电学部分
专题九：动态电路分析问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
动态电路分析是初中物理电学中的重点内容。动态电路分析只涉及到串并联电路（电源电压保持不变）。所谓动态电路是指对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路，通过改变变阻器接入电路的阻值或开关的通断等形式来改变电路的连接方式，进而改变电路中的总电阻、电流、电压的大小。2·1·c·n·j·y
中考物理中，动态电路分析主要以选择题和计算题形式出现。主要分为三种类型：（1）滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；（2）开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；（3）其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。
具体来说，就是要弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有；所给的电表是测量干路的电流（或电压）还是支路中的电流（或电压）等。
解答此类问题需要注意一下问题：
1．电路等效简化的方法：电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。开关闭合的就用导线代替，开关断开的就直接去掉；滑动变阻器可用普通电阻替代，或用一条导线代替；导线可变长或缩短，不影响电路的类型；节点可以沿导线滑动，两节点用一导线相连可合并为一个节点；两节点间有用电器和导线两条路，用电器被短接，擦去用电器留导线。
2.基本思想：明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。
3.解题思路：总体遵循“先局部-再整体-再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化（局部）；②根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；③由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。
1.滑动变阻器阻值变化的动态分析
此类问题是电路中滑动变阻器动滑片移动，引起变阻器阻值变化，进而电路中电压或电流发生变化。解答此类问题一定要看清变阻器滑片移动会引起变阻器阻值增大还是减小，然后再根据阻值变化，利用所学知识分析其他物理量变化。
2.开关通（闭合）、断（断开）动态电路分析
电路中开关闭合或断开，电路中物理量发生变化。开关通断变化的是电路中元件的接入和退出，元件的变化会引起电路物理量的变化。分析此类动态电路，要看清开关通断后元件是如何发生变化的，然后再进一步分析物理量的变化。
3.其他变化的动态电路分析
此类问题常见的有电路中接入光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、压敏电阻等元件，此类变化与滑动变阻器类似，引起的也是电路中电流或电压的变化。
二、考点复习
1.定义：用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。常见的电路状态有：通路、开路、短路。
2.电路串联：把元件逐个顺次连接起来的电路叫串联；电路中只有一条电流路径，一处断开所有用电器都停止工作。
3.电路并联：把元件并列的连接起来的电路；电路中的电流路径至少有两条，各支路中的元件独立工作，互不影响。如：家庭中所有用电器的连接都是并联。
4.识别电路串、并联的常用方法
⑴电流分析法：在识别电路时，电流：电源正极→各用电器→电源负极，若途中不分流用电器串联；若电流在某一处分流，每条支路只有一个用电器，这些用电器并联；若每条支路不只一个用电器，这时电路有串有并，叫混联电路。
⑵断开法：去掉任意一个用电器，若另一个用电器也不工作，则这两个用电器串联；若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
⑶节点法：在识别电路时，不论导线有多长，只要其间没有用电器或电源，则导线的两端点都可看成同一点，从而找出各用电器的共同点。
5.电流
⑴串联电路中电流特点：电路中各处电流都相等；表达式为：I=I1=I2= … =In。
⑵并联电路中电流特点：在并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和。表达式为：I=I1+I2+ … +In。
6.电压
（1）串联电路中，各用电器两端电压相加等于总电压。表达式为：U=U1+U2+ … +Un。
（2）并联电路中，各用电器两端电压都相等。表达式为：U=U1=U2= … =Un。
7.电阻
（1）并联电路中的总电阻比并联的每个电阻都小。
（2）在任何一个电路（无论该电路是串联还是并联或两者皆有）中，总电阻随电路中某一个电阻的增大而增大，随某一个电阻的减小而减小。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：滑动变阻器阻值变化的动态分析
【典例1】（2019?营口）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。闭合开关S后，滑片从最左端向右移动到中点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变大，电流表A2的示数变大
B．电压表V的示数不变，电流表A2的示数不变
C．电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D．电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变小
【考查角度】动态电路分析、电压表、电流表。
【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A2测R2支路的电流，电流表A1测干路电流。因电源的电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过定值电阻R2的电流不变，即电流表A2的示数不变，故B正确；在滑片从最左端向右移动到中间位置的过程中，变阻器R1接入电路中的电阻变小，由I＝可知，通过R1的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A1的示数变大，故A错误；由“电压表的示数不变、电流表A1的示数变大”可知，电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变小，故C错误；由“电压表的示数不变、电流表A2的示数不变”可知，电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变，故D错误。选B。
【答案】B
高频考点二：开关通断的动态电路分析
【典例2】（2019?江西）如图所示，电源电压保持不变，S1掷到1时，小灯泡恰好正常发光。当S1由1掷到2时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变小，小灯泡正常发光 B．电压表示数不变，小灯泡发光暗淡
C．电流表示数变小，电压表示数变小 D．电压表示数不变，电流表示数变大
【考查角度】欧姆定律的应用
【解析】由图知，当S1掷到1时，R1与L并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压；当S1由1掷到2时，R2被短路，电路为L的简单电路，电流表测通过L的电流，电压表测电源两端的电压，因电源电压保持不变，所以，电压表的示数不变，故C错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过L的电流和实际功率不变，小灯泡仍正常发光，故B错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路的总电流变小，即电流表示数变小，故A正确、D错误。选A。
【答案】A
高频考点三：其他变化动态电路分析
【典例3】（2019?淄博）新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用，图甲是PTC调试工作电路，R0是保护电阻，阻值恒定；R1是PTC电阻，阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S，当温度从20℃升高到120℃的过程中（ ）
A．电流表示数先变小后变大
B．电压表示数先变大后变小
C．电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D．保护电阻R0消耗的功率先变小后变大
【考查角度】欧姆定律的应用
【解析】A、甲中，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，由图乙知，当温度从20℃升高到100℃的过程中电阻R1变小，从100℃升高120℃的过程中电阻R1变大，则根据串联电阻的规律，总电阻先变小后变大，由欧姆定律可知，电路中的电流先变大后变小，即电流表示数先变大后变小，故A错误；
B、电路中的电流先变大后变小，根据U＝IR可知，定值电阻R0的电压先变大后变小，由串联电路电压的规律可知，R1的电压先变小后变大，即电压表示数先变小后变大，故B错误；C、根据欧姆定律可知，电压表与电流表的比值等于PTC电阻R1的阻值，所以电压表与电流表的比值先变小后变大，故C正确；D、因电路中的电流先变大后变小，根据P＝I2R0可知，R0消耗的功率先变大后变小，故D错误。选C。
【答案】C
考点过关☆专项突破
类型一：滑动变阻器阻值变化的动态电路分析
1．（2019?鄂尔多斯）在如图电路中，闭合开关后，当滑片P向右移动时，下列说法，正确的是（ ）
A．电流表的示数变大 B．小灯泡亮度变大
C．与示数乘积变大 D．的示数与示数之差的比值变大
2．（2019?滨州）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，判断正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数不变 B．电压表示数不变，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数不变 D．电压表示数不变，电流表示数变小
3．（2019?常德）如右图，是某实验小组的同学连接的电路，则（ ）
A．在连接此电路时，开关应该断开；开关闭合前，滑片应处于最左端
B．S1、S2都闭合时，L1、L2并联，电流表测干路的电流
C．先闭合S1、S2，再断开S1时，电流表示数变小，电压表示数变小
D．S1、S2都闭合时，将滑片右移时，电流表示数变小，电压表示数变小
4．（2019?呼伦贝尔）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由图示位置逐渐向b端移动的过程中（ ）
A．电压表V示数变小，电流表A1示数变大
B．电压表V示数不变，电流表A2示数变小
C．电压表V的示数与电流表A1示数的比值变小
D．电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变
