【备考2023】浙教版科学中考“临阵磨枪”专题训练（十三）：动态电路的计算【word，含答案】

1.如图甲所示，小灯泡L的额定电压为5V，滑动变阻器R的最大阻值为60，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，电源电压恒定。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，绘制了电流表示数与电压表示数关系图像如图乙所示，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丙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．电源电压为5V
B．小灯泡正常发光时电阻为2.5
C．当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
D．当电压表示数为2V时，小灯泡和变阻器消耗的功率之比为1：4
2.如图所示，电源电压为9V，R1的阻值为20，滑动变阻器R2标有“100，1A”字样，电流表接0~0.6A的量程，在探究过程中至少有一个开关闭合，调整开关S1、S2的状态及R2的大小，在保证电路安全的前提下，下列说法中正确的是（　　）
A．干路电流的最大值为1.6A
B．R2消耗的最大功率为9W
C．电路消耗的最小功率和最大功率之比为3:20
D．若开关S1、S2都闭合，R2的取值范围为9~100
3.图甲所示电路，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中，两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是（　　）
A．小灯泡的灯丝阻值越来越小 B．电路的最大总功率为1.2W
C．小灯泡的额定功率为0.65W D．R的阻值变化范围为50Ω~8Ω
4.如图所示，电源电压恒为6V，R1=10Ω，R2=15Ω，R3的规格为“30Ω 1A”，电压表V1的量程为0~3V，V2的量程为0~15V，电流表A的量程为0~0.6A，下列说法正确的是（　　）
A．只闭合S1时，向左移动滑片，A示数变大，V2示数变大
B．只闭合S1时，向左移动滑片，V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值不变
C.只闭合S1时，向右移动滑片，R2两端的电压变化量的绝对值与R3两端的电压变化量相等
D．闭合S1、S2时，移动滑片，在保证电路安全的情况下，电路消耗的最大功率为3.6W
5.如图所示电路，电源电压恒定，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，另有一只电压表接在了A、B、C三个接线点中的某两点之间，闭合开关S后，当滑片P移动至某一端点时，电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，再将滑片P移动至另一位置时，电流表示数为0.6A，电压表示数为6V。则下列说法正确的是（　　）
A．电压表接在了A、B两点之间
B．电源电压为14V
C．滑动变阻器的最大阻值是R0阻值的2倍
D．在滑动变阻器滑片从b端移动到a端的过程中，定值电阻R0的功率变化了2W
6.如图甲所示电路，R为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其接入电路的阻值关系图像。下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器R1阻值最大时，电路的电流是0.1A B．电源电压为3V
C．定值电阻R的阻值是20Ω D．整个电路的最小功率是1.2W
7．如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定电流是0.6A
B．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω
C．电压表示数变化范围是0～3V
D．电流表示数范围是0.2～0.5A
8.如图所示，电源电压恒为6V，电流表量程0﹣0.6A，电压表量程0﹣3V，滑动变阻器规格“50Ω 1A”，小灯泡规格“2.5V 0.625W”。若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，电路中各元件均安全工作，小灯泡两端电压不允许超过额定电压。闭合开关，下列说法正确的是（　　）
A．电路的最大电功率是3.6W
B．电流表的示数变化范围是0.1A﹣0.25A
C．滑动变阻器的阻值调节范围是10Ω﹣50Ω
D．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
9．如图所示电路中，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为0.6A，电压表量程为0～3V，定值电阻R1阻值为5Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，下列说法错误的是（　　）
A．滑片P向右移动时，电压表与电流表的示数变化量之比不变
B．滑动变阻器允许接入电路的取值范围为4Ω～10Ω
C．R1消耗的电功率变化范围是0.45W～1.25W
D．R2消耗的电功率变化范围是0.9W～1W
