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电路故障及动态电路专题练习
知识梳理
一、电路故障分析
1.根据电表示数进行判断
2.利用导线(或电流表)判断电路具体故障
电路中无电流(或灯泡不发光),将电流表(或导线)直接接在某两点间,若电流表有示数(或灯泡发光),说明这两点之间存在断路,后用电压表判断电路具体故障.
3.利用电压表判断电路具体故障
电路中无电流(或电流表和电压表均无示数),另取一电压表并联在电路某两点间,若此电压表有示数,说明与其并联部分发生断路.
二、动态电路分析
1.滑动变阻器滑片移动一起的动态电路分析
(1)判断电路连接方式;
(2)判断电表的测量对象;
(3)依据滑片移动情况判断相关物理量.
2.敏感电阻引起的动态电路分析
(1)先从原电路中抽象出滑动变阻器;
(2)从题干了解外界因素引起的阻值变化情况;
(3)判断电表示数变化;
(4)电表代表实际量的变化.
3.多开关通断引起的动态动态电路分析
(1)确定开关状态改变前后电路的连接情况并画出简化电路图;
(2)判断改变开关状态后相关物理量及灯泡亮度的变化情况.
题型专练
题型1 电路故障分析
1.(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.灯泡断路
【答案】AD
【知识点】用电压表检测电路故障
【详解】根据题意可知,电压表无示数,一是电压表并联部分短路,即灯泡短路,二是电压表两接线柱到电源两极中间某处断路,即灯泡断路,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
2.在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得和两端的电压均为,则故障可能是( )
A.灯断路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯短路
【答案】A
【知识点】用电压表检测电路故障
【详解】由电路图可知,灯L1与L2串联,闭合开关后两灯均不亮,说明电路出现断路故障。若用电压表测得ab两端的电压为4.5V,说明电压表的正负接线柱与电源的正负极形成通路,则电路中与电压表并联的L1断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路
C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
【答案】C
【知识点】电压表有示数而电流表无示数时的故障、短路的电路连接情况及短路的危害、电流表正常而电压表无示数时的故障、断路的电路连接情况及电路特点
【详解】根据电路图进行分析,电流表所测量的电流为L1的电流,电压表测量的是电源的电压。如果L1断路,此时电压表不变,电流表示数减小。如果灯泡L1短路,电流表示数变大。灯泡L2断路后,电流表电压表示数都不变。如果灯泡L2短路,电流表将没有示数。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
【答案】B
【知识点】短路的电路连接情况及短路的危害、断路的电路连接情况及电路特点
【详解】A.若是灯泡L1短路,由电路图可知,此时电路中只有灯泡L2接入电路,电流表测电路中电流,电压表V1与V2均测量电源电压,则三电表均有示数,故A错误;
B.若是灯泡L2短路,只有灯泡L1接入电路,此时电压表V2示数为零,电压表V1测电源电压,电流表测电路中电流,此时只有两个电表的指针发生偏转,故B正确;
C.若是灯泡L1断路,此时电路处于断路状态,电流表示数为零,电压表V1测电源电压,电压表V2未接入电路,无示数,此时只有一个电表的指针发生偏转,故C错误;
D.若是灯泡L2断路,此时电路处于断路状态,电流表无示数,电压表V1与V2均测量电源电压,此时两电表有示数,但由B中分析可知,不是只有这一种情况,故D错误。
故选B。
5.小明按图连接实物电路,闭合开关,小灯泡不亮,经老师研判,告诉小明电路在a、b之间发生了断路。小明设计了如下三种方法进一步判断:①断开开关,将电压表接在a、b两点,闭合开关,电压表有示数说明a、b之间断路。②断开开关,将电流表接在a、b两点,闭合开关,电流表有示数说明a、b之间断路。③断开开关,将与L相同的完好小灯泡接在a、b两点,闭合开关,小灯泡发光说明a、b之间断路。其中可行的方法是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
【答案】C
【知识点】用电压表检测电路故障、电压表的结构与使用方法、用电流表检测电路故障
【详解】①断开开关,将电压表接在a、b两点,闭合开关,电压表有示数,说明有电流经过电池、电压表、开关回到负极,说明ab间断路,若ab间发生短路,则电压表无示数,故①可行;
②断开开关,将电流表接在a、b两点,闭合开关,电流表有示数,但此时发生电源短路,造成危险,故②不可行;
③断开开关,将与L相同的完好小灯泡接在a、b两点,闭合开关,小灯泡发光,说明加入的电灯泡所在的电路是通路,a、b存在问题,若ab间短路,则加入的灯泡被短路,不发光,若ab间断路,则加入的灯泡发光,符合题意,故③可行;
故综上所述,①③可行,C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
6.如图所示,闭合开关,灯、均不亮,小华用电压表去判断电路故障,当他将电压表接在两端时,电压表无示数;当他将电压表接在两端时,电压表有示数,由此可以判断( )
A.灯断路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯短路
【答案】B
【知识点】用电压表检测电路故障
【详解】若灯或灯发生短路,则闭合开关,没有短路的灯仍然能发光,因此不是短路;闭合开关,灯、均不亮,说明电路发生断路,小华将电压表接在两端时,电压表无示数,说明电压表不能与电源形成通路,因此故障可能是灯断路,当他将电压表接在两端时,电压表有示数,说明电压表与电源形成通路,说明灯没有断路,所以是灯断路。故ACD不符合题意,B符合题意,。
故选B。
7.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电压表示数不变,电流表示数几乎为零,由此判断发生故障的原因可能是 。
【答案】L2断路
【知识点】电压表有示数而电流表无示数时的故障
【详解】由电路图可知,灯泡L1、L2并联,电流表测通过L2的电流。一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,即另一个灯泡仍能工作,说明电路故障为某处断路;电压表示数不变,说明电压表两接线柱到电源两极的电路是通路,电流表示数几乎为零,则发生故障的原因可能是L2断路。
题型2 滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析
8.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大
D.电压表V与电流表示数的比值变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态分析
【详解】ABC.由图得,闭合开关S,R、R0并联,电流表A2测量R0电流,电流表A1测量干路电流,所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量电源电压,则R0、R电压等于电源电压。滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表A1示数变大,A2示数不变,故AB错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数变大,则电压表V的示数与电流表示数的比值变小,故D错误。
故选C。
9.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V示数变小
