内容正文:
专题12 动态电路分析
一、常见题目类型
动态电路中电流、电压与电阻的变化情况主要由以下几个方面引起:
1. 滑动变阻器滑片P的位置改变引起(图1与图2)。
2. 开关的断开或闭合引起(图3)。
3. 电阻替换或电路元件互换。
4. 电路出现的故障(短路和断路)引起。
5. 两种电路:串联电路与并联电路。
6. 判断电表的位置(图4)。
图1 图2
图3 图4
二、分析此类题目常用到的知识
1. 欧姆定律I=U/R。
2. 串联电路中电流、电压及电阻的关系、分压规律:
I1=I2=I3 U=U1+U2 R=R1+R2
3. 并联电路中电流、电压及电阻的关系、分流规律:
I=I1+I2 U=U1=U2 1/R=1/R1+1/R2
4. 滑动变阻器的使用知识。
5. 电流表、电压表的使用。
6. 短路与断路知识。
三、常见分析方法
1. 判断电路连接方式,即串联电路还是并联电路,画出等效电路图。
2. 判断电流表与电压表测量的是哪一段电路的电流或两端的电压。
3. 开关在电路中的位置及作用。
4. 电源电压可以认为是不变的。
5. 并联电路中电压表的示数为电源电压,一般情况下是不变的,各支路中的电流互不影响。
四、例题分析
【例题1】(2025奉贤一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变小
【答案】C
【详解】由图可知,当开关S断开时,该电路为串联电路,电压表测量的是R1两端电压,电流表测量电路中的电流;当开关S闭合时,R2被短路,该电路为只有R1的电路,电压表测量的是电源电压,电流表测量电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当开关S1由断开变为闭合时,电路中的总电阻变小。
A.电源电压不变,电路的总电阻减小,根据I=U/R可知,电路中的电流会变大,即电流表示数变大,故A错误;
B.由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
CD.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故C正确,D错误。
故选C。
【例题2】(2024浦东新区一模)如图所示电路,电源电压保持不变。现将电流表A1、A2串联在电路中,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P自中点向右移动的过程中,电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大。关于电流表A1、A2串联在电路中的位置,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A1串联在R2支路,电流表A2串联在R1支路
B. 电流表A1串联在干路,电流表A2串联在R1支路
C. 电流表A1串联在R2支路,电流表A2串联在干路
D. 电流表A1串联在干路,电流表A2串联在R2支路
【答案】D
【详解】由题可知,R1与R2并联,滑动变阻器R2的滑片P自中点向右移动的过程中阻值变大,R2所在支路电流减小,干路电流也减小,R1所在支路电流不变;
C.当电流表A1串联在R2支路、电流表A2串联在干路中时,电流表A1示数减小,电流表A2示数也减小,A1的示数始终小于A2的示数,且两表的电流减小值相同,则两表示数的比值变大,故C错误;
A.当电流表A1串联在R2支路、电流表A2串联在R1支路时,A1示数变大,A2示数不变,则两表示数的比值变大,故A错误;
B.电流表A1串联在干路、电流表A2串联在R1支路时,A1示数变大,A2示数不变,则两表的示数的比值变大,故B错误;
D.电流表A1串联在干路、电流表A2串联在R2支路时,电流表A1示数变大,电流表A2示数变大,A1的示数始终大于A2的示数,且减小值相同,则两表示数的比值变大。故D正确。
故选D。
【例题3】(2025·嘉定·二模)电梯超载容易引发安全隐患。图所示为某电梯超载报警电路工作原理图,电源电压恒定不变, R0为保护电阻,R为压敏电阻(阻值随压力的变化而变化)。当电梯超过其载重上限时,电流表示数超过设定值I0就会触发报警器(图中未画出)工作。则( )
A.当人进入空载电梯后,压敏电阻的阻值增大
B.当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比不变
C.若要适当降低电梯载重上限,可换用电压更小的电源
D.若要适当降低电梯载重上限,可换用阻值更小的R0
【答案】D
【详解】AB.当电梯超过其载重上限时,压力大,电流表示数超过设定值I0就会触发报警器,由I=U/R知电路中的电阻减小,所以当人进入空载电梯后,压力增大,压敏电阻减小,由R=U/I知电压表示数与电流表示数之比等于压敏电阻的阻值,由于压敏电阻变小,所以当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比变小,故AB不符合题意;
CD.要适当降低电梯载重上限,即压力更小,在压敏电阻的阻值更大时报警,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知需减小定值电阻接入电路的阻值或增大电源电压,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
五、练习题
1.(2025崇明一模)如图所示电路,以下操作中正确的是( )
A.向左移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
B.向右移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变小
C.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值不变
【答案】D
【详解】AB.由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,根据欧姆定律可知,电压表V示数与电流表A示数的比值即电阻R1的阻值,所以无论滑动变阻器向哪端移动,电压表V示数与电流表A示数的比值不变,故AB错误;
CD.闭合开关S,电阻R1接入电路中,变阻器R2被短路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可知,电压表V示数与电流表A示数的比值即电阻R1的阻值,所以电压表V示数与电流表A示数的比值不变,故D正确,C错误。
故选D。
2.(2025虹口一模)在下图所示电路中,闭合开关S1,两个电表均有示数,下列操作能使电压表V2示数与电压表V1示数比值变大的是( )
A.向左移动滑片P B.用阻值大于R1的电阻R0替换R1
C.减小电源电压 D.闭合开关S2
【答案】D
【详解】A.由图知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表V2测R2两端的电压,电压表V1测电源电压,则电压表V1的示数不变;当滑片P向左移动时,R2接入电路的阻值变小,根据串联电路的分压原理可知电压表V2的示数变小,所以电压表V2示数与电压表V1示数比值的变小,故A不符题意;
BC.据串联电路的分压原理知,R2两端的电压与总电压之比U2:U=R2:R,用阻值大于R1的电阻R0替换R1,R2的阻值不变,电路的总电阻变大,故电压表V2示数与电压表V1示数比值变小;减小电源电压时,R2的阻值和电路的总电阻不变,所以电压表V2示数与电压表V1示数比值不变,故BC不符题意;
D.再闭合开关S2,R1短路,电路变为R2的简单电路,电压表V2测电源电压,即电压表V2的示数变大,所以电压表V2示数与电压表V1示数比值变大,故D符合题意。
故选D。
3.(2025黄浦一模)在图中所示的电路中,开关S1、S2均闭合。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A与电流表A1示数的比值变大的方案是( )
A.增大电源电压 B.R2滑片向右移
C.开关S2由闭合到断开 D.用R3替换R1(R3>R1)
【答案】D
【详解】由电路图可知,R1和R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。
A.根据并联分流规律,电阻不变,电流的比值不变,故电流表A与电流表A1示数的比值不变,因而增大电源电压不可以改变比值,故A不符合题意;
B.R2滑片向右移,滑动变阻器的电阻变大,电流减小,干路电流减小,而定值电阻的电流不变,故电流表A1示数不变,因而电流表A与电流表A1示数的比值减小,故B不符合题意;
C.开关S2由闭合到断开,滑动变阻器的电阻电流为零,干路电流减小,而定值电阻的电流不变,故电流表A1示数不变,因而电流表A与电流表A1示数的比值减小,故C不符合题意;
D.用R3替换R1,R3>R1,电流表A1示数减小,而滑动变阻器的电流不变,由
可知,总电流与定值电阻的电流比值变大,即电流表A与电流表A1示数的比值变大,D符合题意。
故选D。
