(共36张PPT)
第27课时 微专题:电路动态分
析及计算
类型
一
开关通断引起的动态电路
解题思路:
1.首先根据开关的断开或闭合情况画出等效电路图,并判断出电路的连
接方式。
2.接着判断开关变化前后电表的测量对象,及各物理量的变化情况。
3.最后利用串联和并联电路的特点及公式进行判断或计算各物理量。
考点
1
开关通断引起的动态电路
例1 [2024福建三明二检] 如图,电源电压恒定,定值电阻与 的比值为
,闭合和,断开,电流表示数为,此时与 是____联的;断
开和,闭合,电流表示数为,则 _____。
并
【名师点拨】
1.明确开关断开或闭合时电路的连接方式。
2.画出开关状态改变前后的等效电路图,判断电表的测量对象。
3.结合串联与并联电路相关特点及公式进行判断或计算。
4.对于比值类的填空和选择题,可用特殊值法来解答。
变式训练1 [2024重庆] 如图所示电路,电源电压保持不变,和 是两个
相同的小灯泡。先闭合开关,记录两电表示数;再闭合开关 ,电流表和
电压表的示数变化情况是( )
C
A.电流表示数减小,电压表示数减小
B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数增大,电压表示数不变
D.电流表示数不变,电压表示数不变
类型
二
滑动变阻器滑片移动引起的动态电路
1.滑片移动引起的串联电路分析思路:
备注:串联电路中,某个电阻变大(或变小),其两端电压变大
(或变小)。
2.滑片移动引起的并联电路分析思路:
备注:并联电路中,某个电阻变大(或变小),总电阻变大
(或变小),干路中的电流变小(或变大)。
总之:无论电阻是串联还是并联,只要其中一个电阻变大,总电阻都
会变大。
考点
2
串联电路中,滑片移动引起的动态电路
例2 [2024四川达州] 如图所示,为定值电阻,
为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关 ,
滑动变阻器的滑片 向右移动的过程中,下列说法
正确的是( )
B
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 与电流表示数的比值变小
【名师点拨】
1.串联电路中,某个电阻变大,其两端电压变大。
2.串联电路中,滑动变阻器的电阻变大,总电阻变大,则电路中的电流
变小。
3.明确电压表与电流表的比值表示哪部分的电阻。
变式训练2 [2024广州] 如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,
电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器的滑片 在最上端,称量时,
滑片向下滑动。闭合开关 ,车辆总质量越大时( )
A
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
考点
3
并联电路中,滑片移动引起的动态电路
例3 [2024黑龙江大庆] 如图所示的电路中,电源电
压恒定,闭合开关后,滑动变阻器的滑片 向右移
动的过程中,下列说法正确的是( )
A
A.电压表读数与电流表 读数的比值变大
B.电流表读数与电流表 读数的差值变大
C.电流表读数变小,电压表 读数变大
D.电压表读数与电流表 读数的比值变小
【名师点拨】
1.并联电路中,其中一个电阻变大,总电阻会变大,干路电流会变小。
2.干路中的电流与滑动变阻器所在支路的电流之差等于定值电阻所在支
路电流,且不变。
3.并联电路中,电压表只要没有被短路,则电压表测电源电压、也测各
用电器两端电压,且不变。
4.明确电压表与电流表的比值表示哪部分的电阻。
变式训练3 [2024山东临沂] 闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑
片向左移动一小段距离的过程中( )
B
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变小
类型
三
敏感电阻阻值变化引起的动态电路
解题思路:首先,弄清敏感电阻的敏感特性(即阻值变化规律),然
后将敏感电阻看作滑动变阻器进行电路分析。其中解题的关键是弄清电阻
何时变大,何时变小。
考点
4
敏感电阻阻值变化引起的动态电路
例4 [2024黑龙江龙东] 天然气是一种清洁能源,
方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。
物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄
漏检测电路,如图所示,电源电压恒定不变,
为定值电阻,为气敏电阻。 的阻值随天然
气浓度的增大而减小,则天然气( )
D
A.浓度增大,电流表示数变小 B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大 D.浓度减小,电压表示数变小
【名师点拨】 根据与串联, 的阻值随天然气浓度的增大而减小,
当天然气浓度增大时, 的阻值减小,总电阻减小,则电路中电流变大。电
压表测两端电压,不变,变大。当天然气浓度减小时, 的阻值增大,
总电阻增大,则电路中电流变小。电压表测两端电压,不变, 变小。
变式训练4 [2024福建] 如图所示电路,电源电压保持不变, 为定值电阻,
为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关,当热敏电阻 的
温度降低时,电压表的示数______,电压表 的示数与电流表A的示数之
比______。(均填变化情况)
变大
不变
类型
四
动态电路的相关计算
1.涉及动态电路的计算主要有三种:
(1)通过开关通断改变电路的连接方式。
(2)通过移动滑片改变滑动变阻器连入电路中的有效电阻。
(3)通过敏感电阻的敏感特性引起的阻值变化。
2.解题思路:
首先,要审清题意,画出开关处于不同状态或滑片位于不同位置时的
等效电路,并标出相应的已知量;
其次,根据电源电压恒定和定值电阻的阻值不变列方程,具体如下:
(1)根据欧姆定律列等式: ;
(2)根据串联电路电压特点列等式:
。