5．（2019?葫芦岛）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动。关于该过程，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变小，灯泡的亮度不变
B．电压表V的示数不变，灯泡的亮度变暗
C．整个电路的总功率变大
D．电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小
6．（2019?抚顺）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，滑片P从A点向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数变大电流表A1示数不变
B．电流表A1示数变大电流表A2示数不变
C．电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
D．电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
7．（2018?广东）如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压是9V
B．定值电阻R的阻值是6Ω
C．滑动变阻器的阻值范围是0～18Ω
D．若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9V
8．（2019?兰州）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，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变大，电压表V的示数变小
B．电流表A2的示数变小，电压表V的示数变大
C．电压表与电流表A2的示数之比变大
D．电流表A2与A1的示数之差变大
9．（2019?辽阳）如图所示的电路中，电源电压恒定不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数将变小
B．灯泡的亮度始终保持不变
C．电流表A1的示数与电流表A2的示数始终相等
D．电压表V1的示数与电流表A3的示数比值将变大
10．（2019?百色）如图所示的电路，电源电压恒定，闭合开关，当变阻器滑片P往左滑动时，灯泡L的亮度________；调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中，电压表V1的变化范围为2.5V～4.5V，电压表V2的变化范围为2V～0V，电流表的变化范围为0.1A～0.16A，则变阻器的最大阻值是________Ω。
11．（2019?盘锦）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片P移到b端。R1与R2组成串联电路，需要闭合开关________；滑片P由b向a滑动过程中，电压表V1的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）；当电压表V1与V2的示数比为5：3时，R1与R2连入电路的阻值比为________。
12．（2019?本溪）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左滑动，电压表V1示数和电流表A示数的乘积将________，电压表V2示数和电流表A示数的比值将________。（均填“变大”、“变小”或“不变”）
13．（2019?常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，向右滑动滑动变阻器滑片P的过程中，电流表A的示数________，电压表V1的示数________，电压表V2的示数________（均选填“变小”“不变”或“变大”）
14．（2019?福建）如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，示数减小的电表是________（选填“A”“V1”或“V2”），电路的总功率________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．（2019?海南）小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。
求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻。
（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。
（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？
（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。
类型二：开关通断的动态电路分析
1．（2019?恩施州）如图所示电路图，改变各开关连接情况时，下列分析正确的是（ ）
A．当S2闭合，S1、S3断开时，电压表V与V1示数相等
B．当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A的示数大于A1的示数
C．当S2断开，S1、S3闭合时，电流表A的示数与A1的示数相等
D．当S2断开，S1、S3闭合时，电压表V与V1示数相等
2．（2019?西宁）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光，则断开开关S2时（ ）
A．电流表示数变大，灯L变亮 B．电压表示数变大，灯L的实际功率变小
C．电流表示数变小，灯L仍然正常发光 D．电压表示数不变，电路的总功率变大
3．（2019?贵港）如图所示电路，电源两端电压与灯丝电阻保持不变。先只闭合开关S2，电流表和电压表均有示数。下列说法正确的是（ ）
A．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数不变，电流表示数变小
B．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数与电流表示数的比值变大
C．再闭合开关S1、S3时，电压表示数不变，电流表示数变大
D．再闭合开关S1、S3时，电压表示数与电流表示数的比值变小
4．（2019?呼和浩特）如图所示，电源电压一定。关于电路的工作情况，下列说法正确的是（ ）
A．同时闭合两个开关，两只灯泡电流是相同的
B．若先闭合S1，再闭合S2，电压表读数不变、电流表读数变大
C．若电压表和电流表位置对调，闭合S1、S2后，则两表都被烧坏
D．若灯L1被短路，闭合S1、S2后，灯L1不亮，灯L2亮，电流表损坏
5．（2018?赤峰）如图所示的电路中，电源电压保持不变，先闭合开关S1，电流表、电压表的示数分别为I1、U1，再闭合开关S2、S3，电流表的示数分别为I2、U2，则正确的是（ ）
A．I1＞I2???U1＞U2 B．I1＜I2???U1＞U2 C．I1＜I2???U1＜U2 D．I1＞I2???U1＜U2
6．（2019?长春）如图所示，电源两端的电压恒定。闭合开关S1，小灯泡发光，再闭合开关S2，则（ ）
A．小灯泡变亮 B．电流表示数变小
C．电压表示数不变 D．电路的总电阻变大
7．（2019?武汉）如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1，电流表和电压表均有示数，若再闭合开关S2，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大，电压表示数变小 B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电压表示数与电流表示数的比值变小 D．电压表示数与电流表示数的比值不变
8．（2019?雅安）一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于________（选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热档，电热水壶在保温状态下的电功率为________W。
9．（2019?天水）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为2：3．开关S断开时，R1与R2的电功率之比为________；开关S闭合前后，电压表两次的示数之比为________。
10．（2019?大连）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
11．（2019?赤峰）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10?，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。
（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。
①此时R1与R2 并 联；
②求：电路中总电流和R2阻值
（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：10s时间内电流通过整个电路做的功。
12．（2019?荆门）如图为一个电吹风的简易电路，R1、R2为发热用的电阻丝，M为带动风扇转动的电动机，开关S2上扇形的金属片可与触点1、2、3、4接通。只接通S1时，风扇吹冷风，此时回路中电流为0.1A；在保持S1接通的情况下，转动S2，若使S2与2、3接通，风扇吹暖风；若使S2与3、4接通，风扇吹热风。
（I）求吹冷风时，电路消耗的电功率；
（2）吹暖风时，电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的5.5倍；吹热风时，电阻丝的热功率为吹暖风时电阻丝热功率的10倍，求R1、R2的阻值。
类型三：其他变化的动态电路分析
1．（2019?玉林）光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如图所示，闭合开关，逐渐减弱光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．电流表和电压表的示数均变小 B．电流表和电压表的示数均变大
C．电流表的示数变小，电压表的示数变大 D．电流表的示数变大，电压表的示数变小
2．（2019?广西）用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路，电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上，当叶片含水量升高时（ ）
A．电流表示数增大 B．电压表示数减小
C．电路总电阻减小 D．电路总功率增大
3．（2019?海南）如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻，Rx是压敏电阻，阻值随压力增大而减小，电源电压保持不变。闭合开关，当Rx上压力增大时，随之减小的是（ ）
A．通过Rx的电流 B．通过 R0的电流
C．Rx两端的电压 D．R0两端的电压
4．（2019?宜昌）巨磁电阻（GMR）效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．指示灯变暗，电压表示数变大 B．指示灯变暗，电压表示数变小
