内容正文:
物理
1
2
模块五 电学
大单元2 电学计算与分析
专项提思维7 动态电路分析
3
开关通断引起的动态电路
【例1】 (2023菏泽15题改编)在如图所示的电路中,电源的电压保持不
变,请回答下列问题.
例1题图
第一步: 电路识别
(1)只闭合开关
①【元件连接情况】电路为灯泡____的简单电路.
②【电表测量对象】电流表测量通过____的电流,电压表
测量______________两端的电压.
(或电源)
(2)同时闭合和
①【元件连接情况】灯泡和 ____联.
②【电表测量对象】电流表测量通过______的电流,电压表测量________
___________两端的电压.
并
干路
(或或电源)
4
例1题图
第二步: 开关闭合前后相关物理量的变化情况
先闭合开关后,再闭合开关 (均选填“变大”“变小”
或“不变”)
(1)【电压表示数变化】电源电压恒定,闭合开关 前
后,电压表均测量电源两端的电压,则电压表的示数
_______.
不变
(2)【电流表示数变化】电源电压恒定,闭合开关 后,电流表测并联
电路中干路的电流,则电流表的示数______.
(3)因为并联电路中各支路互不影响,则闭合开关前后,灯泡 的电
功率______.
变大
不变
5
1.(2024菏泽12题)如图所示,电源电压恒定.下列说法正确的是( )
A. 只闭合,电阻与灯泡 并联
B. 只闭合,电压表测量电阻 两端电压
C. 先闭合,再闭合,灯泡 亮度变大
D. 先闭合,再闭合 ,电流表示数变大
√
【解析】只闭合,电阻与灯泡 串联,电流表测量电路中的电流,电压
表测量电源电压,故 错误;先闭合,电阻与灯泡串联,再闭合 ,
电流表和定值电阻 被短路,电流表示数变为零,此时电路中只有小灯泡
接入电路,因此灯 会变亮,故C正确,D错误;故选C.
6
2.(2023青岛14题)(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合和 ,
灯泡和 均能正常发光,电流表和电压表均有示数.下列分析正确的是
( )
第2题图
A. 只闭合 ,电压表可以测量出电源两端的电压
B. 只闭合,电流表可以测量出通过 的电流
C. 先闭合,再闭合, 的亮度不变
D. 先闭合,再闭合 ,电流表和电压表的示数均不变
√
√
√
7
第2题图
【解析】只闭合,电路为只有 的简单电路,电流
表测电路中的电流,电压表测 两端的电压,即电源
电压,故A正确,B错误;先闭合,电路为只有 的
简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源电
压;再闭合,两灯泡并联,电流表测通过 的电流,
电压表测电源电压,根据并联电路电压特点可知, 两端电压不变,因此
通过的电流大小不变,即电流表示数不变,所以 的亮度不变,电流表
和电压表的示数均不变,故正确;故选 .
8
滑动变阻器滑片移动引起的动态电路
例2题图
【例2】 [2023滨州10题改编]如图所示,电源电压恒定
不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片 向左端移动时,
请回答下列问题:
第一步: 电路识别
(1)【元件连接情况】闭合开关后,定值电阻与滑动变阻器 ____联.
(2)【电表测量对象】电流表测量通过___________的电流,电压表测量
___两端的电压.
串
(或)
9
第二步:滑片移动后相关物理量的变化情况
例2题图
【分析思路】先电流后电压,先整体后部分.
(1)【判断电阻】滑动变阻器接入电路中的
阻值______ 电路中的总电阻______.
变小
变小
(2)【判断电流表示数】根据公式 ___知,
电路中电流______,电流表A示数______.
(3)【判断电压表示数】根据公式____知,
电阻 两端的电压______ 根据串联电路的电压
规律知,电压表 的示数______.
(4)【判断电功率】根据公式_____知, 消
耗的电功率______;根据公式 ____知,电路消
耗的总功率______.
(5)【判断电表示数比值】电压表 的示数与电流
表A的示数的比值______.
变大
变大
变大
变小
变大
变大
变小
10
【例3】 (2024临沂18题改编)闭合如图所示电路的开
关,将滑动变阻器的滑片向左移动一小段距离的过程中,
请回答下列问题:
第一步: 电路识别
(1)【元件连接情况】闭合开关后,灯泡与滑动变阻器 ____联.
