2025年中考物理一轮专题复习（福建）专项拓展八 动态电路计算

专项拓展八 动态电路计算 【方法指导】 解答此类题的常规解法是按电路变化的顺序列方程求解.解题的关键是“变动为静”，即先画出各种状态下的等效电路图，并标上已知量，然后从已知量多的地方入手，进行计算，或根据每个图形列一个方程，并联立方程进行求解.求解此类题时，一定要清楚各个电路状态的联系：一般不变的是电源电压和定值电阻，变化的是电流、功率、等效总电阻等，要根据不变量列方程. 知识点1 简单动态电路计算 1.[2024·福建三模]如图甲所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动，直至小灯泡正常发光，电流表示数与滑动变阻器R接入电路中电阻值关系如图乙所示.已知小灯泡的额定电压为6 V，下列对于这一过程的说法正确的是( ) A.灯泡L灯丝的阻值保持不变 B.灯泡正常发光时电功率1.5 W C.整个电路最小电功率3.75 W D.滑片在b端时L与R阻值之比1∶2 2.[2024·自贡]如图所示是灯泡L的I­U图像， 结合图像分析，下列选项正确的是( ) A.当通过灯泡L的电流为0.2 A时，工作1 min 消耗的电能是0.24 J B.当通过灯泡L的电流为0.3 A时，其电功率为0.72 W C.将两个完全相同的灯泡L并联在3.6 V的电源两端，电路的总功率为2.88 W D.将灯泡L和6 Ω的定值电阻串联在6 V的电源两端，电路的总电阻为18 Ω 3.[2024·泉港区三模]如图甲所示的电路中，电源电压保持不变.R0为定值电阻，R为滑动变阻器.闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示.(提示：当R＝R0时，R消耗的功率最大)则下列判断不正确的是( ) A.滑动变阻器的最大阻值是20 Ω B.滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是10 Ω C.电源电压为8 V D.电路消耗的最大电功率为14.4 W 类型2 比值类动态电路计算 4.[2024·广元]如图所示的电路中，电源两端电压U恒为6 V. 只闭合开关S和S2，电压表 、 的示数分别为U1、U2，电流 表示数为I1，电路的功率为P1；只闭合开关S、S1和S3，电流表 示数为I2，电路的功率为P2.已知R2＝10 Ω，U1∶U2＝1∶2， I1∶I2＝1∶9，下列关系式正确的是( ) A.I2＝0.8 A B.U1＝1 V C.R1∶R3＝2∶3 D.P1∶P2＝1∶6 5.[2024·贵州]如图所示电路，电源电压恒定，定值电阻R阻 值为20 Ω，灯泡L标有“6 V　3 W”字样.当闭合开关S、S1，L 正常发光，滑片P在a端时，干路电流为I；当闭合开关S、断开 S1，滑动变阻器接入的阻值为10 Ω时，电路中电流为I′.则 I∶I′＝_____. 4∶1 6.[2024·齐齐哈尔]如图甲所示的电路，电源电压为12 V且保 持不变，R2为阻值未知的定值电阻，图乙是小灯泡L和定值电阻 R1的电流随它们两端电压变化的图像.当同时闭合开关S1、S2和 S3时，小灯泡L的实际功率为P，定值电阻R1的功率为P1，则 P∶P1＝_____；当闭合开关S1、断开开关S2和S3时，小灯泡的实 际功率为0.6 W，此时灯丝电阻为R，则R∶R2＝_____. 4∶3 1∶5 7.[2024·广安]如图所示，电源电压恒定不变，甲、乙为两只 相同的电表.当开关S1闭合、S2断开时，甲、乙两电表示数之比 为5∶3，则两电表均为_______(填“电压表”或“电流表”). 一段时间后，电阻R1产生的热量为Q1；现同时更换两电表种 类，并调整开关状态，使两电表均有正常示数，经过相同的时 间，电阻R1产生的热量为Q2，则Q1∶Q2为______. 电流表 25∶9 类型3 极值、范围类动态电路计算 8.[2024·苏州]图甲中，电源电压为12 V、电流表(0～0.6 A)、电压表(0～15 V)、滑动变阻器标有“？ Ω　1 A”字样，虚线框内是一个定值电阻或是一个小灯泡(6 V　0.5 A).闭合开关，在元件安全的情况下，使滑片P移动范围最大，得到滑动变阻器的I­U图像如图乙所示.