专题 9 直流电路动态分析 讲义-2026-2027学年高二物理暑期能力提升

高二物理暑期能力提升 专题9 直流电路动态分析 【方法解读】 闭合电路动态分析的常用方法 (1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。 (2)结论法:“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。 ①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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。 (3)极限法:因滑动变阻器的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，然后再讨论有关问题。 (4)特殊值法:对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入帮助分析。 【例1】在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是(　　) A.I减小，U1增大 B.I减小，U2减小 C.电压表V2的示数与电流表A示数之比不变 D.电压表V的示数与电流表A示数之比变大 【例2】在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，C为电容器。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　) A.电压表示数减小 B.电流表示数增大 C.电容器C所带电荷量增多 D.a端的电势降低 【针对性训练】 1 (2025·安徽合肥高三期末)如图所示，闭合开关，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为ΔI，则下列说法正确的是(　　) A.电流表A的示数增大 B.电压表V2的示数增大 C.ΔU3与ΔI的比值大于r D.ΔU3大于ΔU2 2 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠，R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　　) A.电流表示数变小，电压表示数变小 B.小电珠L变亮 C.电容器C上电荷量增大 D.电源的总功率变大 3 .在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(　　) A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路 4（2025·安徽合肥期中）如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　） A.电流表示数减小 B.电压表示数不变 C.灯泡变亮 D.电源效率增大 5 如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（　　） A.电压表和电流表的示数都一直变大 B.灯L1先变暗后变亮，电流表的示数一直变小 C.灯L2先变暗后变亮，电压表的示数先变大后变小 D.电容器C所带电荷量先减少后增多 6.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中（　　） 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 7.〔多选〕（2025·河北石家庄开学考）如图所示，电源电动势E＝1.5 V，内阻不计，滑动变阻器R1的最大阻值为2 Ω，两定值电阻R2、R3的阻值均为1 Ω，电容器C的电容为3 μF。初始时R1的滑片置于最上端，开关S掷于a端。下列说法正确的是（　　） A.当R1的滑片向下移动时，R2两端的电压增大 B.移动R1的滑片过程中，R1消耗的最大功率为1.125 W C.开关从a掷向b，流过R3的电流方向由d到c D.开关从a掷向b，流过R3的电荷量为4.5×10－6 C 8. （2024黑龙江重点高中3月质检） 如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度变化的图像如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 9. （2024河北安平中学自我提升）如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为，和，电流表A的示数为I，电流表示数变化量的绝对值为，以下说法中正确的是（　　） A. 增大，不变 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 10. （2024山东潍坊1月质检）如图所示的电路中，定值电阻、、的阻值均为，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小 C. 电源的效率增大 D. 11. （2024山西晋城一中质检）如图所示电路，电源内阻为，两相同灯泡、电阻均为，为理想二极管具有单向导电性，电表均为理想电表，闭合后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动，现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量绝对值为，则下列说法中不正确的是（　　） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴仍静止不动 C. D. 12. （2024北京西城期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表与电流表的示数都减小 B. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 C. 