内容正文:
命题点6 动态电路的定量计算
陕西物理
物理
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类型1 动态电路简单计算
1.(2022鞍山改编)如图所示的电路,电源电压恒定. <m></m> 为定值电阻,小灯泡
的额定功率为 <m></m> ,电流表接 <m></m> 量程.闭合开关 <m></m> 、 <m></m> 时,电压表
示数为 <m></m> ,电阻 <m></m> 在 <m></m> 内产生 <m></m> 的热量,则:
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(1) <m></m> 的阻值为多少?
解:闭合开关 <m></m> 、 <m></m> 时,灯泡 <m></m> 和电流表被短路,电路为 <m></m> 的简单电路,电压表测电源两端的电压,由电压表示数为 <m></m> 可知,电源电压 <m></m> ,由 <m></m> 可得, <m></m> 的阻值 <m></m> .
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(2)闭合开关 <m></m> 、断开开关 <m></m> 时,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡的额
定电压为多少伏?此时电阻 <m></m> 的实际功率为多少瓦?
解:闭合开关 <m></m> 、断开开关 <m></m> 时, <m></m> 与 <m></m> 串联,电压表测 <m></m> 两端的电
压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且此时小灯
泡恰好正常发光,所以,由 <m></m> 可得,电路中的电流 <m></m> ①,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压 <m></m> ,即
<m></m> ②,联立①②可得: <m></m> ,解得
<m></m> 或 <m></m> ,当 <m></m> 时,电路中的电流
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<m></m> ,不符合题意;当 <m></m> 时,电路中的电流 <m></m> ,符合题意.
则电阻 <m></m> 的实际功率 <m></m> .
类型2 极值、范围问题
2.如图所示电路,电源电压为 <m></m> 且不变, <m></m> 的阻值为 <m></m> , <m></m> 标有“
<m></m> ”字样,所选电流表有两个量程为 <m></m> 和 <m></m> ,闭合开关,求:
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(1) <m></m> 消耗的电功率.
解: <m></m> ,
<m></m> ,
<m></m> .
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(2)移动滑片过程中电流表 <m></m> 示数变化量的最大值 <m></m> .
解:若 <m></m> 时, <m></m> ,不成立;
所以 <m></m> , <m></m> .
因为 <m></m> , <m></m> ,
<m></m> .
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类型3 比值问题
3.(2022河北)如图所示,电源电压为 <m></m> , <m></m> 为定值电阻, <m></m> 为滑动变阻
器,电流表量程为“ <m></m> ”,电压表量程为“ <m></m> ”.闭合开关
<m></m> ,移动滑片,当滑片移至滑动变阻器中点时,电流表的示数为 <m></m> ,
电压表的示数为 <m></m> .
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(1)求 <m></m> 的阻值.
解:由图知,两电阻串联,电压表测 <m></m> 两端电压,电流表测电路中电流,由欧姆定律可得, <m></m> ;
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(2)求滑动变阻器的最大阻值.
解:由欧姆定律可得,电路的总电阻:
<m></m> ,
滑片在中点,由串联电路的电阻规律有:
<m></m> ,
所以变阻器的最大阻值 <m></m> ;
(3)在保证电路安全的情况下,电路消耗的最大功率为 <m></m> ;将电压表改
接在 <m></m> 两端,电路消耗的最小功率为 <m></m> .求 <m></m> .
解:<m></m>
当滑动变阻器左滑时,电路中电阻变小,电流变大,电路中电流最大为
<m></m> ,此时电压表示数 <m></m> ,
电路安全,符合题意;
当电压表改接在 <m></m> 两端,
<m></m>
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电压表示数最大为 <m></m> ,由分压原理知,此时变阻器连入电路的阻值最
大,电路中电流最小, <m></m> ,
此时变阻器接入电路的阻值 <m></m> ,这说明电路
中的最小电流是 <m></m> ,
电源电压一定,电流最小时,电路消耗功率最小,
所以 <m></m> .
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