中考物理 电路动态变化问题例析
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动态电路变化范围问题-2020年中考物理必考题型专题30:动态电路变化范围问题考点剖析:为什么滑动变阻器接入阻值不能太小或太大?在电路中,电流和电阻成反比关系。
当变化电阻阻值减小时,电路中电流增大,但实际电流值不能超过电路允许通过的电流最大值。
当阻值增大时,电压会增大,但不能超过其两端允许的电压最大值。
因此,滑动变阻器接入的阻值有下限和上限。
题型说明与设计:在中考电学中,考查的主要是串联电路情况,很少考查并联电路。
在串联电路中,有下列五种题型:1.最大电流限制型→求滑动变阻器最小值;2.定值电阻最大电压限制型→求滑动变阻器最小值;3.变化电阻最大电压限制型→求滑动变阻器最大值;4.电流表、电压表反对应型,电流、电压都有限制→求滑动变阻器的阻值范围;5.电流表、电压表正对应型,电流、电压都有限制→求滑动变阻器的最小值。
对于第四种题型,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表示数取到最大值时,电压表示数最小;滑动变阻器接入阻值最大,电压表示数最大时,电流表示数最小。
当电流达到最大值时,滑动变阻器阻值达到最小,再减小阻值会烧坏电路。
因此,滑动变阻器接入电路的阻值应该同时满足电路中对电流和电压的要求。
对于第五种题型,电压表测定值电阻两端的电压,电压表和电流表示数同时增大或减小。
两表量程限定的都是滑动变阻器接入阻值的最小值,此时需解得两个阻值中较大值,才不至于把电路烧坏。
因此,滑动变阻器接入电路的阻值范围应该考虑电流表量程、变阻器的安全电流值和其他用电器的允许最大电流,三者中最小值为电路可通过电流最大值。
题型一:最大电流限制型,求滑动变阻器最小值。
例1:在电路中,小灯泡的标称电流为0.5A,标称电压为3.6V。
滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电源电压为6V,电流表量程为0-0.6A。
为了保证电路各元件安全,滑动变阻器的阻值变化范围应该为多少?解析:根据题意,电路中允许通过的最大电流为0.5A,所以滑动变阻器接入的最小值为Rmin=U/I=6V/0.5A=12Ω。
一、动态电路部分第一种类型: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(一).串联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化例一、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 表的变化。
分析;先确定电路,再看电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流的变化,最后根据欧姆定律的变形公式判断电压的变化。
针对练习(1)、如图2,当滑片P 向左移动时,A 表和V 表将如何变化。
(2)、如图3,当滑片P 向左移动时,A 表和V 表将如何变化(3)、在如图4所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P 向右移动时( )(A)电流表示数变大,灯变暗。
(B)电流表示数变小,灯变亮。
(C)电压表示数不变,灯变亮。
(D)电压表示数不变,灯变暗。
(4)、在如图5所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P 向右移动时( )(A)电压表示数变大,灯变暗。
(B)电压表示数变小,灯变亮。
(C)电流表示数变小,灯变亮。
(D)电流表示数不变,灯变暗。
(二)、并联电路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化图1 图2 图3 图4图5 图6例二、如图6,当滑片P 向右移动时,A 1表、A 2表和V 表将如何变化?分析:先确定电路,然后看准每个电表分别测的谁的电压和电流值,再根据欧姆定律判断变化,欧姆定律无法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。
针对练习(5)、如图7,当滑片P 向右移动时,A 1表、A 2表和V 表将如何变化?第二种类型:开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化(三)、串联电路中开关的断开或闭合引起的变化例三、在如图8所示的电路中,将开关K 闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:先看好开关断开和闭合是分别是什么电路,最好画出等效电路,然后根据欧姆定律判断。
针对练习(6)、在如图9所示的电路中,当开关K 断开时,电阻R 1与R 2是________联连接的。
中考物理2024年真题选及解析动态电路1.(2024·云南)如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S、S1和S2,灯L1、L2都正常发光,下列说法正确的是()A.电流表A2测通过灯L2的电流B.电流表A1和A2示数相等C.断开S2,电流表A2示数变小D.断开S2,灯L1变暗2.(2024·重庆)如图所示电路,电源电压保持不变,1L和2L是两个相同的小灯泡。
