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压轴题09 含滑动变阻器的动态分析问题
综合近几年中考对于电磁学的考察形式,动态电路分析是初中物理电学中的重点内容。动态电路分析只涉及到串并联电路(电源电压保持不变)。所谓动态电路是指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、电压的大小。
中考物理中,动态电路分析主要以选择题和计算题形式出现。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。
具体来说,就是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。
解答此类问题需要注意一下问题:
1.电流表的电阻非常小,在电路中相当于导线,可看作短路。
2.电压表的电阻非常大,在电路中相当于断路(开路),即在分析此类问题时可先将电压表放在一边,暂不考虑。
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和额定功率),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)。
滑动变阻器阻值变化的动态分析
此类问题是电路中滑动变阻器动端(滑片)移动,引起变阻器阻值变化,进而电路中电压或电流发生变化。解答此类问题一定要看清变阻器端移动会引起变阻器阻值增大还是减小,然后再分居阻值变化,利用所学知识分析其他物理量变化。
一、单选题
1.(2023春·湖北武汉·九年级校联考阶段练习)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V2示数变大
B.电压表V1示数与电压表V2示数可能相同
C.电流表A示数变大,电压表V1示数变小
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
2.(2023·广东深圳·统考一模)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P从一端至另一端,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系如图乙所示。则( )
A.滑动变阻器的最大阻值是10Ω
B.图乙中C点为滑片P在滑动变阻器最右端
C.电源电压为8V
D.电路消耗的最大电功率为14.4W
3.(2023·江苏泰州·统考一模)如图甲所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最右端滑至灯泡L正常发光的位置,在此过程中,电流表示数与两只电压示数的关系如图乙所示,如下说法错误的是:( )
A.灯泡的额定电压是9V B.灯泡的额定功率是5.6W
C.滑动变阻器的最大阻值是45Ω D.电路的最大功率为8W
4.(2023·安徽合肥·统考一模)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右缓慢移动,下列分析判断正确的是( )
A.电流表A1和电流表A2示数均不变
B.电压表与电流表A1的示数乘积变大
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数减小
D.电压表与电流表A2的示数之比保持不变
5.(2023·辽宁大连·统考模拟预测)如图所示,电源电压不变,闭合开关S1和S2,电流表和电压表均有示数,再断开开关S2,下列说法正确的是( )
A.A表的示数变大
B.R3的实际电功率变小
C.V1表的示数保持不变
D.V2表与A表的示数之比变大
6.(2022秋·湖南常德·九年级统考期末)如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电表的示数变化情况是( )
A.电流表示数不变,电压表示数不变 B.电流表示数减小,电压表示数增大
C.电流表示数增大,电压表示数增大 D.电流表示数减小,电压表示数不变
7.(2023·安徽合肥·统考模拟预测)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从右端向左移动的过程中、下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
B.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电流表A2示数变大,电压表V示数不变,灯泡变亮
8.(2023·重庆·西南大学附中校考一模)工程师小林为生态农场设计了水箱水量显示器,电源电压保持不变,R0为定值电阻,其工作原理如图所示。闭合开关S,当水量减少,滑动变阻器R的滑片P会上移,下列分析正确的