电阻R2消耗的电功率增大 D. 电源内阻消耗的功率减小 13. (2024山西吕梁和孝义期末)如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，、、均是定值电阻，R是滑动变阻器，图中各电表均为理想电表。闭合开关S，当R的滑动触片P向下滑动时，下列判断正确的是（ ） A. 电源总功率增大 B. 电源的效率提高 C. 电压表的示数变小，的示数变小 D. 电流表的示数变大，的示数变小，的示数变大 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理暑期能力提升 专题9 直流电路动态分析 【方法解读】 闭合电路动态分析的常用方法 (1)程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路。 (2)结论法:“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。 ①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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。 (3)极限法:因滑动变阻器的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，然后再讨论有关问题。 (4)特殊值法:对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入帮助分析。 【例1】在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是(　　) A.I减小，U1增大 B.I减小，U2减小 C.电压表V2的示数与电流表A示数之比不变 D.电压表V的示数与电流表A示数之比变大 答案　D 解析　当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R2接入电路的阻值变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流I变小，路端电压U变大，R1两端的电压U1＝IR1减小，R2的电压U2＝U－U1增大，故A、B错误；电压表V2的示数与电流表A示数之比为电阻R2的阻值，R2变大，故C错误；电压表V的示数与电流表A示数之比为外电路总电阻，外电路总电阻变大，故D正确。 【例2】在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，C为电容器。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是(　　) A.电压表示数减小 B.电流表示数增大 C.电容器C所带电荷量增多 D.a端的电势降低 答案　BD 解析　 解法一(程序法)　P由a端向b端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则总电阻减小，总电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表示数增大，A错误;电阻R2两端的电压U2＝E－I总(R1＋r)，I总增大，则U2减小，I2＝减小，电流表的示数IA＝I总－I2增大，B正确;由于电容器两端的电压UC＝U2减小，由Q＝CUC知电容器所带电荷量减少，C错误;Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正确。 解法二(结论法)　由于R3减小，R2与R3并联，根据“串反并同”结论，则U2、I2均减小，由于电容器两端的电压UC＝U2减小，由Q＝CUC知电容器所带电荷量减少，C错误;Uab＝U2＝φa－φb＝φa减小，D正确;因为R1间接与R3串联，故I1、U1均增大，电压表示数增大，A错误;根据IA＝I1－I2知IA增大，B正确。 解法三(极限法)　若滑片P滑至b点时，则R3＝0，φa＝φb＝0，D正确;R2两端电压为零，则电容器C两端电压也为零，电容器所带电荷量Q＝0，C错误;当R3＝0时，总电阻最小，总电流最大，R1两端电压最大，故A错误;由于IA＝I1－I2，此时I1最大，I2＝0最小，故IA最大，B正确。 【针对性训练】 1 (2025·安徽合肥高三期末)如图所示，闭合开关，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为ΔI，则下列说法正确的是(　　) A.电流表A的示数增大 B.电压表V2的示数增大 C.ΔU3与ΔI的比值大于r D.ΔU3大于ΔU2 答案　ACD 解析　电压表V1、V2、V3分别测量R两端电压、路端电压和滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则电流表A的示数增大，A正确;因为干路电流增大，根据U＝E－Ir，则路端电压减小，电压表V2的示数减小，B错误;根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－I(R＋r)，所以ΔU3与ΔI的比值等于R＋r，则ΔU3与ΔI的比值大于r，C正确;因为U3＋U1＝U2，而当滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，U2减小，U1增大，则U3减小，所以ΔU3大于ΔU2，D正确。 2 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠，R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　　) A.电流表示数变小，电压表示数变小 B.小电珠L变亮 C.电容器C上电荷量增大 D.