广东省2024年中考物理一轮复习考点探究 学案 第13讲 电学专题（能力微专题2 动态电路分析）（含解析）

第13讲 电学专题（能力微专题2 动态电路分析）
【方法突破】
　　由于滑动变阻器滑片移动或电路中开关状态不同而使电路中的电流发生改变,这样的电路称之为动态电路。
①开关闭变方式:开关的断开和闭合会使得用电器的连接方式发生改变,即在单阻-串联-并联三种方式间发生转换,三种方式的电阻大小关系为R串>R单>R并。
②滑片移变电阻:滑动变阻器滑片的移动不改变电路的连接方式,直接改变接入电路电阻的大小,然后根据串联分压正比(阻大压大)、并联分流反比(阻大流小)进行分析。并联电路中,各支路上的用电器互不影响,变阻器只影响所在支路电流的变化,从而引起干路电流变化。
③分析电路定变量:不管是开关闭合还是滑片移动,其实质都是为了改变电路的总电阻,从而引起电路中电流的变化,无论串、并联电路,部分电阻增大,总电阻随之增大,而电源电压不变,总电流与总电阻成反比。
分析思路图解:
【核心演练】
角度1 多开关引起的动态电路
1.如图所示,电源电压恒定不变,当两个开关都闭合时,电流表、电压表都有示数,再断开S2,则电流表示数将 ,电压表示数将 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
2.如图所示的实物图,电源电压保持不变,先同时闭合开关S和S1,两灯均正常发光。开关S保持闭合,断开开关S1,则甲电流表示数 ,乙电流表示数 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
3.如图,闭合开关S1,两灯都发光,再闭合开关S2,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变小
B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值变大
D.电压表与电流表示数的乘积变大
4.如图所示,电源电压保持不变,图中的三个电阻完全相同。闭合开关S1,当开关S2由1掷到2时,下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数不变,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变小
D.电流表示数变小,电压表示数不变
5.如图所示,电源电压保持不变。关于电路的工作情况,下列说法正确的是 ( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表示数变大
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数变大,电流表示数变大
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
6.如图所示,电路中电源电压保持不变,闭合开关S1后,当再闭合开关S2时,则 ( )
A.电流表A1示数变大
B.电流表A1示数变小
C.电路消耗的总功率变大
D.电路消耗的总功率变小
7.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,将滑片P置于中点,只闭合S1时,电压表的示数为U,电流表的示数为I。下列说法正确的是 ( )
A.滑片P不动,先闭合S1,再闭合S2,电压表示数变大,电流表示数不变
B.只闭合S2和S3,电压表与电流表示数的比值就是这时电路的总电阻值
C.只闭合S1,滑片P向右滑动,电压表示数变大
D.只闭合S2和S3,滑片P向右滑动,电路的总功率变大
角度2 滑动变阻器滑片移动引起的动态电路
8.如图所示,这是某同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图,该原理图中,R2为滑动变阻器,车重表是由 (选填“电流表”或“电压表”)改装而成的,则当车越重时,车重表的示数将 (选填“越大”、“不变”或“越小”)。
9.如图甲所示,这是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示其身高和体重。电路原理如图乙所示,电表示数随身高、体重增加而变大。压敏电阻R的阻值随压力变化而变化,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是 ( )
A.甲表是电流表,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小
B.甲表是电压表,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小
C.乙表是电流表,身高越高,R0连入电路的阻值越大
D.乙表是电压表,身高越高,R0连入电路的阻值越大
10.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数不变
C.电路总电阻减小,电路总功率增大
D.电流表示数不变,电压表示数不变
11.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P从中点向右端移动的过程中,电流表和电压表的示数变化情况是 ( )
A.电压表示数不变,电流表A1示数增大,电流表A2示数增大
B.电压表示数增大,电流表A1示数不变,电流表A2示数减小
C.电压表示数不变,电流表A1示数减小,电流表A2示数减小
D.电压表示数减小,电流表A1示数不变,电流表A2示数增大
12.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,向右移动滑片P的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A的示数变小
