2022年中考物理复习培优讲义 17-4动态电路问题(知识点+培优练习).doc
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1、微专题 17-4动态电路问题 知识解读 一、解题步骤 1、识别电路,确定电路类型,分析各用电器的串并联情况。复杂电路可以画等效电路图分 析。画等效电路图时电流表可视为导线,电压表可看作断路,直接去掉; 2、判断电表的测量对象:串联电路只需判断电压表,并联电路只需判断电流表; 3、动态分析:分析各个物理量的变化情况。 (1)串联电路分析思路:先电流后电压、先整体后部分; (2)并联电路分析思路:先电压后电流,先支路后干路。 二、基本方法 1、程序法: 基本思路是“部分整体部分” ,即从阻值变化部分入手,由串、并联规律判断 R总 的变化情况, 再由欧姆定律判断 I总和 U总的变化情况, 最后由部分
2、电路欧姆定律确定各 部分的变化情况: 如:R局()R总()I总()U定()I分、U分、P分的变化情况。 2、结论法: 根据“串反并同”结论来判断: (1)若电路中某电阻(或电器)与电阻 Rx串联,则 U、I、P 均与电阻 Rx的变化趋势相反; (2)若电路中某电阻(或电器)与电阻 Rx并联,则 U、I、P 均与电阻 Rx的变化趋势相同(注 意:初中范围内此结论不适合 于单纯并联的电路,也就是说,此结论适合 于串联电路和 混联电路) 。 三、分析小技巧 1、电流表可视为导线,电压表可看作断路。 2、多个仪表时,一个一个单独分析。 3、元件断路或短路时可去掉。 4、同一根导线各处接线效果等同。 5
3、、串联电路一般先分析电流,并联电路一般先分析电压。 典例解读 类型一、开关通断引起的动态电路分析 1串联 例 1、如图所示,灯泡 L1和 L2(灯泡中只要有电流就能发光)相同, 电源电压小于灯泡的额定电压,且保持不变,开关 S 由闭合到断开,电路中() A、L1变亮,电压表示数变小B、L1变暗,电流表示数变大 C、L2亮起来,电压表示数变大D. L2亮起来,电流表示数变小 【答案】 D. 【解析】开关 S 闭合时,电路为灯泡 L1的简单电路,L2被短路,电压表测电源的电压,电流表测电路 中的电流;当开关 S 断开时,灯泡 L1与 L2串联,电压表测灯泡 L1两端的电压,电流表测串联 电路中的电
4、流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的总电阻变大,电源电 压保持不变,由IU R可知,电路中的电流变小,电流表示数变小,灯泡 L 1变暗、L2亮起来, 由串联电路电压规律可知,电压表示数变小,故 A、B、C 错误,D 正确故选 D. 类型一、开关通断引起的动态电路分析 2并联 例 2、 如图所示, 电源两端的电压恒定, 闭合开关 S1, 小灯泡发光, 再闭合开关 S2, 则() A、小灯泡变亮B、电流表示数变小 C、电压表示数不变D、电路的总电阻变大 【答案】C. 【解析】闭合开关 S1,电路为小灯泡的简单电路,小灯泡发光,电流表测小灯泡的电流,再闭合开关 S2, 小灯泡与电阻并
5、联, 电流表测干路电流 因并联电路支路互不影响, 故小灯泡的亮度不变, A 错误;根据并联电路电流的规律,电流表示数变大,B 错误;电压表始终测电源电压,示数 不变,C 正确;根据并联总电阻小于其中任一电阻,故并联后的电阻变小,D 错误故选 C. 类型二、滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析 例 3、如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合 S,当R2的滑 片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是() A、电压表的示数变大 B、电流表的示数变小 C、电压表的示数与电流表的示数乘积变大 D、电压表的示数与电流表的示数比值变大 【答案】 D. 【解析】由电路图可知,两电阻并
6、联,电流表测通过R1的电流,电流表测干路电流,电压表测电 源电压,电压表示数保持不变,A 错误;根据并联电路各支路互不影响,故通过R1的电流大小 不变,即电流表的示数不变,B 错误;电压表的示数与电流表的示数的乘积不变,C 错 误;当R2的滑片P向右滑动的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律,通 过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路电流的规律,示数变小,而电压表示数不变,故 电压表的示数与电流表的示数的比值变大,D 正确故选 D. 例 4、如图所示电路,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移 动过程中,示数减小的电表是_(选填“”“”或“”), 电路的总功率_(选填“增
7、大”“减小”或“不变”) 类型三、敏感电阻的变化引起的动态电路分析 例 5、某同学设计的煤气检测电路如图所示,电源电压不变,R为定值电阻,Q为气敏元件, 其阻值随煤气浓度的升高而增大闭合开关 S,当煤气浓度升高时,下列判断正确的是 () A、电流表示数变小,输出信号电压Uab变大 B、电流表示数变大,输出信号电压Uab变大 C、电流表示数变小,输出信号电压Uab不变 D、电流表示数变大,输出信号电压Uab减小 例 6、在中学生创新大赛中,某初中参赛小组设计了一种测定风力的装置(如图甲),迎风板 与压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,压敏电阻的阻值随风力变化 图像如图乙,则()
