第04讲 电源的输出功率及电路故障的分析模型-高考物理复习模型（原卷版）.docx

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

模块8恒定电流及交变电流各模块大招

第04讲电源的输出功率及电路故障的分析模型（原卷版）

目录

TOC\o1-3\h\u【内容一】电源的输出功率随外电阻变化的讨论模型 1

【内容二】电源的等效思想模型 3

【内容三】电路故障的分析模型 4

技巧总结

电源的输出功率随外电阻变化的讨论及电源的等效思想

技巧总结

当外电阻为纯电阻电路时

1．电源的输出功率(输出功率随外电阻变化的图线如图所示)．

(1)当时，

(2)当时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻和，且.

(3)时，随的增大而增大；时，随的增大而减小．

2．电源的效率

，随着的增大而增大，当时，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.

3、图2所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，为定值电阻，那么负载电阻取何值时，负载上将获得最大功率?

将定值电阻和电源看成一个等效电源，如图3虚线框所示。

则等效电源的电动势，内阻，

由结论可知，当时，

验证：

显然，时，（正确）

4、图4所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，为定值电阻，那么负载电阻取何值时，负载上将获得最大功率?

图5中，虚线框内等效电源的电动势（UAB为外电路从AB处断开时的路端电压），内阻。因此，当时，

验证：

显然，当时，正确

电路故障的分析模型

技巧总结

电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。

①电压表检测

若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。

②假设法

已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路，若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。

例题演练

例1、在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是()

A．电阻R1短路 B．电路R2断路

C．电阻R2短路 D．电容器C断路

解：若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮，选项A正确；若电阻R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻分压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡变亮，选项B正确；若电阻R2短路，则灯泡被短路，灯泡不亮，选项C错误；电容器不能通直流电，所以电容器C断路，对灯泡亮度没有影响，选项D错误．

例2、如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L1、L2不亮，用电压表检测电压得到Ubc＝0，Ucd＝6V，若电路中只有一处断路，则发生断路的是()

A．L1灯 B．L2灯

解：Ubc＝0，由于R的分压为零，通过R中的电流为零，也就是说R没有断路，而Ucd＝6V，即L2的分压远远大于R的分压，运用闭合电路中分压的知识可知，此时L2的电阻远远大于R的电阻，所以是L2断路(可近似看成电阻无限大)，故B正确。

例3．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变为零，若电路中故障发生在灯L或电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是（）

A．将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路

B．将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路

C．将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路

D．将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路

解：A．电流表A的示数变为零，说明电路故障为断路．将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路；若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；

B．若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；

C．若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；

D．若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L断路，选项D正确。故选CD。

例4．在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理想电流表的读数增大，则不可能出现下列哪种故障（）

A．短路 B．短路 C．短路 D．断路

解：依题意，电压表及电流表均为理想表，由电路图可知电压表测量电源两端电压，电流表测量干路电流。

A．若R1短路，对整个电路不产生影响，电表示数均不