10.如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关S、S1，断开开关S2，在滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中，电压表示数变化范围是4～12V，电流表示数变化范围是0.4～1.2A，则电源电压是 ___________V；闭合开关S、S2，断开开关S1，当滑动变阻器的滑片从a端移动到中点时，小灯泡L恰好正常发光，此过程中电路最大功率和最小功率之比为4:3，则小灯泡L的额定功率是 ___________W。（不计温度对灯丝电阻的影响）
11.小京用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率。
（1） 如图甲所示，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移动至___________端；
（2） 闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为___________A．该小灯泡的额定功率为___________W。
12．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 　 　cm。
（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是 　 　。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
答案及解析
1.D
【解析】滑动变阻器与小灯泡串联，乙、丙图相结合
A．电路中电流为0.5A时，滑动变阻器的阻止为10Ω，电源电压为
故A错误；
B．小灯泡正常发光时电阻为
故B错误；
C．当电压表示数为1V时，电路中的电流为0,2A，滑动变阻器消耗的电功率为
故C错误；
D．当电压表示数为2V时，变阻器两端的电压为8V，小灯泡和变阻器串联，消耗的功率之比为
故D正确。
2.C
【解析】A．由电路图知，电阻R1与滑动变阻器并联在电路中，电流表测干路电流，其量程为0~0.6A。那么干路电流的最大值为0.6A。故A错误；
B．闭合S1，通过电阻R1的电流
则通过R2的最大电流 Imax=I-I1=0.6A-0.45A=0.15A
R2消耗的最大功率 Pmax=UImax=9V×0.15A=1.35W
故B错误；
C．电路消耗的最大功率 P总=UI=9V×0.6A=5.4W
当电路中闭合S2时，且变阻器接入电路的阻值最大时，通过电路路的电流最小为
则最小功率 P总′=UI1=9V×0.09A=0.81W
那么 P总:P总′=5.4W:0.81W=20:3
故C正确；
D．开关S1、S2都闭合，通过变阻器的电流最大时，接入电路的阻值最小为
那么变阻器的阻值范围为60Ω~100Ω。故D错误。
3.D
【解析】A．由图乙可知，随着电压的增大，通过灯泡的电流也增大，I﹣U图像为一条向U轴靠近的图线，根据可知，小灯泡的灯丝阻值越来越大，故A错误；
B．在电路安全情况下，由乙图知，电路中的最大电流
电路的最大功率
故B错误；
C．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。小灯泡的额定电压为2.5V，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流即额定电流为，小灯泡的额定功率
故C错误；
D．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡分得的电压最小，由图乙可知，小灯泡两端的最小电压时，通过的电流，此时根据串联电路电压特点知，滑动变阻器两端的电压
由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值
当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，由图乙可知，小灯泡两端的电压时，通过的电流；滑动变阻器两端的电压
由串联电路的电流特点可知，通过滑动变阻器的电流
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R的阻值变化范围为50Ω~8Ω，故D正确。
4.B
【解析】A．只闭合S1时，电阻R1、R2、R3串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，电流表测电流，向左移动滑片，R3接入阻值减小，根据串联分压，电压表V2示数减小，则电压表V1示数增大，电流表A示数变大，故A错误；
B．只闭合S1时，向左移动滑片，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R2与R3两端电压，根据串联分压，电压表V2示数变化量的绝对值与电压表V1示数的变化量相等，电压表V2示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值为
R1不变，故B正确；
C．只闭合S1时，向右移动滑片，R3接入阻值增大，电流减小，根据串联分压，R3两端电压增大，R2两端电压减小，R1两端电压减小，且它们两端电压之和为电源电压，则
则
故C错误；
D．闭合S1、S2时， R2被短路，R1、R3串联接入电路，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R3两端电压，电流表测电流，移动滑片，在保证电路安全的情况下，当电压表V1为3V时，电路消耗最大功率，电流为
R3阻值为
电路消耗的最大功率为
故D错误。
5.C
