河北专版2020中考物理复习方案专题06动态电路分析试题.docx

专题(六)　动态电路分析
【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　电表示数变化相关的动态电路分析
1.(多选)如图ZT6-1所示的电路中,电源电压和灯丝电阻均不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端移到中点,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-1
A.灯L变亮 B.电压表V的示数不变
C.电阻R1的功率变大 D.电流表A1和电流表A2的示数变化量相同
2.(多选)如图ZT6-2所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,开关S1、S2都闭合时,电流表A与电压表V1、V2均有示数,则下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-2
A.当S1、S2都闭合时,滑片P向左移,电阻R2的电功率变小
B.当S1、S2都闭合时,滑片P向右移,电压表V1与电流表A示数的比值变小
C.先闭合S1,S2闭合前后,电压表V1与电流表A示数的比值变小
D.先闭合S1,S2闭合前后,电压表V2与电流表A示数的比值变大
3.(多选)如图ZT6-3所示,电源电压不变且等于灯L的额定电压,a、b为电流表或电压表。开关都闭合时,无论将滑片P置于何处,灯L都能正常发光。下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-3
A.b表为电流表
B.只闭合S1,P向右移动时,R1的功率变化量等于其电压变化量与电流变化量的乘积
C.只闭合S2,P向右移动,灯L逐渐变暗,a表示数不变
D.先闭合S1、S3,再闭合S2,电路的总功率变大
4.(多选)[2019·保定竞秀区一模]如图ZT6-4所示的电路图,电源电压恒定,甲、乙是两个电表,滑片P在中间位置。若三个开关全部闭合,三个电阻中都有电流通过,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-4
A.甲是电流表,乙是电压表
B.若三个开关全部闭合,滑片P向右移动,甲表示数变小
C.若三个开关全部闭合,滑片P向左移动,甲表示数和乙表示数的比值不变
D.若只闭合S,将滑片向左移动,R1两端电压的变化量和通过它的电流变化量的乘积小于R1的功率变化量
5.(多选)[2019·石家庄一模]如图ZT6-5所示的电路,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-5
A.若a为电流表,b为电压表,闭合开关S1、S2并将滑片向左移,电流表和电压表的示数均变小
B.若a、b均为电压表,闭合开关S1、S2,滑片向左移,电压表b示数的变化量大于电压表a示数的变化量
C.若a、b均为电流表,闭合开关S1、S3,R1和R2并联,滑片向右移,电路的总功率变大
D.若a、b均为电压表,开关S1、S2、S3均闭合,滑片向左移,电压表a示数的变化量和电流表A示数的变化量之比不变,电压表b示数的变化量和电流表A示数的变化量之比变大
6.(多选)[2019·新华区一模]如图ZT6-6所示的电路中,电源电压不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,R1的阻值大于滑动变阻器的最大阻值,只闭合开关S,各电阻中均有电流通过,所有电表均有示数,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-6
A.电表a是电流表,三个开关同时闭合,电源会短路
B.只闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动,电压表V1示数变小、V2示数变大
C.只闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右移动,电压表V2示数变化量|ΔU2|大于电压表V1示数变化量|ΔU1|
D.先闭合开关S,再闭合开关S1,滑动变阻器的滑片保持不动,ΔU2ΔI大于ΔU1ΔI
7.(多选)如图ZT6-7所示,电源电压不变且等于灯L的额定电压,a和b是电流表或电压表。开关都闭合时,无论将滑片P置于何处,灯L都能正常发光。下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-7
A.a、b都是电压表
B.只闭合S1,将P向右移动时,电路的总功率变小
C.只闭合S1和S3,将P向左移动时,R1消耗的功率变大
D.只闭合S2,将P向右移动时,灯L逐渐变暗,a的示数不变
8.(多选)[2019·石家庄二模]如图ZT6-8所示,电源电压保持不变,甲、乙、丙可能是电压表或电流表,闭合开关S,无论怎样移动滑片,电路中都没有短路的现象。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电阻R1、R2、R3消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-8
A.甲是电压表,乙是电流表,丙是电压表
B.滑片P向下滑动时,乙电表的示数变小
C.滑片P向下滑动时,丙电表的示数变化量与甲电表的示数变化量之比不变
D.滑片P向下滑动时,P1变大,P2变小,P3变大
9.(多选)[2019·路北区三模]如图ZT6-9所示电路,电源电压保持不变,若不考虑电表的量程大小,则下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-9
A.当闭合开关S1、断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表与电流表示数均变大
B.当闭合开关S1、断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表与电流表示数之比变大
C.当闭合开关S1、断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变
D.当开关S1、S2均闭合,且滑动变阻器滑片P在最左端时,电路的总功率最大
10.(多选)如图ZT6-10所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,将滑片P置于中点,只闭合开关S1时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,下列情况中电压表和电流表示数变化正确的是 (　　)