B.电流表A示数变小,电压表V示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V示数不变
D.电流表A示数变小,电压表V示数不变
【答案】A
【知识点】欧姆定律的简单计算、串联电路的电压规律及应用、含有变阻器电路的动态分析
【详解】由电路图可知,R和滑动变阻器R'串联,电压表V测R'两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S闭合,滑片由向左端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大;由U=IR可知,R两端电压变大;因串联电路总电压等于各分电压之和,所以由滑动变阻器R'两端的电压会变小,即电压表V读数会变小。故A正确,BCD错误。
故选A。
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变
B.电流表的示数变小
C.电压表V的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
【答案】D
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态分析
【详解】由图可知,滑动变阻器与定值电阻并联,电压表测电源电压,由于电源电压不变,则电压表的示数不变;电流表A测干路电流,电流表A1测通过变阻器的电流;当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定可知通过变阻器的电流变大,即电流表A1的示数变大;因为滑片移动不影响R1支路的电流,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可以判断干路的电流变大,即电流表A的示数变大;因电流表A的示数变大,电压表V的示数不变,则电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小,故D正确,ABC错误。
故选D。
11.如图所示的电路中,、是两只规格相同的小灯泡,R是滑动变阻器。开始时,滑动变阻器的滑片P位于中点位置。当S闭合后,两只小灯泡都发光。将滑片P向左移动时,下列关于小灯泡、亮度的变化情况,判断正确的是( )
A.变暗 B.变暗 C.、均变暗 D.、均变亮
【答案】B
【知识点】动态电路中电功率的变化分析
【详解】当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,并联部分电阻变小,电路的总电阻变小;则由欧姆定律可知,电路中电流增大;则流过L1的电流增大;故L1变亮。因总电流增大,则L1两端的电压增大,故并联部分电压减小,灯泡电阻不变,根据可知,灯泡L2的功率减小,故灯泡L2变暗。故B正确,ACD错误。
故选B。
题型3 敏感电阻引起的动态电路分析
12.如图所示,电源电压不变,是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增强而减小。闭合开关S后,保持阻值不变,当光照强度增大时( )
A.通过的电流变大 B.的电压减小
C.的电流减小 D.电流表示数变大
【答案】D
【知识点】串联电路的电流规律、含有敏感电阻的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】AC.图中光敏电阻R1和变阻器R2并联,当光照强度增大时,R1的阻值减小,R1支路的电流变大,但不影响另一支路的电流大小,所以通过的电流不变,故AC不符合题意;
B.当光照强度增大时,R1的阻值减小,电源电压不变,两电阻并联,并联电路中,各支路两端电压等于电源电压,则R1两端的电压不变,故B不符合题意;
D.当光照强度增大时,R1的阻值减小,则R1所在支路的电流变大,由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数变大,故D符合题意。
故选D。
13.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,闭合开关,当R周围酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
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不变 D.电路消耗的总功率变大
【答案】D
【知识点】动态电路中电功率的变化分析、含有敏感电阻的动态分析
【详解】由图甲可知,R0与R并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压。
A.由图乙可知,当R周围酒精浓度增加时,R的阻值变小,根据欧姆定律可知,通过R的电流变大,而通过R0的电流不变,则干路电流变大,即电流表示数变大,故A错误。
B.由于并联电路的总电压与各支路两端的电压相等,电源电压不变,则电压表示数不变,故B错误。
C.电压表示数不变,电流表示数变大,则电压表与电流表示数的比值变小,故C错误。
D.电源电压不变,干路电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确。
故选D。
14.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S,当热敏电阻的温度降低时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数与电流表A的示数之比不变
【答案】D
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】由电路图可知,定值电阻R和热敏电阻串联,电流表A测量电路中的电流。电压表测量热敏电阻两端的电压,电压表测量定值电阻R两端的电压。根据题意可知,当热敏电阻的温度降低时,其阻值增大,则电路的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,所以电流表A的示数变小。由可知,定值电阻R两端的电压减小,即电压表示数减小。电源电压U保持不变,由串联电路电压特点可知,热敏电阻两端电压增大,即示数增大。电压表的示数与电流表A的示数之比等于定值电阻R的阻值,所以这个比值保持不变。故ABC错误,D正确。
故选D。
15.综合实践活动小组的同学们设计并制作了简易风速仪,其内部电路如图甲所示,电源电压为6V,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻,迎风板是轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,R1为压力传感器,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图乙所示,风力与风速的关系如下表,下列判断正确的是( )
风速v/(m/s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
风力F/N 0 1 4 9 16 25 36 49 64
A.R1的阻值随压力F的增大而增大
B.风速增大时,电压表和电流表示数的比值不变
C.风速为2m/s时,R1的阻值为24Ω
D.电流表示数为0.15A时可标注风速为0m/s
【答案】D
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析
【详解】A.根据图乙可知,R1的阻值随压力F的增大而减小,故A错误;
B.由甲图可知,闭合开关S,R1与R0串联,电压表测的是R1两端的电压,电流表测的R1的电流,则,即电压表和电流表示数的比值就等于R1的阻值,风速增大时,压力增大,R1的阻值变小,故电压表和电流表示数的比值变小,故B错误;
C.风速为2m/s时,根据表格可知,压力F=4N,由图乙可知,R1的阻值为22Ω,故C错误;
D.电流表示数为0.15A时,电路总电阻
由图乙可知,时,压力F=0N,结合表格可知风速为0m/s,故D正确。
故选D。
