《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（解析版）

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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
【答案】D
【详解】A．由闭合电路欧姆定律 可得 电路中电压表示数 R1两端电压，RA是
电流表内阻，带入数据可得 电源工作状态是 A点时，由
外电路总电阻为 R1+R2+rA=24.5Ω，故 A错误；
B．由 将 A点数据，带入可得 E=2.5V 故B错误；
C．B点时，此时外电路总功率 故 C错误；
D．由 知当电路外电阻等于电源内阻 ，输出功率有最大值；将 R2、电流表都等效串
联到电源内部，则 R1成了等效后的外电阻，当 R1= =5Ω 时，R1消耗的功率最大，故 D正确。
故选 D。
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
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