先闭合开关1S,记录两电表示数;再闭合开关2S,电流表和电压表的示数变化情况是()A.电流表示数减小,电压表示数减小B.电流表示数增大,电压表示数减小C.电流表示数增大,电压表示数不变D.电流表示数不变,电压表示数不变3.(2024·安徽)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。
闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI,则()A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值4.(2024·山东临沂)如图所示电路的电源电压保持不变,将开关1S和2S都闭合,两灯均正常发光。
下列判断正确的是()A.灯1L和2L是串联连接的B.电压表不能测量灯2L的电压C.断开2S后电流表的示数不变D.两灯的额定电压一定相同5.(2024·四川达州)如图所示,1R为定值电阻,2R为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是()A.电流表示数变大,电压表1V示数变小V示数变大B.电流表示数变小,电压表2C.电压表1V与电流表示数的比值变大V与电流表示数的比值变小D.电压表26.(2024·山东临沂)闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中()A.灯泡的亮度变小B.电流表的示数不变C.电压表的示数变大D.电路的总功率变小7.(2024·江苏连云港)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P 向右移动过程中()A.电流表示数变小,灯变暗B.电流表示数变大,灯变亮C.电压表示数不变,灯亮度不变D.电压表示数变小,灯亮度变亮8.(2024·江西)(多选)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合,将滑片P向右移动,关于电流表和电压表示数变化情况,以下说法正确的是()A.电流表示数变小B.电流表示数变大C.电压表示数变小D.电压表示数变大9.(2024·福建)如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,t R为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。
中考物理---动态电路的定性分析及典型考题【知识扫描】动态电路常见有滑动变阻器型动态电路、特殊电阻型动态电路、开关型动态电路和假滑动变阻器型动态电路四种类型,涉及电路分析、欧姆定律和电功率等相关知识的综合运用.1.滑动变阻器类(1)串联电路当滑动变阻器与定值元件串联,滑片的移动会引起电流和电压的变化,定性分析变化的一般思路是(电源电压不变):①若滑片移动时的电阻变大→电流变→定值元件两端的电压变→变阻器两端电压的变;②若滑片移动时的电阻变小→电流变→定值元件两端的电压变→变阻器两端电压的变。
(2)并联电路①若滑片移动时电阻变大→总电阻变→总电流变;②若滑片移动时电阻变小→总电阻变→总电流变;2.特殊电阻类特殊电阻型动态电路分析的关键是审清题意,明确题中给出的特殊电阻的变化规律,解题思路与滑动变阻器型动态电路相似.3.开关类开关的断开与闭合也会引起电流实际通过路径的变化,从而造成各元件连接关系的改变进而使电路中的电阻、电流和电压发生变化。
解决这类题的关键在于弄清开关断开或闭合时电路的连接方式和各电表的测量对象,最好是能画出不同情况下的等效电路,化繁为简进行分析.4.假滑动变阻器类假滑动变阻器一般是指在滑片上串联一个电压表的变阻器,因为电压表内部电阻很大相当于断路,所以电流会走下面的电阻丝,而不走滑片,导致无论怎样移滑片都(能或不能)改变滑动变阻器接入电路中的阻值。
类型一滑动变阻器型动态电路题型1 串联电路的动态分析例1 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是()A.电流表示数逐渐变小B.电压表示数逐渐变大C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大D.小灯泡的亮度逐渐变暗例2 如图所示电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S 后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中()A.电压表V1的示数变大,电路消耗的总功率变小B.电压表V2的示数不变,电路消耗的总功率变大C.电流表A的示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大D.电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大例3 如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定,当闭合开关,滑动变阻器滑片向b端移动时,下列判断正确的是( )A.