专项05　动态电路的分析与计算 学案 2025年中考物理一轮复习考点探究（河北）（含答案）

专项五　动态电路的分析与计算
类型一　滑动变阻器类
(1)含滑动变阻器的串联电路
(2)含滑动变阻器的并联电路
(2024·邯郸模拟改编)在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动。下列说法不正确的是 (　　)
A.电压表V2的示数变小,电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
B.电压表V1的示数变大,电压表V1与电压表V2示数的变化量相等
C.电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比等于R1
D.电压表V1的示数与电流表A的示数的乘积变大,电路总功率变大
如图所示,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,电源电压保持不变,当滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动时,下列说法正确的是 (　　)
A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变小
B.电压表V的示数变大,电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数不变,电流表A1的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A2的示数之比不变
类型二　开关通断类
如图所示,电源电压恒定,先只闭合开关S1,两电表均有示数;再断开S1,同时闭合S2和S3,此过程中 (　　)
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数不变
C.电压表示数与电流表示数乘积变大
D.电压表示数与电流表示数比值不变
(2024·河北二模改编)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S2和S3,断开S1时,灯泡L正常发光;当闭合开关S1和S3,断开S2时,电压表示数为6 V,电流表示数为1.6 A;当只闭合开关S2时,灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的,R1与R2消耗的功率之比为3∶1。下列说法不正确的是 (　　)
A.电源电压为6 V
B.灯泡L的额定功率为3.6 W
C.R1的阻值为15 Ω
D.当只闭合S2时,电压表的示数为1 V
类型三　滑动变阻器+多开关类
(2024·河北一模改编)如图所示的电路图,电源电压U恒定,R1、R2两个电阻的阻值相等,滑片P在中间位置,此时滑动变阻器接入电路的阻值R=2R1。下列说法不正确的是 (　　)
A.开关全部闭合,A1与A2的示数之比为2∶3
B.开关全部闭合,滑片P向右移动时,两个电流表示数均变小,电压表示数与电流表A1示数之比变大
C.开关全部闭合,滑片P移动到右端时,电路总功率最小为
D.若将电流表A1换成电压表V1,只闭合开关S和S2,将滑片P向左移时,电压表V1变化量和电流表A2变化量的比值等于R1
(2024·保定竞秀区一模改编)如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为12 Ω,滑动变阻器R2的规格为“80 Ω　1 A”,灯泡L标有“12 V　6 W”字样,电流表选用0~3 A的量程,电压表选用0~15 V的量程。只闭合开关S1,电压表的示数为12 V;只闭合开关S2,滑片置于最右端时,电流表的示数为0.2 A。下列说法不正确的是 (　　)
A.电源电压为18 V
B.只闭合开关S2时,滑片置于最右端时,灯泡电阻为24 Ω
C.开关都闭合时,移动滑片P,电路消耗的最大功率为45 W
D.将灯泡和R2互换,只闭合开关S1,滑动变阻器接入电路的最大阻值为60 Ω
(2024·石家庄新华区二模改编)如图所示电路,电源电压恒为6 V,甲、乙是电压表或电流表,滑片P在中间位置。若将开关S和S2闭合,S1断开,此时每个用电器都有电流通过。定值电阻R1=R2=10 Ω,滑动变阻器R上标有“40 Ω　0.3 A”字样,下列说法不正确的是 (　　)
A.甲是电压表,乙是电压表
B.若只闭合开关S,将滑片向右移动,乙表示数变小
C.若只闭合开关S,电路的最小功率为0.6 W
D.若三个开关都闭合,且将表甲换成另一种表,调节滑动变阻器,电路的总电阻最小为5 Ω
【详解答案】
1.A　解析:由电路图可知,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。将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压变大,且两电压表示数变化量相同,根据欧姆定律可知电压表V1的示数与电流表A的示数的比值即定值电阻的阻值,所以电压表V1的示数与电流表A的示数的比值不变,故A不正确,B正确;两电压表示数变化量相同,所以电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比等于定值电阻的阻值,故C正确;定值电阻两端的电压变大,所以电压表V1的示数与电流表A的示数的乘积变大,通过电路的电流变大,根据P=UI可知电路总功率变大,故D正确。
2.D　解析:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,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V的示数不变;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;当滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动时,变阻器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,故A、B、C错误;电压表示数不变,电流表A2的示数不变,则电压表V的示数与电流表A2的示数之比不变,故D正确。
