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秘籍16應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路動態(tài)分析(原卷版)概率預(yù)測☆☆☆☆☆題型預(yù)測選擇題☆☆☆☆☆,填空題☆☆☆☆考向預(yù)測①動態(tài)電路的定性分析;②動態(tài)電路的定量分析;③動態(tài)電路的簡單計算。所謂動態(tài)電路分析是指對一個通常含有電源、滑動變阻器、開關(guān)、電流和電壓表等電器元件的電路,通過改變變阻器接入電路的阻值或開關(guān)的通斷等形式來改變電路的連接方式和電路參數(shù)值,進(jìn)而改變電路中的總電阻、電流、電壓和電功率等,并對這些量的變化進(jìn)行分析的題型。動態(tài)電路分析是常見的考題形式,也是??紵狳c問題,在中考試卷中,屬于必考內(nèi)容和必考題型。動態(tài)電路分析主要以選擇題、填空題形式出現(xiàn)。主要分為三種類型:(1)滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中物理量的變化;(2)開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化;(3)特殊電阻(光敏電阻、熱敏電阻等)發(fā)生變化或客觀因素引起電路中物理量的變化。動態(tài)電路分析題在試卷中,一般在2-3道題,至少有一道題。分值也在2分-6分之間。對本部分內(nèi)容的考查與備考做如下概括:一、歐姆定律1.歐姆定律:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。2.公式:,其中:U為電源電壓,單位為伏(V);I為通過導(dǎo)體的電流,單位為安(A);R為導(dǎo)體的電阻,單位為歐(Ω)。3.注意:應(yīng)用歐姆定律的公式進(jìn)行計算時,一定要統(tǒng)一到國際制單位后再進(jìn)行計算。歐姆定律公式中的各個物理量具有同一性,即I,U,R是對同一段導(dǎo)體、同一時刻而言的。二、電阻的串并聯(lián)1.電阻的串聯(lián)(1)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大。(2)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值等于各分電阻之和:R串=R1+R2+……Rn。(3)n個相同電阻R串聯(lián)時的總電阻為:R串=nR。2.電阻的并聯(lián)(1)并聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都小。(2)并聯(lián)電阻的總電阻倒數(shù)等于各分電阻的阻值倒數(shù)之和,即:。(3)n個相同電阻R0串聯(lián)時的總電阻為:。(4)兩個電阻R1和R2并聯(lián)時的表達(dá)式為:R總=eq\f(R1R2,R1+R2)。三、電功率1.電功率:指電流在單位時間內(nèi)做的功,是一個表示電流做功快慢的物理量,用P來表示,單位是瓦特,簡稱瓦,用符號表示為W。2.電功率公式:。該式為電功率的定義式,主要適用于已知電能W和時間t求功率的情況。電功率公式:P=UI,主要適用于已知電壓U和電流I求功率的情況。電功率公式:,主要適用于純電阻電路,多用于在串聯(lián)電路中已知電流I和電阻R求功率的情況;,主要適用于純電阻電路,多用于在并聯(lián)電路中已知電壓U和電阻R求功率的情況。電功率公式:,主要適用于已知t、n和N求功率的情況。式中t為用電器單獨(dú)工作的時間,n為用電器單獨(dú)工作t時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù),N為電能表銘牌上每消耗1千瓦時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)。3.串并聯(lián)電路電功率(1)由于串聯(lián)電路電流相等,所以由P=UI得;由得??偣β实扔诟鞴β手停?。額定功率與實際功率的比值等于額定電壓與實際電壓比值的平方,即。(2)由于并聯(lián)電路電壓相等,所以由P=UI得;由,得??偣β实扔诟鞴β手?,即。解答動態(tài)電路問題,需要完成以下步驟:一、分析電路中各元件之間的關(guān)系具體來說,就是要弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)或兩者皆有;所給的電流表測量的是干路的電流還是支路電流,電壓表測量的是電源電壓還是某電阻的電壓等。二、分析電路連接方式時應(yīng)注意電表的特點1.電流表的電阻非常小,在電路中相當(dāng)于導(dǎo)線,可看作短路。2.電壓表的電阻非常大,在電路中相當(dāng)于斷路(開路),即在分析此類問題時可先將電壓表放在一邊,暫不考慮。三、應(yīng)用歐姆定律確定各電學(xué)量的變化1.基本思想明確電路中的變量和不變量,首先確定不變的物理量(如電源的電壓、各定值電阻,小燈泡的電阻以及小燈泡的額定電壓和額定功率),然后根據(jù)相關(guān)的規(guī)律去分析其它量的變化。2.解題思路總體遵循“先局部-再整體-再局部”的思路,具體說來:①由某個電阻或開關(guān)的變化分析總電阻的變化(局部);②根據(jù)歐姆定律,由總電阻的變化分析總電流的變化(整體);③由總電流的變化,根據(jù)歐姆定律和電路和串、并聯(lián)規(guī)律分析各支路的電壓、電流的變化(局部)。對物理量變化引起的動態(tài)電路分析,首先必須搞清物理量變化引起的哪個電學(xué)量變化,如何變化;這種變化直接反映的是電流或電壓的增加還是減小,然后再根據(jù)歐姆定律分析所求量的變化。如:電路中的壓敏電阻隨壓力的增大而減小,當(dāng)壓力增大時,接入電路電阻值減小,電路電流會增加,進(jìn)一步引起其他量的變化。對開關(guān)通斷引起的動態(tài)電路變化,首要任務(wù)是分析開關(guān)變化后電路連接方式。開關(guān)通斷組合不同,電路連接方式會不同。特殊情況下也可以畫出相應(yīng)的等效電路,然后再進(jìn)行分析。題型一:動態(tài)電路的定性分析【例1】如圖所示的電路,閉合開關(guān)后,當(dāng)滑片P向右移動時,下列說法正確的是(
)。A.燈泡L變暗B.電壓表示數(shù)變小C.電流表A1示數(shù)變大D.整個電路消耗的總功率變小【例2】如圖所示的電路,電源電壓保持不變,R為定值電阻。下列說法正確的是()。A.開關(guān)閉合前,電壓表和電流表均無示數(shù);B.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表的示數(shù)變大;C.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的比值不變;D.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的乘積變大【例3】如圖所示,電源電壓不變,a、b、c為電流表或電壓表。只閉合S1時,a表無示數(shù),b表有示數(shù)。S1、S2都閉合時,滑片P向右滑動,c表的示數(shù)不變。下列判斷正確的是()。A.a(chǎn)表是電壓表;B.先閉合開關(guān)S1,再閉合S2,電路中的總電流變大;C.只閉合S1,P向右移動,R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積大于其電功率的變化量;D.開關(guān)均閉合,電路的總功率為P1;若將c表換成另一種電表,再閉合S1、S2,電路的總功率為P2,則P2
>P1【例4】如圖所示,電源電壓不變,先閉合S1,再閉合S2,下列說法正確的是()。A.電壓表、電流表示數(shù)均變??;B.電壓表示數(shù)變大,電路總功率變大;C.電壓表示數(shù)不變,總電阻變小,電流表示數(shù)變大;D.電壓表與電流表示數(shù)的比值變大【例5】我國刑法規(guī)定,駕駛員醉酒后駕車要負(fù)刑事責(zé)任。為了打擊酒駕行為,交警常用酒精濃度監(jiān)測儀對駕駛?cè)藛T進(jìn)行酒精測試,如圖甲所示是一款酒精濃度監(jiān)測儀的簡化電路圖,其電源電壓保持不變,R0
為定值電阻,R為酒精氣體濃度傳感器(氣敏電阻),R的阻值與酒精濃度的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)接通電源時,下列說法正確的是()。A.當(dāng)酒精濃度減小時,R的阻值減少;B.當(dāng)酒精濃度增大時,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值變大;C.當(dāng)酒精濃度增大時,電壓表的示數(shù)變大;D.當(dāng)酒精濃度增大時,電流表的示數(shù)變小【例6】如圖所示為某壓力傳感器的原理圖,R1
為定值電阻,滑動變阻器R2
的滑片P通過AB間可以伸縮的導(dǎo)線與電路相連,導(dǎo)線位于彈簧內(nèi)部,當(dāng)閉合開關(guān)S,壓力F增大時,下列說法正確的是()。A.電壓表V1
的示數(shù)變大;B.電壓表V2
的示數(shù)變?。籆.電壓表V2
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變大;D.電壓表V1
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變小【例7】如圖所示,電源電壓不變,S閉合后,若滑動變阻器的滑片P向右移動時,則電壓表V的示數(shù)將
,電流表A的示數(shù)將
(選填“變大”、“變小”或“不變”)?!纠?】如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P向左移動時,電流表A1的示數(shù)將
,電壓表V的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)之比將
。(均填“變大”“變小”或“不變”)【例9】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電鍵S1閉合、S2斷開時,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值將;若將電鍵S2也閉合,電壓表的示數(shù)將。(均選填“變小”、“不變”或“變大”)【例10】如圖所示,是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置,其中,油量表是用_____表改裝的;當(dāng)油箱中的油面下降時,R的電阻值將_____,油量表的示數(shù)將_____。(選填“增大”、“減小”或“不變”)題型二:動態(tài)電路定量分析【例11】如圖所示,電源電壓恒為15V,定值電阻R的阻值為20Ω,閉合開關(guān)后,使變阻器的阻值減小5Ω,電流表示數(shù)變化了0.1A,則下列說法正確的是(
