专题04 动态电路的分析与计算专项培优（竞赛精练）-2024-2025学年初中物理竞赛能力培优精练（九年级）+习题+答案

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一、单选题
1．如图所示，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A的示数变大
B．电压表V1的示数变小
C．电压表V1的示数的变化量与电流表A的示数的变化量的比值：保持不变
D．电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变大
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、串联电路的电阻与电压的比值关系及计算、电路的动态分析
【详解】由电路图可知，R1与R2、滑动变阻器串联，电压表V1测R1和变阻器两端的电压之和，电压表V2测R1与R2两端的电压之和，电流表测电路中的电流。
A．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由可得，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，故A错误；
B．电压表V1测R1和变阻器两端的电压之和，由U=IR可知，滑片P向右滑动时，R1和R2两端的电压均变小，但滑动变阻器的电阻变大，所以，电压表V1的示数变大，故B错误；
C．因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V1示数变化量
即值
其比值不变，故C正确；
D．设滑片移动前后，电路中的电流分别为I1、I2，电压表V2示数变化量
即值
其比值不变，故D错误；
故选C。
2．如图所示的电路中，电源电压不变，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合开关S后，在滑片P从图示位置向左端移动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表V的示数减小
B．电流表的示数不变，电流表的示数减小
C．电路的总功率变小
D．电流表的示数与电流表的示数的差值变大
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、并联电路的电流规律
【详解】A．由电路图可知，R1与R2并联，电流表A2测R1支路的电流，电流表A1测干路的电流，电压表V测电源两端的电压；因电源电压不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A错误；
B．因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R1的电流不变，即电流表A2的示数不变；在滑片P向左端移动的过程中，接入电路中的电阻变大，由可知，通过R2的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A1的示数变小，故B错误；
C．由B可知，电源电压不变，总电流减小，根据P=UI可知，电路总功率变小，故C正确；
D．电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值等于通过滑动变阻器的电流，所以电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值变小，故D错误。
故选C。
3．图中甲、图乙所示电路中，为定值电阻，滑动变阻器连入电路的阻值和接入电路的电阻丝的长度成正比。当滑片移动时，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中电表示数随滑片左移长度增大而增大，二者成正比
B．图乙中电表示数随滑片右移长度增大而减小，二者成反比
C．图甲中，电路消耗的总功率和电表示数之间是一次函数关系
D．图乙中，消耗的电功率和电表示数之间是二次函数关系
【答案】D
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、欧姆定律的简单计算
【详解】A．分析图甲可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑片左移长度增大时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由可知，电路中的电流变小，定值电阻两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大，但电压表示数增大的倍数与滑片左移长度增大的倍数不成正比，故A错误；
B．分析图乙可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电流表测量电路的电流，因串联电路中电流处处相等，所以，当滑片右移长度增大时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=UR可知，电路中的电流变小，没有控制滑动变阻器两端的电压一定，所以电流与滑动变阻器的电阻不成反比关系，故B错误；
C．由P=UI可知，电路消耗的总功率随电流的减小而减小，但总功率与电压表示数不成正比，即电路消耗的总功率和电表示数之间不是一次函数关系，故C错误；
D．串联电路的电流
串联电路中电流表的示数随滑动变阻器电阻R的变化而变化，设电流表的示数为I，则R0消耗的电功率
所以图乙中，R0消耗的电功率和电表示数之间是二次函数关系。
故选D。
4．如图所示为一款电子拉力器的简化工作原理图，显示拉力大小的仪表由电流表改装而成。拉环不受拉力时，弹簧伸长量为零，滑片位于均匀电阻丝a端；弹簧在弹性限度内的最大伸长量Lm=10cm，此时滑片位于均匀电阻丝b端，弹簧每伸长1cm需要100N的拉力，电源电压U=6V，R0为15Ω的保护电阻，电阻丝最大阻值为20Ω。已知弹簧电阻为零，弹簧与拉环之间为绝缘细杆，电流表的量程为0~0.6A。下列说法中正确的是（ ）
A．电路中的最大电流为0.6A
B．拉环所受拉力为零时，电流表的示数为0.4A
C．当电流表的示数为0.2A时，拉环所受拉力为250N
