2020-2021学年九年级物理21欧姆定律的动态电路分析同步专题剖析含解析新版教科版

《动态电路分析》专题学习教案广西藤县太平镇中学覃杰教学三维目标：（1）知识与技能1.让学生熟练利用欧姆定律的基础上掌握动态电路的分析。

2.滑动变阻器在电路中的应用及电流表和电压表在电路中的动态作用。

（2）过程与方法1.利用例题的讲解让学生加深对电路分析过程的理解2.培养学生的物理思维模式和方法（3）情感、态度和价值观让学生在学习过程中体味克服困难、解决问题的成功喜悦，培养学生的自信心教学重点：电路过程的分析教学难点：范围类问题的理解教学工具：多媒体教学方法：讲授法、动态分析法教学课时：2课时教学过程：引入：播放一段有关舞台灯光效果的视频提问：同学们谁知道这是利用什么原理实现舞台灯光的亮暗变化？从而引出：电路中物理量在不同的时间有所变化，这就是动态电路。

理解动态电路的概念一：动态电路动态电路：指电路中各物理量在不同状态下的变化（主要由开关的断开或闭合、滑动变阻器滑片的调节等因素）的电路。

二：具体问题1.串并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化解题提示：1、明确电路（电压表直接去掉，简化电路）2、看准每个电表分别测的是谁的电压和电流3、先看电阻的变化，再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。

（注意串、并联电路电流、电压关系的运用）一、动态电路的类型。

类型一：滑动变阻器的P的位置的变化引起电路中电流表、电压表示数及两表比值和用电器电功率的变化。

1、串联电路中滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电路的变化。

例3.如图1，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断A表和V表、两表比值的变化。

针对练习：参考上图，在伏安法测电阻的实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器的两端，当滑片P向左移动时，请判断A表和V表的变化及两表比值的变化。

图1 图2 图3例4.如图2，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化，两表比值的变化。

针对练习：如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化，两表比值的变化。

第7讲欧姆定律运用一教学目标1．串并联电路动态分析【串联电路动态分析】1．如图所示,电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表和电压表示数变化，判断正确的是（）A．电流表和电压表的示数都变小B．电流表示数变小，电压表示数变大C．电流表示数变小,电压表示数不变D．电流表示数变大，电压表示数不变【解答】解：如图,∵R1和R2串联，电压表测量R2两端的电压,∴U＝U1+U2；当滑片P向右移动时,滑动变阻器连入的电阻变大，总电阻增大，∵电源电压U保持不变∴由欧姆定律可知，电路中的电流变小,得出电流表的示数变小。

由串联电路的分压关系可知,电阻越大，分压越大,滑动变阻器两端的电压变大，得出电压表的示数变大。

故选：B.【变式练习】1．如图所示,闭合开关S，调节滑动变阻器使灯泡亮度增加的过程中，电压表和电流表示数的变化情况是（）A．电流表A的示数变小 B．电压表V1的示数变大C．电压表V2的示数不变D．电压表V1的示数变小【解答】解：移动滑片，灯泡亮度增加，说明灯泡两端电压变大，电压表V2示数变大，由串联电路特点可知，滑动变阻器电压变小,电压表V1示数变小；灯泡电压变大，电阻不变,由欧姆定律可知，通过灯泡的电流变大,电流表示数变大；故选：D。

2．如图所示电路，当滑动变阻器的滑片由M向N端滑动时，电流表和电压表示数的变化情况是（）A．两表示数都变大B．两表示数都变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大【解答】解：方法①：当滑片向N滑动时,电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定，电流就变大，即电流表示数变大→依据U＝IR,R1的阻值不变，电流变大，所以电压变大，即电压表示数变大。

方法②：当滑片向N滑动时，电阻变小→电路总电阻变小→电源电压一定,电流就变大，即电流表示数变大；R1阻值不变，R2阻值变小,导致R1占总电阻的比例变大→串联电路中按电阻的比例分配电压，所以R1分得的电压变大,即电压表示数变大。

一、初中物理电路类问题1．如图为某均匀金属薄板，现测得接线柱A、B之间的电阻为R．如果将该电阻板均匀分成9块，并挖去其中一小块，则此时A、B之间的电阻变为A．8 9RB．76RC．910RD．67R【答案】B【解析】【详解】如图将电阻板看作三个相同电阻串联而成，分别将1、2、3看作一个电阻，4、5、6看作一个电阻，7、8、9看作一个电阻，则由串联电阻规律可知，每个电阻阻值为13R，每个电阻由三个相同的块并联组成，设每块电阻阻值为R x，则由并联电阻规律可知：111113x x xRR R R=++解得R x=R；则当挖去其中一块后，变为两个阻值为R的电阻并联，整体再与两个阻值为13R的电阻串联，则由串并联电阻规律可知总电阻为：AB11721136R R RR R'=+⨯=+故选B。