电源的总功率变大 答案　C 解析　当滑动变阻器滑片P向左移动时，其接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，路端电压增大，故电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L变暗，故A、B错误； 电容器的电压U＝E－I(RL＋r)，总电流减小，其他量不变，则U增大，由Q＝CU，可知电容器C上电荷量Q增加，故C正确； 电源的总功率为P＝EI，电路总电流减小，可知电源的总功率变小，故D错误。 3 .在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是(　　) A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路 答案　D 解析　若L1灯丝烧断，相当于L1电阻增大，根据串反并同规律，与L1并联的电压表的读数增大，与题意不符，A错误;若电阻R2断路，相当于R2的阻值增大，根据串反并同规律，与R2并联的电压表的读数增大，与题意不符，B错误;若电阻R2短路，L2熄灭，与题意不符，C错误;若电容器被击穿短路，相当于电阻减小，根据串反并同规律，与电容器并联的电压表的读数减小，与电容器串联的L2的功率增大，L2变亮，D正确。 4（2025·安徽合肥期中）如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻（光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小），L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是（　　） A.电流表示数减小 B.电压表示数不变 C.灯泡变亮 D.电源效率增大 答案：AD 解析：当照射到R0的光照强度减小时，R0的阻值增大，回路中的总电阻增大，干路电流减小，即电流表示数减小，A正确；干路电流减小，由U内＝Ir，可知内电压减小，又U＝E－U内，则路端电压增大，即电压表示数增大，B错误；干路电流减小，即流经R1的电流减小，R1两端电压减小，又电压表示数增大，故R2两端电压增大，流经R2的电流增大，则流经灯泡的电流减小，灯泡变暗，C错误；路端电压U增大，根据η＝×100％，可知电源的效率η增大，D正确。 5 如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（　　） A.电压表和电流表的示数都一直变大 B.灯L1先变暗后变亮，电流表的示数一直变小 C.灯L2先变暗后变亮，电压表的示数先变大后变小 D.电容器C所带电荷量先减少后增多 答案 C 解析：　闭合的圆环接入电路中，接触点O点与P间电阻丝并联接入到电路中，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，圆环接入电路中的总电阻先变大后变小，故电路中的总电阻先变大后变小，则干路电流I先减小后增大，灯L2先变暗后变亮，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知路端电压即电压表示数先变大后变小，圆环与灯L1并联电路的电压U并＝U－U2，U2与U并之和等于外电路电压，U2先减小后增大，故U并先增大后减小，L1先变亮后变暗，I1先增大后减小，流过电流表的电流IA＝I－I1，IA先减小后增大，故A、B错误，C正确；圆环与灯L1并联的电压先增大后减小，则电容器板间的电压先增大后减小，由Q＝CU，可得电容器所带的电荷量先增多后减少，故D错误。 6.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中（　　） 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 A 解析：　当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由部分电路欧姆定律可知，R1两端的电压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A正确。 7.〔多选〕（2025·河北石家庄开学考）如图所示，电源电动势E＝1.5 V，内阻不计，滑动变阻器R1的最大阻值为2 Ω，两定值电阻R2、R3的阻值均为1 Ω，电容器C的电容为3 μF。初始时R1的滑片置于最上端，开关S掷于a端。下列说法正确的是（　　） A.当R1的滑片向下移动时，R2两端的电压增大 B.移动R1的滑片过程中，R1消耗的最大功率为1.125 W C.开关从a掷向b，流过R3的电流方向由d到c D.开关从a掷向b，流过R3的电荷量为4.5×10－6 C 答案 AD 解析：　开关S掷于a端，R1与R2串联，R2两端的电压U2＝·R2，当R1的滑片向下滑动时，R1接入电路中的阻值变小，R2两端电压变大，A正确；R1消耗的功率P＝EI－I2R2，电流I＝，解得当R1＝R2＝1 Ω时，R1消耗的功率最大为0.562 5 W，B错误；开关掷于a端时，电容器C右极板带正电，开关从a掷向b，电容器C左极板带正电，所以电容器先放电后充电，电流方向为c→d，C错误；流过R3的电荷量Q＝C·ΔU＝C＝4.5×10－6 C，D正确。 8. （2024黑龙江重点高中3月质检） 如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度变化的图像如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，通过显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　） A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 【答案】C 【解析】 当R2处出现火情时，R2的阻值减小，电路总电阻减小，根据 可知干路电流增大，则电源内电压 增大，而电源电动势不变，则路端电压 减小；因为干路电流增大，则R1两端电压增大，所以与R2并联的R3两端电压减小，故电流表示数I变小。 