16.如图甲所示是一种家用天然气泄漏报警的装置,其内部简化电路图如图乙所示,其中电源电压为4.5V,是定值电阻,阻值为,是天然气气敏电阻,其阻值与空气中天然气浓度变化规律如下表,报警器(可看成电压表)采集AB间输出的电压,该电压等于或大于3V时报警。则当AB间电压刚好达到报警电压时,求:
天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
60 40 30 26 24 22
(1)电路中的电流 ;
(2)空气中天然气的浓度 ;
(3)若要使报警器在天然气浓度更低时报警,可以采用的方法有 (写出一种即可)。
【答案】(1)0.05A
(2)4%
(3)增大R0的阻值(或增大电源电压、降低报警电压)
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】(1)由图乙可知,报警器(电压表)与定值电阻R0并联,测量R0两端的电压。当AB间电压刚好达到报警电压时,R0两端的电压。根据欧姆定律,此时电路中的电流为
(2)当电路中电流时,电阻R0和Rx串联。根据串联电路电压规律,气敏电阻R 两端的电压为
根据欧姆定律,此时气敏电阻R 的阻值为
根据表格可知,当时,对应的天然气浓度为4%。
(3)若要使报警器在天然气浓度更低时报警,由表格可知,更低的天然气浓度对应着更大的气敏电阻R 值。报警器报警的条件是R0两端的电压U0达到3V。根据串联电路分压原理,R0两端的电压为
要使报警器在R 值更大(即天然气浓度更低)的情况下,U0仍然能达到3V,可以采取的方法:增大R0的阻值。在U和R 不变的情况下,增大R0会使R0在总电阻中所占的比例增大,从而分得的电压U0增大。因此,在R 值较大时,U0也能达到报警电压。
17.噪声污染是当代社会四大污染之一,小初设计了一个如甲图所示检测噪声强弱的电路。电源电压恒定,R0为定值电阻,声敏电阻R的阻值随声音强弱变化的关系如乙图所示。在某次检测中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。当噪声为80dB时,声敏电阻 R 的阻值为 Ω,电源电压是 V,若电流表的测量范围为0~0.6A,则此电路能检测的最强声音为 dB。
【答案】 10 6 120
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】[1][2]分析电路可知,定值电阻和声敏电阻串联,电流表测电路电流。由乙图可知,当噪声为80dB时,从图中可知,声敏电阻阻值为10Ω,此时电流表示数为0.4A,则电源电压为
当噪声为50dB时,声敏电阻阻值为25Ω,此时电流表示数为0.2A,则电源电压为
联立两式,解得定值电阻
电源电压
[3]从图中可知,声音越强,声敏电阻的阻值越小,总电阻越小,根据欧姆定律可知电路电流越大,若电流表的测量范围为0~0.6A,则电流最大值为0.6A,根据欧姆定律可知总电阻
根据电阻串联的特点可知,声敏电阻的阻值
从图中可知此电路能检测的最强声音为120dB。
题型4 多开关通断引起的动态电路分析
18.如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合,电阻R与灯泡L并联
B.只闭合,电压表测量电阻R两端电压
C.先闭合,再闭合,灯泡L亮度变大
D.先闭合,再闭合,电流表示数变大
【答案】C
【知识点】判断电压表的测量对象、欧姆定律的简单计算、并联电路的电流规律、辨析电路的串并联
【详解】AB.只闭合,电路依次经过电阻R与灯泡L回到负极,电阻R与灯泡L串联,电压表并联在电源两端,测电源电压,故AB错误;
CD.先闭合,电阻R与灯泡L串联,电流表测电路电流,有示数,再闭合,电阻R与电流表被短路,则电流表无示数,所以电流表示数变小,总电阻变小,根据,电路中电流变大,则灯泡L亮度变大,故C正确,D错误。
故选C。
19.(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合S1和S2,灯泡L1和L2均能正常发光,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合S1,电压表可以测量出电源两端的电压
B.只闭合S1,电流表可以测量出通过L2的电流
C.先闭合S1,再闭合S2,L1的亮度不变
D.先闭合S1,再闭合S2,电流表和电压表的示数均不变
【答案】ACD
【知识点】判断电压表的测量对象、并联电路的电流规律
【详解】AB.只闭合S1,电流表与L1串联,测L1电流,电压表测电源电压,故A正确,B错误;
CD.先闭合S1,再闭合S2,L1与L2并联,电流表与L1串联,测L1电流,根据并联电路相互不影响的特点,通过L1电流不变,电流表示数不变,L1亮度不变,电压表测电源电压,示数不变,故CD正确。
故选ACD。
20.如图所示,闭合开关、断开开关,电流表和电压表均有示数。若同时闭合开关和,则对比只闭合开关时( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
【答案】B
【知识点】多开关通断引起的动态分析
【详解】闭合开关S1、断开开关S2,L1和L2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端的电压;若同时闭合开关S1和S2,L2被短路,电路为L1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量电源电压,根据串联电路的电压规律,可知电压表示数变大。L1、L2串联的总电阻大于L1的电阻,根据欧姆定律,可知电路中的电流变大,即电流表示数变大。
故选B。
21.在如图所示电路中,先仅闭合开关S,再闭合开关S1,观察发现电流表A的示数 ;电流表A2的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 不变
【知识点】判断电流表测量的对象、并联电路的电流规律、多开关通断引起的动态分析
【详解】[1][2]当仅闭合开关S时,串联电路中只有灯泡L2,电流表A和电流表A2都测串联电路电流,且
再闭合开关S1时,此时灯泡L1和灯泡L2并联,电流表A测干路电流,电流表A2测灯泡L2支路电流,根据并联电路电流的特点,则有,
所以,,因此闭合开关S1前后,电流表A的示数变大,电流表A2的示数不变。
22.如图所示的电路中,先断开,同时闭合和,两电表均有示数;再断开和并闭合,则电流表示数变 ,电压表示数变 。
【答案】 小 小
【知识点】欧姆定律的简单计算、多开关通断引起的动态分析
【详解】[1][2]如图所示,当断开,闭合开关和时,电路为并联电路,此时电压表测量电源电压,电流表测量干路电流。当断开和,闭合开关时,电路为串联电路,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路总电流。故前后两次中,电压表第一次测量电源电压,第二次测量串联电路中单个用电器的电压,所以电压表示数减小。电流表第一次测量并联电路中的总电流,第二次测量串联电路电流,因为两定值电阻并联后,总电阻较小,所以由可知并联时电流表的示数较大,因此电流表的示数也减小。
23.如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,再闭合S2,电压表的示数将 ,电流表的示数将 。
【答案】 变大 变大
【知识点】串联电路的电流规律、多开关通断引起的动态分析、串联电路的电压规律及应用
【详解】[1][2]先闭合开关S1,电阻、串联,电压表V测两端的电压,电流表测串联电路的电流,再闭合S2时,电阻短路,电路中只有电阻,电压表V测两端的电压,也是电源电压U,所以电压表的示数变大。此时电路中总电阻变小,根据欧姆定律,电路中电流变大,即电流表示数也将变大。
题型5 滑动变阻器结合多开关通断引起的动态电路分析
24.如图所示,电源电压保持不变。以下判断正确的是( )
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,灯泡L和电阻R并联
B.只闭合开关S2、S3时,灯泡L不发光
C.只闭合开关S2时,滑片P向右移动,灯泡L变暗
D.只闭合开关S1、S3时,滑片P向右移动,电压表示数变小
