内容正文:
中考专题复习 动态电路的分析(欧姆定律)
考点
考法
滑片移动引起的动态电路分析
结合串、并联电路特点,分析滑片的移动引起电路中各个物理量的变化
敏感电阻引起的动态电路分析
结合串、并联电路特点,分析敏感电阻的电阻改变引起电路中各个物理量的变化
开关通断引起的动态电路分析
分析开关的通断引起电路中各个物理量的变化
考点1滑片移动引起的动态电路分析
利用欧姆定律分析动态电路思路
1.分析电路,确定用电器串、并联情况及电表测量对象。
2.物理量变化分析过程如下
1.【母题】如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V示数变小
B.电流表A示数变小,电压表V示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V示数不变
D.电流表A示数变小,电压表V示数不变
【子题1.1】小明家的屋顶上有一个水池,如图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置,R′是定值电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表(用电流表改装)指针的刻度,就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议,可行的是( )
A.用电压表改装水位表,并与R′并联
B.用塑料材料制作杠杆AB
C.用软绳连接杠杆A端与浮标
D.用导线代替电阻R′接通电路
【子题1.2】公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是( )
A.接线柱“1”应与“3”连接
B.“显示器”由电压表改装而成
C.若货车质量增大,则电阻R0两端电压增大
D.为了节约电能,电阻R0可以去掉
【子题1.3】如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,0.5A”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.6A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
2.【母题】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表A1的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
【子题2.1】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片P由图示位置向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.小灯泡L与滑动变阻器R串联
B.电压表V示数变大
C.电流表A1和A2示数都变小
D.小灯泡L亮度变暗
考点2 敏感电阻引起的动态电路分析
方法指导:
外界因素的改变
敏感电阻的变化
分析电路连接及电表的测量对象
结合串、并联电路特点,分析电表的变化等
3.【母题】如图所示,是列车上烟雾报警器的简化原理图。内装有一个激光发生器及带有一光敏电阻R的电路,其中电源电压恒定,R0为定值电阻。有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡而使光敏电阻的阻值发生变化,从而改变电路中的电流。当电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警。下列说法中正确的是( )
A.光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大
B.烟雾越浓,电流表示数越小
C.烟雾越浓,电压表示数越小
D.若要提高警报灵敏度,可以适当增大R0的阻值
【子题3.1】如图是某款电子测温仪及它内部的原理图,电源电压保持不变,显示仪由电压表改装而成,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.被测者体温越高,电路中的电流越小
B.被测者体温越高,定值电阻R0两端电压越大
C.被测者体温越低,整个电路消耗的功率越大
D.将R0换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小
【子题3.2】电梯超载容易引发安全隐患。如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( )
A.当人进入空载电梯后,压敏电阻R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
【子题3.3】(多选)如图甲所示,是矿石码头上某款扬尘检测仪的等效电路,其电源电压保持不变,R是光敏电阻,R0为定值电阻,测扬尘浓度时,仪器自带的激光器照射在R上;环境中的扬尘会遮挡部分激光,使透光度减小,从而使光敏电阻阻值发生改变,显示仪示数随扬尘浓度变化的关系图像如图乙所示,下列分析正确的是( BD )
A.图甲的显示仪相当于电流表
B.光敏电阻R的阻值随着光照强度的增大而减小
C.被测扬尘浓度越高,整个电路的电流越大
D.将R0更换为阻值更小的电阻,测相同环境时,显示仪的示数增大
考点3 开关通断引起的动态电路分析
方法指导:
开关的通断对电路改变分析主要是分析电路中各元件电流和电压的变化
4.【母题】在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数_______,灯泡L1______。(选填“变亮”、“变暗”或“亮度不变”)
【子题4.1】(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合S1和S2,灯泡L1和L2均能正常发光,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合S1,电压表可以测量出电源两端的电压
B.只闭合S1,电流表可以测量出通过L2的电流
C.先闭合S1,再闭合S2,L1的亮度不变
D.先闭合S1,再闭合S2,电流表和电压表的示数均不变
【子题4.2】如图所示,电路的电源电压恒为6V,灯泡L标有“2.5V 0.2A”的字样,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2、S3,将会造成电源短路,烧坏电流表
B.同时闭合S2、S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小
C.只闭合S3,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光
D.只闭合S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会变大
【答案与解析】
1.A 【解析】根据电路图可知,闭合开关后,R和R'串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量R'两端的电压;当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,电压表示数变小,故A正确。
【子题1.1】A 【解析】由图知,R与R'串联,当水池内水位的高低变化时,滑动变阻器连入的电阻大小发生变化,从而导致电路中的电流变化,根据欧姆定律可知R′两端电压也随之变化,则用电压表改装水位表,并与R′并联可行,故A正确;图中的AOB是一根在力的作用下能绕O点转动的硬棒,电路通过水箱上的OB杆连通,所以AB需用导体制成,而塑料属于绝缘体,故B错误;由题意,A端应能随浮标而上升或下降,如果AB与浮标的连接是软绳,那么在浮标上升时,A端就不会随之上升,故C错误;由图可知,电路中滑动变阻器R与R′串联,如果电路中用导线代替R1,当滑动变阻器的滑片滑到下端时,出现短路,电路中电流过大,可能会烧毁电流表或其它元件,所以不能用导线代替电阻R′接通电路,故D错误。
【子题1.2】AC 【解析】图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故B错误;
A、当货车质量增大时,电表(电流表)示数随之增大,则说明电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当质量增大,滑片向下移动,变阻器阻值变小,电流表示数变大,故A正确;若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故C正确;电阻R0不可以去掉,因为若去掉R0,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
