第18单元 重难小专题10 动态电路相关计算(课件PPT)-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理课堂精讲册（福建专用）

2025福建 物 理 课堂精讲册 1 第一部分 立足教材过基础 重难小专题10 动态电路相关计算 2 本专题较难可选择性学习 类型1 开关通断类计算 进阶突破1 基本电路类计算 1.在如图所示的电路中，已知 ，，电源电压恒定。当、 都断开时，电流表的示数为，则电源电压为___；当、 都闭合时，电路的电功率为____ 。 8 9.6 3 【解析】当、断开时，断路，与 串联，电流表测电路中的电流，根据 和电阻的串联特点可得电源 电压 ； 、 都闭合时，短路，与 并联，电流表测干路电流；由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，则电流表示数 ， 电路的电功率 。 4 思路点拨 第一步：明确开关断开或闭合时电路的连接方式； 第二步：画出开关状态改变前后的等效电路图，判断电表测量的对象； 第三步：结合串联与并联电路相关公式计算。 5 进阶突破2 “可能值”类计算 2.（2024厦门一模）如图所示电路中，电阻 ， ，当单刀双掷开关 置于位置1时，电压表示数为。则当 置于位置2时，电压表示数的可能值为( ) B A. B. C. D. 6 【解析】当开关置于位置1时，与串联，当开关 置 于位置2时，与串联；当开关 置于位置1时，电压表 测两端电压，示数 ，电路中电流 ，电源电压 ，当开关置于位置2时，电压表测量 两 端电压。因为，根据串联分压原理可知 ，电路中电流 ，则 两端电压 ，所以 。故选B。 7 思路点拨 可根据开关状态改变前后的电路图，分析计算所求值的最大和最小值，再 依次判断各选项的正误。 8 类型2 滑动变阻器滑片移动类计算 进阶突破1 基本电路类计算 3.（2024眉山）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器标有“”，灯泡标有“”，灯泡电阻不变。 闭合，滑片在 的中点时，灯泡正常发光，则电源电压为___。当移到最右端时，电路的总功率____ （结果保留一位小数）。 9 2.9 9 【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器 串联，电流 表测量电路中的电流。滑片在的中点时， 接入电路的 阻值为 ，此时灯泡正常发光， 电路中的电流， 两端的电压 ，电源电压 ；灯泡的电阻 ；当 移到最右端时，变阻器接入电 路的阻值最大，即 ，此时电路消耗的总功率 。 10 思路点拨 先分析电路连接方式，明确电表所测量对象，分析滑动变阻器滑片移动时 各物理量的变化，再根据欧姆定律结合串并联电路特点分别求解。 ☆特别提醒 灯泡正常发光时，其两端电压为额定电压，功率为额定功率，可据此求解 电路中电流。 11 进阶突破2 列方程类计算 4.如图甲所示的电路中，电源电压不变，为定值电阻。闭合开关 ，将 滑动变阻器的滑片从向 移动的过程中，电压表和电流表的示数变化 情况如图乙所示，当滑片 在中点时，电流表示数为____A。 0.3 甲 乙 12 【解析】由电路图可知，当滑片在 端时，滑动变阻器连入电路的电阻为0，电压表示数为零，由图像可知这时电路中电流为， 两端电压即电源电压，则，当滑片在 端时滑动变阻器全部接入电路，与 串联，则电路中电流最小，由图像可知此时电路中的电流，两端的电压，由 可得滑动变阻器的阻值 ，因串联电路中总电压等于各分电压之和， 13 所以，电源的电压 ，解①②得： ，；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 ，则电流表的示数 。 思路点拨 根据题意，结合欧姆定律列出等式，在动态电路中寻找不变量，利用不变 量相等，列方程来解动态电路计算题。 ☆特别提醒 一般以电源电压不变为突破口列方程。 15 进阶突破3 安全、极值、范围类计算 5.（2024临沂）如图所示电路的电源电压为 ，电流表使用量程，电压表使用量程，阻值为 的定值电阻允许通过的最大电流为 。为保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器的最大阻值应大于( ) A A. B. C. D. 16 【解析】由电路图可知，定值电阻 与滑动变阻器串联，电 压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流，电 压表使用量程，当电压表的示数 时，电路 中的电流 ，因串联电路中各处的电流 相等，且定值电阻允许通过的最大电流为 ，电流表的量程为 ，所以电路中的最大电流为 ，此时滑动变阻器接入电路中 的电阻最小，由串联电路电压规律结合欧姆定律可得滑动变阻器接入电路 的最小电阻 ，A正确。故选A。 17 安全问题 电路元件安全工作范围是指在保证电路元件安全工作的情况下，电路电阻 改变时，电路元件通过的电流、两端电压及电阻允许的取值范围。 ☆特别提醒 一般以电表量程为突破口，得出电路允许通过的最大电流和最大电压。 18 6.如图甲，电源电压不变，闭合开关，滑片从端移动到 端的过程中， 小灯泡的关系如图乙所示。