《动态电路计算题型归类专项突破》——2025年中考物理复习

动态电路计算题型归类专项突破 一、题型归类，专项突破 考点1.滑片移动引起的动态电路计算 方法技巧：滑动变阻器与定值电阻串联，当滑动变阻器接入电路的阻值等于定值电阻的阻值时，滑动变阻器消耗的功率最大。 例1.如图所示电路，电源电压不变，滑动变阻器R的滑片移至阻值最大处，闭合开关，电流表示数为0.1A，小灯泡L的功率为0.2W；移动滑片，使滑动变阻器最大阻值的接入电路，电流表的示数增大了0.1A，且小灯泡L的功率为1W，则电源电压为________W，滑动变阻器的最大阻值为________Ω。 解析：思路步骤： ①判连接，明对象： 闭合开关，L和R串联，电流表测电路中的电流，电压表测小灯泡两端的电压。 ②移滑片，看阻变： 滑动变阻器滑片由最大阻值处移至最大阻值的处，其接入电路阻值变小。 ③据题意：抓不变： 已知量：移动前：I=IL=IR=0.1A，PL=0.2W 移动后：I′=IL′=IR′=0.1A+0.1A=0.2A，PL′=1W 不变量：U 待求量：U=? Rmax=? ④列等式，求范围： 移动前， 移动后： U不变： U=UL+IRRmax=2V+0.1A×Rmax …………………………………① U=UL′+IR′×Rmax=5V+0.2A×Rmax…………………………② 联立①②式，解得：Rmax=90Ω，U=11V 变式1.涉及电表规格时，需考虑电表安全 如图所示电路，电源电压恒定，R1的阻值为30Ω，电流表的量程均为0~0.1A。闭合开关S，调节滑片P至中点，电压表V的示数为6V，A1的示数为0.4A，此时电路消耗的总功率为_______W；移动滑片，当R2接入电路的电阻为_______Ω时，电路的总功率最大；两次相比，电路的总功率变化了_______W。 变式2.结合图像，先由图像信息计算特殊点的相关量 如图甲所示电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器（0~25Ω）。闭合开关，调节滑片，记录电表示数，作出U-I关系图像如图乙所示，则电源电压为_______V，R0的电阻为_______Ω。 答案：3V；5Ω 变式3.实际情境中，先提取出滑动变阻器判断电阻变化 如图是小明设计的身高测量仪的电路简图，绝缘板A与滑动变阻器R2的滑片P固定在一起，且同步上下移动。电源电压恒为10V，R1的阻值为30Ω，R2为长50cm的均匀电阻丝，R2接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，两次测量得出的数据如下表所示，此测量仪测量的最小身高________cm；某同学测得自己的身高为165cm，此时通过电流表的电流为_______A。 答案：140；0.125 考点2.敏感电阻引起的动态电路计算 例2.物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置，其原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为20Ω，轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连，R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S，当检测板所受压力增大时，电压表的示数_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当力敏电阻所受压力为4×103N时，电压表的示数为_______V。 分析：①从原电路中提取出敏感电阻：R阻值随压力F变化而变化→R为力敏电阻 ②确定外界因素变化时敏感电阻的阻值：当检测板所受压力增大时→R↓→R总↓→I↑→R0两端电压增大（电压表示数增大） F=4×103N时→R=40Ω ③根据欧姆定律、电功率公式等计算电路中的其他物理量： R和R0串联→电路中的总电阻：R总=R+R0=40Ω+20Ω=60Ω →电路中的电流： →电压表的示数：UR0=IR0=0.1A×20Ω=2V 答案：增大；2 变式：计算装置最大测量值，限定条件是电路中电表或用电器的规格 如图甲所示是一种测温电路，测度表由量程为0~3V的电压表改装而成，电源电压恒为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系如图乙所示。