(2)【电表测量对象】电流表测量通过_______的电流,电压表测量
_____________________两端的电压.
并
灯泡
灯泡(或或电源)
第二步: 滑片移动后相关物理量的变化情况
【分析思路】先电压后电流,先支路后干路( 为小灯泡所在支路电流,
为滑动变阻器所在支路电流).
(1)【判断电阻】滑动变阻器 接入
电路的阻值______,电路中的总电阻______.
变小
变小
11
(2)【判断电压表示数】电压表测量电源两端的电压,则电压表的示数
______.
不变
(3)【判断电流表示数】滑动变阻器 接入电路的阻值变小,滑动变阻器
两端的电压______,则通过滑动变阻器的电流______;并联电路中各支路
互不影响,则移动滑片的过程中通过灯泡 的电流______,则电流表的示
数______;并联电路中通过干路的电流等于各支路电流之和,则干路中的
电流______.
不变
变大
不变
不变
变大
(4)【判断电表示数乘积】电压表示数与电流表示数的乘积______.
(5)【判断电功率】灯泡 的电功率______,则灯泡的亮度______;电路
的总功率等于电路的总电压与总电流的乘积,则电路的总功率______
不变
不变
不变
变大
12
第3题图
3.(2023烟台13题)如图所示,电源电压保持不变,闭
合开关,当滑动变阻器滑片 向右滑动过程中,下列说
法正确的是( )
A. 电流表A的示数不变
B. 电流表 的示数变小
C. 电压表 的示数变大
D. 电压表 的示数与电流表A的示数的比值变小
√
13
【解析】由电路图可知,电阻和 并联,电压表测电
源电压,电流表测通过 的电流,电流表A测干路电
流;由于电压表测电源电压,所以移动滑片时电压表的
示数不变,故C错误;闭合开关 ,当滑动变阻器的滑片
向右滑动时,滑动变阻器 接入电路的阻值变小,电
源电压不变,由可知通过滑动变阻器的电流变大,电流表 的示
数变大,故B错误;由于并联电路各个支路互不影响,所以通过定值电阻
的电流不变,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
变大,所以电流表A的示数变大,故A错误;由于电压表的示数不变,电流
表A的示数变大,所以电压表 的示数与电流表A的示数的比值变小,故D正
确;故选D.
14
第4题图
4.[2024达州]如图所示,为定值电阻, 为滑动变阻
器,电源电压保持不变,闭合开关 ,滑动变阻器的滑
片 向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变大,电压表 示数变小
B. 电流表示数变小,电压表 示数变大
C. 电压表 与电流表示数的比值变大
D. 电压表 与电流表示数的比值变小
√
15
5.[2023江西]如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关 ,将滑动变阻器
的滑片 向右移动,下列说法正确的是( )
第5题图
A. A的示数变大,的示数不变 B. A的示数变大, 的示数变大
C. 的示数与的示数之和不变 D. 的示数与A的示数之比变小
√
16
第5题图
【解析】由电路图可知,与串联,电压表测
两端的电压,电压表 测电源电压,电流表测电路中的
电流;因电源电压不变,所以电压表 的示数不变;当
滑片 向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,
根据公式 可知,电路中的电流变大,所以电流表的
示数变大;根据串联电路分压原理可知, 的电阻减小,分得的电压减
小,所以的示数减小,故A、B错误;电压表的示数不变,电压表 的
示数变小,所以电压表与电压表 的示数之和变小,故C错误;电压表
的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表 的示数与电流表A的示
数之比变小,故D正确;故选D.
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第6题图
6.(2024滨州10题)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器
滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表 的示数变小
B. 电流表与电流表 的示数相等
C. 电流表 的示数变大
D. 电压表与电流表 示数的比值变大
√
18
【解析】由图可知,闭合开关,定值电阻 和滑动变阻器
并联,电流表测通过的电流,电流表 测干路的电
流,电压表测量电源电压,由此可知滑片移动过程中,电
压表的示数不变,故A错误;滑动变阻器滑片从最上端向中
点移动过程中, 接入电路的阻值变小,由于并联电路各支
路两端的电压均等于电源电压,保持不变,所以由欧姆定律可知,通过
的电流不变,即电流表的示数不变,通过 的电流变大,由于并联电路
干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表 的示数变大,且电
流表的示数大于电流表 的示数,故B错误,C正确;电压表的示数和
电流表 的示数均不变,则它们的比值不变,故D错误;故选C.
