微专题17 电路动态分析问题、电路图像问题-【奇点物理】高中物理选修3-1专题讲练题库

24 【解析】电键 S 闭合后，电源的总功率为 20W，电源的输出功 率为 16W，故电源的内电阻消耗的功率为 4W； 根据 P=I2r，干路电流为： 4 2 1 P I A r    电源电动势为： 20 10 2 P E A A I    外电压为：U=E-Ir=10-2×1=8V 通过电阻 R1 的电流为： 1 1 8 1 8 U I A A R    故通过电阻 R2 支路的电流为： I2=I-I1=2-1=1A 灯泡的电压为：UL=U-I2R2=8-1×3=5V 故灯泡消耗的电功率为：PL=ULIL=5×1=5W 灯泡的电阻为： 5 5 1 L L L U R I      当电键 S 断开时，根据闭合电路欧姆定律，干路电流为： 2 10 10 ' 1 3 5 9L E I A A r R R        灯泡两端的电压为： 50 ' ' 9 L LU I R V   变式 21【解析】（1）设电路中的干路电流为 I，则由 P 总＝P 出 +Ir 2 ,得： I=2A 又输出功率 P 出 =UI 所以路端电压为 U=6 V 由闭合电路欧姆定律 E=U+Ir 得电源的电动势 E=6+（ 2×1）=8V （ 2）由电流关系得 I=I1+I2 由灯泡中电流： 1 2 2 6 2 1 6 U I I I I A R        则电压表的读数为 UV=I1R1=1×2=2V 灯泡的功率为 PL=（U-UV） I1=（ 6-2）×1=4W 母题 22 答案 B 变式 22-1 答案 B 变式 22-2 答案 BD 母题 23【解析】⑪电灯电流 2 P I U  电动机额定功率 1 1 P U I  解得 1 12VU  （2 分） ⑫电源电动势： 1 0E U U Ir   解得 16VE  （3 分） ⑬电动机的输出功率： 2 1P U I I r 出 解得 5WP 出 （3 分） 变式 23 答案（1）L1=0.5A；U=2V； （2）I=4A；ID=3.5A； （3）P=28W；PQ=4.9W；P 出=23.1W 母题 24 答案 AC 变式 24 答案 (1)R2＝0 时，R1消耗的功率最大，为 2 W (2)R2＝2.5 Ω 时，滑动变阻器消耗的功率最大，为 2.5 W (3)R2＝1.5 Ω 时，电源的输出功率最大，为 3.125 W 【解析】 (1)定值电阻R1消耗的电功率为P1＝I 2R1＝ E2R1 R1＋R2＋r 2， 可见当滑动变阻器的阻值 R2＝0 时，R1消耗的功率最大，最大 功率为 P1m＝ E2R1 R1＋r 2＝2 W. (2)将定值电阻 R1看做电源内阻的一部分，则电源的等效内阻 r′ ＝R1＋r＝2.5 Ω，故当滑动变阻器的阻值 R2＝r′＝2.5 Ω 时，滑 动变阻器消耗的功率最大，最大功率为 P2m＝ E2 4r′ ＝2.5 W. (3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当 R1＋R2＝r，即 R2＝r－R1＝(2－0.5) Ω＝1.5 Ω 时，电源有最大输出功率，最大 功率为 P 出 m＝ E2 4r ＝3.125 W. 微专题 17 电路动态分析问题、电路图像问题 母题 1 答案 B 变式 1 答案 A 母题 2 答案 D 变式 2 答案 A 母题 3 答案 A 变式 3 答案 AD 母题 4 答案 BD 变式 4 答案 B 母题 5 答案 AC 变式 5 答案 D 母题 6 答案 D 变式 6 答案 B 母题 7 分析与【解析】当 P 向右移动时，滑动变阻器的有效电 阻变大，因此，整个电路的电阻增大，路端电压增大，总电流 减小，流过 L1的电流将减小，L1将变暗；同时 L1分得的电压 变小，L2两端电压增大，故 L2 变亮；我们注意到总电流减小， 而 L2变亮，即 L2两端电流增大，可见 L3上的电流比 L1上的电 流减小得还要多，因此 L3也要变暗 变式 7-1 分析与【解析】本题中滑动变阻器左右两部分都接入 电路，等效电路如图（2）所示，变阻器 R 分解得到两变量 R1、 R2，由图可知：滑片 P 向右移 → R1（↑），R2（↓） 对灯泡 L1： 对灯泡 L2： 由上述分析可知： 对 L1，变量 R1、R2变化均引起 L1变亮，故 L1将变亮； 对 L2，变量 R1、R2