【解析】A．由题意可知，闭合开关S后，当滑片P移动至某一端点时，电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，再将滑片P移动至另一位置时，电流表示数为0.6A，电压表示数为6V，所以滑片P移动的过程中，电路中电流变大，由欧姆定律可知，滑动变阻器的电阻变小，所以滑片开始时处于b端，该过程中，定值电阻两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，由于滑片在滑动过程中，电压表的示数变小，所以电压表测量滑动变阻器两端的电压，即电压表接在了B、C两点之间，故A错误；
B．滑片开始时处于b端，此时滑动变阻器电阻最大，电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，则电源电压 ……①
将滑片P移动至另一位置时，电流表示数为0.6A，电压表示数为6V，则电源电压
……②
联立①②式，可得电源电压
定值电阻阻值
故B错误；
C．滑片开始时处于b端，此时滑动变阻器电阻最大，电流表示数为0.4A，电压表示数为8V，则滑动变阻器的最大阻值
所以
即滑动变阻器的最大阻值是R0阻值的2倍，故C正确；
D．滑动变阻器滑片在b端时，定值电阻的功率
滑动变阻器滑片在a端时，此时滑动变阻器电阻为零，定值电阻两端电压等于电源电压，此时定值电阻的功率
所以在滑动变阻器滑片从b端移动到a端的过程中，定值电阻R0功率变化量为
故D错误。
6.D
【解析】由图甲可知，滑动变阻器R1和定值电阻R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
A．由图乙可知，滑动变阻器R1阻值最大为R1＝20Ω时，滑动变阻器的电功率为0.8W，由 可知，此时电路的电流
故A错误；
BC．由图乙可知，当滑动变阻器的阻值为 时，它的电功率为0.9W，由可得，此时电路中电流
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，所以，由欧姆定律可得，电源的电压
代入数据
解得
电源的电压
故BC错误；
D．根据电功率公式P＝可知，电源电压一定时，整个电路的电功率与总电阻成反比，
则当滑动变阻器的阻值最大为20Ω时，总电阻最大，总功率最小，整个电路的最小功率
故D正确。
7．B
解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由P＝UI可得，灯泡的额定电流：
IL0.5A，故A错误；
（2）灯泡正常发光时的电压UL＝2.5V，功率PL＝1.25W，
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＝4.5V﹣2.5V＝2V，
又因电压表的量程为0～3V，
所以，电压表示数变化范围是2V～3V，故C错误；
（3）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，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＝0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
由I可得，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R小4Ω，
灯泡的电阻：
RL5Ω，
当电压表的示数UR′＝3V时，电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：
UL′＝U﹣UR′＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中的最小电流：
I小0.3A，
则电流表示数变化范围是0.3A～0.5A，故D错误；
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：
R大10Ω，
则滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω，故B正确。
故选：B。
8.B
【解析】从图中可以看出，灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡电压。灯泡的额定电流
灯泡的电阻
A．为保证各用电器安全，电路电流最大为0.25A，电路的最大电功率是
故A错误；
B．电路电流最大为0.25A；当滑动变阻器接入电阻最大时，电路电流最小，此时电路总电阻为
电路的最小电流
因此电流表的示数变化范围是0.1A﹣0.25A，故B正确；
CD．当灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电阻最小，滑动变阻器接入电阻最小时的电压为
此时电路的电流
滑动变阻器接入最小电阻为
滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”，从图中可以看出，滑动变阻器的滑片向右移动时，接入的电阻越大，电路电流越小，灯泡的电压越小，所以滑动变阻器接入的最大电阻为50Ω，故CD错误。
9．D
解：
A、设滑片移动前后电路中的电流分别为I、I′，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表的示数分别为：U滑＝U﹣U1＝U﹣IR1，U滑′＝U﹣U1′＝U﹣I′R1，
则ΔU滑＝U滑′﹣U滑＝U﹣I′R0﹣（U﹣IR0）＝（I﹣I′）R0＝ΔIR0，即R1，所以，电压表与电流表的示数变化量的比值不变，故A正确；
BC、因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，R2允许通过的最大电流为0.5A，所以电路中的最大电流I大＝0.5A，此时R1两端的电压最大，电压表的示数最小，变阻器接入电路中的电阻最小，
由I可得，R1两端的最大电压：U1大＝I大R1＝0.5A×5Ω＝2.5V，
