述为“串反并同”：
(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、消耗的电功
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、消耗的电功
率都将增大，反之则减小。
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，让电阻最大或
电阻为零进行讨论。
【例 2】如图所示的电路，电源电动势 E恒定且内阻 r不可忽略，R1、R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，
A1、A2为理想电流表，V1、V2、V3为理想电压表。闭合开关后，I1、I2分别表示两个电流表的示数，
U1、U2、U3分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器 R4的滑片稍向上滑动一些，ΔI1、ΔI2分别表示两
个电流表示数变化的大小，ΔU1、ΔU2、ΔU3分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是（
）
A．U2变小 B． 变小
C．ΔU2小于 ΔU3D． 大于
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