高考物理二轮专题复习专题09 动态电路分析解析版Word文档下载推荐.docx
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电路采用了一些不同类型的传感器,其阻值会随着气体浓度、压力、温度、光强等的变化而变化,从而导致电路中电流、电压发生变化。
不同的传感器阻值随变气体浓度、压力、温度、光强等的变化不同,所以做好这类题的关键理解好电阻的变化情况,然后按滑动变阻器滑片位置的变化引起的变化的电路分析即可。
6、处理技巧:
(1)判断电压表与电流表示数的比值变化情况时,可将它们的比值转化为电阻后再判断。
(2)判断电压表与电压表示数的比值变化情况时,可将它们的比值转化为电阻之比再判断。
(3)判断电压表的差值关键看电压表的测量对象。
一、中考题型分析
中考中,动态电路分析是必考的内容,主要考查滑动变阻器滑片移动引起的动态电路和开关通断引起的动态电路,结合串并联电路电流、电压的特点、欧姆定律以及电压表和电流表的测量对象一并考查,综合性很强。
常常以选择、填空形式出现,分值一般在2分—3分左右。
二、典例精析
★考点一:
滑动变阻器滑片移动引起的动态电路
◆典例一:
(2019•安徽)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。
闭合开关,向左移动滑片P,则()
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大B.电压表的示数变大,电流表的示数变小
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大D.电压表的示数变小,电流表的示数变大
【答案】A
【解析】由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻R串联,闭合开关后,滑片向左滑动时,接入的阻值变小,则电路中总电阻变小,由
可知,在电源电压不变时,电路中的电流变大,电流表示数变大;
R为定值电阻,由
可知其两端电压变大,电压表示数变大,A正确,B、C、D错误。
故选A。
◆典例二:
(2019•襄阳)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A1的示数变大
B.电压表的示数变大
C.电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变大
【答案】C
【解析】由电路图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测量并联支路R1两端电压,也是电源电压,电源电压保持不变,所以电压表示数不变,B错误;
根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,当滑动变阻器滑片移动时,通过R1的电流不变,A错误;
当滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中,R2阻值增大,由
可知,电流减小,电流表A1测量通过电阻R2的电流,即电流表A1示数减小;
因为电流表A2测量干路上的电流,根据并联电路的电流特点可知,电流表A2示数变小,则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大,C正确;
电压表的示数与电流表A2的示数的乘积变小,D错误。
故选C。
【考点】动态电路。
★考点二:
开关通断引起的动态电路
(2019·
江西)如图所示,电源电压保持不变,S1掷到1时,小灯泡恰好正常发光。
当S1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。
【解析】由电路图可知,S掷到1时,R1与小灯泡L并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流,小灯泡恰好正常发光,则小灯泡的额定电压等于电源电压。
当S由1掷到2时,电路中只有小灯泡,电压表测电源电压,电流表测通过小灯泡的电流,小灯泡两端的电压等于额定电压,小灯泡正常发光,电流表示数变小,电压表示数不变,故A正确,B、C、D错误。
武汉)如图所示,电源电压保持不变.只闭合开关S1,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关S2,则下列说法正确的是()
A.电流表示数变大,电压表示数变小B.电流表示数变小,电压表示数不变
C.电压表示数与电流表示数的比值变小D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】D。
【解析】由电路图知道,当只闭合开关S1时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
若再闭合开关S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻变小,由
知道,此时电路中的电流变大,即电流表示数变大,又因为U=IR,此时R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,A、B错误;
由
知道,电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,即比值不变,故C错误,D正确。
故选D。
★考点三:
传感器电阻变化引起的动态电路
◆典例:
山西)如图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。
电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而增大,滑片P随身高增高而上滑。
下列分析正确的是()
A.身高越高电压表示数越大B.身高越高通过R0的电流越小
C.体重越大电流表示数越大D.体重越大电路消耗的总功率越大
【解析】由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流。
人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变。
因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以通过R0的电流不变,故B错误;
当身高越高时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,A正确;
当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知,R的阻值越大,
可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,C错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以体重越大时电路的总电流越小,由P=UI可知,电路消耗总功率越小,D错误。
1、(2019·
益阳)如图所示,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑片P向右移动时,电流表和电压表的示数变化情况是()
A.电流表示数减小,电压表示数减小B.电流表示数增大,电压表示数增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大D.电流表示数增大,电压表示数减小
【解析】由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由
可知,电路中的电流减小,即电流表的示数减小,B、D错误;
由U=IR可知,R0两端的电压减小,即电压表的示数减小,A正确、C错误。
2、(2019·
