专项2 动态电路分析-【王睿中考】2024年河南中考总复习一本通物理

　　专项 2　动态电路分析 　类型一 滑片移动引起的动态电路分析 第 1 步:识别电路,确定电路的连接方式(复杂 电路画等效电路图,电流表用导线代替、电压表 直接去掉). 第 2 步:分析电表,确定电表所测对象. 第 3 步:判断滑片移动引起的滑动变阻器接入 电路中的阻值变化. 第 4 步:判断电路中的总电阻如何变化,确定电 路中电流的变化及其他物理量的变化. 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变 阻器的滑片向右移动时,请回答下列问题: 第 1 步:判断电路的连接方式. 闭合开关 S 后, 定值电阻 R1 与滑动变阻器 R2 　 串 　 联接入 电路. 第 2 步:判断电表的测量对象. 电流表测量通过 电路的电流,电压表测量　 R1 　 两端的电压. 第 3 步:判断滑动变阻器的阻值变化. 当滑动变 阻器 R2 的滑片向右移动时,滑动变阻器 R2 接 入电路中的阻值变　 大　 . 第 4 步:判断滑片移动时相关物理量的变化. (1)判断总电阻:→电路中的总电阻 R总变　 大　 . (2)判断电流表的示数:根据公式 I = 　 　 　 → 电路中的电流变 　 小 　 ,电流表的示数变 　 小 　 . (3)判断电压表的示数:根据欧姆定律变形式 U = 　 IR 　 可知,R1 两端的电压 U1 变　 小　 , 电压表示数变　 小　 . (4)判断电表示数比值:电压表的示数与电流 表的示数的比值为　 R1 　 (填“R1”或“R2”)的 阻值,则其大小　 不变　 . (5)判断电功率:R1 消耗的电功率,根据公式 P = 　 I2R　 可知其值　 变小　 . 电路消耗的总电 功率,根据公式 P = 　 UI　 可知其值　 变小　 . 1. (2023 洛阳一模)如图所示的电路中,电源电 压恒定,当滑动变阻器的滑片 P 向 D 端移动 时,电流表的示数　 变小　 　 ,电压表的示数 　 变小　 . (填“变大”“变小”或“不变”) 2. 如图所示电路,电源电压保持不变,R1 为定 值电阻,闭合开关 S,滑动变阻器 R2 的滑片 向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的 示数变化,下列判断正确的是 ( B ) A. 电压表示数变小,电流表示数不变 B. 电压表示数不变,电流表示数变小 C. 电压表示数变大,电流表示数不变 D. 电压表示数变大,电流表示数变小 3. 如图所示是一种测量油箱内油量的装置,其 中 R 是滑动变阻器的电阻片. 当油量减少 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 52 时,滑动变阻器的滑片 P 向上移动,则电路中 ( A ) A. 总电阻增大,电流减小 B. 总电阻增大,电流增大 C. 总电阻减小,电流增大 D. 总电阻减小,电流减小 　类型二 敏感电阻阻值变化引起的动态电路分析 敏感电阻是由半导体材料做成的,解这类题首 先明确敏感电阻(如压敏电阻、热敏电阻、磁敏 电阻、光敏电阻、气敏电阻等)的阻值随外界环 境(如压力、温度、磁场强度、光照强度、气体浓 度等)的变化情况,然后将其看作特殊的“滑动 变阻器”进行分析. 1. (2023 江苏南通一模)如图所示,这是某电子 秤的内部简化电路,R0 是定值电阻,Rx 是压 敏电阻,其阻值随着压力的增大而减小,电 源电压恒定不变. 闭合开关 S,下列说法正 确的是 ( D ) A. 该电子秤的示数表是由电流表改装而成的 B. 当称量的重物质量增大时,电路中的电流 减小 C. 称量的重物质量越小,R0 的电功率越大 D. 若 R0 因老化其电阻值变大,则该电子秤 的测量值偏大 2. 