C．指示灯变亮，电压表示数变大 D．指示灯变亮，电压表示数变小
5．（2019?山西）图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（ ）
A．身高越高电压表示数越大 B．身高越高通过R0的电流越小
C．体重越大电流表示数越大 D．体重越大电路消耗总功率越大
6.（2018?武汉）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
7．（2018?乐山）成绵乐高铁开通以来，极大地促进了沿线经济发展，为保障列车安全运行，列车上安装有烟雾报警装置。如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表示数________，电压表示数________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
8．（2017?贵港）我国法律规定，驾驶员醉驾要负刑事责任。为了判断驾驶员是否酒后驾车，交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。如图所示是酒精测试仪的原理图，图中R1为定值电阻，R2为酒精气敏电阻，电源电压保持不变，R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气敏电阻测试到酒精气体浓度增加时，电压表示数________，电流表示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
9．（2019?鄂尔多斯）甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：
（1）PTC电阻是由________材料制成的；电动机的工作原理是________。
（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
10．（2019?深圳）“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。甲图是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U＝6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如乙图所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为U1＝5V，调零后R2的滑片位置保持不变。
（1）当电压表示数为U1＝5V时，求R1消耗的电功率；
（2）当电压表示数为U1＝5V时，求R2接入电路中的阻值；
（3）某次检测中，电流表示数I1′＝0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
11．（2019?恩施州）某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况，在蹦床上接入压力传感器，压力传感器所在电路如图甲。已知某运动员质量为50kg，某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中，研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如图乙所示，压力传感器的电阻与所受压力之间关系如图丙。试计算：
（1）定值电阻R1的阻值。
（2）电源电压和定值电阻R2的阻值。
（3）当电路中电流达到最大时，运动员受到的合力为多少N？
12．（2019?玉林）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB：BA＝1：4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V：当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～V．
求：
（1）电源电压；
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；
（3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警；
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：6时，托盘受到的压力。
13．（2019?福建）空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图。已知电源电压U＝18V，电压表量程为0～15V，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻阻值R与A的关系为R＝×103Ω
空气质量指数A
0?50
51?100
101?150
151?200
201?300
＞300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
（1）通过计算，判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级。
（2）更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A＝400，则更换后的定值电阻R′0的阻值应为多大？
电学部分
专题九：动态电路分析问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
动态电路分析是初中物理电学中的重点内容。动态电路分析只涉及到串并联电路（电源电压保持不变）。所谓动态电路是指对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路，通过改变变阻器接入电路的阻值或开关的通断等形式来改变电路的连接方式，进而改变电路中的总电阻、电流、电压的大小。2·1·c·n·j·y
中考物理中，动态电路分析主要以选择题和计算题形式出现。主要分为三种类型：（1）滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；（2）开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；（3）其他电学量发生变化或客观因素引起电路中电学物理量的变化。
具体来说，就是要弄清电阻之间是串联还是并联或两者皆有；所给的电表是测量干路的电流（或电压）还是支路中的电流（或电压）等。
解答此类问题需要注意一下问题：
1．电路等效简化的方法：电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，可看作短路。.电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路（开路），即在分析此类问题时可先将电压表放在一边，暂不考虑。开关闭合的就用导线代替，开关断开的就直接去掉；滑动变阻器可用普通电阻替代，或用一条导线代替；导线可变长或缩短，不影响电路的类型；节点可以沿导线滑动，两节点用一导线相连可合并为一个节点；两节点间有用电器和导线两条路，用电器被短接，擦去用电器留导线。
2.基本思想：明确电路中的变量和不变量，首先确定不变的物理量（如电源的电压、各定值电阻，小灯泡的电阻以及小灯泡的额定电压和额定功率），然后根据相关的规律去分析其它量的变化。
3.解题思路：总体遵循“先局部-再整体-再局部”的思路，具体说来：①由某个电阻或开头的变化分析总电阻的变化（局部）；②根据欧姆定律，由总电阻的变化分析总电流的变化（整体）；③由总电流的变化，根据欧姆定律和电路和串、并联规律分析各支路的电压、电流的变化（局部）。
1.滑动变阻器阻值变化的动态分析
此类问题是电路中滑动变阻器动滑片移动，引起变阻器阻值变化，进而电路中电压或电流发生变化。解答此类问题一定要看清变阻器滑片移动会引起变阻器阻值增大还是减小，然后再根据阻值变化，利用所学知识分析其他物理量变化。
2.开关通（闭合）、断（断开）动态电路分析
电路中开关闭合或断开，电路中物理量发生变化。开关通断变化的是电路中元件的接入和退出，元件的变化会引起电路物理量的变化。分析此类动态电路，要看清开关通断后元件是如何发生变化的，然后再进一步分析物理量的变化。
3.其他变化的动态电路分析
此类问题常见的有电路中接入光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、压敏电阻等元件，此类变化与滑动变阻器类似，引起的也是电路中电流或电压的变化。
二、考点复习
1.定义：用导线将电源、用电器、开关连接起来组成的电流路径叫电路。常见的电路状态有：通路、开路、短路。
2.电路串联：把元件逐个顺次连接起来的电路叫串联；电路中只有一条电流路径，一处断开所有用电器都停止工作。
3.电路并联：把元件并列的连接起来的电路；电路中的电流路径至少有两条，各支路中的元件独立工作，互不影响。如：家庭中所有用电器的连接都是并联。
4.识别电路串、并联的常用方法
⑴电流分析法：在识别电路时，电流：电源正极→各用电器→电源负极，若途中不分流用电器串联；若电流在某一处分流，每条支路只有一个用电器，这些用电器并联；若每条支路不只一个用电器，这时电路有串有并，叫混联电路。
⑵断开法：去掉任意一个用电器，若另一个用电器也不工作，则这两个用电器串联；若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。
⑶节点法：在识别电路时，不论导线有多长，只要其间没有用电器或电源，则导线的两端点都可看成同一点，从而找出各用电器的共同点。
5.电流
⑴串联电路中电流特点：电路中各处电流都相等；表达式为：I=I1=I2= … =In。
⑵并联电路中电流特点：在并联电路中，干路中的电流等于各支路电流之和。表达式为：I=I1+I2+ … +In。
6.电压
（1）串联电路中，各用电器两端电压相加等于总电压。表达式为：U=U1+U2+ … +Un。
（2）并联电路中，各用电器两端电压都相等。表达式为：U=U1=U2= … =Un。
7.电阻
（1）并联电路中的总电阻比并联的每个电阻都小。
（2）在任何一个电路（无论该电路是串联还是并联或两者皆有）中，总电阻随电路中某一个电阻的增大而增大，随某一个电阻的减小而减小。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：滑动变阻器阻值变化的动态分析
【典例1】（2019?营口）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。闭合开关S后，滑片从最左端向右移动到中点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变大，电流表A2的示数变大
B．电压表V的示数不变，电流表A2的示数不变
C．电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变大
D．电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变小
【考查角度】动态电路分析、电压表、电流表。