电流表的示数变大B.R1与R2消耗的电功率之和增大C.R1与R2消耗的电功率之和不变D.电压表V1示数的减少量等于V2示数的增加量题型2 并联电路的动态分析例4 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片向左移动,在此过程中()A.电流表示数变小B.灯泡L亮度变亮C.电压表示数变大D.电路消耗的总功率变大例5 如图所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向右移动时,说法正确的是( )A.灯泡L变暗B.电压表示数变小C.电流表A1示数变大D.整个电路消耗的总功率变小【巩固训练】1.如图所示的电路中,电源电压恒为3V,灯泡L的电阻为10Ω且保持不变,闭合开关S 后,滑片P由b端向a端滑动的过程中,下列判断正确的是( ) A.灯泡L亮度变暗 B.电压表示数变大,电流表示数变小C.电压表与电流表示数的比值变小 D.灯泡L的最大功率为0.9W1题图 2题图2.如图所示电路,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端向b端滑动时( )A.电压表V2示数与电流表A示数比值变大B.电压表V1示数与电流表A示数比值变小C.电流表A示数变大,电压表V1示数变大D.电流表A示数变大,电压表V2示数变大3.如图所示电路,电源电压保持不变。
中考物理电路动态分析和电路故障分析专题一、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(一)串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化[例1]如图,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表读数,V表的读数。
练习1:如图2,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。
如图3,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。
图2 图3练习2:在如右图所示电路中,当闭合开关后,滑动变阻器的滑动片P向右移动时()A、伏特表示数变大,灯变暗。
B、伏特表示数变小,灯变亮。
C、安培表示数变小,灯变亮。
D、安培表示数不变,灯变暗。
(二)并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化[例2]如下图,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化(一)串联电路中开关的断开或闭合引起的变化[例3]如右图所示的电路中,将开关K闭合,则安培表的示数将______,伏特表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
[练习3]如下图所示的电路中,当开关K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。
开关K闭合时,电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
(二)并联电路中开关的断开或闭合引起的变化[例4]在右图中,灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。
当开关K断开时,电压表的示数将________;电流表的示数将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
[练习4] 在下图中,灯泡L1和灯泡L2是____联连接的。
当开关K断开时,电压表的示数将_____;两电流表的示数分别是______和___ __(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
[练习]在右图所示的电路中,闭合开关S,让开关S1和S2 断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的最左端处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数。
32.“欧姆定律动态电路”重难点突破及题型归类一、滑变型动态电路分析1.串联型技巧:阻大压大流的少,U滑、U定反着跑。
串联分压法:若滑片P向右滑动,则R滑变大。
电压:U滑(V2)变大,U定(V1)变小;(大电阻分大电压,小电阻分小电压)电流:I(A)变小。
(电阻增大,电流减小)例1.如图所示,电源电压保持不变,开关闭合后,调节滑动变阻器的滑片:若滑片向左滑动,V1变大,V2变小,A变小;若滑片向右滑动,V1变小,V2变大,A变大。
分析:P向左,R变大:阻大压大(V1↑)流的少(A↓),U滑(V1↑)、U定(V2↓)反着跑;P向右,R变小:阻大压大(V1↓)流的少(A↑),U滑(V1↓)、U定(V2↑)反着跑。