4.(2025嘉定一模)在如图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等且为2R0,电路正常工作。若使电压表示数与电流表示数的比值比原先小,现对电路分别进行如下操作:①向左移动滑片P;②增大电源电压;③减小电源电压;④用阻值为R0的电阻R3替换R1,并向右移动滑片P。其中可行的操作有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】分析电路可知,R1、R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
①向左移动滑片P,R2阻值变小,根据I=U/R, R2电流变大,根据并联电流规律,电流表示数变大,电源电压不变,则电压表示数不变,所以电压表示数与电流表示数的比值变小;
②③根据R=U/I,电压表示数与电流表示数的比值即为电路的总电阻,增大或减小电源电压,R1、R2阻值不变,则电路的总电阻不变,所以电压表示数与电流表示数的比值不变;
④并联电路的总电阻为
滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等且为2R0,则总电阻为
用阻值为R0的电阻R3替换R1,并向右移动滑片P,则滑动变阻器R2接入电路的阻值大于2R0,则总电阻小于R0,电路的总电阻变小,则电压表示数与电流表示数的比值变小。
故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
5.(2025金山一模)在图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点右侧,此时电阻,R1、R2的阻值均为R0,电流表A示数与电流表A1示数比值为k。现用阻值为2R0电阻替换R1后,有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向右移;②将电流表A串联在R2支路。其中一定能使比值为k不变的操作有( )
A.只有①可行 B.只有②可行
C.①②都不行 D.①②都可行
【答案】B
【详解】①电路为并联电路,电流表A测量干路中的电流,电流表A1测量通过R1的电流,电阻R1、 R2的阻值均为R0,电流表A示数与电流表A1示数比值为k。现用阻值为2R0电阻替换R1后,根据欧姆定律知,电流表A1测量电流减小为一半,若电流表A示数与电流表A1示数比值为k,则两个电阻的电流之比不变,故需要减小滑动变阻器的电流变为一半,因而将滑动变阻器滑片向右移使得电阻变为2 倍,但由于滑片P位于中点右侧,不可能增大到2倍,故①不可行;
②根据欧姆定律,电压不变,电阻增大为2倍,电流表A1测量电流减小为一半,若电流表A示数与电流 表A1示数比值为k,电流表A示数必须减小为一半,由于电阻R1、R2的阻值均为R0,即电流表原来 的示数等于滑动变阻器的电流的2倍,移动到支路中,电流表A的示数减小为一半,故此方法可行。 综上所述,只有②可行,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.(2025闵行一模)在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧。闭合开关S,电流表示数为0.4安。现用电阻R0替换R1,关于替换后电路中的电表示数,下列说法中正确的是( )
A.若R0为20欧,则替换后电流表示数可能为0.16安
B.若R0为20欧,则替换后电流表示数可能为0.20安
C.若R0为5欧,则替换后电压表示数可能为1.6伏
D.若R0为5欧,则替换后电压表示数可能为2.4伏
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电流表A测电路中的电流,电压表测量电阻R1两端的电压。 已知电流表示数为0.4A,则此时R1两端的电压为
A.现用电阻R0替换R1, 若R0为20Ω,若替代后电流表示数为I0=0.16A,则此时R0两端的电压为
电源电压不变,根据串联电路分压原理,由于R0>R1,所以实际上R0两端的电压应大于接电阻R1时的电压4V,故A错误;
B.若R0为20Ω,若替代后电流表示数为I0'=0.2A,则此时R0两端的电压为
电源电压不变,根据串联电路分压原理,由于R0>R1,所以实际上R0两端的电压应大于接电阻R1时的电压4V,故B错误;
CD.若R0为5Ω,根据串联电路的分压特点可得
则电压表示数为
故C错误,D正确。 故选D。
7.(2025浦东新区一模)如图所示为某电吹风的电路图,其中R是发热电阻丝,M是电动机。当使用冷风挡时,只有电动机工作;使用热风挡时,发热电阻丝和电动机同时工作。则( )
A.只闭合开关S1,电吹风处于热风挡
B.只闭合开关S2,电吹风处于冷风挡
C.闭合开关S1和S2,电吹风处于热风挡
D.断开开关S1和S2,电吹风处于冷风挡
【答案】C
【详解】A.只闭合开关S1,只有电动机工作,电吹风处于冷风挡,故A不符合题意;
B.只闭合开关S2,整个电路是断开的,电动机、R都不工作,故B不符合题意
C.闭合开关S1和S2,电动机、R同时工作,为热风挡,故C符合题意;
D.断开开关S1和S2,整个电路是断开的,电动机、R都不工作,故D不符合题意。
故选C。
8.(2025青浦一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点附近。用阻值小于R1的电阻R0替换R1后,向右移动变阻器R2的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表V1的示数
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值
【答案】D
【详解】ABC.分析电路图可知,R1与R2串联,电流表测量串联电路中电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端电压,用阻值小于R1的电阻R0替换R1后,定值电阻的阻值变小,向右移动变阻器R2的滑片P,R2的阻值变大,电路中的总电阻可能变大,也可能变小,则电路中的电流大小不能判断,即电流表A示数大小不能判断;电压表V1测量电源电压,保持不变,则电压表V1的示数与电流表A的示数的比值大小不能判断,故ABC不符合题意;
D.由欧姆定律可知,电压表V2的示数与电流表A的示数的比值等于R2的阻值,由于右移动变阻器R2的滑片P,R2的阻值变大,所以电压表V2的示数与电流表A的示数的比值一定变大,故D符合题意。
故选D。
9.(2025松江一模)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,其中R0为定值电阻,R为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)。当电路所在区域烟雾浓度增大到一定程度时,电压表指针偏转到某个位置触发报警装置(图中未画出),开始报警。则下列说法正确的是( )
A.烟雾浓度增大时,电流表的示数增大
B.烟雾浓度增大时,电压表的示数减小
C.要使报警器在烟雾浓度较小时就开始报警,应减小R0的阻值
D.要使报警器在烟雾浓度较小时就开始报警,应减小电源电压
【答案】C
【详解】AB.由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;当环境有烟雾时,光照强度变小,光敏电阻接入电路中的阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,定值电阻两端的电压变小,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,且电源电压不变,所以光敏电阻的两端电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;
CD.要使报警器在浓度较小的烟雾下报警,说明光照强度更强时,报警器就会报警,则此时的光敏电阻的阻值比原来的临界值小,此时R两端的分压变小,而R两端的电压达到某一定值是才报警,根据串联电路的分压原理可知,应减小R0的阻值来减小定值电阻两端电压从而增大光敏电阻两端电压,或增大电源电压来增大光敏电阻两端电,故C正确,D错误。
故选C。
10.(2025徐汇一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。闭合开关S,两电压表示数相同。向左移动滑动变阻器滑片P,下列四项判断中正确的是( )
①两电压表示数之和变大
②两电压表示数的乘积变大
③电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大
④电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大
A.②③ B.③④ C.②③④ D.①②③
【答案】B
【详解】①由电路图可知,两电阻串联,V1测R1两端电压,V2测R2两端电压。由串联电路电压特点可知,两电压表示数之和总等于电源电压,保持不变,故①错误;
②③④向左移动滑动变阻器滑片P,R1接入电路的阻值增大,由串联分压原理可知,V1示数增大,由串联电路电压特点可知,V2示数减小,电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大,电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大。若电源电压为U,两电压表示数的乘积为
