内容正文:
广西
物 理
减负作业本
1
培优专题5 动态电路计算
[2025.24(4)涉及、2024.29、2023.29;北部湾3年3考]
2
类型一 滑动变阻器引起的动态电路计算(北部湾2020.29)
1.【基本模型】 如图所示,电源电压不变,电流表的测量范围为 ,
定值电阻 ,为滑动变阻器,其最大阻值为 ,滑动变阻器
的滑片在端时,电流表的示数 。
第1题图
(1)电源电压为____ ;
24
(2)当滑动变阻器接入电路中的阻值为 时,电流表
的示数为____A;
0.4
(3)在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的
最小阻值为____ ,此时电路消耗的电功率为_____ ;
10
14.4
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2
3
4
5
6
7
8
9
3
方法突破
含滑动变阻器电路取值范围判断技巧
串联电路先整体后部分,根据电表测量范围、小灯泡的额定电流及滑
动变阻器允许通过的最大电流确定电流取值范围;并联电路先支路后干路,结合滑动变阻器规格及电压表的测量范围,进而确定电阻取值范围。
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电
流为____A,此时电路消耗的电功率为____ ;
0. 3
7.2
第1题图
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9
4
(5)若将、并联接入电路,始终接入电路。当
所在支路断开时,通过干路的电流为____A;当 接入的
阻值最大时,通过干路的电流为_____A,此时电路消耗
的电功率为______ 。
0.8
1.28
30.72
第1题图
1
2
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7
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9
第2题图
2.【电路图+图像】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,电流表示数
与电压表示数 的关系图像如图乙所示。
(1)电源电压为___,的阻值为___ ;
(2)滑动变阻器的最大阻值为____ ;
(3)电路消耗的最大功率为____ ,此时电路中的电流为____A;电阻
消耗的最小功率为____ ,此时电路中的电流为____A。
3
5
10
1.8
0.6
0.2
0.2
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9
6
方法突破
含 图像类计算技巧
根据电路图、图像,结合欧姆定律、电路中电源电压不变,寻找特殊
坐标点列出关系式,求出相关电压、电阻值;再结合电功率公式 ,
带入电流最大、最小值即可求出电路消耗的功率最大、最小值。
3.【基本模型】(2025广安改编)如图所示,电源电压为,灯泡 标
有“”字样(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器 的规格为“
”,电流表的测量范围为 ,电压表的测量范围为
。保证电路安全,在移动滑动变阻器滑片过程中:
第3题图
(1)灯泡的阻值为___ ;
5
(2)电路中允许通过的最大电流为____A,此时滑动变
阻器接入电路的阻值为___ ;
0.5
4
(3)在不损坏电路元件的情况下,电路中允许通过的最小电流为____A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为____ ,此时电路消耗的电功率为
_____ ;
0.3
10
1.35
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8
第3题图
(4)在不损坏电路元件的情况下,滑动变阻器允许接入
电路的阻值范围为___~____ ;
4
10
(5)灯泡消耗最小功率为_____,灯泡 消耗最大功
率为_____ 。
0.45
1.25
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9
4.(2020北部湾29题)某实验小组利用电源、电流表、电压表、滑动变阻
器、开关及导线若干测量定值电阻 阻值,所有元件均完好,按图连接
电路(其中电压表未画出),进行实验,闭合开关后,将变阻器滑片从一
端移动到另一端的过程中,发现电流表示数的变化范围为 ,电
压表示数相应的变化范围为 。求:
第4题图
1
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第4题图
(1)当接入电路为最大阻值时,若通电时间, 消
耗的电能;
解:由题意知,电流表示数的变化范围为 ,电
压表示数相应的变化范围为 ,则电压表测量的是
滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器接入的阻值最大时,
电流表示数最小,电压表示数最大,则此时的电流为 ,
电压表示数为 ,
所以,通电时间, 消耗的电能
;
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方法突破
