中考物理总复习专题训练 动态电路分析.docx
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中考物理总复习专题训练动态电路分析
动态电路分析
类型一 电表示数变化相关的动态电路分析
1.【2020·营口】如图1所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P向右移动时,下列说法中正确的是( )
图1
A.电压表示数变大,电流表A1、A2示数都变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值不变
C.电流表A1与A2示数的差值变大
D.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
2.(多选)如图2所示,电源电压不变,将滑片P置于中点,任意闭合开关,电路都是安全的,下列说法正确的是( )
图2
A.当开关S闭合,S1、S2断开,滑片向b端滑动时,电压表示数变小
B.当开关S、S1闭合,S2断开,滑片向a端滑动时,电流表A1示数变大
C.当开关S、S1、S2都闭合,滑片向b端滑动时,A1示数与A2示数的差值不变
D.当开关S闭合,S1、S2断开,滑片向b端滑动时,电压表示数变化量与A1示数变化量的比值不变
3.(多选)如图3所示的电路图,电源电压恒定,甲、乙是两个电表,滑片P在中间位置。
若三个开关全部闭合,三个电阻中都有电流通过,下列说法正确的是( )
图3
A.甲是电流表,乙是电压表
B.若三个开关全部闭合,滑片P向右移动,甲表示数变小
C.若三个开关全部闭合,滑片P向左移动,甲表示数和乙表示数的比值不变
D.若只闭合S,将滑片P向左移动,R1两端电压的变化量和通过它的电流变化量的乘积小于R1的功率变化量
4.(多选)如图4所示的电路,下列说法正确的是( )
图4
A.若a为电流表,b为电压表,闭合开关S1、S2并将滑片向左移,电流表a、A和电压表b的示数均变小
B.若a、b均为电压表,闭合开关S1、S2,滑片向左移,电压表b示数的变化量大于电压表a示数的变化量
C.若a、b均为电流表,闭合开关S1、S3,R1和R2并联,滑片向右移,电路的总功率变大
D.若a、b均为电压表,开关S1、S2、S3均闭合,滑片向左移,电压表a示数的变化量和电流表A示数的变化量之比不变,电压表b示数的变化量和电流表A示数的变化量之比变大
5.(多选)如图5所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,滑片P置于中点。
当开关全部闭合时,R1、R2和R中都有电流通过。
下列说法正确的是( )
图5
A.a是电流表
B.只闭合S,滑片P向右移动,电流表A和电压表V的示数都变小
C.S、S1、S2都闭合时,滑片P向右移动,a表示数的变化量等于电流表A示数的变化量
D.若将a换成另一种电表,只闭合S、S1,将滑片P向右滑动,则a表示数变化量大于电压表V的示数变化量
6.(多选)如图6所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,灯L的电阻不随温度的变化而变化,只闭合S1,随着滑片P的移动,a、b两电表的示数均有变化。
则下列说法正确的是( )
图6
A.电表a是电流表,电表b是电压表
B.只闭合S1,滑片P向右移,灯L变暗,电压表与电流表示数之比变大
C.将滑片P置于R2的最右端,依次逐个闭合S2、S3、S1,电流表示数逐次变大
D.只闭合S2,将滑片P向右移,电压表与电流表示数的变化量之比变大
7.(多选)如图7所示,电源电压保持不变,甲、乙、丙可能是电压表或电流表,闭合开关S,无论怎样移动滑片,电路中都没有短路的现象。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电阻R1、R2、R3消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列说法正确的是( )
图7
A.甲是电压表,乙是电流表,丙是电压表
B.滑片P向下滑动时,乙电表的示数变小
C.滑片P向下滑动时,丙电表的示数变化量与甲电表的示数变化量之比不变
D.滑片P向下滑动时,P1变大,P2变小,P3变大
8.(多选)如图8所示电路,电源电压保持不变,若不考虑电表的量程大小,则下列说法正确的是( )
图8
A.当闭合开关S1,断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表与电流表示数均变大
B.当闭合开关S1,断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表与电流表示数之比变大
C.当闭合开关S1,断开开关S2,滑动变阻器滑片向右移动时,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变
D.当开关S1、S2均闭合,且滑动变阻器滑片在最左端时,电路的总功率最大
9.(多选)如图9所示电路,电源电压不变,电路元件及导线均完好,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器。
下列分析正确的是( )
图9
A.只闭合S1时,电流表、电压表均有示数
