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    专题49 计算题——变化电路(三) 备战中考物理重难点题型专题突破
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    专题49 计算题——变化电路(三) 备战中考物理重难点题型专题突破

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    本专题涉及的考点及公式
    1.串联电路
    (1)电流:串联电路电流处处相等。即:。
    (2)电压:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。即:。
    (3)电阻:串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和。即:。
    (4)功率:串联电路的总功率等于各部分电路消耗的功率之和。即:。
    (5)分压原理:串联电路中各部分两端的电压与电阻成正比。即:或。
    2.并联电路
    (1)电流:并联电路中总(干路)电流等于各支路电流之和。即:。
    (2)电压:并联电路的各支路两端的电压等于总电压。即:。
    (3)电阻:并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即:。
    (4)功率:并联电路的总功率等于各支路消耗的功率之和。即:。
    (5)分流原理:并联电路中各支路的电流与电阻成反比。即:或。
    3.欧姆定律及变形式:,,。
    4.电功:(普适式),(适用于任何电路),(适用于纯电阻电路)。
    5.电功率:(定义式),(普适式),(适用于纯电阻电路)。
    6.电热:(定义式),(适用于纯电阻电路),非纯电阻电路。
    7.滑动变阻器引起的动态电路分析
    (1)含滑动变阻器的串联电路:
    滑动变阻器滑片移动时的电阻变化→引起电路总电阻变化→由欧姆定律可得电流的变化→从而引起定值电阻两端的电压变化→由串联电路的电压规律可得滑动变阻器两端的电压变化。
    (2)含滑动变阻器的并联电路:
    滑动变阻器滑片移动时的电阻变化→本支路电路总电阻变化→在电压不变时由欧姆定律可得本支路电流的变化→由并联电路的电流关系得出电路中干路电流的变化。
    一、计算题
    1.(2022·内蒙古通辽·统考中考真题)如图所示,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=5Ω,滑动变阻器R3的规格是“20Ω 1.5A”,电流表的量程是0~3A,电压表的量程是0~15V。
    (1)只闭合开关S,移动滑片,当电流表的示数为0.8A时,电压表示数为8V,求电源电压。
    (2)将滑片移到最右端,闭合所有开关,在1min内R1产生多少热量?
    (3)闭合所有开关,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围应为多少?
    2.(2022·山东滨州·统考中考真题)如图是某物理兴趣小组,设计的简易坐位体前屈测试仪的测试示意图、简化原理图。在测试中,测试的同学向前推动测试仪的滑块实际上是移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数用来反映被测试者的成绩。电源电压恒为6V,电压表量程0~3V,电流表量程0~0.6A,滑动变阻器标有“15 1A”,滑片P每移动1cm,的电阻变化0.5,定值电阻。求:
    (1)当滑片P位于最左端时,电流表的示数;
    (2)某同学测试时,从最左端推动滑片P向右移动20cm,此时电压表的示数;
    (3)若既能保证电路各元件的安全,又能使滑片P移动到最右端,则选取R2时,其阻值不能小于多少?
    3.(2022·广西百色·统考中考真题)如图甲所示电路,电源电压不变,灯泡L上标有“5V 2.5W”字样,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中,灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示,忽略温度对灯丝电阻的影响。求:
    (1)灯泡L正常发光时的电阻;
    (2)滑片P在b端时,lmin内灯泡L消耗的电能;
    (3)电源电压;
    (4)在确保电路元件安全的情况下,滑动变阻器允许连入电路的最小阻值。
    4.(2022·四川成都·统考中考真题)如图所示,电源电压U=5V,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,电压表的量程为3V,电流表的量程为0.6A。
    (1)开关S1、S2、S3均闭合时,求电路消耗的总功率;
    (2)S1闭合,S2、S3断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
    5.(2022·山东聊城·统考中考真题)如图所示,电源电压和小灯泡的灯丝电阻均保持不变。为的定值电阻,小灯泡上标有“”字样,滑动变阻器上标有“”字样,电流表使用的量程为。当所有开关都闭合,滑动变阻器的滑片移到最上端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为。求:
    (1)小灯泡的额定功率;
    (2)开关、闭合,,断开时,定值电阻两端的电压;
    (3)开关、闭合,,断开时,为了保证测量精确,要求电流表示数不小于其量程的,求滑动变阻器连入电路的最大阻值。
    一、计算题
    1.(2023春·安徽淮北·九年级淮北市西园中学校考阶段练习)如图所示电路,电源电压为18V保持不变,电压表使用的是0~15V量程,小灯泡上标有“10V;10W”字样(灯丝电阻不随温度改变),滑动变阻器上标有“100Ω;1A”字样。求:
    (1)闭合开关,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻和电路消耗的功率;
    (2)移动滑动变阻器的滑片,在保证电路元件安全的情况下,滑动变阻器的最大值。
    2.(2023·江西吉安·吉安县立中学校考模拟预测)如图甲的电路中,电源电压保持不变.灯泡L的电流随电压U的变化关系如图乙.定值电阻R1=60Ω,R2为标有“90Ω 1A”的滑动变阻器.