滑片移到 端时，小灯泡恰好正常发光， 此时通过小灯泡的电流是___A。该电路总功率的最小值为___ 。 1 6 19 【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，电流表测电路中的电流，滑片移到 端时，滑动变阻器接入电路的 阻值为0，此时电路中电阻最小，电流最大，电路中只有灯泡工作，此时 小灯泡恰好正常发光，由乙图可知，此时通过灯泡的电流为，滑片 在 端时，电路中电阻最大，电流最小为 ，则该电路总功率的最小值 。 20 极值、范围问题 （1）定值电阻（或假设阻值不变的小灯泡）消耗的电功率：根据 可知，当通过电阻的电流最大时电功率最大，当通过电阻的电流最小时电功率最小； （2）电路消耗的电功率：根据 可知，当电路中的总电阻最大时电功率最小，当电路中的总电阻最小时电功率最大。 21 7.（2023宁德福安市校级三模）如图所示电路中，电源两端的电压不变，电阻的阻值范围是 ，灯泡上标有“ ”字样，且不考虑温度对灯丝电阻的影响，电阻 。当只闭合时，电流表的示数为，当只闭合 时，灯泡的功率可能是( ) B A. B. C. D. 22 【解析】只闭合时，，因为 ，由欧姆定律得，电源电压的最大值（ 最大） ，电源的最小电压 ；灯泡电阻 ；当只闭合， 时，灯两端的电压就为，灯的实际功率等于其额定功率，为 ；当只闭合， 时，灯泡两端电压 ，灯泡实际功 23 率，因为 ， 的电阻不能达到 与 ，由此可得，灯的功率 。故选B。 8.（2024扬州）如图所示，电源电压恒为 ，敏感元件 的电阻随电流的增大而减小。电压表示数为时，电流表示数为，当电压表示数为 时，电流表示数可能是( ) A A. 小于 B. 等于 C. 大于，小于 D. 大于，小于 25 【解析】由图可知，闭合开关，敏感元件 与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器两端的电压。电压表示数为、电流表示数为时，敏感元件 两端的电压 ，此时敏感元件 的电阻 ，假设敏感元件 的阻值不变，当电压表示数为 时，敏感元件两端的电压 ， 26 则通过敏感元件的电流 ，由于敏感元件 的电阻随电流的增大而减小，即随电流的减小而增大，所以实际上敏感元件 的电阻会大于 ，则当它两端的电压一定时，由欧姆定律可知，通过敏感元件的电流会小于 ，即电流表的示数小于，A正确， 错误。故选A。 9.（2021福建16题2分）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器标有“”，定值电阻的阻值为 ，小灯泡标有“ ”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为。当闭合，、断 D A. B. C. D. 开，滑片移到 的中点时，小灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是( ) 28 【解析】当闭合，、断开，灯 和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，则此时的电流 ， 小灯泡的电阻为 ，滑片移到 的中点时，滑动变阻 器接入的有效电阻 ，则滑动变阻器两端的电压 ，根据串联电路电压的特点，电源电压 ；要保证电路安全，分析电路可得，当闭 合开关、和时，且通过滑动变阻器的电流为 时，干路电流最大， 29 则此时通过 的电流为 ，干路电流即为最大电流 ，最大功率 ，滑动变阻器接入最大阻值并且与灯 串联时，电流最小，即 ，最小功率 ，故 。故选D。 10.（2024广元）如图的电路中，电源两端电压恒为 。只闭合开关和，电压表、的示数分别为、 ，电流表示数为，电路的功率为；只闭合开关、和 ，电流表示数为，电路的功率为。已知 ，， ，下列关系式正确的是( ) C A. B. C. D. 31 【解析】只闭合开关和，、、串联， 两端电 压，和两端电压之和是 ，串联电路电流处处相 等，则，已知 ，可以得到 ，此时电流表示数为 ， ；只闭合开关、和，与 并联， 此时电流表示数为，已知 ， ，已知 ，即 32 ，解得 ，所以 ； ，A错误； ， ，B错误； ， C正确； ，D错误。故选C。 11.（2024三明二检）如图，电源电压恒定不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响。闭合开关，在保持电路连线不变和保证电路安全的情况下，则下列分析正确的是( ) B A. 变阻器可连入电路的最大阻值为 B. 变阻器可连入电路的最小电阻为 C. 整个电路可达到的最大总功率为 D. 整个电路可达到的最小总功率为 34 【解析】分析电路可知，滑动变阻器与灯泡串联， 电压表测量滑动变阻器两端电压；为保证电路安 全，即须保证每个用电器都可以安全使用，滑动 变阻器最大电阻为 ，通过滑动变阻器的电 流不超过，即 ；因电压表测量滑动变阻器两端电压，且接入量 程为，则滑动变阻器两端的电压不超过 ；灯泡的规格是“ ”，则 ，则有 ，即 ，解得 35 ；为保证电灯泡安全，则电灯泡电压 不超过 ，电路中电流不超过灯泡的额定电流 ,即 ,且电流表接入 量程为 ，为保证电流表安全，电路中电 流不应超过，即 ， 解得 ，则滑动变阻器的阻值变化范围 为 ，A错误、B正确；电路中的 电流 ，最小电流 ，则最小功率 ，最大 功率， 错误。 