专题10 动态电路备战中考物理 疑难易错题精选解析版.docx
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专题10动态电路备战中考物理疑难易错题精选解析版
专题10动态电路
1.(2020•遵义)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。
闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了△U2,电流表A示数变化了△I.下列说法正确的是( )
A.U1不变,U2变大,I变小B.U1变小,U2不变,I变小
C.|△U2|与|△I|的比值不变D.|△U2|与|△I|的比值变大
解:
AB、当S闭合时,R1与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,电流表测电路中的电流;
滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=
可知电路中电流I变小,根据U=IR可知R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大,故A、B错误;
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,
所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有:
△U1=△U2﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为U1=IR1,U′1=I′R1,
则U1﹣U′1=IR1﹣I′R1,
即△U1=△IR1,
所以
=R1﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知△U2与△I的比值不变,故C正确,D错误。
答案:
C。
2.(2020•贺州)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.V1和V2的示数不变,A的示数变小
B.V1的示数不变,V2的示数变小,A的示数变大
C.V2的示数与A的示数之比不变
D.V1的示数与A的示数之比不变
解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V2测R1两端的电压,电压表V1测电源两端的电压,电流表A测电路中的电流;
闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路的总电阻变小,根据I=
可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;
由于电源电压不变,则滑片移动时,电压表V1的示数不变;
根据U=IR可知,R1两端电压变大,即电压表V2的示数变大;
V2的示数与A的示数之比为R1的阻值,电阻值不变,比值不变;
V1的示数不变,A的示数变大,则其比值变小;
综上所述,C正确,ABD错误。
答案:
C。
3.(2020•营口)如图所示的电路中,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( )
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
解:
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源两端的电压,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,
所以,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,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。
答案:
B。
4.(2020•河池)如图所示为某学生实验小组设计的电路,电源电压和灯泡的电阻始终保持不变。
闭合开关S,在确保电路安全的情况下,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V1与V2的示数之和变小
D.若电压表V1突然短路,则小灯泡变亮
解:
由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电流表测量电路中的电流;电压表V1测量灯泡两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
将滑动变阻器的滑片P向右移动时,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;即电流表示数变小大,故B错误;
由于灯泡的电阻始终保持不变,根据U=IR可知灯泡两端的电压变大,即电压表V1的示数变大;故A正确,
由串联电路的电压特点可知,V1、V2示数之和为电源电压,因电源电压不变,所以V1、V2示数之和不变,故C错误;
由于电压表V1与灯泡并联,若电压表V1突然短路,则灯泡也被短路,所以灯泡不发光;故D错误。
答案:
A。
5.(2020•新疆)如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离相等。
开始时,R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间,开关闭合后,电路的总功率为0.4W.若将R1的滑片向左移动3cm,R2的滑片向右移动3cm,电路的总功率变为0.3W;若将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3cm,电路的总功率变为0.5W.已知滑动变阻器电阻丝的阻值与其长度成正比,则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比为( )
A.3:
1B.4:
1C.5:
1D.6:
1
解:
设滑动变阻器R1、R2的滑片可移动的最大距离均为L,1cm长度电阻丝的阻值分别为r1、r2,
当R1、R2的滑片均位于变阻器的正中间时,接入电路中的电阻分别为
r1、
r2,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,此时电路的总功率:
P1=
,即0.4W=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将R1的滑片向左移动3cm、R2的滑片向右移动3cm时,两变阻器接入电路中的电阻依次为(
+3cm)r1、(
+3cm)r2,
此时电路的总功率:
P2=
,即0.3W=
﹣﹣﹣﹣②
将R1、R2的滑片从正中间均向右移动3cm时,两变阻器接入电路中的电阻依次为(
﹣3cm)r1、(
+3cm)r2,
此时电路的总功率:
P3=
,即0.5W=
﹣﹣﹣﹣③
由①②可得:
r1+
r2=3(3cm×r1+3cm×r2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由②③可得:
2(
r1+
r2)+5(3cm×r2﹣3cm×r1)=3(3cm×r1+3cm×r2)﹣﹣﹣⑤
由④⑤可得:
r1=4r2,
则滑动变阻器R1的最大阻值与R2的最大阻值之比
=
=
=
=
。
答案:
B。
6.(2020•泰安)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法中( )
①电流表A的示数变小
②电压表V的示数变大
③电压表V与电流表A1的比值变小
④滑动变阻器R2消耗的电功率变小
A.只有①④正确B.只有②③正确C.只有①③正确D.只有②④正确
解:
(1)由图可知,该电路为并联电路,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路的电流;电压表测量电源的电压;电压表示数保持不变;故②错误;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;
并联电路各支路互不影响,通过R1的电流不变,电流表A1示数不变;根据并联电路电流特点可知,干路中的电流减小,即A示数减小;故①正确;
(3)电压表V与电流表A1的比值为R1的阻值,保持不变,故③错误;
(4)滑动变阻器两端的电压不变、通过的电流减小,根据P=UI可知滑动变阻器R2消耗的电功率变小,故④正确。