    (1)滑动变阻器的滑片在中点时,只闭合开关S2,电流表的示数为0.2A,求电源电压;
    (2)若将滑动变阻器的滑片移至a端,只闭合开关S2、S3后,求电流表的示数;
    (3)只闭合开关S1,若灯泡两端电压不能超过6V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0-15V,为了保护电路的安全,求滑动变阻器R2的取值范围.
    3.(2023·四川自贡·四川省荣县中学校校考模拟预测)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“3V、0.75W”字样,滑动变阻器R1的最大电阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0-0.6A,电压表的量程为0-3V。求:
    (1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
    (2)只闭合开关S和S2,将变阻器R1的滑片P移到中点时,电流表示数为0.15A,则电源电压是多少?
    (3)只闭合开关S、S1和S3,移动变阻器的滑片P,小灯泡L的I-U关系如图乙所示,在保证各电路元件安全的情况下,滑动变阻器R1允许接入电路的阻值变化范围是多少?
    4.(2023春·湖南长沙·九年级长沙市南雅中学校考阶段练习)如图所示,电源电压恒为9V,R2=50Ω,滑动变阻器R3最大阻值为12Ω。当滑动变阻器R3的滑片调至最右端,S1、S4闭合,S2、S3断开时,电流表A1的示数为1.8A,求:
    (1)R1的阻值为多少;
    (2)S1、S2、S3、S4闭合时,当滑动变阻器的滑片位于中点时,电流表A的示数为多少;
    (3)若用电阻箱R替换电压表V1,电压表V2所选量程为0~3V,电流表A、A1所选量程均为0~0.6A,当电阻箱调到某一阻值R0,滑动变阻器的滑片P移到合适位置以保证电路安全,闭合开关S4,断开开关S1、S2、S3,移动滑动变阻器的滑片,使电流表和电压表均能达到最大值,则电阻箱的最大值和最小值分别是多少?
    5.(2023·四川雅安·雅安中学校考一模)如图所示,电源电压U=5V,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,电压表的量程为3V,电流表的量程为0.6A。
    (1)开关S1、S2、S3均闭合时,求电路消耗的总功率;
    (2)S1闭合,S2、S3断开,为保证电路元件安全,求滑动变阻器R能接入电路的阻值范围。
    6.(2023春·江西抚州·九年级金溪一中校考阶段练习)如图所示电路,电源电压恒为10V,灯泡L标有“4V 1.6W”,滑动变阻器R标有“1A”,电流表A1和A2的量程均为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,不计温度对灯泡电阻的影响。只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;闭合所有开关,将滑动变阻器滑片滑到最左端,此时电流表A2示数为0.5A.求:
    (1)R0的阻值;
    (2)滑动变阻器R的最大阻值;
    (3)改变开关状态,在电路安全的情况下,通电1分钟整个电路消耗的最大电能是多少J?
    7.(2023·江西吉安·吉安县立中学校考模拟预测)如图所示,电源两端电压保持不变。小灯泡L标有“6V 3W”字样,当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到B端时,电流表示数为0.2A;当开关S1断开、S2闭合时,小灯泡正常发光,电压表V2的示数为8V。假设小灯泡阻值不变,在电路安全工作的情况下:
    (1)求电源电压、R1阻值和滑动变阻器的最大阻值;
    (2)当开关S1断开、S2闭合时,求电路中在10s内产生的热量;
    (3)当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器消耗的功率为4W,求滑动变阻器连入电路的电阻。
    8.(2023·安徽合肥·合肥市第四十八中学校考一模)如图甲所示电路中,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器。在滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,滑动变阻器消耗的电功率随电流的变化关系如图乙所示。求:
    (1)滑动变阻器的最大阻值;
    (2)电源电压;
    (3)R0消耗的最大功率。
    9.(2023春·江苏连云港·九年级连云港市新海实验中学校考阶段练习)在实际生活中电池本身是有电阻的,因此,实际的电池可以等效为一个没有电阻的理想电池和一个阻值一定的电阻串联而成。在如图甲所示电路中,电源由几个相同的铅蓄电池组成(每节电压为2V)。合上开关S,变阻器的滑片从A端滑到B 端的过程中,电路中的一些物理量的变化,如图乙、丙、丁所示:图乙表示电压表示数与电流表示数的关系;图丙表示滑动变阻器的功率跟电压表示数的关系;图丁表示铅蓄电池输出电能的效率 η(注意η=W输出/W总。)与变阻器接入电路电阻大小的关系,b 点时 η 最大。不计电表、导线对电路的影响,求:
    (1)电路中的最大电流;
    (2)当变阻器消耗功率最大时,此时变阻器接入电路的阻值;
    (3)铅蓄电池的节数;
    (4)每节铅蓄电池的阻值;
    (5)变阻器的最大阻值。
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