9 物全 专题特训
(七)电功率动态电路分析
类型一 滑片移动类
1.如图所示的电路,闭合开关后,将滑片 P 向左移动时,以下说法正确的是( )
A. 灯泡 L 变亮
B. 电压表示数变大
C. 电流表 A 示数变大
D. 电路消耗的总功率变大
答案:D
解析:由电路图可知,灯泡 L 与滑动变阻器 R 并联,电压表测电源电压,电流表 A 测干路电
流,电流表 A 测灯泡所在支路的电流。因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以移动
滑片时,通过灯泡的电流和灯泡的实际功率均不变,即电流表 A 示数不变,灯泡 L 的亮度不
变,故 A、C 错误;因电源电压不变,所以移动滑片时,电压表的示数不变,故 B 错误;滑片
P 向左移动时,变阻器 R 接入电路中的电阻变小,由 = 可知,通过 R 的电流变大,因为并
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 D 正确。
2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端
的过程中,R 、R 的 I - U 关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )
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A. 电阻 R 的阻值为 30 Ω
B. 图线 A 是电阻 R 的 I - U 关系图像
C. 滑动变阻器 R 的最大电阻为 60 Ω
D. 电阻 R 的电功率变化范围为 0.8 W~16.2 W
答案:D
解析:由题图甲可知,R 与 R 串联,电压表 V 测 R 两端的电压,V 测 R 两端的电压,电流表
测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,R 两端的电压
最大,R 两端的电压为 0,由题图乙可知,A 为滑动变阻器 R 的 I - U 关系图像,B 为电阻 R
的 I - U 关系图像,故 B 错误。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,
由 I - U 图像可知,电路中的最小电流 = 0.2 A,此时 1两端的电压 1 = 4 V, 2两端的电小
压 2 = 14 V ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压 = 1 + 2 = 4 V +
14 V = 18 V ;滑动变阻器的最大阻值 2 =
2 = 14 V = 70 Ω ,故 C 错误。由图像可知电路
0.2 A
小
中的最大电流为 0.9 A,此时定值电阻两端的电压 1大= = 18 V ,根据欧姆定律可知 1 =
1 大 = 18 V = 20 Ω ,故 A 错误。电阻 1的最大电功率为 = = 18 V × 0.9 A = 16.2 W,电 0.9 A 1 大 1 大 大
大
阻 1的最小电功率为 = 1 = 4 V × 0.2 A = 0.8 W,所以电阻 1的电功率变化范围为1 小 小
0.8 W 16.2 W ,故 D 正确。
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3.如图是人体身高测量仪的简化电路图,R 是定值电阻,R 是滑动变阻器,电源电压不变,滑
片会随所测身高上下移动。当开关闭合,被测身高增加时, 电流表的示数______,电压表的
示数______,定值电阻 R 消耗的功率______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
答案:变大,变小,变大
解析:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测
电路中的电流;当被测身高增加时,滑片上移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总
电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大。根据 U = IR 可知,
定值电阻 R 两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,
即电压表的示数变小。通过定值电阻 R 的电流变大,定值电阻 R 阻值不变,根据 P = I R 可知,
定值电阻 R 消耗的功率变大。
类型二 敏感电阻类
学方法
敏感电阻的阻值如何变化→ 总电阻如何变化→ 由于电源电压不变,导致电路中电流如何变
化 → 依据 = 分析不变的电阻两端的电压如何变化→ 依据 = 分
变化的电阻 总 不变的电阻
析变化的电阻两端的电压如何变化→ 电阻电功率如何变化。
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4.如图是高铁上烟雾报警器的原理图,其中电源电压保持不变,R 为定值电阻、R 为光敏电阻。