由数学知识可知,当时,有最大值,由题意可知,滑片没有向左移动时,两电压表示数相同,为U/2,因此滑片没有向左移动时,两电压表示数的乘积最大,当滑片向左移动时,V1示数增大,即U滑增大,两电压表示数乘积为开口向下的二次函数,因此随着U滑增大,两电压表示数的乘积变小,综上所述,①②错误,③④正确。故ACD错误,B正确。
故选B。
11.(2025杨浦一模)如图所示,闭合开关S,某同学经过某些操作后,发现电流表A示数与电流表A1示数的差值增大了。该操作可能是( )
A.向左移动滑片P
B.向右移动滑片P
C.增大电源电压,同时用电阻R0替换R2(R0大于R2)
D.减小电源电压,同时用电阻R0替换R2(R0大于R2)
【答案】C
【详解】闭合S,滑动变阻器和定值电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过滑动变阻器的电流;
AB.向左或向右移动滑片P,根据并联电路特点可知,通过R2的电流大小不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故AB错误,不符合题意;
C.增大电源电压,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变大,同时用电阻R0替换R2,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变小,该操作可能使得通过R2的电流变大,故C正确,符合题意;
D.减小电源电压,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变小,同时用电阻R0替换R2,根据欧姆定律可知,通过R2的电流变小,该操作使得通过R2的电流变小,故D错误,不符合题意。
故选C。
12.(2025长宁一模)在如图所示的电路中,开关S闭合,滑动变阻器R2标有“50Ω 3A”字样,其滑片位于中点附近,电流表A1、A2的量程均选择“0∼3A”。在保证电路安全的前提下,下列操作中可使电流表A1示数和电流表A2示数的比值最大的是( )
A.将滑片移到最右端 B.将滑片移到最左端
C.断开开关S D.用阻值小于R1的电阻R0替换电阻R1
【答案】C
【详解】闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流。将滑片移到最右端与用阻值小于R1的电阻R0替换电阻R1,上述两种情况,根据并联电路电路规律可知电流表A2的示数大于电流表A1的示数,电流表A1示数和电流表A2示数的比值小于1;将滑片移到最左端,变阻器接入电路中电阻为0,电流表A2直接接在电源两端,示数非常大,电流表A1短路,示数为0,此时电流表A1示数和电流表A2示数的比值为0;断开开关S,电路为R1的简单电路,电流表A1、A2均测量R1的电流,示数相等,电流表A1示数和电流表A2示数的比值为1,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
13. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压保持不变,两只规格相同的滑动变阻器R1和R2的滑片均位于中点处,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,将R1的滑片P向左移动,将R2的滑片P向右移动,则电流表的示数( )
A. 一定不变 B. 可能不变 C. 一定增大 D. 一定减小
【答案】C
【详解】根据电路图可知,两个滑动变阻器并联接入电路中,电流表测量干路中的电流; 闭合开关S,在保证电路安全的情况下,将R1的滑片P向左移动,滑动变阻器R1接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知, 通过R1的电流I1变大;将R2的滑片P向右移动,滑动变阻器R2接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过R2的电流 I2变大;干路中的电流为:I=I1+I2;由于不知道每个支路的电路的数值变化的大小,所以干路中的电流可能变大,可能变大,也可能不变,故ACD错误,不符合题意,B正确,符合题意。
故选B。
14. (2024崇明一模)“热敏电阻”控制型动态电路如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表和电压表示数变化的情况是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变大 B. 电流表示数变小,电压表示数变小
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】C
【详解】B D.两电阻串联,电压表测量热敏电阻的电压,当温度升高时,热敏电阻变小,总电阻变小,电源电压不变,故电流表的示数变大,故BD不符合题意;
A C.两电阻串联,当温度升高时,热敏电阻变小,根据串联分压,热敏电阻两端的电压变小,电压表的示数变小,故C符合题意;D不符合题意。
故选C。
15. (2024奉贤一模)在如图所示的电路中,开关S闭合后正常工作,下列操作中,可能使电流表A示数与电流表A1示数的比值不变的是( )
A. 增大电源电压,向右移动R1的滑片
B. 增大电源电压,用阻值大于R2的电阻替换R2
C. 向右移动R1的滑片且用阻值大于R2的电阻替换R2
D. 向右移动R1的滑片且用阻值小于R2的电阻替换R2
【答案】C
【详解】A.由电路图可知,R1和R2并联,电压表测电源的电压,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流; 增大电源电压,则通过R1和R2的电流同时增大,再向右移动R1的滑片时,接入电路中的电阻变大, 根据欧姆定律可知,该支路的电流变小,由于并联电路中各支路独立工作、互不影响, 所以通过R2的电流不变; 由于并联电路中,干路电流等于各支路电流之和, 则干路电流变小,所以电流表A的示数变化量大于电流表A1示数的变化量,则电流表A示数与电流表A1示数的比值变大,故A不符合题意;
CD.要想电流表A示数与电流表A1示数的比值不变,应减小通过R2的电流,增大R2的阻值,即用阻值大于R2的电阻替换R2,故C符合题意,D不符合题意;
B.增大电源电压,则通过R1和R2的电流同时增大,再用阻值大于R2的电阻替换R2时,该支路的电阻变大,电流变小,则干路电流变小,而电流表A1示数不变,故电流表A示数的变化量小于电流表A1示数的变化量,则电流表A示数与电流表A1示数的比值变小,故B不符合题意。
故选C。
16. (2024虹口一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点附近。用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,可能使电流表A1示数与电流表A2示数比值不变的是( )
A. 电源电压不变,不移动滑片P
B. 电源电压不变,向右移动滑片P
C. 减小电源电压,不移动滑片P
D 增大电源电压,向左移动滑片P
【答案】B
【详解】在如图所示的电路中,R1和R2并联,电流表A1测R1支路电流,电流表A2测干路电流。设A1示数为I1,A2示数为I,R2电流为I2,则电流表A1示数与电流表A2示数比值为
A.电源电压不变,不移动滑片P,用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,
变小,即电流表A1示数与电流表A2示数比值变小,故A不符合题意;
B.电源电压不变,向右移动滑片P,则R2变大,用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,
可能不变, 也可能不变,即电流表A1示数与电流表A2示数比值可能不变,故B符合题意;
C. 的值与电压无关,不移动滑片,只减小电源电压,用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,
的值变小,即电流表A1示数与电流表A2示数比值不可能不变,故CD不符合题意;
D.增大电源电压,向左移动滑片P,R2变小,用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,
的值变小,故D不符合题意。
故选B。
17. (2024黄浦一模)在图所示的电路中,闭合开关S,电路正常工作。现对电路分别进行下列操作:①将滑动变阻器滑片向左移;②用电阻R3(R3>R1)替换电阻R1;③断开开关S;④增大电源电压。其中能使电压表示数变大的操作有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】B
【详解】由图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压。
①将滑动变阻器滑片向左移,连入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知,R2所分电压减小,电压表示数变小;