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7.(2024济南10题)某学习小组连接了如图所示的实
物电路,闭合开关,移动滑片 的过程中,关于电流
表的示数、电流表的示数 以及灯泡的亮度,
可能出现的现象是( )
A. 变大,变小,灯泡亮度不变 B. 变小, 变大,灯泡亮度变暗
C. 变小,变小,灯泡亮度不变 D. 变大, 变大,灯泡亮度变亮
√
【解析】由电路图可知,该电路为并联电路,电压表测量电源电压;闭合
开关 ,将滑动变阻器的滑片 向右移动至中点的过程中,由于电源电压不
变,所以电压表示数不变;并联电路中各支路互不影响,所以灯泡的亮度
不变,故B正确.故选B.
20
8.[2024安徽]如图所示的电路中,电源两端电压保持不变, 为定值电阻.
闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由 端滑
到端,电压表、电压表、电流表A示数变化量的绝对值分别为 、
、 .则( )
第8题图
A. 电流表A的示数变大,电压表 的示数变大
B. 电流表A的示数变小,电压表 的示数变小
C. 与的比值大于 的阻值
D. 与的比值等于 的阻值
√
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第8题图
【解析】由电路图可知,定值电阻 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A测电路中的电流.闭合开
关,将滑片 由B端向A端滑动一段距离后,变阻器
连入电路中的电阻变小,电路总电阻变小;由欧姆
定律 可知,总电流变大,即电流表示数变大;
根据可知, 两端的电压变大,由串联电路电
压的规律可知,滑动变阻器两端电压变小,即电压表
示数变大,电压表示数变小,故AB错误;因串联电路中总电压等于
各分电压之和,所以两电压表示数变化量的绝对值相等,即 ,
所以与的比值、与的比值都等于 的阻值,故C错误,D正确.
故选D.
22
第9题图
9.(2021东营10题)如图所示,电源电压恒为 ,
灯泡标有“ ”的字样,滑动变阻器标有“
”字样,下列说法正确的是( )
A. 同时闭合、、 ,将会造成电源短路,烧坏电流表
B. 同时闭合、 ,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小
C. 只闭合 ,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光
D. 只闭合 ,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会变大
√
23
【解析】同时闭合、、时,定值电阻 与滑动变阻器并联,
电压表测电源电压,电流表测干路中的电流,所以,不会造成电源
短路,不会烧坏电流表,故A错误;同时闭合、 时,电路为滑
动变阻器的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,
向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,
由 可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故B错误;只
闭合时,灯泡 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中
的电流,由电路图可知,电压表的量程为,电流表的量程为 ,因串联
电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光时的电压 ,所以,此时滑
动变阻器两端的电压: ,电压表安全,因串
联电路中各处的电流相等,所以,由 可得,电路中的电流:
,电流表安全;滑动变阻器接入电路中的电阻:
,电路安全;所以,移动滑动变阻器的滑片,可使灯
泡正常发光,故C正确;只闭合时,灯泡 与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两
端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路
中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端分得的电压变小,即电压
表的示数变小,故D错误,故选C.
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实际应用类动态电路分析
类型1 滑片移动引起的动态电路
【例4】 (2024枣庄11题改编)如图所示是一款电子提力计的电路原理
图,、均为金属板,固定不动,当握力 增大时,请回答下列问题:
第一步: 电路识别
例4题图
(1)图中定值电阻与滑动变阻器 ____联,电压表测
量___两端的电压.
串
(2)当握力增大时,滑动变阻器 的滑片会向____
(选填“左”或“右”)移动,滑动变阻器接入电路的阻值
______.
右
变大
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第二步: 滑片移动后相关物理量的变化情况
(1)【判断电流】当握力 增大时,电路中的总电阻______,电路中的电
流______.
