拔高学习 5 欧姆定律动态电路相关分析 ---2024-2025学年教科版物理九年级上学期

教科版 九年级全 拔高学习 5  欧姆定律动态电路相关分析 1. 开关开闭引起的动态电路分析 方 法 指 导 画出等效电路图 判断电路的连接方式及各电表所测对象 列出所有对比的物理量 利用串、并联电路电流和电压规律及欧姆定律，表示出物理量 判断相应物理量的变化(一般会用到比值法或者差值法) 典例提分法 2 2. 滑片移动引起的动态电路分析 (1) 串联电路(如图甲所示) ： R 滑变化→ R 总变化----→ I 变化 串联电路的分压原理： ＝ ，即串联电路中，元件的电阻越大，分得的电压越大。 I ＝ 典例提分法 (2) 并联电路(如图乙所示) ① I 定 ＝ 不变， I 滑 ＝ 变化 I 总变化 ② R 滑变化→ R 总＝ 变化 I 总变化 I＝ I＝ I 定+ I 滑 典例提分法 3. 敏感电阻阻值变化引起的动态电路分析 外界环境变化→敏感电阻阻值变化(接下来的分析过程与“滑片移动引起的动态电路分析”过程一致，可参考方法指导 (2) ▶注 : 上述分析的两个基本前提条件：①电源电压不变；②定值电阻的阻值不变。 典例提分法 如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关 S1，电流表和电压表均有示数，若再闭合开关 S2，则下列说法正确的是( ) A．电流表示数变大，电压表示数变大 B．电流表示数变小，电压表示数不变 C．电压表示数与电流表示数的比值变小 D．电压表示数与电流表示数的比值变大 例1 典 例 讲 解 典例提分法 6 【思路引导】 提取有效信息： 只闭合开关 S1，再闭合开关 S2 信息转化： 等效电路如图所示   分析解答： 电路由两电阻串联变为 R1 的简单电路。 R 总变小→ I A 变大→ Uv 变大 ＝R1 → R1 不变→比值不变 典例提分法 由电路图可知，只闭合开关 S1 时， R1与 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压，电流表测电路中的电流；若再闭合开关 S2， R2 被短路，电路为 R1 的简单电路，电压表测 R1 两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻变小，由 I＝ 可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大； 【点拨】 典例提分法 电路中的电流变大，由 U＝IR 可知， R1 两端的电压变大，即电压表的示数变大；由 R＝ 可知，电压表示数与电流表示数的比值等于 R1 的阻值，保持不变。综上可知， A 正确。 【答案】 A 典例提分法 [2023·扬州期中]如图所示电路中，电源电压恒定， R1 为定值电阻， R2 为滑动变阻器，闭合开关 S 后，在滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向b 端滑动的过程中( ) 例2 典 例 讲 解 典例提分法 10 A．电压表 V1 的示数不变，电压表 V2 的示数变小，电流表 A 的示数变小 B．电压表 V1 的示数不变，电压表 V2 的示数变大，电流表 A 的示数变小 C．电压表 V1 的示数变小，电压表 V2 的示数变大，电流表 A 的示数变小 D．电压表 V1 的示数变大，电压表 V2 的示数变小，电流表 A 的示数变大 典例提分法 分析电路图可知，闭合开关 S 后，滑动变阻器 R2 和定值电阻 R1 串联，电流表测量电路电流，电压表 V1 测量电阻 R1 两端的电压，电压表 V2 测量滑动变阻器 R2 两端的电压。在滑片 P 由 a 端向 b 端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表 A 的示数变小；根据串联分压原理可知，滑动变阻器两端电压变大， R1 两端电压变小，即电压表 V1 的示数变小，电压表 V2 的示数变大。综上可知， C 正确。 【点拨】 【答案】 C 典例提分法 [2023·合肥期中]图甲是我们经常使用到的非接触式红外线测温枪的工作原理图。 R0 是定值电阻， R 是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图乙所示。 例3 典 例 讲 解 典例提分法 13 下列分析正确的是( ) A．体温越高， R 的阻值越大 B．体温越高，电路中电流越大 C．体温越高，电压表示数越小 D．