B.只闭合S3时,滑片右移,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C.闭合S1、S2、S3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D.只闭合S1、S3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
10.(多选)如图10所示的电路中,电源电压恒定不变,R1和R2为阻值不同的定值电阻,滑片P置于滑动变阻器R中点位置,下列说法正确的是( )
图10
A.只闭合开关S1,滑片向左滑动,电压表的示数不变,电流表A1示数变小
B.只闭合开关S2和S3,且滑片置于最右端时,两电流表的示数可能相等
C.只闭合开关S2,滑片向右滑动,电压表与电流表A1示数的乘积变大
D.先闭合开关S1、S2,电路消耗的总功率为P1,再闭合S3并移动滑片后,电路消耗的总功率为P2,P1与P2可能相等
类型二 电路安全与极值类问题分析
11.【2020·苏州】在如图11甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图线如图乙所示。
则下列说法正确的是
( )
图11
A.电压表V1对应的是图线②
B.电压满足Uc=Ua+U′a
C.R2的最大阻值小于R1的阻值
D.电路的最大总功率为2UbIb
12.(多选)小灯泡L的额定电压为3V,它的I-U图像如图12甲所示。
把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器R的滑片移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片向左移动直到电压表示数为3V。
已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω 2A”字样。
下列说法中正确的是( )
图12
A.电源电压为4.5V
B.小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为1.25W
C.小灯泡的额定功率为1.5W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
13.(多选)如图13甲所示的电路中,R0为定值电阻,在移动滑动变阻器R滑片的过程中,描绘出了如图乙所示的滑动变阻器消耗电功率与电流关系的图像,以下计算结果正确的是( )
图13
A.滑动变阻器消耗的最大功率为3.6W
B.电源电压为12V
C.滑动变阻器的最大阻值为100Ω
D.R0的阻值为20Ω
14.(多选)如图14所示,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0=30Ω,滑动变阻器的规格为“60Ω 1A”,电流表的量程为“0~0.6A”,灯泡上标有“3V 1.5W”字样。
不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
图14
A.当开关S闭合,S1、S2都断开时,电路消耗的最大功率是3.6W
B.当开关S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器的阻值范围是6~60Ω
C.当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最小值为1.8W
D.当开关S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值是15Ω
15.(多选)如图15所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器(a、b为其两端点),电流表串联在电路中,电压表接在了A、B、C三接线点中的某两点之间。
实验中,当滑片P移至某一端点时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为8V,再将滑片P移至另一位置时,电流表的示数为0.6A,电压表的示数为6V。
两电表示数均不会超过量程,则下列说法正确的是( )
图15
A.电压表接在了B、C两点之间
B.电源电压为12V
C.在将滑动变阻器滑片从b端移到a端的过程中,定值电阻R0的功率变化了12.8W
D.滑动变阻器滑片从b端向a端移动过程中,电路消耗的最大功率为7.2W
16.(多选)【2020·本溪】如图16甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。
闭合开关S、在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。
则下列说法中正确的是( )
图16
A.小灯泡的额定功率为3.6W
B.电源电压为16V
C.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器消耗的电功率为2.75W
D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18~50Ω
17.(多选)如图17甲所示电路中,电源电压为6V且保持不变,R1是定值电阻,滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”的字样,电流表所选量程为0~0.6A,电压表所选量程为0~3V。
图乙是R1和小灯泡L的电流随电压变化的图像。
当闭合开关S1、S2,断开S3时,小灯泡正常发光。
