2024中考物理备考专题 微专题11 三、多状态电路综合计算 (课件)

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多状态电路综合计算(8年6考)1. 如图所示的电路中，灯L上标有“3 V　0.3 A”字样，滑动变阻器铭牌上标有“50 Ω　1 A”字样．设灯丝的阻值不变．(1)将滑动变阻器滑片移到最右端，闭合开关S1、S2、S3，这时电压表示数为9 V，则电源电压是多少？
解：(1)当闭合开关S1、S2、S3时，灯L被短路，电压表测的是滑动变阻器两端电压，也是电源电压，所以电源电压U＝9 V
滑片在最右端，闭合开关S1、S2、S3，只有滑动变阻器连入电路中，电压表测滑动变阻器两端电压，由电压表示数可得电源电压．
(2)闭合开关S1、S2，断开开关S3，移动滑动变阻器的滑片，此时灯L正常发光，则灯L的电阻是多少？
(3)在(2)的基础上，计算滑动变阻器工作10 min消耗的电能是多少？由灯泡规格和I＝ 计算灯泡电阻；S1、S2闭合，断开开关S3，灯泡与滑动变阻器串联，移动滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光，根据串联电路特点和W＝UIt计算滑动变阻器工作10 min消耗的电能．
(3)由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流I滑＝I额＝0.3 A由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压U滑＝U－UL＝9 V－3 V＝6 V滑动变阻器工作10 min消耗的电能W滑＝U滑I滑t＝6 V×0.3 A×10×60 s＝1 080 J
(4)只闭合开关S1，断开开关S2、S3，要保证电路安全工作，则滑动变阻器接入电路阻值的变化范围是多少？只闭合开关S1，断开开关S2、S3，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，由灯泡和滑动变阻器规格确定电路中最大电流，从而计算滑动变阻器接入的最小值．
(5)闭合开关S1、S2，断开开关S3，移动滑动变阻器的滑片P，此时电路消耗的最大功率为P1；闭合开关S1、S2、S3，移动滑动变阻器的滑片P，此时电路消耗的最大功率为P2，求P1∶P2.
(5)闭合开关S1、S2，断开开关S3，移动滑动变阻器的滑片P，此时电路的最大电流为0.3 A，则此时电路消耗的最大功率P1＝UI最大＝9 V×0.3 A＝2.7 W闭合开关S1、S2、S3，移动滑动变阻器的滑片P，此时电路的最大电流为1 A，此时电路消耗的最大功率P2＝UI最大′＝9 V×1 A＝9 WP1∶P2＝2.7 W∶9 W＝3∶10
1. (2023成都B卷5题2分)(双选)如图所示的电路，电源电压U恒定不变，R1＝30 Ω，R2＝20 Ω，滑动变阻器标有“100 Ω　2 A”字样，电压表量程为0～15 V，电流表量程为0～3 A．当滑动变阻器滑片移到最左端，开关S接通触点1时，电流表的示数为0.8 A；当开关S接通触点2，为保障电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值为R′；当改变滑片位置、开关S接不同触点，在保障电路安全的情况下，电路工作的最大电流和最小电流分别为I大和I小.下列计算正确的是(　　)
A. U＝24 VB. R′的范围为0～100 ΩC. I大∶I小＝4∶1D. 电路工作的最小功率P小≈4.4 W
2. (2022成都B卷5题2分)(双选)如图所示电路，电源电压U恒定不变，电流表 量程为0～3 A， 量程为0～0.6 A，电压表 量程为0～3 V或0～15 V.闭合S，断开S1、S2，滑片P移到最左端， 表的示数为0.35 A，R1和R3消耗的电功率之比P1∶P3＝3∶1；滑片P向右移到某一位置的过程中， 表的示数变化了0.3 A， 表的示数变化了3 V．三个开关都闭合时，在确保电路安全的前提下，R2允许接入的最小阻值为R2小，电路消耗的最大电功率为P大.下列结论正确的是(　　)A. R3＝10 ΩB. 电压表选用的量程为0～3 VC. R2小＝40 ΩD. P大＝28 W
解题关键点闭合S，断开S1、S2，滑片P向右移到某一位置的过程中，电流表 的示数变化了0.3 A，电压表的示数变化了3 V．则移动滑片P后，R3两端的电压变化量为ΔU＝I前R3－I后R3＝ΔIR3，所以解得R3的阻值为10 Ω.进而求解出R1的阻值．
3. (2021成都B卷5题2分)(双选)如图所示电路，电源电压U＝18 V，电流表量程(0～3 A)，电压表量程(0～15 V)，定值电阻R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，R3为滑动变阻器．在确保电路安全情况下：当S1断开，S2、S3闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I1，电路总功率为P1；当S2断开，S1、S3闭合，滑片位于b端时，电流表的示数为I2，电压表的示数为U′；当S2、S3断开，S1闭合时，电流表的示数为I3；当开关都闭合，滑片位于a端时，电流表的示数为I4，电路总功率为P2.已知I1∶I2＝4∶1，下列结果正确的是(　　)A. R3的最大阻值为10 Ω或60 ΩB. I4∶I3＝11∶1C. U′＝13.5 VD. P1>P2
解题关键点首先根据开关的通断状态判断电路连接情况、电表的测量对象，画出等效电路图，从I1∶I2＝4∶1入手，列出等式，求出滑动变阻器可能的阻值，再根据电流表的量程判断滑动变阻器的最大阻值，求出每一个过程的电流，再进行判断．
4. (2020成都B卷5题2分)(双选)如图所示电路，电源电压U恒定．当A、B间接入标有“3 V　1.5 W”字样的灯泡L(忽略灯丝电阻变化)，闭合S、S1、S2，断开S3，滑片P移到某一位置时电流表示数为I，再向上移动一段距离，R的阻值变化了5 Ω，电流表示数变化了0.1 A，L恰好正常发光；当A、B间换接为R3，闭合S、S3，断开S1、S2，电压表示数为U2，R1的功率为P1，R2的功率为P2，P1≠P2，电路的总功率为5 W.R1、R2、R3均为定值电阻，每个电阻的阻值只有2 Ω、5 Ω、7 Ω、9 Ω这四种可能．下列结论正确的是(　　)
A. I＝0.4 AB. U＝12 VC. U2可能是2.5 VD. P1可能是2.25 W