【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A2测R2支路的电流，电流表A1测干路电流。因电源的电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过定值电阻R2的电流不变，即电流表A2的示数不变，故B正确；在滑片从最左端向右移动到中间位置的过程中，变阻器R1接入电路中的电阻变小，由I＝可知，通过R1的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A1的示数变大，故A错误；由“电压表的示数不变、电流表A1的示数变大”可知，电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变小，故C错误；由“电压表的示数不变、电流表A2的示数不变”可知，电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积不变，故D错误。选B。
【答案】B
高频考点二：开关通断的动态电路分析
【典例2】（2019?江西）如图所示，电源电压保持不变，S1掷到1时，小灯泡恰好正常发光。当S1由1掷到2时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变小，小灯泡正常发光 B．电压表示数不变，小灯泡发光暗淡
C．电流表示数变小，电压表示数变小 D．电压表示数不变，电流表示数变大
【考查角度】欧姆定律的应用
【解析】由图知，当S1掷到1时，R1与L并联，电流表测干路电流，电压表测电源两端的电压；当S1由1掷到2时，R2被短路，电路为L的简单电路，电流表测通过L的电流，电压表测电源两端的电压，因电源电压保持不变，所以，电压表的示数不变，故C错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过L的电流和实际功率不变，小灯泡仍正常发光，故B错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路的总电流变小，即电流表示数变小，故A正确、D错误。选A。
【答案】A
高频考点三：其他变化动态电路分析
【典例3】（2019?淄博）新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率，在生活中广泛应用，图甲是PTC调试工作电路，R0是保护电阻，阻值恒定；R1是PTC电阻，阻值随温度变化的图象如图乙所示。闭合开关S，当温度从20℃升高到120℃的过程中（ ）
A．电流表示数先变小后变大
B．电压表示数先变大后变小
C．电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D．保护电阻R0消耗的功率先变小后变大
【考查角度】欧姆定律的应用
【解析】A、甲中，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，由图乙知，当温度从20℃升高到100℃的过程中电阻R1变小，从100℃升高120℃的过程中电阻R1变大，则根据串联电阻的规律，总电阻先变小后变大，由欧姆定律可知，电路中的电流先变大后变小，即电流表示数先变大后变小，故A错误；
B、电路中的电流先变大后变小，根据U＝IR可知，定值电阻R0的电压先变大后变小，由串联电路电压的规律可知，R1的电压先变小后变大，即电压表示数先变小后变大，故B错误；C、根据欧姆定律可知，电压表与电流表的比值等于PTC电阻R1的阻值，所以电压表与电流表的比值先变小后变大，故C正确；D、因电路中的电流先变大后变小，根据P＝I2R0可知，R0消耗的功率先变大后变小，故D错误。选C。
【答案】C
考点过关☆专项突破
类型一：滑动变阻器阻值变化的动态电路分析
1．（2019?鄂尔多斯）在如图电路中，闭合开关后，当滑片P向右移动时，下列说法，正确的是（ ）
A．电流表的示数变大 B．小灯泡亮度变大
C．与示数乘积变大 D．的示数与示数之差的比值变大
【解析】由电路图可知，变阻器与灯泡并联；电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过灯泡的电流；电压表测量电源电压；AB、因为并联电路中各支路互不影响，所以滑片移动时，通过灯泡的电流不变，即A2的示数不变；灯泡两端的电压不变，通过灯泡的电流不变，由P＝UI可知，灯泡的实际功率不变，则灯的亮度不变，故AB错误；C、当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路的总电阻随之变小，而并联电路两端电压等于电源电压不变，由欧姆定律可知干路电流变大，即A1的示数变大；电压表测量电源电压，其示数不变，所以电压表与A1示数的乘积变大，故C正确；D、因为A1的示数变大、A2的示数不变，所以电流表A1与电流表A2示数之差变大，且电压表示数不变，所以V的示数与A1、A2示数之差的比值将变小，故D错误。选C。
【答案】C
2．（2019?滨州）如图所示电路，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，判断正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数不变 B．电压表示数不变，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数不变 D．电压表示数不变，电流表示数变小
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故AC错误；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，滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中，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，即电流表的示数变小，故B错误、D正确。选D。
【答案】D
3．（2019?常德）如右图，是某实验小组的同学连接的电路，则（ ）
A．在连接此电路时，开关应该断开；开关闭合前，滑片应处于最左端
B．S1、S2都闭合时，L1、L2并联，电流表测干路的电流
C．先闭合S1、S2，再断开S1时，电流表示数变小，电压表示数变小
D．S1、S2都闭合时，将滑片右移时，电流表示数变小，电压表示数变小
【解析】（1）为保护电路，在连接此电路时，开关应该断开，开关闭合前，滑片应处于最大阻值的右端，故A错误；（2）S1、S2都闭合时，L2被短路，L1与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，故B错误；将滑片右移时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由串联电路的分压特点可知，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表的示数变大，故D错误；（3）先闭合S1、S2时，L1与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，再断开S1后，L1、L2、变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，由U＝IR可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表的示数变小，故C正确。选C。
【答案】C
4．（2019?呼伦贝尔）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由图示位置逐渐向b端移动的过程中（ ）
A．电压表V示数变小，电流表A1示数变大
B．电压表V示数不变，电流表A2示数变小
C．电压表V的示数与电流表A1示数的比值变小
D．电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R1支路的电流，电压表V测电源两端的电压。因电源的电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V的示数不变，故A错误；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支路的电流不变，即电流表A2的示数不变，故B错误；则电压表V的示数与电流表A2示数的比值不变，故D正确；将滑动变阻器的滑片P由图示位置逐渐向b端移动的过程中，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，则电压表V的示数与电流表A1示数的比值变大，故C错误。选D。
【答案】D
5．（2019?葫芦岛）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动。关于该过程，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变小，灯泡的亮度不变
B．电压表V的示数不变，灯泡的亮度变暗
C．整个电路的总功率变大
D．电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变小
【解析】由电路图可知，灯泡L与变阻器R并联，电流表A1测R支路的电流，电流表A2测干路电流，电压表测电源两端的电压。因电源电压不变，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，通过灯泡L的电流不变，灯泡的亮暗不变，故B错误；将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动时，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过R的电流变小，即电流表A1的示数变小，故A正确；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A2的示数变小，则电压表V的示数与电流表A2的示数的比值变大，故D错误；由P＝UI可知，整个电路的总功率变小，故C错误。选A。
【答案】A
6．（2019?抚顺）如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，滑片P从A点向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表A示数变大电流表A1示数不变
B．电流表A1示数变大电流表A2示数不变
C．电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变
D．电压表V示数与电流表A1示数的比值变小
【解析】由电路图可知，R0与R1并联，电流表A1测R0支路的电流，电流表A2测R1支路的电流，电流表A测干路电流，电压表测电源两端的电压。因电源电压不变，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R0的电流不变，即电流表A1的示数不变，故B错误；则电压表V示数与电流表A1示数的乘积不变、电压表V示数与电流表A1示数的比值不变，故C正确、D错误；滑片P从A点向右移动的过程中，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过R1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A的示数变小，故A错误。选C。
【答案】C
