专题17 动态电路分析与计算-电功和电功率-2021-2022学年九年级物理上学期同步培优专题对点练习（人教版）

专题17 动态电路分析与计算——电功和电功率（解析版）-2021-2022学年九年级物理同步培优专题（人教版） ◎核心考点 有关电功和电功率的动态电路分析及计算 【例1】如图所示，R1＝6 Ω，灯L标有“12 V　6 W”，R2标有“20 Ω　3 A”，电流表量程“0～3 A”．开关都闭合时，灯L正常发光．电源电压与灯丝电阻均保持不变，下列说法错误的是(　　) A. 电源电压是12 V B. 断开开关S1、S2，闭合开关S3，当电流表示数为1.5 A时，R2在1 min内消耗电能是270 J C. 开关都闭合，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值是6 Ω D. 电路消耗功率的最小值是4.8 W 【答案】 C　【解析】开关都闭合时，R1短路，灯泡和滑动变阻器并联，灯泡正常工作，故电源电压为12 V，A正确；断开S1、S2，闭合S3，R1与R2串联，电流为1.5 A时，R1两端的电压为U1＝IR1＝1.5 A×6 Ω＝9 V，所以R2两端的电压为U2＝U－U1＝12 V－9 V＝3 V，R2在1 min内消耗的电能为W＝UIt＝3 V×1.5 A×60 s＝270 J，B正确；开关都闭合，通过灯泡的电流为IL＝＝＝0.5 A，通过滑动变阻器的最大电流I最大＝I－IL＝3 A－0.5 A＝2.5 A，滑动变阻器的最小阻值为R最小＝＝＝4.8 Ω，C错误；当电路中的电阻最大时功率最小，灯泡正常工作时的电阻为RL＝＝＝24 Ω，所以灯泡和R1串联时电阻最大，电路中最小功率为P最小＝＝＝4.8 W，D正确．故选C. ◎解题技巧 所谓动态电路通常是指对一个含有电源、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等形式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、电功率的大小。 动态电路分析及计算主要分为三种类型：（1）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；（2）开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；（3）其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。 解题的基本思路：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。总体上遵循“先局部-再整体-再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开关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）。 ◎对点训练 （一）滑动变阻器类 1.如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图．电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P与挂钩固定在一起．不挂物体时，滑片P在R2最上端．挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动．在电子秤量程范围内，则(　　) A. 不挂物体时，电压表示数为电源电压 B. 所挂物体越重，电流表示数越大 C. 所挂物体越轻，电路消耗的总功率越大 D. 所挂物体重量发生变化，电压表示数与电流表示数的比值不变 【答案】C　 【解析】不挂物体时，滑片P在R2最上端，R2连入电路中的电阻为0，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，此时电压表被短路，示数为0，A错误；所挂物体越重，滑动变阻器连入电路中的电阻越大，由于R1与R2串联，电路中的总电阻越大，电源电压一定，由欧姆定律I＝可知，电路中的电流即电流表的示数越小，B错误；所挂物体越轻，电流表的示数越大，由P＝UI可知，电路消耗的总功率越大，C正确；电压表与电流表示数的比值等于R2连入电路中的电阻，当所挂物体重量发生变化时，R2连入电路中的电阻发生变化，D错误．故选C. 2.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．如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(　　) A. 电流表示数增大 B. 电压表示数减小 C. 电路总电阻减小 D. 电路总功率增大 【答案】 B　 【解析】由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R0两端的电压，湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大，因此当湿敏电阻R附着的叶片上的含水量升高时，湿敏电阻R的阻值变大，电路中总电阻增大，C错误；由I＝可知，电路电流减小，即电流表示数减小，A错误；定值电阻R0阻值保持不变，通过R0的电流减小，由U＝IR0知R0两端电压减小，即电压表的示数减小，B正确；由于电源电压不变，电路电流减小，由P＝UI可知，电路的总功率减小，D错误．故选B. 3.如图甲所示，