电表示数随阻值变化的规律
串联电路中,电路中的总电阻增大,通过电路的电流减小,定值电阻
两端的电压也变小,滑动变阻器两端电压随着接入电路阻值的增大而增大,
结合 判断及求解电功及相关物理量。
第4题图
解:当电流表示数为,电压表示数为 时,滑动
变阻器接入电路的阻值
,
,
当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,此时电流表示数为
,可得到公式
,
由以上两式联立可求得, ,
;
(2) 的阻值;
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(3)若将与 并联在原电源两端时,电路消耗的最小电功率。
第4题图
解:由上可知电源的总电压为,根据公式 ,当电路中的总电阻
最大时,总功率最小,将与 并联在原电源两端时,总功率最小为
。
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类型二 敏感电阻类动态电路计算[2025.24(4)涉及、2024.29、2023.29;
北部湾3年2考]
第5题图
5.(2023广西29题)实践基地芒果获丰收,为筛选优
质大果,设计自动筛选装置如图甲,检测装置电路图
如图乙,电源电压恒为,电阻为 , 为
压敏电阻,其阻值随压力变化关系如图丙。当电路电
流小于 时,不达标的芒果将被推离传送带,达
标芒果继续被传送到指定位置,实现自动筛选。求:
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第5题图
(1)若与阻值相等, 消耗的电功率;
解:由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电
路中的电流 ,
消耗的电功率 ;
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第5题图
(2)此装置能筛选出重力至少为多大的芒果;
解:由欧姆定律可知,电路中的最大总电阻
,
由串联电路的电阻特点可知,此时压敏电阻的阻值
,
由图丙可知,此时压敏电阻受到的压力为 ,即此装置
能筛选出重力至少为 的芒果;
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方法突破 敏感电阻类相关计算技巧
①结合敏感电阻随外部条件变化的规律;②根据欧姆定律求解外部条
件极限情况下敏感电阻的阻值;③结合敏感电阻图像读取相关物理量。
(3)若想筛选出重力至少为 的芒果,有同学建议:仅适当增加 的阻
值即可。你认为他的建议可行吗?请通过计算做出判断。
第5题图
解:可行。由图丙可知,压敏电阻的阻值随着压力的
增大而减小,当压力为 时,压敏电阻的阻值为
,由串联电路的电阻特点可知,为了筛选出重
力至少为 的芒果,
的阻值为 ,
因此适当增加的阻值可以将重力至少为 的芒果
继续被传送到指定位置。
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方法突破 敏感电阻类相关判断:明确外部条件的变化,结合敏感电阻图
像确定其阻值;在极限情况(一般限定电流值)不变情况下,结合欧姆定
律及串联电路电阻特点,判断定值电阻阻值如何变化。
第6题图
6.(2021北部湾29题)学校利用过氧乙酸对教室
内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教
室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所
示的检测仪。已知电源电压为,定值电阻
标有“”字样,过氧乙酸气体传感器 的阻值随过氧乙酸气体
浓度 的变化关系如图乙所示。电压表的测量范围为 ,电压表不同
的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:
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解:由图甲知,定值电阻 与过氧乙酸气体传
感器 串联,电压表测定值电阻两端的电压。
当电压表的示数为时, 两端的电压
,
电路中的电流 ,
此时传感器的阻值 ,
由图乙知,此时过氧乙酸气体浓度大于
,故教室内过氧乙酸气体的浓度达到
了消毒的要求;
第6题图
(1)按要求 才能达到消毒要求。当电压表的示数为 时,教
室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;
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第6题图
解:定值电阻标有“ ”字样,则电路
能通过的最大电流为 ,
由图乙可知,当过氧乙酸气体浓度升高时, 的
阻值减小,电路总电阻减小,电路电流增大,则
当电路电流为 时,对应的过氧乙酸气体浓度为电路能测量的最
大浓度。此时电路消耗的电功率
,
内 消耗的电能
;
(2)若该检测仪处在所能测量的最大 值状态下工作了 ,电路消耗
的电功率及 消耗的电能;
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(3)若检测仪所能测量的最大 值调整为 ,此时电压表指针刚
