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高考物理电路分析模拟试题详解

电路分析作为高考物理的核心板块，不仅要求考生掌握扎实的基本概念，更需要具备清晰的逻辑推理能力和灵活的问题解决技巧。本文将通过一道典型的高考模拟试题，为同学们详细拆解电路分析题的解题思路与关键步骤，希望能助大家一臂之力。

一、模拟试题呈现

题目：如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻R?、R?、R?为已知量。滑动变阻器R的最大阻值为R?，其滑片P可在有效范围内自由滑动。电流表A为理想电流表，电压表V?、V?也均为理想电表。

（图注：此处应有电路图，大致描述为：电源正极出发，经电流表A后分为两支路，一支路为R?，另一支路为滑动变阻器R与R?串联；两支路汇合后经R?回到电源负极。电压表V?并联在R?两端，电压表V?并联在R?两端。）

问题：

(1)当滑片P位于最左端时，求电流表A的示数及电压表V?、V?的示数。

(2)当滑片P向右滑动时，分析电压表V?、V?和电流表A的示数如何变化，并简述理由。

(3)在滑片P滑动过程中，定值电阻R?的电功率是否存在最大值？若存在，求出其最大值；若不存在，说明理由。

二、试题详解

（一）审题与电路结构分析

拿到电路题，首要任务是厘清电路结构，明确各元件的连接方式以及电表的测量对象。这是后续一切分析的基础，务必细致。

电路结构拆解：

我们从电源正极出发，电流经电流表A后，遇到第一个节点。在这里，电流分为两条支路：

1.第一条支路（上支路）：直接经过定值电阻R?。

2.第二条支路（下支路）：先经过滑动变阻器R，再经过定值电阻R?。

之后，这两条支路的电流在另一个节点汇合，共同流经定值电阻R?，最终回到电源负极。

电表测量对象确认：

*电流表A：串联在干路中，测量的是整个电路的总电流。

*电压表V?：并联在R?两端，测量的是R?两端的电压。

*电压表V?：并联在R?两端，测量的是R?两端的电压。

（二）问题（1）详解：滑片P位于最左端时的电路状态

关键状态分析：

当滑片P位于最左端时，滑动变阻器R接入电路的有效电阻为零（这是滑动变阻器这类元件的常见考点，需特别注意其接入电阻的变化情况）。此时，下支路的结构简化为：仅R?接入电路（因为R的电阻为零，相当于导线直接将其两端连接）。

等效电路与计算：

此时，外电路的结构为：R?与R?并联，然后与R?串联。

1.计算R?与R?的并联总电阻(R??)：

根据并联电阻公式：1/R??=1/R?+1/R?

解得：R??=(R?·R?)/(R?+R?)

2.计算整个外电路的总电阻(R???)：

R???=R??+R?=(R?·R?)/(R?+R?)+R?

3.计算干路电流，即电流表A的示数(I?)：

根据闭合电路欧姆定律I=E/(R???+r)

可得：I?=E/[(R?·R?)/(R?+R?)+R?+r]

4.计算电压表V?的示数(U?)：

V?测量R?两端电压。由于R?与R?并联，并联部分的总电压U??=I?·R??

而并联电路各支路电压相等，故U?=U??=I?·R??

将I?和R??代入，可得：U?=E·R??/[(R?·R?)/(R?+R?)+R?+r]

进一步化简（代入R??表达式）：U?=E·(R?·R?)/(R?+R?)/[(R?·R?)/(R?+R?)+R?+r]

5.计算电压表V?的示数(U?)：

此时滑动变阻器R接入电阻为零，故R?两端电压即为并联部分总电压U??。

因此，U?=U??=U?（与V?示数相同）

（三）问题（2）详解：滑片P向右滑动时电表示数变化分析

当滑片P向右滑动时，滑动变阻器R接入电路的有效电阻增大（请务必结合电路图确认这一点，不同的接法，滑片移动方向对电阻的影响不同，这是动态分析的第一个关键点）。

分析思路：从局部电阻变化入手，逐步推演到总电阻、总电流，再回到局部电压、电流的变化。

1.局部电阻变化：R接入电路的电阻R↑(增大)。

因此，下支路的总电阻R下=R+R?↑(增大)。

2.外电路总电阻变化：

上支路电阻为R?，下支路电阻R下增大。并联总电阻R??=(R?·R下)/(R?+R下)。

当R下增大时，根据并联电阻“增反减同”的定性规律（或数学推导），R??↑(增大)。

因此，外电路总电阻R???=R??+R?↑(增大)。

3.干路总电流变化（电流表A示数I?）：

根据闭合电路欧姆定律I?=E/(R???+r)。

由于R???↑，而E和r不变，故I?↓(减