)。A.電流表示數(shù)減小了0.1A;B.電壓表示數(shù)減小了0.5V;C.定值電阻的電功率增大了0.2W;D.電路總功率增大了1.5W【例12】如圖甲所示,電源兩端電壓不變,R1是滑動變阻器,R2是定值電阻。當(dāng)開關(guān)S閉合后,逐步改變滑動變阻器接入電路的電阻值,根據(jù)電壓表與電流表的示數(shù),繪制的圖象如圖乙所示。下列判斷正確的是()。A.電源兩端電壓為10V;B.電路消耗電功率的最大值為7.2W;C.定值電阻R2的電阻值為40Ω;D.變阻器R1接入電路的最大阻值為100Ω【例13】如圖所示電路中,電源電壓6V不變,R1=10Ω,滑動變阻器R2的規(guī)格為“30Ω、1A”,小燈泡L的額定電壓為5V,電流表的量程(0~0.6A或0~3A)。只閉合S2時,L兩端電壓為3V。(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),下列說法錯誤的是()。A.燈絲電阻為10Ω;B.只閉合S3時,調(diào)節(jié)變阻器R2連入電路的阻值使小燈泡L正常發(fā)光,則變阻器1h內(nèi)消耗的電能為1800J;C.閉合S1、S3時,為保證電路元件安全,電流表示數(shù)變化范圍為0.75A~1.2A;D.閉合三個開關(guān),為保證電路元件安全,電路總功率的變化范圍為4.8W~9.6W一、動態(tài)電路定性分析1.(2022·安徽省阜陽實驗中學(xué)中考物理一模試卷)如圖所示電路,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是(?)。A.電流表的示數(shù)變小 B.電壓表的示數(shù)變小C.小燈泡的亮度變暗 D.電壓表的示數(shù)不變2.(2022·安徽省合肥市物理中考模擬卷)如圖所示的電路中電源電壓恒定,閉合開關(guān)S,電流表A示數(shù)為I,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V2示數(shù)為U2;將滑動變阻器R的滑片向右移動少許,電流表A示數(shù)為I′,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2′,則()。A.I′>I B.U2′>U2 C. D.3.(合肥蜀山五十中東校2022學(xué)年中考一模預(yù)測)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,如果將滑片向右緩慢移動時,下列說法中正確的是()。A.電路消耗的總電功率變大;B.電壓表V1與電流表A的示數(shù)之比保持不變;C.電流表示數(shù)不變,兩電壓表的示數(shù)都將變大;D電流表示數(shù)變小,電壓表V1示數(shù)不變,電壓表V2示數(shù)變大4.(安徽合肥市瑤海區(qū)2022學(xué)年中考一模)計算機(jī)鼠標(biāo)內(nèi)裝有自動控制傳感器,其工作原理電路如圖所示,物體M在導(dǎo)軌上左右移動時,可帶動與之相連的滑動變阻器滑片P移動,通過電壓表示數(shù)可反映物體M移動的距離,當(dāng)物體M向右移動時,觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該是()。A.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大 B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)比值變小 D.電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)比值不變5.(2022·廣西玉林市玉州區(qū)中考物理模擬試卷)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動的過程中()。A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小;B.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大;C.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大;D.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小6.(2022·貴州省黔東南州中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器滑片由中點向右移動的過程中,下列判斷正確的是()。A.電流表A的示數(shù)不變 B.電壓表V的示數(shù)變大 C.小燈泡L的亮度變亮 D.整個電路的功率變小7.(2022·廣西南寧市中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓恒定,兩燈電阻不變,且不相等。下列說法正確的是()。A.當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時,只有燈L2亮;B.若斷開S2,閉合S1、S3,L1與L2串聯(lián);C.若斷開S1、S3,閉合S2,L1與L2電流相等;D.當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,兩燈均亮8.(2022·廣東省汕頭市中考物理模擬試卷)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是()。A.電壓表的示數(shù)不變 B.電流表的示數(shù)不變 C.電流表的示數(shù)變大 D.電流表的示數(shù)變小9.(2022·四川省廣元市物理中考模擬卷)在如圖1所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,將滑動觸頭P從最右端滑到最左端,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖2所示,Q為兩圖線的交點位置。則下列說法正確的是()。A.圖線甲反映電壓表V1示數(shù)隨電流的變化;B.電路總功率的最大值為2.4W;C.將R2換成一個總阻值較大的滑動變阻器,其它不變,所描繪的兩根圖線交點不在原位置Q處;D.改變R1的值,圖線甲一定與橫軸相交,圖線乙的延長線一定過坐標(biāo)原點10.(2022·廣西南寧市中考物理模擬試卷)疫情期間,手持式電子測溫儀最為常見,如圖甲是某款電子測溫儀,圖乙是它內(nèi)部的原理圖,其中電源電壓保持不變,R是熱敏電阻,用于靠近人體測溫,定值電阻R0為保護(hù)電阻;在測人的體溫時,當(dāng)被測溫者體溫較高時,顯示儀的示數(shù)也會變大。正常條件下關(guān)于此測溫儀,下列分析正確的是()。A.顯示儀是由電流表改裝成的;B.被測溫者溫度越高,電路消耗的電功率越大;C.熱敏電阻R隨著溫度的升高阻值增大;D.將R0更換為阻值更大的電阻,測相同溫度,顯示儀示數(shù)變小11.(2022·四川省廣元市物理中考模擬卷)如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,當(dāng)滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是()。A.燈泡L變亮;B.電壓表示數(shù)變??;C.電路的總電阻變??;D.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大12.(2022·上海市嘉定區(qū)中考一模物理試題)在圖所示的電路中,電源電壓為U且不變。(1)閉合開關(guān)S后,兩電表的指針位置均不變。若電路中僅有一處故障,且只發(fā)生在或上,請根據(jù)以上信息,寫出兩電表的示數(shù)及對應(yīng)的故障;__________;(2)排除故障后,再閉合開關(guān)S,向右移動變阻器的滑片P,電流表示數(shù)___________,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值__________(選填“變大”、“不變”或“變小”)。二、動態(tài)電路的定量分析1.(2022·安徽省合肥市物理中考模擬卷)在中學(xué)生創(chuàng)新大賽中,飛翔參賽小組設(shè)計了一種測定風(fēng)力的裝置。其內(nèi)部電路圖如圖所示。其中電源電壓恒定為12V,定值電阻R為15Ω,迎風(fēng)板與壓敏電阻Rx連接,工作時迎風(fēng)板總是正對風(fēng)吹來的方向,壓敏電阻的阻值隨風(fēng)力變化如表所示。下列說法中正確的是()。風(fēng)力F/N01530456075壓敏電阻Rx/Ω907560453015A.風(fēng)力增大時,電壓表的示數(shù)變??;B.電流表的示數(shù)為0.2A時,風(fēng)力為45N;C.風(fēng)力為15N時,定值電阻R兩端的電壓為10V;D.風(fēng)力減小時,電路消耗總功率變大2.(2022·重慶市中考物理模擬試卷(一))如圖所示的電路中,電阻R1=6Ω與規(guī)格為“15Ω0.5A”的滑動變阻器R2串聯(lián)在電源電壓為4.5V的電路中,其中電流表的量程為“0~0.6A”,電壓表的量程為“0~3V”,為了確保電路中各元件的安全使用,則下列說法錯誤的是()。A.電流表的示數(shù)變化范圍為0.25A~0.5A;B.電壓表的示數(shù)變化范圍為1.5V~3.0V;C.滑動變阻器的取值范圍為1.5Ω~12Ω;D.定值電阻R1的最小功率與最大功率之比為1:43.(2022·貴州省貴陽市中考物理模擬試卷)某物理興趣小組用如圖甲所示的電路來測量一個軟性材質(zhì)的電阻R的阻值。電源電壓恒定,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,把每次實驗中得到電壓表和電流表示數(shù)描點在U﹣I圖象中,然后連接這些點得到如圖乙所示的U﹣I圖象,則由圖乙可知()。A.電阻R的阻值為20Ω;B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時,R消耗的電功率為0.4W;C.若將R均勻拉長后,再重新進(jìn)行實驗,則描出的圖線應(yīng)該在U﹣I圖象中的Ⅱ區(qū);D.滑片P左移,電路總功率變大4.(2022·福建省福州市中考物理模擬試卷)如圖所示的電路中,電源電壓為4.5V且保持不變,電流表量程為“0~0.6A”,電壓表量程為“0~3V”。小燈泡標(biāo)有“3V1.2W”字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω1A”字樣。閉合開關(guān),在保證電路元件安全情況下,下列說法正確的是()。A.電壓表的示數(shù)變化范圍是“1.5~3V”;B.滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍是“3.75~15Ω”;C.小燈泡的最小功率是0.6W;D.電路總功率變化范圍是“1.2~1.8W”5.(2022·甘肅省定西市中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓保持6V不變,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0﹣3V,定值電阻R1的規(guī)格為“10Ω0.5A“,滑動變阻器R2的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開關(guān),為了保證電路安全,在變阻器滑片P移動過程中,下列說法中()。①變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為10~20Ω;②電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A~0.5A;③電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2W~1.8W;④電壓表示數(shù)變化范圍為1V~3V。A.只有①③正確 B.只有②④正確 C.只有①④正確 D.只有③④正確6.(2022·江蘇省揚(yáng)州市中考物理模擬試卷)如圖甲所示,電源電壓不變,小燈泡L的額定電流為0.6A,電流表量程為“0~0.6A”,電壓表量程為“0~15V“,閉合開關(guān)S,在保證電路安全的前提下。最大范圍調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,分別繪制了電流表示數(shù)與電壓表示數(shù),電流表示數(shù)與滑動變阻器R連入電路阻值的變化關(guān)系圖象,如圖乙、丙所示。則下列說法中正確的是()。A.小燈泡的額定功率為3W;B.滑動變阻器R的最大阻值為60Ω;C.若將電壓表量程換為0~3V,滑動變阻器允許連入電路的阻值范圍為15~50Ω;D.若將電壓表量程換為0~3V,電路的總功率范圍為4.2W﹣7.5W7.(2022·安徽省阜陽實驗中學(xué)中考物理一模試卷)如圖所示,燈L標(biāo)有“6V3W”字樣,當(dāng)S1、S2閉合,滑動變阻器滑片移至a端時,燈L正常發(fā)光,電流表讀數(shù)為0.7A。(設(shè)定燈L電阻保持不變)電源電壓為______V,R的阻值為______。當(dāng)S1斷開,S8.(2022·福建省福州市中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓不變?yōu)?V且保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,當(dāng)滑片在a、b兩點間移動時,電壓表示數(shù)變化范圍為4V~2V,定值電阻R1消耗的電功率的變化量為1.6W,則在此過程中電流表示數(shù)的變化量為A。9.(2022·云南省昆明市中考物理模擬)如圖甲所示是通過燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化關(guān)系的圖象,將它們接入如圖乙所示的電路中。當(dāng)只閉合開關(guān)S,小燈泡的實際功率為0.8W,則電源電壓為V;再閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)為A,電路消耗的總功率為W。秘籍16應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行電路動態(tài)分析(解析版)概率預(yù)測☆☆☆☆☆題型預(yù)測選擇題☆☆☆☆☆,填空題☆☆☆☆考向預(yù)測①動態(tài)電路的定性分析;②動態(tài)電路的定量分析;③動態(tài)電路的簡單計算。所謂動態(tài)電路分析是指對一個通常含有電源、滑動變阻器、開關(guān)、電流和電壓表等電器元件的電路,通過改變變阻器接入電路的阻值或開關(guān)的通斷等形式來改變電路的連接方式和電路參數(shù)值,進(jìn)而改變電路中的總電阻、電流、電壓和電功率等,并對這些量的變化進(jìn)行分析的題型。動態(tài)電路分析是常見的考題形式,也是??紵狳c問題,在中考試卷中,屬于必考內(nèi)容和必考題型。動態(tài)電路分析主要以選擇題、填空題形式出現(xiàn)。主要分為三種類型:(1)滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中物理量的變化;(2)開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化;(3)特殊電阻(光敏電阻、熱敏電阻等)發(fā)生變化或客觀因素引起電路中物理量的變化。動態(tài)電路分析題在試卷中,一般在2-3道題,至少有一道題。分值也在2分-6分之間。對本部分內(nèi)容的考查與備考做如下概括:一、歐姆定律1.歐姆定律:導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。2.公式:,其中:U為電源電壓,單位為伏(V);I為通過導(dǎo)體的電流,單位為安(A);R為導(dǎo)體的電阻,單位為歐(Ω)。3.注意:應(yīng)用歐姆定律的公式進(jìn)行計算時,一定要統(tǒng)一到國際制單位后再進(jìn)行計算。歐姆定律公式中的各個物理量具有同一性,即I,U,R是對同一段導(dǎo)體、同一時刻而言的。二、電阻的串并聯(lián)1.電阻的串聯(lián)(1)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大。(2)串聯(lián)電阻的總電阻的阻值等于各分電阻之和:R串=R1+R2+……Rn。(3)n個相同電阻R串聯(lián)時的總電阻為:R串=nR。2.電阻的并聯(lián)(1)并聯(lián)電阻的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都小。(2)并聯(lián)電阻的總電阻倒數(shù)等于各分電阻的阻值倒數(shù)之和,即:。(3)n個相同電阻R0串聯(lián)時的總電阻為:。(4)兩個電阻R1和R2并聯(lián)時的表達(dá)式為:R總=eq\f(R1R2,R1+R2)。三、電功率1.電功率:指電流在單位時間內(nèi)做的功,是一個表示電流做功快慢的物理量,用P來表示,單位是瓦特,簡稱瓦,用符號表示為W。2.電功率公式:。該式為電功率的定義式,主要適用于已知電能W和時間t求功率的情況。電功率公式:P=UI,主要適用于已知電壓U和電流I求功率的情況。電功率公式:,主要適用于純電阻電路,多用于在串聯(lián)電路中已知電流I和電阻R求功率的情況;,主要適用于純電阻電路,多用于在并聯(lián)電路中已知電壓U和電阻R求功率的情況。電功率公式:,主要適用于已知t、n和N求功率的情況。式中t為用電器單獨(dú)工作的時間,n為用電器單獨(dú)工作t時間內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù),N為電能表銘牌上每消耗1千瓦時電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)。3.串并聯(lián)電路電功率(1)由于串聯(lián)電路電流相等,所以由P=UI得;由得??偣β实扔诟鞴β手?,即。額定功率與實際功率的比值等于額定電壓與實際電壓比值的平方,即。(2)由于并聯(lián)電路電壓相等,所以由P=UI得;由,得。總功率等于各功率之和,即。解答動態(tài)電路問題,需要完成以下步驟:一、分析電路中各元件之間的關(guān)系具體來說,就是要弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)或兩者皆有;所給的電流表測量的是干路的電流還是支路電流,電壓表測量的是電源電壓還是某電阻的電壓等。二、分析電路連接方式時應(yīng)注意電表的特點1.電流表的電阻非常小,在電路中相當(dāng)于導(dǎo)線,可看作短路。2.電壓表的電阻非常大,在電路中相當(dāng)于斷路(開路),即在分析此類問題時可先將電壓表放在一邊,暫不考慮。三、應(yīng)用歐姆定律確定各電學(xué)量的變化1.基本思想明確電路中的變量和不變量,首先確定不變的物理量(如電源的電壓、各定值電阻,小燈泡的電阻以及小燈泡的額定電壓和額定功率),然后根據(jù)相關(guān)的規(guī)律去分析其它量的變化。2.解題思路總體遵循“先局部-再整體-再局部”的思路,具體說來:①由某個電阻或開關(guān)的變化分析總電阻的變化(局部);②根據(jù)歐姆定律,由總電阻的變化分析總電流的變化(整體);③由總電流的變化,根據(jù)歐姆定律和電路和串、并聯(lián)規(guī)律分析各支路的電壓、電流的變化(局部)。對物理量變化引起的動態(tài)電路分析,首先必須搞清物理量變化引起的哪個電學(xué)量變化,如何變化;這種變化直接反映的是電流或電壓的增加還是減小,然后再根據(jù)歐姆定律分析所求量的變化。如:電路中的壓敏電阻隨壓力的增大而減小,當(dāng)壓力增大時,接入電路電阻值減小,電路電流會增加,進(jìn)一步引起其他量的變化。對開關(guān)通斷引起的動態(tài)電路變化,首要任務(wù)是分析開關(guān)變化后電路連接方式。開關(guān)通斷組合不同,電路連接方式會不同。特殊情況下也可以畫出相應(yīng)的等效電路,然后再進(jìn)行分析。題型一:動態(tài)電路的定性分析【例1】如圖所示的電路,閉合開關(guān)后,當(dāng)滑片P向右移動時,下列說法正確的是(
