初中物理教科版九年级上册2 电路复习ppt课件

这是一份初中物理教科版九年级上册2 电路复习ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了电路安全问题，参考答案C，先增大后减小等内容，欢迎下载使用。
动态电路总体上有变阻型（包括变阻器和敏感元件）和开关型两大类，题型主要有选择题、填空题与计算题。这类问题有时是关于欧姆定律的计算，难度适中；有时是电功、电功率和电热的综合计算，或与图像结合，综合考查实际应用与计算，难度较大。
（4）根据电路的动态变化分析极值问题。（5）涉及电路安全的，要由相关元件的规格确定电路中的极值或取值范围。
类型1 滑动变阻器类动态电路解题要领：1.确定电路是串联还是并联，明确电流表和电压表所测的电路或元件，确定电流和电压关系，写出相应的关系式。2.将两组动态数值代入关系式，建立方程组，解方程组可得相关待求量。3.涉及多量程电表的，要注意根据电路特点分析确定所选量程，必要时还须考虑电路安全问题。
分别将U1=2.5 V、I1=0.3 A和U2=5 V、I2= 0.15 A两组数据代入电流和电压关系式可得U总= 2.5 V＋ 0.3 A× R1①，U总= 5 V+0.15 A×R1②，联立①②可解得U总=7.5 V。
例2（2021·湖南湘西州）如图32-2所示，电源电压为9 V，小灯泡标有“3 V 1.5 W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器标有 “30 Ω 1 A”，电流表量程为0~ 0.6 A。在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率为________W，滑动变阻器两端的最大电压为________V。
【题后总结】由于各元件的额定电流或额定电压一般不同，在分析电路安全问题时必须考虑周全。串联电路中允许通过的电流最大值取所有元件中额定电流的最小值。其他极值问题要结合电路特点和元件的规格进行分析。
类型2 多开关类动态电路解题要领：关于多开关类动态电路问题，要明确在各开关不同开闭状态下的电路结构，对电路连接较复杂的情况，要画出等效电路。
例3（2020·江苏连云港）连云港兴起的“厕所革命”极大地提升了市民的生活品质。为解决冬天如厕时马桶座冰冷的问题，某兴趣小组为一公厕设计了简易电热马桶座，其电路如图32-3所示，定值电阻R1和R2为两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。已知电阻R2=550 Ω，所加电源电压为220 V。当S1闭合，S2接a时，电路发热的功率为22 W。（1）求R1的阻值。（2）分别求出S1断开、S2接a和S1闭合、S2接b两种情况下电路的发热功率。（3）请你指出该电路存在的不足。
（3）当S1断开、S2接a时，电路消耗的功率为17.6W，该挡位电路消耗的功率与另一挡位消耗的功率（22W）相差不大，没有实际意义。建议根据需要改变R1和R2的阻值，使三个挡位电路的功率适当拉开差距。
类型3 滑动变阻器与多开关结合类动态电路解题要领：1.明确在各开关不同状态下的电路连接情况，确定各元件的工作状态和相关电学规律。2.分析相应电路中滑动变阻器的滑片移动时连入电路的电阻变化情况，或根据相应状态的数值进行计算。3.已知元件额定值时必须考虑电路安全问题，进而确定相应的极值。
例4（2021·广西百色）在图32-4所示的电路中，电源电压恒为 4.5 V，灯泡L上标有 “3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“15 Ω 1 A”字样，定值电阻R1的阻值为10 Ω，电流表的量程为0~3 A，电压表的量程为0~3 V，不计温度对灯丝电阻的影响。
（1）求灯泡正常工作时的电阻。（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开，滑动变阻器R2的滑片处于最右端时，电流表的示数为多大？电路的总功率为多大？（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，求滑动变阻器R2的取值范围。
【题后总结】对较复杂的电路，可用“去表法”分析电路连接情况，即分析电路结构时将电压表视为断路，将电流表视为导线。
类型4 敏感元件类动态电路解题要领：1.明确敏感元件特性曲线的含义，确定敏感元件的电阻随其相关因素的变化情况。2.分析确定电路连接情况，明确各电表所测的元件，根据电路的规律写出相应的表达式。
例5（2021·云南）交通安全要求广大司机“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾驶存在许多安全隐患。某科技兴趣小组设计了一种简易的酒精检测仪，其电路原理如图32-5甲所示。电源电压为 12 V，R1是气敏电阻，其阻值随呼气酒精浓度K的变化关系如图32-5乙所示，R2为滑动变阻器。检测前对检测仪进行“调零”，即调节滑动变阻器使电流表的示数为0.1 A，调零后变阻器滑片位置保持不变。查阅到相关资料如下表所示。
（1）求“调零”后变阻器R2接入电路的阻值；（2）检测前R2工作10 s消耗的电能；（3）对某司机进行检测时，电流表示数为 0.16 A，依据信息窗资料，通过计算判断该司机属于非酒驾、酒驾还是醉驾。
类型5 图像综合类动态电路解题要领：1.解决图像综合类动态电路问题，首先要弄清电路连接情况，明确图像相关变量的关系，写出变量间的关系式，然后根据电路特点分析求解。 2.熟练掌握正比例函数、反比例函数和一次函数的表达式及其图像，解题时可根据图像特点写出相应的函数关系式，进而求解相关问题。