答案:
A。
7.(2020•岳阳)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。
只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。
则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
解:
A、只闭合S1时,电表a、b、R1、R2串联后再与R3并联,
由a表无示数、b表有示数可知,a表为电流表,b表为电压表,
由c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化可知,c表为电流表,故A错误;
B、先闭合S1、S2时,c电流表将R1和R2短路,电路为滑动变阻器R3的简单电路,a电流表与b电压表串联,a表示数为零,
再闭合S3,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,a电流表有示数,故B错误;
CD、S1、S2、S3都闭合时,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,电压表b测电源两端的电压,
由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表b示数无变化,
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与R2的电流不变,即电流表a的示数不变,故C正确;
由I=
的变形式R=
可知,b表示数除以a表示数等于R1与R2的总电阻,故D错误。
答案:
C。
8.(2020•贵港)如图所示,保持电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是( )
A.在甲图中,电压表V示数不变,电流表A1、A2示数均变大
B.在甲图中,电流表A1示数变小,电压表V、电流表A2示数均不变
C.在乙图中,电压表V1示数不变,电流表A、电压表V2示数均变小
D.在乙图中,电压表V2示数变大,电流表A示数变小,电压表V1示数不变
解:
AB、甲图中,变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表测电源电压,A1测变阻器R1的电流,A2测并联电路的总电流;因电源电压不变,则滑片移动时电压表V示数不变;
将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律可知通过变阻器的电流变小,即A1示数变小;因并联电路各支路互不影响,则通过定值电阻R2的电流不变,根据并联电路电流的规律可知总电流变小,即A2示数变小,故A、B错误;
CD、乙图中,变阻器R1与定值电阻R2串联,V1测电源电压,V2测变阻器R1的电压,A测电路中的电流,;因电源电压不变,则滑片移动时电压表V1示数不变;
将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表A示数变小;电路中的电流变小,根据U=IR可知,定值电阻R2的电压变小,由串联电路电压的规律可知,变阻器R1的电压变大,即V2示数变大,故C错误,D正确。
答案:
D。
9.(2020•鄂尔多斯)在图甲电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。
在滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。
则下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.R0消耗的最小功率为0.4W
C.定值电阻R0为8Ω
D.滑片P在中点时,电流为0.4A
解:
由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知:
Imax=0.6A,
由I=
可得,电源电压:
U=ImaxR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当滑片位于最右端时,电路电流最小,电压表示数最大,根据图乙可知:
Imin=0.2A,UR=4V,
根据串联电路电压规律和I=
可得,电源电压:
U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,R0=10Ω,U=6V,故AC错误;
(2)R0消耗的最小功率:
P0min=(Imin)2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故B正确;
(3)由I=
可得,滑动变阻器的最大阻值:
R=
=
=20Ω,
滑片P在中点时,电路电流:
I=
=
=0.3A,故D错误。
答案:
B。
10.(2020•毕节市)如图所示电路中,电源电压为18V且恒定不变,灯泡L标有“6V3W”的字样,灯丝的电阻保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“100Ω1A”,电流表所用量程为0~0.6A,电压表所用量程为0~15V.该电路工作时,要求各元件均安全。
闭合开关,在滑动变阻器滑片P滑动过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是3V~6V
B.电流表的示数变化范围是0.25A~0.6A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是18Ω~100Ω
D.该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍
解:
由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压UL=6V,功率PL=3W,
由P=UI可得,正常发光时的电流:
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,此时电压表的示数最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的功率最大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数:
UR=U﹣UL=18V﹣6V=12V,
则电压表的示数变化范围是12V~15V,故A错误;
由I=
可得,滑动变阻器接入电路中的最小电阻:
R小=
=
=24Ω,
电路消耗的最大功率:
P大=UI大=18V×0.5A=9W;
(2)灯泡的电阻:
RL=
=
=12Ω,
当电压表的示数UR′=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,
此时灯泡两端的电压:
UL′=U﹣UR′=18V﹣15V=3V,
电路中的最小电流:
I小=
=
=0.25A,
所以,电流表的示数变化范围是0.25A~0.5A,故B错误;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R大=
=
=60Ω,
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω~60Ω,故C错误;
电路消耗的最小功率:
P小=UI小=18V×0.25A=4.5W,
由P大:
P小=9W:
4.5W=2:
1,该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍,故D正确。
答案:
D。
11.(2020•重庆)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V”字样的灯泡。
定值电阻R0的阻值为60Ω,两个电流表的量程均为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。
当S闭合,S1,S2断开,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5V.下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.变阻器R的最大阻值为10Ω
C.移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D.当S,S1,S2都闭合,为保证电路安全,变阻器R消耗的最大功率为4.05W
解:
A、当S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为4V,电压表示数为5V(即变阻器的电压为5V),
由串联电路的电压规律可得,电源电压为:
U=UL+UR=4V+5V=9V,故A错误;
B、当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到变阻器R的中点时,灯泡正常发光,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,则由欧姆定律可知,产生滑动变阻器接入电路的电阻为R=
=
=10Ω,
则滑动变阻器的最大阻值为R滑大=2R=2×10Ω=20Ω;故B错误;
C、移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,根据乙图可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.4A,
根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为:
UR′=U﹣UL′=9V﹣2.5V=6.5V,
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为:
R滑=
=
=16.25Ω,故C错误;
D、当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测通过定值电阻R0的电流;两个电流表的量程均为0~0.6A,所以干路中的最大电流为I总大=0.6A;
通过定值电阻R0的电流为:
I0=
=
=0.15A;
根据并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电流为:
IR大=I总大﹣I0=0.6A﹣0.15A=0.45A,
则滑动变阻器R消耗的最大功率为:
PR大=UIR大=9V×0.45A=4.05W,故D正确。
答案:
D。
12.(2020•大连)如图所示,电源电压为U0,且保持不变。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片位于中点时,电压表V2的示数为
.现将滑片从中点移动到b端,则( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表V1的示数变小
C.电压表V1和V2的示数之和变小
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
解:
AB、三个电阻串联,电压表V1测R与R2的电压,V2测R2的电压,电流表测电路的电流,当滑动变阻器的滑片位于中点时,电压表V2的示数为
,
现将滑片从中点移动到b端,变阻器连入电路的电阻变大,由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,电流表示数变小,A正确;
根据U=IR可知,R1两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知,V1的示数变大,故B错误;
CD、电源电压为U0,当滑片在中点时,电压表V2的示数为
,根据串联电路电压的规律,R1与变阻器的电压为:
U0﹣
=
,
由分压原理,R2=R1+
,
根据串联电路电压的规律,电压表V1示数变化量等于R1两端电压的变化量,
电压表V2示数变化量等于R2两端电压变化量,因R2>R1,电压表V1示数增大量小于电压表V2示数减小量,电压表V1和V2的示数之和变小,故CD正确。
答案:
ACD。
13.(2020•通辽)如图所示的电路中,电源电压不变当滑动变阻器的滑片从A滑向B的过程中,不考虑灯丝电阻随温度的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数不变小灯泡亮度不变
B.电压表V2示数变化量与V1示数变化量相同
C.电压表v2与电流表A示数之比不变
D.滑片P移动到B端时电路总功率最大
解:
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表A测电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片从A滑向B的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=
可知,电路中的电流变小,
不考虑灯丝电阻随温度的变化,由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故A错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V2示数变化量与V1示数变化量相同,故B正确;
由R=
可知,电压表V2与电流表A示数之比等于灯泡的电阻,则其比值不变,故C正确;
滑片P移动到B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由P=UI可知,电路总功率最小,故D错误。
答案:
BC。
14.(2020•达州)如图所示是“伏安法测电阻”的实验电路图,R为待测电阻,阻值约为5Ω.实验器材有:
滑动变阻器(规格为10Ω2A)、电压表(量程分别为0~3V、0~15V)、电流表(量程分别为0~0.6A、0~3A)、电源(3节新干电池串联)。
为使测量时能较准确地读数(指针最好偏过中间刻度线),则电压表应选 0~3V 的量程,电流表应选 0~0.6A 的量程;为了保证两电表安全,应控制滑动变阻器的阻值大约在 2.5Ω~10Ω 的范围内移动。
解:
(1)由图知,待测电阻R与变阻器串联,电压表测R的电压,电流表测电路中的电流;
电源是3节新干电池串联,则电源电压为4.5V,若电压表用0~15V量程,则无论怎样调节变阻器,电压表指针的偏转角度都太小,不会偏过中间刻度线,所以电压表应选0~3V的量程;
当电压表的示数最大为3V时,由欧姆定律可得,电路的最大电流约为:
I=
=
=0.6A,故电流表应选0~0.6A的量程;
(2)电流表应选0~0.6A的量程,电路的最大电流为0.6A,
由欧姆定律和串联电路的规律,变阻器连入电路的最小电阻为:
R滑小=R总小﹣R=
﹣R=
﹣5Ω=2.5Ω;
因滑动变阻器的最大阻值为10Ω,所以为了保证两电表安全,应控制滑动变阻器的阻值大约在2.5Ω~10Ω的范围内移动。
答案:
0~3V;0~0.6A;2.5Ω~10Ω。
15.(2020•河池)如图所示的电路中,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω1A”的字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A.当闭合开关S,P位于R2的某一位置时,电压表示数为3V,电流表示数为0.4A,则流过滑动变阻器R2的电流为 0.1 A;为确保电路的安全,R2的取值范围是 10~50 Ω。
解:
由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流。
(1)由电压表的示数可知,电源的电压U=3V,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,流过R1的电流:
I1=
=
=0.3A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,流过滑动变阻器R2的电流:
I2=I﹣I1=0.4A﹣0.3A=0.1A;
(2)因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,干路电流为0.6A时,滑动变阻器通过的电流最大,其接入电路中的电阻最小,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,此时流过滑动变阻器的电流:
I2′=I大﹣I1=0.6A﹣0.3A=0.3A,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小=
=
=10Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,干路电流最小,电路安全,
所以,R2的取值范围是10Ω~50Ω。
答案:
0.1;10~50。
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