滨州)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是()
A.电压表示数变小,电流表示数不变B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变D.电压表示数不变,电流表示数变小
【解析】由电路图可知,R、R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源的电压。
由于电源电压保持不变,所以电压表示数不变,A、C错误;
滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,根据
可知,通过R2的电流变小;
由于并联电路互不影响,所以通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律,干路电流变小,B错误,D正确。
3、(2019·
聊城)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向左滑动时,下列判断正确的是()
A.电压表V1示数变小B.电压表V2示数不变
C.灯泡L的亮度不变D.电压表V1与电流表A示数的比值变小
【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
因电源电压保持不变,所以滑片移动时,电压表V1示数不变,A错误;
当滑动变阻器的片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,由于串联电路的正比分压,所以R两端分得的电压变小,即电压表V2示数变小,B错误;
滑动变阻器的片P向左滑动时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由
可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,电压表V1与电流表A示数比值变小,D正确;
电源电压不变,R两端分得的电压变小,则灯泡L两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,C错误。
4、(2019·
连云港)如图所示,电源电压U恒定,闭合开关S1和S2,在滑动变阻器滑片向上移动过程中()
A.灯泡L的亮度不变
B.R2两端的电压变大
C.电流表A1的示数变大
D.电流表A2的示数变大
【解析】由电路图可知,闭合两只开关,定值电阻R2被短路,滑动变阻器R1与灯泡L并联,电流表A1测量干路电流,A2测量通过灯泡的电流。
由于并联电路各支路用电器互不影响,所以滑片滑动时,通过灯泡的电流不变,即电流表A2的示数不变,灯泡亮度不变,A正确,D错误;
由于R2被短路,所以R2两端的电压为0,B错误;
当滑动变阻器滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电路电阻增大;
C、滑片向上移动过程,灯泡支路不受影响,电流大小不变,而滑动变阻器接入电路电阻增大,由
可知,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路电流规律,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,C错误。
5、(2019·
长沙)如图是小海设计的温度测量仪的电路,R1是定值电阻,R2是阻值随温度升高而减小的热敏电阻。
当R2的温度随环境温度降低时()
A.电流表的示数增大B.电压表V1的示数增大
C.电压表V2的示数增大D.电压表V2的示数减小
【答案】C。
【解析】由电路图可知,定值电阻R1与热敏电阻R2串联,电压表V1测定值电阻两端的电压,电压表V2测热敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
由于R2阻值随温度升高而减小,所以R2的温度随环境温度降低时,R2的阻值变大,根据
,当电源电压不变时,电流变小,A错误;
由于串联电路电阻正比分压,所以当R2的阻值变大时,V2表示数变大,C正确,D错误;
根据串联电路电压特点,电压表V1的示数减小,B错误。
6、(2019·
绵阳)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
【解析】开关S闭合时,L2被短路不发光,电路中只有L1,电压表测电源电压,电流测L1的电流,由于此时L1电压等于电源电压,则此时L1亮度最亮,电流表示数最大;
当断开S时,L1与L2串联,两灯都发光,电压表测L1两端电压,此时电阻有分压作用,所以电压表示数变小,即L1两端电压变小,则L1变暗;
由于L2串联接入电路,电路中总电阻变大,所以电流表示数变小,所以A、B、C错误,D正确。
7、(2019·
成都)如图所示,电源电压不变,开关S闭合后,把滑片P向右移动,则滑动变阻器接入电路的阻值将,电压表示数将。
(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大变小。
【解析】滑片P向右移动,滑动变阻器阻值变大,电路中的总电阻变大,根据
可知,总电流减小,由U=IR可知,R两端电压变小,即电压表示数将变小。
8、(2019·
宁夏)如图所示的电路中,电阻R2的阻值为15Ω。
当开关S1、S2闭合时,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A。
下列说法正确的是()
A.电阻R1的阻值为10Ω
B.S1、S2闭合时,通过电阻R1的电流为0.5A
C.S1、S2闭合时,电流表A1测量的是R1的电流
D.开关S2断开时,电流表A2示数为0.5A
【解析】
(1)当开关S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流,C错误;
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R1的电流I1=I﹣I2
=0.5A﹣0.2A=0.3A,B错误;
并联电路中各支路两端的电压相等,由
可得,电源的电压U=I2R2=0.2A×
15Ω=3V,电阻R1的阻值
,A正确;
开关S2断开时,R1被断路,电路为R2的简单电路,电流表A2测通过R2的电流,由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以电流表A2示数为0.2A,D错误。
9、如图是物理兴趣小组设计的四个测量身高的电路图,身高仪都由电压表改装而成。
能实现身高越高身高仪示数越大且刻度均匀的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】A图中两电阻串联,电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高(滑片上移),与电压表并联部分的电阻越大,由串联分压的规律可知,电压表的示数越大;
因电压表与滑片串联,且电压表可看做断路,所以变阻器始终以最大阻值接入电路,滑片移动时,电路总电阻不变,电源电压不变,所以电路中电流不变,由UV=IR滑下可知,电压表的示数与滑片下方电阻丝的阻值成正比,所以刻度是均匀的,A正确;
B图中两电阻串联,电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越小,但电路总电阻不变,电源电压不变,所以电路电流不变;
由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以身高越高,电压表示数越小并且刻度是均匀的吗,B错误;
C图中两电阻串联,电压表测变阻器两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越大,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路总电阻变大;