【子题1.3】D 【解析】由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压;
比较各元件的允许工作电流可知,电路中允许通过的最大电流I大=IL=0.5A;
小灯泡的电阻:RL==4Ω,当滑动变阻器接入电路的阻值最大,即R滑=20Ω,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R滑+RL=20Ω+4Ω=24Ω,
电路中的最小电流:I小==0.25A,
小灯泡两端的最小电压:UL小=I小RL=0.25A×4Ω=1V,
所以电流表的示数变化范围为0.25A~0.5A,电压表的示数变化范围为1V~2V。
2.D 【解析】由图示电路图可知,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A测干路电流;
由于电压表测量电源电压,所以滑片移动时电压表的示数不变,故C错误;闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路阻值变小,电源电压不变,由I=知通过滑动变阻器的电流变大,电流表A1的示数变大,故B错误;由于并联电路各个支路互不影响,所以通过定值电阻的电流不变,根据并联电路干路电流等于各支路电流的和,干路电流变大,所以电流表A示数变大,故A错误;由于电压表的示数不变,电流表A的示数变大,所以电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小,故D正确。
【子题2.1】C 【解析】由图示电路图可知,灯泡L和滑动变阻器并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R的电流,电流表A2测干路电流,故A错误;电压表始终测量电源电压,电源电压保持不变,故电压表示数不变,故B错误;滑片向右移动过程,滑动变阻器接入电路阻值变大,电源电压不变,通过滑动变阻器的电流变小,电流表A1示数变小,根据并联不相互影响,通过灯泡L的电流不变,小灯泡L亮度不变,电流表A2示数变小,故C正确,D错误。
3.C 【解析】如图所示定值电阻R0光敏电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测光敏电阻两端的电压;
当有烟雾时报警,已知电路中的电流增大至某一数值时报警器开始报警,故有烟雾时,光照减弱,电路中电流增大,当电路电阻减小时,电流增大,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故A错误;
已知光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故烟雾越浓,光照强度越弱,电阻越小,电路中的电流越大,故B错误;
已知光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而减小,故烟雾越浓,光照强度越弱,电阻越小,电路中的电流越大,根据欧姆定律I=,定值电阻R0两端的电压增大,串联电路电源电压等于各部分电压之和,故光敏电阻两端的电压减小,即电压表示数减小,故C正确;
要提高警报灵敏度,需减小电路中的电阻以增大电流,使报警器更快报警,增大R0的阻值会增大电路电阻减小电流,不能提高警报灵敏度,故D错误。
【子题3.1】B 【解析】已知显示仪由电压表改装而成,根据电路图可知,R与R0串联,显示仪(电压表)测R0两端的电压;因热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,所以,被测者体温越高,R的阻值越小,电路的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大;根据U=IR可知,定值电阻R0两端电压越大,故A错误,B正确;与之相反,被测者体温越低,则电路中的电流越小,由P=UI可知,整个电路消耗的功率也越小,故C错误;温度相同时,说明热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路的分压特点可知,R0两端分得的电压变大,即显示仪示数会变大,故D错误。
【子题3.2】D 【解析】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=,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=,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错误;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错误,D正确。
【子题3.3】BD 【解析】根据电路图可知,R与R0串联,显示仪与R并联;
电流表使用时串联在所处电路中测量电路中的电流,电压表使用时并联在所处电路的两端测量电路两端的电压;图甲中显示仪并联在光敏电阻的两端,所以图甲的显示仪相当于电压表,故A错误;由图乙可知,扬尘浓度增大,光照强度减小,显示仪的示数增大,即电压表的示数增大,根据串联电路的分压作用知光敏电阻增大;反之扬尘浓度减小,光照强度增大,光敏电阻减小,所以可以得到:光敏电阻R的阻值随着光照强度的增大而减小,故B正确;由图乙可知,被测扬尘浓度越高,光照强度越小,光敏电阻越大,电路的总电阻越大,由I=知整个电路的电流越小,故C错误;当测相同环境时,光照强度相同,说明光敏电阻的阻值不变,若将R0更换为阻值更小的电阻,串联电路中的总电阻变小,电流变大,由U=IR知光敏电阻两端的电压变大,显示仪的示数增大,故D正确。
4.变大 亮度不变 【解析】由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为L1的简单电路,电流表A测通过L1的电流,电压表测量电源电压;开关S1、S2闭合时,两灯泡并联,电流表A测干路电流;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,再闭合开关S2后,通过L1的电流不变,小灯泡L1的亮度不变;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大。
【子题4.1】ACD 【解析】只闭合S1,电路为只有L1的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端的电压,即电源电压,故A正确,B错误;先闭合S1,电路为只有L1的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压;再闭合S2,两灯泡并联,电流表测通过L1的电流,电压表测电源电压,根据并联电路电压特点可知,L1两端电压不变,因此通过L1的电流大小不变,即电流表示数不变,所以L1的亮度不变,电流表和电压表的示数均不变,故CD正确。
【子题4.2】C 【解析】同时闭合S1、S2、S3时,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,所以,不会造成电源短路,不会烧坏电流表,故A错误;同时闭合S2、S3时,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故B错误;只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,由电路图可知,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,所以,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V<15V,电压表安全,因串联电路中各处的电流相等,灯泡正常发光的电流:I=0.2A<0.6A,电流表安全,
滑动变阻器接入电路中的电阻:R滑==17.5Ω<30Ω,电路安全,所以,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光,故C正确;只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端分得的电压变小,即电压表的示数变小,故D错误。
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