)。A.燈泡L變暗B.電壓表示數(shù)變小C.電流表A1示數(shù)變大D.整個電路消耗的總功率變小【答案】D?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,閉合開關(guān)后,燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián),電壓表V測電源的電壓,電流表A1測干路電流,電流表A2測L的電流。A.因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片向右移動時,通過L的電流和實際功率不變,即L的亮度不變,故A錯誤;B.當(dāng)滑片P向右移動時,因電源電壓不變,電壓表的示數(shù)不變,故B錯誤;C.當(dāng)滑片P向右移動時,變阻器接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過R的電流變小,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流變小,即電流表A1的示數(shù)變小,故C錯誤;D.干路電流變小,由P=UI可知,整個電路消耗的總功率變小,故D正確。故選D。【點睛】由電路圖可知,燈泡L與電阻R并聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表A1測干路電流,電流表A2測L的電流,根據(jù)電源的電壓可知滑片移動時電壓表示數(shù)的變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動時通過L的電流和實際功率不變,根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知通過R的電流變化,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知干路電流的變化,根據(jù)P=UI可知電路總功率的變化?!纠?】如圖所示的電路,電源電壓保持不變,R為定值電阻。下列說法正確的是()。A.開關(guān)閉合前,電壓表和電流表均無示數(shù);B.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表的示數(shù)變大;C.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的比值不變;D.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的乘積變大【答案】C?!窘馕觥緼.如圖電路,開關(guān)閉合前,電壓表通過滑動變阻器連接在電源兩端,所以電壓表會有示數(shù),故A錯誤;B.開關(guān)閉合后,兩電阻串聯(lián),電壓表測量定值電阻的電壓,滑片P向右移動的過程中,電阻變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知,電阻變大時,分得電壓也增大,所以定值電阻兩端的電壓變小,即電壓表的示數(shù)變小,故B錯誤;C.開關(guān)閉合后,電壓表測量定值電阻的電壓,電流表測量電路中的電流,電壓表與電流表示數(shù)的比值,即,此比值為定值電阻的阻值,所以無論滑片P如何移動,電壓表與電流表示數(shù)的比值都不變,故C正確;D.開關(guān)閉合后,滑片P向右移動的過程中,電路總電阻變大,電流變小,電壓表示數(shù)也變小,所以電壓表與電流表示數(shù)的乘積變小,故D錯誤;故選C?!军c睛】考查了歐姆定律的應(yīng)用和電路的動態(tài)分析,當(dāng)滑動變阻器電阻變化時,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理,電阻越大,分得電壓越多,可知得出電壓表的示數(shù)變小。而C選項中,壓表與電流表示數(shù)的比值即為定值電阻的阻值,所以比值不會變化。【例3】如圖所示,電源電壓不變,a、b、c為電流表或電壓表。只閉合S1時,a表無示數(shù),b表有示數(shù)。S1、S2都閉合時,滑片P向右滑動,c表的示數(shù)不變。下列判斷正確的是()。A.a(chǎn)表是電壓表;B.先閉合開關(guān)S1,再閉合S2,電路中的總電流變大;C.只閉合S1,P向右移動,R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積大于其電功率的變化量;D.開關(guān)均閉合,電路的總功率為P1;若將c表換成另一種電表,再閉合S1、S2,電路的總功率為P2,則P2
>P1【答案】BD?!窘馕觥緼、只閉合S1時,a、b兩表串聯(lián),由a表無示數(shù),b表有示數(shù),可以判斷a是電流表b是電壓表,S1、S2都閉合時,R2和滑動變阻器R3被電流表a短路,滑片P向右滑動,c表的示數(shù)不變,所以c是電壓表,故A錯誤;B、先閉合開關(guān)S1,R1、R2和滑動變阻器R3串聯(lián),總電阻為三者之和,再閉合S2時,R2和滑動變阻器R3被電流表a短路,根據(jù)可知,電路中的總電流變大,故B正確;C、只閉合S1時,R1、R2和滑動變阻器R3串聯(lián),滑片P向右移動時,接入電路中的電阻變小,由串聯(lián)電路的分壓原理知,R3兩端電壓變小,R2兩端電壓變大,再根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點,就可知道R2兩端的電壓變化量與電流變化量比值不變,再根據(jù)電功率公式可知,R2兩端的電壓變化量與電流變化量的乘積等于其電功率的變化量,故C錯誤;D、開關(guān)均閉合,R2和滑動變阻器R3被電流表a短路,電路的總功率為,由A可知,c原來是是電壓表,現(xiàn)換成電流表,再閉合S1、S2,電路變成了R1、R2和滑動變阻器R3并聯(lián),總電阻小于R1,再根據(jù)公式可知P2
>P1,故D正確;根據(jù)以上分析故選BD【點睛】本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路特點、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是正確分析開關(guān)在不同狀態(tài)下電路的連接方式和電表作用的判斷。根據(jù)開關(guān)的斷開和閉合情況判斷電路的連接方式,再根據(jù)電表有無示數(shù)判斷是什么電表,再根據(jù)歐姆定律和電功率公式判斷電流和電功率的變化?!纠?】如圖所示,電源電壓不變,先閉合S1,再閉合S2,下列說法正確的是()。A.電壓表、電流表示數(shù)均變??;B.電壓表示數(shù)變大,電路總功率變大;C.電壓表示數(shù)不變,總電阻變小,電流表示數(shù)變大;D.電壓表與電流表示數(shù)的比值變大【答案】B?!窘馕觥坑蓤D可知,先閉合S1時,兩電阻串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知,其示數(shù)小于電源電壓;再閉合S2,R2被短路,電路為R1的簡單電路,電流表測量電路中的電流,電壓表測量的是電源電壓,所以電壓表的示數(shù)變大;R1的電阻小于兩電阻串聯(lián)的總電阻,即總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表示數(shù)變大;故AC錯誤;電源電壓不變,電流變大,根據(jù)可知,電路的總功率變大,故B正確;由歐姆定律可知,電壓表與電流表示數(shù)的比值為電阻R1的阻值,則該比值保持不變,故D錯誤。故選B。【點睛】本題考查了電路的動態(tài)分析,涉及到串聯(lián)電路的特點和歐姆定律,關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路連接方式的辨別和電表所測電路元件的判斷.由圖可知,先閉合S1時,兩電阻串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓;再閉合S2,R2被短路,電路為R1的簡單電路,電流表測量電路中的電流,電壓表測量的是電源電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流和電壓的特點分析電流表示數(shù)、電壓表示數(shù)的變化;根據(jù)公式判定功率的變化?!纠?】我國刑法規(guī)定,駕駛員醉酒后駕車要負(fù)刑事責(zé)任。為了打擊酒駕行為,交警常用酒精濃度監(jiān)測儀對駕駛?cè)藛T進(jìn)行酒精測試,如圖甲所示是一款酒精濃度監(jiān)測儀的簡化電路圖,其電源電壓保持不變,R0
為定值電阻,R為酒精氣體濃度傳感器(氣敏電阻),R的阻值與酒精濃度的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)接通電源時,下列說法正確的是()。A.當(dāng)酒精濃度減小時,R的阻值減少;B.當(dāng)酒精濃度增大時,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值變大;C.當(dāng)酒精濃度增大時,電壓表的示數(shù)變大;D.當(dāng)酒精濃度增大時,電流表的示數(shù)變小【答案】C。【解析】A.根據(jù)圖象可知酒精氣體的濃度越小傳感器的電阻越大,故A錯誤;B.由電路圖可知,定值電阻與傳感器的電阻串聯(lián),電壓表測量定值電阻兩端的電壓,所以電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值為定值電阻的阻值,它是不變的,故B錯誤;C.由題意可知,酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的增大而減小,測試到的酒精氣體濃度越大,酒精氣體傳感器的電阻越小,根據(jù)歐姆定律可知,電路電流越大,定值電阻兩端的電壓越大,即電壓表示數(shù)越大,故C正確;D.當(dāng)酒精氣體濃度增大時,酒精氣體傳感器的電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,電阻減小,電路電流增大,電流表示數(shù)增大,故D錯誤。故選C?!军c睛】由電路圖可知,定值電阻與傳感器的電阻串聯(lián),電壓表測量定值電阻兩端的電壓;根據(jù)圖象可知酒精氣體的濃度越小傳感器的電阻越大,由歐姆定律可知電路中的電流的變化、定值電阻兩端電壓的變化,再由串聯(lián)電路的電壓特點可知傳感器兩端的電壓變化。【例6】如圖所示為某壓力傳感器的原理圖,R1
為定值電阻,滑動變阻器R2
的滑片P通過AB間可以伸縮的導(dǎo)線與電路相連,導(dǎo)線位于彈簧內(nèi)部,當(dāng)閉合開關(guān)S,壓力F增大時,下列說法正確的是()。A.電壓表V1
的示數(shù)變大;B.電壓表V2
的示數(shù)變小;C.電壓表V2
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變大;D.電壓表V1
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值變小【答案】C?!窘馕觥緼B.R1
和滑動變阻器R2
串聯(lián),電流表測電路的電流,電壓表V1
測R1
的電壓,電壓表V2
測R2
的電壓。當(dāng)壓力F增大時,變阻器連入電路的電阻變大,由串聯(lián)電阻的規(guī)律,電路的總電阻變大,由歐姆定律,電路的電流變小,根據(jù)U=IR,電壓表V1
的示數(shù)變小,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,電壓表V2
的示數(shù)變大,故AB錯誤;CD.根據(jù)歐姆定律,電壓表V2
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值即變阻器連入電路的電阻,這個比值變大;電壓表V1
的示數(shù)與電流表A的示數(shù)比值即定值電阻的大小,這個比值不變,故C正確,D錯誤。故選C?!军c睛】本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用,關(guān)鍵是明確電壓表測量的電壓?!纠?】如圖所示,電源電壓不變,S閉合后,若滑動變阻器的滑片P向右移動時,則電壓表V的示數(shù)將