例6（2022·江苏苏州）图32-6甲是汽车的一种自动测量油箱内油量的简易装置，R是阻值均匀的变阻器，它的滑片连在杠杆的一端，当油箱内油面发生变化时，浮标通过杠杆使滑片P在电阻R上滑动，引起油量表的指针偏转。油量表实际上是一个有“0~0.6 A”和“0~3 A”两个量程的电流表，电源电压为12 V且保持不变，R0=10 Ω。
当长方体油箱中有55 L汽油时，油量表的指针满偏，此时R0两端的电压为6 V；当油箱中的汽油还有5 L时，滑片P刚好在R的中点，油量表的示数如图32-6乙所示，此时报警电路（图中未画出）开始自动报警，提醒司机尽快加油。油箱中汽油的体积V和变阻器接入电路的电阻R的关系如图32-6丙所示。问：
（1）油箱装满汽油时R0消耗的电功率是多少？（2）变阻器R的总电阻是多少？（3）当油量表的示数为0.4 A时，油箱里还有多少升汽油？
(3)由图像可知R与V的关系为一次函数关系，设其关系式为V=kR＋b将图像中的点的坐标(10 Ω，55 L)和(110 Ω，5 L)代入得 55 L=10 Ω×k＋b5 L=110 Ω×k +b解得k=－0.5 L/Ω，b=60 LV与R的关系式为V=(–0.5 L/Ω)·R+60 L
【题后总结】解本题的关键有两点：①确定电流表的量程；②根据图像写出V与R的关系式。在进行有关图像的计算时，最好先确定相关物理量的关系式。
类型6 用电设备类动态电路解题要领：一般家庭用电设备的工作电压为220 V。用电设备一般有多个挡位，多数与多开关问题或敏感元件相关，其工作电压通常有额定值，要注意相关挡位与电路状态的对应性，并结合图表信息分析求解。
例7（2022·四川自贡）特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105 kW ，输电电压为1 100 kV，经变压器降至220 V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“ 220 V 2 200 W”的即热式水龙头，其电阻为R0，他发现冬天使用时水温较低，春、秋两季使用时水温较高，于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯（指示灯电阻不计）改装了电路（如图32-7所示），开关S1可以同时与a 、b相连或只与c相连，使其有高温和低温两挡。
（1）求通过特高压输电线的电流；（2）改装前，水龙头的热效率为90%，求正常加热1 min提供的热量；（3）改装后，水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4∶1，求高温挡的电功率。
【题后总结】 判断低温挡和高温挡的依据：大功率（总电流较大）对应高温挡，小功率（总电流较小）对应低温挡。
A组1.（2020·四川遂宁）图B31-1甲是小明设计的自主探究实验电路，灯泡L在安全范围内的伏安特性曲线如图B32-1乙所示，电源电压恒为4.5 V，滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω，电流表量程为0~0.6 A，电压表量为0~3 V。下列是小明对此电路通过计算分析作出的几个判断，其中正确的是 （ ）
类型1 滑动变阻器类动态电路
A.变阻器滑片右移时电流表示数变大，电压表示数变大，灯泡亮度变亮B.变阻器滑片右移时电流表示数变小，电压表示数变小，灯泡亮度变暗C.为保证电路各元件安全，滑动变阻器的阻值只能在5~10 Ω之间调节D.在安全调节过程中滑动变阻器消耗的最小电功率是0.9 W
【解析】由电路图知，滑动变阻器与灯串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路的电流，滑动变阻器滑片右移时，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，电流表示数变大；根据U＝IR知，灯两端的电压变大，根据P＝UI知，灯的功率变大，灯变亮；由串联电路电压的规律知，电压表示数变小，故选项A、B错误。R的最大阻值为 20 Ω，电流表量程为 0~0.6 A，由图像知，通过灯的最大电流为 0.4 A，故电路的最大电流为I1＝ 0.4 A，此时灯两端的电压为U1＝2.5 V，由串联电路的规律及欧姆定律
2.（2020·湖南衡阳·改编）在如图B32-2所示电路中，电源电压恒为6 V，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～15 V，滑动变阻器R2规格为 “50 Ω 0.5 A”。当滑片P在中点时，电流表示数为0.2 A，电压表示数为5 V。下列说法正确的有 （ ）A.定值电阻R1为10 ΩB.如果出现电压表示数为6 V，可能是R1断路C.滑动变阻器阻值可调节范围为7～50 ΩD.R2的功率占电路总功率的比值最小时，电流表示数为0.6 A
当电压表示数是6 V时，未出现断路，定值电阻两端电压是0 V，说明定值电阻短路，故选项B错误。滑动变阻器允许通过的最大电流是0.5 A，电流表量程是 0～0.6 A，可以判断电路最大电流是0.5 A。所以定值电阻两端的最大电压为U1′＝I′R1＝0.5 A×5 Ω＝2.5 V滑动变阻器两端电压为U2′=U－U1′=6 V－2.5 V=3.5 V
3.（2019·广西百色）如图B32-3所示的电路，电源电压恒定，闭合开关，当变阻器滑片P往左滑动时，灯泡L的亮度变_______；调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中，电压表V1的变化范围为2.5~4.5 V，电压表V2的变化范围为2~ 0 V，电流表的变化范围为0.1~0.16 A，则变阻器的最大阻值是_______Ω。