最后,根据所列方程求出电源电压、电阻值或分析得出电流、电阻之
间的关系,再利用题中给出的电功率、电热的值等为突破口求电阻;总之
利用已知条件尽量求出不变量。将所得结果加以利用,根据题意求得最终
数值。
考点
5
列方程类动态电路计算
例5 [2024 宁德二检] 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变, 为定值
电阻。当滑动变阻器的滑片从某处点移到点时,滑动变阻器的
关系如图乙所示,则电源电压是____,定值电阻的阻值是____ 。
18
30
【名师点拨】 此类题型往往和图像相关,根据图像信息或者题目表述,
找出电路的两种不同状态(如滑动变阻器处于不同位置时),根据电源电
压不变,结合串、并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式进行计算。
变式训练5 [2024达州] 如图甲所示,将定值电阻与规格为“ ”的滑
动变阻器连入电源电压恒定不变的电路中。移动滑片,的电功率 与
其连入电路电阻之间的变化图像如图乙所示。则电源电压____,
的阻值为____ ,电路的最大电功率为_____ 。
24
20
28.8
考点
6
极值、范围类动态电路计算
例6 [2024福建三明二检] 如图所示,电源电压恒定不变,不考虑温度对灯
丝电阻的影响。闭合开关,在保持电路连线不变和保证电路安全的情况下,
下列分析正确的是( )
B
A.变阻器可连入电路的最大阻值为
B.变阻器可连入电路的最小电阻为
C.整个电路可达到的最大总功率为
D.整个电路可达到的最小总功率为
【名师点拨】
1.先看电流表、电压表的量程,滑动变阻器的铭牌,根据灯泡的铭牌算
出额定电流。
2.(前提条件:电压表与滑动变阻器并联)根据量程和铭牌先确定电路
中的最大电流,通常情况下灯泡的额定电流为电路中的最大电流,再判断
滑动变阻器两端电压是否超过电压表量程。再根据串联电路的特点,当电
流最大时,可算滑动变阻器的最小阻值及其两端电压,即电压表的最小值。
3.(前提条件:电压表与滑动变阻器并联)通常情况下,电压表的最大
值即为其最大量程,根据串联电路分压特点可知,当电压表示数最大时,
滑动变阻器的阻值最大。当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,
即可算出电流的最小值。
4.由以上三步可知电压表、电流表示数的范围、滑动变阻器的阻值范围,
最后结合串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式等进行计算。
变式训练6 [2024四川达州] 如图所示,电源电压恒
定不变。电流表量程为 ,电压表量程为
,滑动变阻器标有“ ”字样,已知
阻值为 。当滑片置于最左端,开关 置于1
时,电流表示数为;当滑片置于中点,开关
先后置于1、2时,电流表示数之比为 。求:
(1)电源电压;
解:当滑片置于最左端,开关置于1时,,电路为只有 的简单电
路,此时电流表示数为 ,则电源电压为:
;
(2)电阻 的阻值;
解:当滑片置于中点,开关先后置于1、2时,电阻和 分别与滑动变
阻器串联,此时电路中的电流分别为:
,
,
因电流表示数之比为 ,即
,
解得: ;
(3)当 置于2时,在保证电路安全的前提下,整个电路的最小电功率。
解:当置于2时,滑动变阻器和 串联,电压表测滑动变阻器两端电压,
电流表测电路中的电流;当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻
值最大,此时电路的电流最小,整个电路的功率最小;由题意可知,电压
表最大示数为,根据串联电路电压规律可知,此时 两端电压为
,
通过的电流为: ,
根据串联电路电流特点和 可知,整个电路的最小电功率为:
。
考点
7
实际应用类动态电路计算
例7 [2024 莆田二检] 使用共享单车需用手机扫码解锁,若强行开锁会引发
报警装置报警。控制电路的原理如图甲,电源电压为, 为定值电阻,
为压敏电阻,在的范围内, 图像可看作直线,如图乙
所示。当时,控制电路中的电流为 ;当控制电路中的电流大于
或等于 时,报警装置会报警。下列说法正确的是( )
A.在控制电路中,定值电阻的阻值为
B.电路报警时,压敏电阻受到的压力最小为
C.电路报警时,控制电路消耗的电功率最小为
D.电源电压减小,报警时压敏电阻受到的最小压力增大
√
【名师点拨】
根据图像确定与为一次函数关系,即 ,代入数据得出关
系式。利用串联电路的特点、欧姆定律、电功率的公式等计算出各物理量。
变式训练7 [2024三明一检] 实践小组为学校花卉种植小屋设计了自动加湿
装置,其简化电路如图甲。该自动加湿装置由控制电路和工作电路两部分
组成,它能使小屋内空气湿度的变化范围控制在 ,控制电路中
湿敏电阻的阻值随空气湿度 的变化关系如图乙。当线圈中的电流减小至
时,衔铁被松开,触点、 接通,加湿器开始加湿;当线圈中的电
流增大至时,衔铁被吸下,触点、 断开,加湿器停止加湿。已知
加湿器上标有“”字样,控制电路电源电压恒定, 为定值电阻,
线圈电阻不计。问:
(1)加湿器正常工作 消耗的电能;
解: ;
(2)电源电压的大小和电阻 的阻值;
解:由图乙可知,当时, ,此时 ,衔铁被松
开,触点、 接通,加湿器开始加湿。
当时, ,此时,衔铁被吸下,触点、 断开,
加湿器停止加湿。
联立①②可解得:电源电压;定值电阻 ;
(3)若用阻值为 的电阻替换原控制电路的电阻 ,求替换前后,当
自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时,湿敏电阻功率的变化量。
解:替换前,当自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时,
,通过的电流为 ,则湿敏电阻的电功率:
;
由 可知,当自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时,控制电
路的总电阻: ;
替换后,湿敏电阻的阻值为 ,
替换后,当自动控制电路均处于刚启动加湿器工作的状态时,湿敏电阻的
电功率: ;
则替换前后,湿敏电阻的电功率的变化量:
。