,電流表A的示數(shù)將
(選填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】不變;變小?!窘獯稹坑呻娐穲D可知,滑動變阻器R1與定值電阻R2并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測電源兩端的電壓,因電源的電壓不變,所以滑片移動時電壓表V的示數(shù)將不變,因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時通過R2的電流不變,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過R1的電流變小,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流變小,即電流表A的示數(shù)將變小?!军c睛】本題考查了電路的動態(tài)分析,涉及到并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用,是一道較為簡單的應(yīng)用題。由電路圖可知,滑動變阻器R1與定值電阻R2并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測電源兩端的電壓,根據(jù)電源的電壓可知滑片移動時電壓表示數(shù)的變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動時通過R2的電流變化,根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,利用歐姆定律可知通過R1的電流變化,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知干路電流的變化。【例8】如圖所示電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P向左移動時,電流表A1的示數(shù)將
,電壓表V的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)之比將
。(均填“變大”“變小”或“不變”)【答案】不變;變大。【解析】(1)由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電壓表測電源電壓,電流表A1測R1支路電流,電流表A2測R2支路電流;因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時,電壓表V的示數(shù)不變,因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過R1的電流不變,即電流表A1的示數(shù)將不變,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P向左端移動時,接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過R2的電流變小,即電流表A2的示數(shù)變?。唬?)因電壓表V的示數(shù)不變,電流表A2示數(shù)變小,所以,電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)的比值變大。【點睛】本題考查了電路的動態(tài)分析,涉及到并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用,利用好并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響較為關(guān)鍵。(1)由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電壓表測電源電壓,電流表A1測R1支路電流,電流表A2測R2支路電流;根據(jù)電源的電壓可知滑片移動時電壓表示數(shù)的變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動時通過R1電流的變化,根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化,根據(jù)歐姆定律可知通過R2電流的變化;(2)根據(jù)電壓表V示數(shù)與電流表A2示數(shù)的變化判斷兩者比值的變化。【例9】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,電鍵S1閉合、S2斷開時,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值將;若將電鍵S2也閉合,電壓表的示數(shù)將。(均選填“變小”、“不變”或“變大”)【答案】不變;變大?!窘馕觥慨?dāng)電鍵S1閉合、S2斷開時,電阻R1和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端的電壓U1,電流表測電路中的電流I1;由歐姆定律可知,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值為=R1,所以比值不變;若將電鍵S2也閉合,電壓表測電源的電壓,所以電壓表的示數(shù)將變大。故答案為:不變;變大?!军c睛】本題考查了歐姆定律的應(yīng)用和電壓表的正確使用,關(guān)鍵是開關(guān)閉和、斷開時電路圖串并聯(lián)的辨別和把電壓表和電流表的比值轉(zhuǎn)化為電阻來處理。當(dāng)電鍵S1閉合、S2斷開時,電阻R1和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測電阻R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流,根據(jù)歐姆定律可知滑片P向右移動,電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值的變化;若將電鍵S2也閉合時,電壓表測電源的電壓,據(jù)此判斷電壓表的示數(shù)的變化?!纠?0】如圖所示,是一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置,其中,油量表是用_____表改裝的;當(dāng)油箱中的油面下降時,R的電阻值將_____,油量表的示數(shù)將_____。(選填“增大”、“減小”或“不變”)【答案】電壓;減?。粶p小?!窘馕觥坑蓤D可知,油量表并聯(lián)在兩端,所以油量表是由電壓表改裝而成的;當(dāng)油箱中的油面下降時,浮標(biāo)下移,在杠桿的作用下滑片下移,接入電路中的電阻減小,電路中的總電阻減小,由可知,電路中的電流增大,由可知,R0兩端的電壓增大,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,兩端的電壓減小,即油量表(電壓表)的示數(shù)減?。军c睛】配圖中浮標(biāo)和滑動變阻器的滑片位于同一側(cè),所以油布上升時,滑片上升,滑動變阻器接入電路的電阻變大,分得電壓變大,故油量表由電壓表改造而成,與滑動變阻器。題型二:動態(tài)電路定量分析【例11】如圖所示,電源電壓恒為15V,定值電阻R的阻值為20Ω,閉合開關(guān)后,使變阻器的阻值減小5Ω,電流表示數(shù)變化了0.1A,則下列說法正確的是(
)。A.電流表示數(shù)減小了0.1A;B.電壓表示數(shù)減小了0.5V;C.定值電阻的電功率增大了0.2W;D.電路總功率增大了1.5W【答案】D?!窘馕觥坑蓤D可知,變阻器R變與R串聯(lián)在電路中,電壓表測滑動變阻器兩端電壓,電流表測電路中電流;A、使變阻器的阻值減小5Ω,根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知總電阻變小,由于電源電壓不變,根據(jù)I=可知電路中電流變大,所以電流表示數(shù)變化了0.1A,應(yīng)是增大0.1A,故A錯誤;B、設(shè)原來變阻器接入電路的阻值為R變,變阻器的阻值減小5Ω后,此時變阻器接入電路的阻值為R變-5Ω,由題意可知:△I=I2-I1=0.1A,即:=0.1A,所以:=0.1A,解得:R變=10Ω,R變=-45Ω(舍去),所以,I1==0.5A,I2==0.6A,則電壓表示數(shù)變化量:△U變=I2(R變-5Ω)-I1R變=0.6A×(10Ω-5Ω)-0.5A×10Ω=-2V,所以電壓表示數(shù)減小了2V;故B錯誤;C、定值電阻電功率的增大量:△P1=I22R-I12R=(0.6A)2×20Ω-(0.5A)2×20Ω=2.2W,故C錯誤;D、總功率的增大量:△P=UI2-UI1=15V×0.6A-15V×0.5A=1.5W,故D正確.故選D?!军c睛】(1)由圖R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端電壓,電流表測的電路中電流,根據(jù)歐姆定律判斷電流表示數(shù)變化情況;(2)根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律先求出變阻器連入電路的阻值,然后分別根據(jù)電功率公式求出功率。【例12】如圖甲所示,電源兩端電壓不變,R1是滑動變阻器,R2是定值電阻。當(dāng)開關(guān)S閉合后,逐步改變滑動變阻器接入電路的電阻值,根據(jù)電壓表與電流表的示數(shù),繪制的圖象如圖乙所示。下列判斷正確的是()。A.電源兩端電壓為10V;B.電路消耗電功率的最大值為7.2W;C.定值電阻R2的電阻值為40Ω;D.變阻器R1接入電路的最大阻值為100Ω【答案】BD?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,當(dāng)滑片位于最左端時,電路為的簡單電路,此時電路中的電流最大,由乙圖可知;由可得,電源的電壓:-----當(dāng)滑片位于最右端時,滑動變阻器的最大阻值與電阻串聯(lián),電壓表測兩端的電壓,此時電路中的電流最??;由乙圖可知,,,變阻器的最大阻值:,故D正確;因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,則電源的電壓:------由可得:,解得:,故C錯誤;電源的電壓:,故A錯誤;電流最大時,電路消耗的最大電功率:,故B正確。故選BD?!军c睛】此題目很有代表性,重點是歐姆定律和電功率的計算,關(guān)鍵是根據(jù)電源電壓不變,利用圖像中的條件列出關(guān)于電源電壓的關(guān)系式,可求出未知的電阻和電源電壓,再利用相關(guān)公式進(jìn)行解題。由電路圖知道,當(dāng)滑片位于最左端時電路為R2
的簡單電路,此時電路中的電流最大,可以由乙圖讀出,再由歐姆定律表示出電源的電壓;當(dāng)滑片位于最右端時,滑動變阻器的最大阻值R1與電阻R2