电源电压不变,所以电路电流变小,由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,由U=IR可知,身高越高,电压表示数越大,UV=U-IR0=
,UV与R滑不是成正比,所以刻度是不均匀的,C错误;
D图中两电阻串联,电压表测R0两端的电压,身高越高,电压表并联部分电阻越大,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路总电阻变大;
电源电压不变,所以电路电流变小,由于串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以身高越高,由U=IR知,滑动变阻器两端电压越大,R0两端电压即电压表示数越小,且刻度是不均匀的,D错误。
10、(2019·
阜新)(多选)如图所示的电路中电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是()
A.电压表的示数不变
B.电流表A1和电流表A2的示数均减小
C.电流表A1的示数与电流表A2的示数之差减小
D.电压表V的示数与电流表A2的示数比值不变
【答案】ACD。
【解析】由电路图可知,R1和R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过R1电流,由于电压表测电源电压,且电源电压保持不变,所以电压表V的示数不变,A正确;
滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器R2连入阻值变大,由
由于并联电路各支路独立工作、互不影响,滑片移动时,通过R1的电流不变,即A2表示数不变;
根据并联电路电流规律可知,干路电流会变小,即A1的示数变小,B错误;
电流表A1的示数与电流表A2的示数之差等于通过滑动变阻器R2的电流,通过R2的电流变小,所以C正确;
电压表V的示数与电流表A2的示数比值等于定值电阻R1的阻值,大小不变,D正确。
故选ACD。
11、(2019·
泰州)如图,R1>
R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为△U1,电压表V2示数变化量的绝对值为△U2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为△U3,下列说法正确的是()
A.V1示数变小,V2示数变大B.V1示数变大,△U1<
△U2
C.V2示数不变,△U1=△U3D.V2示数变大,△U1<
△U3
【答案】D
【解析】由实物电路可知,电阻R1、R2和滑动变阻器串联,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量R2两端电压。
滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的阻值变小,干路中电流变大,电阻R1、R2两端电压均增大,所以V1、V2的示数都变大,所以A、C选项错误;
移动滑片过程中,电路中电流的变化量为△I,根据欧姆定律可知△U1=
,△U2=
,而R1>
R2,所以△U1>△U2,B选项错误;
电源电压不变,所以滑动变阻器减小的电压与电阻R1、R2增加的电压之和相等,即△U3=△U1+△U2,则△U1<
△U3,D选项正确。
12、(2019·
内江)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2,电流表示数的变化量为△I,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2.则下列判断正确的是( )
A.△P1+△P2=△I2.(R1+R2)B.|△U1|>|△U2|
C.|
|+|
|=R1+R2D.|△U1|<|△U2|
【解析】由电路图可知,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端的电压之和,电压表V2
测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段
距离,设移动前后电路中的电流分别为I1、I2,由
可得,电压表V2示数的变化量△U2
=I1R2﹣I2R2=(I1﹣I2)R2=△IR2,则|△U2|=|△IR2|,因串联电路中总电压等于各分电压
之和,所以电压表V1示数的变化量△U1=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=﹣△IR1,
则|△U1|=|△IR1|,因R1、R2的阻值相同,所以,|△U1|=|△U2|,B、D错误;
由|
|=R1、|
|=R2可知,|
|=R1+R2,故C正确;
定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2,则△P1+△P2=(I12﹣I22)R1+(I12﹣I22)R2=(I1﹣I2)(I1+I2)(R1+R2)=△I(I1+I2)(R1+R2),A错误。
13、(2019·
河北)(多选)如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表。
当只闭合开关S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b的示数有变化。
以下说法正确的()
A.b是电流表
B.只闭合S、S2,移动滑片P,则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1+R2
C.若将b换成另一种电表,只闭合S、S2,将滑片P向右移动,R2消耗的功率定变大
D.若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,则a的示数与b的示数的比值可能等于R2
【答案】AD。
【解析】只闭合开关S、S1时,电表b与滑动变阻器R串联,且滑片P向左移动,b的示数有变化,则b一定是电流表,故A正确;
若a为电流表,测通过R2的电流,由于R2的阻值和两端的电压均不变,滑片P向左移动,a的示数不变;
若a为电压表,测电源电压,其示数也不变,a可能是电流表也可能是电压表;
a为电压表时,只闭合S、S2,此时R1与R串联,电压表a测R两端的电压,电流表测电路中的电流,则有
,即a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于R1;
a为电流表时,只闭合S、S2,R、R2被短路,电路为R1的简单电路,移动滑片P,a、b两表的示数变化量均为0,B错误;
将b换成电压表,a为电压表时,只闭合S、S2,R1、R2与R串联,滑片P向右移动,电阻变小,电路总电阻变小,电流变大,根据P=I2R2可知,R2消耗的功率变大;
若将b换成电压表,a为电流表时,只闭合S、S2,R被短路,R1、R2串联,滑片P向右移动,电阻不变,电路总电阻不变,电流不变,根据P=I2R2可知,R2消耗的功率不变,C错误;
a为电压表、b为电流表时,若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,R被短路,R1、R2串联,电流表测电路中的电路,电压表测R2两端的电压,则a的示数与b的示数的比值为R2;
a、b均为电流表时,若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,R、R2被短路,电路为R1的简单电路,两电流表的示数相等,其比值为1,D正确。
故选AD。
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