变大
变小
(2)[判断电压]根据欧姆定律可知,定值电阻 两端的电压______;
在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,则滑动变阻器 两
端的电压______,即电压表的示数______.
变小
变大
变大
(3)【判断电功率】定值电阻的电功率为,则 的电功率随
滑动变阻器接入电路阻值的增大而______;滑动变阻器 的电功率为
,则当___(选填“ ”“ ”或“ ”)
时,滑动变阻器 的电功率最大.
减小
26
第10题图
10.[2024广州]如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖
直弹簧上,电路与恒压电源连接.未称量时,滑动变阻器
的滑片在最上端,称量时,滑片 向下滑动.闭合开关
,车辆总质量越大时( )
A. 电压表的示数越大 B. 电压表的示数越小
C. 电流表的示数越大 D. 电流表的示数越小
√
27
第10题图
【解析】由图可知,和滑动变阻器 的最大阻值串联,
电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器 上半部
分电压;闭合开关 ,车辆总质量越大时,滑动变阻器
滑片向下移动的距离越长,电压表所测部分电阻长度增
大,电阻变大,根据串联分压原理可知,电压表示数变
大;因滑片向下移动过程中,电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电
路的电流大小不变,即电流表示数不变,故A正确, 错误;故选A.
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11.[2024武汉]如图所示是一种测定油箱内油量的装置.其中 是滑动变阻器
的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,
油箱内油量变化时,滑片就在电阻片 两端之间滑动.下列说法错误的是
( )
第11题图
A. 定值电阻 和滑动变阻器是串联的
B. 油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C. 油量增加时,电流表示数变大
D. 油箱中没有油时,电流表示数为零
√
29
第11题图
【解析】由图可知,定值电阻 和滑动变阻器首
尾顺次连接在电路中,是串联的,电流表测量电
路中的电流,故A正确;油量减少时,浮子下降,
在杠杆作用下,滑片上移,滑动变阻器接入电路
的阻值变大,故B正确;油量增加时,浮子上浮,
在杠杆作用下,滑片下移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电
阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故C
正确;油箱中没有油时,浮子在最低位置,在杠杆作用下,滑片移动到最
上端,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由欧姆定律可知,电路中的电流
最小,但不为零,即电流表示数不为零,故D错误;故选D.
30
12.[2024乐山]小嘉同学设计了一款身高测量仪,其工作原理如图所示.已
知电压表、电流表示数分别为、 ,电压表、电流表示数变化量分别为
、 ,则下列说法正确的是( )
第12题图
A. 被测人员身高越高,整个电路中的总电阻越小
B. 被测人员身高越高,整个电路中的电功率越大
C. 无论被测人员身高如何, 的值不变
D. 无论被测人员身高如何, 的值不变
√
31
【解析】由图可知,闭合开关, 与变阻器串联,
电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电
流;由电路图可知,身高越高时,变阻器接入电路
中的电阻越大,根据欧姆定律可知电路中的电流越
小,由 可知整个电路消耗的电功率越小,故
错误;身高越高,变阻器的滑片向上移动的距离越大,变阻器接入电
路中的电阻越大,由 可知电压表示数与电流表示数的比值等于变阻
器的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值越大,故C错误;由于电
源电压不变,所以变阻器两端电压的变化量等于定值电阻两端电压的变
化量,所以 的值等于 的阻值,不变,故D正确;故选D.
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类型2 敏感电阻阻值变化引起的动态电路
【例5】 (2023聊城9题改编)如图所示,是列车上烟雾报警器的简化原
理图.内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻 的电路,其中电源电压恒
定, 为定值电阻.有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值
发生变化,从而改变电路中的电流.当电路中的电流增大至某一数值时报警
器开始报警.请回答下列问题:
第一步: 电路识别
(1)图中定值电阻与光敏电阻 ____联,电流
表测量通过___________的电流,电压表测量___
两端的电压.
