学年度九年级物理考题精练专题二十二开关对动态电路的影响.docx

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学年度九年级物理考题精练专题二十二开关对动态电路的影响

2019-2020学年度九年级物理考题精练

——专题二十二：

开关对动态电路的影响

【解题指导】

初中电学中，开关型动态电路电路的分析是极其重要的考点。

在做此类题目时，要学会简化电路。

1.当开关断开时，开关所在支路中无电流通过，可将该支路去掉；

2.开关闭合时，相当于导线，同时与开关并联的支路被短路而无电流通过，该支路也可去掉。

因此，在考虑动态电路问题时，把不起作用的元件去掉，可使电路简化，再画出简化后的电路图，往往能够起到一目了然、事半功倍的效果。

【真题演练】

类型一：

常规控制型

1.（2019邵阳，20）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1＝3R2，当S和S1闭合、S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U1和I1；当S1断开、S和S2闭合时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，则U1：

U2、I1：

I2分别是（　　）

A．1：

1、4：

3B．1：

2、1：

3C．1：

1、1：

4D．1：

4、1：

1

2.（2019长春，9）如图所示，电源两端的电压恒定．闭合开关S1，小灯泡发光，再闭合开关S2，则（　　）

A.小灯泡变亮B.电流表示数变小

C.电压表示数不变D.电路的总电阻变大

3.（2019绵阳，27）某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。

小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。

已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。

4．（2019青海，11）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光，则断开开关S2时（　　）

A．电流表示数变大，灯L变亮

B．电压表示数变大，灯L的实际功率变小

C．电流表示数变小，灯L仍然正常发光

D．电压表示数不变，电路的总功率变大

5.（2019攀枝花，12）如图所示，电源电压不变，当开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表示数为I1，电压表示数为U1；当开关S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为I2，电压表示数为U2．已知R1：

R2=2：

1，则（　　）

6.（2019黔西南，21）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。

（1）求电源电压；

（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；

（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。

7.（2019广安，27）小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。

已知R1＝20Ω、R2＝30Ω，请计算：

（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；

（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；

（3）该电路的最大功率和最小功率之比。

类型二：

开关并联型

1.（2019绵阳，7）如图所示，灯泡L1和L2（灯泡中只要有电流就能发光）相同，电源电压小于灯泡的额定电压，且保持不变，开关S由闭合到断开，电路中

A.L1变亮，电压表示数变小

B.L1变暗，电流表示数变大

C.L2亮起来，电压表示数变大

D.L2亮起来，电流表示数变小

2.（2019南京，18）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，灯泡L标有“6V3W”字样。

（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为　　A，电路消耗的总功率为　　W；

（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则R1的阻值为　　Ω，通电1minR1产生的热量为　　J。

3.（2019青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。

当电加热器正常工作时，下列说法正确的是

A.只闭合开关S，加热器的功率为990W

B.开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大

C.加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量

D.电阻R1与R2的阻值之比为1∶8

4.（2019襄阳，26）如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω，若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关_____，此时电流表的示数为I1:

要使R1,R2串联,应断开开关S1、S2此时电流表的示数为I2,则I1：

I2=_____。

5．（2019大连，27）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：

（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？

（2）电阻R1的阻值是多少？

（3）高温档的电功率是多少？

6.（2019襄阳，26）如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6V、2W”字样,当S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5A；当只闭合S1时,电压表的示数为3V,此时R1消耗的功率为0.4W。

求:

（1）小灯泡正常工作时的电阻值；

（2）R1的阻值。

类型三：

单刀双掷或多掷开关型

1.（2019安顺，12）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝　　Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是　　s。

