沪粤版初中九年级物理专项素养综合练(十一)与电功率有关的动态电路课件

与电功率有关的动态电路专项素养综合全练(十一)类型一滑动变阻器滑片移动引起的变化1.(新素材·现代科技)(2023广东深圳期末)如图为某物理兴趣

小组设计的电子身高测量仪的电路图。其中,定值电阻R1=1

0Ω,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“20Ω

0.5A”,闭合开

关S,下列说法正确的是

(

)A.当R2接入电路中的电阻为5Ω时,R1两端电压为1.5VB.身高越高,电压表示数与电流表示数的比值越大C.身高越矮,整个电路消耗的电功率越小D.考虑电路安全,此电路消耗的最大电功率为2.25W答案

B解析由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与变阻器R2串

联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当

R2接入电路中的电阻为5Ω时,电路中的电流:I=

=

=0.3A,R1两端的电压:U1=IR1=0.3A×10Ω=3V,A错误;身高越高,滑动变阻器的滑片向上移动的距离越大,R2接入

电路中的电阻越大,由R=

可知电压表示数与电流表示数的比值等于R2接入电路的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值越大,B正确;身高越矮,滑动变阻器R2接入电路中的电阻越小,电路中的总电阻越小,由I=

可知电路中的电流越大,根据P=UI可知整个电路消耗的电功率越大,C错误;当变

阻器连入电路的电阻为零时,电路为R1的简单电路,此时电路

中的电流I'=

=

=0.45A<0.5A,电路中各元件安全,即电路中的最大电流为0.45A,则此电路消耗的最大电功率:P大=

UI'=4.5V×0.45A=2.025W,D错误。2.(2024广西凤山期末)如图甲所示,电源电压保持不变,小灯

泡的额定电压为12V,闭合开关S后,当滑动变阻器滑片P从

最右端滑到最左端的过程中,小灯泡I-U关系图像如图乙所

示,则下列判断正确的是

(

)A.电路的最小功率为3WB.滑动变阻器的最大阻值为9ΩC.滑片向左移动时,电压表的示数变小D.滑片向左移动时,电压表示数与电流表示数的比值不变B解析闭合开关,小灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表

测小灯泡两端的电压,电流表测通过电路的电流。当滑动变

阻器接入电路的阻值为0时,电路中的电流最大,小灯泡两端

电压等于电源电压;根据图乙可知,通过灯泡的电流最大时,

小灯泡两端电压最大,为12V,即电源电压为12V;串联电路

总电阻等于各分电阻之和,当滑动变阻器接入电路中的电阻

最大时,根据欧姆定律可知电路中的电流最小。由图像可知

此时电路中的电流I=1A,电路的最小功率:P=UI=12V×1A=

12W,A错误;此时小灯泡两端的电压UL=3V,滑动变阻器两端的电压:UR=U-UL=12V-3V=9V,由欧姆定律可得,滑动变

阻器的最大阻值:R=

=

=9Ω,B正确;当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由串联分压规律可知滑动

变阻器两端的电压变小,根据串联电路电压规律可知小灯泡

两端的电压变大,所以电压表示数变大,C错误;根据图乙可

知,灯丝的阻值随温度的升高而增大,当滑片向左移动时,电

路中的电流变大,灯丝的温度升高,即灯丝的阻值变大,而电

压表与电流表示数的比值等于灯丝的阻值,因此比值变大,D

错误。3.(跨学科·数学)(2023安徽芜湖二十七中模拟)在如图甲所示

电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻

器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻

的关系图像。下列说法正确的是

(

)A.电源电压为3VB.电压表的最大示数为2VC.整个电路的电功率变化了0.1WD.R的功率变化了3.2WD解析由图甲可知,滑动变阻器R1和定值电阻R串联,电压表

