- 2021-11-10 发布 |
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文档介绍
上海市2020年中考物理备考复习资料汇编专题03动态电路分析
专题03 动态电路分析 【基础知识讲解】 一、动态电路中电流表与电压表示数的变化情况主要由以下三个方面引起： 1. 滑动变阻器的滑片P的位置变化引起； 2. 电键的断开或闭合引起； 3. 电路出现的故障（短路和断路）引起。 二、分析动态电路用到的知识： 1. 欧姆定律； 2. 串联电路和并联电路的电流、电压及电阻的关系； 3. 滑动变阻器知识； 4. 电流表、电压表的使用； 5. 短路与断路知识。 三、解答此类题目需注意： 1.判断电路连接方式，即串联电路还是并联电路； 2.明确电流表与电压表测量的是哪一段电路的电流或两端的电压； 3.电源电压可以认为是不变的。 4.并联电路电压表的示数是不变的，各支路中的电流互不影响。 四、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电流与电压的变化 【基础练习1】如图1所示是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时，电流表A的示数将 ，电压表V的示数将 。（均选填“变小”、“不变”或“变大”） A R1 P R2 S V1 V2 V 图2 图1 A A1 S R1 V R2 P 图3 【答案】变大；变大。 【解析】在串联电路中，当变阻器滑片P向左移动时，连入电路的电阻R2变小，电路的总电阻R＝R1＋R2也变小，根据欧姆定律I＝U/R＝U/（R1＋R2）可知：电源电压U与R1不变，故电流变大，R1两端的电压U1＝ 38 IR1也变大。 【基础练习2】在图2所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A的示数将 ，电压表V2的示数将 ，电压表V1与电流表A示数的比值将 ，电压表V与电压表V1示数的差值跟电压表V2示数的比值 。（均选填“变小”、“不变”或“变大”） 【答案】变大；变小；不变；不变。 【解析】这道题的关键是搞清楚：电压表V1与电流表A示数的比值就是电阻R1的大小，是不变的，而电压表V与电压表V1示数的差值就是R2两端的电压，即电压表V2的示数，故该比值为不变。 【基础练习3】在图3所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变大的是（ ） A．电压表V示数 B．电压表V示数与电流表A1示数的比值 C．电流表A示数 D．电流表A1示数与电流表A示数的比值 【答案】C 【解析】这是并联电路，电压表V的示数是电源电压不变的；各支路互不影响，而干路的电流等于各支路电流之和； 当变阻器向右移动滑片时，R2的电流变小，电流表A1的示数是不变的，电流表A是测干路电流的，等于各支路电流之和，示数是变小的；电压表V示数与电流表A1示数的比值就是电阻R1的大小，是不变的。 所以选C。 【基础练习4】（2017上海中考题）在图2所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，向右移动滑动变阻器滑片P的过程中（ ） 图2 R1 V2 P R2 V1 A S A．电流表A的示数变大 B．电压表V2的示数变小 C．电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大 D．电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 【答案】D 【解析】①这是一串联电路，闭合电键时，电压表V1测的是电源电压，示数是不变的，电压表V2测R2两端的电压，电流表A的示数为I=U/（R1+R2）； 38 ②当滑动变阻器滑片P向右移动时，R2连入电路的电阻变大，电路总电阻变大，因为电源电压不变，电流表A的示数为I=U/（R1+R2）变小，即A表示数变小；因为电阻R1的阻值不变，所以电阻R1两端的电压U1＝I1R1变小，电阻R2两端的电压U2= U - U1变大，即V2表示数变大； ③电压表V1测电源电压不变，电压表V1与电压表V2它们示数的差值为R1两端的电压，是变小的；V1示数与A示数的比值是电路中的总电阻R=R1+R2，是变大的，综上所述，选项D是正确的。 五、电键的断开或闭合引起电路中电流与电压的变化 【典型例题5】在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当电键S由断开到闭合时，正确的判断是（ ） A. 电压表的示数变小 B. 电流表的示数不变 C. 电压表与电流表示数的比值不变 D. 电压表与电流表示数的比值变小 【答案】D 【解析】当开关断开时，等效电路图如图所示： ∵R和L串联，∴电路中的电流I1=U/（R+RL），电压表测电源的电压U，即U1=U； 当开关闭合时，灯L被短路，等效电路图如图所示： 电流表的示数I2=U/R，电压表测电源的电压U，即U2=U； 综上所述可知：I1＜I2，U1=U2； 结论：当电键S由断开到闭合时，电流表的示数变大，故A不正确；电压表的示数不变，故B不正确； 因为I1＜I2，所以电压表示数与电流表示数的比值U/I变小， C不正确，D正确． 