专题复习二 动态电路和图像的识别与计算--2024～2025学年苏科版物理九年级

第十五章专题复习二 动态电路和图像识别与计算 类型一、定值电阻的I-U关系图像 1.图甲是某同学“探究电流与电压关系”的电路图。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数（I﹣U）如图乙所示。则（　　） A．R0的电阻值是0.2Ω B．该电路最小功率0.05W C．滑动变阻器的总电阻是5Ω D．滑动变阻器R的电功率先变大后变小 2.有R1、R2两个电阻，它们的U-I关系图象分别如图甲、图乙所示．将这两个电阻并联接入电路已知干路电流为0.5A，下列说法正确的是（　　） A.电路中电阻R1阻值是电阻R2阻值2倍 B．通过电阻R1电流是通过电阻R2电流2倍 C．电阻R1两端的电压是电阻R2两端的电压的2倍 D．电阻R1与电阻R2的电功率相等 3.如图甲所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示。则电阻R1的阻值为　 　Ω；当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为　 　W。 类型二、滑动变阻器的I-U关系图像 4.如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．R1的阻值是20Ω B．当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω C．电源电压是16V D．该电路的最大电功率为7.2W 5.如图甲所示电路，电源电压不变，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关，将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中，电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示，则滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中（　　） A.电路总功率的最小值为1.8W B．电路总功率的最大值为6.4W C．定值电阻电功率的最小值为1.35W D．定值电阻电功率的变化为4.05W 6.某实验小组用如图甲所示的电路进行实验，R为滑动变阻器，R0为定值电阻，电源电压恒定不变。在滑片P滑动过程中，电压表与电流表的示数变化如图乙所示，求： （1）滑动变阻器的最大阻值； （2）电源电压； （3）在滑片P移到过程中，滑动变阻器消耗的电功率的变化范围。 类型三、小灯泡的I-U关系图像 7.现有电源、开关、电流表、电压表、灯泡、滑动变阻器各一个，其中灯泡的U﹣I图象如图所示。将这些元件用导线连成电路后，闭合开关，滑动变阻器的滑片从最左端向右滑动的过程中，电压表的示数从5V开始减小，电流表的示数从0.3A开始增大。下列结论正确的是（　　） A．电源的电压为5V B．小灯泡的最大功率为0.3W C．滑动变阻器的最大阻值为20Ω D．整个电路的最小功率是1.8 W 8.如图所示是额定电压为2.5V的小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象．若把三只该规格的小灯泡并联接在2V的电源两端，（电源电压不变）则三只小灯泡消耗的总功率为（　　） A．0.9WB．0.44WC．1.25WD．2.7W 9. 现有规格分别为“6V 3W”和“6V 6W”两个小灯泡L1、L2，已知它们的电流与电压间关系如图所示。 （1）由图可知，L1、L2的灯丝电阻都随电流的增大而　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为多少焦？ （3）若将L1、L2串联接在学生电源间，调节电源电压，在保证每个灯泡两端电压不超过其额定电压的情况下，L1、L2消耗的实际总功率最大值是多少？ 类型四、P-I、P-U、P-R关系图像 10.如图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，R0为定值电阻。移动滑动变阻器R的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是（　　） A．①③B．②④C．①④D．②③ 11.如图 甲所示，电源电压为6V 恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω．闭合开关，滑动变阻器的P-R 图象如图 乙所示，则： （1）R1的阻值为Ω； （2）当滑片P 滑至最右端时，电流表的示数为  A，通电10s 电流通过R1所做的功是 J． （3）电路消耗的最大功率为 W． 12.如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示．根据图象可知，R0= Ω，滑动变阻器R消耗的最大电功率为 W． 类型五、动态电路的复杂计算 13. 如图电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V，定值电阻R1的功率为0.8W；当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时，电压表的示数变化了1V．下列结果正确的是（　　） A．电源电压为8V B．R1的阻值为20Ω C．电路前后电流之比为1：3 D．电路总功率变化了1.2W 14.