B.电流表A的示数变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V1示数与电压表V2示数之和不变
13.如图所示的电路,电源电压恒定,开关闭合后,各电表量程合适且均有示数,现将滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电流表A1和A2的示数都变小
B.电压表V的示数变大
C.电压表V与电流表A1的示数之比变大
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
14.如图所示的电路,电源电压恒定不变,闭合开关,下列说法正确的是 ( )
A.滑片P向右移动时,V1与A示数的乘积变小
B.滑片P向右移动时,V2与A示数变大,V1示数不变
C.若灯泡突然断路,电路中电压表和电流表均无示数
D.若将灯泡与电流表交换位置,V1、V2与A示数均变小
角度3 敏感电阻引起的动态电路
15.某玻璃厂生产出了电控调光玻璃,这种玻璃能够根据施加于玻璃两端的电压变化而自动调节玻璃的透明度,当玻璃两端电压降低时,其透明度下降;当玻璃两端电压升高时,其透明度上升,如图所示,这是该玻璃的应用示意图,其中Rx是光敏电阻,它的阻值随光照的增强而变小,R0是定值电阻,下列关于电控调光玻璃判断正确的是 ( )
A.光照增强时,玻璃两端的电压升高,透明度上升
B.光照减弱时,玻璃两端的电压降低,透明度上升
C.光照增强时,玻璃两端的电压降低,透明度下降
D.光照减弱时,玻璃两端的电压升高,透明度下降
16.如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的简化电路图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的阻值随压力的增大而减小,电源电压不变,R0为定值电阻,闭合开关,在潜水器下潜的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电路的总功率减小
B.R0两端的电压增大
C.通过显示器的电流减小
D.传感器两端的电压增大
17.如图所示,这是红外线测温仪的原理示意图,R是热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是 ( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.温度较高时,R0两端的电压较大
C.增大R0的阻值,可增大测温仪的最大测量值
D.增大电源电压,可增大测温仪的最大测量值
18.如图所示,这是酒精测试仪的原理图。电源电压不变,酒精浓度表由电流表A改装而成,酒精传感器的电阻Rx的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。使用前要通过调节滑动变阻器RP对酒精测试仪进行调零,然后对驾驶员进行测试。关于该测试仪的说法正确的是 ( )
A.当酒精浓度为0时,电路中没有电流
B.当酒精浓度增大时,电流表A示数变大,电压表V1示数变小,V2示数变大
C.调零时,若指针指在2 mg/L的位置,则应将滑片向左移动
D.当酒精浓度增大时,电流表A示数变小,电压表V1示数变小,V2示数变大
参考答案
1.变小　变小
【解析】由图可知,当两个开关都闭合时,只有电阻R2接入电路,电压表测电阻R2两端的电压,即电源电压,电流表测电路电流;开关S2断开时,两电阻串联,电流表测电路电流,电压表测电阻R2两端的电压,根据串联电路的电阻关系可知,电路中的总电阻变大了,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据串联电路的电压关系可知,电阻R2两端的电压变小,即电压表示数变小。
2.变小　不变
【解析】先同时闭合开关S和S1时,两灯泡并联,甲电流表测干路电流,乙电流表测L2支路的电流。开关S保持闭合,断开开关S1时,电路为L2的简单电路,两电流表均测通过L2的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过L2的电流不变,即乙电流表的示数不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即甲电流表的示数变小。
3.D　【解析】闭合开关S1时,两灯泡串联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,再闭合开关S2后,灯泡L2被短路,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,因电源电压不变,所以,电压表的示数不变,故B错误;因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,且不考虑灯丝电阻的变化,所以,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;则电压表与电流表示数的比值变小、电压表与电流表示数的乘积变大,故C错误、D正确。
4.C　【解析】闭合开关S1,当开关S2掷到1时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电流表的示数I=I1+I2=+,当开关S2掷到2时,电路为R3的简单电路,电压表被断路,电流表测电路中的电流,此时电流表的示数I'=,由电压表有示数变为无示数可知,电压表的示数变小,故B、D错误;因三个电阻完全相同,所以,+>,即I>I',则电流表的示数变小,故A错误、C正确。