如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它 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 丙所示. 下列对该电路分析正确的是 ( B ) 　 　 　 甲　 　 　 　 乙　 　 　 　 　 　 　 　 丙 A. 体温越高,R 的阻值越大 B. 体温越高,电压表示数越大 C. 体温越高,电压表示数越小 D. 体温越低,电压表示数越大 3. (2023 驻马店一模,双选)如图甲所示为厨房 燃气报警装置,图乙为其简化电路图. R 为可 燃性气体浓度感应器. 当可燃性气体浓度升 高时,电路中的电流增大,当电流表示数增大 到警报值时,会使外部的警报器发出警报声, 以提醒人员采取疏散、强制排风、切断天然气 供给等安全措施. 下列说法正确的是( CD ) 甲 　 　 　 乙 A. 可燃性气体浓度感应器是由超导材料制 成的 B. 当可燃性气体浓度升高时,感应器 R 的电 阻变大 C. 当可燃性气体浓度升高时,电压表示数 变小 D. 当可燃性气体浓度升高时,灯泡变亮 　类型三 开关通断引起的动态电路分析 解答开关类问题的关键是分析开关断开与闭合 时电路的连接情况,都要画出等效电路图,然后 根据欧姆定律和串、并联电路的特点,判断电流 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 62 表、电压表示数的变化情况,步骤如下. 第 1 步:画出初始电路的等效电路图,并分析要 对比的量的关系; 第 2 步:画出开关变化后的电路的等效电路图, 分析开关变化后要对比的量的关系; 第 3 步:将前两步中的对应物理量进行比较,得 出结论. 如图所示的电路中,电源电压 U 不变,先闭合 开关 S1,断开开关 S2,电压表和电流表有示数, 接着再闭合开关 S2,请回答下列问题: 第 1 步:确定初始电路的连接情况. (1)画出开关 S1 闭合、S2 断开的等效电路图, 如下图所示. (2)判断电路连接方式及电表测量对象:此时 电阻 R1 与 R2 　 串　 联,电流表测量　 电路　 的电流,电压表 测量　 R1 　 两端的电压. (3)写出各物理量的表达式:电路中的总电阻 R总 = 　 R1 + R2 　 ,此时电流表的示数 I = 　 　 　 　 　 ,电压表的示数 U = 　 IR1 　 ,电路 消耗的电功率 P = 　 UI　 . 第 2 步:确定变化后电路的连接情况. (1) 画出开关 S1、 S2 闭合后的等效电路图, 如下: (2)判断电路连接方式及电表测量对象:此时 电阻 R2 被　 短路　 ,电流表测量通过　 R1 　 的 电流,电压表测量　 电源　 电压. (3)写出各物理量的表达式:电路中的总电阻 R总′ = 　 R1 　 ,此时电流表的示数 I′ = 　 　 , 电压表的示数 U′ = 　 U　 ,电路消耗的电功率 P′ = 　 UI′　 . 第 3 步:判断开关变化前后,各物理量的变化 情况. 开关 S2 由断开到闭合,电路中的总电阻变 　 小　 ,电流表的示数变　 大　 ,电压表的示数 变　 大　 ,电路消耗的电功率变　 大　 . 1. 如图所示的电路中,电源电压不变,先闭合开 关 S,待电路稳定后再闭合开关 S1,则下列说 法正确的是 ( C ) A. 电流表 A 的示数变小 B. 电压表 V 的示数变大 C. 电流表 A1 的示数不变 D. 电压表 V 的示数与电流表 A1 示数的乘积 变大 2. (2023 郑州二模)如图所示,电源电压保持 6 V不变,R1 = 10 Ω、R2 为定值电阻. 若开关 S1、S2 均闭合,甲、乙两表均为电压表,其示 数之比为 3∶ 2,则 R2 = 　 20　 Ω;若开关 S1 闭 合、S2 断开,两表均为电流表,乙表的示数为 　 0. 