当温度为10℃时，通电10s，电路消耗的电能为_______J，电路可测量的最高温度为________℃。 答案：6；30 考点3.开关通断引起的动态电路计算 例3.如图所示电路中，电源电压恒为3V，R2的阻值为30Ω。当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.3A，R1的阻值为_______Ω；当开关S1、S2均闭合时，电路中的总电阻_______（选填“增大”或“减小”）了_______Ω，此时电路消耗的总功率为________W。 解析：①分析电路：当S1闭合、S2断开时，电路中仅接入R1，此时电流表测电路电流，即通过R1的电流；当S1、S2均闭合时，R1和R2并联。 ②定初始状态和开关变化后的状态：画等效电路图，如图所示： ③标物理量：在每个图上标出已知量、待求量： 甲图： → 电路中的总电阻：R总甲=R1=10Ω 乙图：通过R1的电流：I1=0.3A 通过R2的电流： ∴ 电路总电流：I=I1+I2=0.3A+0.1A=0.4A 电路总电阻： 电路中总电阻减小了：ΔR总=R总甲－R总乙=10Ω－7.5Ω=2.5Ω 电路消耗的总功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W 答案：10；减小；2.5；1.2 变式1.滑片移动和开关开闭同时考查，逐个分析对应电路情况 如图所示电路，定值电阻R0为40Ω，滑动变阻器的最大阻值为80Ω。当滑片P在最右端时，先闭合开关S，电流表示数为0.1A，则电源电压为_______V；再闭合开关S1，电路消耗的功率为P，接着将滑片P移至中点，电路消耗的功率为P′，则P∶P′=________。 答案：4；3∶4 变式2.电表类型未知，先根据电路连接方式判断电表类型 如图所示电路，电源电压为4V，定值电阻R1为10Ω，甲、乙为两只相同电表，闭合S1、S2时，甲、乙两表示数之比为4∶3，则电路中的电流为_______A；同时更换两表种类，调整开关状态，使两表均有正常示数，此时电路的总功率为_______W（计算结果保留1位小数）。 答案：0.1；2.1 考点4.极值、范围类计算 方法技巧：根据“照顾弱者”的原则进行取值，即串联电路多个限制条件中取最小的电流值、并联电路多个限制条件中取最小的电压值。 例4.如图所示，电源电压恒为3V，小灯泡L的规格为“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表量程为0~3V。闭合开关，在确保电路各元件安全的情况下，忽略温度对小灯泡阻值的影响，求： （1）小灯泡L正常发光时的阻值。 （2）闭合S1、S2，电路中可以通过的最大电流。 （3）保持S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1、最小功率为P2，最大功率和最小功率的比值。 解析：分析电路：当S1闭俣、S2断开时，电路中仅接入R，电流表测通过R的电流；当S1、S2均闭合时，L和R并联，电流表测R所在支路上的电流。 （1）由可知，小灯泡L正常发光时的阻值： （2）闭合开关S1、S2，小灯泡L和滑动变阻器并联，通过小灯泡L的电流： 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表量程为0~3A，因此通过滑动变阻器所在支路的最大电流为1A。 并联电路中总电流等于各支路电流之和，所以通过电路的最大电流： Imax=IL+I滑=0.3A+1A=1.3A （3）由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，所以开关S2闭合，电流表示数为1A时，电路消耗的电功率最大，最大功率： P1=PL+P滑max=0.9W+3V×1A=3.9W 当S2断开，滑动变阻器的滑片在最右端时，电路中的电阻最大，电路消耗的电功率最小 最小功率： 最大功率和最小功率的比值： 二、针对演练，巩固提升 1.R1、R2的U-I图像如图甲所示，将它们接在如图乙所示申路中。若仅闭合开关S2，则R1、R2两端的电压之比U1∶U2=_______；若仅闭合开关S1、S2电流表的示数为0.4 A，则电源电压为_______V。 答案：2∶1；4 2.如图甲所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的阻值关系如图乙所示，电源电压为_______V。当滑片移至最右端时，电流表的示数为_______A。 