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、辨析电路的串并联
【详解】A.同时闭合开关S1、S2、S3时,电路短路,故A错误;
B.只闭合开关S2、S3时,电阻R短路,灯泡L接入电路,能发光,故B错误;
C.只闭合开关S2时,灯泡L和电阻R串联,滑片P向右移动,电阻变大,灯泡L变暗,故C正确;
D.只闭合开关S1、S3时,灯泡L和电阻R并联,滑片P向右移动,电压表示数不变,故D错误。
故选C。
25.如图所示,电路的电源电压恒为6V,灯泡L标有“2.5V 0.5W”的字样,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2、S3,将会造成电源短路,烧坏电流表
B.同时闭合S2、S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小
C.只闭合S3,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光
D.只闭合S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会变大
【答案】C
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算、用电器的并联
【详解】A.同时闭合S1、S2、S3时,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,所以,不会造成电源短路,不会烧坏电流表,故A错误;
B.同时闭合S2、S3时,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故B错误;
C.只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,由电路图可知,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~0.6A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正常发光时的电压UL=2.5V,所以,此时滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V<15V
电压表安全,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流
电流表安全,滑动变阻器接入电路中的电阻
所以,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光,故C正确;
D.只闭合S3时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端分得的电压变小,即电压表的示数变小,故D错误。
故选C。
26.如图所示,电源电压为6V,灯泡规格为“3V 0.5A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,当S、都闭合时,滑动变阻器的滑片处在中点时,灯泡恰好正常发光,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω;若再将断开,电压表示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),此时把滑片向右移动,灯泡亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】 12 变小 不变
【知识点】欧姆定律的简单计算、多开关通断引起的动态分析、含有变阻器电路的动态分析
【详解】[1]当S、都闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量电源电压,所以电压表示数为6V;滑动变阻器的滑片处在中点时,灯泡恰好正常发光,此时电路中的电流为0.5A,此时滑动变阻器接入电路的电阻
则滑动变阻器的最大阻值
[2]若再将断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量的是滑片右侧与灯泡两端的总电压,根据串联电路的电压规律可知,此时电压表示数小于电源电压,所以电压表示数变小。
[3]把滑片向右移动,由于电压表所在电路相当于断路,此时电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流不变,通过灯泡的电流不变,灯泡亮度不变。
27.如图甲所示,电源电压不变,只闭合开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端的过程中,电流表A1和电压表V1的示数变化关系如图乙所示,则电源电压为 V;断开开关S1、S2,若将电压表V1换成电流表A2,将电压表V2换成电流表A3,滑动变阻器移到最右端,所有开关都闭合时,A2的示数为0.8A,A3的示数为0.9A,若将其中两个电阻对调,其余位置不变,此时有一只电流表的示数变为0.5A,则A1的示数为 A。
【答案】 3 1.1
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、多开关通断引起的动态分析、串联电路的电压规律及应用、并联电路的电压规律及应用
【详解】[1][2]由图甲可知,只闭合开关S1、S2,则电阻R1、R2、R3串联,电压表V1测R1、R2两端电压之和,将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端,电流表A1和电压表V1的示数变化关系如图乙所示,当U=1.5V,I=0.1A,此时滑动变阻器R3阻值最大,可列等式:U电=1.5V+0.1A×R3
当U=3V,I=0.2A,此时滑动变阻器R3阻值最小为0,可列等式:U电=3V,可解得R3=15Ω,当把电压表V1换成电流表A2,电压表V2换成电流表A3,开关全部闭合,此时三个电阻并联,A1测总电流,A2测通过R2和R3的电流之和0.8A,A3测通过R1和R2的电流之和0.9A,因为电源电压为3V,R3电阻为15Ω,所以通过R3的电流为
所以通过R2的电流为I2=0.8A-0.2A=0.6A
通过R1的电流为I1=0.9A-0.6A=0.3A
若将其中两个电阻对调,其余位置不变,并不会影响到通过各个电阻的电流大小,故不会影响到A1的示数,故A1的示数为I=I1+I2+I3=0.3A+0.6A+0.2A=1.1A
题型6 滑动变阻器引起的动态电路计算
28.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的U-I线如图乙所示,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是( )
A.9V、10Ω B.9V、30Ω C.18V、30Ω D.18V、10Ω
【答案】C
【知识点】含有变阻器电路的动态计算
【详解】由电路图可以看出R1、R2串联,电压表测变阻器R2两端电压。由图乙可以看出,滑片在a点时,电流表示数为,电压表示数为;滑片在b点时,电流表示数为,电压表示数为。根据电源电压不变可列出方程
带入数值
解方程得
电源电压
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
29.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示,滑片P在最左端时电流和的阻值( )
A.0.2A 10Ω B.0.2A 30Ω
C.0.4A 30Ω D.0.4A 10Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、串联电路的电压规律及应用
【详解】由甲图可知,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测两端的电压,电压表测变阻器两端的电压。由乙图可知当电路中的电流为0.4A时,两电压表的示数都为4V,因串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以电源电压为8V,此时电阻的阻值为
