第十八章 大招专题2 与电功率有关的动态电路计算-【初中必刷题】2024-2025学年九年级下册物理同步课件(人教版)

物 理 九年级下册 RJ 1 2 3 第一部分 教材同步分层练 4 第十八章 电功率 大招专题2 与电功率有关的动态电路计算 5 刷难关 鼠标轻轻一点，内容立即呈现 6 1.【2022陕西中考，中】如图1所示电路， 电源电压不变，是额定电压为 的小 灯泡， 为滑动变阻器。闭合开关，滑片 在某两点间移动的过程中，电流表A与电 压表 的示数变化关系如图2所示。当电 3 0.25 2 流表示数为时，两电压表的示数相等，则电源电压为___ 。小灯泡正常工作时 的电流为______A，此时滑动变阻器接入电路的阻值为___ ，电路的总功率为____ __ 。 0.75 母题学大招1 简单计算 难关 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测 两端的电压，电 压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。当电流表示数为 时，由图2可知，电压表的示数为 ，由题可知此时两电压表的示数相等， 即 ，根据串联电路的电压特点可知，电源电压 ；当电压表示数为 时，小灯泡正常发光， 由图2可知此时电路中电流为，所以小灯泡正常工作时的电流为 ；根据 串联电路的电压特点可知，当电压表示数为时，电压表 的示数为 ，所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为 ；电路的总功率 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 8 大招解读 简单计算 1.串联电路 将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大 电路中的电流 变小，电流表示数减小 电压表示数减小（忽略灯丝电阻变化），由 或 可知，小灯泡的功率减小，亮度变暗。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 9 2.并联电路 将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，因并联电路中 各支路互不影响，所以滑动变阻器所在支路电流减小，小灯泡所在支路电流不变， 电流表示数减小，电压表测量电源电压示数不变，由或 可知，小灯泡 的功率不变，亮度不变。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 10 3.混联电路 将滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大增大 电路总电阻增大 电流表A示数减小阻值不变，电压表示数减小 电源电压 不变，电压表示数增大阻值不变，电流表示数增大 电流表A示数减小， 电流表示数减小，由或可知，增大， 减小。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 11 小贴士：在求解电功率时需选择合适的公式。 串联优先选，并联优先选，总功率优先选 。 关键点拨 本题主要考查与图象结合的动态电路电功率的相关计算，分析出不同情况下对应的 电压值与电流值是解答本题的关键。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 12 子题练变式 2.【2023 山西太原期末，中】在如图所示的电路中，已知 ，当只闭合开关时，电流表示数为， 的功率为 。（忽略温度对电阻的影响） （1）求电源电压。 【答案】 【解析】当只闭合开关时，、串联， 两端的电压 。由可知，两端的电压 ， 电源电压 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 13 （2）求只闭合时， 的功率。 【答案】 【解析】由可知，的阻值 ，当只闭合开关 时， 只有工作,由可知，的功率为 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 14 （3）当开关、、全部闭合时，电流表的示数为，求的阻值以及 在 内产生的热量。 【答案】; 【解析】当三个开关全部闭合时，被短路，、 并联，电流表测量干路电流， 此时通过的电流，根据并联电路的电流特点可知，通过 的 电流，由可知， 的阻值 ，在 内产生的热量 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 15 解题关键 对于动态电路试题，首先应根据开关的断开与闭合情况确定电路的连接方式，同时 画出等效电路图,然后根据等效电路图选择公式进行计算。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 16 母题学大招2 比值类计算 3.【2023 广东深圳期末，中】如图所示，当开关 断开，甲、乙两表均为电流表时， 两表示数之比，则_____；当开关 闭合，甲、乙两表均为电压 表时，则两表示数之比_____，相同时间内、产生的热量之比 _____。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 17 【解析】由图可知，当开关断开，甲、乙两表均为电流表时，与 并联，甲电 流表测通过的电流，乙电流表测干路电流，由于 ，由并联电路的电流规律 可得，所以 ，根据并联电路的电压规律以及欧姆定律可得 ，即；当开关 闭合，甲、乙两表均为电压表时， 与串联，乙电压表测 两端电压，甲电压表测电源电压，由欧姆定律可得： ，，， ，即 ，因与 串联，通过它们的电流相等， 相同时间内、产生的热量之比 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 18 大招解读 比值类计算 1.串联电路： 一般情况下，除外，其他物理量均与 成正比。 2.并联电路： 一般情况下,除外，其他物理量均与 成反比。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 19 子题练变式 4.【2022河北中考，偏难】如图所示，电源电压为， 为定值 电阻，为滑动变阻器，电流表量程为“ ”，电压表量程 为“”。闭合开关 ，移动滑片，当滑片移至滑动变阻器中 点时，电流表的示数为，电压表的示数为 。 （1）求 的阻值。 【答案】 【解析】由图可知，与串联，电压表测 两端电压,电流表测电路中的电流，根 据欧姆定律可知， ； 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 20 （2）求滑动变阻器的最大阻值。 