第十六章 探究电路 专题特训六　动态电路的分析与计算 2025-2026学年沪科版物理九年级上学期

第十六章　探究电路 专题特训六　动态电路的分析与计算 1 2 3 4 5 6 7 8 9 类型一　定性分析类 1. 如图甲所示的电路中,小灯泡两端电压与通过的电流关系如图乙所示,闭合开关,小灯泡发光,变阻器滑片从图示位置往右滑一段距离的过程中,小灯泡的电阻将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),这一过程中变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR1,小灯泡阻值的变化量大小为ΔR2,则这两个变化量的大小关系是ΔR1　　　　(选填“>”“<”或“=”)ΔR2｡ 变大 > 解析:在U-I图像中图线的斜率表示灯泡的电阻,由图像可知,通过灯泡的电流增大时,灯泡的电阻变大,变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即通过灯泡的电流变大,则小灯泡的电阻将变大;设图示位置时电路中的电流为I1,往右滑一段距离后电路中的电流为I2,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可知,电路中的总电阻R总1== R滑+RL ①,R总2==(R滑-ΔR1)+(RL+ΔR2) ②,由②-①可得ΔR2-ΔR1=-,因变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中,电路中的电流变大,即I2>I1,所以,ΔR2-ΔR1=-=(I1-I2)<0,则ΔR2<ΔR1｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2. (2023·上海)如图所示,R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合,下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是 (　　) A. 闭合S1,断开S2 B. 再闭合S1,向右滑动滑片P C. 减小电源电压,再闭合S1 D. 增大电源电压,向右滑动滑片P B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:根据电路图可知,当S1断开,S2闭合时,电路为R2的简单电路,电流表测量电路中的电流;闭合S1,断开S2,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,所以电流表示数不变,故A错误;再闭合S1,R1､R2并联,电流表测量干路中的电流,向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,由于R1与R2未调滑片时接入电路中的阻值相同,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流一定大于通过R1的电流即最开始电流表的示数,所以电流表的示数一定变大,故B正确;再闭合S1,R1､R2并联,电流表测量干路中的电流,减小电源电压,会使得通过R1与R2的电流同时减小,通过R1与R2的电流的和可能会小于开始时电流表的示数,故C错误;增大电 源电压,向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据I=可知,无法判定通过R2的电流是否变大,故D错误｡故选B｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3. 如图为红外线测温仪原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻｡下列分析正确的是 (　　) A. 显示仪是由电流表改装成的 B. 测较高温度时,R0两端的电压较大 C. 增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值 D. 增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:显示仪与保护电阻R0并联,说明显示仪是由电压表改装成的,故A错误｡测较高温度时,热敏电阻R的阻值较小,根据串联电路的分压规律可知,热敏电阻两端的电压较小,则R0两端的电压较大,故B正确｡根据= 可知,当U0､U电源不变时,若增大R0的阻值,则热敏电阻R的阻值也增大,测温仪所测温度降低,即可减小测温仪的最大测量值;当U0､R0不变时,若增大电源电压,则热敏电阻R的阻值也增大,测温仪所测温度降低,即可减小测温仪的最大测量值,故C､D错误｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,Rt为热敏电 阻｡在0~80℃的范围内,电压表的示数U随热敏电阻的温度t变化的关系如图乙所示｡已知当温度t由10℃升高到30℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化了20Ω,则温度t由30℃升高到50℃的过程中,热敏电阻Rt的阻值变化情况是 (　　) A. 阻值减小且阻值变化量小于20Ω B. 阻值减小且阻值变化量大于20Ω C. 阻值增大且阻值变化量小于20Ω D. 阻值增大且阻值变化量大于20Ω A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:在如图甲所示的电路中,闭合开关S后, ､R0与Rt串联, 与Rt并联｡设电源电压为U,则U=U0+Ut,在温度t升高的过程中ΔU0=ΔUt｡据串联电路的分压特点和图乙可知,温度t升高时Rt减小,Δt相同时ΔUt相同,则ΔU0也相同;由ΔI=可知,ΔI也相同｡设10℃时Rt的阻值为Rt0,温度t由30℃升高到50℃的过程中,Rt阻值的减小量为ΔRt,则据欧姆定律､串联电路电阻的特点和题意有-=-,整理可得ΔRt= <20Ω,故选A｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 类型二　定量计算类 5. (2024·重庆A卷)如图甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1大于5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω　1A”,小灯泡L的电流随其两端电压变化的图像如图乙所示｡若闭合开关S､S1接1,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15Ω,则电源电压为　　　　V;若闭合开关S､S1接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为　　　　Ω｡ 4.5 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:闭合开关S､S1接1时,灯泡L与滑动变阻器R2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｡当滑动变阻器接入电路的阻值变大时,由串联电路的分压原理可知,其两端电压变大,即电压表示数变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流变小｡结合电压表量程,在电路安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15Ω时,电压表示数最大,为3V,则电路中的电流I===0.2A｡结合题图乙可知,此时灯泡L两端的电压为1.5V,根据串联电路中的电压规律可知,电源电压U= UL+U2=1.5V+3V=4.5V｡