②用电阻R3(R3>R1)替换电阻R1,根据串联分压原理可知,R3所分电压大于R1所分电压,则R2分压减小,电压表示数变小;
③断开开关S,电路开路,电压表测量电源电压,示数变大;
④电阻R1、R2不变,所分电压之比不变,且两电阻电压之和等于电源电压,增大电源电压,两电阻电压都会增大,电压表示数变大。所以能使电压表示数变大的操作有③④两个,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18. (2024嘉定一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等,开关S2闭合,S1断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数比值变大的是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P
B.减小电源电压,向右移动滑片P
C.电源电压不变,闭合开关S1,断开开关S2
D.电源电压不变,闭合开关S1,向右移动滑片P
【答案】D
【分析】(1)开关S1断开、S2闭合,只有滑动变阻器R2接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流;向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电压表示数与电流表示数比值等于滑动变阻器的电阻,据此判断出电压表示数与电流表示数比值的变化;
(2)电源电压不变,闭合开关S1,断开开关S2,只有定值电阻R1接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数与电流表示数比值等于定值电阻R1的电阻,根据滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等,判断出电压表示数与电流表示数比值的变化;
(3)闭合开关S1后,两电阻并联,根据并联电路电阻的规律知总电阻小于任何一个分电阻,即两电阻并联的总电阻小于R1的电阻,由于电压表和电流表示数比值等于电路的总电阻,据此判断出电压表和电流表示数比值的变化。
【解答】AB、开关S1断开、S2闭合,只有滑动变阻器R2接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,向右移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电压表示数与电流表示数比值等于滑动变阻器的电阻,由于滑动变阻器的电阻变大,所以电压表示数与电流表示数比值变大,故AB不符合题意;
C、电源电压不变,闭合开关S1,断开开关S2,只有定值电阻R1接入电路,电压表测量电源电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数与电流表示数比值等于定值电阻R1的电阻,由于滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等,所以电压表示数与电流表示数比值不变,故C不符合题意;
D、闭合开关S1后,两电阻并联,根据并联电路电阻的规律知总电阻小于任何一个分电阻,即两电阻并联的总电阻小于R1的电阻,由于电压表和电流表示数比值等于电路的总电阻,所以电压表和电流表示数比值一定变大,故D符合题意。
故选D。
19. (2024金山一模)6在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,方框中连有两个完好的小灯L1、L2,为了判断出小灯L1、L2的连接方式,以下方案可行的是( )
①闭合开关,观察小灯是否发光
②拆除小灯L1,观察小灯L2是否发光
③将电压表并联在小灯L1两端,观察电压表示数
④将电流表与小灯L1串联,观察电流表示数
A. ①和② B. ②和③ C. ②和④ D. ③和④
【答案】B
【详解】①两灯串联或并联,闭合开关,两个完好的小灯都能发光,所以不能判断连接情况;
②拆除小灯L1,如果小灯L2发光,则两灯并联;如果小灯L2不发光,则两灯串联;所以可以通过观察小灯L2是否发光,判断连接情况;
③将电压表并联在小灯L1两端,由于并联电路中各支路电压等于电源电压,如果电压表示数等于电源电压,则两灯并联;如果电压表示数小于电源电压,则两灯串联;所以可以通过观察电压表示数,判断连接情况;
④将电流表与小灯L1串联,由于不知道灯泡的规格,所以不能确定灯泡工作时的电流大小,故不能通过电流表示数大小判断,两灯的连接情况;
综上所述,②和③可行,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
20. (2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。若将电阻R1和电流表A的位置互换,则互换前后,不变的是( )
A. 电流表A的示数 B. 电压表V的示数
C. 电路中的总电阻 D. 电阻R1两端的电压
【答案】D
【详解】由电路图可知,闭合开关S,电路正常工作;两个电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路中的电流;若将电阻R1和电流表A的位置互换,电阻R2被短路,电压表也被短路,所以电压表示数减小;此时电路为R1的简单电路,由于并联电路电路电阻小于任何一支路电阻,所以此时电路总电阻变大;R1两端电压为电源电压,保持不变;根据R=U/I可知,电路中的电流变大,故电流表示数变大。
故选D。
21. (2024闵行一模)在如图所示的电路中,变阻器R1接入电路的阻值与电阻R2的阻值相等,开关S处于闭合状态、开关S1处于断开状态。现有下列操作:①闭合S1;②闭合S1并向左移动滑片P;③闭合S1并增大电源电压,其中能使两电流表示数的比值大于2的操作有( )
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
【答案】B
【详解】开关S处于闭合状态,电路为滑动变阻器的简单电路,电流表A和电流表A1测通过滑动变阻器的电流;
①闭合S1,滑动变阻器和定值电阻并联接入电路,电流表A测干路电流,电流表A1测通过滑动变阻器的电流,变阻器R1接入电路的阻值与电阻R2的阻值相等,并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可知通过两电阻的电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以两电流表示数的比值等于2;
③闭合S1并增大电源电压,与①同理两电流表示数的比值等于2;
②闭合S1并向左移动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻大于定值电阻,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流小于通过定值电阻的电流,即I1<I2,则
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
22. (2024普陀一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1和滑动变阻器R2接入的阻值相等,开关S1断开、S2闭合,此时电压表示数为U,电流表示数为I。
①闭合开关S1后,电压表和电流表示数的比值为______(用U和I表示);
②闭合开关S1后,继续向右移动滑片P,小明认为电压表和电流表示数比值一定小于U/I;小沈则认为电压表和电流表示数比值可能等于U/I。
请判断小明和小沈的观点是否正确,并说明理由。______
【答案】 ①U/2I ②见解析
【详解】[1]开关S1断开、S2闭合,电路为只有滑动变阻器的简单电路,此时电压表示数为U,即电源电压为U,电流表示数为I。闭合开关S1后,电路为并联电路,电流表测量干路电流,因为并联电路各支路互不影响,所以滑动变阻器所在支路的电流不变,仍为I。又因为此时滑动变阻器的阻值与定值电阻阻值相等,故流过定值电阻的电流也为I。根据并联电路电流特点可知,此时电流表示数为2I,故电压表和电流表示数的比值为U/2I。
[2]小明的观点正确。并联电路,干路电流等于支路电流之和,且电阻R1和R2的电压都为电源电压U。向右移动滑片P,滑动变阻器的阻值变大,通过R2的电流变大,而通过R1的电流不变。所以此时电流表的示数大于I,小于2I,电压表和电流表示数比值一定小于U/I。
23. (2024青浦一模)在图所示的电路中,定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电路的阻值相等,开关S2闭合,下列操作中,一定能使两电流表示数变大的是( )
A. 闭合开关S1 B. 向右移动滑片P
C. 闭合开关S1,向左移动滑片P D. 增大电源电压,向右移动滑片P
【答案】C