4.（2019·贵州六盘水）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图B32-4所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10 Ω，学生电源提供的电压为12 V且保持不变，R1、R2电阻保持不变。（1）S1闭合且S2接a时，电路的总功率为 21.6 W。①此时R1与R2_______联；②求电路中总电流和R2阻值。（2）开关S1断开且开关S2接b时，求10 s内电流通过整个电路做的功。
类型2 多开关类动态电路
5.（2019·湖南衡阳）在如图B32-5所示电路中，电源电压保持不变，R1＝30 Ω，R2＝10 Ω。当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4 A。（1）求电源电压；（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的 示数；（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100 s，求整个电路消耗的电能。
（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，通过R1、R2的电流不变，则干路电流为I＝I1＋I2=0.4 A＋1.2 A=1.6 A通电100 s 整个电路消耗的电能为W＝UIt=12 V×1.6 A×100 s=1 920 J
6.（2021·湖北随州）在如图B32-6所示电路中，电源电压恒为4.5 V，灯泡L上标有“ 3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R2上标有“15 Ω 1 A”字样，定值电阻R1阻值为10 Ω，电流表量程为0~3 A，电压表量程为0~3 V，不计温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常工作时电阻；（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，电路最小总功率；（3）当开关S、S3闭合，S1、S2断开时，在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻器R2的取值范围。
类型3 滑动变阻器与多开关结合类动态电路
7.（2019·内蒙古呼和浩特）如图B32-7所示，灯泡上标有“9 V 5.4 W”的字样（假设灯丝电阻不变），只闭合S1，当滑动变阻器滑动到某处时，电流表A2读数为0.2 A，电压表V读数为9 V；两个开关全部闭合，当滑动变阻器的滑片滑动到最左端时，灯泡恰好正常发光，电流表A2读数为1.0 A。求：（1）只闭合S1，电流表A2读数为0.2 A时，滑动变阻器接入电路的电阻值；（2）电阻R1的电阻值；（3）滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，滑动变阻器的最大功率。
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻值为R＝R总－RL＝45 Ω－15 Ω=30 Ω
8.（2019·山东威海）图B32-8甲是某新型电饭锅的简化电路图。R0为15 Ω的定值电阻，其阻值不受温度影响。Rt是热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图B32-8乙所示。由图像可知，当Rt的温度从30 ℃升高到130 ℃的过程中，电路总功率的变化规律是______________；当Rt的温度达到100 ℃时，Rt的功率为_______W。
类型4 敏感元件类动态电路
9.（2020·江苏苏州）在如图B32-9所示电路中，电源电压为6 V，灯泡L规格为“6 V 3 W”，其电流与电压的关系如图B32-9乙所示。当S、S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为0.5 A。（1）求灯泡L的额定电流；（2）求定值电阻R1的阻值；（3）断开S1、S3，闭合S、S2，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，此时滑动变阻器接入电路的阻值为多大？
类型5 图像综合类动态电路
（3）断开S1、S3，闭合S、S2时，灯L与滑动变阻器串联，通过的电流相等，调节滑片P，使R2的电功率为灯泡的2倍，由P＝UI 可知，R2两端的电压与灯L两端电压之比为U2∶UL′＝2∶1根据串联电路的电压规律，有U2＋UL′＝6V于是可得 UL′=2V、U2=4V
10.（2022·宁夏）如图B32-10（a）所示电路，电源电压保持不变。小灯泡L标有“4 V 0.5 A”字样，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～3 V，滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω。只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片P，得到电流表与电压表示数关系如图B32-10（b）所示。求：
（1）小灯泡的额定功率；（2）电源电压及定值电阻R2的阻值；（3）只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡L的I-U图像如图B32-10（c）所示，在保证各元件安全工作的情况下，滑动变阻器R1允许的取值范围。