2.（2019达州，19）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3均为定值电阻，R1：

R2＝2：

3，S为单刀双掷开关。

当S接到1时，电流表的示数为0.4A，R1消耗的功率为P1，此时R3消耗的功率为1.6W；当S接到2时，R2消耗的功率为P2，已知P1：

P2＝32：

27．则电源电压为　　V，R1为　　Ω，R3为　　Ω．

3.（2019福建，16）如图电路，电源电压恒定，R1＝12ΩR2＝6ΩR3是定值电阻。

闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A，接b时电流表的示数可能为（　　）

A．0.3AB．0.6AC．0.9AD．1.2A

4.（2019江西，16）如图所示，电源电压保持不变，S掷到1时，小灯泡恰好正常发光。

当S由1掷到2时，下列说法正确的是

A.电流表示数变小，小灯泡正常发光

B.电压表示数不变，小灯泡发光暗淡

C.电流表示数变小，电压表示数变小

D.电压表示数不变，电流表示数变大

5.（2019重庆A卷，8）具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。

图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。

下列说法正确的是

A.开关旋至“1”档，开启化霜功能

B.开启防雾功能，电路总电阻为5Ω

C.化霜与防雾电路的总功率之差为15W

D.从防雾到除露，电路总电流变化1A

6.（2019威海，27）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。

它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。

正常工作时，低温档功率为高温档功率的

，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）

（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？

（2）R3的阻值是多少欧姆？

电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？

（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。

请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？

[电能表的铭牌上标有3000r/（kW•h）]

7.（2019赤峰，23）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。

于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。

已知R1＝10Ὡ，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。

（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。

①此时R1与R2　　联；

②求：

电路中总电流和R2阻值

（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：

10s时间内电流通过整个电路做的功。

2019-2020学年度九年级物理考题精练

——专题二十二：

开关对动态电路的影响参考答案

【解题指导】

初中电学中，开关型动态电路电路的分析是极其重要的考点。

在做此类题目时，要学会简化电路。

1.当开关断开时，开关所在支路中无电流通过，可将该支路去掉；

2.开关闭合时，相当于导线，同时与开关并联的支路被短路而无电流通过，该支路也可去掉。

因此，在考虑动态电路问题时，把不起作用的元件去掉，可使电路简化，再画出简化后的电路图，往往能够起到一目了然、事半功倍的效果。

【真题演练】

类型一：

常规控制型

1.（2019邵阳，20）如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1＝3R2，当S和S1闭合、S2断开时，电压表和电流表的示数分别为U1和I1；当S1断开、S和S2闭合时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2，则U1：

U2、I1：

I2分别是（　　）

A．1：

1、4：

3B．1：

2、1：

3C．1：

1、1：

4D．1：

4、1：

1

【答案】A。

2.（2019长春，9）如图所示，电源两端的电压恒定．闭合开关S1，小灯泡发光，再闭合开关S2，则（　　）

A.小灯泡变亮B.电流表示数变小

C.电压表示数不变D.电路的总电阻变大

【答案】C

3.（2019绵阳，27）某一天晚上睡觉前，小文同学用有预约功能的电饭煲为家人第二天早餐煲粥。

小文将大米等食材放入电饭煲内，接通220V家庭电路，经过了待机、加热、保温三个过程，早餐前断开电源，电饭煲消耗的电功率随时间变化的图像如图甲所示，电饭煲加热过程消耗的电能是______kW·h。

已知小文家电饭煲加热和保温部分基本电路原理如图乙所示，S是接通家庭电路的开关，S1是自动开关，R1和R2为电阻不变的电热丝，则R2=_____Ω。

【答案】

（1）.0.88

（2）.220

4．（2019青海，11）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光，则断开开关S2时（　　）

A．电流表示数变大，灯L变亮

B．电压表示数变大，灯L的实际功率变小

C．电流表示数变小，灯L仍然正常发光

D．电压表示数不变，电路的总功率变大

【答案】C。

5.（2019攀枝花，12）如图所示，电源电压不变，当开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表示数为I1，电压表示数为U1；当开关S2闭合，S1、S3断开时，电流表示数为I2，电压表示数为U2．已知R1：

R2=2：

1，则（　　）

【答案】D

6.（2019黔西南，21）如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。

（1）求电源电压；

（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；

（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。

解：

（1）当闭合开关S1、S，断开S2时，电路为R1的简单电路，电流表测通过的电流，

由I＝

可得，电源电压：

U＝I1R1＝0.4A×30Ω＝12V；

（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电路为R2的简单电路，电流表测通过的电流，

则电流表的示数：

I2＝

＝

＝1.2A；

（3）当闭合开关S1、S2、S时，R1与R2并联，

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，

所以，通过R1、R2的电流不变，

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：

I＝I1+I2＝0.4A+1.2A＝1.6A，

通电100s整个电路消耗的电能：

W＝UIt＝12V×1.6A×100s＝1920J。

答：

（1）电源电压为12V；

（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，电流表的示数为1.2A；

（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，整个电路消耗的电能为1920J。

7.（2019广安，27）小蕊同学在学习了电学知识后，观察到生活中的许多电热器都有多个挡位，于是他利用电压恒为10V的电源和两个阻值不同的定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热器的多挡位问题。