9. （2024河北安平中学自我提升）如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在了图中，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向a端移动时，电压表V、和的示数分别为U、和，三个电压表示数变化量的绝对值分别为，和，电流表A的示数为I，电流表示数变化量的绝对值为，以下说法中正确的是（　　） A. 增大，不变 B. 电源的总功率和效率均增大 C. D. 如果设流过电阻的电流变化量的绝对值为，流过滑动变阻器的电流变化量的绝对值为，则 【答案】AD 【解析】 如图所示当滑动变阻器是限流式接法，当滑片P向端移动时，滑动变阻器电阻变大，由 可知增大，根据闭合电路欧姆定律得 得 则 可得不变，故A正确； 当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，电路中总电阻增大，总电流减小，电源的总功率 得电源的总功率减小； 由电源的效率为 由路端电压为 可知总电流减小时路端电压增大，得电源的效率增大，故B错误； 由A答案得 由闭合电路欧姆定律得路端电压U为 由和电路关系得 那么 联立解得 得 而R1的电压为 得 那么有 当 得 故C错误； 根据 得 当滑动变阻器的滑片P向端移动时，滑动变阻器增大，得电路中总电流减小，由于增大，为定值，得增大，因为 所以减小的量比增大的量更大，得 故D正确。 10. （2024山东潍坊1月质检）如图所示的电路中，定值电阻、、的阻值均为，电源电动势为E，内阻为r，R为滑动变阻器，电表均为理想电表。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 消耗的功率减小 C. 电源的效率增大 D. 【答案】ACD 【解析】 依题意，滑动变阻器的滑片从图示位置向左滑动的过程中，外电路阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知 干路电流减小，由 可知电压表示数增大。故A正确； 根据 可得消耗的功率增大。故B错误； 根据 可知，电源的效率增大。故C正确； 根据前面选项分析，干路电流减小，并联电路中，通过的电流表所在支路电流减小，通过另两个支路的电流均增大，所以电流表示数的减小量大于通过另两个支路的电流的增加量，则 又 联立，解得 故D正确。 11. （2024山西晋城一中质检）如图所示电路，电源内阻为，两相同灯泡、电阻均为，为理想二极管具有单向导电性，电表均为理想电表，闭合后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动，现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表、示数变化量绝对值分别为、，电流表示数变化量绝对值为，则下列说法中不正确的是（　　） A. 两灯泡逐渐变亮 B. 油滴仍静止不动 C. D. 【答案】D 【解析】 滑片向上滑动，其阻值减小，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知回路中电流变大，两灯变亮，故A正确，不符合题意； 总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器极板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q不变，电容器极板间电场强度 不变，可知油滴静止不动，故B正确，不符合题意； 把L1电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则 故C正确，不符合题意； 由闭合电路欧姆定律可得等于r两端电压的变化量，即 所以 故D错误，符合题意。 12. （2024北京西城期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表与电流表的示数都减小 B. 电压表的示数减小，电流表的示数增大 C. 电阻R2消耗的电功率增大 D. 电源内阻消耗的功率减小 【答案】A 【解析】 开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器R0接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，电源内阻和两端的电压增大，电压表的示数减小，滑动变阻器R0两端的电压减小，通过电阻R2的电流减小，电流表的示数减小，故A正确，B错误； 滑动变阻器R0两端的电压减小，则通过电阻R2的电流减小，电阻R2消耗的电功率减小，故C错误； 电路总电阻减小，总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，故D错误。 13. (2024山西吕梁和孝义期末)如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，、、均是定值电阻，R是滑动变阻器，图中各电表均为理想电表。闭合开关S，当R的滑动触片P向下滑动时，下列判断正确的是（ ） A. 电源总功率增大 B. 电源的效率提高 C. 电压表的示数变小，的示数变小 D. 电流表的示数变大，的示数变小，的示数变大 【答案】AD 【解析】 当R的滑动触片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻减小，则电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知干路电流变大，电源的总功率 也变大，故A正确； 电源的效率 减小，所以减小，故B错误； 电阻两端的电压为 因变大，其他量不变，可知变小，即的示数变小，则流过的电流变小，的示数变小；变大，变小，结合流过的电流为，可知变大，即的示数变大，故D正确； 电压表的示数为 由于、增大，因此电压表的示数变大，故C错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $