最新中考物理复习考点专题训练——专题八:动态电路的定量计算
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2024年中考物理专题复习—中考物理动态电路的计算类型一:伏安法电路例1.按图示电源电压恒为6V,小灯泡标有“10Ω0.5A”字样(忽略温度对电阻的影响),滑动变阻器的规格“20Ω1A”,电流表量程为“0~0.6A”、电压表量程为“0~3V”,为了保证电路中各元件安全工作,求:电流表变化范围、电压表变化范围、小灯泡电功率变化范围、滑动变阻器变化范围。
解题思路:先求电流表变化范围→其他物理量根据电流表变化范围选择含有电流的公式进行计算:1.电流表变化范围最大电流的求法:先根据各元件标志铭牌确定最大电流为0.5A→考虑电压表的安全U=IR=10Ω×0.5A=5V>3V→最大电流为I=U/R=3V/10Ω=0.3A(10Ω+20Ω)=0.2A(对于伏安法电路,滑动变阻器可以接入最大阻最小电流的求法:I=U/R总=6V/值,因为滑动变阻器接入电路阻值越大,电流表和电压表越小,越安全)电流表变化范围:0.2A~0.3A2.电压表变化范围根据公式U=IR计算:0.2A×10Ω=2V,0.3A×10Ω=3V电压表变化范围为:2V~3V3.小灯泡电功率变化范围根据公式P=I2R计算:(0.2A)2×10Ω=0.4W,(0.3A)2×10Ω=0.9W小灯泡电功率变化范围为:0.4W~0.9W4.滑动变阻器变化范围U/I计算:6V/0.2A=30Ω,30Ω-10Ω=20Ω;6V/0.3A=20Ω,20Ω-10Ω=10Ω根据公式R总=滑动变阻器变化范围为:10Ω~20Ω类型二:电压表与滑动变阻器并联电路例2.如图所示的电路中,灯L标有“3V0.9W”、滑动变阻器R上标有“30Ω1A”的字样,电压表量程为0~3V,若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,求:电流表变化范围、电压表变化范围、小灯泡电功率变化范围、滑动变阻器变化范围。
解题思路:先求电流表变化范围→其他物理量根据电流表变化范围选择含有电流的公式进行计算1.电流表变化范围最大电流的求法:先根据各元件标志铭牌确定最大电流为:I=P/U=0.9W/3V=0.3A→当电路中电流最大时,电压表最小,不需要考虑电压表的安全→最大电流为0.3A最小电流的求法:灯的电阻为:R=U2/P=(3V)2/0.9W=10Ω当电压表为3V时灯泡两端电压为:U L=U电-U R=4.5V-3V=1.5V电流为:I=U/R=1.5V/10Ω=0.15A(对于该电路,当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电流最小)电流表变化范围:0.15A~0.3A2.电压表变化范围根据公式U=IR计算:0.15A×10Ω=1.5V,4.5V-1.5V=3V;0.3A×10Ω=3V,4.5V-3V=1.5V电压表变化范围为:1.5V~3V3.小灯泡电功率变化范围根据公式P=I2计算:(0.15A)2×10Ω=0.225W,0.32A×10Ω=0.9W小灯泡电功率变化范围为:0.225W~0.9W4.滑动变阻器变化范围U/I计算:4.5V/0.15A=30Ω,30Ω-10Ω=20Ω;4.5V/0.3A=15Ω,15Ω-10Ω=5Ω根据公式R总=滑动变阻器变化范围为:5Ω~20Ω类型三:真实情景例3.如图为一种握力计和它的工作原理示意图。
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。
2023年中考物理分类复习—动态电路计算1.如图,电源电压不变,将滑动变阻器滑片P从某一位置移动到另一位置时,电流表示数相应由0.3A变为0.5A,电压表的示数变化了2V,那么定值电阻的电功率改变量是()A.0.2WB.0.4WC.1.0WD.1.6W2.如图所示,当开关S闭合时,电流表示数为0.9A,当开关S断开时,电流表示数为0.5A,则()A.开关S闭合时,通过L1的电流为0.5AB.通过L2的电流为0.4AC.开关S闭合时,通过L1的电流为0.4AD.以上都不对3.如图所示为小明家的淋浴水温自动调节系统的电路原理图,其中电源电压恒为6V,R0阻值为10Ω不变,R为热敏电阻,安装在水箱中,其阻值与温度的关系如表所示。
当电流表示数超过0.2A时,热水器停止加热。
闭合开关S,下列说法正确的是()A. 水温升高,电压表与电流表示数的比值变大B. 水温为40℃时,电流表的示数为0.2AC. 该电路的最大电功率为1.44WD. 为使热水器在更低温停止加热,可增大R0的阻值4.如图所示的电路,电源电压为4.5V,小灯泡L上标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。
闭合开关S,在不损坏电路元件情况下,下列说法正确的是()A.电路中最大电流为0.6AB.电路的最大功率为2.5WC.电压表示数变化范围为1~3VD.滑动变阻器阻值变化范围为3~30Ω5.某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时,电路如图所示。
电源电压恒为4.5V,电压表量程选择“0~3V”,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略温度对灯丝电阻变化)。
在不损坏电路元件的情况下,下列判断正确的是()A.电路中电流变化范围是0.18~0.5AB.滑动变阻器消耗的最小功率是0.648WC.该电路的最大功率是2.15WD.滑动变阻器阻值变化范围是4~10Ω6.如图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,R1为定值电阻。
中考物理二轮复习核心考点讲解与训练—动态电路的定性分析与定量计算(含答案解析)知识点一动态电路1.电路动态问题:就是对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路,通过改变变阻器接入电路的阻值或开关的通断来改变电路的连接方式,进而改变电路中的总电阻、电流、电压的大小。
2.动态电路判断要点(1)弄清电路中各元件之间的关系:具体来说,要弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有:所给的电表是测量干路的电流(或电压)还是支路中的电流(或电压)等。
(2)两个总电阻的变化规律:①并联电路中的总电阻比并联的每个电阻都小;②在任何一个电路(无论该电路是串联还是并联或两者皆有)中,总电阻随电路中某一个电阻的增大而增大,随某一个电阻的减小而减小。
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等),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.记忆方法动态电路判断前,先看电路串并联,电流表来似导线,电压表来似断电;串联电阻在上升,电流示数减小中,定值电压也减小,滑动电压在上升:并联电阻在增大,电压示数不变化,滑动电流在减小,干路电流跟着跑,定值电流不变化,反向思考靠大家。
知识点二两种分析模型类型一:滑动变阻器引起的串联电路动态分析滑动变阻器移动R 滑阻值改变电路总电阻改变电路中电流(总电功率)改变定值电阻两端的电压(电功率)改变滑动变阻器的电压改变(电功率不确定)类型二:滑动变阻器引起的并联电路动态分析滑动变阻器移动R 滑阻值改变本支路电阻改变电路中电流(总电功率)改变1.(2023•兰州)小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S 后,下列说法中正确的是()R 总=R 滑+R 定U 定=I 定R 定U 滑=U 总-U 定I 总=U 总/R 总I 支=U 总/R 支P 总=U 总I 总P 定=I 2定R 定A.不放重物时,小灯泡L的亮度最暗B.与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯C.重物的质量越大,电流表示数越小,电压表示数也越小D.重物的质量越小,电路消耗的总功率越小【解答】解:A、不放重物时,滑片在最上方,滑动变阻器接入电路的电阻最小,总电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,根据P=I2R可知,小灯泡的功率最大,小灯泡L的亮度最亮,故A 错误;BC、重物的质量越大,滑动变阻器接入电路中电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,电压表示数变大;此时电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯,故B正确、C错误;D、同理可知,重物的质量越小,电路中的电流越大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率越大,故D错误。
2020中考物理复习考点专题训练——专题八:动态电路的定量计算考点一:滑动变阻器引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω,则R1上每秒钟发热的最小值为J,R3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端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图象如图乙所示,下列说法正确的是()A.电源电压为6VB.定值电阻R1的阻值为10ΩC.当滑片P在b端时,通过R1的电流为0.6AD.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R1消耗的电功率为0.4W3.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是()A.R0的阻值是5ΩB.电路的最大总功率12.8WC.R0的最小功率是1.6WD.滑动变阻器最大阻值是35Ω4.如图,电源电电压不变,定值电阻R1=6Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω1A”,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值12MNRR。
(1)求定值电阻R1前后两次电功率之比;(2)求电源电压;(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。
5.如图所示,定值电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20 Ω,当滑片P移到R的最左端时,电流表的示数为0.6 A,当滑片P移到R的最右端时电流表和电压表的示数各是多少?6.如图所示,设电源电压保持不变,R0=10 Ω,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3 A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2 A.则电源电压U 与滑动变阻器的最大阻值R分别是多少?考点二:开关引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则()2.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2、R3均为定值电阻,R1:R2=2:3,S为单刀双掷开关。
动态电路的定量计算一、单选题(共8道,每道12分)1.如图所示,R1的电阻是30Ω,R2的电阻是20Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表的示数是0.3A,再闭合开关S1时电流表的示数是( )A.0.3AB.0.5AC.0.6AD.0.2A答案:B解题思路:闭合开关S,断开开关S1时,电路中只有R2,故电源电压;再闭合S1后,R1和R2并联,电流表测量干路电流,R2所在支路电流I2不变,R1所在支路的电流,故干路总电流,故B选项正确。
试题难度:三颗星知识点:动态电路分析2.如图所示电路,电源电压恒定不变。
当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为3V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数9V,则R1:R2为( )A.1:2B.2:1C.1:3D.3:1答案:A解题思路:当S1闭合,S2断开时,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,即U1=3V;当S1断开,S2闭合时,电路结构不变,电压表测量电源电压,即U=9V;根据串联电路电压规律可知R2两端电压。
串联电路中电流处处相等,故,则。
故A选项正确。
试题难度:三颗星知识点:动态电路分析3.如图所示,电源电压保持不变,R2=2R1,当开关接a点时,电压表的示数为U0,当开关接b点时,电压表的示数( )A.小于0.5U0B.等于0.5U0C.大于0.5U0而小于U0D.等于U0答案:C解题思路:当开关接a点时,R0和R1串联,电压表测量R0两端的电压;则;当开关接b点时,R0和R2串联,电压表测量R0两端的电压;则;故;而,由于,故;则,即。
故C选项正确。
试题难度:三颗星知识点:动态电路分析4.如图所示,电源电压不变,R1,R2,R3为定值电阻,开关S1,S2都闭合时,电流表A与电压表V1、V2均有示数,断开开关S2,则( )A.电流表A示数变大,电压表V1示数变大B.电流表A示数变小,电压V2表示数变小C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大答案:D解题思路:分析电路结构:开关S1,S2都闭合时,R1被短接,R2和R3串联,电流表测量电路电流,两只电压表都测量R2两端的电压,即U1=U2=U−U3;断开S2后,三只电阻串联,电流表测量电路电流,V1测量R2两端的电压U1′,V2测量R1和R2两端的电压之和,。
2020中考物理复习考点专题训练——专题八:动态电路的定量计算考点一:滑动变阻器引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω,则R1上每秒钟发热的最小值为J,R3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端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图象如图乙所示,下列说法正确的是()A.电源电压为6VB.定值电阻R1的阻值为10ΩC.当滑片P在b端时,通过R1的电流为0.6AD.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R1消耗的电功率为0.4W3.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是()A.R0的阻值是5ΩB.电路的最大总功率12.8WC.R0的最小功率是1.6WD.滑动变阻器最大阻值是35Ω4.如图,电源电电压不变,定值电阻R1=6Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的规格为“40Ω1A”,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值12MNRR。
(1)求定值电阻R1前后两次电功率之比;(2)求电源电压;(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。
5.如图所示,定值电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20 Ω,当滑片P移到R的最左端时,电流表的示数为0.6 A,当滑片P移到R的最右端时电流表和电压表的示数各是多少?6.如图所示,设电源电压保持不变,R0=10 Ω,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3 A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2 A.则电源电压U 与滑动变阻器的最大阻值R分别是多少?考点二:开关引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则()2.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2、R3均为定值电阻,R1:R2=2:3,S为单刀双掷开关。
当S接到1时,电流表的示数为0.4A,R1消耗的功率为P1,此时R3消耗的功率为1.6W;当S接到2时,R2消耗的功率为P2,已知P1:P2=32:27.则电源电压为V,R1为Ω,R3为Ω.3.如图所示的电路中,R1=5 Ω,R2=15 Ω.开关S接1时电流表的示数为0.15 A;开关S接2时,电流表的示数为0.1 A,则灯L的电阻是( )A.5 ΩB.10 ΩC.15 ΩD.20 Ω4.如图所示电路,已知R1为40 Ω,当S闭合,S1断开时,电压表的读数是4 V,通过R1的电流为________A,当S、S1均闭合时,电压表的读数是12 V,R2的阻值为________Ω.5.如图所示是调温型电熨斗的简化电路图,它的工作电压为220V.R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件,R2的阻值为61.6Ω,只闭合S1时为低温档,电功率为440W.同时闭合S1和S2时为高温档,试求:(1)低温档工作时,电路中的电流是多少?(2)电阻R1的阻值是多少?(3)高温档的电功率是多少?6.如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20 Ω.当断开开关S1和S2,闭合开关S3时,电流表的示数为0.50 A;当断开开关S2,闭合开关S1、S3时,电流表的示数为0.90 A.求:(1)电阻R2的阻值.(2)断开开关S1和S3,闭合开关S2时,加在电阻R1两端的电压.考点三:传感器引起的动态电路的计算1.如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图。
电源电压恒为6V,定值电阻R为l5Ω,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,阻值范围为10Ω~20Ω,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是()A. 电流表示数变大,R0两端的电压变大B. 电压表示数与电流表示数的比值不变C. 通过R0的最大电流为0.24AD. R0在电路中的最小电阻值为15Ω2.图甲是某新型电饭锅的简化电路图。
R0为15Ω的定值电阻,其阻值不受温度影响。
R T是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示。
由图象可知,当R T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R T的温度达到100℃时,R T的功率为W。
3.如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.已知电源电源为6 V且保持不变,R0是定值电阻,R t是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示.电流表采用“0~0.3 A”的量程.(1)当环境温度是40 ℃时,电流表的示数为0.2 A,求此时R0的电阻值.(2)该电路能测量的最高温度是多少?4.为防止酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示.当酒精气体的浓度为0时,R1的电阻为60 Ω.在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为8 V,定值电阻R2=20 Ω.(1)当被检测者酒精气体的浓度为0时,求电压表的示数.(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL≤酒精气体浓度≤0.8 mg/mL,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾.5.如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示,R0是定值电阻;R是压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电流表(量程为0~0.6 A)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5 kg,电源电压保持12 V不变,g取10 N/kg.(1)根据图像可知,当被称物体的质量增加时,压敏电阻R的阻值________,电流表的示数________.(以上两空均选填“变大”或“变小”)(2)空载时,电流表的示数为0.048 A,则R0的阻值为________Ω.(3)该电子秤的最大测量值是________kg.(4)若身边没有电流表只有电压表,试问还能制作电子秤吗?若不能,请说明理由;若能,电压表应怎样连入电路?答:________,_______________.2020中考物理复习考点专题训练——专题八:动态电路的定量计算参考答案考点一:滑动变阻器引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,R2=15Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为18Ω,则R1上每秒钟发热的最小值为J,R3的电功率的最大值为W。
【答案】0.9;6。
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端移动到b端的过程中,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2接入电路的阻值变化图象如图乙所示,下列说法正确的是()A.电源电压为6VB.定值电阻R1的阻值为10ΩC.当滑片P在b端时,通过R1的电流为0.6AD.当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,R1消耗的电功率为0.4W【答案】ABD。
3.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息可知,下列判断错误的是()A.R 0的阻值是5ΩB .电路的最大总功率12.8WC .R 0的最小功率是1.6WD .滑动变阻器最大阻值是35Ω 【答案】C 。
4.如图,电源电电压不变,定值电阻R 1=6Ω,电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~3V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 1A ”,闭合开关后,当滑片P 置于M 点时,电流表示数为0.3A ,当滑片P 置于N 点时,电流表示数变化了0.1A ,且滑动变阻器连入电路中的阻值12M N R R =。
(1)求定值电阻R 1前后两次电功率之比; (2)求电源电压;(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围。
解:(1)滑片由M 点滑到N 点,电阻变大,电路中的电流减小,所以滑片P 置于N 点时电路中的电流:I N =I M ﹣0.1A =0.3A ﹣0.1A =0.2A ,定值电阻R 1前后两次电功率之比:22039402==A A (.):(.)2M M 12N N 1P I R =P I R (2)滑片P 置于M 点时,电源电压U =I M (R 1+R M ), 滑片P 置于N 点时,电源电压U =I N (R 1+R N ),R N =2R M ,所以0.3A ×(R 1+R M )=0.2A ×(R 1+2R M ), 解得R M =R 1=6Ω, 电源电压:U =I M (R 1+R M )=0.3A ×(6Ω+6Ω)=3.6V ;(3)根据电流表量程和滑动变阻器规格可知,电路中的最大电流为I 大=0.6A , 由欧姆定律可得,电路总电阻:36606VA..==Ω大U R =I 滑动变阻器连入电路的最小阻值:R 滑小=R ﹣R 1=6Ω﹣6Ω=0Ω;电压表的量程为0~3V ,滑动变阻器两端的最大电压U 滑=3V ,R 1两端的电压U 1=U ﹣U 滑=3.6V ﹣3V =0.6V ,根据串联电路的分压特点可知:110663Ω滑滑大滑大V ===V U R .U R R 解得R 滑大=30Ω,所以在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为0Ω~30Ω。
5.如图所示,定值电阻R 1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R 的阻值变化范围为0~20 Ω,当滑片P 移到R 的最左端时,电流表的示数为0.6 A ,当滑片P 移到R 的最右端时电流表和电压表的示数各是多少?【答案】当滑片P 移到R 的最左端时,电路为R 1的简单电路,电流表测电路中的电流, 由欧姆定律表达式I =U R变形可得电源电压:U =I 1R 1=0.6 A ×10 Ω=6 V ;当滑片P 移到R 的最右端时,R 1与R 的最大阻值串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数:I 2=UR 1+R = 6 V 10 Ω+20 Ω=0.2 A ,则电压表的示数:U R =I 2R =0.2 A ×20 Ω=4 V. 6.如图所示,设电源电压保持不变,R 0=10 Ω,当闭合开关S ,滑动变阻器的滑片P 在中点c 时,电流表的示数为0.3 A ,移动滑片P 至b 端时,电流表的示数为0.2 A .则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R 分别是多少?【答案】闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电阻和滑动变阻器串联;串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得,电路中的电流:I=UR0+R c=U10 Ω+R2=0.3 A①,移动滑片P至b端时,电阻R0和滑动变阻器串联;此时电路中的电流:I′=UR0+R b=U10 Ω+R=0.2 A②,由①②两式可得:U=6 V,R=20 Ω.考点二:开关引起的动态电路的计算1.如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则()【答案】D2.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2、R3均为定值电阻,R1:R2=2:3,S为单刀双掷开关。