【详解】A.闭合开关S1、S2,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,开关S2控制R2,且电流表A2测量通过R2电流;开关S1控制R1,电流表A1测量干路电流,因并联电路中,各支路互不影响,电流表A2将不变,根据并联电路的电流特点可知,电流表A1示数变大,故A不符合题意;
B.开关S2闭合,电路中只有滑动变阻器R2,向右移动滑片P,滑动变阻器R2接入电路的阻值变大,则电流表A2、A1示数变小,故B不符合题意;
C.闭合开关S1,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,向左移动滑片P,滑动变阻器R2接入电路的阻值变小,则电流表A2的示数变大,通过R1的示数不变,根据并联电路的电流规律可知,电流表A1示数变大,故C符合题意;
D.开关S2闭合,电路中只有滑动变阻器R2,增大电源电压,向右移动滑片P,滑动变阻器R2接入电路的阻值变大,则电流表A2、A1示数变小,故D不符合题意。
故选C。
24. (2024松江一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是( )
A. 电压表V示数
B. 电流表A示数
C. 电流表A示数与电流表A1示数的差值
D. 电压表V示数与电流表A示数的比值
【答案】D
【详解】AB.由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量R1的电流,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大,则通过滑动变阻器的电流变小,所以干路电流变小,所以电流表A示数变小,电压表测量电源电压,所以电压表示数不变,故AB不符合题意;
C.电流表A示数与电流表A1示数的差值为R2的电流,R2两端的电压不变,电阻变大则电流变小,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值变小,故C不符合题意;
D.根据R=U/I可知,电压表V示数与电流表A示数的比值为电路的总电阻,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻变大,则总电阻变大,故D符合题意。
故选D。
25. (2024徐汇一模)如图为烟雾报警器的模拟电路,R1是滑动变阻器,RC是气敏电阻,其阻值会随烟雾浓度增大而减小。当烟雾浓度C达到8%,电压表示数小于U0时就会报警。若要增大该装置对烟雾探测的灵敏度,即烟雾浓度C达到4%时就报警,下列方案中可行的是( )
A. 增大电源电压
B. 向右移动滑片P
C. 增大电源电压,向右移动滑片P
D. 减小电源电压,向右移动滑片P
【答案】D
【详解】ABC.由图可知,两电阻串联,电压表测量RC两端的电压。根据串联分压原理可知,烟雾浓度越大,RC阻值越小,所分电压越小,小于设定值就会报警。现使报警浓度降低,在RC电阻变大而报警设定的电压值不变时报警,可以在R1不变的情况下减小电源电压,或者在电源电压不变时增大R1的电阻,从而增大所分电压来实现,需要向左移动滑片P,故ABC不符合题意;
D.在减小电源电压的同时向右移动滑片P,可以使电压表示数变大,当电压表示数小于U0时就会报警,故D符合题。
故选D。
26. (2024长宁一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2均为定值电阻。若在电路中添加一个电压表,闭合开关S前后,发现电压表与电流表示数的比值不变,则电压表并联的位置( )
A. 只能是MN两点间 B. 可能是PN两点间
C. 只能是MQ两点间 D. 可能是PM两点间
【答案】A
【详解】根据欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值即为与电压表并联位置的电阻大小,在闭合开关S前后,选项中只有MN两点间的电阻大小始终为R1不变。而PN两点间的电阻在闭合开关S前为
R1+ R2,在闭合开关S后为R1;MQ两点间的电阻在闭合开关S前为R2,在闭合开关S后为0;PM两点间的电阻在闭合开关S前为R2,在闭合开关S后为0。
故选A。
27. (2024杨浦一模)在如图所示的电路中,R1的阻值小于R2的阻值,开关S闭合,开关S'断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数的比值不变的是( )
A. 增大电源电压,并闭合开关S'
B. 减小电源电压,并闭合开关S'
C. 将R3替换R1(R3>R1),并闭合开关S'
D. 将R3替换R2(R3>R1),并闭合开关S'
【答案】C
【详解】由电路图可知,开关S闭合,开关S'断开时,电路为只有R1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中电流。此时电压表示数与电流表示数的比值为R1的阻值。
AB.闭合开关S',R1、R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,电压表示数与电流表示数的比值为电路中总电阻,并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,因此此时电路中总电阻小于R1的阻值,电阻为导体本身的一种特性,与电流、电压无关,因此无论是增大还是减小电源电压,电路中总电阻不变,因此电压表示数与电流表示数的比值均减小,故AB不符合题意;
C.并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,即
,
将R3替换R1,R3>R1,则此时总电阻有可能等于R1,电压表示数与电流表示数的比值可能不变,故C符合题意;
D.将R3替换R1,R3=R1,由并联电路电阻特点可知,总电阻为,则电压表示数与电流表示数的比值为,示数减小,故D不符合题意。
故选C。
28.(2025·徐汇·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积为P1。用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积为P2,若P1=P2,则下列判断中可能正确的是( )
①R2<R3<R1 ②R3<R2<R1 ③R2<R1<R3 ④R3<R1<R2
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【详解】由图可知:两电阻串联,电压表测电阻R2两端的电压,由P=UI=I2R可得: 电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积即为R2的功率为
用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积即为R3的功率为
若P1=P2,则
通过完全平方展开再合并同类项可得
即,由公化简结果可知:R1的电阻阻值在R2和R3电阻的阻值之间,故③④符合题意;故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
29.(2025·崇明·二模)如图所示电路,电阻R1的阻值大于变阻器R2的最大阻值,开关S断开。下列操作可以使电压表示数与电流表示数的比值不发生改变的是( )
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片;
④闭合开关S,并向左移动变阻器滑片。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【详解】开关S断开,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值;
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片,此时电压表示数与电流表示数的比值为R3的阻值,电压表示数与电流表示数的比值发生了变化,故①不符合题意;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片时,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值,是一个定值,故②符合题意;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片,电压表所测量的对象发生了变化,电压表与电流表的示数的比值从R1的阻值变化为R2的阻值,故③不符合题意;
④闭合开关S,只有R1接入电路,并向左移动变阻器滑片,电压表示数与电流表示数的比值即为R1的阻值,是一个定值,故④符合题意。
故综上所述,②④符合题意,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
30.(2025·松江·二模)如图所示是一种天然气浓度检测的电路图,电源电压保持不变,电阻R1、R2中,一个是定值电阻,另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小。闭合开关后,当气敏电阻所在处的天然气浓度升高,电压表示数增大,超过量程时就会触发报警器报警,下列说法中正确的是( )
A.R1是气敏电阻
B.随着天然气浓度增加,通过定值电阻的电流变小
C.达到报警浓度时,电路的总功率最大