根据可知,当电路中电流增大时,定值电阻两端的电压增大,由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压减小。所以,图乙中,斜向上的图线是电压表随电流表示数变化的图象,斜向下的图线为电压表随电流表示数变化的图象。当滑片P在最左端时,变阻器连入电路的电阻最大时,电路中电流最小,由串联分压规律可知此时变阻器两端的电压最大。由图乙可知,变阻器两端的电压最大为6V,则此时定值电阻两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的最大值为
故选B。
30.如图是小明学习了并联电路知识后设计的电路图,电阻的阻值为,只闭合开关时,电流表的示数为0.2A。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压U;
(2)此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)若电流表的测量范围是0~0.6A,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
【答案】(1)4V
(2)40Ω
(3)10Ω
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、并联电路的电流规律、并联电路的电压规律及应用
【详解】(1)当只闭合开关时,电路为的简单电路,电流表测量通过的电流。根据欧姆定律,电源电压U为
(2)当同时闭合开关、S 时,电阻和滑动变阻器并联,电流表测量干路电流I。根据并联电路的特点,各支路独立工作,互不影响,所以通过的电流不变,仍为0.2A。通过滑动变阻器的电流为
根据并联电路中各支路两端的电压相等,可知滑动变阻器两端的电压等于电源电压U,即
此时滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)电流表的测量范围是0~0.6A,所以干路中的最大电流。因为支路的电流不变,所以允许通过滑动变阻器的最大电流为
此时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,其最小阻值为
题型7 敏感电阻引起的动态电路计算
31.如图甲,虚线框内为供电电路(未画出),能输出恒定不变的电流,R0为定值电阻,调节电阻箱R,作出电流表、电阻箱示数变化图像,下列说法中正确的是( )
A.实验中,通过R0的电流保持不变 B.R0的阻值为10欧
C.电流表的示数与电阻箱阻值成反比 D.电源供电电流为6A
【答案】D
【知识点】含有变阻器电路的动态计算
【详解】由图甲可知,R0与电阻箱R并联,供电电路输出恒定电流I总,电流表测通过R的电流I。
A.并联电路中,各支路电压相等()。调节R时,R的阻值变化会导致支路电压U变化,因此通过R0的电流也会变化,故 A错误;
BD.由图乙可知,当R=16Ω时,I=2A,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压
即①
当R′=4Ω时,I′=4A,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压
即②
联立①②可得:R0=8Ω,I总=6A,故B错误,D正确;
C.根据,可得
其中R0与I总为定值,则电流表的示数与电阻箱阻值不成反比,故 C错误。
故选 D。
32.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,的电阻为30Ω,其中电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
B.电阻丝的最大阻值为90Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是25cm
【答案】B
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算
【详解】A.由图得,R1与R2的最大电阻串联,电流表测量电路的电流,电压表测量R2的PB部分的电压,滑片移动过程中,电路电阻不变,电路电流不变,电流表示数不变,因此电流表示数的大小不能反映被测试者的成绩,故A不符合题意;
B.由欧姆定律得,电路中的总电阻为
电阻丝的最大阻值为,故B符合题意;
C.由欧姆定律得,挡板P在A端时电压表的示数为,故C不符合题意;
D.电压表示数为3V时,由欧姆定律得,PB段电阻的阻值为
被测试者的成绩是,故D不符合题意。
故选B。
33.国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R2=20Ω。酒精传感器R1的电阻值随酒精气体浓度的变 化关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤ 酒精浓度≤0.8mg/mL) 求:
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL 时,电流表示数;
(2)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
【答案】(1)0.15A
(2)被检测者属于酒驾
【知识点】含有变阻器电路的动态计算
【详解】(1)由电路图甲可知,酒精气体传感器R1与定值电阻R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R1两端的电压。根据图乙可知,当酒精气体浓度为0.3mg/mL时,酒精气体传感器R1的电阻为20Ω。此时电路的总电阻
电路中的电流,即电流表的示数
(2)当电压表示数为2V时,即R1两端的电压,根据串联电路的电压规律,R2两端的电压
此时电路中的电流为
此时酒精气体传感器R1的电阻
由图乙可知,当R1的电阻为10Ω时,对应的酒精气体浓度为0.8mg/mL。根据题中给出的酒驾标准,此时的酒精浓度0.8mg/mL在酒驾标准范围内。因此,被检测者属于酒驾。
题型8 多开关通断引起的动态电路计算
34.如图所示,电源电压恒为12V,R0=20Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电流表的量程为“0~3A”,小灯泡上标有“4V,2W”的字样,灯丝电阻保持不变,为保证电路各元件正常安全使用,则( )
A.当闭合S,断开S1、S2时,滑动变阻器接入电路的最小值是12Ω
B.当闭合S,断开S1、S2时,滑动变阻器的电功率最大值为4.5W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最大值为19.2W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器的阻值取值范围是16Ω~20Ω
【答案】C
【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算
【详解】AB.当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路;由P=UI可知,小灯泡正常发光时电流
为保证电路安全,该串联电路最大电流Imax=I额=0.5A,此时滑动变阻器接入电路阻值最小;由串联电路电压规律可知,滑动变阻器两端电压UP=U-U额=12V-4V=8V
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路最小阻值
小灯泡的电阻
滑动变阻器的功率
当R滑=RL=8Ω时,P滑最大,最大值为
但此时小灯泡和滑动变阻器平分电源电压,UL′=6V>4V,小灯泡会烧坏,所以滑动变阻器的最大功率不是4.5W,故AB不符合题意;
C.当S、S1、S2都闭合时,小灯泡被短路,定值电阻R0与滑动变阻器并联接入电路,电流表测量干路电流,通过定值电阻的电流为