7．（2018?广东）如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关时，滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端，电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示，下列说法不正确的是（ ）
A．电源电压是9V
B．定值电阻R的阻值是6Ω
C．滑动变阻器的阻值范围是0～18Ω
D．若定值电阻R出现接触不良时，电流表示数为0，电压表示数为9V
【解析】ABC、当滑片P位于a端时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图象可知，电路中的最大电流1.5A时，电压表的示数为9V，即电源的电压为9V，故A正确；由可得，定值电阻R的阻值：，故B正确；当滑片P位于b端时，定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联，此时电路中的电流最小，由图象可知，电路中的最小电流I′=0.5A，则电路中的总电阻：，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器的最大阻值：R滑大=R总-R=18Ω-6Ω=12Ω，所以滑动变阻器的阻值范围是0～12Ω，故C错误；D、当定值电阻R出现接触不良时，则串联电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，相当于测量电源电压，其示数为9V，故D正确。故选C。
【答案】C。
8．（2019?兰州）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，下列说法中正确的是（ ）
A．电流表A1的示数变大，电压表V的示数变小
B．电流表A2的示数变小，电压表V的示数变大
C．电压表与电流表A2的示数之比变大
D．电流表A2与A1的示数之差变大
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表A1测R2支路的电流，电流表A2测干路电流。因电源电压恒定，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故AB错误；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R2的电流不变，即电流表A1的示数不变，将滑动变阻器的滑片P向右移动，接入电路中的电阻变小，由I＝可知，通过R1的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表A2的示数变大，则电压表与电流表A2的示数之比变小，故C错误；由电流表A2与A1的示数之差等于通过R1的电流可知，两电流表的示数之差变大，故D正确。选D。
【答案】D
9．（2019?辽阳）如图所示的电路中，电源电压恒定不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数将变小
B．灯泡的亮度始终保持不变
C．电流表A1的示数与电流表A2的示数始终相等
D．电压表V1的示数与电流表A3的示数比值将变大
【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电压表V1、V2均测电源两端的电压，电流表A1、A3测阻器支路的电流，电流表A2测灯泡支路的电流。因电源电压恒定不变，所以，滑片移动时，电压表V1、V2的示数均不变，故A错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，电流表A2的示数不变，灯泡的亮度始终保持不变，故B正确；将滑动变阻器的滑片P由a点移动到b点的过程中，接入电路中的电阻变小，由I＝可知，通过滑动变阻器的电流变大，即电流表A1、A3的示数变大，则电流表A1的示数与电流表A2的示数不相等、电压表V1的示数与电流表A3的示数比值变小，故CD错误。选B。
【答案】B
10．（2019?百色）如图所示的电路，电源电压恒定，闭合开关，当变阻器滑片P往左滑动时，灯泡L的亮度________；调节滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中，电压表V1的变化范围为2.5V～4.5V，电压表V2的变化范围为2V～0V，电流表的变化范围为0.1A～0.16A，则变阻器的最大阻值是________Ω。
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测L两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）当变阻器滑片P往左滑动时，R接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，由串联电路的分压特点可知，R两端的电压变小，灯泡L两端的电压变大，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大，则灯泡变亮；（2）滑片P从变阻器最右端滑到最左端的过程中，电流表的示数变大，电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小，当滑片位于最右端时，电压表V2的示数最大，电路中的电流最小，因电压表V2的变化范围为2V～0V、电流表的变化范围为0.1A～0.16A，所以，此时电路中的电流I＝0.1A，其两端的电压U2＝2V，则变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20Ω。
【答案】变亮；20。
11．（2019?盘锦）如图所示电路，电源电压恒定，滑动变阻器的滑片P移到b端。R1与R2组成串联电路，需要闭合开关________；滑片P由b向a滑动过程中，电压表V1的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）；当电压表V1与V2的示数比为5：3时，R1与R2连入电路的阻值比为________。
【解析】由电路图可知，当闭合开关S、S2时，R1与R2依次连接组成串联电路，此时电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R1两端的电压，因电源的电压不变，所以，滑片P由b向a滑动过程中，电压表V1的示数不变，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表V1与V2的示数比为5：3，所以，两电阻两端的电压之比：＝＝＝，因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝可得，R1与R2连入电路的阻值之比：＝＝＝。
【答案】S、S2；不变；3：2。
12．（2019?本溪）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左滑动，电压表V1示数和电流表A示数的乘积将________，电压表V2示数和电流表A示数的比值将________。（均填“变大”、“变小”或“不变”）
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片向左滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表A的示数变小，由串联电路的分压特点可知，变阻器两端的电压变大，灯泡两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大，则电压表V1示数和电流表A示数的乘积变小，电压表V2示数和电流表A示数的比值变大。
【答案】变小；变大。
13．（2019?常州）如图所示的电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，闭合开关S，向右滑动滑动变阻器滑片P的过程中，电流表A的示数________，电压表V1的示数________，电压表V2的示数________（均选填“变小”“不变”或“变大”）
【解析】闭合开关S后，滑动变阻器与电阻R0串联，电流表测量电路总电流，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压，因为电压表V1测量电源电压，滑片移动，电压表V1的示数不变；闭合开关S，向右滑动滑动变阻器滑片P的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大；根据公式I＝可知，电路电流变小，即电流表示数变小；根据公式U＝IR可知，电阻R1两端的电压变小，根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变大，电压表V2的示数变大。
【答案】变小；不变；变大。
14．（2019?福建）如图电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端向b端移动过程中，示数减小的电表是________（选填“A”“V1”或“V2”），电路的总功率________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【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从a端向b端移动过程中，R1接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I＝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，R2两端的电压变大，即电压表V2的示数变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压变小，即电压表V1的示数变小，综上可知，示数减小的电表是V1；电源电压不变，电路中的电流变大，由P＝UI可知，电路的总功率增大。
【答案】V1；增大。
15．（2019?海南）小谦根据如图甲所示的电路组装成调光灯，并进行测试。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示。
求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻。
（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能。
（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是多少？
（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，请写出一种出现这种情况的原因。
【解析】（1）小灯泡的额定电压是6V，小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，由图乙可知，小灯泡正常发光时的电流，IL＝1A，由I＝可得小灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω；
（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能：WL＝ULILt＝6V×1A×10×60s＝3600J；