【答案】 【解析】当滑动变阻器的滑片在中点时，变阻器两端电压 ，此时滑动变阻器连入电路的电阻 ，则滑动变阻器的最大阻值为 ； 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 21 （3）在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为；将电压表改接在 两端， 电路消耗的最小功率为，求 。 【答案】 【解析】由电流表的量程可知电路中的电流最大为，此时 两端电压 ,电路的电功率最大，最大电功率为 ，当电压表改接在两端，且电压表示数为 时，两端的电压最小，两端电压最小为 ，此 时电路中的最小电流为 ，此时滑动变阻器接入电路的电阻为 ,则电路的最小电功率为 ，由①②可得 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 22 母题学大招3 极值、范围类计算 5.【2023 河南洛阳期中，中】在如图所示的电路中，电源电压为 且保持不变，滑动变阻器标有“ ”字样。只闭合开 关，电流表示数为 。 （1）求电阻 的阻值。 【答案】 【解析】只闭合开关，电路中只有工作，电阻的阻值 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 23 （2）求通电，电流通过电阻所做的功 。 【答案】 【解析】通电，电流通过电阻所做的功 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 24 （3）再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使和 消耗的总功率最小，求此最 小总功率 。 【答案】 【解析】再闭合开关，、并联，要使和 消耗的总功率最小，需要干路电 流最小，则应将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时通过的电流最小， 最小 ，干路中最小电流 ，则最小总功率 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 25 大招解读 极值、范围类计算 串联电路中的总功率，不变，主要看 最大时，电流最 大，滑动变阻器连入电路中的阻值最小；电路中的总功率最小时，电 流最小，滑动变阻器连入电路中的阻值最大。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 26 串联电路中定值电阻的电功率，不变，主要看 最大时， 电流最大，滑动变阻器连入电路中的阻值最小；定值电阻 的电功率 最小时，电流最小，滑动变阻器连入电路中的阻值最大。 并联电路中滑动变阻器的电功率，不变，主要看 最大 时，在保证电路安全的情况下，电流最大；并联电路中滑动变阻器的电功率最小时， 电流最小，滑动变阻器连入电路中的电阻最大。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 27 母题学大招4 变化量类计算 6. 【2022天津中考，偏难】小明利用如图甲所示电路研究“电流与电压的关 系”时，闭合开关 ，滑动变阻器的滑片从最右端移动到最左端的整个过程中，定值 电阻的关系图象如图乙所示。其中、、 均为已知量，电源电压不变。 请解答如下问题： 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 28 （1）写出电源电压值； 【答案】 【解析】滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器连入电路的电阻为零，此时 定值电阻两端的电压最大，等于电源电压，由图乙可知，定值电阻两端电压最大为 ，所以电源电压是 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 29 （2）在图乙所示的坐标系中，画出滑片整个移动过程中滑动变阻器的 关系图 象，并标出端点的坐标； 【答案】如图所示 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 30 【解析】当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电 路中的总电阻最大，电流最小，由图乙可知，此时电路中的电流为 ，定值电阻两 端的电压为，故滑动变阻器两端的电压为，此端点坐标为 ； 当滑动变阻器的滑片滑到最左端时，滑动变阻器连入电路的电阻为零，此时电路中 只有定值电阻，定值电阻的阻值为，此时电路中的电流为 ，滑 动变阻器两端的电压为，故此端点坐标为 ，连接以上两个端点即为滑片 整个移动过程中滑动变阻器的 关系图象。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 31 （3）滑片移动过程中，当电压表示数由变为时，电流表示数增加了 ，请 你推导出定值电阻的电功率变化量的数学表达式（用、和 表示）。 【答案】 ，推导过程见解析 【解析】设定值电阻的阻值为 ，则定值电阻电功率的变化量 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 32 大招解读 变化量类计算 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 33 1.定值电阻 的几种求法： ①由欧姆定律变形式得;②移动滑片，观察电压表示数变化量为 ,电流表 示数表化量为，则；③串联电路中 ，电源电压保持不变， 可得，则，即定值电阻 。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 34 2.定值电阻电功率变化量 的几种求法： ,注意： 。 思路分析 （1）滑动变阻器的滑片移动到最左端时，变阻器连入电路的阻值为0，此时定值电 阻单独接入电路，定值电阻两端电压最大，等于电源电压。（2）当变阻器滑片在最 右端时，其连入电路的阻值最大，其两端电压最大，电路电流最小，结合图乙和串 联电路特点可以得出变阻器的 关系图象的左端点坐标。当变阻器的滑片移动到 最左端时，其连入电路的阻值为零，电路电流最大，变阻器两端电压为零，利用欧 姆定律可得出变阻器的关系图象的右端点坐标。（3）设定值电阻阻值为 ， ，通过数学运算可以得到表达式。 刷难关 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 35 $$