已知R1＝20Ω、R2＝30Ω，请计算：

（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流；

（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；

（3）该电路的最大功率和最小功率之比。

解：

（1）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，则总电阻：

R串＝R1+R2＝20Ω+30Ω＝50Ω；

所以，电路中的电流：

I＝

＝

＝0.2A；

（2）S3断开，S1、S2闭合时，电阻R1短路，只有R2连入电路，

则通电5min电路消耗的电能：

W2＝

t＝

×5×60s＝1000J；

（3）当S2闭合，S1、S3断开时，两电阻串联，此时电路的总电阻最大，根据P＝

可知此时总功率最小，

所以，P最小＝

＝

＝2W，

当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联，此时电路中的总电阻最小，根据P＝

可知此时总功率最大，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以此时的总电阻：

R并＝

＝

＝12Ω，

P最大＝

＝

＝

W，

则：

＝

＝

。

答：

（1）S2闭合，S1、S3断开时，电路中的电流为0.2A；

（2）S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能为1000J；

（3）该电路的最大功率和最小功率之比为25：

6。

类型二：

开关并联型

1.（2019绵阳，7）如图所示，灯泡L1和L2（灯泡中只要有电流就能发光）相同，电源电压小于灯泡的额定电压，且保持不变，开关S由闭合到断开，电路中

A.L1变亮，电压表示数变小

B.L1变暗，电流表示数变大

C.L2亮起来，电压表示数变大

D.L2亮起来，电流表示数变小

【答案】D

2.（2019南京，18）如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20Ω，灯泡L标有“6V3W”字样。

（1）当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为　　A，电路消耗的总功率为　　W；

（2）当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2V，则R1的阻值为　　Ω，通电1minR1产生的热量为　　J。

【答案】

（1）0.8；4.8；

（2）10；24。

3.（2019青岛，12）如图甲是一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻；图乙是它的部分参数。

当电加热器正常工作时，下列说法正确的是

A.只闭合开关S，加热器的功率为990W

B.开关S闭合，S1由断开到闭合，电路中电流变大，R2的功率变大

C.加热器在保温状态下工作5min，产生3.3×104J的热量

D.电阻R1与R2的阻值之比为1∶8

【答案】BC

4.（2019襄阳，26）如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=R2=R3=10Ω，若只使R2、R3并联接入电路,则应闭合开关_____，此时电流表的示数为I1:

要使R1,R2串联,应断开开关S1、S2此时电流表的示数为I2,则I1：

I2=_____。

【答案】

（1）.S1、S2

（2）.4：

1

5．（2019大连，27）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：

（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？

（2）电阻R1的阻值是多少？

（3）高温档的电功率是多少？

解：

（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，由P=UI可得，电路中的电流：

；

（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，由I=UR可得，电路的总电阻：

，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻R1的阻值：

R1=R-R2=110Ω-61.6Ω=48.4Ω；

（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，则高温档的电功率：

P高=

。

答：

（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；

（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；

（3）高温档的电功率是1000W。

6.（2019襄阳，26）如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L上标有“6V、2W”字样,当S1和S2同时闭合时,电流表的示数为0.5A；当只闭合S1时,电压表的示数为3V,此时R1消耗的功率为0.4W。

求:

（1）小灯泡正常工作时的电阻值；

（2）R1的阻值。

解：

（1）由

得，小灯泡正常工作时的电阻值：

；

（2）当S1和S2同时闭合时，灯泡被短路，电路中只有R1工作，电路中的电流

--------①，当只闭合S1时，R1和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，此时电路中的电流：

，此时R1消耗的功率：

------②，联立①②两式解得R1=3.6Ω或R1=10Ω。

当R1=3.6Ω时，电源电压

，不合题意，所以R1=3.6Ω应舍去，即R1的阻值为10Ω。

类型三：

单刀双掷或多掷开关型

1.（2019安顺，12）图为电热水器的简化电路，它有加热和保温功能，R1和R2是两根电热丝，S为温控开关，1、2为开关的两个触点，当水温低于某个下限温度或高于某个上限温度时，S在两个触点间自动切换，使水温维持在设定的范围，已知热水器的加热功率为400W，保温功率为100W（忽略温度对电阻的影响），则电路中R2＝　　Ω．在使用过程中，若热水器连续工作10min消耗电能1.2×105J，此过程中热水器的保温工作时间是　　s。