2．关于如图所示的课堂小实验，下列说法中正确的是（）A ．甲图是自制的盐水电池，当用电压表测其电压时，锌片是该电池的正极B ．乙图中，同时在冷水和热水中滴一滴红墨水，红墨水在热水中与水混合均匀的时间比在冷水中短，这个现象说明温度越高，分子运动越剧烈C ．丙图中，用绸子摩擦玻璃棒，玻璃棒上的一些电子会转移到绸子上D ．丁图电路中，A ，B 两个接线柱间是一段保险丝，C ，D 两个接线柱间是一段铜丝，向右移动滑动变阻器的滑片，过一会儿发现铜丝先熔断【答案】BC【解析】【分析】本题考查电压表的连接、分子热运动、摩擦起电的实质及保险丝材料的特点。

【详解】A ．由电压表的连接可知，电压表的正接线柱与电源的正极相连，图甲中，与电压表的正接线柱相连的是铜片，且电压表的指针正向偏转，故铜片是电池的正极，故A 不正确；B ．图乙中，热水的温度高，红墨水与水混合均匀的时间短，说明分子在热水中运动得快，故B 正确；C ．用绸子摩擦过的玻璃棒带正电，带正电的原因是玻璃棒失去电子，失去的电子转移绸子身上，故C 正确；D ．由图丁可知，保险丝和铜丝是串联连接的，则通过它们的电流相同，而保险丝的材料特点是电阻较大，熔点较低，根据Q =I 2Rt 得，通电相同时间，保险丝产生的热量比铜丝产生的热量大，所以先熔断的是保险丝，故D 不正确。

一、初中物理欧姆定律问题1．如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示，则A．电源电压为20VB．EF是V1表示数随A表示数变化的图像C．滑动变阻器的最大阻值为10ΩD．整个电路的最大功率为14.4W【答案】D【解析】【详解】AB．由图甲可知，R1与滑动变阻器R2串联，电压表V1测R1两端的电压，电压表V2测R2两端的电压，电流表测串联电路的电流。

滑片P从B端至A端的过程中，R2变小，根据串联分压原理，V2示数变小，又根据串联电路的电压规律，V1示数变大。

因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像，图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像；当滑片P 在A点时，V1示数最大为电源电压，则电源电压U=12V，故AB错误；C．当滑片在B端时，由图乙可知，R2两端电压U2=8V，此时对应的电流I=0.4A，由欧姆定律可得，R2=28V 0.4AUI=20Ω故C错误；D．电源电压一定，当电路中电流最大I=1.2A时，电路的总功率最大P=UI=12V×1.2A=14.4W，故D正确；故选D。

2．如图甲所示的电路，电源电压U＝10V（恒定不变），R2＝8Ω，闭合开关S后，V2表的示数为7V，把甲电路中的两个电压表换成两个电流表，如图乙所示，闭合开关S后，A1表的示数为1.75A，下列说法正确的是（）A ．甲电路中V 1表的示数为3VB ．乙电路中A 2表的示数为2.25AC ．R 1=12ΩD ．乙电路中R 3的电流为0.5A【答案】CD【解析】【详解】 A ．图甲中R 1、R 2和R 3串联，V 1表的测量电阻R 1和R 2的电压，V 2表的测量电阻R 2和R 3的电压，电源电压U ＝10V ，闭合开关S 后，V 2表的示数为7V ，根据串联电路电压规律，R 1两端电压为：10V-7V=3VV 1表的示数肯定大于3V ，故A 错误；BCD ．图乙中三个电阻并联，电流表A 1测量R 2和R 3中的电流，电流表A 2测量R 1和R 2中的电流，通过R 2的电流：I 2=2U R =10V 8Ω=1.25A 通过R 3的电流：I 3=I A1−I 2=1.75A−1.25A=0.5A故D 正确；根据欧姆定律可得，R 3的阻值：R 3=3U I =10V 0.5A=20Ω 图甲中，三个电阻串联，电路中的电流：I =V223U R R +=7V 8Ω20Ω+=0.25A 根据串联电路电压的特点，U 1=U −U V2=10V−7V=3V由I =U R可得，R 1的阻值： R 1=1U I =3V 0.25A=12Ω 故C 正确；图乙中三个电阻并联，电流表A 2测量R 1和R 2中的电流，I A2=I′1+I2=1U R +I2=10V12Ω+1.25A=0.83A+1.25A=2.08A故B错误；3．把标有“6V 3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V 的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变），下列说法正确的是（）A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变小B．电路的总功率最大值为10.8WC．小灯泡的电功率最小值为0.75WD．滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω【答案】ACD【解析】【分析】分析实物图可知：灯泡与滑动变阻器是串联关系；电流表测量串联电路的电流（所选量程为0~0.6A），电压表测量滑动变阻器两端的电压（所选量程为0~15V）。