因为电流表量程为0~3A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以干路中的最大电流I并=0.6A+1A=1.6A
电路消耗的总功率最大值P并=UI并=12V×1.6A=19.2W
故C符合题意;
D.当S、S1、S2都闭合时,小灯泡被短路,定值电阻R0与滑动变阻器并联接入电路,电流表测量干路电流;滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,所以通过滑动变阻器的最大电流为1A,滑动变阻器接入并联电路的最小阻值
滑动变阻器接入电路的阻值越大,电路中的总电流越小,则最大阻值为20Ω。所以滑动变阻器的阻值取值范围是12Ω~20Ω,故D不符合题意。
故选C。
35.如图甲所示,电源电压U保持不变,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中,得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示;闭合开关S1、S2、S3,滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表的示数为1.5A,R3=2R1。下列判断正确的是( )
A.电源电压U为4V
B.R0的最大阻值为
C.滑动变阻器的滑片在最左端时,通过闭合不同开关,整个电路的最大电流为1.7A
D.滑动变阻器的滑片在最左端时,通过闭合不同开关,整个电路的最小电流为0.2A
【答案】D
【知识点】含有变阻器电路的动态计算、应用欧姆定律求范围、多开关通断引起的动态分析、欧姆定律在图像中的应用、含有变阻器电路的动态分析
【详解】A.当只闭合开关S1时,滑动变阻器R0和电阻R1串联,电压表测量的是R1两端的电压,滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中,由图乙图像可知,R1和R0的最大阻值串联时,R1两端的电压为2.5V,R1和R0的一半阻值串联时,R1两端的电压为4V,则电源电压U肯定大于4V,故A错误;
B.由图乙图像可求得,电阻R1阻值
由串联电路知识,R1和R0的最大阻值串联时,电源电压
R1和R0的一半阻值串联时,电源电压
解得电源电压U=10V,R0的最大阻值,故B错误;
CD.闭合开关S1、S2、S3,滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器阻值为0,电路为电阻R1、R2和R3的并联电路,R3=2R1=20Ω,电流表测R1和R2支路的电流之和
R1支路的电流
则R2支路的电流
电阻R2阻值
当滑动变阻器的滑片在最左端时,滑动变阻器阻值为0,整个电路的最大电流出现在三个电阻并联(闭合开关S1、S2、S3)之时,最大电流
整个电路的最小电流出现在三个电阻串联(闭合开关S2,断开S1、S3)之时,最小电流
故C错误,D正确。
故选D。
36.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,其铭牌上标有“24Ω 1A”字样,为定值电阻,其阻值为12Ω。小灯泡L标有“12V 24Ω”的字样,小灯泡的阻值不随温度的变化而变化。电压表量程为0~3V,电流表的量程为0~3A,当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,此时小灯泡正常发光,求:
(1)小灯泡正常发光的电流;
(2)当开关和都闭合,断开时,当电流表A的示数为2A时,接入的阻值;
(3)当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,电流表的示数。
【答案】(1)0.5A
(2)12Ω
(3)2A
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、并联电路的电流规律
【详解】(1)当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,电阻R1、R2和灯泡并联接入电路,小灯泡L正常发光时,其两端电压为额定电压12V,则电源电压为12V;灯泡电阻为24Ω,根据欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电流
(2)当开关和都闭合,断开时,电阻R1和R2并联接入电路,小灯泡L所在支路断开;此时,电流表测量的是干路电流,示数为2A。 通过R2的电流
根据并联电路的电流特点,通过R1的电流
此时,R1接入电路的阻值
(3)当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,电阻R1、R2和灯泡并联接入电路,此时滑动变阻器接入电路的电阻为最大值24Ω。电流表测量干路的总电流。通过小灯泡L的电流0.5A。通过R1的电流
通过R2的电流
根据并联电路的电流特点,干路电流I'总=IL+I'1+I2=0.5A+0.5A+1A=2A
37.如图甲所示电路,电源电压和灯泡电阻保持不变。定值电阻,灯泡L上标有“6V,0.5A”字样,电压表和电流表所选用的量程分别为0~15V和0~0.6A。仅闭合开关,滑片P从左端滑到中点时,电流表示数为0.5A,该过程中两表示数如图乙所示。求:
(1)灯泡电阻;
(2)电源电压;
(3)仅闭合,移动滑片P,在电路安全的情况下,求电路中的最大电流和最小电流之比。
【答案】(1)12Ω
(2)18V
(3)12:5
【知识点】欧姆定律的简单计算、含有变阻器电路的动态计算、串联电路的电压规律及应用
【详解】(1)根据灯泡L上标有“6V,0.5A”字样,可知灯泡的额定电压UL额为6V,额定电流IL额为0.5A,根据欧姆定律,灯泡的电阻为
(2)当仅闭合开关S1、S4时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量滑动变阻器R2两端的电压,由题意和图乙可知,当滑片P滑到中点时,电路中的电流I为0.5A,滑动变阻器两端的电压U2为12V。此时,灯泡两端的电压为UL=IRL=0.5A×12Ω=6V
根据串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律,电源电压为U=UL+U2=6V+12V=18V
(3)首先计算滑动变阻器的最大阻值。由上一问可知,当滑片P在中点时,接入电路的电阻为
所以,滑动变阻器的最大阻值R2max=2×R2中=2×24Ω=48Ω
当仅闭合开关S2、S3时,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量R1两端的电压。滑动变阻器接入电路的阻值范围为0~48Ω,电路的总电阻
为了保证电路安全,电路中的电流需要满足以下条件
① 电流表量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流I≤0.6A
② 电压表量程为0~15V,测量R1两端电压,所以
即
综合①和②,电路中的最大安全电流为Imax=0.6A
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,此时电路中的总电阻为
电路中的最小电流为
此电流未超过电表量程,是安全的。
因此,电路中最大电流和最小电流之比为Imax:Imin=0.6A:0.25A=60:25=12:5
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电路故障及动态电路专题练习
知识梳理
一、电路故障分析
1.根据电表示数进行判断
2.利用导线(或电流表)判断电路具体故障
电路中无电流(或灯泡不发光),将电流表(或导线)直接接在某两点间,若电流表有示数(或灯泡发光),说明这两点之间存在断路,后用电压表判断电路具体故障.
3.利用电压表判断电路具体故障
电路中无电流(或电流表和电压表均无示数),另取一电压表并联在电路某两点间,若此电压表有示数,说明与其并联部分发生断路.
二、动态电路分析
1.滑动变阻器滑片移动一起的动态电路分析
(1)判断电路连接方式;
(2)判断电表的测量对象;
(3)依据滑片移动情况判断相关物理量.