5.B　【解析】同时闭合两个开关,两灯泡并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可知,只有两灯泡的电阻相等时通过它们的电流才相等,否则不相等,故A错误;先闭合S1时,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测通过L1的电流,再闭合S2后,两灯泡并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,由电源电压保持不变可知,电压表的示数不变,故C错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过L1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,干路电流变大,即电流表的示数变大,故B正确;若灯L1被短路,闭合S1、S2后,电流从电源的正极出发,经电流表、短路位置、开关S1后回到电源的负极,会造成电源短路,此时两灯泡均不发光,电流表损坏,故D错误。
6.C　【解析】由电路图可知,闭合开关S1后,电路为灯泡L1的简单电路,电流表A1、A均测通过L1的电流;当再闭合开关S2时,灯泡L1和L2并联,电流表A1测灯泡L1支路的电流,电流表A测干路电流。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路中电源电压保持不变,所以,通过灯泡L1的电流不变,即电流表A1示数不变,故A、B错误;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C正确、D错误。
7.B　【解析】只闭合S1时,电阻R1与变阻器R2串联,再闭合S2,R2被短路,电路中的总电阻变小,所以电流表示数变大,由U=IR可知,电阻R1两端的电压变大,电压表示数变大,故A错误;只闭合S2和S3,此时电阻R1与R2并联,电压表测量电源电压,电流表测量干路电流,根据欧姆定律可知电压表与电流表示数的比值为总电阻,故B正确;只闭合S1时,电阻R1与变阻器R2串联,滑片P向右滑动,变阻器的阻值变大,电路中的电流变小,由U=IR可知,R1两端的电压变小,电压表示数变小,故C错误;只闭合S2和S3,R1与R2并联,滑片向右滑动,R2的阻值变大,R2这条支路的电流变小,干路电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小,故D错误。
8.电流表　越大
【解析】由电路图可知,车重表在串联电路中,是由电流表改装而成的;由图可知,当车越重时,滑片下移,R2接入电路中的阻值越小,电路的总阻值越小,由I=可知,电路中的电流越大,即车重表的示数将越大。
9.A　【解析】由电路图可知,R与R0并联,甲表与电阻R串联,是电流表,电流表测压敏电阻R支路的电流;乙表和R0的部分并联,是电压表,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压。甲表是电流表,当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,电流表示数越大,电源电压不变,根据R=知,压敏电阻R的阻值减小,所以可以得出压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,故A正确、B错误;乙表是电压表,因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以人的身高增加时,滑片向上移动,但R0接入电路中的电阻不变,故C、D错误。
10.D　【解析】由图可知,R1和R2并联,电压表测量电源电压,电流表测量R1支路的电流;滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由于电源电压不变,则电压表示数不变,因并联电路中各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,即电流表示数不变,故D正确,A、B错误;并联电路的总电阻变大,根据P=可知,电路总功率变小,故C错误。
11.C　【解析】由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表A1测通过滑动变阻器R2的电流,电流表A2测干路电流,电压表测滑动变阻器两端的电压,也是测量电源电压。因电源电压不变,则滑片向右移动时,电压表的示数不变,故B、D错误;当滑动变阻器的滑片P从中点向右端移动,变阻器接入电路的阻值变大,根据欧姆定律可知通过变阻器的电流变小,即电流表A1示数变小,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,根据并联电路的电流特点可知干路电流变小,即A2的示数变小,故C正确。
12.D　【解析】由电路图可知,闭合开关S,电路为滑动变阻器R的简单电路,电压表V1测量滑片左侧电阻丝两端的电压,电压表V2测量滑片右侧电阻丝两端的电压,电流表A测量电路中的电流。因电压表的内阻很大,在电路中相当于断路,所以,滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变,由I=可知,电路中的电流不变,即电流表A的示数不变,故A、B错误;向右移动滑片P的过程中,滑片左侧电阻丝的阻值变大,由R=可知,电压表V1示数与电流表A示数的比值等于滑片左侧电阻丝的阻值,则其比值变大,故C错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压不变,所以,电压表V1示数与电压表V2示数之和等于电源电压,则两电压表示数之和不变,故D正确。
13.D　【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测量R1支路的电流,电流表A2测量干路电流,电压表测量电源两端的电压。因电源电压恒定,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故B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,R1支路的电流不变,即电流表A1的示数不变,电压表V与电流表A1的示数之比也不变,故A、C错误;将滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,R2接入电路中的电阻变大,由I=可得,R2支路的电流变小,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A2的示数变小,则电压表V与电流表A2的示数之比变大,故D正确。
14.A　【解析】由图可知,该电路为串联电路,电流表A测量电路中的电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压。由于电源电压不变,滑片移动时,电压表V1示数不变;滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变大,即电压表V2示数变大;V1示数不变,A示数变小,其乘积变小,故A正确,B错误。若灯泡突然断路,电路中无电流,电流表示数为0;电压表V1测量电源电压,有示数;电压表V2与电源之间是断开的,无示数,故C错误。若将灯泡与电流表交换位置,电流表仍然测量电路中的电流,电源电压、电路总电阻不变,电流表示数不变;V1与V2测量的都是滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,电压表V1示数变小,电压表V2示数不变,故D错误。
15.C　【解析】由电路图可知,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联,电控调光玻璃与光敏电阻Rx并联。因光敏电阻Rx的阻值随光照的增强而变小,所以,当光照增强时,光敏电阻Rx的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,由U=IR可知,定值电阻R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,光敏电阻Rx两端的电压变小,即电控调光玻璃两端的电压变小,因玻璃两端电压降低时其透明度下降,玻璃两端电压升高时其透明度上升,所以,此时玻璃的透明度下降,故A错误、C正确;同理可知,光照减弱时,玻璃两端的电压升高,透明度上升,故B、D错误。
16.B　【解析】由电路图可知,两电阻串联,电流表显示器串联在电路中,因为压力传感器的电阻随压力的增大而减小,所以,在潜水器下潜的过程中,由F=pS=ρghS可知,压力传感器受到的压力增大,其电阻减小,电路中的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,即通过显示器的电流增大,故C错误;由U=IR可知,R0两端的电压增大,故B正确;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,传感器两端的电压减小,故D错误;电源电压不变,电路中的电流增大,由P=UI可知,电路的总功率增大,故A错误。
17.B　【解析】由电路图可知,显示仪与R0并联,则显示仪是由电压表改装成的,故A错误;由热敏电阻的阻值随温度的升高而减小可知,温度较高时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,即R0两端的电压较大,故B正确;测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,此时热敏电阻两端的电压也一定,当增大测温仪的最大测量值时,热敏电阻R的阻值变小,由I=可知,通过R的电流变大,即电路的电流变大,由R=可知,R0的阻值应减小,故C错误;测温仪的最大测量值(即电压表的最大示数)一定,由I=可知,电路中的电流一定,当增大电源电压时,由R=可知,电路的总电阻变大,则热敏电阻的阻值变大,测温仪的最大测量值会减小,故D错误。
18.C　【解析】由电路图可知,闭合开关S,滑动变阻器RP和酒精传感器的阻值Rx串联,电压表V1测量RP两端的电压,电压表V2测量Rx两端的电压。因酒精传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的增大而减小,所以,当酒精浓度为0时,Rx的阻值最大,电路的总电阻最大,由I=可知,电路中的电流最小,但电路中的电流不为零,故A错误;当酒精浓度增大时,Rx的阻值变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,由U=IR可知,RP两端的电压变大,即电压表V1的示数变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故B、D错误;调零时,若指针指在2 mg/L的位置,说明此时电路中的电流变大了,应减小电路中的电流,则应增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即应将滑片向左移动,故C正确。
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