小刚设计了一种小鸡孵化器的电路模型，如图所示，在一般情况下，只需灯光照明，温度较低时，则需要加热，电源电压恒为72V，R1为定值电阻，R2为发热电阻丝改成的滑动变阻器，其上标有“200Ω 3A”的字样，电流表A1的量程为0﹣0.6A，电流表A2的量程为0﹣3A，灯泡上标有“12V 3W”的字样。 （1）灯泡正常工作时的电流是多大？ （2）闭合S，断开S1、S2，灯泡正常工作，求R1的阻值。 （3）S、S1、S2均闭合后，在不损坏电路元件的情况下，求R2上消耗电功率的最小值和最大值之比。 参考答案 1.D 解析：A、当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电源的电压U＝3.0V，电路中的最大电流I大＝0.6A， R0＝＝＝5Ω；当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙I小＝0.1A， R总＝＝＝30Ω，滑动变阻器的最大阻值：R大＝R总﹣R0＝25Ω，P小＝UI小＝3.0V×0.1A＝0.3W；当电流最大时，变阻器的阻值应为零，此时电压表的示数等于电源电压，则U总＝3V；当电流I＝0.1A时，变阻器的阻值最大，则R滑＝＝＝25Ω； PR＝I2R＝（）2R＝＝＝＝，则当R＝5Ω，变阻器消耗的电功率最大，变阻器的功率先变大后变小。故选：D。 2.D 3.10；0.1 解析：（1）当滑片位于b端时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，此时电路中的电流最大， 电源电压U＝3V，此时R1两端的电压U1＝U＝3V，电路中的电流I＝0.3A，R1＝＝＝10Ω；（2）当滑片位于a端时，R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电路中的电流I′＝0.1A时，R1两端的电压U1′＝1V，电阻R1消耗的电功率P1′＝U1′I′＝1V×0.1A＝0.1W。 4.A 解析：由乙图知，当滑动变阻器接入电路电阻最大时，两端电压最大，为14V；此时电路电流最小，为0.2A，滑动变阻器的最大阻值为R2＝＝＝70Ω。根据题意得： 解得．选项A正确，选项C错误；B、当电路电流为I′＝0.4A时， 电路总电阻为R′＝＝＝45Ω，所以滑动变阻器接入电路的电阻为R2′＝R′﹣R1＝45Ω﹣20Ω＝25Ω．此选项错误；D、电路消耗的最大功率为P最大＝UI最大＝18V×0.9A＝16.2W．此选项错误。故选：A。 5.A 解析：由图甲可知，滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，电压表被短路，示数为0，电流为I左=1.2A，滑片在右端时，变阻器连入阻值最大，电压表测量滑动变阻器两端的电压，此时电压表示数最大，电路中电流最小，U滑=4.5V，电流为I右=0.3A， U=I左R1…①；U=I右R1+U滑…② 两式联立：I左R1=I右R1+U滑，即：1.2A×R1=0.3A×R1+4.5V，解得R1=5Ω，U=6V， 滑片在右端时，电路总功率有最小值：P小=UI右=6V×0.3A=1.8W，故A正确； 滑片在左端时，电路总功率有最大值：P大=UI左=6V×1.2A=7.2W，故B错误； 定值电阻电功率的最小值：P1小=I右2R1=（0.3A）2×5Ω=0.45W，故C错误； 定值电阻电功率的最大值：P1大=I左2R1=（1.2A）2×5Ω=7.2W，定值电阻电功率的变化：△P=P1大-P1小=7.2W-0.45W=6.75W，故D错误．故选A． 6.（1）35Ω；（2）8V；（3）0～3.2W 解析：（1）电路中的最小电流I小＝0.2A，R两端的电压UR大＝7V，滑动变阻器的最大阻值： R大＝＝＝35Ω； （2）电源的电压： U＝U0+UR大＝I小R0+UR大＝0.2A×R0+7V； 由乙图可知，电路中的最大电流I大＝1.6A，则电源的电压：U＝I大R0＝1.6A×R0，因电源的电压不变， 所以，0.2A×R0+7V＝1.6A×R0，解得：R0＝5Ω， 则电源的电压U＝I大R0＝1.6A×5Ω＝8V； （3）电路中的电流：I＝， 滑动变阻器消耗的电功率： PR＝I2R＝（）2R＝＝＝＝，当R＝R0＝5Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为： PR大＝＝＝3.2W，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，消耗的电功率为0W， 滑动变阻器消耗的电功率的变化范围为0～3.2W。 7.D 解析：（1）根据题意可知，电路如图所示： （2）当电压表的示数为5V时，电路中的电流为0.3A，由图象得出此时灯泡两端的电压UL＝1V， 电源的电压：U＝U滑+UL＝5V+1V＝6V，故A错误； 由I＝可得，滑动变阻器的最大阻值： R滑＝＝≈16.7Ω，故C错误； 整个电路的最小功率： Pmin＝UI＝6V×0.3A＝1.8W，故D正确； （3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡两端的电压和电源的电压相等，由图象可知通过灯泡的电流I′＝0.5A，则小灯泡的最大功率： PLmax＝UI′＝6V×0.5A＝3W，故B错误。故选：D。 8.D 解析：把三只该规格的小灯泡并联接在2V的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，三只灯泡两端的电压UL=U=2V，由图象可知，通过每一个灯泡的电流IL=0.45A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流： I=3IL=3×0.45A=1.35A，则三只小灯泡消耗的总功率：P=UI=2V×1.35A=2.7W．