陕西省2024年物理中考热点备考重难专题：动态电路分析（课后练习）

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类型1 滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析
如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P从右向左移动时，试判断电路中各物理量的变化情况.
第一步 判断电路中各元件的连接情况：R1与R2____联.
第二步 判断电表的测量对象：测量通过____的电流；测量____两端的电压；测___两端的电压.
第三步 判断滑片移动时相关物理量的变化情况(选填“增大”“减小”或“不变”)：
(1)电阻变化：R2接入电路中的阻值____， 电路中的总电阻____；
(2)电流变化：由欧姆定律可知，电路中的电流____，的示数____；
(3)电压变化：由欧姆定律得U＝IR，可知R1两端电压___；电源电压不变，故R2两端的电压____；的示数____；的示数____；
(4)电功率变化：由电功率的表达式P＝UI＝可知：R1消耗的电功率____，电路消耗的总功率____；
(5)与的示数的比值____．与示数的差值____. 示数变化量 ΔU1与示数变化量ΔU2的关系是ΔU1____ΔU2 (选填“>”“<”或“=”).
类型2 开关通断引起的动态电路分析
如图所示电路，电源电压为U且保持不变，若只闭合开关S2，再只闭合开关S1，S3，回答以下问题：
(1)只闭合开关S2时：
①第一步 确定开关闭合后电路的连接情况：
R1与R2____联，测量通过____的电流，测量____两端的电压；
②第二步 分析电表示数：示数____，示数____，电路消耗总功率____.
(2)只闭合开关S1，S3，断开开关S2时：
①第一步 确定开关闭合后电路的连接情况：
R1与R2____联，测量通过____的电流，测量____两端的电压；
②第二步 分析电表示数：示数____，示数____；电路消耗总功率____.
③第三步 分析物理量的变化：
示数____，示数____，电路消耗总功率____．与的比值：____.
(3)若在如图所示电路中，电阻 R1 = 20 Ω， R2= 10Ω，电源电压为6V且保持不变.
①当闭合开关S1、S3，断开开关 S2 时，的示数为____ A，则的示数为____V；
②当闭合开关S2，断开开关S1、S3时，的示数为____V，电路消耗的总功率为____ W.
类型3 敏感电阻类的动态电路分析
为了更好地保障人民的生命财产安全，很多公共场所都安装有火警报警器. 简化电路如图所示，R1为定值电阻，R2是阻值随着环境温度的升高而减小的热敏电阻. 闭合开关，当温度升高时， 判断电路中电流、电压、电功率的变化
第一步 确定电路的连接情况：
R1与R2____联，测量____的电流，测量____两端的电压.
第二步 判断电路中的物理量变化：
(1)判断电阻：热敏电阻R2的阻值____，电路的总电阻____；
(2)判断电流：由欧姆定律可知，电路中的电流____，的示数____；
(3)判断电压：由欧姆定律得U＝IR，可知定值电阻R1两端电压____，电源电压不变，故热敏电阻R2两端的电压____；的示数____；
(4)判断电功率：由电功率的表达式为P＝UI电路消耗的总功率____；图中定值电阻R1的作用是________________________.
实战演练
1.(2022陕西预测卷) “蔬菜温室大棚种出了农民脱贫新希望”．如图甲所示是某校创新学习小组为温室大棚设计的温度监测仪的电路原理图. 其中的一个电表显示温度，电源电压恒为6 V，R滑为滑动变阻器，热敏电阻R作为温度监测仪的测温探头，其阻值随温度t的变化关系如图乙所示，闭合开关S后，把R放入0 ℃的环境中，调节滑片使电流表指针满偏(即为0.6 A), 然后保持R滑接入电路的阻值不变．下列说法正确的是( )
甲 乙
A. 用电流表显示温室大棚内的温度较合适
B. 温室大棚内的温度越低，电流表的示数越小
C. 当温室大棚内的温度为25 ℃时，电路中的电流为0.4 A
D. 当电压表的示数为2 V时，电路消耗的总功率为2 W
E. 若想增大温度监测仪的监控范围，可增大电源电压
2. 小灯泡和定值电阻的I－U图像如图甲所示，将小灯泡与定值电阻R并联在恒压电源两端，如图乙所示，只闭合开关S1，电流表的示数为0.2 A；再闭合开关S2后，下列说法正确的是( )

A. 电源电压为4 V
B. 此时小灯泡的电阻为2.5 Ω
C. 此时电流表的示数为0.6 A
D. 此时电路消耗的总功率为1.6 W
E. 与的比值增大
3.(2022陕西22题)物理科技小组在课外制作活动中，把一废旧电饭锅改造成一个由一根电热丝和两个开关组成的简易电饭锅．接通电源，手动开关闭合，电热丝工作，当锅内温度达到103 ℃时，手动开关自动断开，且无法自动闭合；接通电源，温控开关在锅内温度低于60 ℃时自动闭合，电热丝工作，锅内温度高于85 ℃时，温控开关自动断开．通过两个开关的通断，可实现加热和保温两种功能．根据以上描述，下列判断正确的是( )
A. 接通电源，闭合手动开关，电热丝才能开始工作
B. 当手动开关自动断开时，简易电饭锅马上进入保温状态
C. 简易电饭锅加热时的功率大于保温时的功率
D. 锅内温度由103 ℃降至60 ℃过程中，电热丝不工作
4. (2023中考物理压轴题)如图所示，是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图，绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降，通过水位计(电表改装)显示的数据来反映水位升降情况．水位最低时，滑杆P位于R的a端处．L是一个指示灯(灯丝电阻不变)，电路各部分接触良好，不计导线电阻．下列判断正确的是( )
A. 水位计是用电流表改装成的
B. 当水位不变时，指示灯不亮
C. 当指示灯变暗时，则表示水位上升
D. 当水位计示数为零时，电路中电流为零
【补充设问】
如图所示，若水位计的示数变大时，指示灯的实际功率________(选填“变大”“变小”或“不变”).小明将水位计改为并联在指示灯L两端，则水位最低时对应的是水位计的________(选填“零刻度”或“最大刻度”).