答案：18；0.3 3.莫高窟中的石刻在我国历代石刻中独一无二。保护石窟内的石刻需要维持空气湿度，于是小明对湿度检测装置进行模拟，其简化电路如图甲所示，电源电压恒为12 V，当电压表的示数≥4.8V时，便触发报警器报警（图中未画出），图乙为湿敏电阻R0的阻值随湿度RH的变化曲线，不考虑报警器对电路的影响。要求湿度RH≥60%时开始报警，则湿敏电阻R0应接在虚线框________（填数字）内，另一虚线框内定值电阻阻值为________Ω。 答案：2；10 4.如图所示是小明设计的拉力健身器的示意图，其拉力显示表由某个电表改装而成。在拉环处施加拉力时，滑杆QP可随之滑动（未受拉力时，滑杆QP位于A端）。已知电源电压恒为3V，定值电阻R的阻值为10Ω，Rx为一根长10 cm的均匀电阻丝，其阻值跟长度成正比，最大阻值为50Ω，求： （1）拉力为0时，电路中的电功率。 （2）当R两端电压为2 V时，Rx接入电路的长度。 （3）将电压表上的刻度标上拉力的大小，所标拉力的刻度是否均匀。 答案：（1）0.9Ω；（2）1cm；（3）不均匀 5.图甲中电流表的量程为0~0.6 A，灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R1的规格为“40Ω 1A”。闭合开关S后，S1和S2同时闭合或同时断开，在最大可调范围内调节滑动变阻器滑片，分别得到电流表示数与滑动变阻器接入电路的阻值变化关系的图像如图乙，忽略灯泡灯丝电阻的变化。求： （1）电源电压。 （2）电路消耗电功率的最大值和最小值的差值（计算结果仅保留一位小数）。 答案：（1）9V；（2）3.8W 三、真题体验，成形能力 1.（2024年重庆市中考题B卷）13.将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L（不计灯泡电阻变化）接入如图所示的电路，其中电源具有6V和另一电压未知的档位，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。灯泡的额定电流为_______A。将电源调到电压未知的档位，只闭合开关S和S2，当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时，灯泡正常发光，移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω，电流表示数变化了0.2A。保障电路安全，只闭合开关S和S1，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的最大功率和最小功率之差为________W。 答案：0.5；1.95 2.（2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题）15.如图，甲电路中电源电压保持不变，闭合开关后，将变阻器的滑片由a端向b端移动的过程中，两电压表的示数与电流表的示数变化关系如图乙Ⅰ、Ⅱ所示，则（ ） A.Ⅱ是灯泡的I-U关系图像 B.灯泡最小功率为1W C.R的最大阻值为25Ω D.电路的最大功率为3.6W 答案：CD 3.（2024年四川省宜宾市中考题）14.我国交规规定，酒后不能开车。图甲是一种对驾驶员进行检测的呼气式酒精测试仪，其简化电路如图乙所示，测试仪里面装有酒精气体传感器，它是一种气敏电阻，用符号“”表示，其阻值R随酒精气体浓度K变化图像如图丙所示。已知电源电压为12V，R1是阻值为20Ω的定值电阻，设血液酒精浓度M＝呼出酒精气体浓度K×2500，当血液酒精浓度≥0.2mg/mL时，属于饮酒驾驶。下列说法正确的是（ ） A.酒精气体浓度越大，电流表示数越大 B.刚达到饮酒驾驶时，R的阻值为64Ω C.电流表示数为0.12A时，不属于饮酒驾驶 D.达到饮酒驾驶，电路消耗的最小功率为1.44W 答案：ABC 4.（2024年黑龙江省齐齐哈尔市初中学业题）13.如图所示的电路，电源电压保持不变。小灯泡的额定电压为6V，滑动变阻器铭牌标有“50Ω 1A”字样，电流表选用0~3A量程。先闭合开关S1、断开开关S2，此时小灯泡正常发光；保持开关S1闭合，再闭合开关S2，当滑动变阻器连入电路的阻值为30Ω时，电流表的示数为0.8A。则保持开关S1、S2都闭合，忽略温度对灯丝电阻的影响，使用过程中元件完好，在保证电路安全的情况下，下列说法正确的是（ ） A.将滑动变阻器的滑片向右移动，小灯泡实际功率不变 B.