8、A、当风力增大时,电流表示数增大 B、当风力增大时,电压表示数减小 C、当风力增大时,电压表与电流表示数比值增大 D、当风力减小时,电压表与电流表示数比值增大 例 7、如图甲是某酒精浓度检测仪的原理图电源电压 保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体敏感电阻, 它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所 示闭合开关,驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大, 【答案】;增大. 【解析】由电路图可知,滑动变阻器R1与定值电阻R2组成串联电路,电压表测滑动变阻器R1两端的 电压,电压表测定值电阻R2两端的电压,即电流表测电路电流,当滑片P从a端向b端 移动过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,从而使电路中的
9、总电阻变小,而电源电压 不变,由欧姆定律IU R可知,电路中的电流增大,电流表 的示数增大,由PUI可知,电 路的总功率增大,由UIR可知,定值电阻R2两端的电压增大,即电压表示数变大,因为 串联电路的分压作用,所以滑动变阻器两端电压变小,即电压表示数变小 【答案】 A. 【解析】由电路图知,R与Q串联,电流表测电路中电流,输出信号电压Uab即气敏元件的电压,当煤 气浓度升高时,气敏元件Q的阻值变大,则它与定值电阻R组成的串联电路的总电阻变大, 在电源电压一定的条件下,根据欧姆定律IU R可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减 小,B、D 错误;由公式UIR可知,通过定值电阻的电流减小,则定
10、值电阻两端的电压减小, 相应的气敏元件Q两端的电压增大,A 正确、C 错误,即输出信号电压Uab增大故选 A. 【答案】 A. 【解析】由甲电路图可知,R与Rx串联,电压表测R两端的电压,电流表测量电路的电流,由图乙可知, 风力增大时,Rx的阻值减小,电路中的总电阻减小,由IU R可知,电路中的电流增大,即电 流表示数增大,由UIR可知,R两端的电压增大,即电压表的示数增大,A 正确,B 错误; 根据RU I知电压表与电流表示数比值等于定值电阻 R的阻值,则该比值不变,C 错误; 当风力减小时,电压表与电流表示数比值仍为定值电阻R的阻值,即电压表与电流表示数比 值不变,D 错误故选 A. R2
11、的阻值_,电压表示数_当电压表示数达到一定值时,检测仪发出报 警信号 类型四、混联电路中的动态问题 例 8、 (多选)如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 P 从中点滑到 b 端,不计温度对灯丝电阻的影响。则下列说法正确的是() A、电路总电阻变小B、灯 L 变暗 C、R1的电功率变大D、R2的电压变化量小于变阻器的电压变化量 培优训练 一、选择题 1 1、如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程 中() A、电压表的示数不变 B、电流表的示数变大 C、小灯泡的亮度变暗 D、电路的总功率变大 2 2、如图所示,电源电压U为 10
12、V 并保持不变,滑动变阻器规格为“20 1 A”闭合开 关 S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为 0.5 A;当滑片P移至中点 时,电流表示数为 0.4 A则() A、电路消耗的最小功率为 2.5 W B、滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为 2.4 W C、滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为 3.2 W D、滑片P在最左端时,2 min 内电流通过灯泡所做的功为 10 J 3 3、如图所示电路中,电源电压不变闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为 0.3 A,小灯泡消耗的功率为 0.9 W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了 2 V,此 时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率
13、为 2 W下列说法正确的是() A、小灯泡正常发光时的电阻为 10 B、滑动变阻器的最大阻值为 30 C、电源电压为 8 V D、滑片P在最右端时,滑动变阻器消耗的功率为 1.8 W 【答案】越小;越大. 【解析】由乙图可知,R2随酒精气体的浓度的增大而减小,当驾驶员呼出的气体中酒精浓度越大,R2 的阻值越小;由甲图可知,R1与R2串联接入电路,电压表测R1两端电压,根据欧姆定律,电 路中电流变大,由于R1为定值电阻,则R1两端电压变大,即电压表的示数变大 【答案】BCD. 【解析】方法一:程序法 由电路图可知, R2与滑动变阻器串联后与 R1并联,它们再与灯泡 L 串联,因无论是串联电路 还
14、是并联电路中一个电阻的阻值增大时电路中的总电阻增大,所以,将滑动变阻器的滑片 P 从中点滑到 b 端,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,故 A 不正确; 由可知,电路中的电流变小,灯泡两端的电压变小,因 P=UI,且灯泡的亮暗取 决于实际功率的大小,所以,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故 B 正确; 因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以, 并联部分两端的电压变大, 由和 P=UI 可知,R1支路的电流变大,R1的电功率变大,故 C 正确; 因并联电路中干路电流等于各支路两端电流之和, 所以, 干路电流变小, R1支路的电流增大时, R2支路的电流变小,R2两端的电压变小,因并联部
