山西省2020中考物理专题复习三动态电路的分析与计算

山西省2020中考物理专题复习三动态电路的分析与计算

专题(三)　动态电路的分析与计算　‎ ‎【动态电路解题的一般步骤】‎ ‎(一)判断电路的串、并联关系(电路类型)。‎ 串联分压:U‎1‎U‎2‎=R‎1‎R‎2‎;并联分流:I‎1‎I‎2‎=R‎2‎R‎1‎,各支路互不影响,干路的电流受支路影响。‎ ‎(二)弄清各电表测量的物理量:电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。‎ ‎(三)动态分析:电阻R的变化引起电流、电压的变化。‎ ‎①不论是串联还是并联,如果有一个电阻变大,则总电阻变大;反之亦然。‎ ‎②由公式I=UR得,当电压不变时,电阻越大,电流就越小;由公式U=IR得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越大。‎ ‎(四)同类物理量变化量大小的比较及不同类物理量变化量间的关系及计算。‎ 处理此类问题时:先定性地判定电流、电压如何变化,再进行同类物理量变化量大小的比较。“不同类物理量的变化量”,主要指的是电压、电流及电功率的变化量。当电路状态发生变化时,定值电阻:R=ΔUΔI具有普遍意义,但ΔP=ΔU×ΔI是错误的,应运用ΔP=U‎2‎‎2‎R-U‎1‎‎2‎R计算。‎ ‎(五)动态电路变化的同时要注意保护电路,各物理量变化范围(极值)的计算。‎ 此类问题指的是两个极值点下的I、U、R、P的计算:①电流最大时需要考虑:电流表量程、电压表量程、灯的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流。②电流最小,即电阻最大时,此时若电压表测滑动变阻器两端的电压,注意电压表不能超量程。‎ ‎(六)当电路发生变化时,利用电路特点和欧姆定律、电功和电功率的计算公式即可确定各物理量之间的比值。‎ 串联:电流I1=I2=I,其他物理量都与电阻成正比。‎ 并联:电压U1=U2=U,其他物理量都和电阻成反比。‎ 类型一　滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 ‎1.[2019·菏泽]如图ZT3-1所示电路(电源电压保持不变),闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-1‎ A.电压表示数不变,电流表示数变大 B.电压表示数变大,电流表示数变小 C.电压表示数变小,电流表示数变小 D.电压表示数变大,电阻R1的电功率变大 ‎2.[2019·遂宁]如图ZT3-2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 6‎ ‎ (　　)‎ 图ZT3-2‎ A.电压表V的示数不变 B.电流表A的示数变大 C.小灯泡的亮度变暗 D.电路的总功率变大 ‎3.[2019·襄阳]如图ZT3-3所示,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-3‎ A.电流表A1的示数变大 B.电压表V的示数变大 C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大 D.电压表V示数与电流表A2示数的乘积变大 类型二　开关通断及电路故障引起电路中电学物理量的变化 ‎4.如图ZT3-4所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中 (　　)‎ 图ZT3-4‎ A.电流表的示数变大,小灯泡变亮 B.电流表的示数变小,小灯泡变亮 C.电压表的示数变小,小灯泡不亮 D.电压表的示数变大,小灯泡不亮 ‎5.[2019·广州]小明按图ZT3-5甲所示电路图做实验,闭合开关,两表示数如图乙所示。灯泡L灯丝突然烧断,烧断后两表示数如图丙所示,定值电阻R两端电压为U、R中的电流为I,与L灯丝烧断前相比,烧断后 (　　)‎ 图ZT3-5‎ A.U变大,I变大 B.U变大、I变小 6‎ C.U不变,I变小 D.U不变,I不变 类型三　动态电路的相关计算 ‎6.[2018·太原模拟]在图ZT3-6所示的电路中,电源电压恒为4.5 V,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“35 Ω　2 A”,灯泡铭牌标有“3 V　0.9 W”的字样(忽略灯丝电阻的变化),闭合开关,滑动变阻器的滑片从左向右滑动的过程中,为了保证电路的安全,下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-6‎ A.电流表、电压表示数均变大 B.灯泡最小电功率为0.45 W C.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是10 ~20 Ω D.电路中总功率的变化范围是0.675~1.35 W ‎7.[2018·太原综合测试二]在如图ZT3-7甲所示的电路中,电源电压恒定,额定电压为3 V的小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。将标有“10 Ω　2 W”字样滑动变阻器的滑片P移到B端,闭合开关。电压表示数为1.5 V。下列说法错误的是 (　　)‎ 图ZT3-7‎ A.