2.敏感电阻引起的动态电路分析
(1)先从原电路中抽象出滑动变阻器;
(2)从题干了解外界因素引起的阻值变化情况;
(3)判断电表示数变化;
(4)电表代表实际量的变化.
3.多开关通断引起的动态动态电路分析
(1)确定开关状态改变前后电路的连接情况并画出简化电路图;
(2)判断改变开关状态后相关物理量及灯泡亮度的变化情况.
题型专练
题型1 电路故障分析
1.(多选)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.灯泡短路 B.灯泡短路 C.灯泡断路 D.灯泡断路
2.在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得和两端的电压均为,则故障可能是( )
A.灯断路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯短路
3.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路 B.灯泡L1短路
C.灯泡L2断路 D.灯泡L2短路
4.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
第4题图 第5题图
5.小明按图连接实物电路,闭合开关,小灯泡不亮,经老师研判,告诉小明电路在a、b之间发生了断路。小明设计了如下三种方法进一步判断:①断开开关,将电压表接在a、b两点,闭合开关,电压表有示数说明a、b之间断路。②断开开关,将电流表接在a、b两点,闭合开关,电流表有示数说明a、b之间断路。③断开开关,将与L相同的完好小灯泡接在a、b两点,闭合开关,小灯泡发光说明a、b之间断路。其中可行的方法是( )
A.①②③ B.①② C.①③ D.②③
6.如图所示,闭合开关,灯、均不亮,小华用电压表去判断电路故障,当他将电压表接在两端时,电压表无示数;当他将电压表接在两端时,电压表有示数,由此可以判断( )
A.灯断路 B.灯断路 C.灯短路 D.灯短路
7.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电压表示数不变,电流表示数几乎为零,由此判断发生故障的原因可能是 。
题型2 滑动变阻器滑片移动引起的动态电路分析
8.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表与电流表的示数相等
C.电流表的示数变大
D.电压表V与电流表示数的比值变大
9.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关后,当滑动变阻器滑片P向左端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变大,电压表V示数变小
B.电流表A示数变小,电压表V示数变大
C.电流表A示数变大,电压表V示数不变
D.电流表A示数变小,电压表V示数不变
10.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数不变 B.电流表的示数变小
C.电压表V的示数变大 D.电压表V的示数与电流表A的示数的比值变小
11.如图所示的电路中,、是两只规格相同的小灯泡,R是滑动变阻器。开始时,滑动变阻器的滑片P位于中点位置。当S闭合后,两只小灯泡都发光。将滑片P向左移动时,下列关于小灯泡、亮度的变化情况,判断正确的是( )
A.变暗 B.变暗 C.、均变暗 D.、均变亮
题型3 敏感电阻引起的动态电路分析
12.如图所示,电源电压不变,是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增强而减小。闭合开关S后,保持阻值不变,当光照强度增大时( )
A.通过的电流变大 B.的电压减小
C.的电流减小 D.电流表示数变大
13.图甲是某酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精浓度变化的图像如图乙所示。若电源电压不变,闭合开关,当R周围酒精浓度增加时,下列判断正确的是( )
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不变 D.电路消耗的总功率变大
14.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S,当热敏电阻的温度降低时,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数与电流表A的示数之比不变
15.综合实践活动小组的同学们设计并制作了简易风速仪,其内部电路如图甲所示,电源电压为6V,电流表量程为0~0.6A,R0为10Ω的定值电阻,迎风板是轻质薄板,测量时风始终垂直吹在迎风板上,R1为压力传感器,R1的阻值随压力F大小变化的关系如图乙所示,风力与风速的关系如下表,下列判断正确的是( )
风速v/(m/s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
风力F/N 0 1 4 9 16 25 36 49 64
A.R1的阻值随压力F的增大而增大
B.风速增大时,电压表和电流表示数的比值不变
C.风速为2m/s时,R1的阻值为24Ω
D.电流表示数为0.15A时可标注风速为0m/s
16.如图甲所示是一种家用天然气泄漏报警的装置,其内部简化电路图如图乙所示,其中电源电压为4.5V,是定值电阻,阻值为,是天然气气敏电阻,其阻值与空气中天然气浓度变化规律如下表,报警器(可看成电压表)采集AB间输出的电压,该电压等于或大于3V时报警。则当AB间电压刚好达到报警电压时,求:
天然气浓度/% 0 2 4 6 8 10
60 40 30 26 24 22
(1)电路中的电流 ;
(2)空气中天然气的浓度 ;
(3)若要使报警器在天然气浓度更低时报警,可以采用的方法有 (写出一种即可)。
17.噪声污染是当代社会四大污染之一,小初设计了一个如甲图所示检测噪声强弱的电路。电源电压恒定,R0为定值电阻,声敏电阻R的阻值随声音强弱变化的关系如乙图所示。在某次检测中,当噪声为80dB时,电流表示数为0.4A;当噪声为50dB时,电流表示数为0.2A。当噪声为80dB时,声敏电阻 R 的阻值为 Ω,电源电压是 V,若电流表的测量范围为0~0.6A,则此电路能检测的最强声音为 dB。
题型4 多开关通断引起的动态电路分析
18.如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合,电阻R与灯泡L并联 B.只闭合,电压表测量电阻R两端电压
C.先闭合,再闭合,灯泡L亮度变大 D.先闭合,再闭合,电流表示数变大
19.(多选)如图所示电路,电源电压不变,闭合S1和S2,灯泡L1和L2均能正常发光,电流表和电压表均有示数。下列分析正确的是( )
A.只闭合S1,电压表可以测量出电源两端的电压
B.只闭合S1,电流表可以测量出通过L2的电流
C.先闭合S1,再闭合S2,L1的亮度不变
D.先闭合S1,再闭合S2,电流表和电压表的示数均不变
20.如图所示,闭合开关、断开开关,电流表和电压表均有示数。若同时闭合开关和,则对比只闭合开关时( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变小,电压表的示数变大
21.在如图所示电路中,先仅闭合开关S,再闭合开关S1,观察发现电流表A的示数 ;电流表A2的示数 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
22.如图所示的电路中,先断开,同时闭合和,两电表均有示数;再断开和并闭合,则电流表示数变 ,电压表示数变 。