R1的最大功率：P1max＝U1大I大＝2.5V×0.5A＝1.25W；
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：U2小＝U﹣U1大＝4.5V﹣2.5V＝2V，
滑动变阻器R2接入电路的最小阻值：R2小4Ω；
当电压表的示数最大为U2＝3V时，R1两端的最小电压：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，
电路中的最小电流：I小0.3A，
R1的最小功率：P1min＝U1I小＝1.5V×0.3A＝0.45W；
此时滑动变阻器接入电路中的电阻：R210Ω；
滑动变阻器R2的阻值变化范围为4Ω～10Ω，故B正确；
R1的电功率变化范围是0.45W～1.25W，故C正确；
D、根据欧姆定律和P＝I2R可知，滑动变阻器消耗的电功率为：
P＝I2R2R2；当R1＝R2时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为：P1.0125W，故D错误。
故选：D。
10.12 3.2
【解析】闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在b端时，电路中只接入R1，电压表测电源电压，此时电压表的示数为12V，即电源电压为12V。此时电流表的示数为1.2A，则R1的阻值为
闭合开关S、S1，断开开关S2，滑动变阻器的滑片P在a端时，R1和R2串联，电压表测R1两端的电压，此时电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A，则R2两端的电压为
R2的最大阻值为
闭合开关S、S2，断开开关S1时，小灯泡L和R2串联，滑片从a端移动到中点时，电源电压不变，电路最大功率和最小功率之比为4:3，由公式可得
可求得RL=20Ω。
滑片移动到中点时，电路总电阻为
此时小灯泡L恰好正常发光，电路中的电流为
则小灯泡L的额定功率为
11.B 0.3 0.75
【解析】（1）闭合开关前，为了防止因电路中电流过大而损坏电路元件，应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处，如图甲所示，滑动变阻器接下端左端的接线柱，故滑片P移动至B端。
（2）如乙图可知，电流表所选的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，根据此时指针指示的位置可知读出电流表的读数为0.3A。即灯泡正常发光时流过灯泡的电流I=0.3A，则灯泡的额定功率为 P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
12．解：（1）铜丝电阻忽略不计，相当于导线，当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变，
则该金属圆环中铜丝的长度为：L＝40cm﹣30cm＝10cm；
（2）当x＝0或x＝50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，此时电路为R1的简单电路，
由图乙可知，电路中的电流I大＝0.9A，
由I可得变阻器接入电路中的电阻为：R15Ω，
当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大，
由图乙可知，电路中的电流I小＝0.5A，
此时电路的总电阻为：R总9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，M、N之间的最大值RMN大＝R总﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω；
（3）由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示：
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，，即RMN，
因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变，
所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，R3＝R4时，M、N之间的总电阻最大，则RMN大，即4Ω，解得：R3＝R4＝8Ω，
金属圆环中电阻丝的总电阻R环＝R3+R4＝8Ω+8Ω＝16Ω，
由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度L＝50cm﹣10cm＝40cm，
所以，每1cm电阻丝的阻值是：0.4Ω；
（4）把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移动到最左端后，电路为圆环的简单电路，由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，则电路的总电阻最小，此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为：
R5＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω，
R6＝R环﹣R5＝16Ω﹣10Ω＝6Ω，
此时电路总电阻为：，
则电流表的最大值为：1.2A。
故答案为：（1）10；
（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值为4Ω；
（3）0.4Ω；
（4）电流表的最大值为1.2A。
动态电路的计算