在电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
图17
A.小灯泡的额定功率为3W
B.此电路的三个开关不能同时闭合
C.闭合S1,断开S2、S3时,电压表不会超过量程
D.整个电路消耗的最小功率为0.6W,最大功率为3.6W
【参考答案】
1.B 【解析]由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。
因电源电压保持不变,则滑片移动时,电压表的示数不变,故A错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变,则电压表示数与电流表A2示数的比值不变,故B正确;当滑片P向右移动时,R2接入电路中的电阻变大,由I=
可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,则电压表示数与电流表A1示数的乘积变小,故D错误;因电流表A1与A2示数的差值等于通过R2的电流,所以,电流表A1与A2示数的差值变小,故C错误。
2.ACD
3.ABD
4.BC
5.ABC
6.ABC
7.BC
8.CD [解析]当闭合开关S1,断开开关S2时,滑动变阻器R2与定值电阻R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向右移动时,其接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=
可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R3两端的电压变小,即电压表的示数变小;由R=
可知,电压表与电流表示数之比等于R3的阻值,则其比值不变;设滑片向右移动前后电路中的电流分别为I、I′,则电压表示数变化量ΔU=IR3-I′R3=ΔIR3,即
=R3,所以,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比不变,故A、B错误,C正确。
当开关S1、S2均闭合,且滑动变阻器滑片在最左端时,定值电阻R1与R3并联,此时电路的总电阻最小,由P=UI=
可知,电路的总功率最大,故D正确。
9.ABD [解析]只闭合S1时,电流表与R2串联接入电路中,电流表有示数,电压表测电源电压,则电压表也有示数,A正确。
只闭合S3时,滑动变阻器与R1串联,电压表测滑动变阻器的电压,滑片右移,电压表示数变化量即R1的电压变化量,U1=I1R1①,U1′=I1′R1②,①-②得:
U1-U1′=I1R1-I1′R1=(I1-I1′)R1,即ΔU1=ΔI1R1,故
=R1,即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为R1的阻值,保持不变,B正确。
闭合S1、S2、S3,R1被短路,R与R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路中电流,滑片右移时,电压表示数不变,R连入电路的电阻变大,则欧姆定律可知,R中电流变小,R2中电流不变,则干路中电流变小,电流表示数变小,C错误。
只闭合S1、S3,R1与R串联后再与R2并联,电压表测R两端的电压,电流表测并联电路的总电流,滑片右移,R连入电路的电阻变大,由分压原理,电压表示数变大,由串联电路电阻的规律可知,R1与R的串联电阻R1R变大,根据并联电路电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,干路中电流变小,即电流表示数变小,D正确。
10.ACD [解析]只闭合开关S1时,只有滑动变阻器R接入电路,电压表测量电源电压,故当滑片向左滑动时,滑动变阻器连入电路电阻变大,电源电压不变,则电压表的示数不变,则电流表A1示数变小,故A正确。
只闭合开关S2和S3,滑片置于最右端时,电阻R1和R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过R2的电流,因为R1和R2阻值不同,故两电流表的示数不可能相等,故B错误。
只闭合S2时,R1与R串联接入电路,电压表测量电源电压,电流表A1测电路中电流,当滑片向右滑动时,R接入电路的阻值变小,总电阻变小,则电路中电流变大,因此电压表与电流表A1的乘积变大,故C正确。
只闭合S1、S2时,只有R接入电路,再闭合S3时,R与R2并联,此时移动滑片P,可能使并联的总电阻等于只闭合S1、S2时R的电阻,故两状态下电路消耗的总功率可能相等,故D正确。
11.B [解析]由图甲可知,R1和R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;当滑片在最右端时,R2接入电路中的电阻为0,根据串联分压规律可知,电压表V2示数为0,电压表V1示数最大,等于电源电压;此时电路中总电阻最小,根据欧姆定律可知,电路中总电流最大,对应图乙中的Ic,则可知图线①对应的是电压表V1随电流表示数变化的关系,图线②对应的是电压表V2随电流表示数变化的关系,故A错误。
图乙中Uc表示电源电压,Ua表示电流为Ia时电压表V1的示数,Ua′表示电流为Ia时电压表V2的示数,根据串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和可知,有Uc=Ua+Ua′,故B正确。
由图乙可知,电路中最小电流为Ia,此时R2接入电路中电阻最大,且Ua′>Ua,根据串联电路电压与电阻的关系可知R2>R1,故C错误。
