2016屆高考物理電磁感應與電路的分析沖刺專題復習
圖5－4
a.電壓表的示數增大，電流表的示數減小
b.電壓表的示數減小，電流表的示數增大
c.電壓表和電流表的示數都增大
d.電壓表和電流表的示數都減小
【解析】方法一(程序法) 當滑片p向b端移動時，r3接入電路的阻值減小，總電阻r將減小，干路電流增大，路端電壓減小，電壓表的示數減小，r1和內阻兩端的電壓增大，r2、r3并聯部分兩端的電壓減小，通過r2的電流減小，但干路電流增大，因此通過r3的電流增大，電流表的示數增大，故選項b正確.
方法二(極端法) 當滑片p移到b端時r3被短路，此時電流表的示數最大，總電阻最小，路端電壓最小，故選項b正確.
方法三(直觀法) 當滑片p向b移動時，r3接入電路的電阻減小，由部分電路中r、i、u關系中的兩個結論可知，該電阻中的電流增大，電流表的示數增大，總電阻減小，路端電壓減小，故選項b正確.
[答案] b
【點評】在進行電路的動態分析時，要靈活運用幾種常用的解決此類問題的方法.
2.電路中幾種功率與電源效率問題
(1)電源的總功率：p總＝ei.
(2)電源的輸出功率：p出＝ui.
(3)電源內部的發熱功率：p內＝i2r.
(4)電源的效率：η＝ue＝rr＋r.
(5)電源的最大功率：pmax＝e2r，此時η→0，嚴重短路.
(6)當r＝r時，輸出功率最大，p出max＝e24r，此時η＝50%.
●例2 如圖5－5所示，e＝8 v，r＝2 ω，r1＝8 ω，r2為變阻器接入電路中的有效阻值，問：
圖5－5
(1)要使變阻器獲得的電功率最大，則r2的取值應是多大？這時r2的功率是多大？
(2)要使r1得到的電功率最大，則r2的取值應是多大？r1的最大功率是多大？這時電源的效率是多大？
(3)調節r2的阻值，能否使電源以最大的功率e24r輸出？為什么？
【解析】(1)將r1和電源(e，r)等效為一新電源，則：
新電源的電動勢e′＝e＝8 v
內阻r′＝r＋r1＝10 ω，且為定值
利用電源的輸出功率隨外電阻變化的結論知，當r2＝r′＝10 ω時，r2有最大功率，即：
p2max＝e′24r′＝824×10 w＝1.6 w.
(2)因r1是定值電阻，所以流過r1的電流越大，r1的功率就越大.當r2＝0時，電路中有最大電流，即：
imax＝er1＋r＝0.8 a
r1有最大功率p1max＝imax2r1＝5.12 w
這時電源的效率η＝r1r1＋r×100%＝80%.
(3)不可能.因為即使r2＝0，外電阻r1也大于r，不可能有e24r的最大輸出功率.本題中，當r2＝0時，外電路得到的功率最大.
[答案] (1)10 ω 1.6 w (2)0 5.12 w 80%
(3)不可能，理由略
【點評】本題主要考查學生對電源的輸出功率隨外電阻變化的規律的理解和運用.注意：求r1的最大功率時，不能把r2等效為電源的內阻，r1的最大功率不等于e24(r2＋r)，因為r1為定值電阻.故求解最大功率時要注意固定電阻與可變電阻的區別.另外，也要區分電動勢e和內阻r均不變與r變化時的差異.
3.含容電路的分析與計算方法
在直流電路中，當電容器充放電時，電路里有充放電電流，一旦電路達到穩定狀態，電容器在電路中就相當于一個阻值無限大的儲能元件.對于直流電，電容器相當于斷路，簡化電路時可去掉它，簡化后求電容器所帶的電荷量時，可將其接在相應的位置上；而對于交變電流，電容器相當于通路.在分析和計算含有電容器的直流電路時，需注意以下幾點：