（3）小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，＝＝50%可得电源电压：
＝＝50%，解得：U＝12V；
把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比：
＝＝＝25%；
（4）由（3）分析可知，调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻是6Ω。（2）小灯泡正常发光10min消耗的电能是3600J。（3）经测算，小灯泡正常发光时的功率占电路总功率50%，如果把灯光调暗，使小灯泡两端电压为3V，小灯泡的实际功率占电路总功率的百分比是25%；（4）小谦认为这个调光灯使用时，小灯泡的功率占电路总功率的百分比太低，是小灯泡两端的电压太小或滑动变阻器两端的电压太大。
类型二：开关通断的动态电路分析
1．（2019?恩施州）如图所示电路图，改变各开关连接情况时，下列分析正确的是（ ）
A．当S2闭合，S1、S3断开时，电压表V与V1示数相等
B．当S2闭合，S1、S3断开时，电流表A的示数大于A1的示数
C．当S2断开，S1、S3闭合时，电流表A的示数与A1的示数相等
D．当S2断开，S1、S3闭合时，电压表V与V1示数相等
【解析】（1）当S2闭合，S1、S3断开时，R1与R2串联，电压表V测电源两端的电压，电压表V1测R1两端的电压，电流表A、A1均测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电压表V的示数大于电压表V1的示数，故A错误；因串联电路中各处的电流相等，所以，电流表A的示数等于A1的示数，故B错误；（2）当S2断开，S1、S3闭合时，R1与R2并联，电流表A测干路电流，电流表A1测R2支路的电流，电压表V、V1均测电源两端的电压，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A的示数大于电流表A1的阻值，故C错误；因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电压表V与V1示数相等，故D正确。选D。
【答案】D
2．（2019?西宁）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1和S2，灯L正常发光，则断开开关S2时（ ）
A．电流表示数变大，灯L变亮 B．电压表示数变大，灯L的实际功率变小
C．电流表示数变小，灯L仍然正常发光 D．电压表示数不变，电路的总功率变大
【解析】由电路图可知，闭合开关S1和S2时，定值电阻R与灯泡L并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，当断开开关S2时，电路为灯泡L的简单电路，电压表测电源两端的电压，电流表测通过L的电流，因电源电压保持不变，所以，电压表的示数不变，故B错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡L的电流不变，灯L仍然正常发光，故A错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路的总电流变小，即电流表的示数变小，故C正确；由P＝UI可知，电路的总功率最小，故D错误。选C。
【答案】C
3．（2019?贵港）如图所示电路，电源两端电压与灯丝电阻保持不变。先只闭合开关S2，电流表和电压表均有示数。下列说法正确的是（ ）
A．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数不变，电流表示数变小
B．再断开开关S2，只闭合开关S1时，电压表示数与电流表示数的比值变大
C．再闭合开关S1、S3时，电压表示数不变，电流表示数变大
D．再闭合开关S1、S3时，电压表示数与电流表示数的比值变小
【解析】由电路图可知，只闭合开关S2时，灯泡L1与电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压。（1）再断开开关S2，只闭合开关S1时，电路为R的简单电路，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，由U＝IR可知，R两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误；由R＝可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值，则其比值不变，故B错误；（2）再闭合开关S1、S3时，灯泡L1被短路，此时R与L2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源的电压大于L1与R串联时R两端的电压，所以，电压表的示数变大；因R与L2并联后的总电阻小于L1与R串联后的总电阻，所以，由I＝可知，电流表的示数变大，故C错误；只闭合开关S2时，电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值；再闭合开关S1、S3时，电压表示数与电流表示数的比值等于R与L2并联后的总电阻，因并联电路的总电阻小于任意一个分电阻，所以，再闭合开关S1、S3时，电压表示数与电流表示数的比值变小，故D正确。选D。
【答案】D
4．（2019?呼和浩特）如图所示，电源电压一定。关于电路的工作情况，下列说法正确的是（ ）
A．同时闭合两个开关，两只灯泡电流是相同的
B．若先闭合S1，再闭合S2，电压表读数不变、电流表读数变大
C．若电压表和电流表位置对调，闭合S1、S2后，则两表都被烧坏
D．若灯L1被短路，闭合S1、S2后，灯L1不亮，灯L2亮，电流表损坏
【解析】A．同时闭合两个开关，两灯泡并联，它们两端的电压相等，由于两灯泡的规格不确定，即电阻未知，所以通过两灯泡的电流不一定相等，故A错误；B．先闭合S1时，电路为L1的简单电路，电压表测电源两端电压，电流表测通过L1的电流；再闭合S2后，两灯泡并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流；根据电源的电压不变可知，电压表的示数不变，根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，电流表的示数变大，故B正确；C．若电压表和电流表位置对调，此时电压表串联在电路中，由于电压表的阻值很大，电路中的电流会很小，所以闭合S1、S2后，则两表都不会烧坏，故C错误；D．若灯L1被短路，闭合S1、S2后，会造成电源短路，则灯L1、L2都不亮，电流表损坏，故D错误。选B。
【答案】B
5．（2018?赤峰）如图所示的电路中，电源电压保持不变，先闭合开关S1，电流表、电压表的示数分别为I1、U1，再闭合开关S2、S3，电流表的示数分别为I2、U2，则正确的是（ ）
A．I1＞I2???U1＞U2 B．I1＜I2???U1＞U2 C．I1＜I2???U1＜U2 D．I1＞I2???U1＜U2
【解析】由电路图可知，只闭合开关S1时，电阻R2与R3串联，电流表测电路中的电流；电压表测电阻R3两端的电压，电压表的示数为U1；则电源电压U=UR2+U1＜U2，所以电压表示数U1＜U；电流表示数为；再闭合开关S2、S3，R2被短路，R1与R3并联，电压表测量电源电压；电流表测干路电路电流；则此时电压表示数U2=U；此时电流表示数为；所以，U1＜U2；由于；所以，I1＜I2；故选C。
【答案】 C。
6．（2019?长春）如图所示，电源两端的电压恒定。闭合开关S1，小灯泡发光，再闭合开关S2，则（ ）
A．小灯泡变亮 B．电流表示数变小
C．电压表示数不变 D．电路的总电阻变大
【解析】闭合开关S1，为灯的简单电路，小灯泡发光，电流表测灯的电流，再闭合开关S2，两灯并联，电流表测干路电流：A、因并联电路支路互不影响，故灯的亮度不变，A错误；B、根据并联电路电流的规律，电流表示数变大，B错误；C、电压表始终测电源电压，示数不变；C正确；D、根据并联电阻小于其中任一电阻，故并联后的电阻变小，D错误。选C。
【答案】C
7．（2019?武汉）如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1，电流表和电压表均有示数，若再闭合开关S2，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大，电压表示数变小 B．电流表示数变小，电压表示数不变
C．电压表示数与电流表示数的比值变小 D．电压表示数与电流表示数的比值不变
【解析】由电路图可知，只闭合开关S1时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；若再闭合开关S2时，R2被短路，电路为R1的简单电路，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，故B错误；电路中的电流变大，由U＝IR可知，R1两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误；由R＝可知，电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值，则其比值不变，故C错误、D正确。选D。
【答案】D
8．（2019?雅安）一款电热水壶工作时有两档，分别是加热档和保温档，其工作原理如图所示（虚线框内为电热水壶的发热部位）。已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω，当开关S置于________（选填“1”或“2”）时电热水壶处于加热档，电热水壶在保温状态下的电功率为________W。
【解析】由电路图可知，开关S置于1时R1与R2串联，开关S置于2时电路为R1的简单电路，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，开关S置于2时，电路的总电阻最小，电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，电热水壶处于加热档；则开关S置于1时，R1与R2串联，电热水壶处于保温档，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电热水壶在保温状态下的电功率：
P＝＝＝22W。
【答案】2；22。
9．（2019?天水）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1与R2的阻值之比为2：3．开关S断开时，R1与R2的电功率之比为________；开关S闭合前后，电压表两次的示数之比为________。
【解析】（1）已知电阻R1与R2的阻值之比为2：3，开关S断开时，电阻R1、R2串联，因串联电路中电流处处相等，则R1与R2的电功率之比：＝＝＝；（2）开关S断开时，电阻R1、R2串联，此时电路中的电流I＝，此时电压表测R1两端的电压，由I＝可得，电压表的示数：U1＝IR1＝×R1；开关S闭合后，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，即电压表的示数为U；
所以，开关S闭合前后，电压表两次的示数之比为＝＝＝＝。
【答案】2：3；2：5。