23.如图所示,电源电压保持不变,先闭合开关S1,再闭合S2,电压表的示数将 ,电流表的示数将 。
题型5 滑动变阻器结合多开关通断引起的动态电路分析
24.如图所示,电源电压保持不变。以下判断正确的是( )
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,灯泡L和电阻R并联
B.只闭合开关S2、S3时,灯泡L不发光
C.只闭合开关S2时,滑片P向右移动,灯泡L变暗
D.只闭合开关S1、S3时,滑片P向右移动,电压表示数变小
25.如图所示,电路的电源电压恒为6V,灯泡L标有“2.5V 0.5W”的字样,滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样,下列说法正确的是( )
A.同时闭合S1、S2、S3,将会造成电源短路,烧坏电流表
B.同时闭合S2、S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小
C.只闭合S3,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光
D.只闭合S3,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会变大
26.如图所示,电源电压为6V,灯泡规格为“3V 0.5A”,不考虑温度对灯丝电阻的影响,当S、都闭合时,滑动变阻器的滑片处在中点时,灯泡恰好正常发光,则滑动变阻器的最大阻值为 Ω;若再将断开,电压表示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”),此时把滑片向右移动,灯泡亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
27.如图甲所示,电源电压不变,只闭合开关S1、S2,将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端的过程中,电流表A1和电压表V1的示数变化关系如图乙所示,则电源电压为 V;断开开关S1、S2,若将电压表V1换成电流表A2,将电压表V2换成电流表A3,滑动变阻器移到最右端,所有开关都闭合时,A2的示数为0.8A,A3的示数为0.9A,若将其中两个电阻对调,其余位置不变,此时有一只电流表的示数变为0.5A,则A1的示数为 A。
题型6 滑动变阻器引起的动态电路计算
28.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,当滑动变阻器R2的滑片P从某点a点移到b点时,滑动变阻器的U-I线如图乙所示,则电源电压和定值电阻R1的阻值分别是( )
A.9V、10Ω B.9V、30Ω C.18V、30Ω D.18V、10Ω
29.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示,滑片P在最左端时电流和的阻值( )
A.0.2A 10Ω B.0.2A 30Ω
C.0.4A 30Ω D.0.4A 10Ω
30.如图是小明学习了并联电路知识后设计的电路图,电阻的阻值为,只闭合开关时,电流表的示数为0.2A。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压U;
(2)此时滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)若电流表的测量范围是0~0.6A,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
题型7 敏感电阻引起的动态电路计算
31.如图甲,虚线框内为供电电路(未画出),能输出恒定不变的电流,R0为定值电阻,调节电阻箱R,作出电流表、电阻箱示数变化图像,下列说法中正确的是( )
A.实验中,通过R0的电流保持不变 B.R0的阻值为10欧
C.电流表的示数与电阻箱阻值成反比 D.电源供电电流为6A
32.坐位体前屈测试仪原理如图所示,已知电源电压为6V,的电阻为30Ω,其中电阻丝粗细均匀,总长度为30cm。闭合开关,推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,电流表的示数为0.05A;推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm。则( )
A.电流表示数的大小能反映被测试者的成绩
B.电阻丝的最大阻值为90Ω
C.挡板P在A端时电压表的示数为1.5V
D.电压表示数为3V时,被测试者的成绩是25cm
33.国庆假期聚会增多,安全驾驶尤为重要。酒精测试仪可帮助司机快速自查,其电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R2=20Ω。酒精传感器R1的电阻值随酒精气体浓度的变 化关系如图乙所示(酒驾标准:0.2mg/mL≤ 酒精浓度≤0.8mg/mL) 求:
(1)当被检测者的酒精气体的浓度为0.3mg/mL 时,电流表示数;
(2)当电压表的示数为2V时,判断被检测者是否酒驾。
题型8 多开关通断引起的动态电路计算
34.如图所示,电源电压恒为12V,R0=20Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电流表的量程为“0~3A”,小灯泡上标有“4V,2W”的字样,灯丝电阻保持不变,为保证电路各元件正常安全使用,则( )
A.当闭合S,断开S1、S2时,滑动变阻器接入电路的最小值是12Ω
B.当闭合S,断开S1、S2时,滑动变阻器的电功率最大值为4.5W
C.当S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最大值为19.2W
D.当S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器的阻值取值范围是16Ω~20Ω
35.如图甲所示,电源电压U保持不变,当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑向中点过程中,得到电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示;闭合开关S1、S2、S3,滑动变阻器的滑片在最左端时,电流表的示数为1.5A,R3=2R1。下列判断正确的是( )
A.电源电压U为4V
B.R0的最大阻值为
C.滑动变阻器的滑片在最左端时,通过闭合不同开关,整个电路的最大电流为1.7A
D.滑动变阻器的滑片在最左端时,通过闭合不同开关,整个电路的最小电流为0.2A
36.如图所示的电路中,电源电压保持不变,为滑动变阻器,其铭牌上标有“24Ω 1A”字样,为定值电阻,其阻值为12Ω。小灯泡L标有“12V 24Ω”的字样,小灯泡的阻值不随温度的变化而变化。电压表量程为0~3V,电流表的量程为0~3A,当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,此时小灯泡正常发光,求:
(1)小灯泡正常发光的电流;
(2)当开关和都闭合,断开时,当电流表A的示数为2A时,接入的阻值;
(3)当开关都闭合,滑动变阻器在最左端a端时,电流表的示数。
37.如图甲所示电路,电源电压和灯泡电阻保持不变。定值电阻,灯泡L上标有“6V,0.5A”字样,电压表和电流表所选用的量程分别为0~15V和0~0.6A。仅闭合开关,滑片P从左端滑到中点时,电流表示数为0.5A,该过程中两表示数如图乙所示。求:
(1)灯泡电阻;
(2)电源电压;
(3)仅闭合,移动滑片P,在电路安全的情况下,求电路中的最大电流和最小电流之比。
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