参考答案
典例精讲
类型1 滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析
串 电路 电源(或R1和R2) R2 (1)减小 减小 (2)增大 增大 (3)增大 减小 减小 不变 (4)增大 增大 (5)减小 增大 <
类型2 开关通断引起的动态电路分析
(1)①
串 电路 R2 ②eq \f(U,R1+R2) eq \f(R2,R1+R2)U eq \f(U2,R1+R2)
(2)①
并 R2 电源(或R1或R2)
②eq \f(U,R2) U eq \f(R1+R2,R1R2)U2 ③增大 增大 增大 不变
(3)①
0.6 6
②
2 1.2
类型3 敏感电阻类的动态电路分析
串 电路 R2
(1)减小 减小
(2)增大 增大
(3)增大 减小 减小
(4)增大 保护电路
实战演练
1.C
【解析】A：由图乙可知，t↑→R↑。R滑与R串联，R↑→R总↑，根据欧姆定律I＝ eq \f(U,R) 可知I↓→U滑↓→UR↑，即温度↑→UR↑→示数↑，因此用电压表显示温室大棚的温度较合适，A错误；
B：由图乙可知，温度↓→R↓→R总↓→示数↑，B错误；
C：由图乙可知，当温室大棚内的温度为0 ℃时，R=2 Ω，I=0.6 A，R总＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(6 V,0.6 A) ＝10 Ω，R滑＝R总－R＝10 Ω－2 Ω＝8 Ω；当温室大棚内的温度为25 ℃时，R=7 Ω，I′＝ eq \f(U,R滑＋R′) ＝ eq \f(6 V,8 Ω＋7 Ω) ＝0.4 A，C正确；
D：当示数为2 V时，U滑＝U－U1＝6 V－2 V＝4 V，I＝ eq \f(U滑,R滑) ＝ eq \f(4 V,8 Ω) ＝0.5 A，P＝UI＝6 V×0.5 A＝3 W，D错误.
E：电源电压增大，当测量温度相同时，电压表的示数增大，此时对应的测量范围减小，E错误．
2. D
【解析】A：由图甲可知，R的I－U图像是正比例函数,根据欧姆定律R＝ eq \f(U,I) 可知，R是定值电阻，R＝ eq \f(U,I) ＝ eq \f(4 V,0.4 A) ＝10 Ω；只闭合开关S1时，只有电阻R接入电路，此时电源电压U0＝I0R＝0.2 A×10 Ω＝2 V，A错误；
B：由图甲可知，当小灯泡两端的电压为2 V时，对应的电流为0.6 A，则此时小灯泡的电阻RL＝ eq \f(U′,I′) ＝ eq \f(2 V,0.6 A) ≈3.3 Ω，B错误；
C：电流表接在干路中，此时的示数I″＝I0＋I′＝0.2 A＋0.6 A＝0.8 A，C错误；
D：此时电路消耗的总功率P＝U0I″＝2 V×0.8 A＝1.6 W，D正确．
E：只闭合开关S1时，/→R，再闭合开关S2后，/→eq \f(RRL,R+RL)，R>eq \f(RRL,R+RL)，所以/的比值减小，E错误
3.D
【解析】A：手动开关：t≥103 ℃自动断开而且无法自动闭合；温控开关：t<60 ℃以下闭合、t>85 ℃断开．显然电饭锅不可能到85 ℃后就不再加热，所以两个开关应该是并联在一起控制电热丝的．在接通电源后，t<60 ℃，温控开关就会自动闭合，电热丝就能工作，A错误；
B：温控开关：t>85 ℃时断开；手动开关：t≥103 ℃时断开，此时两个开关都断开，所以电路断路，简易电饭锅停止加热，B错误；
C：简易电饭锅只有一个加热电热丝，只有一个电功率，加热和保温电功率相等，C错误；
D：t≥103 ℃时，手动开关断开，在这之前温控开关也已经断开，电热丝不工作，你知道什么时候开始电热丝重新开始工作吗？当t<60 ℃时，温控开关再次闭合，电热丝才工作，D正确．故选D.
4. C
【解析】A：分析电路图，水位计与滑动变阻器R并联，与电阻并联且能正常工作的电表是电压表，A错误；
B：当水位不变时，电路处于通路状态，指示灯发光，B错误；
C：当水位下降时，浮子带动滑片下移，R滑↓，R总↓，由I＝ eq \f(U,R) 可知，I↑，指示灯的亮暗取决于实际功率的大小，由P＝I2R可知，I↑，P实↑，指示灯变亮，反之，水位上升时，指示灯变暗，C正确；
D：水位计的示数为零时，说明水位计被短路，R接入电路的阻值为零，滑片应在R的a端，此时电路为指示灯的简单电路，电路中的电流最大，电流不为零，D错误．
【补充设问】变小 最大刻度
水位计的示数变大，即UR↑，UL↓，RL不变，由P＝ eq \f(U2,R) 可知，PL↓，将水位计改为并联在L两端，相当于电压表测指示灯L两端电压。水位最低，P位于R的a端处时，R滑=0，UL等于电源电压，即水位最低时对应的是水位计的最大刻度．