故选D． 9. （1）电阻都随电流的增大而增大；（2）2700J； （3）4W 解析：（1）对L1来说，由图知，当电压为4V时，电流约为0.4A，由欧姆定律， R11＝＝＝10Ω；当电压为6V时，电流为0.5A，同理，R12＝12Ω；故L1灯丝电阻都随电流的增大而增大，同理，可得出L2灯丝电阻都随电流的增大而增大； （2）若将L1、L2并联接在学生电源间，电源电压调节为6伏，两灯的电压为6V，通过两灯的电流分别为0.5A和1A，干路电流为： I＝I1+I2＝0.5A+1A＝1.5A， 通电5分钟，则两灯泡消耗的总电能为： W＝UIt＝6V×1.5A×5×60s＝2700J； （3）由P＝UI，灯L1的额定电流为： IL1＝＝＝0.5A，同理，灯L2的额定电流为1A，电路的最大电流为0.5A，灯L1的实际功率为3W，由图知，灯L2的电压为2V，故其实际功率为： P2＝U2IL1＝2V×0.5A＝1W，L1、L2消耗的实际总功率最大值是：P＝P1+P2＝3W+1W＝4W。 10.B 解析：由图R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流。若电源提供的电流恒定为I总，①②、根据并联电路特点可知：U＝U0＝I0R0＝（I总﹣I）R0＝﹣IR0+I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝﹣R0I+I总R0，可知U与I的图象为一次函数，且﹣R0＜0，故①错误，②正确；③④、电路消耗总功率： P＝UI总＝（I总﹣I）R0×I总＝﹣I总R0I+I总2R0，其中I总、R0为定值，由P＝﹣I总R0I+I总2R0，可知P与I的图象为一次函数，﹣I总R0＜0，且I不能为0，P不会为0，故③错误，④正确。故选：B。 11.（1）10；（2）0.2；4；（3）3.6 解析：由图甲知，两电阻串联，电流表测电路中电流， （1）由图象可知，当R2=10Ω时，P2=0.9W， 由P=I2R可得，电路中的电流：电路中的总电阻：， R1=R-R2=20Ω-10Ω=10Ω； （2）（2）当滑片P滑至最右端时，电路中的电流：，通电10s电流通过R1所做的功：W1=（I′）2R1t=（0.2A）2×10Ω×10s=4J；（3）滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路消耗的总功率最大， 电路消耗的最大功率：． 12.1；2.25 解析：（1）电源电压U不变，由P=UI可知，电源总功率PU与电流I成正比，图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a；由图象可知，电源总功率PU=9W时，电流I=3A，由P=UI可得，电源电压：； （2）由P=I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图象可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0=9W，电路电流I=3A，由P=I2R可得，电阻R0的阻值：； （3）图线a表示PU-I图象，图线b表示P0-I图象，则图象c表示PR-I图象，设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，滑动变阻器两端的电压：UR=U-IR0=3V-I×1Ω，滑动变阻器消耗的电功率：，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为2.25W． 13. D 解析：（1）由电路图可知，R1与R2串联，当滑片在B处时，电路中的电流： I1＝，则滑动变阻器两端的电压： U2＝I1×R2＝×R2＝4V﹣﹣① 由图知，当滑片P置于滑动变阻器R2的中点时， U2＝4V﹣1V＝3V， 同理可得， U2′＝×＝3V﹣﹣② 用①式比②式可得： R2＝2R1﹣﹣③ 将③代入①式可得：＝4V，解得：U＝6V，故A错误； （2）当滑片P置于滑动变阻器R2的最右端B处时，电压表的示数为4V， U1＝6V﹣4V＝2V，P1＝＝＝0.8W，解得：R1＝5Ω， 则R2＝2R1＝2×5Ω＝10Ω，故B错误； （3）电路前后电流之比为I1：I2＝：＝：＝，故C错误；（4）电路总功率变化了：△P＝P2总﹣P1总＝﹣＝﹣＝1.2W，故D正确。 14.（1）0.25A；（2）240Ω；（3）2：15 解析：（1）灯泡正常工作时的电流： IL＝＝＝0.25A； （2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与电阻R1串联， 且灯泡正常工作，U1＝U﹣UL＝72V﹣12V＝60V， R1＝＝＝＝240Ω； （3）当S、S1、S2均闭合时，电阻R1和滑动变阻器R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流，I1′＝＝＝0.3A； I2＝I﹣I1′＝3A﹣0.3A＝2.7A， 因滑动变阻器允许通过的最大电流为3A， 通过R2的最大电流为2.7A，此时R2上消耗的电功率最大，则：P2大＝UI2大＝72V×2.7A＝194.4W， 当R2接入电路中的电阻最大时，R2上消耗的电功率最小，则： P2小＝＝＝25.92W， 所以，R2上消耗电功率的最小值和最大值之比： P2小：P2大＝25.92W：194.4W＝2：15。 ( 4 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$