串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,此時電路中的電流最小,由乙圖讀出兩電表的示數(shù),然后根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓,利用歐姆定律求出R1的最大阻值,利用電源的電壓不變建立等式即可求出定值電阻的阻值和電源的電壓,最后利用P=UI求出電路消耗的最大功率即可?!纠?3】如圖所示電路中,電源電壓6V不變,R1=10Ω,滑動變阻器R2的規(guī)格為“30Ω、1A”,小燈泡L的額定電壓為5V,電流表的量程(0~0.6A或0~3A)。只閉合S2時,L兩端電壓為3V。(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),下列說法錯誤的是()。A.燈絲電阻為10Ω;B.只閉合S3時,調(diào)節(jié)變阻器R2連入電路的阻值使小燈泡L正常發(fā)光,則變阻器1h內(nèi)消耗的電能為1800J;C.閉合S1、S3時,為保證電路元件安全,電流表示數(shù)變化范圍為0.75A~1.2A;D.閉合三個開關(guān),為保證電路元件安全,電路總功率的變化范圍為4.8W~9.6W【答案】C?!窘馕觥浚?)只閉合S2時,燈泡L與R1串聯(lián),電流表測電路中的電流,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,燈泡L兩端的電壓:UL=U-U1=6V-3V=3V,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以電路中的電流:,即,燈絲電阻RL=10Ω,故A正確,不符合題意;(2)只閉合S3時,燈泡L與R2串聯(lián),且燈泡正常發(fā)光其兩端的電壓為5V,則滑動變阻器兩端的電壓:U2=U-UL額=6V-5V=1V,此時電路中的電流:,變阻器1h內(nèi)消耗的電能:W2=U2I′t=1V×0.5A×3600s=1800J,故B正確,不符合題意;(3)閉合S1、S3時,燈泡L與R2串聯(lián)后再與R1并聯(lián),電流表測干路電流,并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,通過R1的電流:,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,燈泡所在支路的電流0.5A最大,干路電流表的示數(shù)最大,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流表的最大示數(shù):I大=I1+IL=0.6A+0.5A=1.1A,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,燈泡所在支路的電流最小,干路電流表的示數(shù)最小,串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,燈泡所在支路的最小電流:,干路電流表的最小示數(shù):I小=I1+IL′=0.6A+0.15A=0.75A,為保證電路元件安全,電流表示數(shù)變化范圍為0.75A~1.1A,故C錯誤,符合題意;(4)閉合三個開關(guān)時,R1與R2并聯(lián),電流表測干路電流,由滑動變阻器的銘牌可知,通過滑動變阻器的最大電流為1A,則干路的最大電流:I大′=I1+I2大=0.6A+1A=1.6A,電路的最大總功率:P大=UI大′=6V×1.6A=9.6W,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時干路電流最小,則通過滑動變阻器的最小電流:,干路的最小電流:I小′=I1+I2=0.6A+0.2A=0.8A,電路的最小總功率:P小=UI小′=6V×0.8A=4.8W,所以,電路總功率的變化范圍為4.8W~9.6W,故D正確,不符合題意。故選C。【點睛】(1)只閉合S2時,燈泡L與R1串聯(lián),電流表測電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡L兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出燈絲的電阻;(2)只閉合S3時,燈泡L與R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流,利用W=UIt求出變阻器1h內(nèi)消耗的電能;(3)閉合S1、S3時,燈泡L與R2串聯(lián)后再與R1并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R1的電流,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,燈泡所在支路的電流最大,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出干路電流表的示數(shù)最大,當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,燈泡所在支路的電流最小,干路電流表的示數(shù)最小,根據(jù)歐姆定律求出燈泡所在支路的最小電流,利用并聯(lián)電路的電流特點求出干路電流表的最小示數(shù),然后得出電流表示數(shù)變化范圍;(4)閉合三個開關(guān)時,R1與R2并聯(lián),電流表測干路電流,根據(jù)滑動變阻器的銘牌可知通過滑動變阻器的最大電流,然后求出干路的最大電流,利用P=UI求出電路的最大總功率;當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時干路電流最小,根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過滑動變阻器的最小電流,然后求出干路的最小電流,利用P=UI求出電路的最小總功率。一、動態(tài)電路定性分析1.(2022·安徽省阜陽實驗中學(xué)中考物理一模試卷)如圖所示電路,電源電壓不變,閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是(?)。A.電流表的示數(shù)變小 B.電壓表的示數(shù)變小C.小燈泡的亮度變暗 D.電壓表的示數(shù)不變【答案】D?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表A測燈泡L支路的電流。因電源電壓不變,所以,滑片移動時,電壓表V的示數(shù)不變,故B錯誤,D正確;因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過L的電流不變,電流表示數(shù)不變,燈泡的實際功率不變,則燈泡的亮度不變,故AC錯誤;故選:D?!军c睛】由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表A測L支路的電流。根據(jù)電源的電壓可知滑片移動時電壓表的示數(shù)變化,根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過燈泡支路電流和實際功率的變化,進(jìn)一步判斷亮暗的變化。
本題考查了電路的動態(tài)分析,涉及到并聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用,要注意燈泡的亮暗取決于實際功率的大小。2.(2022·安徽省合肥市物理中考模擬卷)如圖所示的電路中電源電壓恒定,閉合開關(guān)S,電流表A示數(shù)為I,電壓表V1示數(shù)為U1,電壓表V2示數(shù)為U2;將滑動變阻器R的滑片向右移動少許,電流表A示數(shù)為I′,電壓表V1示數(shù)為U1′,電壓表V2示數(shù)為U2′,則()。A.I′>I B.U2′>U2 C. D.【答案】C?!窘馕觥坑蓤D知定值電阻R0與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表V1測量電源電壓,電壓表V2測量定值電阻R0兩端的電壓,電流表測量電路的電流;將滑動變阻器R的滑片向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,電路的總電阻變大,電源電壓不變,根據(jù)I=知電路中的電流變小,因此I′<I,故A錯誤;由于電壓表V1測量電源電壓,所以滑動變阻器R的滑片向右移動時,電壓表V1示數(shù)不變;根據(jù)U=IR知定值電阻兩端的電壓減小,所以電壓表V2示數(shù)減小,即U2′<U2,故B錯誤;串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以U1﹣U2和U1′﹣U2′分別是滑動變阻器移動前后兩端的電壓,由于滑動變阻器的電阻增大,所以>,故C正確,D錯誤。故選:C。3.(合肥蜀山五十中東校2022學(xué)年中考一模預(yù)測)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器,如果將滑片向右緩慢移動時,下列說法中正確的是()。A.電路消耗的總電功率變大;B.電壓表V1與電流表A的示數(shù)之比保持不變;C.電流表示數(shù)不變,兩電壓表的示數(shù)都將變大;D電流表示數(shù)變小,電壓表V1示數(shù)不變,電壓表V2示數(shù)變大【答案】B?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,與串聯(lián),電壓V1表測兩端的電壓,電壓表V2測電源兩端的電壓,電流表測電路中的電流。如果將滑片向右緩慢移動時,電路中的阻值增大,總電阻增大。電源電壓恒定不變。A.因為電路中總電阻增大,根據(jù)可知,電路中電流減小,所以根據(jù),電源電壓不變,總功率變小,故A錯誤;B.電壓V1表測兩端的電壓,根據(jù)可知,電壓表V1與電流表A的示數(shù)之比為阻值,為定值電阻,阻值恒定不變,所以電壓表V1與電流表A的示數(shù)之比保持不變,故B正確;CD.如果將滑片向右緩慢移動時,總電阻增大,電流減小,電流表示數(shù)減小,根據(jù),兩端電壓減小,V1示數(shù)減小,電壓表V2測電源兩端的電壓恒定不變,故CD錯誤。故選B。4.(安徽合肥市瑤海區(qū)2022學(xué)年中考一模)計算機(jī)鼠標(biāo)內(nèi)裝有自動控制傳感器,其工作原理電路如圖所示,物體M在導(dǎo)軌上左右移動時,可帶動與之相連的滑動變阻器滑片P移動,通過電壓表示數(shù)可反映物體M移動的距離,當(dāng)物體M向右移動時,觀察到的現(xiàn)象應(yīng)該是()。A.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大 B.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)比值變小 D.