【答案】363；400。

2.（2019达州，19）如图所示，电源电压保持不变，R1、R2、R3均为定值电阻，R1：

R2＝2：

3，S为单刀双掷开关。

当S接到1时，电流表的示数为0.4A，R1消耗的功率为P1，此时R3消耗的功率为1.6W；当S接到2时，R2消耗的功率为P2，已知P1：

P2＝32：

27．则电源电压为　　V，R1为　　Ω，R3为　　Ω．

【答案】12；20；10。

3.（2019福建，16）如图电路，电源电压恒定，R1＝12ΩR2＝6ΩR3是定值电阻。

闭合开关S1，单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6A，接b时电流表的示数可能为（　　）

A．0.3AB．0.6AC．0.9AD．1.2A

【答案】C。

4.（2019江西，16）如图所示，电源电压保持不变，S掷到1时，小灯泡恰好正常发光。

当S由1掷到2时，下列说法正确的是

A.电流表示数变小，小灯泡正常发光

B.电压表示数不变，小灯泡发光暗淡

C.电流表示数变小，电压表示数变小

D.电压表示数不变，电流表示数变大

【答案】A

5.（2019重庆A卷，8）具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全，车主可通过旋钮开关实现功能切换。

图是模拟加热原理图，其中测试电源的电压为10V，四段电热丝电阻均为10Ω，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。

下列说法正确的是

A.开关旋至“1”档，开启化霜功能

B.开启防雾功能，电路总电阻为5Ω

C.化霜与防雾电路的总功率之差为15W

D.从防雾到除露，电路总电流变化1A

【答案】C

6.（2019威海，27）火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。

它有高、中、低三个加热档位，旋钮开关可以分别置于“0和1“、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。

正常工作时，低温档功率为高温档功率的

，R1为242Ω，R2为60.5Ω．（忽略温度对电阻的影响）

（1）请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温档？

（2）R3的阻值是多少欧姆？

电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？

（3）小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温档加热汤液2分钟，电能表的表盘转了81转。

请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？

[电能表的铭牌上标有3000r/（kW•h）]

解：

（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，R2、R3串联，电路电阻最大，根据P＝

可知，电功率最小，火锅处于低温档；

当旋钮开关置于“2和3”接线柱时，R3被短路，电路为R2的简单电路，电路电阻较大，根据P＝

可知，电功率较大，火锅处于中温档；

当旋钮开关置于“3和4”接线柱时，R1、R2并联，电路电阻最小，根据P＝

可知，电功率最大，火锅处于高温档。

（2）高温档时的电功率：

P高＝P1+P2＝

+

＝

+

＝1000W，

由题意知，低温档功率为高温档功率的

，即：

P低＝

P高＝

×1000W＝200W，

由P＝

可得，低温档时电路总电阻：

R＝

＝

＝242Ω，

因串联电路总电阻等于各分电阻之和，

所以，R3的阻值：

R3＝R﹣R2＝242Ω﹣60.5Ω＝181.5Ω。

电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量：

Q＝W＝P低t＝200W×60s＝1.2×104J。

（3）电能表的表盘转了81转，电火锅消耗的电能：

W′＝

＝0.027kW•h＝9.72×104J，

则电火锅的功率：

P′＝

＝

＝810W，

因为电火锅的实际功率P′＜P高，所以，此时电火锅不正常工作。

答：

（1）当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于低温档；

（2）R3的阻值是181.5欧姆；电火锅处于低温档正常工作时，在1分钟内产生的热量是1.2×104J焦耳；

（3）此时电火锅不正常工作。

7.（2019赤峰，23）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。

于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。

已知R1＝10Ὡ，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。

（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。

①此时R1与R2　　联；

②求：

电路中总电流和R2阻值

（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：

10s时间内电流通过整个电路做的功。

解：

（1）由图知，开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联，

根据P＝UI可得总电流：

I＝

＝

＝1.8A，

通过R1的电流：

I1＝

＝

＝1.2A，

因并联电路干路电流等于各支路电流之和，

所以通过R2的电流：

I2＝I﹣I1＝1.8A﹣1.2A＝0.6A；

由I＝

可得，R2的阻值：

R2＝

＝

＝20Ω；

（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联，

则总电阻：

R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，

所以，10