测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;由图乙可知,当滑动

变阻器的阻值R1=10Ω时,它的电功率为0.9W。由P=UI=I2R

可得,此时电路中的电流I1=

=

=0.3A;当滑动变阻器的阻值R1'=20Ω时,它的电功率为0.8W,此时电路中的电流

I2=

=

=0.2A。由欧姆定律可得,电源电压:U=I1(R+R1)=I2(R+R1'),即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω),解得R=10

Ω,电源电压U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,A错误。电压表测变阻器两端的电压,变阻器接入电路的阻值最大为20

Ω,由串联分压的规律可知此时电压表示数最大,且此时电流

最小为I2=0.2A,则电压表的最大示数Umax=I2R1max=0.2A×20Ω

=4V,B错误。根据P=

可知,电源电压一定时,整个电路的电功率与总电阻成反比,则滑动变阻器的阻值为0时,电路的

总电阻最小,总功率最大,滑动变阻器的阻值为20Ω时,电路

的总电阻最大,总功率最小,故Pmax=

=

=3.6W,Pmin=

=

=1.2W,则整个电路电功率的变化量ΔP=Pmax-Pmin=3.6W-1.2W=2.4W,C错误。根据P=I2R可知,电流越

大、定值电阻R的电功率越大,电流越小、定值电阻R的电功

率越小,当滑动变阻器的阻值为0时,电路的总电阻最小,电流

最大为Imax=

=

=0.6A,则定值电阻R的电功率最大为PRmax=

R=(0.6A)2×10Ω=3.6W;当滑动变阻器的阻值最大为20Ω时,电路的总电阻最大,电流最小为I2=0.2A,则定值电阻R的

电功率最小为PRmin=

R=(0.2A)2×10Ω=0.4W,所以定值电阻R的电功率变化量:ΔP'=PRmax-PRmin=3.6W-0.4W=3.2W,D正

确。4.(2024广东兴宁一中期末)在如图所示的电路中,电源电压

恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,电流表

A1的示数

,电流表A2与A1的示数之差

。当

滑片移到某一位置时,两电流表的指针偏转程度相同,此时R1

与R2的电功率之比为

。(前两空均选填“变大”

“变小”或“不变”)不变变大4∶1解析由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,

电流表A1测通过R2支路的电流,电流表A2测干路电流。滑片

移动时,通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变;将滑动变

阻器的滑片P向右移动,变阻器接入电路中的电阻变小,通过

R1的电流变大,干路电流变大,即电流表A2的示数变大。由电

流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流可知,两电流表的

示数之差变大;因为两电流表的指针偏转程度相同,所以电流表A2的示数为电流表A1示数的5倍,则通过R1、R2的电流之比

为I1∶I2=(5-1)∶1=4∶1,因并联电路两端电压相等,由P=UI可得,R1与R2的电功率之比为P1∶P2=UI1∶UI2=I1∶I2=4∶1。类型二传感器引起的变化5.(新素材·现代科技)(2023山西阳泉期末)某学习小组设计了

一种预防校园踩踏事故的压力传感报警装置,当停留在楼梯

弯道处的人对地面的压力达到一定值时,电阻式报警器R0立

即发出报警信号,提醒学生要注意安全,其工作电路如图甲所

示。在实验室进行模拟实验获得的相关信息如下:电源电压

保持4.5V不变,报警器R0的阻值恒为10Ω,压敏电阻Rx随所受

压力F的变化图像如图乙所示,当电流表示数为0.3A时,报警

器R0开始发出报警信号,则

(

)

A.人越多,Rx阻值越大B.人越多电路电流越小C.压敏电阻受到的压力F大于10N时报警D.报警时的电路的功率为12.5W答案

C解析由图甲可知两电阻串联接入电路,电流表测量电路中

的电流;由图乙可知压敏电阻Rx的阻值随压力的增大而减

小。串联电路总电阻等于各部分电阻之和,人越多,压敏电阻

受到的压力越大,Rx阻值越小,电路中的总电阻变小,根据欧姆

定律可知电路中的电流变大,A、B错误;当电流表示数为0.3

A时,报警器R0开始发出报警信号,此时电路总电阻:R=

=

=15Ω,压敏电阻接入电路的阻值:Rx=R-R0=15Ω-10Ω=5Ω,由图乙可知压敏电阻受到的压力F大于或等于10N时报警,C正确;报警时电路的功率P=UI=4.5V×0.3A=1.35W,D错