当烟雾浓度变大时,光照强度变弱,光敏电阻的阻值变大。当有人抽烟时,下列说法正确的是
( )
A. 光敏电阻 R 的阻值减小
B. 电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大
D. 整个电路消耗的总功率增大
答案:C
解析:由题图可知,R 和 R 串联,电压表测光敏电阻 R 两端的电压,电流表测电路电流。当
有人抽烟时,烟雾浓度变大,光敏电阻 R 的阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,
2
根据 = 可知整个电路消耗的总功率减小;由欧姆定律可知电路的电流变小,即电流表的
示数变小,R 两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知 R 两端的电压变大,即电压表
的示数变大。故 C 正确,A、B、D 错误。
5.某光敏电阻 R 的阻值随光照强度变化的图线如图甲所示。把光敏电阻 R 接入图乙所示的电路
中,假设灯泡 L 的电阻保持不变,当开关 S 闭合,光照强度逐渐减弱时,下列判断中正确的
是( )
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A. 电流表示数变大,灯 L 功率变大
B. 电压表示数变大,灯 L 功率变大
C. 电压表示数变小,灯 L 功率变小
D. 电流表示数变小,灯 L 功率变小
答案:D
解析:由图乙知,光敏电阻 R 和灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测 R 两端电压,
根据图甲可知,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以当光照强度逐渐减弱时,光敏
电阻的阻值逐渐增大,电源电压不变,根据串联电路的分压规律可知,R 两端的电压变大,电
压表示数变大;因为串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路中的总电阻变大,根据欧
姆定律可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;R 两端的电压变大,由串联电路的电压特
点可知,灯泡两端的电压变小,且通过灯泡的电流变小,由 P = UI 可知,灯泡的实际功率变
小。故 D 正确,A、B、C 错误。
类型三 开关开闭类
学方法
①简化电路;②分析电路连接方式;③确定电表测量对象;④理清电路变化时,电阻、电流、
电压的变化关系;⑤分析电路各部分电功率的变化。
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6.如图所示,电源电压恒定,闭合开关 S ,小灯泡发光,再闭合开关 S ,则(灯丝电阻不变)
( )
A. 小灯泡变亮
B. 电流表示数变小
C. 电压表示数不变
D. 电压表与电流表示数的比值变大
答案:C
解析:先闭合开关 S ,电路为小灯泡的简单电路,小灯泡发光,电流表测通过灯泡的电流,
电压表测电源电压,再闭合开关 S ,灯泡与电阻并联,电流表测干路电流,电压表仍测量电
源电压,则电压表示数不变,故 C 正确;因并联电路各支路互不影响,所以灯泡的亮度不变,
故 A 错误;根据并联电路电流的规律可知,电流表示数变大,故 B 错误;因电压表示数不变,
电流表示数变大,所以电压表与电流表示数的比值变小,故 D 错误。
7.小灯泡的 I - U 图像如图甲所示,将小灯泡与定值电阻 R 并联,如图乙所示,只闭合开关 S ,
电流表的示数为 0.2 A;再闭合开关 S ,电流表的示数增加了 0.3 A 。则下列说法正确的是( )
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A. 电源电压为 2 V
B. 灯泡的功率为 9 W
C. 定值电阻的阻值为 15 Ω
D. 电路总功率为 15 W
答案:C
解析:由图乙可知,只闭合开关 S ,此时电路为电阻 R 的简单电路,电流表的示数为 0.2 A;
再闭合开关 S ,此时电路为 R 与小灯泡并联的电路,电流表测量干路电流;电流表的示数增
加了 0.3 A ,由并联电路的电流特点可知,通过小灯泡的电流为 0.3 A,由图甲可知,此时小
灯泡两端的电压为 3 V ,根据并联电路的电压特点可知,电源电压为 3 V,定值电阻两端的电
压为 3 V ,故 A 错误。灯泡的功率为 L = L L = 3 V × 0.3 A = 0.9 W ,故 B 错误。由欧姆定
律可知,定值电阻的阻值为 = = 3 V = 15 Ω ,故 C 正确。当开关都闭合时,干路电流为
1 0.2 A
= 1 + L = 0.2 A + 0.3 A = 0.5 A ,电路总功率为 = = 3 V × 0.5 A = 1.5 W ,故 D总 总 总
错误。