D.要使报警浓度变低,可以换用阻值更小的定值电阻
【答案】C
【详解】A.根据电路图可知,电阻R1和R2串联接入电路中,电压表测量电阻R1两端的电压,气敏电阻的阻值随燃气浓度的增加而减小,当燃气浓度的增加时,气敏电阻的阻值减小,根据串联电路的分压规律气敏电阻分到的电压变小,定值电阻两端的电压变大,由于电压表超过量程时就会触发报警器报警,所以R2是气敏电阻,故A错误;
B.随着天然气浓度增加,R2的阻值减小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律I=U/R可知,电路中的电流变大,故B错误;
C.随着天然气浓度增加,R2的阻值减小,达到报警浓度时,电路中的总电阻最小,电源电压不变,根据P=U2/R可知,电路的总功率最大,故C正确;
D.电压表的报警电压不变,定值电阻两端电压不变,若换用阻值更大的定值电阻,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,根据R=U/I可知,气敏电阻的阻值变大,警戒浓度将变低,故D错误。
故选C。
31.(2025·虹口·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S、S1,电路正常工作。下列操作可能使电压表V示数与电流表A示数比值变小的是( )
A.断开开关S1
B.将电压表的位置与R1的位置互换
C.将滑动变阻器滑片向右移且用阻值比R1小的电阻替换R1
D.将滑动变阻器滑片向右移且用阻值比R1大的电阻替换R1
【答案】C
【详解】据图可知,电路是定值电阻和变阻器并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
A.断开开关S1,电路为变阻器单独串联,电压表的示数不变,由于减少一条支路,导致电流表的示数变小,因此电压表V示数与电流表A示数比值变大,故A不符合题意;
B.将电压表的位置与R1的位置互换,不影响电路的连接,电流表电压表的示数均不变,因此电压表V示数与电流表A示数比值不变,故B不符合题意;
C.将滑动变阻器滑片向右移,变阻器接入电路中的阻值变大,变阻器支路电流变小,且用阻值比R1小的电阻替换R1,R1支路电流变大,若变阻器支路减小的电流小于R1增大的电流,导致干路电流变大,则可能使电压表V示数与电流表A示数比值变小,故C符合题意;
D.将滑动变阻器滑片向右移,变阻器接入电路中的阻值变大,变阻器支路电流变小,且用阻值比R1大的电阻替换R1支路电流变小,则干路电流变小,电压表V示数与电流表A示数比值变大,故D不符合题意。
故选C。
32.(2025·普陀·二模)在如图所示的电路中,定值电阻R1和滑动变阻器R2接入的阻值相等,闭合开关S2,下列操作中能够使电压表和电流表示数比值比原先小的是( )
A.闭合开关S1,断开开关S2 B.闭合开关S1,向右移动滑片P
C.减小电源电压 D.增大电源电压,向右移动滑片P
【答案】B
【详解】闭合开关S2,断开S1,电路为只有滑动变阻器的简单电路,电压表测量电源电压,根据R=U/I,电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值。
A.闭合开关S1,断开开关S2,电路为只有定值电阻的简单电路,根据R=U/I,电压表示数与电流表示数的比值为定值电阻的阻值。因为滑动变阻器接入电路的阻值与定值电阻的阻值相等,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故A不符合题意;
B.闭合开关S1,两电阻并联,无论怎样移动滑片,此时两电阻并联的总阻值都比原来只有滑动变阻器的阻值小。根据R=U/I,电压表示数与电流表示数的比值为此时总电阻的阻值,故电压表示数与电流表示数的比值变小,故B符合题意;
C.减小电源电压,此时电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值,滑片不动,滑动变阻器的阻值不变,电压表示数与电流表示数的比值不变,故C不符合题意;
D.增大电源电压,向右移动滑片P,此时电压表示数与电流表示数的比值为滑动变阻器的阻值,向右移动滑片P,滑动变阻器的阻值变大,故电压表示数与电流表示数的比值变大,故D不符合题意。
故选B。
33.(2025·长宁·二模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2标有“50Ω 3A”字样,其滑片位于中点附近,电流表A1、A2的量程均选择“0∼3A”。 闭合开关S,在保证电路安全的前提下,下列操作中可使电流表A1和电流表A2示数的比值最小的是( )
A.将滑片P移到最右端
B.将滑片P向左移动,直到电流表A2的示数为3安
C.断开开关S
D.用电阻R0替换电阻R1(R0>R1)
【答案】A
【详解】AB.闭合开关,两电阻并联接入电路,电流表A1测通过R2的电流I2,电流表A2测干路电流I,根据并联电路规律可知电流表A2的示数大于电流表A1的示数,电流表A1示数和电流表A2示数的比值小于1的;电流表A1示数和电流表A2示数的比值为
要使得比值最小,则应该最大,即I2应该最小,则滑动变阻器接入阻值应该最大,故将滑片P移到最右端,故A符合题意,B不符合题意;
C.断开开关S,电路为定值电阻的简单电路,两电流表都测通过定值电阻的电流,两表示数相等,电流表A1示数和电流表A2示数的比值等于1,比原来大了,故C不符合题意。
D.用电阻R0替换电阻R1(R0>R1),由于定值电阻的电流变小,故I2:(I1+I2)比值会更大,故D不符合题意;
故选A。
34.(2025·闵行·二模)图示的电路中,电源电压保持不变,开关S1、S2闭合时,电流表示数为I0、电压表示数为U0。现断开开关S2,以下判断中正确的是( )
A.向右移动滑片,电压表示数可能为U0
B.向左移动滑片,电压表示数可能为U0
C.向右移动滑片,电流表示数可能为I0
D.向左移动滑片,电流表示数可能为I0
【答案】D
【详解】由电路图知道,开关S1、S2闭合时,定值电阻R1和电压表都被短路,电压表示数为U0=0,电流表示数为I0;现断开开关S2,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,此时电路中的电流小于I0。
AC.向右移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律得电路中的电流变小,电流表示数变小,电流表示数小于I0;由U=IR知道,定值电阻R1两端的电压变小,但大于U0,故AC错误;
BD.向左移动滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律得电路中的电流变大,电流表示数变大,当滑动变阻器减小的阻值等于R1时,电流表示数变为I0;由U=IR知道,定值电阻R1两端的电压变大,且大于U0,故B错误,D正确。
故选D。
35.(2025·金山·二模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片位于中点附近,闭合开关,电压表示数为U0。现用电阻R3替换R1(R3>R1)。小明认为:向右移动滑动变阻器R2的滑片P,一定能使得电压表示数为U0;小红认为:通过减小电源电压,一定能使得电压表示数为U0;下列说法中正确的是( )
A.只有小明的观点正确 B.只有小红的观点正确
C.两人的观点均正确 D.两人的观点均不正确
【答案】B
【解答】由图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,现用电阻R3替换R1,由于R3>R1,根据串联电路的分压规律可知,电阻变大,R3分得的电压变大,为了使电压表示数与替换R1前相等的方法有:可以减小电源电压,不移动滑片,或者电源电压不变,向右移动滑片P,使滑动变阻器分得的电压变大,但是R3与R1的阻值大小差距未知,不能确定滑动变阻器的阻值能否满足调节要求,故小明的观点不正确,小红的观点正确,故B正确。
故选B。
36.(2025·奉贤·二模) 小红研究了厨房中某电饭锅的说明书,该电饭锅具有加热和保温两挡功能,加热时整个电路的电功率较大,保温时整个电路的电功率较小。如图所示是其内部电路简化图,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,电路处于加热挡
B.只闭合开关S2时,电路处于保温挡
C.同时闭合开关S1、S2时,电路处于加热挡
D.同时闭合开关S1、S2时,电路处于保温挡
【解答】解:由图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,由P可知,电路的总功率最大,电饭锅处于加热挡;
当开关S1闭合、S2断开时,只有R1工作,电路的总电阻最大,总功率最小,电饭锅处于保温挡,故ABD错误、C正确。
故选C。
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专题12 动态电路分析
一、常见题目类型
动态电路中电流、电压与电阻的变化情况主要由以下几个方面引起:
1. 滑动变阻器滑片P的位置改变引起(图1与图2)。
2. 开关的断开或闭合引起(图3)。
