2024年中考物理动态电路的计算

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“10Ω 0.5A”字样（忽略温度对电阻的影响），滑动变阻器的规格“20Ω 1A”， 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 最小电流的求法：I=U/R总=6V/（10Ω +20Ω ）=0.2A（对于伏安法电路，滑动变阻器可以接入最大阻值，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~0.3A 2.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~3V 3.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~0.9W 4.滑动变阻器变化范围 根据公式R总=U/I计算：6V/0.2A=30Ω，30Ω－10Ω=20Ω；6V/0.3A=20Ω，20Ω－10Ω=10Ω 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“3V  0.9W”、滑动变阻器R上标有“30Ω  1A”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：UL=U电－UR =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~0.3A 2.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~3V 3.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~0.9W 4.滑动变阻器变化范围 根据公式R总=U/I计算： 4.5V/0.15A=30Ω，30Ω－10Ω=20Ω；4.5V/0.3A=15Ω，15Ω－10Ω=5Ω 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。电源电压恒定不变，握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2，起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力，移动到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）。该握力计测量范围为0~300N，电路中电流变化范围0.1~0.6A。则下列判断正确的是（  ） A.握力300 N时电路中电流为0.6A B.握力计工作电路的电源电压为3V C.R1连入电路阻值变化范围为0~30Ω D. R2消耗的最小功率为0.5W   解题思路：去情景（握力计相当于一个滑动变阻器）→知识迁移（握力计示数越大，滑变R1接入电路阻值越大，电流表示数越小）→解决问题 A.当握力计为300N时对应电流0.1A B.当握力计为0N时对应电流0.6A，电路只有R2，所以U电=U2=0.6A×5Ω=3V C.根据公式根据公式R总=U/I计算：3V/0.1A=30Ω，30Ω－5Ω=25Ω R1连入电路阻值变化范围为0~25Ω D.根据公式P=I2R计算R2消耗的最小功率为：（0.1A）2×5Ω=0.05W 练习1. 小华用如图所示的电路测小灯泡功率。电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，灯泡标有“2.5V  1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程