9　 A,R1 与 R2 的电功率之比为　 2∶ 1　 . 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 72 电路中的最大电流：Ｉ大 ＝ Ｕ０大 Ｒ０ ＝３Ｖ２０Ω ＝０．１５Ａ 电路中的最小总电阻： Ｒ总小 ＝ Ｕ Ｉ大 ＝ ６Ｖ０．１５Ａ＝４０Ω 此时力敏电阻Ｒ的最小阻值： Ｒ小 ＝Ｒ总小 －Ｒ０＝４０Ω－２０Ω＝２０Ω 由图乙可知，当Ｒ小 ＝２０Ω时，该装置所能测量的压力最大，为６００Ｎ （４）将定值电阻Ｒ０换为阻值较小的电阻（或在定值电阻 Ｒ０两端并联一个阻 值适当的电阻等） ２．３　电阻的测量 实验探究 一题过实验： 典例１　（１）Ａ　（２）１０．４　变大　（３）①灯丝的电阻受温度影响，并非一个定 值，求电阻的平均值无意义；②表格中物理量未带单位　（４）小灯泡的电阻随 温度的升高而增大　（５）电压表接在了滑动变阻器两端　（６）ａ．电压表的示数 为２．５Ｖ　 ２．５ＶＵ－２．５Ｖ×Ｒ０　（７）①５．２　②探究电流与电压的关系 ③电路图如图所示： 实验步骤： 闭合开关Ｓ，将Ｓ１拨至ａ，读出电流表示数Ｉｘ；再将Ｓ１拨至ｂ，调节电阻箱，使电 流表示数仍为Ｉｘ，读出此时电阻箱的示数，即为Ｒｘ的阻值． ()*+,-. １．（１） （２）①电压Ｕ／Ｖ　②电流Ｉ／Ａ　（３）０．５　５　（４）Ａ （５）②闭合开关Ｓ１和Ｓ２　③ （Ｕ１－Ｕ２）Ｒ０ Ｕ２ ２．（１） （２）断开　左　（３）断路　（４）５　（５）②Ｒ０和电流表的总电阻　③断开Ｓ２　 ④ Ｕ２ Ｉ２ － Ｕ１ Ｉ１ ３．（１） （２）Ａ　（３）Ｂ　（４）０．２８　８．９　（５）小灯泡的电阻随温度的升高而增大 【解析】本题考查伏安法测电阻实验．（１）电流表与灯泡串联，电压表与灯泡 并联，如答案图所示．（２）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的 滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻 值最大的Ａ端．（３）电流表有示数，说明电路不是断路，电压表无示数，可能 是与电压表并联的电路短路，因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了， 故选Ｂ．（４）此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，图乙 中电流表选用小量程，分度值为０．０２Ａ，示数为０．２８Ａ，此时灯泡的电阻Ｒ＝ ＵＬ ＩＬ ＝２．５Ｖ０．２８Ａ≈８．９Ω．（５）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电 流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加得更快，由欧姆定 律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由Ｐ＝ＵＩ可知，电压和电流都增大时， 电功率增大，温度升高，因此可得结论：小灯泡的电阻随温度的升高而增大． ４．（１） （２）０～５０Ω　（３）右　（４）①２．５　②８．３ ./ １ # $'0123 ./!01 典例１　①变大　减小为零　②变大　变大　③减小为零　变大到电源电压 ④减小为零　减小为零 典例２　（１）电流表未调零　（２）小灯泡断路　（３）小灯泡短路　（４）滑动变阻 器接入电路中的阻值很大，小灯泡分压很小，小灯泡的实际功率太小　（５）滑 动变阻器断路　（６）开关接触不良（或开关断路）　（７）电压表示数接近电源电 压，电流表无示数，小灯泡不亮 23451 １．并　Ｌ２断路 　２．Ｃ　３．Ｂ　４．Ｃ　５．Ｂ　６．Ａ　７．Ｂ　８．Ｄ　９．Ｄ　１０．