3.C　解析:由电路图可知,只闭合开关S1时,两电阻串联,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流;再断开S1,同时闭合S2和S3,R1、R2并联,电压表测电源的电压,电流表测通过R1的电流;由于电源电压不变,所以电压表示数不变;两电阻串联时,总电阻大于R1的阻值,根据I=可知,两电阻并联时通过R1的电流变大,即电流表示数变大,则电压表示数与电流表示数乘积变大,电压表示数与电流表示数比值变小。综上可知,C正确,A、B、D错误。
4.D　解析:当闭合开关S2和S3,断开S1时,电路为灯泡的简单电路,灯泡L正常发光;当闭合开关S1和S3,断开S2时,R1、R2并联,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,电压表示数为6 V,则电源电压为6 V,电流表示数为1.6 A;当只闭合开关S2时,R1、R2、L串联,灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的,灯泡的额定电压等于电源电压,为6 V,由电功率计算公式P=,得∶=,则此时灯泡的电压为UL=U,由欧姆定律得,灯泡单独工作时与灯泡和两电阻串联时,电路电流之比为IL∶IL'=U∶UL=U∶U=3∶1,则RL∶(RL+R1+R2)=IL'∶IL=1∶3,RL=;只闭合S2时,R1与R2消耗的功率之比为3∶1;结合串联电路的电流关系及P=I2R,得R1∶R2=P1∶P2=3∶1,R1、R2并联时,利用并联电路的电流关系求得干路电流为I=I1+I2==+=1.6 A,联立方程组解得R1=15 Ω,R2=5 Ω,灯泡L的额定功率为PL===3.6 W;当只闭合S2时,电路的电流为I'===0.2 A,电压表测量R1两端的电压,则电压表的示数为U1=I'R1=0.2 A×15 Ω=3 V,故A、B、C正确,D不正确。
5.A　解析:开关全部闭合,R、R1、R2并联接入电路,电流表A1测通过R和R2的电流之和,电流表A2测干路电流,电压表测电源电压,并联电路各支路两端电压相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,根据欧姆定律可得A1与A2的示数之比为==,故A不正确;开关全部闭合,滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,通过滑动变阻器的电流变小,根据并联电路电流规律可知两个电流表示数均变小,电压表示数不变,电压表示数与电流表A1示数之比变大,故B正确;开关全部闭合,滑片P移动到右端时,滑动变阻器接入电路的阻值为4R1,电路总功率最小为P=UI=U×=U×,故C正确;将电流表A1换成电压表V1,只闭合开关S和S2,R1、R、R2串联接入电路,电压表V1测R和R1的电压之和,电压表V测R2两端的电压,电流表A2测通过电路的电流,将滑片P向左移时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,根据串联分压原理可知电压表V1示数变小,根据串联电路电压规律可知电压表 V示数增大,且两表示数变化量相同,根据欧姆定律可知电压表V变化量和电流表A2变化量的比值等于R2,所以电压表V1变化量和电流表A2变化量的比值等于R2,因R1、R2阻值相等,故D正确。
6.B　解析:只闭合开关S1,电压表的示数为12 V,此时灯泡L和电阻R1串联,电压表测量的是灯泡L两端的电压,灯泡正常发光,电路中的电流为I===0.5 A,R1两端的电压为U1=IR1=0.5 A×12 Ω=6 V,电源电压为U=U1+UL=6 V+12 V=18 V,故A正确;只闭合开关S2,滑片置于最右端时,此时灯泡L和滑动变阻器串联,电流表的示数为0.2 A,电路中的总电阻为R'===90 Ω,此时灯泡的电阻为RL'=R'-R2=90 Ω-80 Ω=10 Ω,故B不正确;开关都闭合时,灯泡L被短路,定值电阻和滑动变阻器并联,因为滑动变阻器支路上的最大电流为1 A,定值电阻支路的电流为I1===1.5 A,干路中的最大电流为I'=I1+I滑=1.5 A+1 A=2.5 A,所以电路消耗的最大功率为Pmax=UI'=18 V×2.5 A=45 W,故C正确;将灯泡和R2互换,只闭合开关S1,此时电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量的是R2两端的电压,达到最大值15 V,此时电路的电流最小,为Imin===0.25 A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为R2'===60 Ω,故D正确。
7.D　解析:若将开关S和S2闭合,S1断开,此时每个用电器都有电流通过,据此可知甲不能是电流表,否则R1与R被短路,无电流通过R1和R,故甲为电压表;乙不能是电流表,否则R2被短路,无电流通过R2,故乙为电压表;此时R1、R和R2串联,电压表甲测量R1与R两端的总电压,电压表乙测量R2两端的电压,故A正确。若只闭合开关S,R1、R和R2串联,电压表乙测量R2两端的电压,将滑片向右移动,变阻器接入的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,定值电阻R2两端的电压即乙表示数的变小,故B正确。若只闭合开关S,当滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总电阻最大,根据串联电路电阻规律可得,电路的总电阻为R总大=R1+R+R2=10 Ω+40 Ω+10 Ω=60 Ω,由P=UI=知,电路的最小功率为P小===0.6 W,故C正确。若三个开关都闭合,且将表甲换成电流表,R1、R与R2并联,电压表乙测量电源电压,电流表甲测量通过R和R2的总电流;根据滑动变阻器的规格参数可知,滑动变阻器中允许通过的最大电流为I滑大=0.3 A,由并联电路规律和欧姆定律可得,通过R1的电流为I1===0.6 A,通过R2的电流为I2===0.6 A,由并联电路电流规律可得,电路的总电流最大为I=I1+I滑大+I2=0.6 A+0.3 A+0.6 A=1.5 A,根据欧姆定律可得,电路的总电阻最小为R总===4 Ω,故D错误。