体温越高，电压表示数与电路中电流的比值越大 典 例 讲 解 典例提分法 14 【思路引导】 提取有效信息： 工作原理图，热敏电阻阻值与人体温度变化关系图 信息转化： ①定值电阻和热敏电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压     ②热敏电阻阻值随体温升高而降低 分析解答： t 变大→ R 变小→ R 总变小， U 不变→ I 变大→ Uv变大 ＝R0 → R0 不变→比值不变 典例提分法 由图甲可知，两个电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压。由图乙可知，体温越高，红外线热敏电阻的阻值越小，电路总电阻越小，根据欧姆定律可知，电路中的电流越大，由 U＝IR 可知，定值电阻两端的电压越大，即电压表示数越大，故 AC 错误， B 正确；电压表示数与电路中电流的比值等于定值电阻的阻值，由于定值电阻的阻值不变，所以体温改变时比值不变，故 D 错误。 【点拨】 【答案】 B 典例提分法 1.如图所示的电路中，闭合开关 S1、S2 后，灯泡L1和 L2 均正常发光，电流表和电压表均有示数，此时断开开关 S2，下列说法正确的是( ) A．电流表示数减小，电压表示数不变 B．电流表示数减小，电压表示数增大 C．电压表和电流表示数之比减小 D．电压表和电流表示数之比不变 方 法 针 对 练 典例提分法 17 由图可知，闭合开关 S1、 S2，两灯泡并联，电流表测量干路电流，电压表测量电源电压；再断开开关 S2 时，只有灯泡 L1 接入电路，电压表仍测量电源电压，示数不变，电路总电阻变大，由欧姆定律可知电流表示数减小，所以电压表和电流表示数之比增大，故 A 正确， BCD 错误。 【点拨】 【答案】 A 典例提分法 方 法 针 对 练 2.如图所示，电源电压保持不变， R1 的阻值已知， R1<R2，闭合任意两个开关，电流表的示数分别为 I0、2I0、3I0。 典例提分法 19 方 法 针 对 练 在电路正常工作时，下列判断正确的是( ) A．电源电压为 I0R1 B．电阻 R2 的阻值为 3R1 C．闭合任意一个或几个开关，电路总电阻的最大值为3R1 D．闭合任意一个或几个开关，电路总电阻的最小值为R1 典例提分法 20 由电路图可知，闭合开关 S1、 S2 时电路为R2 的简单电路，闭合开关 S1、 S3 时电路为 R1 的简单电路，闭合开关 S2、 S3 时 R1 与 R2 并联。因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，且 R1 ＜ R2，由 I＝ UR 可知，闭合开关 S1、 S2 时电路中的电流最小，为 I0；闭合开关S2、 S3 时电路中的电流最大，为 3I0；闭合开关 S1、 S3 时，电路为 R1 的简单电路，电路中的电流为 2I0，则电源电压 U＝I1R1＝2I0R1，故 A 错误； 【点拨】 典例提分法 闭合开关 S1、 S2 时，电路中的电流 I2＝I0，则电阻 R2 的阻值 R2＝ ＝ ＝2R1，故 B 错误；只闭合开关 S1 时， R1 与 R2 串联，电路中的总电阻最大，由串联电路中总电阻等于各分电阻可知，电路的最大总电阻 R 大＝R1＋R2＝R1＋2R1＝3R1，故 C 正确；闭合开关 S2、 S3 时， R1 与 R2 并联，电路的总电阻最小，此时电路中的电流 I＝3I0，则电路的最小总电阻 R 小＝＝ ＝ R1，故 D 错误。 【答案】 C 典例提分法 方 法 针 对 练 3.如图所示，某物理实验小组设计了 一款电子量角器， AB 为均匀半圆弧形电阻， O 点为其圆心， OP 为金属滑片，可绕 O 点转动。 AO 间连接的角度显示器是由电压表改装而成的，可用来显示∠AOP 的大小。 典例提分法 23 方 法 针 对 练 闭合开关 S，下列有关说法正确的是( ) A．当滑片 OP 沿顺时针方向转动时，电压表示数会变大 B．当滑片 OP 沿顺时针方向转动时，电路中的电流会变小 C．当滑片 OP 沿顺时针方向转动时，连入电路的电阻变小 D．图中电压表可以替换成电流表 典例提分法 24 由电路图可知，闭合开关 S，电路为均匀半圆弧形电阻 AB 的简单电路，电压表测弧 AP 部分电阻两端的电压。滑片 OP 转动时，弧形电阻 AB 连入电路中的电阻不变；由 I＝ 可知，当滑片 OP 沿顺时针方向转动时，电路中的电流大小不会改变； 【点拨】 典例提分法 因滑片 OP 沿顺时针方向转动时，弧 AP 部分电阻变大，由 U＝IR 可知，电压表示数会变大，故 A 正确， BC 错误。图中电压表若用电流表替换，弧 AP 部分电阻被短路，当滑片 OP顺时针转动时，连入电路的电阻越来越小，电路中的电流越来越大，可能会烧坏电源和电流表，故 D 错误。 【答案】 A 典例提分法 方 法 针 对 练 4. [2023·云南改编]如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关 S，将滑动变阻器的滑片 P 向下移动，则下列说法错误的是( ) A．