图ZT6-10
A.滑片P不动,断开S1,闭合S2、S3时,电路消耗的总功率变大
B.滑片P不动,断开S1,闭合S2、S3时,电压表示数变大,电流表示数变大
C.只闭合S1,滑片P从中点向右移动时,电压表示数变小,电流表示数变大
D.只闭合S1,滑片P从中点向右移动一段距离,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
11.(多选)如图ZT6-11所示的电路中,电源电压恒定不变,R1和R2为阻值不同的定值电阻,滑片P置于滑动变阻器中点位置,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-11
A.只闭合开关S1,滑片向左滑动,电压表的示数不变,电流表A1示数变小
B.只闭合开关S2和S3,且滑片置于最右端时,两电流表的示数可能相等
C.只闭合开关S2,滑片向右滑动,电压表与电流表A1示数的乘积变大
D.先闭合开关S1、S2,电路消耗的总功率为P1,再闭合S3并移动滑片后,电路消耗的总功率为P2,P1与P2可能相等
类型二　电路安全与极值问题分析
12.(多选)[2019·博兴县二模]如图ZT6-12所示的电路,电源电压恒为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为50 Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是(　　)

图ZT6-12
A.若滑片P向左移动,则电压表的示数变小
B.电流表示数的变化范围是0.3~0.6 A
C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~50 Ω
D.R0的最小功率是0.45 W
13.(多选)如图ZT6-13所示,电源电压保持6 V不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,定值电阻R1的规格为“10 Ω　0.5 A”,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S,为了保证电路安全,在移动滑动变阻器滑片的过程中,下列说法正确的是 (　　)

图ZT6-13
A.电阻R1消耗电功率的变化范围为0.4~0.9 W
B.电流表示数的变化范围为0.2~0.5 A
C.滑动变阻器R2接入电路阻值的变化范围为10~20 Ω
D.电路消耗总电功率的变化范围为1.8~3 W
14.(多选)如图ZT6-14所示,电源电压为4.5 V,电流表量程为0~0.6 A,滑动变阻器规格为“10 Ω　1 A”,小灯泡L标有“2.5 V　1.25 W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),在移动滑动变阻器滑片的过程中,下列选项正确的是 (　　)

图ZT6-14
A.电路的最大功率为2.7 W B.电流表的示数变化范围是0.3~0.5 A
C.电压表的示数变化范围是0~3 V D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4~10 Ω
15.(多选)如图ZT6-15所示,电源电压为6 V且保持不变,定值电阻R0=30 Ω,滑动变阻器的规格为“60 Ω　1 A”,电流表的量程为“0~0.6 A”,灯泡上标有“3 V　1.5 W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则 (　　)

图ZT6-15
A.当开关S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗的最大功率是3.6 W
B.当开关S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器的阻值范围是6~60 Ω
C.当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为1.8 W
D.当开关S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15 Ω
16.(多选)如图ZT6-16甲所示,已知电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,滑动变阻器R2的规格为“50 Ω　0.5 A”,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示(部分图像),在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是(　　)

图ZT6-16
A.电源电压为6 V
B.R1的阻值为10 Ω
C.滑动变阻器可以调到的最大阻值是20 Ω
D.滑动变阻器可以调到的最小阻值是10 Ω
17.(多选)如图ZT6-17甲所示的电路中,R0为定值电阻,在移动滑动变阻器R滑片的过程中,描绘出了如图乙所示的滑动变阻器消耗电功率与电流关系的图像,以下计算结果正确的是 (　　)

图ZT6-17

A.滑动变阻器消耗的最大功率为3.6 W
B.电源电压为12 V
C.滑动变阻器的最大阻值为100 Ω
D.R0的阻值为20 Ω
18.(多选)如图ZT6-18甲所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U-I关系图像如图乙所示。某实验小组获得以下四个结论,其中正确的是 (　　)

图ZT6-18
A.电源电压为10 V
B.滑动变阻器滑片在中点时,电压表VA示数为7.2 V
C.电阻R1的最小电功率为0.9 W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30 Ω