则： ①虚线框内是小灯泡； ②电路的最大功率为6 W； ③虚线框内元件和滑动变阻器的功率相等时，滑动变阻器的阻值为10 Ω； ④滑动变阻器最大阻值为20 Ω. 以上结论正确的有( ) A.③④ B.②③ C.①② D.①④ 9.[2024·眉山]如图所示电路，电源电压恒为10 V，R2的最大阻值是20 Ω，电流表的量程为0～0.6 A，电压表的量程为0～15 V，R1和R2允许通过的最大电流是1 A.在保证所有元件安全情况下：闭合S、S1，断开S2，移动R1的滑片，电流表的示数变化范围是0.25～0.5 A，电压表的最大示数是8 V；若闭合S、S2，断开S1，移动R2的滑片，当R2的阻值最小是R′时，电压表示数是4 V.下列结论中正确的是( ) A.R′的阻值是8 Ω B.灯泡的额定功率是2 W C.滑动变阻器R1的最大阻值是40 Ω D.两种情况电路电流的最小值与最大值之比是2∶3 10.[2024·厦门模拟]如图所示电路，电源电压恒定，滑动变 阻器R2标有“10 Ω　1 A”的字样，将滑片置于最右端后，闭 合开关，电流表 、 的示数分别为0.8 A和0.3 A，在电 路安全工作时，下列选项正确的是( ) A.电源电压为8 V B.R1的阻值为3.75 Ω C.R2的取值范围为3～10 Ω D.该电路总功率的最大值为9 W 11.[2024·重庆B卷]将标有“2 A”但最大阻值 未知的滑动变阻器R1、阻值为15 Ω的R2和标有 “2.5 V　1.25 W”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6 V和 另一电压未知的挡位，电压表量程为0～3 V，电流表量程为 0～0.6 A.灯泡的额定电流为____A.将电源调到电压未知的挡 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6 Ω， 0.5 电流表示数变化了0.2 A.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. 1.95 12.[2024·滨州]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“12 V　 12 W”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像，求： (1)灯泡L正常发光时的电流； (2)灯泡L正常发光10 s消耗的电能； (3)电源电压； (4)滑动变阻器阻值的变化范围. 解：由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表 测滑动 变阻器两端电压，电压表 测灯泡两端电压，电流表测电路 电流. (1)由P＝UI可知，灯泡L正常发光时的电流： (2)灯泡L正常发光10 s消耗的电能： W＝Pt＝12 W×10 s＝120 J； (3)当滑动变阻器向左移动时，其接入的阻值变大，电路总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流变小，则灯泡两端电压减小，由串联分压可知，滑动变阻器两端电压增大，因此由图乙可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3 A，此时灯泡两端的电压为3 V，滑动变阻器两端的电压为15 V，根据串联电路电压的特点可知，电源电压为U＝15 V＋3 V＝18 V； (4)由上述可知，当滑动变阻器阻值最大时，电路电流最小为0.3 A，滑动变阻器两端的电压为15 V，则滑动变阻器接入的最大阻值为 灯泡L正常发光时的电流为1 A，所以电路中允许通过的最大电 流为1 A，由图乙可知，此时滑动变阻器两端的电压为6 V，则 滑动变阻器允许接入的最小阻值为R滑小＝ 因此滑动变阻器阻值的变化范围为6～50 Ω. eq \f(1,10) I＝eq \f(P,U)＝eq \f(12 W,12 V)＝1 A； R滑大＝eq \f(U滑大,I小)＝eq \f(15 V,0.3 A)＝50 Ω， eq \f(U滑小,I大)＝eq \f(6 V,1 A)＝6 Ω， $$