故选D． 【典型例题6】（2020宝山一模题）在图3所示的两电路中，电源电正相等且保持不变。闭合图3(a)中电健S1，将该图中滑动变阻器R3的划片P从最左端移到最右端，发现电流表A1 38 的最大示数是最小示数的3倍；再将图3(a)中滑动变阻器R3的划片P移到最左端、将图3(b)中滑动变阻器R3的划片P移到最右端后，闭合电键S1和S2，发现电流表A1、A2的示数相同。下列关于电阻R1、R2和滑动变阻器最大阻值R3的大小关系正确的是（ ） 图3 A1 S1 R1 R3 R3 R2 A2 S2 （b） （a） A R1:R2:R3=1:2:3 B R1:R2:R3=3:2:1 C R1:R2:R3=1:2:2 D R1:R2:R3=2:2:1 【答案】C 【解析】①先由（a）图判断R3与R1的大小关系，当滑动变阻器R3的划片P从最左端移到最右端时，因为电源电压不变，可求出R1、R3之间的关系，I大R1= I小（R1+ R3）即3I小R1= I小（R1+ R3），所以R3= 2R1； ②由（a）、（b）两图可知，电流表A1、A2的示数相同，即R1 的电阻大小与R2和R3 并联后的阻值相等，则1/R1=1/R3+1/R2，得出R2= 2R1；所以R3= R3= 2R1；选C。 【典型例题7】（2020黄浦一模题）在图1（a）、（b）所示的电路中，所有元件均完好，电源电压相等且保持不变。已知 R1、R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器（滑片在中点附近某位置），现有两个电流表的示数相同，则下列判断正确的是（ ） （a） 图1 （b） P R3 S R2 S A1 R1 A2 A3 R4 A4 ①A1与A2示数相同，R1＜R2 ②A1与A3示数相同，R1＝R2 ③A2与A4示数相同，R2＞R3 ④A3与A4示数相同，R2＝R3 A．①和② B．②和③ C．③和④ D．①和④ 【答案】B 【解析】①在图（a）中，R1、R2是并联， A1测支路中的电流，与A2测干路中的电流，故A1示数小于A2示数示数相同，A1与A2示数相同是错误的；①错误； 38 ②电流表A1与A3测量两条支路中的电流，若示数相同，则R1＝R2，正确； ③在图（B）中，R3、R4是串联，若A2与A4示数相同，表示R1、R2并联后的总电阻R并与R3、R4串联后的总电阻R串相等，R并=R串，根据两个电阻串、联后的总电阻与分电阻的关系可知，R2＞R并，R3＜R串， R2＞R3，选项③正确； ④若A3与A4示数相同，则R2＝R3+ R4，选项④错误。 所以②和③正确，选B。 【一、串联电路动态分析题】 一、串联电路动态分析题 1．（2019崇明一模）如图1所示电路中，电源电压保持不变．闭合电键，向右移动滑动变阻器滑片的过程中（ ） A．电流表A的示数不变 B．电压表V2的示数变小 C．电压表V1示数与电压表示数的差值变大 D．电压表V1示数与电流表A示数的乘积变小 图1 V2 V1 A R1 R2 P S 【答案】D. 【解析】①由电路图可知，电键S闭合时，电路为R1和R2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因电源电压保持不变，所以电压表V1的示数不变。 ②当向右移动滑动变阻器滑片P时，R2连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由I＝U/R可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，故A错误； R1两端的电压U1＝I1R1变小，R2两端的电压U2= U - U1变大，即V2的示数变大，故B错误； C选项：电压表V1示数与电压表V2示数的差值即U1=IR1变小。故C错误。 D选项：电压表V1示数与电流表A示数的乘积是变小的，该选项正确。 故选D。 2．（2019奉贤一模）如图2所示，电源电压保持不变，闭合电键S，滑动变阻器滑片P向左移动时（ ） 38 R1 R2 A．电流表A示数变小 B．电压表V2示数可能变为0 C．电压表V1示数与电压表V2示数的差值变小 D．电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 【答案】B。 【解析】①本题考查电路动态分析。这是串联电路，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 ②各表示数的变化情况为：当向左移动滑动变阻器滑片P时，R2连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝U/R可知，电路中的电流变大，即电流表A示数变大，R1两端的电压U1＝I1R1变大，即电压表V1示数变大；R2两端的电压U2= U - U1变小，即电压表V2示数变小。 ③结论： A选项：电流表A的示数变大，故A错误； B选项：当向左移动变阻器滑片P时，R2连入电路的电阻变为0时，电压表V2示数变为0，故B正确； C选项：电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大，故C错误； D选项：电压表V1示数与电流表A示数的比值不变（即等于R1），故D错误。 