一、初中物理欧姆定律问题1．两江的物理大组长在测完电阻后， 把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验．图甲中的A 、B 分别为小灯泡和定值电阻的I U -图象， 小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8 V ，下列说法正确的是A ．小灯泡电阻随温度的增大而减小B ．灯泡的实际电功率为0.6 WC ．定值电阻的阻值为0.05ΩD ．定值电阻的电功率为0.8 W【答案】B【解析】【详解】A ．由图甲结合U R I=可知，灯泡两端的电压增大时，灯泡的电阻增大；此时灯泡的实际功率增大，灯丝温度也在升高，由此说明，灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A 错误； B ．灯泡和定值电阻串联，电流相等，电压之和等于电源电压，由图甲知，当电流为0.3A 时，灯泡两端电压为2V ，定值电阻两端电压为6V ，总电压为8V ，则灯泡的实际功率：2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=故B 正确；C ．由B 项数据可知，电阻的阻值：6V 20Ω0.3AR U R I ===， 故C 错误；D ．电阻的实际功率： 6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=，故D 错误。

2．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R 为定值电阻，当开关闭合时，标有“8V 8W ”的小灯泡L 恰好正常发光；若保持定值电阻R 不变，将L 换成另一只标有“8V 4W ”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率A ．大于4WB ．等于4WC ．小于4WD ．无法确定 【答案】A【解析】【分析】【详解】根据公式可知，当额定电压相同时，额定功率越大，电阻越小，所以“8V 8W”的灯泡电阻小，“8V 4W ”的灯泡电阻大；根据串联电路电阻的分压特点可知，改接后，灯泡两端的电压变大，大于8V ，所以这只灯泡消耗的功率大于4W ．3．如图所示，电源电压恒为9V ，电压表的量程为0~3V ，电流表的量程为0~0.6A ，滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A ”，灯泡标有“3V 1.5W ”字样。

一、欧姆定律的计算问题难题易错题1．图所示电路中，电源两端电压为U ，且保持不变，R 1、R 2和R 3为三个定值电阻，已知R 1＝5Ω，当只闭合开关S 2时，电流表的示数为0.3A ，电路消耗的总功率为P ；当三个开关都闭合时，电流表的示数变化了1.95A ，电路消耗的总功率为P ′，当只断开开关S 1时，电流表的示数为0.45A ，电路消耗的总功率为P ′′，下列判断正确的是A ．U ＝6V ，R 2＝20ΩB ．U ＝9V ，R 3＝30ΩC ．R 3＝10Ω，P ∶P ′′＝3∶2D ．R 2＝20Ω，P ∶P ′＝2∶15【答案】D【解析】【分析】【详解】当只闭合开关S 2时，电阻2R 、3R 串联，则23U R R =0.3A ，P =0.3U 当三个开关都闭合时，电阻1R 、2R 并联，则1U R +2U R =0.3A+1.95A ，P ′=2.25U 当只断开开关S 1时，电路中只有2R ，则2U R =0.45A ，P ′′=0.45U 解三式得U =9v ，R 2＝20Ω，R 3＝10Ω，P ∶P ′＝2∶15，P ∶P ′′＝2∶3所以D 正确。

故选D 。

2．如图所示，电源电压不变，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）A ．电流表A 1的示数变小，灯泡的亮度不变B ．电流表A 2的示数变大，电压表V 的示数不变C ．电压表的示数与电流表A 1的示数的比值变小D ．电压表V 的示数与电流表A 2的示数的比值变小【答案】A【解析】【分析】【详解】AB ．看图分析可知，滑动变阻器与灯泡并联，电流表A 2测量干路总电流，A 1测量滑动变阻器所在支路的电流，电压表测量该并联电路的电源电压。

滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电源电压和灯泡所在支路不受滑动变阻器阻值变化的影响，即电压表示数不变，灯泡亮度不变。

专题21 欧姆定律的动态电路计算➢计算题解题思路关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。

总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。

解题思路如下结构图：明确变化前后电路连接情况1.连接方式2.电流表、电压表测量对象分析电路中的变量和不变量1.用电器：电流、电压、电阻2.全电路：电流、电压、电阻运用有关电学规律和电路特点建立状态方程1．在如图甲电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。