【参考答案】
1.BD　
2.AB
3.ACD　
4.ABD　
5.BC　
6.BD　[解析]由题意可知,只闭合开关S时,各电阻中均有电流通过,所有电表均有示数,由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经电阻R1、电表a、电阻R2、滑动变阻器R3回到电源的负极,所用电表a为电流表,当三个开关均闭合时,R2与R3被短路,电路为R1的简单电路,电源不会短路,故A错误。
只闭合开关S时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R2与R3两端的电压之和,当滑动变阻器的滑片向右移动时,R3接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1、R2两端的电压均变小,则电压表V1的示数变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V2的示数等于电源电压减去R1两端的电压,则R2与R3两端的电压之和变大,即电压表V2的示数变大。设滑动变阻器的滑片向右移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则电压表V1示数的变化量|ΔU1|=I1(R1+R2)-I2(R1+R2)=ΔI(R1+R2),电压表V2示数的变化量|ΔU2|=(U-I2R1)-(U-I1R1)=ΔIR1,则|ΔU2|<|ΔU1|,故B正确,C错误。
只闭合S时,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1与R2两端的电压之和,电压表V2测R2与R3两端的电压之和;闭合S、S1时,R1、R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R3两端的电压。设只闭合S时电路中的电流为I,再闭合开关S1后电路中的电流为I',因电压表V1的示数等于电源电压减去R3两端的电压,电压表V2的示数等于电源电压减去R1两端的电压,则|ΔU1|=(U-IR3)-(U-I'R3)=(I'-I)R3=ΔIR3,即ΔU1ΔI=R3,ΔU2=(U-IR1)-(U-I'R1)=(I'-I)R1=ΔIR1,即ΔU2ΔI=R1,因R1的阻值大于滑动变阻器R3的最大阻值,所以,ΔU2ΔI>ΔU1ΔI,故D正确。
7.BD　8.BC　
9.CD　[解析]当闭合开关S1、断开开关S2时,滑动变阻器R2与定值电阻R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向右移动时,其接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R3两端的电压变小,即电压表的示数变小;由R=UI可知,电压表与电流表示数之比等于R3的阻值,则其比值不变;设滑片向右移动前后电路中的电流分别为I、I',则电压表示数变化量ΔU=IR3-I'R3=ΔIR3,即ΔUΔI=R3,所以,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变,故A、B错误,C正确。当开关S1、S2均闭合,且滑动变阻器滑片P在最左端时,定值电阻R1与R3并联,此时电路的总电阻最小,由P=UI=U2R可知,电路的总功率最大,故D正确。
10.ABC　
11.ACD　[解析]只闭合开关S1时,只有滑动变阻器R接入电路,电压表测量电源电压,故当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路电阻变大,电源电压不变,则电压表的示数不变,则电流表A1示数变小,故A正确。只闭合开关S2和S3,滑片置于最右端,电阻R1和R2并联,电流表A1测量R1的电流,电流表A2测量R2的电流,因为R1和R2阻值不同,故两电流表的示数不可能相等,故B错误。只闭合S2时,R1与R串联接入电路,电压表测量电源电压,电流表A1测电路中电流,当滑片向右滑动时,R接入电路的阻值变小,总电阻变小,则电路中电流变大,因此电压表与电流表A1的乘积变大,故C正确。先闭合S1、S2时,只有R接入电路,再闭合S3,R与R2并联,此时移动滑片P,可能使并联的总电阻等于闭合S1、S2时R的电阻,故两状态下电路消耗的总功率可能相等,故D正确。
12.ABD　
13.AC　
14.BD　
15.BCD　[解析]当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,灯泡的电阻RL=UL2PL=(3V)21.5W=6 Ω,灯泡的额定电流IL=ULRL=3V6Ω=0.5 A,因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,电路中的最大电流I大=IL=0.5 A,此时电路消耗的总功率最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则电路消耗的最大功率P=UI大=6 V×0.5 A=3 W,故A错误。此时电路中的总电阻R总小=UI大=6V0.5A=12 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑小=R总小-RL=12 Ω-6 Ω=6 Ω,则滑动变阻器的阻值范围是6~60 Ω,故B正确。当开关S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的最大总电阻R总'=R大R0R大+R0=60Ω×30Ω60Ω+30Ω=
20 Ω,电路消耗的总功率最小值P小=U2R总'=(6V)220Ω=1.8 W;当电流表的示数最大为I'大=0.6 A时,滑动变阻器接入电路中的总电阻最小,此时电路中的总电阻R总小'=UI大'=6V0.6A=10 Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即1R'总小=1R0+1R',代入数据解得R'=15 Ω,故C、D正确。
16.AB　
17.BCD　
18.BCD　

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