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8.如图甲所示的电路,电源电压为 12 V 且保持不变,R 为阻值未知的定值电阻,图乙是小灯
泡 L 和定值电阻 R 的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关 S 、S 和 S 时,小灯
泡 L 的实际功率为 P ,定值电阻 R 的功率为 P ,则 P:P = _____;当闭合开关 S 、断开开关
S 和 S 时,小灯泡的实际功率为 0.6 W,此时灯丝电阻为 R,则 R:R = _____。
答案:4:3 ,1:5
解析:由图甲可知,当同时闭合开关 S 、S 和 S 时,R 与灯泡并联,电源电压为 12 V 且保持
不变,根据图像知,通过灯泡的电流为 0.8 A,通过 R 的电流为 0.6 A ;根据 P = UI 可知,电
压相同时,电功率之比等于电流之比,则 P:P = I:I = 0.8 A:0.6 A = 4:3。当闭合开关S1、断开开关
S2和S3时, 2 与灯泡串联,小灯泡的实际功率为 0.6 W,根据图像知,灯泡两端的电压为 2 V ,
通过灯泡的电流为 0.3 A,灯泡的电功率正好为 0.6 W;由串联电路的电压规律可知电阻 2 两
端的电压为 2 = L = 12 V 2 V = 10 V ;根据串联电路的特点和欧姆定律知,串联电路
各部分的电压之比等于电阻之比,则 : 2 = L: 2 = 2 V:10 V = 1: 5 。
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类型四 综合类
9. 如图所示的电路,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A. 只闭合 S ,将滑片 P 向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比
值变小
B. 只闭合 S ,将滑片 P 向左移动,R 消耗的功率增大
C. 开关都闭合,将滑片 P 向左移动,电压表的示数变大,电流表的示数变小
D. 开关都闭合,将滑片 P 向左移动,L 消耗的功率不变,R 消耗的功率变小
答案:D
解析:由图知,只闭合 S ,R 、R 串联,电压表测 R 两端电压,电流表测电路中的电流。向
左移动滑片 P 时,R 连入电路中的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律知,电路中的电
流变小,电流表示数变小,由 P = I R 知,R 消耗的功率减小,由串联分压原理知,R 两端的
电压增大,R 两端的电压减小,因为串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,所以有
ΔU = ΔU ,由欧姆定律知,移动滑片前, 1两端的电压 1 = 1 1,移动滑片后, 1两端的电
压 = ,则有 = ( ) ,即Δ = Δ ,所以 = Δ 1 Δ 22 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 = , 为定值电Δ Δ 1
阻,即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故 A、B 错误。开关都闭合,
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9 物全 专题特训
L 与 2并联, 1 被短路,电压表测电源电压,电流表测干路电流,由并联电路的特点知,将滑
片 向左移动, 2 连入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,电路中的总电流变小,
所以电流表示数变小,电压表示数不变,并联电路中各支路互不影响,所以移动滑片,灯泡功
率不变,由 =
2
知, 2 消耗的功率变小,故 C 错误,D 正确。
动态电路计算
开关开闭 滑片移动 开关开闭+ 滑片移动
通过开关的开闭,使某个用 滑动变阻器一般与用电器串 在分析电路中有多
电器短路,或使某两个用电 联;因为串联电路中电流处处 个开关可以开闭,
器串联或并联。解题时注意 相等,所以求解电功率问题时 且滑动变阻器的滑
各用电器连接方式是否发生 多用 = 或 = 2 表示。 片并不固定的电路
改变,然后根据串、并联电 求电功率选用公式的原则是抓 时,可以画出各种
路中电流、电压、电阻、电 住不变量,例如“同一电阻” 状态的等效电路图
功率的规律进行求解 “电源电压不变”等 来简化电路问题
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(七)电功率动态电路分析
类型一 滑片移动类
1.如图所示的电路,闭合开关后,将滑片 P 向左移动时,以下说法正确的是( )
A. 灯泡 L 变亮
B. 电压表示数变大
C. 电流表 A 示数变大
D. 电路消耗的总功率变大
