5.2.7 动态电路综合计算-【一战成名新中考】2024四川中考物理·分层作业本

分层作业本·四川物理 模 块 五 电 学 ★命题点７　动态电路综合计算（必考） 类型１　多开关电路的简单计算 １．（２０２３成都郫都区二模）如图所示，灯泡 Ｌ标 有“６Ｖ　３Ｗ”字样（不考虑灯丝电阻变化）， 定值电阻Ｒ１＝２８Ω．当开关Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３全部闭合 时，灯泡正常发光，电流表示数为０．７５Ａ．求： 第１题图 （１）定值电阻Ｒ０的阻值大小； （２）当Ｓ１闭合，Ｓ２、Ｓ３断开时，电路消耗的功率． 解：（１）当开关 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３均闭合时，Ｒ１短路，灯 泡Ｌ与定值电阻Ｒ０并联，电流表测干路电流， 因为灯泡 Ｌ正常发光，则 Ｕ电源 ＝ＵＬ ＝Ｕ０＝ ６Ｖ； 由Ｐ＝ＵＩ得，通过灯泡的电流 ＩＬ＝ ＰＬ ＵＬ ＝３Ｗ６Ｖ＝０．５Ａ； 根据并联电路电流的规律知，通过Ｒ０的电流 Ｉ０＝Ｉ－ＩＬ＝０．７５Ａ－０．５Ａ＝０．２５Ａ， 由Ｉ＝ＵＲ可得，定值电阻Ｒ０的阻值 Ｒ０＝ Ｕ０ Ｉ０ ＝ ６Ｖ０．２５Ａ＝２４Ω； （２）当开关 Ｓ１闭合，Ｓ２和 Ｓ３断开时，灯泡 Ｌ与 定值电阻Ｒ１串联，由Ｐ＝ Ｕ２ Ｒ可得，灯泡的电阻 ＲＬ＝ ＵＬ ２ ＰＬ ＝（６Ｖ） ２ ３Ｗ ＝１２Ω； 电路中的总电阻 Ｒ总 ＝ＲＬ＋Ｒ１＝１２Ω＋２８Ω＝４０Ω， 电路消耗的功率Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ总 ＝（６Ｖ） ２ ４０Ω ＝０．９Ｗ． ２．（２０１７成都）如图所示，定值电阻Ｒ０＝１０Ω，滑 动变阻器Ｒ的最大阻值为２０Ω，灯泡Ｌ上标有 “３Ｖ　０．６Ｗ”的字样．只闭合开关Ｓ、Ｓ１，并把 Ｒ的滑片移到最右端，电流表的示数为 ０．１ Ａ．求： 第２题图 （１）电源电压为多少？ （２）若三个开关都闭合，Ｒ的滑片移到最左端， 此时电路的总功率为多少？ 解：（１）只闭合开关 Ｓ、Ｓ１，定值电阻 Ｒ０与滑动 变阻器 Ｒ串联，Ｒ的滑片移到最右端，滑动变 阻器连入电路的阻值为２０Ω，则电路中的总 电阻 Ｒ总 ＝Ｒ０＋Ｒ滑 ＝１０Ω＋２０Ω＝３０Ω， 由Ｉ＝ＵＲ可得，电源的电压 Ｕ＝ＩＲ总 ＝０．１Ａ×３０Ω＝３Ｖ； （２）若三个开关都闭合，Ｒ的滑片移到最左端， 滑动变阻器连入电路的阻值为０，所以灯泡与 Ｒ０并联；则 Ｕ０＝ＵＬ＝Ｕ＝３Ｖ，Ｒ０消耗的功率 Ｐ０＝ Ｕ２ Ｒ０ ＝（３Ｖ） ２ １０Ω ＝０．９Ｗ， 灯泡两端的电压与额定电压３Ｖ相等，则灯泡 正常发光； ＰＬ＝Ｐ额 ＝０．６Ｗ， 所以电路的总功率 Ｐ＝Ｐ０＋ＰＬ＝０．９Ｗ＋０．６Ｗ＝                                                                   １．５Ｗ． ６２１ 分层作业本·四川物理 模 块 五 电 学 类型２　电路安全下的极值、范围类计算（针对Ａ卷计算题专练）（１０年５考） 【方法指导】 （１）动态电路极值、范围类计算中，影响电路安全的因素主要有： ①电流表、电压表的量程；②用电器规格“Ｕ额　Ｉ额”；③滑动变阻器规格“×Ω　×Ａ” （２）相关物理量的极值计算（以串联电路基本模型为例） 电路图 物理量 极值 已知电源电压为 Ｕ， 定值电阻的阻值为 Ｒ０，滑动变阻器的最 大阻值为 Ｒ，电压表 的最大测量值为ＵＶ 电路电流 最大电流Ｉｍａｘ 用电器的额定电流、滑动变阻器允许通 过的最大电流值和电流表的最大测量值 三者中取最小值 最小电流Ｉｍｉｎ ①当Ｕ＞ＵＶ时，Ｉｍｉｎ＝ Ｕ－ＵＶ Ｒ０ ； ②当Ｕ≤ＵＶ时，Ｉｍｉｎ＝ Ｕ Ｒ０＋Ｒ 滑动变阻器两 端的电压 最大电压Ｕｍａｘ ①当Ｕ＞ＵＶ时，Ｕｍａｘ＝ＵＶ； ②当Ｕ≤ＵＶ时，Ｕｍａｘ＝Ｕ－ＩｍｉｎＲ０ 最小电压Ｕｍｉｎ Ｕｍｉｎ＝Ｕ－ＩｍａｘＲ０ 电路消耗的 总功率 最大总功率Ｐｍａｘ Ｐｍａｘ＝ＵＩｍａｘ 最小总功率Ｐｍｉｎ Ｐｍｉｎ＝ＵＩｍｉｎ 滑动变阻器接入 电路的阻值 最大电阻Ｒｍａｘ ①当Ｕ＞ＵＶ时，Ｒｍａｘ＝ ＵＶ Ｉｍｉｎ ； ②当Ｕ≤ＵＶ时，Ｒｍａｘ＝Ｒ 最小电阻Ｒｍｉｎ Ｒｍｉｎ＝ Ｕ Ｉｍａｘ －Ｒ０ （３）多开关类题目的核心在于分类讨论用电器的连接方式及接入情况，寻找出符合题目要求的开关 通断方式． ３．（２０２３成都Ａ卷２３题７分）如图所示电路中， 电源电压恒为６Ｖ，灯泡Ｌ１标有“６Ｖ”字样，额 定功率字迹不清，灯泡 Ｌ２标有“４Ｖ　１．６Ｗ” 字样，滑动变阻器的最大阻值为５０Ω，电流表 量程为０～０．６Ａ．闭合开关Ｓ、Ｓ１、Ｓ２，滑动变阻 器滑片位于最右端时，电流表示数为０．４２Ａ， 第３题图 不考虑灯泡电阻变化． （１）求灯泡Ｌ１的额定功率． （２）只闭合开关Ｓ，移动滑动变阻器滑片，在确 保电路安全的前提下，求电流表示数变化 范围   