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是2.5~50Ω C.通过电流表的电流最小值为0.72A D.电路的总功率最大值为9.6W 答案：ACD 5.（2024年四川省广安市初中学业水平考题）28.如图所示，电源电压为6V恒定不变，灯泡L标有“2V 0.4W”的字样（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”的字样，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。 （1）求灯泡L正常发光时的电阻。 （2）当S1、S2均闭合，S3接b，滑动变阻器滑片移到最大阻值处时，电流表示数为0.4A，求R1阻值。 （3）在保证电路安全的情况下，求整个电路电功率的变化范围。 答案：（1）10Ω；（2）20Ω；（3）0.6W~3.6W 6.（2024年四川省达州市初中学业水平考题）26.如图所示，电源电压恒定不变。电流表量程0~3A，电压表量程0~15V，滑动变阻器R3标有“40Ω 1A”字样，已知R1阻值为30Ω。当滑片P置于最左端，开关S置于1时，电流表示数为0.8A；当滑片P置于中点，开关S先后置于1、2时，电流表示数之比为4∶5。求： （1）电源电压； （2）电阻R2的阻值； （3）当S置于2时，在保证电路安全的前提下，整个电路的最小电功率。 答案：（1）24V；（2）20Ω；（3）10.8W 7.（2024年山东省聊城市初中学业水平考题）26.如甲图所示电路中，电源电压不变，R1=20Ω，滑动变阻器R2的最大电阻为50Ω，电流表使用的量程为0～0.6A。小灯泡L的额定电压为3.8V，其电流随电压的变化规律如乙图所示。当只闭合S2时，电流表的示数为0.25A。求： （1）电源电压________； （2）当只闭合S3时，要使小灯泡L正常发光，滑动变阻器R2连入电路的电阻________； （3）当闭合S1、S2、S3时，为保证不损坏电流表，滑动变阻器R2的电阻可调范围和电路消耗的总电功率的变化范围________。 答案：（1）8V；（2）14Ω；（3）40~50Ω；4.48~4.8W 8.（2024年山东省滨州市初中学业水平考题）25.为研究调光灯的工作原理，某小组设计了如图甲所示的模拟电路进行探究。已知小灯泡L标有“12V 12W”字样，电源电压恒定不变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将电表示数绘制成如图乙所示的关系图象，求： （1）灯泡L正常发光时的电流。 （2）灯泡L正常发光10s消耗的电能。 （3）电源电压。 （4）滑动变阻器阻值的变化范围。 答案：（1）1A；（2）120J；（3）18V；（4）6Ω~50Ω 9.（2024年常州市初中学业水平考题）29.如图所示的电路中，电源电压恒定，小灯泡L标有“6V 3.6W”字样（忽略温度变化对灯丝电阻的影响），滑动变阻器Rx标有“200Ω 1.25A”字样，定值电阻R0阻值为20Ω，电流表的量程为0~3A，电压表的量程为0~15V，求： （1）小灯泡的额定电流。 （2）小灯泡的电阻。 （3）只闭合开关S、S1，小灯泡恰好正常发光，求电源电压。 （4）只闭合开关S、S2，在保证电路元件安全的前提下，求滑动变阻器接入电路的电阻范围。 答案：（1）0.6A；（2）10Ω；（3）18V；（4）20Ω∼50Ω 10.（2024年黑龙江省绥化市初中学业题）27.如图，电路中电源电压可调，定值电阻R0=20Ω，L1和L2为额定功率不同、额定电流均为0.4A的小灯泡（忽略温度对灯丝电阻的影响），滑动变阻器R的铭牌上标有“40Ω 1A”字样，电流表量程0~0.6A。 （1）只闭合开关S0，电源电压U=15V时，电流表的示数为0.3A，求此时滑动变阻器接入电路的阻值； （2）保持（1）中开关状态和电源电压不变，在电路安全的情况下，调节滑动变阻器，求定值电阻R0的功率变化范围； （3）调节电源电压为U1，只闭合开关S1，调节滑动变阻器，灯L1的功率为1.6W时正常发光，最小功率为0.4W；再调节电源电压为U2，只闭合开关S2，调节滑动变阻器，灯L2的最大功率为1.6W，最小功率为0.4W。（调节滑动变阻器时电路安全）求：U1、U2。 答案：（1）30Ω；（2）1.25~7.2W；（3）10V，8V 第 5 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$