ＢＤ ./ ２ # 45$'23 ./!01 类型一　第１步：串　第２步：Ｒ１　第３步：大　第４步：（１）大　（２） Ｕ Ｒ总 　小　小 （３）ＩＲ　小　小　（４）Ｒ１　不变　（５）Ｉ ２Ｒ１　变小　ＵＩ　变小 跟踪训练　１．变小　变小　２．Ｂ　３．Ａ 类型二　跟踪训练　１．Ｄ　２．Ｂ　３．ＣＤ 类型三　第１步：（２）串　电路　Ｒ１　（３）Ｒ１＋Ｒ２　 Ｕ Ｒ１＋Ｒ２ 　ＩＲ１　ＵＩ 第２步：（２）短路　Ｒ１（电路）　电源　（３）Ｒ１　 Ｕ Ｒ１ 　Ｕ　ＵＩ′ 第３步：小　大　大　大 跟踪训练　１．Ｃ ２．２０　０．９　２∶１ 【解析】若开关Ｓ１、Ｓ２均闭合，甲、乙两表均为电压表时，两电阻串联，甲测电 源电压，乙测Ｒ２的电压，电压表甲、乙示数之比为３∶２，说明 Ｒ１的电压与 Ｒ２ 的电压之比为１∶２，根据串联电路的分压作用，所以 Ｒ２的阻值为２０Ω．若开 关Ｓ１闭合、Ｓ２断开，两表均为电流表，两电阻并联，乙表测量干路电流，示数 为Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＝ Ｕ Ｒ１ ＋ＵＲ２ ＝６Ｖ１０Ω ＋６Ｖ２０Ω ＝０．９Ａ，根据 Ｐ＝Ｕ ２ Ｒ，电压一定时电功 率与电阻成反比，则Ｐ１∶Ｐ２＝Ｒ２∶Ｒ１＝２∶１． ./ ３ # 6789:$) ./!01 类型一 典例１　方法１：（２） Ｕ０ Ｒ０ 　（３） Ｕｘ Ｕ０ Ｒ０　方法２：（３） Ｕ－Ｕ０ Ｕ０ Ｒ０　方法３：（２）将滑动 变阻器的滑片移至最右端　（３） Ｕｘ Ｕ－Ｕｘ Ｒ１ 跟踪训练 １．（１） 　（２）０．３　４　（３）①闭合开关 Ｓ、Ｓ１　②闭合开关 Ｓ、断 开Ｓ１　③ Ｕ１Ｒ０ Ｕ－Ｕ１ ２．（１） 　（２）Ｒ＝ＵＩ　左　（３）温度　１ （４）ｂ． Ｕ１Ｒ０ Ｕ２－Ｕ１ 　不能　Ｒ１两端电压过小，小于电压表的分度值 ３．（１）断开　小灯泡断路　（２）右　（３）右　９．６　（４）灯丝电阻受温度影响 【拓展】 Ｕ０（Ｕ－Ｕ′） Ｕ′（Ｕ－Ｕ０） Ｒ０ 【解析】【拓展】ａ．闭合开关Ｓ、Ｓ１，断开 Ｓ２，小灯泡与滑动变阻器串联，调节滑 动变阻器的滑片，使电压表示数为 Ｕ０，此时小灯泡正常发光，由串联电路电 流特点可知，小灯泡的额定电流等于此时滑动变阻器中通过的电流ＩＬ＝Ｉ１＝ Ｕ滑１ Ｒ滑 ＝ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ；ｂ．保持滑动变阻器滑片不动，断开 Ｓ１，闭合 Ｓ、Ｓ２，定值电阻 Ｒ０ 与滑动变阻器串联，读出此时电压表示数Ｕ′，由欧姆定律可知，通过 Ｒ０的电 流Ｉ′＝Ｕ′Ｒ０ ，根据串联电路电流特点可知，此时通过滑动变阻器的电流Ｉ２＝Ｉ′＝ Ｕ′ Ｒ０ ，滑动变阻器的接入电路的电阻 Ｒ滑 ＝ Ｕ滑２ Ｉ２ ＝Ｕ－Ｕ′Ｕ′ Ｒ０ ；ｃ．小灯泡正常发光时 的电阻ＲＬ＝ ＵＬ ＩＬ ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ Ｒ滑 ＝ Ｕ０ Ｕ－Ｕ０ ×Ｕ－Ｕ′Ｕ′ Ｒ０ ＝ Ｕ０（Ｕ－Ｕ′） Ｕ′（Ｕ－Ｕ０） Ｒ０． 类型二 典例２　方法１：（３）Ｉ０Ｒ０　 Ｉ０Ｒ０ Ｉｘ 方法２：（１）闭合开关Ｓ、Ｓ１，断开Ｓ２　（２）闭合开关Ｓ、Ｓ２，断开Ｓ１　（３）Ｉ０Ｒ０　 Ｉ０Ｒ０ Ｉｘ 方法３：（３） Ｉ２ Ｉ１－Ｉ２ Ｒ′ 跟踪训练 １．（１） 　（２）２．８　（３）２０ （４） ２．（１） 　（２）Ｂ　（３）Ｄ　（４）８　（５） Ｉ１Ｒ０ Ｉ２－Ｉ１ ! ３ "# $;< !"#$%&' 考点一　进阶过基础： １．（１）焦耳　Ｊ　ｋＷ·ｈ　（２）１　３．６×１０６                                                                                                                                         　０．２ —２—