3. 电阻替换或电路元件互换。
4. 电路出现的故障(短路和断路)引起。
5. 两种电路:串联电路与并联电路。
6. 判断电表的位置(图4)。
图1 图2
图3 图4
二、分析此类题目常用到的知识
1. 欧姆定律I=U/R。
2. 串联电路中电流、电压及电阻的关系、分压规律:
I1=I2=I3 U=U1+U2 R=R1+R2
3. 并联电路中电流、电压及电阻的关系、分流规律:
I=I1+I2 U=U1=U2 1/R=1/R1+1/R2
4. 滑动变阻器的使用知识。
5. 电流表、电压表的使用。
6. 短路与断路知识。
三、常见分析方法
1. 判断电路连接方式,即串联电路还是并联电路,画出等效电路图。
2. 判断电流表与电压表测量的是哪一段电路的电流或两端的电压。
3. 开关在电路中的位置及作用。
4. 电源电压可以认为是不变的。
5. 并联电路中电压表的示数为电源电压,一般情况下是不变的,各支路中的电流互不影响。
四、例题分析
【例题1】(2025奉贤一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变 B.电流表的示数变小
C.电压表与电流表示数的比值不变 D.电压表与电流表示数的比值变小
【例题2】(2024浦东新区一模)如图所示电路,电源电压保持不变。现将电流表A1、A2串联在电路中,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P自中点向右移动的过程中,电流表A1示数与电流表A2示数的比值变大。关于电流表A1、A2串联在电路中的位置,下列说法中正确的是( )
A. 电流表A1串联在R2支路,电流表A2串联在R1支路
B. 电流表A1串联在干路,电流表A2串联在R1支路
C. 电流表A1串联在R2支路,电流表A2串联在干路
D. 电流表A1串联在干路,电流表A2串联在R2支路
【例题3】(2025·嘉定·二模)电梯超载容易引发安全隐患。图所示为某电梯超载报警电路工作原理图,电源电压恒定不变, R0为保护电阻,R为压敏电阻(阻值随压力的变化而变化)。当电梯超过其载重上限时,电流表示数超过设定值I0就会触发报警器(图中未画出)工作。则( )
A.当人进入空载电梯后,压敏电阻的阻值增大
B.当人进入空载电梯后,电压表示数与电流表示数之比不变
C.若要适当降低电梯载重上限,可换用电压更小的电源
D.若要适当降低电梯载重上限,可换用阻值更小的R0
五、练习题
1.(2025崇明一模)如图所示电路,以下操作中正确的是( )
A.向左移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
B.向右移动变阻器R2的滑片,电压表V示数与电流表A示数的比值变小
C.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值变大
D.闭合开关S,电压表V示数与电流表A示数的比值不变
2.(2025虹口一模)在下图所示电路中,闭合开关S1,两个电表均有示数,下列操作能使电压表V2示数与电压表V1示数比值变大的是( )
A.向左移动滑片P B.用阻值大于R1的电阻R0替换R1
C.减小电源电压 D.闭合开关S2
3.(2025黄浦一模)在图中所示的电路中,开关S1、S2均闭合。在下列方案中,完成操作后一定能使电流表A与电流表A1示数的比值变大的方案是( )
A.增大电源电压 B.R2滑片向右移
C.开关S2由闭合到断开 D.用R3替换R1(R3>R1)
4.(2025嘉定一模)在如图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等且为2R0,电路正常工作。若使电压表示数与电流表示数的比值比原先小,现对电路分别进行如下操作:①向左移动滑片P;②增大电源电压;③减小电源电压;④用阻值为R0的电阻R3替换R1,并向右移动滑片P。其中可行的操作有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
5.(2025金山一模)在图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点右侧,此时电阻,R1、R2的阻值均为R0,电流表A示数与电流表A1示数比值为k。现用阻值为2R0电阻替换R1后,有如下两种操作:①将滑动变阻器滑片向右移;②将电流表A串联在R2支路。其中一定能使比值为k不变的操作有( )
A.只有①可行 B.只有②可行 C.①②都不行 D.①②都可行
6.(2025闵行一模)在图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1阻值为10欧。闭合开关S,电流表示数为0.4安。现用电阻R0替换R1,关于替换后电路中的电表示数,下列说法中正确的是( )
A.若R0为20欧,则替换后电流表示数可能为0.16安
B.若R0为20欧,则替换后电流表示数可能为0.20安
C.若R0为5欧,则替换后电压表示数可能为1.6伏
D.若R0为5欧,则替换后电压表示数可能为2.4伏
7.(2025浦东新区一模)如图所示为某电吹风的电路图,其中R是发热电阻丝,M是电动机。当使用冷风挡时,只有电动机工作;使用热风挡时,发热电阻丝和电动机同时工作。则( )
A.只闭合开关S1,电吹风处于热风挡
B.只闭合开关S2,电吹风处于冷风挡
C.闭合开关S1和S2,电吹风处于热风挡
D.断开开关S1和S2,电吹风处于冷风挡
8.(2025青浦一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点附近。用阻值小于R1的电阻R0替换R1后,向右移动变阻器R2的滑片P,与原电路相比,一定变大的是( )
A.电流表A的示数
B.电压表V1的示数
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值
9.(2025松江一模)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,其中R0为定值电阻,R为光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)。当电路所在区域烟雾浓度增大到一定程度时,电压表指针偏转到某个位置触发报警装置(图中未画出),开始报警。则下列说法正确的是( )
A.烟雾浓度增大时,电流表的示数增大
B.烟雾浓度增大时,电压表的示数减小
C.要使报警器在烟雾浓度较小时就开始报警,应减小R0的阻值
D.要使报警器在烟雾浓度较小时就开始报警,应减小电源电压
10.(2025徐汇一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻。闭合开关S,两电压表示数相同。向左移动滑动变阻器滑片P,下列四项判断中正确的是( )
①两电压表示数之和变大
②两电压表示数的乘积变大
③电压表V1示数与电压表V2示数的比值变大
④电压表V1示数与电压表V2示数的差值变大
A.②③ B.③④ C.②③④ D.①②③
11.(2025杨浦一模)如图所示,闭合开关S,某同学经过某些操作后,发现电流表A示数与电流表A1示数的差值增大了。该操作可能是( )
A.向左移动滑片P
B.向右移动滑片P
C.增大电源电压,同时用电阻R0替换R2(R0大于R2)
D.减小电源电压,同时用电阻R0替换R2(R0大于R2)
12.(2025长宁一模)在如图所示的电路中,开关S闭合,滑动变阻器R2标有“50Ω 3A”字样,其滑片位于中点附近,电流表A1、A2的量程均选择“0∼3A”。在保证电路安全的前提下,下列操作中可使电流表A1示数和电流表A2示数的比值最大的是( )
A.将滑片移到最右端 B.将滑片移到最左端
C.断开开关S D.用阻值小于R1的电阻R0替换电阻R1
13. (2024宝山一模)如图所示电路,电源电压保持不变,两只规格相同的滑动变阻器R1和R2的滑片均位于中点处,闭合开关S,在保证电路安全的情况下,将R1的滑片P向左移动,将R2的滑片P向右移动,则电流表的示数( )
A. 一定不变 B. 可能不变 C. 一定增大 D. 一定减小
14. (2024崇明一模)“热敏电阻”控制型动态电路如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。闭合开关S,当监控区的温度升高时,电流表和电压表示数变化的情况是( )
A. 电流表示数变大,电压表示数变大 B. 电流表示数变小,电压表示数变小
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电流表示数变小,电压表示数变大
15. (2024奉贤一模)在如图所示的电路中,开关S闭合后正常工作,下列操作中,可能使电流表A示数与电流表A1示数的比值不变的是( )
A. 增大电源电压,向右移动R1的滑片
B. 增大电源电压,用阻值大于R2的电阻替换R2
C. 向右移动R1的滑片且用阻值大于R2的电阻替换R2
D. 向右移动R1的滑片且用阻值小于R2的电阻替换R2
16. (2024虹口一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片P位于中点附近。用阻值大于R1的电阻R0替换R1后,可能使电流表A1示数与电流表A2示数比值不变的是( )
