7.微专题7 动态电路分析与计算
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动态电路分析与计算一、动态电路的定性分析类型1.串联型动态电路R和R P串联,V1测R,V2测R P思路1.当滑动变阻器R P滑片向右移动时,R P增大➊A减小:总电阻增大,总电压不变,根据欧姆定律,电流减小;❷V2示数:滑动变阻器分压U2增大;串联按电阻之比分配电压,电阻越大,分压越多。
R P增大,R不变,则R P分到的电压会增大,R分到的电压会减少。
思路2. I减小,R不变,则U=IR减小❸V1示数:定值电阻R分压U1减小总电压U一定,即R和R P的电压之和不变,R P分压增大,R分压就减小➍V1和A的示数之比不变根据欧姆定律,比值就是定值电阻阻值R,不变;❺V2和A的示数之比增大根据欧姆定律,比值就是滑动变阻器的阻值R P,增大总结一下:串联电路,一个电阻增大,就会从旁边的电阻抢来一些电压。
例题:小兰设计了一种烟雾报警装置,其简化电路如图所示。
电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为光敏电阻,R的阻值随光照强度的减弱而增大。
当电流表示数减小到某一值时,装置报警。
开关S闭合后,当有烟雾遮挡射向R的激光时,则下列分析正确的是()A.光敏电阻R阻值减小B.电流表的示数减小,电压表的示数增大C.电流表的示数增大,电压表的示数增大D.电压表与电流表的示数之比减小解析:➊电路分析:光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路电流。
❷因光敏电阻R随光照强度的减弱而增大,所以,当有烟雾遮挡激光时,R增大,即总电阻增大,电流减小,故AC错。
❸由U=IR,R0不变,I减小,所以R0两端电压减小。
➍串联,总电压U=R和R0分电压之和,R0分压减小,所以光敏电阻R两端的电压增大,即电压表示数增大,故B对。
❺电压表与电流表的示数之比等于R的阻值,因此比值变大,故D错。
也可以从分压角度来分析:串联按电阻之比分配电压,电阻越大,分压越多;R增大,R0不变,则R会从R0的分压中抢来一些电压,所以电压表示数增大。
动态电路的分析与计算动态电路分析与计算是电路理论与实践中重要的一部分。
动态电路是指在电路中存在能量存储元件(如电容器和电感器)的电路。
在动态电路中,电压和电流不仅取决于电路元件的阻抗和阻抗值(静态电路)的关系,还取决于时间的变化。
因此,动态电路的分析和计算需要考虑到电路中电压和电流随时间的变化规律。
1.电压和电流关系:对于动态电路中的电压和电流,需要建立它们与电路元件的阻抗和阻抗值之间的关系。
这可以通过分析电路中的电压和电流方程得到。
一般来说,电压和电流的变化可以采用微分方程的形式表示。
2.初始条件的确定:对于动态电路,初始条件是指系统开始运行时电路中电压和电流的初始值。
在分析和计算动态电路时,需要确定这些初始条件,并将它们纳入到方程中。
3.零输入响应和强迫响应:动态电路的响应可以分为零输入响应和强迫响应两部分。
零输入响应是指在没有外部输入信号时,电路元件内部的能量存储元件(如电容器和电感器)自身产生的响应。
强迫响应是指在有外部输入信号时,电路元件对输入信号的响应。
分析和计算动态电路时,需要分别考虑这两部分的响应,并将它们相加得到完整的响应。
4.稳定状态的判断:稳定状态是指电路达到稳定后,电路中电压和电流不再随时间变化的状态。
在分析和计算动态电路时,需要判断电路是否能够达到稳定状态,并找到稳定状态下的电压和电流值。
总而言之,动态电路的分析和计算是电路理论和实践中不可或缺的一部分。
它涉及到电路中电压和电流随时间变化的规律,并需要使用数学工具来揭示电路的行为。
通过对动态电路的分析和计算,可以更深入地理解电路的工作原理,并能够对电路进行设计和优化。
动态电路的分析和计算【教学目标】1.掌握串并、联电路中的滑动变阻器的滑片P 的位置的变化,引起的电路中电学物理量(电流、电压、电阻、功率)变化的分析。
2.并能在动态分析的基础上对电学物理量进行计算。
【教学内容分析】动态电路的分析和计算是中考的重点,综合性非常强,解题步骤多,难点:1.识别电路,弄清电压表和电流表的测量对象。
2.对串并联电路的特点的熟练运用。
【教学过程】一.基础知识 电路图 电流电压电阻分配规律串联并联二.自主学习与合作交流1.(14聊城)如图1所示的电路中,电源电压恒定,R 1为定值电阻,R 2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 .电流表A 的示数变大,电压表V 1的示数变小B .电流表A 的示数变小,电压表V 2的示数与电流表A 的示数之比变小C .电压表V 1的示数不变,电路消耗的总功率变大D .电压表V 2的示数变小,电路消耗的总功率变大解题思路:(1)该电路为 _____ 联电路,电压表V 1测的是____两端的电压,电压表V 2测的是_____两端的电压,电流表A 测的是 _____ 的电流。
(2)分析各个电表示数变化的原因: 电流表A 示数变化的原因: 电压表V 1示数变化的原因: 电压表V 2示数变化的原因:2.(14包头)如图2所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片P 置于中点位置.闭合开关后,电压表示数为U ,电流表A 1、A 2示数分别为I 1、I 2,且灯丝电阻不变,下列分析正确的是( ) A .滑片P 向右移动过程中,灯L 亮度逐渐变暗B .滑片P 向右移动过程中,电压表示数U 的大小保持不变C .滑片P 向右移动过程中, 的比值保持不变D .当滑片P 移到最右端时,电路消耗的总功率最解题思路:(1)该电路为 ____联电路,电压表V 测的是____ 两端的电压,电流表A 1测的是____两端的电压,电流表A 2测的是 ____的电流。
2021中考物理一轮复习考点精练微专题七 动态电路相关计算类型1 动态电路类1.(2020襄阳)如图所示,只闭合开关S 时,灯L 1的功率为9 W ;断开开关S ,闭合S 1、S 2时,灯L 1的功率为16 W.电源电压不变,且灯丝电阻不受温度的影响.则L 1、L 2两灯灯丝电阻之比是(C )A .1∶3B .4∶3C .3∶1D .3∶42.(2020铜仁)如图所示,电源电压不变,开关S 闭合,S 1由闭合到断开,电压表的示数由12 V 变为8 V ,则下列说法中正确的是(D )A .电源电压为20 VB .R 1与R 2的阻值之比为2∶1C .S 1断开前后,整个电路消耗的电功率之比为3∶1D .S 1断开前后,R 2消耗的电功率之比为9∶43.(2020达州)如图所示的电路中,电源电压恒为3 V ,灯泡L 1标有“3 V 3 W ”,L 2标有“6 V 3 W ”的字样,电流表的量程为0~0.6 A ,电压表的量程为0~3 V ,不考虑温度对灯丝电阻的影响,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是(D )A .只闭合开关S 2,灯泡L 1没有电流通过B .闭合开关S 1、S 3,断开开关S 2,灯泡L 1能正常发光C .闭合开关S 2、S 3,断开开关S 1,灯泡L 2的功率为1.5 WD .只闭合S 2与只闭合S 3时,灯泡L 2消耗的电功率之比为16∶254.(2020荆州)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S 2和S 3,断开S 1,灯泡L 正常发光;当闭合开关S 1和S 3,断开S 2,电压表示数为6 V ,电流表示数为1.6 A ;当只闭合开关S 2时,灯泡L 消耗的实际功率为其额定功率的19,R 1与R 2消耗的功率之比为3∶1.则下列说法正确的是(B )A.电源电压为10 VB.灯泡L的额定功率为3.6 WC.R2的阻值15 ΩD.当只闭合S2时,R1的电功率为1.2 W5.(2020齐齐哈尔)(多选)如图所示,电源电压为4.5 V保持不变,电压表量程选择“0~3 V”,电流表量程选择“0~0.6 A”,滑动变阻器R规格为“20 Ω 1 A”,小灯泡L上标有“2.5 V 1.25 W”字样(忽略灯丝电阻的变化).闭合开关S,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,下列说法中正确的是(ABD)A.小灯泡灯丝电阻为5 ΩB.电路中的最大电流为0.5 AC.滑动变阻器阻值变化范围为4~20 ΩD.电路的最大功率为2.25 W6.如图所示电路,电源电压不变,灯泡L规格为“6 V 1.2 W”,滑动变阻器R2规格为“30 Ω 1 A”,电流表量程为“0~0.6 A”,电压表量程为“0~3 V”.闭合开关S1、S2,滑片P滑至a端,电流表示数为0.5 A,灯泡正常发光,则定值电阻R1为20Ω;闭合开关S1,保证电路安全,分析各种可能情况,整个电路的最小功率为0.9W(不考虑温度对灯丝电阻的影响).类型2动态电路+电学图像类7.(2020黔东南州)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持3 V不变,闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U 的变化关系如图乙所示,下列说法不正确的是(C)A. 定值电阻R1的阻值是5 ΩB. 滑动变阻器的阻值范围是0~10 ΩC.当滑片P移到b端时,电路消耗的总功率为1.8 WD.若滑动变阻器R2出现接触不良时,电流表示数为0, 电压表示数为3 V8.(2020重庆A卷)灯泡L标有“6 V”字样,为探究其工作时的特点,小刚利用图甲所示的电路进行实验,其中电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”.闭合开关后,将变阻器的滑片P从a端向右缓慢移动,直到电压表示数达到6 V时为止.图乙是用获得的实验数据作出的U-I图像,下列判断正确的是(D)A.闭合开关,在移动滑片P的过程中,灯L的最小电阻为10 ΩB.变阻器的滑片P移到b端时,灯L正常发光的额定功率为3.6 WC.灯L与5 Ω的定值电阻R1并联接入电压为6 V电路,电路的总功率为7.2 WD.灯L与10 Ω的定值电阻R2串联接入电压为9 V的电路,R2每秒消耗的电能为2.5 J 9.(2020连云港)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器.图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中,变阻器的电功率与其电阻的关系图像.下列说法正确的是(D)A.电源电压为3 VB.电压表的最大示数为2 VC.整个电路功率变化了0.1 WD.电流表的示数变化了0.4 A10.(2020营口)(多选)如图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示,图乙中的ab两点与图甲中滑动变阻器的滑片在a、b两位置时相对应.下列说法正确的是(BC)A.滑动变阻器的滑片在a点与b点时,电路的总功率之比是1∶2B.电源电压为12 VC.滑动变阻器消耗的最大电功率为3.6 WD.电路消耗的最大电功率为7.2 W11.(2020绥化)灯泡L的I-U图像如图甲所示,电阻R1的阻值是10 Ω,电源电压是8 V.在图乙所示的电路中,若只闭合S1和S2时,电压表的示数是2 V,此时电路中的电流是0.6A;若只闭合S1和S3时,电压表的示数是4 V,10 s内电流通过电阻R2产生的热量是32J;若将电压表换成电流表,闭合S1、S2和S3,时,电流表的示数是2.4A.。
动态电路的分析与计算动态电路是指根据电压和电流的变化情况,进行分析和计算的电路。
在动态电路中,电压和电流是随时间变化的,因此需要进行动态分析,即考虑电路中的时间响应。
动态电路有许多应用,如信号处理、通信系统、数据传输以及计算机等。
动态电路的分析方法主要有微分方程法和拉普拉斯变换法。
微分方程法以电路中的基本元件为基础,根据基尔霍夫定律和基本电路方程建立微分方程组,通过求解微分方程组来获得电路的时间响应。
拉普拉斯变换法则是将时间域的电路方程转化为复频域的代数方程,通过频域分析来求解电路的输出响应,最后再进行反变换得到时间响应。
对于动态电路的计算,通常需要计算电路的传输函数、单位冲激响应或者零输入响应等。
电路的传输函数是指输出与输入之间的关系,可以用于计算输出的频率响应和稳态响应。
单位冲激响应是指当输入是单位冲激信号时,电路的输出响应。
零输入响应是指当输入为零时,电路的输出响应。
在进行动态电路分析和计算时,需要考虑电路中的各种元器件的动态特性和非线性特性。
例如,电容和电感有时会引起频率依赖的阻抗,这需要在计算中进行考虑。
此外,对于非线性元件,可以使用小信号模型或者通过数值方法进行求解。
动态电路的分析和计算通常使用电路模拟软件或者数值分析软件进行。
这些软件可以提供丰富的模型和工具,使得电路的分析和计算更加方便和准确。
例如,SPICE软件可以模拟电路的动态响应,并给出电路的各种性能参数和波形图。
总的来说,动态电路的分析和计算是电路理论和实验的重要组成部分。
通过合理使用分析方法和计算工具,可以获得电路的时间响应和频率响应等信息,为电路设计和优化提供依据。
专题(七)动态电路分析【动态电路解题的一般步骤】一、判断电路的串、并联关系(电路类型)。
串联分压:U1U2=R1R2;并联分流:I1I2=R2R1,各支路互不影响,干路的电流受支路影响。
二、弄清各电表的类型及测量的物理量:电流表串联在电路中(相当于导线),电压表并联在电路中(相当于此处断路)。
三、动态分析:电阻R的变化引起电流、电压的变化。
1.不论是串联还是并联,如果有一个电阻变大,则总电阻变大;反之亦然。
2.由公式I=UR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较及不同类物理量变化量间的关系及计算。
处理此类问题时: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较。
“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=ΔUΔI具有普遍意义,但ΔP=ΔU×ΔI是错误的,应运用ΔP=U22R -U12R或ΔP=I22R-I12R计算[或可化简为ΔP=ΔU(I1+I2)、ΔP=ΔI(U1+U2)]。
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,此时若电压表测滑动变阻器两端的电压,注意电压表示数不能超量程。
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I1=I2=I,其他物理量都与电阻成正比。
并联:电压U1=U2=U,其他物理量都和电阻成反比。
针对训练类型一滑动变阻器引起的变化问题1.如图ZT7-1所示电路中,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端向b端滑动时,电流表A 示数,电压表V1示数,电压表V2示数,电压表V1示数与电流表A示数的比值,电压表V2示数与电流表A示数的比值,电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比,电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比,电路消耗的总功率。
微专题七动态电路分析专题概述电路中开关的断开与闭合,滑动变阻器滑片的移动是每年初中物理中考中考的频率比较高的内容,这类题主要以填空,选择题的形式考查考生,属于中等难度题。
电路中开关的断开与闭合,滑动变阻器滑片的移动,半导体材料受温度、压力、光照、气体浓度、磁场等影响,会引起电路电阻变化.从而引起电路中的电流、电阻两端电压和电路消耗电功率的变化.这类电路被称作动态电路.方法指导解答动态电路问题,首先明确电流发生变化的原因,其次明确电路的性质(电路是串联还是并联,电表测量的是哪些物理量),最后明确电路中的变化量和不变量,根据欧姆定律及电路中电流、电压、电阻关系,判断电表示数变化.分类练习类型1 开关类1.如图所示电路,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,先闭合开关S1、S2,然后只断开S2,则电流表与电压表示数的变化情况为(B) A.电流表示数变小,电压表示数变大B.电流表示数变小,电压表示数变小C.电流表示数变大,电压表示数变大D.电流表示数变大,电压表示数变小第6题图第7题图2.(2019,江西)如图所示,电源电压保持不变,S1掷到1时,小灯泡恰好正常发光.当S1由1掷到2时,下列说法正确的是(A) A.电流表示数变小,小灯泡正常发光B.电压表示数不变,小灯泡发光暗淡C.电流表示数变小,电压表示数变小D.电压表示数不变,电流表示数变大3.(2019,贵港)如图所示电路,电源两端电压与灯丝电阻保持不变.先只闭合开关S2,电流表和电压表均有示数.下列说法正确的是(D)A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数不变,电流表示数变小B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数与电流表示数的比值变大C.再闭合开关S1、S3时,电压表示数不变,电流表示数变大D.再闭合开关S1、S3时,电压表示数与电流表示数的比值变小类型2 滑动变阻器类1.(2019甘肃兰州)在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是A.电流表A1的示数变大,电压表V的示数变小B.电流表A2的示数变小,电压表V的示数变大C.电压表V与电流表A2的示数之比变大D.电流表A2与A1的示数之差变大2.(2019,扬州)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,调节滑动变阻器滑片,下列说法正确的是(B)A.滑片向左滑动,电流表示数增大,电压表示数减小B.滑片向左滑动,电流表、电压表示数都增大C.滑片向右滑动,电流表、电压表示数都增大D.滑片向右滑动,电流表示数减小,电压表示数增大3.(2019,枣庄)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合S,当R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是(D)A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.电压表的示数与电流表的示数乘积变大D.电压表的示数与电流表的示数比值变大第3题图第4题图4.(2019,潍坊改编)如图所示电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是(C)A.电流表的示数变小B.电压表的示数变大C.电路中消耗的总功率变大D.电压表与电流表示数的比值变小5.(2019,齐齐哈尔)如图所示电路,闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,电流表的示数变小,电压表与电流表示数的比值变大.(均选填“变大”“变小”或“不变”)(2019,郴州)如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中,下列关于电表示数变化情况判断正确的是(B)A.电流表变小,变小,电压表不变B.电流表变小,不变,电压表不变C.电流表变小,变小,电压表变大D.电流表不变,变大,电压表变小类型3 滑动变阻器+开关类9.(2019,烟台)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动,下列说法正确的是(D)A.电压表与电压表示数始终相等B.电流表示数变大,电压表示数变小C.电压表示数与电流表示数之比变小D.电压表示数与电流表示数之比不变第9题图第10题图10.(2019,河北改编)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表.当只闭合开关S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动.a 的示数不变,b的示数有变化.以下说法正确的是(D)A.b是电压表B.只闭合S、S2,移动滑片P,则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2C.若将b换成另一种电表,只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R2消的功率一定变大D.若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,则a的示数与b的示数的比值可能等于R211.(2019,岳阳)如图,电源电压恒定不变,若要灯泡L和滑动变阻器R串联,则只需要闭合开关S2;闭合开关S1和S3,断开S2,将滑片P由图中位置向右移动,灯泡L的亮度不变(选填“变亮”“变暗”或“不变”).类型4 变阻器的应用类12.(2019,北部湾)用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大.图是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变.将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时(B)A.电流表示数增大B.电流表示数减小C.电路总电阻减小D.电路总功率增大13.(2019,聊城)如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻,闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是(D)A.电流表示数变小,电压表示数变大B.电流表示数变大,电压表示数变小C.电压表和电流表示数的比值将变小D.电流表和电压表示数均变大。
专题突破:动态电路分析与计算一、气敏电阻1、由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家气,空气净化气内有二氧化碳传感器用来检测室内是否缺氧,可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图乙为其控制电路,电源电压保持6V恒定,R t为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙,R0为定值电阻,阻值为10Ω,当电压表示数大于等于3V时,此时空气净化器会自动报警.(1)当二氧化碳浓度增大时,电压表示数如何变化?(2)当二氧化碳浓度为0.031%时,电压表的示数是多少?(3)当空气净化器刚好报警时,二氧化碳的浓度是多少?(4)当空气净化器刚好报警时,电路的总功率是多少?二、压敏电阻2、如图甲是某型号电子秤,其原理结构如图乙所示.R0为定值电阻,R是压敏电阻,其电阻值随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电压表(量程为0~3V)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量.设踏板的质量为5kg,电源电压保持9V不变(g取10N/kg).(1)当电子秤称量的物体重量增大时,电压表读数怎么变?(2)空载时电压表的示数为1V,求踏板对压敏电阻的压力F的大小和R0的阻值?(3)当称量物体质量为45KG的时候,电压表的示数为多少?(4)该踏板所能称量的物体的最大质量是多少?三、热敏电阻3、现代生物医学研究使用的细菌培养箱内的温度需要精确测控,测控的方法之一是用热敏电阻来探测温度。
如图所示的电路,将热敏电阻R0置于细菌培养箱内,其余都置于箱外,这样既可以通过电流表的示数来表示箱内温度,又可以通过电压表的示数来表示箱内温度。
已知该电路中电源电压是12 V,定值电阻R的阻值是200Ω。
热敏电阻R0的阻值随温度变化的关系如图乙所示。
求:(1)当培养箱内的温度降低时,电流表的示数如何变化?(2)当培养箱内的温度为40℃时,电压表的示数是多大?(3)已知电流表的量程是0~30 mA,电压表的量程是0~8 V,则此电路能够测量的最高温度是多大?(3)当温度达到最高时,热敏电阻R0消耗的电功率是多大?四、滑动变阻器4、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).(1)电子秤称量物体重量增大时,电流表读数如何变化?(2)求电阻R0的阻值?(3)求电源电压?(4)当电子秤称量物体质量为5KG时,电路中的电流是多少?甲图为某同学设计的一电子温度计的电路原理图.电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R t是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.将热敏电阻放入标准大气压下的冰水混合物中时,电压表示数为2V.(1)电阻R0的阻值为多大?(2)若测量的环境温度为3℃,则此时电压表的读数为多大?(3)在电路正常工作时,此电子温度计能测量的最高温度为多少?(4)测量的温度达到最高温度时,电路的总功率是多少?。
动态电路的分析与计算动态电路变化的分析是根据欧姆定律及串、并联电路的性质,来分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况,常见方法如下:(1)程序法: 基本思路是“部分→整体→部分” 部分电路欧姆定律各部分量的变化情况局部变化⇒R 总⇒I 总⇒先讨论电路中不变部分(如:r)⇒最后讨论变化部分局部变化↑↓⇒↓⇒↑⇒↑⇒露内总总U U I R R i ⇒再讨论其它(2)直观法: 即直接应用“部分电路中R 、I 、U 的关系”中的两个结论。
①任一个R 增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压U R 增加.( 局部电阻本身电流、电压)②任一个R 增必引起与之并联支路电流I 并增加; 与之串联支路电压U 串减小(称串反并同法)⎩⎨⎧↓↑⇒⎩⎨⎧↑↓↑⇒串并并联的电阻与之串局部U I u I R 、i i i 总结规律如下:①总电路上R 增大时总电流I 减小,路端电压U 增大;②变化电阻本身和总电路变化规律相同;③和变化电阻有串联关系(通过变化电阻的电流也通过该电阻)的看电流(即总电流减小时,该电阻的电流、电压都减小);④和变化电阻有并联关系的(通过变化电阻的电流不通过该电阻)看电压(即路端电压增大时,该电阻的电流、电压都增大)。
(3)极限法: 即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
(4)特殊值法:对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊值去判定,从而找出结论。
当R=r 时,电源输出功率最大为P max =E 2/4r 而效率只有50%,2、电路故障分析与黑盒子问题 闭合电路黑盒。
其解答步骤是:①将电势差为零的两接线柱短接,如果黑盒内只有电阻,分析时,从阻值最小的两点间开始。
②在电势差最大的两接线柱间画电源③根据题给测试结果,分析计算各接线柱之间的电阻分配,并将电阻接在各接线柱之间。
④断路点的判定:当由纯电阻组成的串联电路中仅有一处发生断路故障时,用电压表就可以方便地判定断路点:凡两端电压为零的用电器或导线是无故障的;两端电压等于电源电压的用电器或导线发生了断路。
初中物理中考常见题型动态电路的分析与计算【知识积累】动态电路的分析类型一:开关通断引起的动态电路分析思路方法:(1)先明确变化前电路的结构,画出开关变化前后电路的等效电路图;(2)分析开关变化前后电路的连接方式及电表所测对象;(3)列出题目中所要对比的物理量关系,用比值法或加减法来判断各物理量的变化情况,运用欧姆定律结合相关公式进行分析、求解。
类型二:滑动变阻器的阻值变化引起的动态电路分析思路方法:(1)分析初始电路的连接方式(串联或并联);(2)分析确定各电表所测对象;(3)移动滑动变阻器的滑片后,判断变阻器接入电路中的阻值大小的变化。
(4)结合电源电压不变,定值电阻不变和用电器电阻不变,并根据串、并联电路中的电流、电压特点及欧姆定律确定电表示数的变化情况,进行相关的物理量大小的分析。
类型三:特殊元件阻值变化引起的动态电路分析思路方法:“特殊”元件引起的动态电路是指如弹簧、杠杆、热敏电阻、光敏电阻、或磁敏电阻等引起的电阻变化、电流变化等。
此类题目只需将其阻值随外界因素的变化情况等效为滑动变阻器引起的动态电路即可用上述滑动变阻器的滑片引起的电路动态分析来解决。
【典型习题】1、如图所示,是科技小组设计的监测河水流速变化的装置原理图,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持不变。
闭合开关S,当水流的速度变大时()A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.电路消耗的总功率变小D.电流表示数与电压表示数的比值变大2、如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω,下列说法正确的是()A.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电压表的示数逐渐减小B.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电流表的示数最小值为0.3AC.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R2的阻值为6.67ΩD.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R1、R2消耗的电功率之比为2∶13、如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”。