例2.(经典模型油量表)如图所示是汽车油量表的原理图,测量表是由电流表改装而成的,当油量表的油面降低时,浮标向下,滑杆的指针P向上,则:变阻器R连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,测量表的示数变小,定值电阻R′的作用是保护电路。
1.并联型技巧:压表定流不会变,总流跟着变流变。
若滑片P向右滑动,则R1变小。
电流表A1:变大(电阻减小,电流增大)电流表A2:不变(并联各支路互不影响)电流表A3:变大(支流增大,总流增大)电压表V:不变(电源电压不变)二、开关型动态电路分析S1、S2都闭合时,电路正常工作,只断开S2后:○A示数减小,○V示数不变(都测电源电压);S1、S2都闭合时,R1与R2并联,○A测:I总=I R1+I R2S2断开后,电路中只有R1,○A测:I总′=I R1′+I R2′前后对比:I R1不变(并联各支路互不影响),I R2减小为0,则:I总(○A)减小。
三、电路故障分析1.故障类型:断路、短路2.思路:技巧:电流定类型,电压锁位置。
第一步:电流定类型:电路中无电流:某处断路;电路中有电流:某处短路。
第二步:电压锁位置:①灯全不亮——无电流——某处断路②电压表有示数——内断(一般描述为有明显偏转/接近电压电压)故障:电压表所测部分断路(L1断路)④电压表无示数——外断故障:电压表所测部分外部断路(L2断路)3.开挂:“110” 技巧:○V ○A 故障 说 明1 1 外短 “1”指电表有示数,“0”指电表无示数,“内”指电压表所测部分,其它为外。
电路动态变化问题例析
内容摘要:
电路动态变化问题是初中物理教学的难点,同时也是中考物理的必考点,由于涉及的知识点较多,几乎覆盖了电学所有的重要的规律,综合性较强,所以学生遇到后往往是找不到问题的突破口而束手无策,为此,本文就从电路动态变化问题的分类入手,通过例题具体的对每种情况进行分析,最终找出这类题目的解题方法。
关键词:电学电路变化动态变化
电路动态变化问题,涉及到电压表、电流表、滑动变阻器、电源和开关等诸多元件的运用。
要运用欧姆定律、串、并联电路中电流、电压的分配规律进行分析、推理或计算。
我省几乎年年必考。
许多学生遇到此类问题往往是找不到问题的突破口而束手无策。
下面我就借助典型例题来谈谈此类问题的解题方法。
一、解题思路
1、分析电路结构及电流表、电压表的测量对象。
画出等效电路图
2、根据滑动变阻器滑片移动情况或开关通断引起的电路结构变化来判断电路中电阻的变化。
3、根据欧姆定律或相应物理规律判断电路中的动态变化情况。
二、电路动态变化问题的分类
1、按电路来分可分为:串联电路、并联电路、混联电路。
2、按影响电路变化的因素可分为:滑动变阻器滑片移动引起的、开关通断引起的、半导体材料(光敏电阻、压敏电阻、声敏电阻等)变化引起的、电路故障(开路、短路)引起的。
三、串联电路中的动态变化问题
对于这种电路,可按下列顺序进行分析
电源电压不变→局部电阻如何变化→总电阻如何变化→总电流如何变化→电阻不变部分的电流如何变化→电阻变化部分的电流、电压如何变化→各电表示数及用电器的其他物理量如何变化。
1、滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化问题
例1、如图所示,电源电压保持不变。
滑动变阻器滑片向左移动时,各电
表示数如何变化?
分析:由图可知:R1、R2串联,电流表测总电流,电压表V1、V2分别测电阻
R1、R2两端的电压。
由于电源电压一定,滑动变阻器滑片向左移动。
R2的阻值变
小,则电路中的总电阻R= R1+R2 ,其中R1阻值不变,故R变小。
根据I=U/R可知:
电路中的总电流I总变大。
故电流表示数变小。
又I总=I1=I2.所以通过R1、R2的
电流均变小。
又U1=I1R1所以R1两端的电压变小,即电压表V1示数变小。
又U1=U﹣U2故R2两端的电压变大,即电压表V2示数变大.
可见,在串联电路中,滑动变阻器两端的电压与其电阻是同向变化的,而电流与电阻是反向变化(即滑动变阻器的电阻变小时,其两端电压变小,通过的电流反而变大)。
特殊情况:
例2、如图所示,电源电压保持不变。
滑动变阻器的滑片向右移动时,
各电表示数如何变化?
分析:在本题中,电压表接在滑动变阻器滑片P上时,滑片移动就不能
改变电路中的总电阻(电压表可视为开路),即滑动变阻器不是真正意义上
的变阻器,这样电路中总电阻不变,故总电流不变;但电压表测的是与
之并联部分电阻的电压,故电压表示数变小。
2、开关通断引起的电路动态变化问题
例3、如图所示,电源电压保持不变。
闭合开关S后,各电表示数如何变化?
分析:由图可知:当开关断开时,R1、R2串联,电压表测R2的电压,电流表测总电流;当S 闭合时,R1被短路(相当于R1的阻值为零)此时总电阻变小。
由于电源电压保持不变,根据I=U/R 可知:电路中的总电流变大。
由R2的电阻不变,故R2两端的电压变大,即电压表示数变大.
注:此电路中开关S的断开与闭合,相当于与之并联部分电阻
变大或变小。
则分析结果与第一种情况十分相似。
3、半导体材料类(如光敏电阻)变化引起的动态变化问题
例4、用图5所示的电路探究半导体的导电性能,电路中电源电
压不变,R是一只光敏电阻,当光照射强度增大时,其电阻会减小,
闭合开关,减小光敏电阻的照射强度,电压表和电流表示数的变化
情况?
