动态电路计算

试卷第1页，总5页 动态电路计算题

一、计算题（题型注释）

1．如图所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器最大阻值是40Ω，闭合开关S后，当滑片P置于b端时，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为6V。求

（1）电阻R1的阻值是多少？

（2）当滑片置于a端时，电流表和电压表的示数分别是多少？

（3）滑动变阻器的滑片在a、b两端点时，R1消耗的电功率之比是多少？

2．如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器R规格为“20Ω，1A”，灯泡L标有“3.0V，1.5W”字样（不考虑灯丝电阻变化）．在不损坏电路元件情况下，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作的电流；

（2）滑动变阻器阻值变化的范围；

（3）该电路的最大功率．

3．如图所示，滑动变阻器标有“100Ω 1A”，电源电压为18V保持不变，当开关S闭合后，电流表示数为0.5A，电压表示数为13V，求：

（1）电阻R1的阻值；

（2）这时滑动变阻器连入电路的电阻值；

（3）若电流表量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，则滑动变阻器连入电路的有效阻值的允许范围是多少？

试卷第2页，总5页

4．如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为”6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0﹣3A．

（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？

（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R2的电功率的变化范围是多少？

5．如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡标有“6V、3W”字样，定值电阻R2的阻值为24Ω，当S闭合，S1、S2都断开且滑片P移到滑动变阻器的中点时，灯L正常发光．

（1）灯泡L的电阻是多少？

（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？

（3）当S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率最小，这个最小值是多少？

动态电路中的电功率计算

动态电路是指电流和电压随时间变化的电路。在动态电路中，电功率的计算相对复杂，需要考虑电流和电压随时间的变化情况。

首先，电功率的定义是电流乘以电压，即P=I*V。在直流电路中，电流和电压都是恒定的，因此电功率也是恒定的。但在动态电路中，电流和电压随时间变化，因此电功率也是随时间变化的。

计算动态电路中的电功率的方法有两种：瞬时功率和平均功率。

1.瞬时功率：瞬时功率是指其中一时刻的功率值。在动态电路中，电流和电压都是时间的函数，因此瞬时功率可以表示为P(t)=I(t)*V(t)。瞬时功率可以通过测量电流和电压并相乘得到。

2.平均功率：平均功率是在一定时间段内的功率平均值。平均功率可以通过积分来计算。对于一个时间段[t1,t2]，平均功率可以表示为：

P_avg = (1 / (t2 - t1)) * ∫[t1->t2] (I(t) * V(t))dt

其中，∫[t1->t2]表示从t1到t2的积分。

除了计算瞬时功率和平均功率，还可以计算最大功率和最小功率。最大功率和最小功率是一些时间段内功率的最大值和最小值。

在计算电功率时，需要考虑动态电路的电流和电压之间的相位角差。如果电流和电压是同相的（相位差为0），则功率是正的，表示由电源向电路传输能量。如果电流和电压是异相的（相位差为180°），则功率是负的，表示电路向电源传输能量。

在实际应用中，动态电路中的电功率计算可以用来评估电路的性能、计算电路的发热情况、控制电路的负载等。

2021中考物理复习

动态电路的定量计算

【动态电路解题的一一般步骤】

〔一〕根据电路图判断电路的串、并联关系：

串联分压、并联分流,各支路互不影响 ,干路的电流受支路影响.

〔二〕弄清各电表测量的物理量：

电流表串联在电路中,电压表并联一在电路中.

〔三〕动态分析：电阻R的变化引起电流、电压的变化.

①不管是串联还是并联,如果有一.个电阻变大,那么总电阻变大；反之亦然.

②由公式1二三得,当电压不变时,电阻越大,电流就越小；由公式U=IR得,通过电阻的电流

越大,它两端的电压也越大.

〔四〕同「类物理量变化量大小的比拟及不同类物理量变化量间的关系及计算.

先定性地判定电流、电压如何变化,再进行同类物理量变化量大小的比拟.

“不同类物理量的变化量〞,主要指的是电压、电流及电功率的变化量.

当电路状态发生变化时,定值电阻：R=才具有普遍意义,但A P=A UX A I是错误的.

〔五〕动态电路变化的同时要注意.保护电路,各物理量变化范围〔极值〕的计算.

此类问题指的是两个极值点下的 I、 U R P的计算：

①电流最大时需要考虑：电流表量程、电压表量程、灯的额定电流、滑动变阻器允许通 过的最大电流.

②电流最小,即电阻最大时,此时假设电压表测滑动变阻器两端的电压 ,注意电压表不能超

量程.

〔六〕当电路发生变化时,利用电路特点和欧姆定律、电功和电功率的计算公式即可确定 各物理量之间的比值.

串联：电流I 1 = I 2=I ,其他物理量都与电阻成正比.

并联：电压U=U=U其他物理量都和电阻成反比.

考点一：滑动变阻器引起的动态电路的计算

1 .如下图,电源电压恒为 12V,定值电阻Ri=10Q, R= 15 ◎,滑动变阻器 R的最大阻值

为18Q,那么R上每秒钟发热的最小值为 J, R的电功率的最大值为 W

2 .如图甲所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P从a端移

1考点12-1电学中的极值问题--动态电路计算（多选）

1．如图所示电路，电源电压为9V且保持不变，闭合开关后，当滑片P在右端时，电流表示数为0.3A，

滑动变阻器消耗功率为1.8W，当滑片P移至中点时，电压表示数变化了2V，小灯泡恰好正常发光，

下列说法正确的是（）

A．滑动变阻器的最大阻值为18Ω

B．滑片在右端时，灯泡的功率为0.9W

C．灯泡正常发光时的功率为2W

D．灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω

【答案】BCD

【解析】

【解析】

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

A．当滑片P在右端时，滑动变阻器的电阻最大，电流表示数为0.3A，滑动变阻器消耗功率为1.8W，

根据P=UI知滑动变阻器的电压为：1.8W===6V

0.3AP

U

I滑

滑，滑动变阻器的最大电阻为：

6V===20Ω

0.3AU

R

I滑

滑，故A错误；

B．小灯泡两端的电压为UL=U-U滑=9V-6V=3V；

此时小灯泡的功率为：PL=ULI=3V×0.3A=0.9W，故B正确；

C．当滑片P移至中点时，滑动变阻器的电阻减小，变为原来的一半，为：

11=20=10

22R

滑；

滑动变阻器的电阻减小，分压减少，电压表示数减小了2V，变为6V-2V=4V，此时电路的电路为：4V==0.4A

10ΩIU

R

滑

滑，

2此时小灯泡恰好正常发光，小灯泡两端的电压为：UL'=U-U滑=9V-4V=5V，小灯泡的额定功率为：P

额=ULI'=5V×0.4A=2W，故C正确；

D．小灯泡的额定电阻：5V=12.5Ω

0.4ALUR

I

，故D正确；

2．现有一个电压不变的电源，两个定值电阻1R、2R．先将这两个电阻以某种形式连接到电源上，

1R消耗功率为0P；再将它们以另一种形式连接到该电源上，1R消耗功率为90P．两种连接形式中

均有电流通过2R，则先后两种连接形式中（）

A．1R两端的电压比为1：2

B．1R两端的电压比为1：3

C．2R消耗的功率比为4：9