10．（2019?大连）如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压为220V．R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω，只闭合S1时为低温档，电功率为440W．同时闭合S1和S2时为高温档，试求：
（1）低温档工作时，电路中的电流是多少？
（2）电阻R1的阻值是多少？
（3）高温档的电功率是多少？
【解析】（1）只闭合S1时为低温档，电功率为440W，
由P＝UI可得，电路中的电流：I＝＝＝2A；
（2）只闭合S1时，R1与R2串联，电熨斗处于低温档，
由I＝可得，电路的总电阻：R＝＝＝110Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电阻R1的阻值：R1＝R﹣R2＝110Ω﹣61.6Ω＝48.4Ω；
（3）同时闭合S1和S2时，电路为R1的简单电路，电熨斗处于高温档，
则高温档的电功率：P高＝＝＝1000W。
【答案】（1）低温档工作时，电路中的电流是2A；（2）电阻R1的阻值是48.4Ω；（3）高温档的电功率是1000W。
11．（2019?赤峰）同学们发现电饭锅、电高压锅等用电器的功率都是可以调节的。于是，他们利用实验室中的器材，设计了一个功率可以调节的电路（如图所示）来模拟上述电器的工作状况。已知R1＝10?，学生电源提供的电压为12V且保持不变R1、R2电阻保持不变。
（1）开关S1闭合且开关S2接a时，电路的总功率为21.6W。
①此时R1与R2 并 联；
②求：电路中总电流和R2阻值
（2）开关S1断开且开关S2接b时，求：10s时间内电流通过整个电路做的功。
【解析】（1）由图知，开关S1闭合且开关S2接a时，R1、R2并联，
根据P＝UI可得总电流：I＝＝＝1.8A，
通过R1的电流：I1＝＝＝1.2A，
因并联电路干路电流等于各支路电流之和，
所以通过R2的电流：I2＝I﹣I1＝1.8A﹣1.2A＝0.6A；
由I＝可得，R2的阻值：R2＝＝＝20Ω；
（2）开关S1断开且开关S2接b时，R1、R2串联，
则总电阻：R＝R1+R2＝10Ω+20Ω＝30Ω，
所以，10s时间内电流通过整个电路做的功：W＝t＝×10s＝48J。
【答案】（1）①并；②电路中总电流为1.8A，R2阻值为20Ω；（2）10s时间内电流通过整个电路做的功是48J。
12．（2019?荆门）如图为一个电吹风的简易电路，R1、R2为发热用的电阻丝，M为带动风扇转动的电动机，开关S2上扇形的金属片可与触点1、2、3、4接通。只接通S1时，风扇吹冷风，此时回路中电流为0.1A；在保持S1接通的情况下，转动S2，若使S2与2、3接通，风扇吹暖风；若使S2与3、4接通，风扇吹热风。
（I）求吹冷风时，电路消耗的电功率；
（2）吹暖风时，电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的5.5倍；吹热风时，电阻丝的热功率为吹暖风时电阻丝热功率的10倍，求R1、R2的阻值。
【解析】（1）只接通S1时，电路为风扇M的简单电路，风扇吹冷风，则电路消耗的电功率：P冷＝UI＝220V×0.1A＝22W；
（2）在保持S1接通的情况下，使S2与2、3接通时，R1与R2串联后再与风扇M并联，电吹风吹暖风，由于电阻丝的热功率为吹冷风时电吹风电功率的5.5倍，
所以，电热丝的功率（即两电热丝的总功率）：P12＝5.5P冷＝5.5×22W＝121W，
由P＝UI＝可得，两电热丝的总电阻：R总＝＝＝400Ω，
使S2与3、4接通时，R2被短路，此时R1与风扇M并联，电吹风吹热风，
由题知，此时电阻丝的热功率为吹暖风时电阻丝热功率的10倍，
所以，R1的电功率：P1＝10P12＝10×121W＝1210W，
则R1的阻值：R1＝＝＝40Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R2的阻值：R2＝R总﹣R1＝400Ω﹣40Ω＝360Ω。
【答案】（1）吹冷风时，电路消耗的电功率为22W；（2）R1的阻值为40Ω，R2的阻值为360Ω。
类型三：其他变化的动态电路分析
1．（2019?玉林）光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。如图所示，闭合开关，逐渐减弱光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．电流表和电压表的示数均变小 B．电流表和电压表的示数均变大
C．电流表的示数变小，电压表的示数变大 D．电流表的示数变大，电压表的示数变小
【解析】由电路图可知，光敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，所以，逐渐减弱光敏电阻的光照强度时，光敏电阻R的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故BD错误；由U＝IR可知，R0两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A错误、C正确。选C。
【答案】C
2．（2019?广西）用石墨烯制成的湿敏电阻，其阻值会随含水量的升高而增大。如图是检测植物叶片含水量的电路，电源电压不变。将湿敏电阻R附着在叶片上，当叶片含水量升高时（ ）
A．电流表示数增大 B．电压表示数减小
C．电路总电阻减小 D．电路总功率增大
【解析】由电路图可知，湿敏电阻R与定值电阻R0串联，电流表测电路中的电流，将湿敏电阻R附着在叶片上，因湿敏电阻的阻值会随含水量的升高而增大，且串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以，当叶片含水量升高时，湿敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，故C错误；由I＝可知，电路中的电流减小，即电流表示数减小，故A错误；由U＝IR可知，R0两端的电压减小，即电压表的示数减小，故B正确；由P＝UI可知，电路总功率减小，故D错误。选B。
【答案】B
3．（2019?海南）如图所示是某电子秤内部简化电路。R0是定值电阻，Rx是压敏电阻，阻值随压力增大而减小，电源电压保持不变。闭合开关，当Rx上压力增大时，随之减小的是（ ）
A．通过Rx的电流 B．通过 R0的电流
C．Rx两端的电压 D．R0两端的电压
【解析】由电路图可知，压敏电阻Rx与定值电阻R0串联；因压力传感器的电阻值随所受压力的增大而减小，
所以，在压力传感器受到的压力增大的过程中，Rx的阻值减小，电路中的总电阻减小，由I＝可知，电路中的电流增大，即通过Rx的电流和通过 R0的电流都增大，故AB错误；由U＝IR可知，R0两端的电压增大，故D错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，Rx两端的电压减小，故C正确。选C。
【答案】C
4．（2019?宜昌）巨磁电阻（GMR）效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．指示灯变暗，电压表示数变大 B．指示灯变暗，电压表示数变小
C．指示灯变亮，电压表示数变大 D．指示灯变亮，电压表示数变小
【解析】由左图可知，电磁铁与滑动变阻器串联，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，左侧电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性变弱，因巨磁电阻的电阻在磁场中急剧减小，所以，巨磁电阻（GMR）的阻值变大，右图中指示灯和巨磁电阻串联的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故CD错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，巨磁电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A正确、B错误。选A。
【答案】A
5．（2019?山西）图甲是身高、体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示，电压表、电流表分别显示身高和体重的大小，压敏电阻R的阻值随压力增大而增大，滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是（ ）
A．身高越高电压表示数越大 B．身高越高通过R0的电流越小
C．体重越大电流表示数越大 D．体重越大电路消耗总功率越大
【解析】由电路图可知，R与R0并联，电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测压敏电阻R支路的电流，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以，人的身高变化即滑片移动时，R0接入电路中的电阻不变，因并联电路中各支路两端的电压相等，且各支路独立工作、互不影响，所以，由I＝可知，通过R0的电流不变，故B错误；当身高越高时，滑片上移，滑片P下方电阻丝的阻值变大，由U＝IR可知，滑片P下方电阻丝两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A正确；当体重越大时，压敏电阻受到的压力越大，由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知，R的阻值越大，由I＝可知，通过R的电流越小，即电流表的示数越小，故C错误；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，体重越大时电路的总电流越小，由P＝UI可知，电路消耗总功率越小，故D错误。选A。
【答案】A
6.（2018?武汉）为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示。R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
【解析】由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。（1）由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，由图象知，此时U2=UAB=2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A错误；由串联电路的分压原理有：，即：，所以：R1=5R2，故B错误；（2）当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'=UAB'=6V，由串联电路的分压原理有：，即：，所以：R1'=R2，故C错误；且R1=5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。故选D。
