2020年初中物理一轮复习专题07动态电路分析

专题(七)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:I(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,(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=U(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|一、串联电路1.如图ZT7-1所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,请回答下列问题:(1)去表看电路,复杂电路可分别画出等效电路图,电路中的电流有条路径,电阻R、R1的连接方式是。图ZT7-1(2)判断电表的测量对象:串联不用分析电流表,各处电流都相等,重点分析电压表,电压表测量两端的电压(并联法)。(3)判断滑动变阻器滑片P移动时相关物理量的变化情况:电源电压不变,滑片P向左移动时→R接入电路的阻值→电路中的总阻值→电流表的示数→电阻R1两端的电压→电压表V的示数。电压表的示数与电流表的示数的比值(实质是滑动变阻器连入电路中的阻值);电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值(实质是定值电阻R1的阻值)。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

【规律总结】滑片移动引起的串联电路动态分析:首先确定电阻的变化,根据电源电压不变,确定串联电路电流的变化,再根据串联电路电阻分压(电阻大分得的电压就大),确定定值电阻及滑动变阻器两端电压的变化,根据电功、电功率的公式确定电功、电功率的变化,如图ZT7-2所示。(先电流后电压、先整体后部分)滑片的移动方向R滑的变化电路中电流I的变化定值电阻两端电压U定的变化滑动变阻器两端电压U滑的变化图ZT7-22.如图ZT7-3所示电路中,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端向b端滑动时,电流表A示数,电压表V1示数,电压表V2示数,电压表V1示数与电流表A示数的比值,电压表V2示数与电流表A示数的比值,电路消耗的总功率。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-3二、并联电路3.如图ZT7-4所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,请回答下列问题:(灯丝电阻不随温度变化)图ZT7-4(1)去表看电路,复杂电路可分别画出等效电路图,电路中的电流有条路径,电阻R、灯泡L的连接方式是。(2)判断电表的测量对象:并联电路不分析电压表,各支路电压相等且等于电源电压。重点分析电流表,电流表测量的电流。(3)判断滑动变阻器滑片移动时相关物理量的变化情况(利用并联电路各支路互不影响):电源电压不变→电压表的示数;滑片P向左移动时→滑动变阻器R接入电路的阻值→通过滑动变阻器R的电流、通过灯泡L的电流→灯泡L亮度、电流表A的示数→电路总电阻→电路消耗的总功率。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

【规律总结】滑片移动引起的并联电路动态分析:首先确定电阻的变化,根据并联电路各支路电压相等,且等于电源电压,确定电压表示数,根据欧姆定律确定变化支路中电流的变化,其他支路各物理量均不变(快速找出该支路),如图ZT7-5所示(注:I1为定值电阻所在支路电流,I滑为滑动变阻器所在支路电流)。(先电压后电流,先支路后干路)滑片移动时R滑的变化本支路电阻的变化本支路中电流的变化干路电流的变化图ZT7-54.如图ZT7-6所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向右移动时,电流表A1的示数,电压表V的示数,电流表A2的示数,电压表V示数与电流表A1示数的比值,电压表V示数与电流表A2示数的比值,电路消耗的总功率。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-65.(多选)如图ZT7-7所示电路,电源电压保持不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,下列分析正确的是 ()图ZT7-7A.只闭合开关S3,滑片P向右移动,电压表示数变大,电流表示数变小B.只闭合S3,滑片P向右移动,ΔUΔC.同时闭合S1、S2、S3,滑片P向右移动,电压表示数变大,电流表示数变小D.同时闭合S1、S2、S3,滑片P向右移动,R2的电功率不变,电路总功率变小|类型二假滑动变阻器引起的电表示数的变化(滑片与电压表相连)|在该类型电路中,滑动变阻器的滑片移动不能引起其接入电路电阻的变化,根据欧姆定律U=IR可知只有电压表的示数随着所测电阻的变化而变化,其他物理量均不变。(如图ZT7-8所示)图ZT7-86.如图ZT7-9所示的电路中,开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P从左向右滑动的过程中,灯泡的亮度(选填“变亮”“不变”或“变暗”),电流表的示数,电压表的示数。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)图ZT7-97.如图ZT7-10所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,滑片P向右移动,电流表A1示数,电流表A2示数,电压表V示数。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-108.在课外科技实践活动中,某物理兴趣小组看到市场上使用的电子秤后,设计了一种电子秤,原理如图ZT7-11所示,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当物体放在秤盘上时,滑片下移。在秤盘上增加重物后,电流表示数,电压表示数。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-11|类型三传感器、敏感电阻引起的动态电路|9.在如图ZT7-12甲所示的电路中,电源电压保持不变,R是定值电阻,Rt是一个由半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的曲线如图乙所示,当温度升高时,电流表的示数,电压表的示数,电路消耗的总功率;(选填“电流表”或“电压表”)可以改装成温度计。图ZT7-1210.小兰设计了一种烟雾报警装置,其简化电路如图ZT7-13所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电流表示数减小到某一值时,装置报警。开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时 ()图ZT7-13A.电流表的示数增大,电压表的示数增大B.电流表的示数减小,电压表的示数减小C.电压表与电流表的示数之比减小D.增大R0的阻值,可使装置在更低浓度烟雾下报警11.图ZT7-14是检测酒精浓度的测试仪的原理图,图中电源电压恒为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60Ω,此时电压表示数为2V。以下说法错误的是 ()图ZT7-14A.若酒精气体浓度变大,电压表和电流表示数都变大B.定值电阻R1的阻值为20ΩC.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6WD.若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W|类型四开关通断引起的动态电路|一、串联电路12.在如图ZT7-15所示的电路中,将开关S闭合,则电流表的示数将,电压表的示数将。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-15二、并联电路13.在如图ZT7-16所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1、S2均闭合。当开关S2由闭合到断开时,电路中电流表A示数,电流表A1示数,电压表V示数,电压表V示数与电流表A1示数的比值,电压表V示数与电流表A示数的比值,电路消耗的总功率。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-16【规律总结】解答此类题应正确画出开关断开和闭合时的等效电路图,利用同一电路电源电压不变,然后根据开关断开或闭合时的电阻变化结合欧姆定律解题。14.如图ZT7-17所示的电路,电源电压不变,先同时闭合开关S1和S2,两灯均发光,再断开开关S1,则甲电流表示数,乙电流表示数。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