误。6.(2023山西侯马期末)小刚设计了一个防踩踏模拟报警装

置,工作原理如图甲所示,压力显示器是由其中一个电表改装

而成的,要求压力增大时,电表的示数增大;当压力为80N时,

开始发出报警信号。已知电路中电源电压为3V不变,R1的阻

值恒为10Ω,压敏电阻R2的阻值随所受压力F变化的关系如

图乙所示。下列说法正确的是

(

)A.压力显示器可以由电压表改装而成B.压力减小时,电路中的总功率变大C.当电压表示数为1V时,报警器开始发出报警信号D.当压力为0N时,电路中的电流为0.12A答案

C解析由图甲可知,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电流

表测电路中的电流;由图乙可知,压力增大时,压敏电阻R2的阻

值减小,由串联电路的分压规律可知,R2两端的电压减小。电

源电压一定,压力增大时,电压表的示数减小,电流表的示数

增大,显示器应由电流表改装而成,A错误;由图乙可知,压力

减小时,压敏电阻R2的阻值增大,由串联电路的电阻特点和欧

姆定律可知,此时电路中的电流减小,电源电压一定,由P=UI

可知,电路中的总功率减小,B错误;由串联电路的电压特点可知,电压表示数为1V时,R1两端的电压:U1=U-U2=3V-1V=2V,由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,通过R2的电流:I2

=I1=

=

=0.2A,R2的阻值:R2=

=

=5Ω,由图乙可知,此时压力大小为80N,由题意可知,此时报警器开始发出报警

信号,C正确;由图乙可知,压力为0N时,压敏电阻R2的阻值为2

5Ω,此时电路中的电流:I'=

=

=

≈0.09A,D错误。类型三多个开关控制电路7.(2023广东东莞模拟)如图所示电路中,滑动变阻器铭牌上

标有“50Ω

2A”字样,电压表量程0~15V。闭合开关S1、

S2,断开开关S3,调节变阻器滑片P至某位置,电压表示数为5

V,电流表示数为0.5A,灯泡正常发光;再闭合开关S3,电流表

示数变为1.2A,则下列说法正确的是

(

)①变阻器接入电路的阻值为10Ω②电源的电压为12V③灯泡的额定功率为3.5W④若只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,为使电路安全,则电路的最大功率为11WA.①②

B.③④C.①②③D.①②③④答案

D解析闭合开关S1、S2,断开开关S3,此时滑动变阻器与灯泡

串联,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,调节变阻器滑

片P至某位置,电压表示数为5V,电流表示数为0.5A,灯泡正

常发光,此时滑动变阻器连入电路的阻值:R滑=

=

=10Ω,故①正确;再闭合开关S3,电流表示数变为1.2A,灯泡L被短

路,只有滑动变阻器接入电路,此时电源电压为U=I'R滑=1.2A

×10Ω=12V,故②正确;由①可知,当滑动变阻器两端电压为5

V时,灯泡正常发光,由串联电路电压规律可知,灯泡的额定电压为UL=U-U滑=12V-5V=7V,小灯泡的额定功率:P=ULI=7V

×0.5A=3.5W,故③正确;只闭合开关S1、S2,改变电源电压并

移动滑片P,为使电路安全,当灯泡正常发光(电流最大)且电

压表的示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑

'=

=

=30Ω<50Ω,则电源的最大电压:U大=UL+U滑大=7V+15V=22V,电路的最大功率:P大=U大I=22V×0.