分析:由图可知,小灯泡和光敏电阻串联,电压表测光敏电阻两端的电压,电流表测总电流,由于光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,因此,当减小光的照射强度时,光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,总电流减小,电流表的示数减小,小灯泡的电压就减小,而电源电压保持不变,光敏电阻的电压应增大,故电压表示数变大。
注:如果把光敏电阻的阻值变化为滑动变阻器阻值的变化,则其分析的结果就与滑动变阻器滑片引起的变化是相同的,即光敏电阻阻值增大,其两端的电压增大,通过的电流将变小。
4、电路故障引起的电路动态变化:
例5、如图所示,开关S闭合后,灯泡L1L2均发光,若电路中
出现下列故障,两表示数如何变化?
(1)灯L1的接线处出现短路时
(2)灯L1的灯丝烧断时
分析:(1)由图可知,L1L2串联,当L1被短路时,导致AB间的电
阻为零,从而使R总变小,根据I=U/R可知,总电流变大,故电流表
示数变大;电压表测AB两端的电压U AB=IR AB≈0,故电压表示数变小。
(2)灯泡L1灯丝被烧断时,电压表与灯泡L2串联,由于电压表阻值远远大于灯L2的电阻,根据欧姆定律和分压的特点,电压表示数变大,几乎为电源电压,电流表示数减小,几乎为零。
注:当出现故障时,短路(相当于电阻变小)、开路(相当于电阻变大),故障部分的电压与电阻是同向变化,电流与电阻是反向变化。
由此可见,无论是哪种情况引起的动态变化,在串联电路中只要变化部分的电阻变小(或相当于电阻变小),其两端的电压就变小,电流就变大,反之亦然(即变化部分的电压与电流反向变化)。
四、并联电路中的动态变化问题:
对于这种电路,可以按串联电路解题思路进行,还可以按以下顺序进行分析。
电源电压一定→局部电阻如何变化→局部电流如何变化→总电流如何变化(其中并联部分电压不变,定值电阻所在支路的电压、电流不变)。
1、滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化问题
例6、如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器滑片向右移动时,各电表示数如何变化?
分析:由图可知,R1R2并联,则R1R2两端的电压不变,即电压表示数不变。
当滑动变阻器滑片向右移动时,R2的阻值变大,根据I=U/R可知:通过R2的
电流变小,即A2示数变小,又R1不变,通过R1的电流不变,故干路电流变小,
即电流表A1的示数变小。
由此可见,当滑动变阻器与定值电阻并联时,只要变阻器的阻值不为零,
滑动变阻器滑片的移动对于定值电阻所在支路无任何影响。
即(电压、电流
均不变)但干路中的电流和滑动变阻器中的电流与滑动变阻器的阻值是反向变化。
2、开关通断引起电路的动态变化
例7、如图所示,电源电压保持不变。
先闭合开关S1,当闭合开关S2
时,各电表示数如何变化?
分析:由图可知,当S闭合时,R1R2并联,电路中的总电阻变小,由
于电源电压保持不变,(即电压表示数不变)总电流变小,即电流表A1的
示数变大,又R1电流不变,故R2的电流变大,电流表A2的示数变大。
注:其实,如果把支路开关的闭合等效为电阻变小,断开等效为电阻
变大,就会发现,其变化情况与滑动变阻器滑片移动引起的电路动态变化
情况就十分相似(一个支路的断开与闭合,对另外的支路无任何影响,只对本支路和干路的电流有影响)
3、用电器出现故障引起的动态变化:
例8、如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1L2能正常发光,突然,一只电灯灯丝突然烧断,则各表示数如何变化?
分析:该电路中灯L1L2并联,电流表测干路电流,电压表测各支路两端电压也等于电源电压U,当其中一只电灯灯丝突然烧断,电压表的读数仍等于电源电压。
故电压
表示数不变。
又因为其中一只电灯灯丝突然烧断,总电阻变大。
根据I=U/R
可知:I变小,即电流表示数变小。
注:此种情况与开关断开情况十分相似。
总之,在并联电路中,变化部分所在支路的电流和总电流受其影响,但
对另外的支路无任何影响。
五、混联电路中的动态变化问题
对于混联电路,其实就是串联电路和并联电路混合而成,所以分析时,要先整体可以看作是串联还是并联,再看变化部分是串联还是并联,分析时可参照上面讲的两种情况分析,本文不作深入探究。