7．（2018?乐山）成绵乐高铁开通以来，极大地促进了沿线经济发展，为保障列车安全运行，列车上安装有烟雾报警装置。如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变，R0为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大，当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，电流表示数________，电压表示数________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【解析】由图知，定值电阻R0与光敏电阻R串联，电压表测光敏电阻R的电压，电流表测电路中的电流；当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时，光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据串联电阻的规律，总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，即电流表示数减小；根据U＝IR可知，定值电阻R0的电压变小，根据串联电路电压的规律，光敏电阻R的电压增大，即电压表示数增大。
【答案】减小；增大。
8．（2017?贵港）我国法律规定，驾驶员醉驾要负刑事责任。为了判断驾驶员是否酒后驾车，交警需要用酒精测试仪对驾驶员进行检测。如图所示是酒精测试仪的原理图，图中R1为定值电阻，R2为酒精气敏电阻，电源电压保持不变，R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气敏电阻测试到酒精气体浓度增加时，电压表示数________，电流表示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】由电路图可知，定值电阻R1与气敏电阻R2串联，电压表测量定值电阻两端的电压；如果测试到的酒精气体浓度越大，则气敏电阻的阻值越小，电路中的总电阻越小；根据I＝可知，电路中的电流越大，即电流表示数越大；根据U＝IR可知，定值电阻R1两端的电压越大，即电压表的示数越大。
【答案】变大；变大。
9．（2019?鄂尔多斯）甜甜要制作一个电动航模，需要电动机作为动力源，她找来电吹风，研究了电吹风的工作原理。如图甲，电吹风工作时，可以分别吹出热风和冷风，为了防止温度过高，用一个PTC电阻R0与电阻为50Ω的电热丝R串联，R0的阻值随温度的变化如图乙所示，请回答下列问题：
（1）PTC电阻是由________材料制成的；电动机的工作原理是________。
（2）电吹风吹热风时，求电热丝的最大发热功率。
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，电动机的机械效率为90%，求电动机线圈电阻。（不计机械摩擦损耗的能量）
【解析】（1）由图乙可知，PTC电阻R0的阻值随温度的变化而变化，是由半导体材料制成的；电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；（2）由图乙可知，R0的最小阻值为10Ω，此时电热丝支路的总电阻最小，该支路中的电流最大，电热丝的发热功率最大，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电热丝支路中的电流：
I大＝＝＝A，
则电热丝的最大发热功率：P热＝I大2R＝（A）2×50Ω≈672.2W
（3）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流为1A，工作20s，消耗的电能：
W电＝UIt＝220V×1A×20s＝4400J，
由η＝×100%可得，输出的机械能：W机械＝W电η＝4400J×90%＝3960J，
电动机线圈电阻产生的热量：Q＝W电﹣W机械＝4400J﹣3960J＝440J，
由Q＝I2Rt可得，电动机线圈的电阻：R线圈＝＝＝22Ω。
【答案】（1）半导体；通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电吹风吹热风时，电热丝的最大发热功率为672.2W；（3）电动机线圈电阻为22Ω。
10．（2019?深圳）“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。甲图是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U＝6V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如乙图所示。气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。使用前通过调零旋钮（即滑动变阻器R2的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表示数为U1＝5V，调零后R2的滑片位置保持不变。
（1）当电压表示数为U1＝5V时，求R1消耗的电功率；
（2）当电压表示数为U1＝5V时，求R2接入电路中的阻值；
（3）某次检测中，电流表示数I1′＝0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
【解析】（1）由电路图可知，气敏电阻R1与变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流；由图象可知，气体中酒精含量为0mg/100mL时，气敏电阻的阻值R1＝50Ω，R1消耗的电功率：P1＝＝＝0.5W；
（2）此时R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣5V＝1V，
根据串联电路的分压规律可得：＝，
即：＝，解得R2接入电路中的阻值：R2＝10Ω；
（3）某次检测中，电流表示数I1′＝0.2A，
根据欧姆定律可得，此时电路的总电阻：R总＝＝＝30Ω，
由电阻的串联可得，此时气敏电阻R1的阻值：R1′＝R总﹣R2＝30Ω﹣10Ω＝20Ω，
由图象可知，R1′＝20Ω时，气体中酒精含量大于0mg/100mL且小于80mg/100mL，则此驾驶员属于酒驾。
【答案】（1）R1消耗的电功率为 0.5W；（2）R2接入电路的阻值为 10Ω；（3）此驾驶员为酒驾。
11．（2019?恩施州）某体育运动中心为了研究蹦床运动员的训练情况，在蹦床上接入压力传感器，压力传感器所在电路如图甲。已知某运动员质量为50kg，某次从距离蹦床一定高度处跳下的过程中，研究得到电路中两个电压表读数与电路中电流之间的关系如图乙所示，压力传感器的电阻与所受压力之间关系如图丙。试计算：
（1）定值电阻R1的阻值。
（2）电源电压和定值电阻R2的阻值。
（3）当电路中电流达到最大时，运动员受到的合力为多少N？
【解析】（1）因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，因此图象a为电压表V1示数变化图象，图象b为电压表V2示数变化图象；因为电压表测量R1两端电压，所以据图象a可得：U1＝4V，I1＝4A；由I＝可得，R1＝＝＝1Ω；
（2）因为电压表V2测量压力传感器和R1两端总电压，所以由图象b可知，当U2＝10V时，I2＝1A；U2′＝4V，I2′＝4A；根据欧姆定律和图象b可得：U＝10V+1A×R2 ①,
U＝4V+4A×R2 ②,联立①②可得：电源电压U＝12V，定值电阻的阻值：R2＝2Ω；
（3）分析可知，当传感器电阻变为0时，此时两个电压表示数相等，电路中电流达到最大，由图象可得：Imax＝4A，由图丙可得弹簧对运动员的弹力：F弹为800N，
所受合力：F＝F弹﹣G＝F弹﹣mg＝800N﹣50kg×10N/kg＝300N。
【答案】（1）定值电阻R1的阻值为1Ω。（2）电源电压为12V，定值电阻R2的阻值为2Ω。（3）当电路中电流达到最大时，运动员受到的合力为300N。
12．（2019?玉林）某物理研究小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图甲所示。OBA为水平杠杆，OA长100cm，O为支点，OB：BA＝1：4；已知报警器R0的阻值恒为10Ω，压力传感器R固定放置，压力传感器受到的压力F与R的阻值变化的关系如图乙所示。当托盘空载时，闭合开关S，电压表的示数为1V：当托盘所受的压力增大，电压表的示数达到2V时，报警器R0开始发出报警信号。托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计，电压表的量程为0～V．
求：
（1）电源电压；
（2）当报警器开始报警时，压力传感器受到的压力；
（3）当托盘受到的压力为120N时，报警器是否报警；
（4）当电路输出的电功率与电路在安全状态下输出的最大电功率的比值为5：6时，托盘受到的压力。
【解析】（1）当托盘空载时，电路中的电流；
此时传感器的电阻为R＝30Ω，
则电源电压U＝I1（R0+R）＝0.1A×（10Ω+30Ω）＝4V；
（2）当报警器开始报警时，电路中的电流；
传感器的电阻；
从图乙可知，此时传感器受到的压力为20N；
（3）根据杠杠的平衡条件F1L1＝F2L2，可知F托盘×OB＝F×OA；
由于OB：OA＝1：4，可得OB：OA＝1：5，
压力传感器受到的压力F'＝F'托盘×＝120N×＝24N，
由于报警时F＝20N，而此时F'＞F，因此报警器报警；
（4）要保证电路安全，，P最大＝UI最大＝4V×0.3A＝1.2W；
由于P''：P最大＝5：6，可得P''＝1W
此时，电路的输出功率，则；
由图乙可知当压力传感器R''＝6Ω时，压力传感器受到的压力为F''＝30N；
由杠杠平衡条件可知，托盘受到的压力F''托盘＝F''×。
【答案】（1）电源电压为4V；（2）当压力达到20N时，压力传感器开始报警；（3）会报警；（4）此时托盘的压力为150N。
13．（2019?福建）空气质量指数是环境监测的重要指标，下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪，用电压表显示空气质量指数，工作原理电路图如图。已知电源电压U＝18V，电压表量程为0～15V，定值电阻R0的阻值为100Ω，气敏电阻阻值R与A的关系为R＝×103Ω
空气质量指数A
0?50
51?100
101?150
151?200
201?300
＞300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
（1）通过计算，判断电压表示数为10V时对应的空气质量等级。
（2）更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围，若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A＝400，则更换后的定值电阻R′0的阻值应为多大？
【解析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R0两端的电压。
（1）因串联电路中各处的电流相等，所以，当电压表示数为10V时，电路中的电流：
I＝＝＝0.1A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，气敏电阻R两端的电压：
UR＝U﹣U0＝18V﹣10V＝8V，
则此时气敏电阻的阻值：R＝＝＝80Ω，
此时的空气质量指数：A＝×103Ω＝75，
由51＜75＜100可知，此时空气质量等级为良；
（2）空气质量指数A＝400时，气敏电阻的阻值：R′＝×103Ω＝15Ω，
由题意可知，此时电压表的示数U0′＝15V，则气敏电阻两端的电压：
UR′＝U﹣U0′＝18V﹣15V＝3V，
此时电路中的电流：I′＝＝＝0.2A，
则更换后的定值电阻的阻值：R0′＝＝＝75Ω。
【答案】（1）电压表示数为10V时对应的空气质量等级为良；（2）更换后的定值电阻的阻值应为75Ω。
