内容正文:
第十四章 探究欧姆定律
小专题(九) 动态电路的计算
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类型1 多开关型
1.如图所示,已知电源电压恒定为, ,
。
(1)当闭合,、 断开时,工作的电阻是_____,
此时电流表示数为____A。
0.6
(2)当闭合,、 断开时,电路是一个______(填“串联”或“并
联”)电路,此时电压表示数为___ ,电路中的电流为______A。
(3)当、闭合, 断开时,电路是一个______(填“串联”或“并
联”)电路,电流表示数为____A。
串联
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并联
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2.(2021·安徽)如图所示的电路中,电源电压 不
变,、和均为定值电阻,其中 ,
,为单刀单掷开关, 为单刀双掷开关。
闭合,将掷于1端,电压表的示数 ;将
切换到2端,电压表的示数 。求:
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(1)电源电压 的大小。
解:闭合,将掷于1端,、 串联接入电路,
由欧姆定律可得,此时电路中的电流:
电路总电阻:
电源电压:
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(2)电阻 的阻值。
解:闭合,将切换到2端,、 串联接入电路,电
压表测两端的电压, 两端的电压:
此时电路中的电流:
由欧姆定律可得电阻 的阻值:
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类型2 滑动变阻器型
3.(2022·扬州)在如图所示的电路中,电源电压保
持, 。电压表量程为 ,电流
表A量程为,量程为,闭合开关 ,
电压表的示数为___。为确保电表安全, 连入电
路的阻值最小为______ 。
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4.如图所示,电源电压恒为,电阻为 ,滑动变阻器 最大
阻值为 ,开关闭合后,滑动变阻器的滑片从端移动到 端的过
程中,电流表示数变化范围是多少?电压表示数变化范围是多少?
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解:当滑片位于 端时,变阻器接入电路中的电阻
为零,此时电压表的示数最小,电流表的示数最大,
则电压表的最小示数为 ,电流表的最大示数:
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当滑片位于 端时,变阻器接入电路中的电阻最大,
此时电压表的示数最大,电流表的示数最小,
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因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的最小电流:
电压表的最大示数:
综上所述,滑动变阻器的滑片从端移动到 端的过程中,电流表示数
变化范围是,电压表示数变化范围是 。
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【变式1】 若上述滑动变阻器允许通过的最大电流为,则
接入电路的最小阻值是多少?
解:若允许通过的最大电流为,则电路中的最大电流为 ,
此时电路总电阻:
接入电路的最小阻值:
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【变式2】 若上述电压表接入电路的量程为,则 能接入电路
的最大阻值是多少?
解:若电压表量程为,则两端最大电压为 ,由串联电压规律
知,此时 两端电压:
电路中的电流:
接入电路的最大阻值:
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5.(2022·淮北一模)如图甲所示,电源电压保持不变, 为定值电
阻。闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从端向 端移动的过程
中,电压表和电流表的示数变化关系图像如图乙所示。求:
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(1)滑动变阻器 的最大阻值。
解:由图甲可知,当滑片在 端
时,滑动变阻器的最大阻值接入电
路,与 串联,由图可知,此
时电路中的电流:,两端的电压:
滑动变阻器的最大阻值:
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(2)电源电压和定值电阻 的阻
值。
解:电源电压:
当滑片在端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电路为 的简
单电路,由图乙知电路中电流为 ,电源电压:
由①②可得:
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(3)试通过计算说明:当滑动变
阻器的滑片 在中点时,两电表
的示数对应于图乙中的 点。
解:当滑动变阻器的滑片 在中点
时,滑动变阻器连入电路的阻值:
根据串联电阻的规律及欧姆定律,电流表的示数:
由图乙可知:电流表示数为时对应的是 点。
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类型3 综合型
6.(2023·亳州期末)如图
甲所示,为某太阳能热水器温
度显示器的电路结构图,可通
过电压表的示数变化反映水
温的变化,其中电源电压
且保持不变,电压表的量程为,定值电阻 ,
为热敏电阻,其阻值随水温变化的规律如图乙所示,当电路工作时:
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(1)分析当水温升高时,电
压表示数如何变化;
解:由图甲可知,、 串
联,电压表测 两端的电压,
由图乙可知热敏电阻的阻值
随温度的升高而减小,根据串联电路电阻规律可知水温升高时电路总电
阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,根据 可知定值电
阻两端的电压变大,即电压表示数变大;
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(2)当水温为 时,电压表的示数;
解:当水温为时,由图乙可知,热敏电阻的阻值
电路中的电流:
则电压表的示数:
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(3)此电路所能允许的最高水温。
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解:水温越高,电压表示数越大,当
电压表的示数最大为 时,
水温最高,
此时热敏电阻两端的电压:
电路中的电流:
此时热敏电阻的阻值:
由图乙可知,此电路所允许的最高水温是 。
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