图ZT7-17|类型五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|15.如图ZT7-18所示电路,闭合开关,滑片P向右移动时,电压表V1示数的变化量为ΔU1,电压表V2示数的变化量为ΔU2则 ()图ZT7-18A.ΔU2>ΔU1B.ΔU2=ΔU1C.ΔU2<ΔU1D.无法确定16.(多选)如图ZT7-19所示电路中,电源电压U保持不变,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动的过程中,两只电压表V1、V2的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2。电流表示数变化量的绝对值为ΔI。则下列说法不正确的是()图ZT7-19A.ΔU1与ΔU2的数值相同B.ΔU1与ΔI的比值变小C.ΔU1与ΔI的比值变大D.ΔU2与ΔI的比值不变17.(多选)在如图ZT7-20所示的电路中,A、B两点之间电压U保持不变,电路连接完好且使用的电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时 ()图ZT7-20A.电压表V1和电流表A的示数之比不变B.电压表V2和电流表A的示数之比不变C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值ΔUD.电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值ΔU18.在如图ZT7-21所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P在某一位置时,电压表的示数为4V。移动滑动变阻器的滑片P使电流表的示数增大0.2A,发现电阻R的电功率增大了2W,则此时电压表的示数为V,该定值电阻的阻值是Ω。图ZT7-21【点拨】此类问题一定要注意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=U|类型六涉及电流、电压、电阻、电功率取值范围的动态电路|一、串联电路19.如图ZT7-22所示,电源电压恒为8V,电压表量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”,灯泡L标有“6V3W”字样。若闭合开关S,在保证电路元件安全的情况下,不考虑灯丝电阻变化,则下列说法正确的是 ()图ZT7-22A.电压表示数的变化范围是0~3VB.电流表示数的变化范围是0.25~0.5AC.滑动变阻器接入电路阻值的变化范围是4~7.2ΩD.灯泡L的功率变化范围是0.75~3W20.如图ZT7-23所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的阻值为5Ω,滑动变阻器的最大阻值50Ω。闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是 ()图ZT7-23A.若滑片P向左移,电流表的示数将变小B.电压表与电流表示数的比值不变C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5~50ΩD.电流表示数的变化范围是0.3~0.6A【点拨】此类问题判定两个点(电流最大和电流最小)时需要注意电压表:若电压表测定值电阻两端的电压,判定最大电流时注意电压表不能超量程,最小电流就是滑动变阻器阻值最大时电路中电流;若电压表测滑动变阻器两端的电压,判定最小电流时注意滑动变阻器不一定取最大值,电压表不能超量程,最大电流根据电流表的量程、灯泡的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流选定即可。滑动变阻器的最大功率是当滑动变阻器的电阻等于定值电阻时,根据U滑=U定,选择公式P=U2|类型七涉及物理量比值的动态电路|21.两个电阻甲和乙,规格分别为“6V0.3A”和“4V0.4A”,将它们串联接入3V的电路中,则甲、乙两电阻两端的电压之比为;将它们并联接入同样的电路中,通过甲、乙两电阻的电流之比为。22.如图ZT7-24所示,电源电压保持不变,L1、L2、L3是电阻保持不变的灯泡,L2、L3完全相同。第一次开关S、S1、S2都闭合,L1的电功率为25W;第二次只闭合开关S,L1的电功率为16W。下列说法正确的是 ()图ZT7-24A.L1、L2两灯灯丝电阻之比为1∶4B.只闭合S时,L1和L3的电功率之比为1∶4C.L1前后两次两端的电压之比为25∶16D.前后两次电路消耗的总功率之比为25∶423.如图ZT7-25所示,电源电压保持不变,当开关S、S1闭合,滑动变阻器的滑片P位于中点时,电压表V的示数为U1,滑动变阻器消耗的功率为0.9W;当S、S2闭合,滑动变阻器的滑片P位于最左端时,电压表V的示数为2U1,滑动变阻器消耗的功率为0.2W,则R1与R2的比值是 ()图ZT7-25A.1∶18 B.18∶1C.1∶6 D.6∶1【点拨】此类问题一定要根据电路的连接情况判定串联时电流是1∶1,其他的物理量都和电阻成正比,注意电源电压不变,并联时电压是1∶1,其他的物理量都和电阻成反比。【参考答案】1.(1)1串联(2)滑动变阻器R(3)变大变大变小变小变大变大不变2.变大变大变小不变变小变大3.(1)2并联(2)干路(3)不变变大变小不变不变变小变大变小4.不变不变变小不变变大变小5.ABD6.不变不变变小7.不变不变变小8.不变变大9.变大变小变大电流表10.D11.C12.变大变大13.变小不变不变不变变大变小1