串
(或)
(2)当电路中的电流增大至某一数值时,报警器
开始报警,此时电路中的总电阻应______,光敏
电阻的阻值应______,则光敏电阻 的阻值应随
烟雾浓度的增大而______,光敏电阻 的阻值随
光照强度的减弱而______.(均选填“增大”“减小”
或“不变”)
减小
减小
减小
减小
例5题图
33
第二步: 阻值变化后相关物理量的变化情况
(1)[判断电流]烟雾越浓,电路中的总电阻
______,电路中的电流______,则电流表的示数
______.(均选填“越大”或“越小”)
越小
越大
越大
(2)[判断电压]根据欧姆定律可知,定值电阻 两端的电压______;
在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,则光敏电阻 两端
的电压______,即电压表的示数______.(均选填“越大”或“越小”)
越大
越小
越小
(3)要提高报警灵敏度,则需要报警器在烟雾较淡的情况下报警,即敏感
电阻在光照强度较强的情况下,电路中的电流值达到报警数值;因报警数
值不变,则报警时电路的总电阻不变,光敏电阻的阻值增大,则定值电阻
的阻值应______(选填“增大”“减小”或“不变”).
减小
34
13.[2024宁夏改编]某小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中 为压
敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持
不变.闭合开关 ,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
第13题图
A. 电流表示数减小
B. 电压表示数减小
C. 电压表示数与电流表示数的比值增大
D. 电路消耗的总功率增大
√
35
第13题图
【解析】由图可知压敏电阻和定值电阻 串联接入电
路,电压表与定值电阻并联,测量定值电阻 两端
的电压,电流表测量电路中的电流;根据压敏电阻的阻
值随压力的增大而减小知压力增大,压敏电阻的阻值减
小,由电阻的串联可知电路的总电阻变小,根据 可
知电路中的电流变大,由可知定值电阻 两端的电压变大,电
压表的示数变大,由可知电路的总功率变大,故 错误,D正确;
由图知,电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻 的阻值,保持
不变,故C错误;故选D.
36
14.[2023黄冈]课后服务时间,老师和物理兴趣小组同学用一个热敏电阻
与其他电学元件组成了如图甲电路.电源电压恒定不变,是定值电阻,
是热敏电阻,其阻值与温度的关系如图乙所示.开关 闭合,热敏电阻温
度升高时,下列说法正确的是( )
第14题图
A. 电压表 的示数减小
B. 电流表 的示数减小
C. 电流表与 示数之差不变
D. 电压表与电流表 示数之比增大
√
37
【解析】根据电路图可知,定值电阻和
热敏电阻 并联,电压表测量电源电压,电
流表测量通过 的电流,电流表 测量干
路中的电流;由于电源电压不变,所以电压
表示数不变,故A错误;开关闭合,热敏电
阻温度升高时,根据图乙可知, 的阻值变小,根据欧姆定律可知,通过
的电流变大,电流表 示数变大;并联电路各支路互不影响,所以通过
的电流不变;根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变大,电流表
的示数变大,故B错误;根据并联电路的电流规律可知,电流表与
示数之差为通过 的电流,所以电流表与 示数之差不变,故C正确;
电压表示数不变,电流表 示数变大,则电压表与电流表 示数之比变
小,故D错误,故选C.
38
15.[2023金昌]学校科技小组设计了一个室内天然气泄漏检测仪,原理如
图所示.其中是检测天然气的电阻(气敏电阻),天然气浓度增大时,
减小,为定值电阻,电源电压不变,闭合开关 ,下列判断正确的是
( )
第15题图
A. 显示仪一定是电流表
B. 室内有天然气泄漏时,显示仪示数变小
C. 室内有天然气泄漏时,电路消耗的电功率变小
D. 若调低报警浓度,可将 换成阻值大一点的电阻
√
39
【解析】由电路图可知,两电阻串联,显示仪与定值电阻
并联;若显示仪为电流表,定值电阻 被短路失去保护
作用,电路不安全,显示仪应为电压表,故A错误;室内
有天然气泄漏时,天然气浓度增大, 减小,电路中的总
电阻减小,由 可知,电路中的电流变大,由
可知,定值电阻 两端的电压变大,即显示仪示数变大,故B错误;室内
有天然气泄漏时,此时电路的阻值变小,由 可得,电路消耗的电功
率变大,故C错误;若调低报警浓度,则气敏电阻对应的报警阻值变大,
根据串联电路电压的规律可知气敏电阻分压变大,定值电阻分压变小,要
使电压表的示数不变,需要增大定值电阻 的阻值,故D正确;故选D.
40
$$