电源电压为4.5 V B.小灯泡的额定功率为1.5 W C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为0.45 W ‎8.如图ZT3-8甲所示,粗细均匀的电阻丝AB通过滑片连入电路(电阻丝的阻值不随温度变化),小灯泡的额定电压为6 V。闭合开关S后,滑片P从最左端A滑到最右端B的过程中,小灯泡的I-U图像如图乙所示,则下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-8‎ A.电源电压为9 V B.小灯泡的额定功率为3 W C.电阻丝AB的最大阻值为6 Ω D.滑片P在A、B两端时小灯泡的电功率之比为1∶8‎ 类型四　动态电路在生活中的应用 ‎9.如图ZT3-9所示是一种风速测定装置,其中风速表是由电压表改装而成的,R为定值电阻,R1为滑动变阻 6‎ 器,“T”形管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连。则风速变大时 (　　)‎ 图ZT3-9‎ A.活塞上方气压变大,活塞向下移动 B.活塞上方气压变小,活塞向下移动 C.R1接入电路的电阻变大,风速表示数变大 D.R1接入电路的电阻变小,风速表示数变大 ‎10.[2017·重庆]为治理雾霾天气,环保部门加强了对PM2.5的监控。图ZT3-10是某兴趣小组设计的监测PM2.5的四个电路图,其中R是气敏电阻,阻值随PM2.5浓度的增大而减小,R0是保护电阻。现要求PM2.5浓度越大,电表的示数就越大,则符合要求的电路图是 (　　)‎ 图ZT3-10‎ ‎11.[2019·山西百校联考四]如图ZT3-11甲所示是小红设计的电子秤的原理示意图,其中R2为定值电阻,R1为压敏电阻,其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。下列说法中正确的是 (　　)‎ 图ZT3-11‎ A.图甲中电子秤的显示器是电压表 B.被测物体质量越大,电表的示数越小 C.电路中R2是多余电阻,故不用接入电路 D.被测物体质量越大,电路消耗的电功率越大 ‎12.[2019·山西百校联考二]为检测教室中PM2.5的浓度,科技小组的同学设计了如图ZT3-12所示电路。其中电源电压保持4.5 V不变,报警灯上标有“2.5 V　1.25 W”(忽略其电阻的变化),电流表的量程为0~0.6 A,‎ 6‎ 电压表量程为0~3 V,电阻R为可变电阻,其阻值随PM2.5浓度的增大而减小,下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-12‎ A.PM2.5的浓度越高,电流表的示数越小 B.当灯泡正常发光时,R接入的电阻大小为20 Ω C.为保证电路安全,R接入电路的阻值范围为4~9 Ω D.为保证电路安全,电路消耗的最大功率为2.25 W ‎13.如图ZT3-13甲为一种测量环境湿度的仪器,图乙是它的简化工作原理图,电源电压恒为6 V,定值电阻R=10 Ω,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,R0的阻值范围为10~20 Ω,电压表接入电路的量程为0~3 V,电流表接入电路的量程为0~0.6 A,闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两表安全的情况下,下列说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-13‎ A.R0两端的电压变大 B.电压表示数与电流表示数的比值变大 C.经过R0的最大电流为0.5 A D.电阻R消耗的功率范围为0.4~0.9 W ‎14.[2019·山西百校联考三]如图ZT3-14甲所示为汽车油量表的电路原理图,其中电源电压为12 V且保持不变,定值电阻R0阻值为10 Ω,A为油量指示表(量程为0~0.6 A的电流表)。R为压敏电阻,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示(忽略油箱的质量)。以下说法正确的是 (　　)‎ 图ZT3-14‎ A.当向油箱里加油时,油量指示表的示数变小 B.油箱内汽油用完时,油量指示表的示数最大 C.油箱内汽油用完时,油量指示表指针对应的电流值为0.02 A D.油量指示表显示加满油时,油箱对压敏电阻R的压力为280 N ‎【参考答案】‎ ‎1.D　2.A　3.C　4.D　5.A　6.D　7.D　‎ 6‎ ‎8.D　[解析] 由题图甲乙知,当滑片位于B端时,电路为灯泡的简单电路,此时电路中电流最大,小灯泡两端电压即为电源电压U=6 V,故A错误。小灯泡两端电压U额=U=6 V时,电路中电流I=1 A,则灯泡的额定电功率P=U额I=6 V×1 A=6 W,B错误。当滑片位于A端时,灯泡与AB电阻丝串联,根据串联电路的分压特点可知,灯泡两 端的电压最小,由小灯泡的I-U关系图像可知,UL=1.5 V时,IA=0.5 A,所以UAB=U-UL=6 V-1.5 V=4.5 V,根据欧姆定律可得RAB=UABIA=‎4.5V‎0.5A=9 Ω,C错误。滑片在A端时灯泡的电功率PA=ULIA=1.5 V×0.5 A=0.75 W,PA∶P=0.75 W∶6 W=1∶8,D正确。‎ ‎9.D　10.B　11.D　12.D　13.D　14.D　‎ 6‎