A. 电源电压不变,不移动滑片P
B. 电源电压不变,向右移动滑片P
C. 减小电源电压,不移动滑片P
D 增大电源电压,向左移动滑片P
17. (2024黄浦一模)在图所示的电路中,闭合开关S,电路正常工作。现对电路分别进行下列操作:①将滑动变阻器滑片向左移;②用电阻R3(R3>R1)替换电阻R1;③断开开关S;④增大电源电压。其中能使电压表示数变大的操作有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
18. (2024嘉定一模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2接入电路的阻值与电阻R1的阻值相等,开关S2闭合,S1断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数比值变大的是( )
A.电源电压不变,向右移动滑片P
B.减小电源电压,向右移动滑片P
C.电源电压不变,闭合开关S1,断开开关S2
D.电源电压不变,闭合开关S1,向右移动滑片P
19. (2024金山一模)6在图所示的电路中,电源电压为U0保持不变,方框中连有两个完好的小灯L1、L2,为了判断出小灯L1、L2的连接方式,以下方案可行的是( )
①闭合开关,观察小灯是否发光
②拆除小灯L1,观察小灯L2是否发光
③将电压表并联在小灯L1两端,观察电压表示数
④将电流表与小灯L1串联,观察电流表示数
A. ①和② B. ②和③ C. ②和④ D. ③和④
20. (2024静安一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。若将电阻R1和电流表A的位置互换,则互换前后,不变的是( )
A. 电流表A的示数 B. 电压表V的示数
C. 电路中的总电阻 D. 电阻R1两端的电压
21. (2024闵行一模)在如图所示的电路中,变阻器R1接入电路的阻值与电阻R2的阻值相等,开关S处于闭合状态、开关S1处于断开状态。现有下列操作:①闭合S1;②闭合S1并向左移动滑片P;③闭合S1并增大电源电压,其中能使两电流表示数的比值大于2的操作有( )
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
22. (2024普陀一模)在如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1和滑动变阻器R2接入的阻值相等,开关S1断开、S2闭合,此时电压表示数为U,电流表示数为I。
①闭合开关S1后,电压表和电流表示数的比值为______(用U和I表示);
②闭合开关S1后,继续向右移动滑片P,小明认为电压表和电流表示数比值一定小于U/I;小沈则认为电压表和电流表示数比值可能等于U/I。
请判断小明和小沈的观点是否正确,并说明理由。______
23. (2024青浦一模)在图所示的电路中,定值电阻R1与滑动变阻器R2接入电路的阻值相等,开关S2闭合,下列操作中,一定能使两电流表示数变大的是( )
A. 闭合开关S1 B. 向右移动滑片P
C. 闭合开关S1,向左移动滑片P D. 增大电源电压,向右移动滑片P
24. (2024松江一模)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变大的是( )
A. 电压表V示数
B. 电流表A示数
C. 电流表A示数与电流表A1示数的差值
D. 电压表V示数与电流表A示数的比值
25. (2024徐汇一模)如图为烟雾报警器的模拟电路,R1是滑动变阻器,RC是气敏电阻,其阻值会随烟雾浓度增大而减小。当烟雾浓度C达到8%,电压表示数小于U0时就会报警。若要增大该装置对烟雾探测的灵敏度,即烟雾浓度C达到4%时就报警,下列方案中可行的是( )
A. 增大电源电压
B. 向右移动滑片P
C. 增大电源电压,向右移动滑片P
D. 减小电源电压,向右移动滑片P
26. (2024长宁一模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1、R2均为定值电阻。若在电路中添加一个电压表,闭合开关S前后,发现电压表与电流表示数的比值不变,则电压表并联的位置( )
A. 只能是MN两点间 B. 可能是PN两点间
C. 只能是MQ两点间 D. 可能是PM两点间
27. (2024杨浦一模)在如图所示的电路中,R1的阻值小于R2的阻值,开关S闭合,开关S'断开。下列操作中能使电压表示数与电流表示数的比值不变的是( )
A. 增大电源电压,并闭合开关S'
B. 减小电源电压,并闭合开关S'
C. 将R3替换R1(R3>R1),并闭合开关S'
D. 将R3替换R2(R3>R1),并闭合开关S'
28.(2025·徐汇·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2是定值电阻,两电表示数乘积为P1。用定值电阻R3替换R2后,两电表示数乘积为P2,若P1=P2,则下列判断中可能正确的是( )
①R2<R3<R1 ②R3<R2<R1 ③R2<R1<R3 ④R3<R1<R2
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
29.(2025·崇明·二模)如图所示电路,电阻R1的阻值大于变阻器R2的最大阻值,开关S断开。下列操作可以使电压表示数与电流表示数的比值不发生改变的是( )
①使用电阻R3替换R1(R3>R1),并向右移动变阻器滑片;
②减小电源电压,并向右移动变阻器滑片;
③将电阻R1与R2位置互换,并左右调节变阻器滑片;
④闭合开关S,并向左移动变阻器滑片。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
30.(2025·松江·二模)如图所示是一种天然气浓度检测的电路图,电源电压保持不变,电阻R1、R2中,一个是定值电阻,另一个是气敏电阻。气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小。闭合开关后,当气敏电阻所在处的天然气浓度升高,电压表示数增大,超过量程时就会触发报警器报警,下列说法中正确的是( )
A.R1是气敏电阻
B.随着天然气浓度增加,通过定值电阻的电流变小
C.达到报警浓度时,电路的总功率最大
D.要使报警浓度变低,可以换用阻值更小的定值电阻
31.(2025·虹口·二模)在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S、S1,电路正常工作。下列操作可能使电压表V示数与电流表A示数比值变小的是( )
A.断开开关S1
B.将电压表的位置与R1的位置互换
C.将滑动变阻器滑片向右移且用阻值比R1小的电阻替换R1
D.将滑动变阻器滑片向右移且用阻值比R1大的电阻替换R1
32.(2025·普陀·二模)在如图所示的电路中,定值电阻R1和滑动变阻器R2接入的阻值相等,闭合开关S2,下列操作中能够使电压表和电流表示数比值比原先小的是( )
A.闭合开关S1,断开开关S2 B.闭合开关S1,向右移动滑片P
C.减小电源电压 D.增大电源电压,向右移动滑片P
33.(2025·长宁·二模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2标有“50Ω 3A”字样,其滑片位于中点附近,电流表A1、A2的量程均选择“0∼3A”。 闭合开关S,在保证电路安全的前提下,下列操作中可使电流表A1和电流表A2示数的比值最小的是( )
A.将滑片P移到最右端
B.将滑片P向左移动,直到电流表A2的示数为3安
C.断开开关S
D.用电阻R0替换电阻R1(R0>R1)
34.(2025·闵行·二模)图示的电路中,电源电压保持不变,开关S1、S2闭合时,电流表示数为I0、电压表示数为U0。现断开开关S2,以下判断中正确的是( )
A.向右移动滑片,电压表示数可能为U0
B.向左移动滑片,电压表示数可能为U0
C.向右移动滑片,电流表示数可能为I0
D.向左移动滑片,电流表示数可能为I0
35.(2025·金山·二模)在如图所示的电路中,滑动变阻器R2的滑片位于中点附近,闭合开关,电压表示数为U0。现用电阻R3替换R1(R3>R1)。小明认为:向右移动滑动变阻器R2的滑片P,一定能使得电压表示数为U0;小红认为:通过减小电源电压,一定能使得电压表示数为U0;下列说法中正确的是( )
A.只有小明的观点正确 B.只有小红的观点正确
C.两人的观点均正确 D.两人的观点均不正确
36.(2025·奉贤·二模) 小红研究了厨房中某电饭锅的说明书,该电饭锅具有加热和保温两挡功能,加热时整个电路的电功率较大,保温时整个电路的电功率较小。如图所示是其内部电路简化图,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,电路处于加热挡
B.只闭合开关S2时,电路处于保温挡
C.同时闭合开关S1、S2时,电路处于加热挡
D.同时闭合开关S1、S2时,电路处于保温挡
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