電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)比值不變【答案】A。【解析】AB.電壓表在電路中相當(dāng)于斷路,當(dāng)物體M向右移動時,電阻上的滑片右移,電路中的電阻不變,由可知電路中的電流不變,P點左側(cè)部分變長,電流不變,左側(cè)電阻變大,由U=IR可知左側(cè)兩端的電壓變大,所以電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大,故A符合題意,B不符合題意;CD.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)比值變大,故CD不符合題意。故選A。5.(2022·廣西玉林市玉州區(qū)中考物理模擬試卷)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動的過程中()。A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小;B.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大;C.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大;D.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變小【答案】D?!窘馕觥坑蓪嵨镫娐穲D可知,閉合開關(guān)S,定值電阻R與滑動變阻器并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測電源兩端的電壓。因電源電壓保持不變,所以,滑片移動時電壓表的示數(shù)不變,故AB錯誤;因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動時通過定值電阻R的電流不變,將滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動的過程中,變阻器接入電路中的電阻變大,由I=可知,通過滑動變阻器的電流變小,因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流變小,即電流表的示數(shù)變小,故C錯誤、D正確。故選:D。6.(2022·貴州省黔東南州中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器滑片由中點向右移動的過程中,下列判斷正確的是()。A.電流表A的示數(shù)不變 B.電壓表V的示數(shù)變大 C.小燈泡L的亮度變亮 D.整個電路的功率變小【答案】D?!窘馕觥坑蓤D可知,燈泡與滑動變阻器并聯(lián)在電路中,電壓表測電源的電壓,電流表測通過滑動變阻器的電流;因電源電壓保持不變,所以滑片向右移動時電壓表的示數(shù)不變,故B錯誤;滑片由中點向右移動的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流減?。挥捎诓⒙?lián)電路中各支路互不影響,所以通過燈泡的電流不變、其實際功率不變,則燈泡的亮度不變,故C錯誤;通過滑動變阻器的電流減小,通過燈泡的電流不變,由并聯(lián)電路的電流特點可知,干路中的電流變小,即電流表的示數(shù)減小,故A錯誤;電源電壓不變,干路中的電流減小,根據(jù)P=UI可知,整個電路的功率減小,故D正確。故選:D。7.(2022·廣西南寧市中考物理模擬試卷)如圖所示,電源電壓恒定,兩燈電阻不變,且不相等。下列說法正確的是()。A.當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時,只有燈L2亮;B.若斷開S2,閉合S1、S3,L1與L2串聯(lián);C.若斷開S1、S3,閉合S2,L1與L2電流相等;D.當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,兩燈均亮【答案】C。【解析】A、當(dāng)S2、S3閉合,S1斷開時,燈L2被短路,只有燈L1亮,故A錯誤;B、若斷開S2,閉合S1、S3,L1與L2并聯(lián),故B錯誤;C、若斷開S1、S3,閉合S2,該電路為串聯(lián)電路,則L1與L2電流相等,故C正確;D、當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,電源被短路,兩燈均不亮,故D錯誤。故選:C。8.(2022·廣東省汕頭市中考物理模擬試卷)如圖所示的電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是()。A.電壓表的示數(shù)不變 B.電流表的示數(shù)不變 C.電流表的示數(shù)變大 D.電流表的示數(shù)變小【答案】C?!窘馕觥坑蓤D可知,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測定值電阻R兩端的電壓;當(dāng)滑片右移時,滑動變阻器接入電路的阻值變小,總電阻變小,由歐姆定律可知,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大;定值電阻的阻值不變,電路中的電流變大,由U=IR可知,定值電阻R兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)也變大,故C正確,ABD錯誤。故選:C。9.(2022·四川省廣元市物理中考模擬卷)在如圖1所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,R2為滑動變阻器。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器,將滑動觸頭P從最右端滑到最左端,兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的完整過程圖線如圖2所示,Q為兩圖線的交點位置。則下列說法正確的是()。A.圖線甲反映電壓表V1示數(shù)隨電流的變化;B.電路總功率的最大值為2.4W;C.將R2換成一個總阻值較大的滑動變阻器,其它不變,所描繪的兩根圖線交點不在原位置Q處;D.改變R1的值,圖線甲一定與橫軸相交,圖線乙的延長線一定過坐標(biāo)原點【答案】D。【解析】由電路圖甲可知,定值電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),V1測R1兩端的電壓,V2測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流;A、調(diào)節(jié)滑動變阻器,將滑動觸頭P最右端滑到最左端,滑動變阻器接入電阻變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,定值電阻R1兩端的電壓變大,即電壓表V1的示數(shù)變大,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動變阻器兩端的電壓變小,電壓表V2的示數(shù)變小,由2圖可知,乙是電壓表V1示數(shù)隨電流變化的圖線,甲是電壓表V2示數(shù)隨電流變化的圖線,故A錯誤;B、由圖知當(dāng)電流為0.3A時,甲和乙的電壓都為3V,因為串聯(lián)電路總電壓等于各電阻兩端的電壓之和,由圖像知:電源電壓為3V+3V=6V;由圖像知,電路的電流最大為0.6A,最大功率為P=UI=6V×0.6A=3.6W,故B錯誤;C、將R2換成一個總阻值較大的滑動變阻器,其它不變,當(dāng)兩個電阻相等時,分壓相同,即當(dāng)電流為0.3A時,甲和乙的電壓還都是3V,所以所描繪的兩根圖線交點仍在原位置Q處,故C錯誤;D、當(dāng)滑動變阻器的電阻為零時,電路的電流最大,此時圖線甲一定與橫軸相交;根據(jù)U=IR可知,當(dāng)R一定時,電壓與電流成正比,因此圖線乙的延長線一定過坐標(biāo)原點;故D正確。故選:D。10.(2022·廣西南寧市中考物理模擬試卷)疫情期間,手持式電子測溫儀最為常見,如圖甲是某款電子測溫儀,圖乙是它內(nèi)部的原理圖,其中電源電壓保持不變,R是熱敏電阻,用于靠近人體測溫,定值電阻R0為保護(hù)電阻;在測人的體溫時,當(dāng)被測溫者體溫較高時,顯示儀的示數(shù)也會變大。正常條件下關(guān)于此測溫儀,下列分析正確的是()。A.顯示儀是由電流表改裝成的;B.被測溫者溫度越高,電路消耗的電功率越大;C.熱敏電阻R隨著溫度的升高阻值增大;D.將R0更換為阻值更大的電阻,測相同溫度,顯示儀示數(shù)變小【答案】B?!窘馕觥緼、因為顯示儀與R0并聯(lián),所以顯示儀是電壓表,故A錯誤;B、被測溫者溫度越高,說明電壓表示數(shù)越大,由歐姆定律可知,電路電流越大,由P=UI可知,電路消耗的功率也越大,故B正確;C、被測溫者溫度越高,說明電壓表示數(shù)越大,由歐姆定律可知,電路電流變大,由串聯(lián)電路電壓特點可知,R兩端電壓越小,由R=可知,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,故C錯誤;D、溫度相同,說明熱敏電阻的阻值不變,將R0更換為阻值更大的電阻,由串聯(lián)電路分壓特點可知,R0兩端分得的電壓變大,因此顯示儀示數(shù)會變大,故D錯誤。故選:B。11.(2022·四川省廣元市物理中考模擬卷)如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,當(dāng)滑片P向右移動的過程中,下列說法正確的是()。A.燈泡L變亮;B.電壓表示數(shù)變?。籆.電路的總電阻變??;D.電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變大【答案】B?!窘馕觥坑蓤D示電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路電流,電壓表測燈泡兩端電壓;滑片向右移動過程中,滑動變阻器接入電路的阻值變大,電路總電阻變大;電源電壓U不變,由I=可知,電路電流變小,電流表示數(shù)變小,根據(jù)U=IR可知,燈泡兩端的電壓變小,根據(jù)P=UI可知,燈泡的實際功率變小,燈泡變暗;電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值為燈泡的電阻,燈泡的實際功率變小,燈絲的溫度降低,燈泡的電阻變小,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值比值變??;綜上所述,B正確。故選:B。12.(2022·上海市嘉定區(qū)中考一模物理試題)在圖所示的電路中,電源電壓為U且不變。(1)閉合開關(guān)S后,兩電表的指針位置均不變。