15、分两端的电压变大,R2两端的电压变小,则 变阻器两端的电压增大,且 R2的电压变化量小于变阻器的电压变化量,故 D 正确 故选 BCD 方法二:结论法 根据“串反并同”结论,灯泡 L 与滑动变阻器串联,滑动变阻器电阻变大,灯的功率 P 与滑 动变阻器变化趋势相反,故变暗,B 正确;R1与滑动变阻器并联,故 R1的功率变化趋势与滑动 变阻器变化趋势相同,故变大,C 正确; 4 4、如图所示,小灯泡 L 标有“6 V3 W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),当 S 闭合, 滑动变阻器滑片P在最左端时,小灯泡 L 正常发光;当 S 闭合,S1 断开,滑动变阻器滑片P在中点时,电流表的示数为 0.2
16、A,下列说 法正确的是() A、电源电压为 9 V B、滑动变阻器的最大阻值为 18 C、调节电路元件,可使电压表达到的最大值为 4.5 V D、电路的最小功率与最大功率之比为 316 5 5、如图所示,电源电压 6 V 保持不变,定值电阻R1标有“10 0.5 A”字样,滑动变阻 器R2标有“20 1 A”字样,电流表量程为 00.6 A,电压表量程为 03 V,闭合 开关 S,下列做法能够保证电路安全的是() A、电路中电流不超过 0.6 A B、R1两端电压不超过 3 V C、滑动变阻器连入电路的阻值在 1020 范围内变化 D、电路的总功率在 1.83 W 范围内变化 6 6、如图甲所
17、示的电路中,电源电压保持不变,闭合 S1断开 S2,S3接a,将滑动变阻器的滑 片从最右端滑动到最左端时,灯泡 L 正常发光,再闭合 S2断开 S1,S3接b,将滑动变阻器 的滑片从最右端向左滑动到某一位置, 两次实验中, 分别绘制出电 流表与电压表示数变 化关系的图像如图乙所示下列说法正确的是() A、电源电压为 12 V B、灯泡的额定功率为 20 W C、闭合 S1断开 S2,S3接a时,灯泡 L 的最小功率为 6 W D、滑动变阻器R2的最大阻值为 20 甲乙甲 乙 第 6 题图第 7 题图 7 7、甲图是小灯泡 L 和电阻R的IU图像将小灯泡 L 和电阻R接入乙图所示电路中,只闭 合
18、开关 S1时,小灯泡 L 的实际功率为 1 W下列说法错误的是() A、只闭合开关 S1时,小灯泡 L 的电阻为 4 B、再闭合开关 S2时,电流表示数增加 0.2 A C、再闭合开关 S2时,电路总功率为 1.4 W D、再闭合开关 S2后,在 1 min 内电阻R产生的热量为 24 J 8 8、如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3 V1.5 W”字样,不考虑灯泡电 阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为 24 ,电流表量程为 00.6 A,电压表量程 为 03 V当开关 S 闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为 3 时小灯泡正常发光为 了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压
19、,两电表的示数均不超过所选量程下列说法 中() 电源电压为 4.5 V 变阻器接入电路的阻值范围是 312 小灯的最小功率为 0.135 W 电路的最大功率 2.25 W A、只有正确B、只有正确C、只有正确D、 都正确 9 9、如图所示,是创新小组设计的汽车油量显示仪的电路原理图,其中电源电压恒为 6 V, 定值电阻R0为 5 ,油量表实质量程是 03 V 的电压表R为压敏电阻,其阻值与油 箱中油量的关系如下表所示下列说法正确的是() 油量V/L010203040 压敏电阻R/252015105 A. 油箱油量增多时,压敏电阻R的阻值变大 B. 电压表示数为 3 V 时,油箱中的油量为 50
20、 L C. 油箱中的油量为 20 L 时,R0两端的电压为 1.5 V D. 油箱中油量减少时,电路消耗电能的总功率变大 1010、如图甲是一个电加热器的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻;图乙是它 的部分参数当电加热器正常工作时,下列说法正确的是() 甲乙 A. 只闭合开关 S,加热器的功率为 990 W B. 开关 S 闭合,S1由断开到闭合,电路中电流变大,R2的功率变小 C. 加热器在保温状态下工作 5 min,产生 3.310 4 J 的热量 D. 电阻R1与R2的阻值之比为 38 1111、如图所示电路,电源电压恒为 4.5 V,定值电阻R0的阻值为 10 ,滑动变阻器
21、的最大 阻值为 30 ,电阻箱Rx最大阻值为 999.9 ,电流表量程为 00.6 A,电压表量程为 03V闭合开关 S,下列说法正确的是() A. S1、S2均向左闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为 20 B. S1、S2均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为 2.7 W C. S1向左、S2向右闭合,Rx允许接入电路的最大阻值为 60 D. S1向右、S2向左闭合,只调Rx使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的 2 倍 1212、如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b 为其 两端点)闭合开关 S,当滑片 P 在某一端点时,电流表示数为 0.1 A,R2消耗 的
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