2.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑到左端
的过程中,R 、R 的 I - U 关系图像如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A. 电阻 R 的阻值为 30 Ω
B. 图线 A 是电阻 R 的 I - U 关系图像
C. 滑动变阻器 R 的最大电阻为 60 Ω
D. 电阻 R 的电功率变化范围为 0.8 W~16.2 W
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9 物全 专题特训
3.如图是人体身高测量仪的简化电路图,R 是定值电阻,R 是滑动变阻器,电源电压不变,滑
片会随所测身高上下移动。当开关闭合,被测身高增加时, 电流表的示数______,电压表的
示数______,定值电阻 R 消耗的功率______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
类型二 敏感电阻类
学方法
敏感电阻的阻值如何变化→ 总电阻如何变化→ 由于电源电压不变,导致电路中电流如何变
化 → 依据 = 分析不变的电阻两端的电压如何变化→ 依据 = 分
变化的电阻 总 不变的电阻
析变化的电阻两端的电压如何变化→ 电阻电功率如何变化。
4.如图是高铁上烟雾报警器的原理图,其中电源电压保持不变,R 为定值电阻、R 为光敏电阻。
当烟雾浓度变大时,光照强度变弱,光敏电阻的阻值变大。当有人抽烟时,下列说法正确的是
( )
A. 光敏电阻 R 的阻值减小
B. 电流表的示数增大
C. 电压表的示数增大
D. 整个电路消耗的总功率增大
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9 物全 专题特训
5.某光敏电阻 R 的阻值随光照强度变化的图线如图甲所示。把光敏电阻 R 接入图乙所示的电路
中,假设灯泡 L 的电阻保持不变,当开关 S 闭合,光照强度逐渐减弱时,下列判断中正确的
是( )
A. 电流表示数变大,灯 L 功率变大
B. 电压表示数变大,灯 L 功率变大
C. 电压表示数变小,灯 L 功率变小
D. 电流表示数变小,灯 L 功率变小
类型三 开关开闭类
学方法
①简化电路;②分析电路连接方式;③确定电表测量对象;④理清电路变化时,电阻、电流、
电压的变化关系;⑤分析电路各部分电功率的变化。
6.如图所示,电源电压恒定,闭合开关 S ,小灯泡发光,再闭合开关 S ,则(灯丝电阻不变)
( )
A. 小灯泡变亮
B. 电流表示数变小
C. 电压表示数不变
D. 电压表与电流表示数的比值变大
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7.小灯泡的 I - U 图像如图甲所示,将小灯泡与定值电阻 R 并联,如图乙所示,只闭合开关 S ,
电流表的示数为 0.2 A;再闭合开关 S ,电流表的示数增加了 0.3 A 。则下列说法正确的是( )
A. 电源电压为 2 V B. 灯泡的功率为 9 W
C. 定值电阻的阻值为 15 Ω D. 电路总功率为 15 W
8.如图甲所示的电路,电源电压为 12 V 且保持不变,R 为阻值未知的定值电阻,图乙是小灯
泡 L 和定值电阻 R 的电流随它们两端电压变化的图像。当同时闭合开关 S 、S 和 S 时,小灯
泡 L 的实际功率为 P ,定值电阻 R 的功率为 P ,则 P:P = _____;当闭合开关 S 、断开开关
S 和 S 时,小灯泡的实际功率为 0.6 W,此时灯丝电阻为 R,则 R:R = _____。
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类型四 综合类
9. 如图所示的电路,电源电压不变。下列说法正确的是( )
A. 只闭合 S ,将滑片 P 向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比
值变小
B. 只闭合 S ,将滑片 P 向左移动,R 消耗的功率增大
C. 开关都闭合,将滑片 P 向左移动,电压表的示数变大,电流表的示数变小
D. 开关都闭合,将滑片 P 向左移动,L 消耗的功率不变,R 消耗的功率变小
动态电路计算
开关开闭 滑片移动 开关开闭+ 滑片移动
通过开关的开闭,使某个用 滑动变阻器一般与用电器串 在分析电路中有多
电器短路,或使某两个用电 联;因为串联电路中电流处处 个开关可以开闭,
器串联或并联。解题时注意 相等,所以求解电功率问题时 且滑动变阻器的滑
各用电器连接方式是否发生 多用 = 或 = 2 表示。 片并不固定的电路
改变,然后根据串、并联电 求电功率选用公式的原则是抓 时,可以画出各种
路中电流、电压、电阻、电 住不变量,例如“同一电阻” 状态的等效电路图
功率的规律进行求解 “电源电压不变”等 来简化电路问题
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