电源电压不变,当滑片在最右端时,电路中总电流最大,由P=UI可知,此时电路总功率最大,为P大=UcIc,因各数据具体大小未知,不确定最大功率为2UbIb故D错误。
12.ACD
13.BCD
14.BCD [解析]当开关S闭合,S1、S2都断开时,灯泡与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,灯泡的电阻RL=
=
=6Ω,灯泡的额定电流IL=
=
=0.5A,因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流I大=IL=0.5A,此时电路消耗的总功率最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则电路消耗的最大功率P大=UI大=6V×0.5A=3W,此时电路中的总电阻R总小=
=
=12Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值R滑小=R总小-RL=12Ω-6Ω=6Ω,则此状态下滑动变阻器的阻值范围是6~60Ω,故A错误,B正确。
当开关S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,电路的总功率最小,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的最大总电阻R总大=
=
=20Ω,电路消耗的总功率最小值P小=
=
=1.8W;当电流表的示数最大为I大′=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的总电阻最小,此时电路中的总电阻R总小′=
=
=10Ω,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,即
=
+
,代入数据解得R滑小′=15Ω,故C、D正确。
15.BC 【解析]由图知,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。
由U=IR可知,当电流增大时,R0两端的电压增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则R两端的电压减小,由题意可知,移动滑片,当电流表的示数从0.4A增加到0.6A时,电压表对应的示数从8V减小到6V,则可知电压表测R两端的电压,即接在了A、B两点之间,故A错误。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,则有U=I1R0+UR=0.4A×R0+8V①,U=I2R0+UR′=0.6A×R0+6V②,因电源电压不变,则联立①②解得:
R0=10Ω,电源电压U=12V,故B正确。
当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.4A,此时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,滑片P位于b端,此时定值电阻消耗的功率最小,为P小=
R0=(0.4A)2×10Ω=1.6W;当滑片位于a端时,电路为R0的简单电路,此时电阻最小,电路消耗的总功率最大,即R0消耗的电功率最大,最大功率为P大=
=
=14.4W;滑动变阻器滑片从b端移到a端的过程中,定值电阻R0的功率变化量ΔP=P大-P小=14.4W-1.6W=12.8W,故C正确,D错误。
16.ACD 【解析]由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。
由图乙可知,通过灯泡的电流为0.6A时,其两端的电压为6V,则小灯泡的额定功率PL=ULIL=6V×0.6A=3.6W,故A正确。
当电路中的电流为I=IL=0.6A时,灯泡两端的电压为6V,由图丙可知,R接入电路中的电阻R=10Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之和,再由欧姆定律可得,电源的电压U=UL+IR=6V+0.6A×10Ω=12V,故B错误。
由图乙可知,当电流表示数为I′=0.25A时,灯泡两端的电压UL′=1V,此时滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL′=12V-1V=11V,滑动变阻器消耗的电功率P滑=U滑I′=11V×0.25A=2.75W,故C正确。
若将电压表量程换为0~3V,当电压表的示数最大时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由图乙可知,通过灯泡的电流,即电路中的电流I″=0.5A,此时滑动变阻器两端的电压U滑′=U-UL″=12V-3V=9V,则滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=
=
=18Ω,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,由图丙可知,R接入电路中的最大阻值为50Ω,所以,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18~50Ω,故D正确。
17.ABD
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