3．（2019嘉定一模）在图3所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，数值不变的有①电流表A的示数；②电压表V1的示数；③电压表V2的示数；④电压表V1的示数与电流表A的示数的比值。以上四项判断正确的有（ ） V1 R1 P R2 A V2 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B。 38 【解析】这是一串联电路，电压表V2测的是电源电压，不变；当滑动变阻器滑片P向右移动时，R2变大，电路总电阻变大，根据I=U/R可知：电流变小，即电流表A的示数变小；电压表V1测的是R1两端电压，根据U1=IR1可知：U1变小，即电压表V1的示数变小；电压表V1的示数与电流表A的示数的比值即R1，是不变的。综上分析可知：数值不变的有：②电压表V1的示数；④电压表V1的示数与电流表A的示数的比值。 所以选B。 4．（2018虹口一模）在图3所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，移动滑动变阻器滑片P，可使某一个电表的示数变为零，已知电路元件均完好，则（ ） 图3 R1 P S R2 V2 V1 A A．向右移动变阻器的滑片可使电压表V1示数为零 B．向右移动变阻器的滑片可使电流表A示数为零 C．向左移动变阻器的滑片可使电压表V1示数为零 D．向左移动变阻器的滑片可使电压表V2示数为零 【答案】D。 【解析】①R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是变阻器R2两端电压，示数都小于电源电压，电流表A示数I=U/（R1+R2）； ②移动滑动变阻器滑片P时，R2连入电路的电阻变化，根据I=U/R可知，电路中的电流变化， R1两端电压U1=IR1变化，即电压表V1示数变化，电压表V2示数变化； ③无论怎样移动滑片，电压表V1示数与电流表A示数都不会为0，只有把变阻器的滑片移到最左端时，电压表V2被短路，其示数为0，所以选D。 5．（2018浦东新区一模）在图2所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，向右移动滑动变阻器滑片P的过程中（ ） 图2 R2 R1 S A V1 V2 P A．电压表V1示数与电流表A示数的比值变大 B．电压表V1示数与电流表A示数的比值变小 38 C．电压表V2示数与电流表A示数的比值变大 D．电压表V2示数与电流表A示数的比值变小 【答案】B。 【解析】①R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是R2两端电压，因为U1+U2=U，所以两个电压表的示数都小于电源电压，电流表A示数I=U/（R1+R2）； ②向右移动滑动变阻器滑片P时，R1连入电路的电阻变小，电流表A示数I=U/（R1+R2）变大， R2两端电压U2=IR2变大，即电压表V2示数变大，电压表V1示数变小； ③A．电压表V1示数与电流表A示数的比值变小，该选项错； B．电压表V1示数与电流表A示数的比值变小，该选项正确； C．电压表V2示数与电流表A示数的比值为R2不变，该选项错； D．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变，该选项错； 所以选B。 6．（2019金山一模）在图3所示的电路中，电源电压保持不变，两个电阻的阻值R1＜R2。闭合电键S，电路正常工作。下列可使电路中一个电表示数变大，另一个电表示数变小的操作是将（ ） R1 S V R2 A 图3 A．R1与R2的位置互换 B．R1与电压表V的位置互换 C．R2与电流表A的位置互换 D．电压表V与电流表A的位置互换 【答案】B 【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压（小于电源电压），电流表测电路中的电流I=U/（R1+R2）； A选项：将R1与R2的位置互换后，电路中的总电阻不变，电压表测R2两端的电压，由于R1＜R2，电压表的示数变大；由I=U/R可知，电路中的电流不变，即电流表的示数不变，故A不正确； B选项：将R1与V的位置互换后（见下图3A），电压表与电流表串联，故电流表的示数为0，变小，电压表的示数为电源电压，变大，故B正确； C选项：R2与电流表A的位置互换，电流表的示数不变，电压表V测R2电压，由于R1＜R2，所以V表示数变大，故C错误； 38 图3A R1 S V R2 A R1 S A R2 V 图3B D选项：电压表V与电流表A的位置互换后（见图3B），电压表V的示数为电源电压，而A的示数为I=U/R1变大，故D不正确。 故选B。 7．（2018长宁一模）如图1所示的电路，电源电压保持不变，R2=2R1，滑片P在R2的中点。闭合电键S，由中点向左移动滑片P的过程中（ ） R1 R2 S P A V2 V1 图1 A．R2接入电路的电阻变大； B．R2接入电路的电阻变小； C．电压表V1与电流表A的示数的比值变小； D．