故选B。 12.（2024凉山州）如图甲所示，电源电压保持不变，电流表的量程为，电压表的量程为，滑动变阻器的规格为“ ”。闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片 ，测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）。在保证电路安全的情况下，下列计算结果中正确的是( ) 甲 乙 A. 电源电压为12V B. 的阻值为 C. 滑动变阻器的阻值变化范围是 D. 滑动变阻器的最大功率为 D 38 【解析】由图乙，当滑动变阻器的阻值为 时，电路中的电流 ，则两端的电压可表示为 ，滑动变阻 器两端的电压 ，利用串联电路电压规律， 则电源电压 ，同理，当滑动变阻器的 阻值 时，电路中的电流，则 两端的电压可表示 为 ，滑动变阻器两端的电压 ，利用串联电路电压规律，则电源电压 ，由①②解得电源电压 ， 39 ， 错误；当电路中的电流最大时，滑动变阻器的阻值最小， 电流表的最大测量值为，滑动变阻器允许通过的最大电流为 ， 故电路中的最大电流，则 两端的电压为 ，则滑动变阻器两端的电压 ，则滑动变阻器的最小阻值 ，滑动变阻器的阻值越大电路中的电流越小，电 路越安全，因此滑动变阻器的阻值变化范围为 ，C错误；滑动变 阻器消耗的电功率 ，所以， 当 时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大电流 ,滑动变阻器消耗电功率的最大值 ，D正确。故选D。 13.（2024贵州一模）如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为 。将滑片移至最左端，闭合开关，电流表示数为 ；滑片移至中点时，电流表示数为。则定值电阻的阻值为____ 。 40 42 【解析】图中定值电阻与滑动变阻器并联，电流表测量干 路电流，滑动变阻器的最大阻值为 。将滑片移至最 左端， ，根据并联电路的特点和欧姆定律知， 电流表的示数 ；滑片移 至中点时， ，电流表示数为 ；根据并联电路的特点和欧 姆定律知，电流表的示数 ；联立①②解得 ， 。 43 14.（2024烟台）如图甲所示，电源电压恒定， 为定值电阻。闭合开关， 将滑动变阻器的滑片从端移到端的过程中，其电流与电压 的关系 图像如图乙所示，则电源电压为___，滑动变阻器的最大阻值为____ ， 电阻 消耗的最大功率和最小功率之比为_____。 3 10 9 甲 乙 44 【解析】由电路图可知， 与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流， 电压表测变阻器两端的电压。当滑片位于 端时，变阻器接入电路中的电 阻为零，电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流 ， 由可得，电源电压，当滑片位于 端时， 接入电路中的电阻最大，电压表的示数最大，电流表的示数最小，由图像 可知，此时，电路中的最小电流 ，则滑动变阻器的最 大阻值 ；因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 45 所以，电源电压 ，由①②解得 ，；电阻消耗的最大功率 ； 根据串联分压原理得，，即，解得 ，电阻 消耗的最小功率 , 。 15.（2024乐山）如图所示的电路中，电阻。闭合开关 ，电流表 示数为 。 （1）求电源电压。 解：闭合开关，与 并联 由欧姆定律可得 47 （2）当滑片位于滑动变阻器中点时，电流表 示数 为，求此时滑动变阻器 接入电路的阻值。 解：测量干路电流，此时流过滑动变阻器 的电流 由欧姆定律可得 接入电路的阻值 48 解：当滑片位于的最右端时， 接入电路的阻值 此时流过 的电流 总电流 此时整个电路的电功率 （3）当滑片位于滑动变阻器 最右端时，求整个电路的电功率。 49 16.（2024广西）公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科 学习团队设计的可视化地磅的电路原理图，主要由踏板（重力不计）、压 力传感器、显示承重的仪表（实质为电流表，量程）等组成， 的阻值与所受压力大小关系如图乙所示。电源电压为，定值电阻 的阻值为取 。求： 甲 乙 50 （1）当的阻值为 时，电路的电流。 解：由图可知，压力传感器和定值电阻 串联，电流表测量电路中的电 流，当的阻值为 时，电路的电流 甲 乙 51 （2）当通过电路的电流为 时，地磅的测量值。 甲 乙 解：当通过电路的电流 时 电路的总电阻 R的阻值 由图乙可知压力 即地磅的测量值为 52 （3）为了增加地磅的最大测量值，请你写出一种可行的方案，并列出关 系式进行说明。 甲 乙 53 解：要增加地磅的最大测量值，可行的方案是： 适当增大 的阻值（或适当减小电源电压或适当增大电流表的量程） 根据图乙可知，越小，越大。由图甲可知， 越小，电流表示数越大， 地磅测量值越大。当电流表示数达到最大测量值时，地磅测量值最大。 设电流表的量程为 由，，解得 由上式可知，越小、越大、越大，则 越小 因此，所选方案可行。 54 55 $$