解：（1）小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝4 V×0.5 A＝2 W
（2）只闭合开关S、S1，定值电阻R2和滑动变阻器R1串联，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压为U＝U1＋IR2在图（b）中取两组数据代入上式可得U＝3.0V＋0.2A×R2 ①U＝1.0V+0.4A×R2 ②联立①②解得U＝5V，R2＝10Ω
11.（2019·湖南常德）超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图B32-11甲中虚线框内所示。超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如图B31-11乙所示，限流电阻R2=12 Ω，灯泡L上标有“6 V 3 W”字样。当电源电压为6 V时，灯泡_______（选填“能”或“不能”）正常发光；若电源电压仍为6 V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为_______A。
类型6 用电设备类动态电路
（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅单独工作，用高温挡加热汤液2 min，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作。[电能表的铭牌上标有“3 000 r/（kW·h）”]
串联电路总电阻等于各分电阻之和，则R3的阻值为R3=R－R2=242 Ω－60.5 Ω=181.5 Ω电火锅处于低温挡正常工作时，在1min内产生的热量为Q=W=P低t=200 W×60 s=1.2×104 J
B组13.（2020·浙江舟山）图B32-13甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇（部分参数如下表），该风扇具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。
（1）图B32-13乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内的水位较低时，红灯亮报警，请结合该图说明其工作原理。（2）小风扇在只扇风状态下工作10 min消耗的电能是多少？（3）商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5 h，通过计算判断他们的宣称与实际是否相符。
解：（1）当水位降低到探针以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁弹回，红灯所在电路接通，则红灯亮。（2）小风扇在只扇风时功率为4 W，则工作10 min所消耗的电能为W＝Pt＝4W×600 s＝2 400 J
14.（2020·山东滨州）在如图B32-14所示电路中，电源电压保持4.5 V不变，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～3 V，灯泡L标有“ 3 V 1.5 W”字样，滑动变阻器R标有“20 Ω 1 A”字样。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：（1）灯泡正常工作时的电流和电阻。（2）灯泡正常工作1 min所放出的热量。（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。
15.（2022·湖北汉江）图B32-15甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500 kg）、配重（400 kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图B32-15乙所示，闭合控制开关S1，电梯没有超载时，触点与B接触，
再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流I>0.1 A），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12 V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器R1的阻值与它所受压力F的关系如图B32-15丙所示，当R1受到 2 000 N压力时，R1与定值电阻R2的功率之比为2∶1。
（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为多少？（2）用笔画线代替导线，将图B32-15乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少？（4）若每层楼高度3 m，平均每人重600 N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程作匀速直线运动处理）。
解：（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力大小等于配重的重力为，即F缆绳＝G能m配重g＝400 kg×10 N/kg＝4 000 N（2）如答图B32-1所示
（4）8个人的总重力为G人＝600N×8=4 800N上升的高度为h=3 m×（6–1）=15 m轿厢重为G厢=m厢g=500 kg×10 N/kg=5 000 N配重、轿厢均处于匀直线运动状态，则F缆绳′=m配重g=400 kg×10 N/kg=4 000 N