专项五 动态电路计算专练
类型一:动态串联电路的计算
1.(2023·南平期末)如图甲所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.电源电压为2 V
B.定值电阻R1为10 Ω
C.R2消耗的最大功率为0.45 W
D.P在b端时,10 s内R2产生热量12 J
2.如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R0与滑动变阻器R串联。调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为0.1 A,R的功率为0.6 W;当滑片移动到另一位置时,电流表示数变化了0.2 A,R的功率为0.9 W。则电源电压U= V。
3.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,调节滑片P从a端移动到b端过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求:
(1)电路中电流最小时,30 s内电流通过电阻R做的功。
(2)电源电压和定值电阻R0。
(3)电路中电流最大时,电阻R0消耗的功率。
类型二:动态并联电路的计算
4.在如图所示的电路中,开关S由断开到闭合时,电流表的示数由0.3 A变化到0.5 A,此时滑动变阻器R2消耗的电功率为4.5 W,则下列说法不正确的是 ( )
A.通过电阻R1的电流为0.2 A
B.滑动变阻器R2连入电路的电阻值为50 Ω
C.电压表示数为15 V
D. 1 min电阻R1产生的热量为270 J
5. (2023·福州期末)如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1=5 Ω,R2=15 Ω。只闭合S1时,电流表的示数为0.4 A,R1消耗的功率为P1;只闭合S2时,R0消耗的功率为2.25 W,R2消耗的功率为P2,且P1∶P2=16∶27。则下列说法正确的是 ( )
A.电源电压为12 V
B.R0的阻值为20 Ω
C.只闭合 S2时,电路中的电流为0.2 A
D.R0先后两次消耗的功率之比为4∶3
6.如图所示,电源电压为12 V且保持不变,定值电阻R0为10 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的量程为“0~3 A”,小灯泡上标有“12 V 6 W”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路能长时间安全工作,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻。
(2)当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
(3)当S闭合,S1、S2都断开时,电路的最小功率和最大功率。专项五 动态电路计算专练
类型一:动态串联电路的计算
1.(2023·南平期末)如图甲所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是 (C)
A.电源电压为2 V
B.定值电阻R1为10 Ω
C.R2消耗的最大功率为0.45 W
D.P在b端时,10 s内R2产生热量12 J
2.如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R0与滑动变阻器R串联。调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为0.1 A,R的功率为0.6 W;当滑片移动到另一位置时,电流表示数变化了0.2 A,R的功率为0.9 W。则电源电压U= 7.5 V。
3.如图甲所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,调节滑片P从a端移动到b端过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。求:
(1)电路中电流最小时,30 s内电流通过电阻R做的功。
(2)电源电压和定值电阻R0。
(3)电路中电流最大时,电阻R0消耗的功率。
解:(1)由图乙可知,电路中最小电流I最小=0.2 A,
此时R两端电压UR=20 V,
则30 s内电流通过电阻R做的功
W=URI最小t=20 V×0.2 A×30 s=120 J
(2)滑动变阻器滑片P在b端时,电路为R0的简单电路,由图乙可知最大电流为1.2 A,
由欧姆定律可得电源电压:
U=1.2 A×R0, ①
滑动变阻器滑片P在a端时,R0与R的最大阻值串联,
此时I最小=0.2 A,UR=20 V,
由欧姆定律和串联电路的电压特点可得电源电压:
U=20 V+0.2 A×R0, ②
②-①可得:
20 V=1.2 A×R0-0.2 A×R0=1 A×R0,
解得:R0=20 Ω,
再代入①得电源电压:U=24 V
(3)由图乙得,电路中的电流最大值:I最大=1.2 A,此时R0消耗的功率最大,则P0最大=R0=(1.2 A)2×20 Ω=28.8 W
类型二:动态并联电路的计算
4.在如图所示的电路中,开关S由断开到闭合时,电流表的示数由0.3 A变化到0.5 A,此时滑动变阻器R2消耗的电功率为4.5 W,则下列说法不正确的是 (D)
A.通过电阻R1的电流为0.2 A
B.滑动变阻器R2连入电路的电阻值为50 Ω
C.电压表示数为15 V
D. 1 min电阻R1产生的热量为270 J
5. (2023·福州期末)如图所示电路中,电源电压保持不变,已知R1=5 Ω,R2=15 Ω。只闭合S1时,电流表的示数为0.4 A,R1消耗的功率为P1;只闭合S2时,R0消耗的功率为2.25 W,R2消耗的功率为P2,且P1∶P2=16∶27。则下列说法正确的是 (A)
A.电源电压为12 V
B.R0的阻值为20 Ω
C.只闭合 S2时,电路中的电流为0.2 A
D.R0先后两次消耗的功率之比为4∶3
6.如图所示,电源电压为12 V且保持不变,定值电阻R0为10 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的量程为“0~3 A”,小灯泡上标有“12 V 6 W”字样,不考虑灯丝电阻变化,并保证电路能长时间安全工作,求:
(1)小灯泡正常工作时的电阻。
(2)当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
(3)当S闭合,S1、S2都断开时,电路的最小功率和最大功率。
解:(1)根据P=得,小灯泡正常工作时的电阻为:
RL===24Ω;
(2)当S、S1、S2都闭合时,R0被短路,滑动变阻器与小灯泡并联,电流表测干路电流,因为并联电路各支路电压相等且都等于电源电压,所以小灯泡两端的电压为12 V,
根据P=UI知,小灯泡的电流为:IL===0.5 A,
因为电流表的量程为0~3 A,且并联电路干路电流等于各支路电流的和,
所以通过滑动变阻器的最大电流为:I滑大=I-IL=3 A-0.5 A=2.5 A,
滑动变阻器接入电路的最小阻值为:R滑小===4.8 Ω;
(3)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,因为滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的量程为“0~3 A”,所以电路的最大电流为1 A,电路的最大功率为:
P大=UI大=12 V×1 A=12 W;当滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路的总功率最小,为:
P小===4.8 W。