电压表 V1 和电流表 A 的 示数之比不变 B．电压表 V2 和电流表 A 的 示数之比变大 典例提分法 27 方 法 针 对 练 C．电压表 V1 示数的变化量和电流表 A 示数的变化量比值的绝对值| |变大 D．电压表 V2 示数的变化量和电流表 A 示数的变化量比值的绝对值| |不变 典例提分法 28 由电路图可知，闭合开关 S， R1、 R2 串联， V1 测 R1 两端的电压， V2 测 R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。根据 I＝ 可知 R1＝ ， R1 为定值，与滑片 P 的移动无关，故 V1 和 A 的示数之比不变，故 A 正确。同理， R2＝ ，滑片 P 向下移动时， R2 接入电路的电阻变大，因此 V2 和 A 的示数之比变大，故 B 正确. 【点拨】 典例提分法 设滑片移动前后电路中的电流分别为 I1、 I2，则 Δ I＝I2－I1，滑片移动前后电压表 V2 示数的变化量 Δ U2＝U2'－U2＝ (U－I2R1)－(U－I1R1)＝(I1－I2) R1＝－Δ IR1，即 | | ＝R1；将滑动变阻器的滑片 P 向下移动， R2 分得的电压变大， R1 分得的电压变小，由于电源电压不变，根据串联电路分压特点可知 Δ U2＝－Δ U1， 故 | | ＝ | | ＝R1，由于R1是定值电阻，所以该比值不变，故C错误， D正确。 【答案】 C 典例提分法 方 法 针 对 练 5. [2023·深圳模拟改编]某科技小组设计了一种烟雾报警装置，其简化电路如图所示，电源电压保持不变， R0 为定值电阻， R 为光敏电阻， R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电流表示数减小到某一值时，装置报警。 典例提分法 31 方 法 针 对 练 开关 S 闭合后，当有烟雾遮挡射向 R 的激光时( ) A．电流表的示数增大，电压表的示数增大 B．电压表与电流表的示数之比减小 C．减小 R0 的阻值，可使装置在烟雾浓度更低时报警 D．减小电源电压，可使装置在烟雾浓度更低时报警 典例提分法 32 由图可知，开关 S 闭合后，定值电阻 R0 和光敏电阻 R 串联，电流表测电路电流，电压表测光敏电阻 R 两端的电压。当有烟雾遮挡射向 R 的激光时，光照强度减弱，则光敏电阻 R 阻值变大，电路总电阻变大，电源电压保持不变，根据 I＝ 可知电流变小，即电流表示数变小；因电路电流变小， R0 两端电压变小，所以R 两端电压增大，即电压表示数增大； 【点拨】 典例提分法 电压表与电流表示数之比等于光敏电阻 R 的阻值， R 阻值变大，所以电压表与电流表的示数之比变大，故 AB 错误。当电流表示数减小到某一值时，装置报警，所以报警时的电流不变；减小 R0 的阻值，电源电压保持不变，根据 R＝ 可知，报警时的总电阻不变，则报警时光敏电阻 R 的阻值变大，R 的阻值随光照强度的减弱而增大，所以可使装置在烟雾浓度更高时报警； 典例提分法 减小电源电压，根据 R＝ 可知，报警时总电阻减小，则报警时光敏电阻 R 的阻值减小， R 的阻值随光照强度的减弱而增大，所以可使装置在烟雾浓度更低时报警，故 C 错误， D 正确。 【答案】 D 典例提分法 方 法 针 对 练 6.甲醛对人体的危害非常大，因此房屋装修时测甲醛污染指数(甲醛浓度越高，污染指数越大) 非常重要。一款甲醛测试仪的部分电路如图甲所示，其中R0为可感知甲醛污染指数变化的可变电阻，其阻值与污染指数关系如图乙所示。工作人员通过查看检测表(实质上是电流表或电压表)来 判断甲醛污染指数。 典例提分法 36 若检测表示数随污染指数的增大而增大，则( ) A．检测表应该是电压表，安装在“1”处 B．检测表应该是电压表，安装在“2”处 C．检测表应该是电流表，安装在“2”处 D．检测表应该是电流表，安装在“3”处 典例提分法 由图甲及电压表、电流表的使用规则可知， “1”“3”处只能安装电压表，“2”处只能安装电流表， R0 与 R1 串联。当甲醛污染指数增大时，由图乙可知，可变电阻 R0 的阻值减小，则电路中总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，电阻 R1 两端的电压增大，电阻 R0 两端的电压减小。若三处都安装有对应电表，则“1”处电压表示数减小，“2”处 【点拨】 典例提分法 电流表示数增大，“3”处电压表示数增大。由以上分析可知，符合检测表示数随污染指数增大而增大的安装方式为在“2”处安装电流表或在“3”处安装电压表。故 ABD 错误， C 正确。 【答案】 C 典例提分法 $$