闭合开关S､S1接2时,定值电阻R1与滑动变阻器R2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 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｡当滑动变阻器R2接入电路的阻值变大时,其两端电压变大,即电压表示数变大,电路 中的电流变小｡由题意可知,定值电阻R1的阻值大于5Ω,分析如下:① 若电路中的最大电流为0.6A,此时电路中的总电阻最小,为R总min=== 7.5Ω｡若R1≤7.5Ω,则电路中允许的最大电流为0.6A｡若R1>7.5Ω,则当滑动变阻器R2接入电路的阻值为0时,电路中的电流最大,为Imax'==｡② 若电压表示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值恰好为最大阻值,则 1 2 3 4 5 6 7 8 9 定值电阻R1的阻值R1=·R2max=×20Ω=10Ω｡若R1≤10Ω,由串 联电路的分压原理可知,电压表示数始终能达到最大值3V,则电路中的最小电流Imin===｡若R1>10Ω,则电压表示数无法达到3V,电路中的最小电流Imin'==｡电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,综上,则有0.6A=1.5Imin=1.5×,解得R1=3.75Ω<5Ω,舍去; Imax'=1.5Imin',即=1.5×,解得R1=40Ω｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,通过电阻R3的电流为I3';断开开关,把电压表V1换成电流表A1,电压表V2换成电流表A2,再闭合开关,通过电阻R1的电流为I1,通过电阻R2的电流为I2,通过电阻R3的电流为I3｡已知U1∶U2=7∶5,I3'∶I3=1∶2,则电阻R1∶R2∶R3=　　 　　,电流I1∶I2∶I3=　　 　　｡ 1∶3∶4 12∶4∶3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:闭合开关S,三个电阻串联,电压表V1测R2､R3的电压,电压表V2测R1､R3的电压,因U1∶U2=7∶5,根据欧姆定律,在电流不变时,电压与电阻成正比,由电阻的串联有=,故有5R2=2R3+7R1 ①,断开开关,把电压表V1换成电流表A1,电压表V2换成电流表A2,再闭合开关,三个电阻并联,因I3'∶ I3=1∶2,由电压不变时,电流与电阻成反比,有= ②,由①②得R2= 3R1 ③,③代入①得R3=4R1,则电阻R1∶R2∶R3=R1∶3R1∶4R1=1∶3∶4｡由欧姆定律,电流I1∶I2∶I3=∶∶=∶∶=∶∶= 12∶4∶3｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7. (2023·郴州)如图所示,电阻R1､R2为定值电阻,电源电压保持不变｡当开关S1闭合,S2接a端时,电流表示数为I;当开关S1闭合,S2接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻Rx的阻值是 (　　) A. R1+R2 B. C. 2R1-R2 D. R1-2R2 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:设电源电压为U,当开关S1闭合,S2接a时,Rx与R1串联,由欧姆定律可得U=I(Rx+R1);当开关S1闭合,S2接b时,Rx与R2串联,由欧姆定律可得U= 2I(Rx+R2);联立两式解得Rx=R1-2R2,故选D｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8. 在如图所示的电路中,AD为一根长50cm的粗细均匀的镍铬合金丝,其他条件不变时,合金丝电阻与长度成正比,当两只电流表的量程为0~3A时,为保护电路安全,滑片P的滑动范围BC=46cm;若将两只电流表的量程改为0~0.6A,则滑片P的滑动范围B'C'等于 (　　) A. 20cm B. 24cm C. 28cm D. 30cm D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析:由图可知,AP段合金丝与PD段合金丝并联接入电路,左侧电流表测量通过AP段合金丝的电流,右侧电流表测量通过PD段合金丝的电流;由于合金丝电阻与长度成正比,所以可设合金丝AD每厘米的阻值为R(单位为Ω),滑片P的滑动范围为BC=46cm,由于AD=50cm,所以AB+CD=50cm-46cm=4cm｡两只电流表的量程均为0~3A时,为保护电路安全,滑片P移到B点时,左侧电流表示数应为3A,滑片P移到C点时,右侧电流表示数应为3A,根据欧姆定律可知RAB=,RCD=,由于电源电压不变,所以AB段和CD段的电阻相等,根据合金丝电阻与长度成正比可知,AB段的长度与CD段的长度相等,即AB=CD=2cm,所以RAB=RCD=2R｡当滑片P在B点时,电源电压 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U=UAB=IABRAB=3A×2R=6A·R;若将两只电流表的量程改为0~0.6A,为保护电路安全,滑片P移到B'点时,左侧电流表示数应为0.6A,滑片P移到C'点时,右侧电流表示数应为0.6A,根据R=可知,当电源电压不变时,AB'段和C'D段的电阻相等,根据合金丝电阻与长度成正比可知,AB'段的长度与C'D段的长度相等,AB'段的电阻RAB'===10R,由于电阻丝每厘米长的阻值为R,AB'=C'D=10cm,由于AB'+C'D+B'C'=AD=50cm,所以B'C'=AD -AB'-C'D=50cm-10cm-10cm=30cm,即滑片P滑动范围B'C'=30cm｡故选D｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9. 跨学科实践·工程实践 (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R､显示承重的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6A)等组成,R的阻值与所受压力F大小关系如图乙所示｡电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为5Ω｡求:(g取10N/kg) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (1) 当R的阻值为35Ω时,电路的电流｡ (2) 当通过电路的电流为0.4A时,地磅的测量值｡ (1) 由图甲可知,压力传感器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,当R的阻值为35Ω时,电路的电流I===0.3A｡ (2) 当通过电路的电流I'=0.4A时,电路的总电阻R总===30Ω,R的阻值R'=R总-R0=30Ω-5Ω=25Ω;由图乙可知压力F=1×104N,地磅的测量值m= ===1000kg｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (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｡ (3) 电流表的示数最大为0.6A,电源电压不变,电路的总电阻R总'=== 20Ω,为了增加地磅的最大测量值,即压力增大,需要减小R的阻值,R的阻值R″=R总'-R0=20Ω-R0,所以需要增大R0的阻值｡ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 $$