好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。
第6题图
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第6题图
解:若检测仪能测量的最大 值调整为 ,
由图乙可知,此时传感器的阻值 ,
电压表指针刚好偏转到最大刻度处,则 两端的
电压 ,
由欧姆定律及串联电路的电流规律可得
,
代入相关数值得, ,
解得 ,
通过的电流 ,
故需要重新选用“ ”的定值电阻。
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方法突破 敏感电阻结合电表相关设计:
第一种情况:改变定值电阻规格
①首先根据外部条件变化,确定敏感电阻阻值;
②然后结合电表偏转情况,电压表满偏,结合欧
姆定律求解定值电阻阻值(若为电流表,结合欧
姆定律求出电路中的总电阻,进而得出定值电阻阻值);③确定定值电阻
规格(注意标注电流值及阻值大小)。
第二种情况:改变电源电压
①根据外部条件变化,确定敏感电阻阻值;②结合欧姆定律计算电路中的
电流;③明确电表偏转情况,结合欧姆定律判断电压表指针偏转情况(若
为电流表,根据②中结果判断);④在不改变定值电阻情况下,根据题干
条件及欧姆定律求解改变后的电源电压。
第7题图
7.(2025湖南改编)为预防“倒春寒”对种子萌
发的影响,科技小组为学校的育种温室设计
了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位
于温室内,且当温室内温度低于 时启用。
其控制电路的电源电压恒定, 为变阻器,
热敏电阻 的阻值随温度变化的关系如图乙所示,电磁铁线圈电阻忽略不
计。工作电路有高温和低温两个挡位,低温挡位可使温室内降温比较平
缓,、均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于
时,衔铁被吸下,与触点分开,接通触点 。通过电磁铁线圈的电流小
于或等于时,衔铁被弹回,与触点分开,接通触点 。#1
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(1)调好的阻值,闭合开关、, 的温度升高,电磁铁磁性强弱
如何变化:______;
增强
第7题图
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第7题图
解:当温室内温度达到 时,由图乙可知此
时热敏电阻的阻值为 , ,
此时衔铁刚好被吸下,通过电磁铁线圈的电流
,
根据串联电路电阻特点,总电阻
,
则控制电路的电源电压
;
(2)将控制电路中阻值调为 ,可使温室内达到允许的最高温度
,达到时衔铁刚好被吸下,求控制电路的电源电压;
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(3)工作电路要求:高温挡功率需在 之间,低温挡功率需
在之间。已知实验室只有阻值大小为 、 、
、 的加热电阻各一个,不考虑温度对加热电阻阻值的影响,
则 应选用哪一个加热电阻(写出必要的计算过程)。
第7题图
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31
第7题图
解:由于通过电磁铁线圈的电流大于或等于
时,衔铁被吸下,与触点 分开,接通
触点 。通过电磁铁线圈的电流小于或等于
时,衔铁被弹回,与触点 分开,接通
触点,所以衔铁被吸下,与触点 分开,接
通触点时,为低温挡,接入电路,功率需在 之间,
则的最小阻值 ,
所以应选用 的加热电阻。
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类型三 开关通断类动态电路计算
8.如图所示,灯泡标有“”字样,标有“”, 为标有
“ ”的滑动变阻器,电源电压恒定,闭合所有开关,灯泡恰好正
常发光,则电源电压是___;断开、,移动滑片的过程中, 消
耗的电功率最小值为____ 。
6
0.8
第8题图
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第9题图
9.(2025达州)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻
,灯泡标有“ ”字样(不考虑灯丝电阻
变化)。只闭合、,灯泡正常发光;再闭合 ,电流
表示数变化了 。请计算:
(1)灯泡 正常发光时的电流;
解:由得,灯泡正常发光时的电流 ;
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第9题图
(2)电阻 的阻值;
解:由得灯泡的电阻 ,
只闭合、,断开时,定值电阻短路,灯泡 正常发
光,此时电源电压 ,
再闭合,电阻与灯泡 并联,
,
电流表示数变化了,即 ,
电阻的阻值 ;
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(3)通过控制开关通断,整个电路消耗的最小功率。
第9题图
解:只闭合,、断开时,定值电阻与灯泡 串联,此时接入电路
的电阻最大,整个电路消耗的功率最小
。
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