若電路中僅有一處故障,且只發(fā)生在或上,請根據(jù)以上信息,寫出兩電表的示數(shù)及對應(yīng)的故障;__________;(2)排除故障后,再閉合開關(guān)S,向右移動變阻器的滑片P,電流表示數(shù)___________,電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值__________(選填“變大”、“不變”或“變小”)?!敬鸢浮竣僖娊馕?;②變小;③不變?!窘馕觥浚?)[1]由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電壓表測量的是R1兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;若R1斷路,開關(guān)S斷開時,則電流表示數(shù)為0,電壓表測量電源電壓,示數(shù)為U;開關(guān)閉合后,電路中無電流,電流表示數(shù)為0,電壓表測量的是電源電壓,示數(shù)為U;電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)不變,符合題意;若R2斷路,開關(guān)S斷開時,電流表和電壓表示數(shù)都為0;開關(guān)閉合后,整個電路是斷開的,則電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)為0;電流表和電壓表示數(shù)都不變,符合題意;若R1短路,開關(guān)S斷開時,電壓表測量的是電源的電壓,示數(shù)為U,電路中無電流,電流表示數(shù)為0;開關(guān)閉合后,電路是通路,電路中有電流,此時電壓表測量的是一段導(dǎo)線兩端的電壓,示數(shù)為0,兩表示數(shù)都發(fā)生了變化,不符合題意;若R2短路,開關(guān)S斷開時,電流表示數(shù)為0,電壓表測量的是電源電壓,示數(shù)為U,開關(guān)閉合后,電路中有電流,電流表示數(shù)不為0,此時電壓表測量的是電源電壓,保持不變,不符合題意;綜上所述,故障為:若電壓表示數(shù)為0,電流表示數(shù)為0,R2斷路;若電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為0,R1斷路。(2)[2][3]閉合開關(guān)S,向右移動變阻器的滑片P,變阻器連入電路的電阻變大,由電阻的串聯(lián)可知電路的總電阻變大,由可知電路中的電流變小,電流表的示數(shù)變小,由可知電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值等于R1的阻值,R1的阻值不變,所以電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變。二、動態(tài)電路的定量分析1.(2022·安徽省合肥市物理中考模擬卷)在中學(xué)生創(chuàng)新大賽中,飛翔參賽小組設(shè)計了一種測定風(fēng)力的裝置。其內(nèi)部電路圖如圖所示。其中電源電壓恒定為12V,定值電阻R為15Ω,迎風(fēng)板與壓敏電阻Rx連接,工作時迎風(fēng)板總是正對風(fēng)吹來的方向,壓敏電阻的阻值隨風(fēng)力變化如表所示。下列說法中正確的是()。風(fēng)力F/N01530456075壓敏電阻Rx/Ω907560453015A.風(fēng)力增大時,電壓表的示數(shù)變?。籅.電流表的示數(shù)為0.2A時,風(fēng)力為45N;C.風(fēng)力為15N時,定值電阻R兩端的電壓為10V;D.風(fēng)力減小時,電路消耗總功率變大【答案】B?!窘馕觥緼、由圖知,定值電阻R與壓敏電阻Rx串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓;由表中數(shù)據(jù)知,當(dāng)風(fēng)力增大時,壓敏電阻的阻值變小,串聯(lián)電路的總電阻變小,由I=可知,電路的電流變大,根據(jù)U=IR可知R兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大,故A錯誤;B、電流表的示數(shù)為0.2A時,由歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律可得,壓敏電阻的阻值:Rx1=﹣R=﹣15Ω=45Ω,由表中數(shù)據(jù)可知,此時風(fēng)力為45N,故B正確;C、風(fēng)力為15N時,由表中數(shù)據(jù)可知壓敏電阻的阻值:Rx2=75Ω,R的電阻是壓敏電阻的=,由串聯(lián)分壓原理,R的電壓是壓敏電阻的,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得,定值電阻R兩端的電壓:UR=×12V=2V,即電壓表示數(shù)為2V,故C錯誤;D、風(fēng)力減小時,壓敏電阻的阻值變大,串聯(lián)電路的總電阻變大,根據(jù)P=可知,電路消耗的總功率變小,故D錯誤。故選:B。2.(2022·重慶市中考物理模擬試卷(一))如圖所示的電路中,電阻R1=6Ω與規(guī)格為“15Ω0.5A”的滑動變阻器R2串聯(lián)在電源電壓為4.5V的電路中,其中電流表的量程為“0~0.6A”,電壓表的量程為“0~3V”,為了確保電路中各元件的安全使用,則下列說法錯誤的是()。A.電流表的示數(shù)變化范圍為0.25A~0.5A;B.電壓表的示數(shù)變化范圍為1.5V~3.0V;C.滑動變阻器的取值范圍為1.5Ω~12Ω;D.定值電阻R1的最小功率與最大功率之比為1:4【答案】C?!窘馕觥坑呻娐穲D可知,滑動變阻器與電阻R1串聯(lián),電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流;ABC、因串聯(lián)電路中電流處處相等,所以為了既不燒壞電流表,又不燒壞電阻,比較各電流值可知,電路中的最大電流為I最大=0.5A;當(dāng)電流最大為0.5A時,電阻R1兩端的最大電壓為:U1最大=I最大R1=0.5A×6Ω=3V;則滑動變阻器兩端的最小電壓:U2最?。経﹣U1最大=4.5V﹣3V=1.5V;由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓最小時,其連入電路的電阻最小,由歐姆定律可得,滑動變阻器連入電路的最小阻值為:R2?。剑剑?Ω;由于電壓表的量程為“0~3V”,則電壓表示數(shù)最大為:U2最大=3V,當(dāng)變阻器兩端的電壓最大時,R1兩端的電壓最小,則有:U1最?。経﹣U2最大=4.5V﹣3V=1.5V,電路中最小電流為:I最小===0.25A;此時滑動變阻器接入電路的最大阻值為:R2大===12Ω;所以電路中的電流范圍為0.25A~0.5A,電壓表的示數(shù)變化范圍為1.5V~3.0V,滑動變阻器的取值范圍為3Ω~12Ω,故AB正確,C錯誤;D、由P=I2R可知,定值電阻R1的最小功率與最大功率之比:Pmin:Pmax=IR1:IR1=I:I=(0.25A)2:(0.5A)2=1:4,故D正確。故選:C。3.(2022·貴州省貴陽市中考物理模擬試卷)某物理興趣小組用如圖甲所示的電路來測量一個軟性材質(zhì)的電阻R的阻值。電源電壓恒定,閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,把每次實驗中得到電壓表和電流表示數(shù)描點在U﹣I圖象中,然后連接這些點得到如圖乙所示的U﹣I圖象,則由圖乙可知()。A.電阻R的阻值為20Ω;B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時,R消耗的電功率為0.4W;C.若將R均勻拉長后,再重新進(jìn)行實驗,則描出的圖線應(yīng)該在U﹣I圖象中的Ⅱ區(qū);D.滑片P左移,電路總功率變大【答案】BD。【解析】由電路圖可知,定值電阻R與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流。A.由圖乙可知,R兩端的電壓UR=2V時,通過的電流I=0.2A,由I=可得,電阻R的阻值:R===10Ω,故A錯誤;B.當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時,電阻R消耗的電功率:PR=URI=2V×0.2A=0.4W,故B正確;C.將電阻R均勻拉長后,導(dǎo)體的長度變長、橫截面積變小,其阻值變大,由U=IR可知,電流相同時,此時R兩端的電壓大于原來R兩端的電壓,則描出的圖線應(yīng)該在U﹣I圖象中的I區(qū),故C錯誤;D.當(dāng)滑片P向左移動時,變阻器接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由P=可知,電路的總功率變大,故D正確。故選:BD。4.(2022·福建省福州市中考物理模擬試卷)如圖所示的電路中,電源電壓為4.5V且保持不變,電流表量程為“0~0.6A”,電壓表量程為“0~3V”。小燈泡標(biāo)有“3V1.2W”字樣(不考慮溫度對燈絲電阻的影響),滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω1A”字樣。閉合開關(guān),在保證電路元件安全情況下,下列說法正確的是()。A.電壓表的示數(shù)變化范圍是“1.5~3V”;B.滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍是“3.75~15Ω”;C.小燈泡的最小功率是0.6W;D.電路總功率變化范圍是“1.2~1.8W”【答案】AB?!窘馕觥坑蓤D知,R與L串聯(lián),電壓表測R兩端電壓,電流表測電路中電流,由P=UI可得燈光正常發(fā)光電流:IL===0.4A;滑動變阻器允許通過最大電流為1A,所以電路中最大電流為0.4A;電路的最大總功率為:P大=UI最大=4.5V×0.4A=1.8W;由串聯(lián)電路的電壓特點可知,此時電壓表示數(shù)最?。篣R最?。経﹣U額=4.5V﹣3V=1.5V,此時滑動變阻器接入電路中的最小電阻值:R最?。剑剑?.75Ω;燈泡的電阻:RL===7.5Ω;電壓表量程為0~3V,電壓表示數(shù)最大為3V,此時R連入阻值最大,此時燈泡兩端電壓UL=U﹣UR最大=4.5V﹣3V=1.5V,此時電流最小,I最?。剑剑?.2A,滑動變阻器接入電路中的最大阻值:R最大===15Ω;電路的最小總功率為:P?。経I最?。?.5V×0.2A=0.9W;此時燈泡的最小功率:PL=ULI最?。?.5V×0.2A=0.3W;綜上所述:A、電壓表的示數(shù)變化范圍是“1.5~3V”,故A正確;B、滑動變阻器接入電路的阻值變化范圍是“3.75~15Ω”,故B正確;C、燈泡的最小功率為0.3W,故C錯誤;D、電路總功率變化范圍是“0.9~1.8W”,故D錯誤。故選:AB。5.(2022·甘肅省定西市中考物理模擬試卷)如
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