在滑片P从最右端向最左端滑动过程中，电压表与电流表的示数变化关系如图乙。

则下列说法正确的是（）A．电源电压为5V B．R0消耗的最小功率为0.4WC．定值电阻R0为8ΩD．滑片P在中点时，电流为0.4A【答案】B【解析】AC．由图乙可知，当电流为0.2A时，电压表示数为4V，则电源电压为4V 02AU.R=+⨯①当电流为0.6A时，电压表示数为0V，则电源电压为06AU.R=⨯②联立①②可得10ΩR=，6VU故A错误，C错误；B．由2P I R=可知，当电流中电流最小时，R0消耗的功率最小，由图乙可知，电路中的最小电流为0.2A，所以R0消耗的最小功率()22min min 002A 10Ω04W P I R ..==⨯=故B 正确；D ．滑动变阻器最值最大时，电流最小，由欧姆定理可知，滑动变阻器的最大阻值1max min 4V20Ω02AU R I .=== 滑片P 在中点时，电路中的电流max06V03A20Ω+10Ω22U I .R R ===+故D 错误。

故选B 。

2．如图甲所示电路，分别把定值电阻R 1、R 2（R 1＞R 2）接入A 、B 之间后进行实验，并根据电流表和电压表示数画出A 、B 之间电阻的P ﹣U 图象，如图乙所示。

如果把R 1和R 2并联后接入A 、B 之间进行实验，同理，可以在图乙中画出它的P ﹣U 图象③。

专题25 动态电路的分析▲ 考点剖析在电路中，由于滑动变阻器滑片的移动、开关的开闭，敏感电阻阻值变化等，导致电路中电阻、电压、电流、电功率等发生重新分配，这种电路叫做动态电路。

动态电路中常考的问题有：电阻、电压、电流、电功率、电压与电流的比值（乘积）、用电器消耗的电能变化情况，小灯泡的亮度变化情况。

▲ 解题策略 掌握电表的特点1.电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。

2.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。

3.基本思想明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。

4.解题思路总体遵循“先局部——再整体——再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化（局部）；②根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；③由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。

5.计算题解题思路关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。

总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。

▲ 基础知识1.欧姆定律内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电阻成反比。

2.欧姆定律表达式：RUI =3.欧姆定律的公式变形：R U I =（求电流） IR U =（求电压） IU R =（求电阻） 4. 注意事项5. 欧姆定律在串并联电路中的应用类型串联电路并联电路电路图电流特点21III==总21III+=总电压特点21UUU+=总21UUU==总电阻特点①21RRR+=总②串联电路的等效电阻比任何一个分电阻的阻值都大③串联电路中接入的电阻越多或某一电阻阻值增大，则总电阻增大①2121RRRRR+=总②并联电路的等效电阻比任何一个分电阻的阻值都小③其中任一个分电阻减小（相当于减小总电阻长度），则总电阻也减小，分电阻增大而增大④增加支路条数（相当于增大总电阻横截面积），则总电阻减小比例分配串联分压：2121RRUU=。

一、初中物理欧姆定律问题1．如图是一款外出购物好帮手电子秤，它的工作原理如图甲，其中E为干电池；电子秤示数表盘由电流表A改装而成；R是一根长为6cm阻值为15Ω的均匀电阻丝，滑片在a端时，电流表示数为0.6A；在b端时，电流表示数为0.15A．C是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示．（挂钩的重力不计，g取10N/㎏，不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端，所称物重最大时P在b端）．下列说法正确的是（）A．该电子秤中R0阻值为0.5ΩB．闭合开关，不称重物时电阻R0两端电压为6VC．电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W～1.8WD．当电路中的电流为0.3A时，电子称称重示数为4kg【答案】C【解析】【分析】【详解】滑片在a端时，电路为R0的简单电路，电路中的电流I a=0.6A，由I=可得，电源的电压：U=I a R0=0.6A×R0，滑片在b端时，R与R0串联，电路中的电流I b=0.15A，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电源的电压：U=I b（R+R0）=0.15A×（15Ω+R0），因电源的电压不变，所以，0.6A×R0=0.15A×（15Ω+R0），解得：R0=5Ω，A错误；则电源电压U=I a R0=0.6A×5Ω=3V，所以，不称量重物时R0两端的电压为3V，B错误；当滑片在a端时，电阻R0消耗的电功率最大，则P最大=I a2R0=（0.6A）2×5Ω=1.8W，在b端时，电阻R0消耗的电功率最小，则P最小=I b2R0=（0.15A）2×5Ω=0.1125W，所以，电子称工作时电路中电阻R0消耗的电功率范围是0.1125W～1.8W，C正确；当电路中的电流为O.3A处时，电路中的总电阻：R 总===10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器连入电路的阻值：R′=R总﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω，由题意可知，此时弹簧的压缩量：L=×5Ω=2cm，由图象可知，此时弹簧所受压力为20N，即G=F=20N，由G=mg可得，物体的质量：m===2kg，故D错误．故选C．2．如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。