电压表V1与V2的示数的差变大。 【答案】C。 【解析】这是一串联电路，电压表V1测的是R1加R2滑片左边部分的两端电压，电压表V2测的是R2滑片右边部分的两端电压，电流表A测的是电路中的电流。移动滑片时，R2连入电路的电阻不变，电路总电阻不变，电流也不变。 当滑动变阻器滑片P由中点向左移动时，R2滑片左边部分连入电路中的电阻变小，电压表V1的示数变小；电压表V2的示数变大；R2连入电路的电阻不变，电路总电阻不变，故选项A、B均错。 选项C：电压表V1与电流表A的示数的比值变小是正确的。 所以选C。 8．（2019闵行一模）图4所示的电路中，电源电压为4伏。现有如下两种操作：①将 38 滑动变阻器滑片向右移；②用6伏的电源替换原来的电源。其中可以使电压表V1示数与V2示数的比值变大的操作有（ ） 图4 S R2 R1 V1 V2 P A ①②都不行 B ①②都可行 C 只有①可行 D 只有②可行 【答案】A。 【解析】这是一串联电路，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是R2两端电压； ①将滑动变阻器滑片向右移时，R1变小，U1变小，电压表V2的示数U2=U-U1变大，电压表V1示数与V2示数的比值变小，所以不行； ②用6伏的电源替换原来的电源时，因为两个电阻不变，根据U1：U2=R1：R2可知：两个电压表的示数不变，比值不变，故也不行；综上分析，选A。 9．（2019松江一模）如图2所示的电路中，电源电压不变，当电键S由闭合到断开时，电路中电压表（ ） 图2 A．V1的示数变大，V2的示数变小 B．V1的示数变小，V2的示数变大 C．V1的示数变大，V2的示数变大 D．V1的示数变小，V2的示数变小 【答案】A。 【解析】①当电键S闭合时，R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是R2两端电压，示数都小于电源电压； ②当电键S断开时，R2与电压表V1串联在电路中，电压表V1的示数为电源电压变大，电压表V2的示数为R2两端电压为0。所以选A。 B A C 10．（2019徐汇一模）在图2所示的电路中，电源电压保持不变，电键S由断开到闭合，关于电压表V1与电压表V2示数的变化情况判断正确的是（ ） R2 图2 R1 V1 S A V2 38 A．V1表的示数变大，V2表的示数变大 B．V1表的示数变小，V2表的示数变大 C．V1表的示数变小，V2表的示数变小 D．V1表的示数变大，V2表的示数变小 【答案】C。 【解析】①当电键S断开时，R2与电压表V1串联在电路中，电压表V1的示数为电源电压；R1与电压表V2串联在电路中，电压表V2的示数为电源电压；②当电键S闭合时，R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是R2两端电压，示数都小于电源电压；所以选C。 11．（2019宝山二模）在图2所示的电路中，电源电压保持不变，电键S1、S2均闭合。当电键S2由闭合到断开时（ ） 图2 V1 V A R1 R2 S2 S1 A．电压表V1示数与电流表A示数的比值变小。 B．电压表V 示数与电流表A示数的比值变大。 C．电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大。 D．电压表V示数与电流表A 示数的乘积不变。 【答案】B。 【解析】①当电键S闭合时，R2被短路，电压表V1与电压表V的示数相等均为电源电压；电流表A的示数为I=U/R1； ②当电键S断开时，R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，示数变小；电压表V测的是电源电压，不变；电流表A的示数为I=U/（R1+R2），变小。综合以上分析，C与D均错，而电压表V1示数与电流表A示数的比值不变，其物理意义是R1的大小不变。选项B正确。 12. （2019奉贤二模）如图2所示，电源电压保持不变，闭合电键S，滑动变阻器滑片P向左移动时（ ） R1 R2 38 A．电压表V1示数与电压表V2示数的和不变 B．电压表V1示数与电压表V2示数的差不变 C．电压表V1示数和电流表A示数的乘积不变 D．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变 【答案】A。 【解析】R1与R2串联在电路中，电压表V1测的是R1两端电压，电压表V2测的是变阻器R2两端电压，示数都小于电源电压，电流表A示数I=U/（R1+R2）；滑动变阻器滑片P向左移动时，R2连入电路的电阻变小，根据I=U/R可知，电路中的电流变大， R1两端电压U1=IR1变大，即电压表V1示数变大，电压表V2的示数U2=U-U1变小，电流表A示数I=U/（R1+R2）变大； A．电压表V1示数与电压表V2示数的和为电源电压是不变的，正确； B．电压表V1示数与电压表V2示数的差是变大的，该选项错误； C．电压表V1示数和电流表A示数的乘积是变大的，该选项错误； D．电压表V2示数与电流表A示数的比值是变小的，该选项错误。 所以选A。 13．（2019杨浦二模）在如图3所示的电路中，电源电压保持不变。现有三个定值电阻（R1查看更多