D．显示拉力大小的仪表的刻度线分布均匀
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、欧姆定律的简单计算
【详解】A．根据题意可知，两电阻串联，电流表测的是电路电流，当电阻丝接入电路的电阻为零时，电路的总电阻最小，电流最大，为
故A错误；
B．拉环所受拉力为零时，电阻丝接入电路的电阻为20Ω，根据串联电路特点和欧姆定律可得，此时的电路电流为
即为此时的电流表的示数，故B错误；
C．当电流表的示数为0.2A时，根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻为
根据串联电路的特点可得，此时电阻丝接入电路的电阻为
根据题意可得，此时电阻丝接入电路的长度为
即为此时弹簧的伸长量，因为弹簧每伸长1cm需要100N的拉力，所以，当电流表的示数为0.2A时，拉环所受拉力为
故C正确；
D．由C分析可知，拉环所受拉力与电路电流的关系为
可知拉环上拉力F与电路中的电流I不成正比关系，所以表盘刻度不均匀。
故D错误。
故选C。
5．如图所示，滑动变阻器R的总电阻为60欧，定值电阻R0=60欧，电源电压18伏。断开电键K，移动滑动片P使电压表的示数为9伏，然后闭合电键K，则通过R0的电流为（ ）
A．0.12安B．0.15安C．0.24安D．0.45安
【答案】A
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、欧姆定律的简单计算
【详解】电源电压为18V，当K断开时，滑动变阻器全部电阻接入电路，电压表测量滑动变阻器滑片以下部分电阻的电压，电压表的示数为9V，根据串联电路分压规律，此时滑片以下部分电阻为滑动变阻器总电阻的一半，为30Ω，当K闭合后，R0与滑动变阻器滑片以下部分电阻并联，再与滑动变阻器滑片以上部分串联。此时电路中的总电阻为
电路中的总电流为
R0两端的电压为
通过R0的电流为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．如图所示，电源电压不变，滑动触片P向右移动时，两电流表的读数都要发生变化。当P移动到某一位置时，电流表A1的读数增加了0.5安培，则关于电流表A的变化的判断正确的是（ ）
A．读数增加，增加的数值大于0.5安培
B．读数增加，增加的数值等于0.5安培
C．读数增加，增加的数值小于0.5安培
D．读数减小，减小的数值小于0.5安培
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、欧姆定律的简单计算、并联电路的电流规律、判断电流表测量的对象
【详解】分析电路图可知，R1与R2并联后再与R3串联，电流表A1测R1的电流，电流表A测R1与R2并联的总电流，当滑片右移时，R1接入电路中的电阻变小，R1与R2并联部分电路的电阻会变小，导致整个电路的总电阻变小，电源电压一定时，则电路中的总电流会变大，即电流表A的示数会变大。又由于滑片右移时，R1与R2并联部分电路的电阻会变小，根据串联电路的分压规律，则R1与R2并联部分电路的电压会变小，在R2阻值不变时，通过R2的电流会变小，即通过R1的电流会变大，通过R2的电流会变小，电流表A的示数会变大，则电流表A增大的示数等于R1增大的电流减去R2减小的电流，即有
由于，，所以有。故ABD错误，C正确。
故选C。
7．如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程“0～3V”，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，小灯泡（灯丝电阻不变）标有“2.5V 0.5A”。在保证电路安全的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列选项中不正确的是（ ）
A．电流表的示数变化范围是0.24～0.5A
B．电压表的示数变化范围是1.2～3V
C．滑动变阻器连入电路阻值范围是7～20Ω
D．滑动变阻器两端最大电压为4.8V
【答案】B
【知识点】含有变阻器电路的动态计算
【详解】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡L两端的电压。
A．灯丝电阻不变，由可得灯泡的电阻
灯泡正常发光时的电流为0.5A，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，即电流表的示数最小，则
因串联电路中各处的电流相等，且电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，小灯泡L的额定电流为0.5A，所以，电路中电流表的最大电流I大＝0.5A，则电流表的示数变化范围是0.24A～0.5A，故A正确，不符合题意；
B．当电路中的电流为0.5A时，灯泡正常发光，此时灯泡两端的电压为2.5V，即电压表的最大示数为2.5V，当电路中的电流最小时，灯泡两端的电压最小，即电压表的最小示数
所以，电压表的示数变化范围是1.2V～2.5V，故B错误，符合题意；
C．当电路中的电流最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路的总电阻
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器接入电路中的最小阻值
所以，滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7Ω～20Ω，故C正确，不符合题意；
D．根据串联电路的分压规律可知，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，其分担的电压最大，最大电压为
故D正确，不符合题意。
故选B。
8．如图所示电路，R1是不为零的定值电阻，R2是滑动变阻器。电源电压恒定，开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是（ ）
A．只闭合S1和S2向右移动R2的滑片，电流表读数减小，电压表读数变大
B．只闭合S2，向左移动R2的滑片，电流表读数减小，电压表读数减小
C．只闭合S1和S3，电流表读数为I1；只闭合S2，电流表读数为I2，则I1