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。21
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
4015105979170【典例1】(2020?毕节市)如图所示电路中,电源电压为18V且恒定不变,灯泡L标有“6V 3W”的字样,灯丝的电阻保持不变,滑动变阻器R铭牌上的规格是“100Ω 1A”,电流表所用量程为0~0.6A,电压表所用量程为0~15V.该电路工作时,要求各元件均安全。闭合开关,在滑动变阻器滑片P滑动过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数变化范围是3V~6V
B.电流表的示数变化范围是0.25A~0.6A
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是18Ω~100Ω
D.该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍
【考查角度】电路的动态分析。
【解析】由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)灯泡正常发光时的电压UL=6V,功率PL=3W,
由P=UI可得,正常发光时的电流:IL= PLUL=3W6V=0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以,电路中的最大电流I大=IL=0.5A,此时电压表的示数最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的功率最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数:UR=U-UL=18V-6V=12V,
则电压表的示数变化范围是12V~15V,故A错误;
由I=UR可得,滑动变阻器接入电路中的最小电阻:R小=U大I大=12V0.5A =24Ω,
电路消耗的最大功率:P大=UI大=18V×0.5A=9W;
(2)灯泡的电阻:RL=ULIL=6V0.5A=12Ω,
当电压表的示数UR′=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,此时灯泡两端的电压:UL′=U-UR′=18V-15V=3V,
电路中的最小电流:I小=UL/RL =3V12Ω=0.25A,
所以,电流表的示数变化范围是0.25A~0.5A,故B错误;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大=UR/I小=15V0.25A=60Ω,
所以,滑动变阻器的阻值变化范围为24Ω~60Ω,故C错误;
电路消耗的最小功率:P小=UI小=18V×0.25A=4.5W,
由P大:P小=9W:4.5W=2:1,该电路消耗的最大功率是最小功率的2倍,故D正确。
故选:D。
【答案】D
高频考点二:开关通断的动态电路分析
【典例2】(2020?雅安)如图所示的电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )
343408080010A.灯L1、L2串联
B.电流表A1和A2示数相等
C.断开S1后,电流表A1示数变小
D.断开S1后,电流表A2示数变小
【考查角度】串联电路和并联电路的辨别;电路的动态分析。
【解析】A.由电路图可知,闭合开关S、S1后,L1与L2并列连接即为并联,故A错误; B.闭合开关S、S1后,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流表A2的示数大于支路电流表A1的示数,故B错误; C.断开S1后,电路为L1的简单电路,两电流表均测通过L1的电流,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过L1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故C错误; D.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以断开S1后,电路的总电流变小,则电流表A2示数变小,故D正确。故选:D。
【答案】D
高频考点三:其他变化动态电路分析
【典例3】(2020?桂林)从2020年5月1日起,驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图所示是它的原理图。图中R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小的,酒精气体浓度越大,那么测试仪的( )
437705576200A.电压表示数不变 B.电压表示数越大
C.通过传感器的电流越小 D.传感器两端的电压越大
【考查角度】欧姆定律的应用,电路的动态分析。
【解析】从电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压;酒精气体浓度越大,酒精气体传感器R2的电阻变小,根据串联电路的电阻关系可知,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路电流越大,即通过传感器的电流越大;根据公式U=IR可知R1两端的电压越大,所以电压表示数越大,根据串联电路的电压规律可知,传感器两端的电压会变小;故ACD错误,B正确。故选:B。
【答案】B。
考点过关☆专项突破
类型一:滑动变阻器阻值变化的动态分析
4329430128270001.(2020?淄博)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
33578803962402.(2020?鞍山)如图所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向左移动。下列说法中正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.电压表V的示数变小
C.电流表A2与A1的示数之差不变
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
3.(2020?烟台)在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右
3148330118110端滑动时( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数不变
C.电流表示数不变,电压表示数不变
D.电流表示数增大,电压表示数减小
4.(2020?河池)如图所示为某学生实验小组设计的电路,电源电压和灯泡的电阻始终保持不变。闭合开关S,在确保电路安全的情况下,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是( )
380555532385A.电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V1与V2的示数之和变小
D.若电压表V1突然短路,则小灯泡变亮
3367405421640005.(2020?西宁)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,电流表A1的示数逐渐变小,这一过程中( )
A.滑片P是向b端移动的
B.电流表A的示数逐渐变小
C.电压表V的示数逐渐变小
D.电路的总功率变大
3310255525145006.(2020?葫芦岛)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数变小
B.电压表V1 示数不变
C.电压表V2示数与电流表A示数乘积变小
D.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
44278557600957.(2020?遵义)如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,电压表V1示数为U1,电压表V2示数为U2,电流表A示数为I,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,电压表V2示数变化了△U2,电流表A示数变化了△I.下列说法正确的是( )
A.U1不变,U2变大,I变小 B.U1变小,U2不变,I变小
C.|△U2|与|△I|的比值不变 D.|△U2|与|△I|的比值变大
30340304686308.(2020?广安)如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,开关闭合后滑片向右移动时,下列说法错误的是( )
A.电压表测的是R1两端电压
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电压表与电流表示数之比不变
9.(2020?朝阳)如图所示的电路,电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移向b端的过程中,下列说法正确的是( )3405505245745
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变大
C.电压表示数不变
D.电压表与电流表的比值变小
10.(2020?吉林)如图所示。电源电压不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中( )
right0
A.电流表的示数变大 B.电压表的示数不变
C.电路的总电阻变小 D.小灯泡的亮度变暗
442468034480511.(2020?益阳)对如图所示电路,当闭合开关后向右移动滑动变阻器滑片时,下列分析正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表V的示数变大
C.电阻R0消耗的功率变大 D.电阻R消耗功率不变
right40195512.(2020?营口)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S滑片P向右移动时,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表A1、A2示数都变小
B.电压表示数与电流表A2示数的比值不变
C.电流表A1与A2示数的差值变大
D.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
13.(2020?甘南州)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
14.(2020?天水)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将 ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将 。(均填“变大”“变小”或“不变”)
类型二:开关通断的动态电路分析
right628651.(2020?广西)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S、S1后,再断开S1时( )
A.灯L的亮度变暗 B.电压表V的示数变小
C.电流表A1的示数变大 D.电流表A的示数变小
right3962402.(2020?百色)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S1,电压表和电流表有示数,接着再闭合开关S2,下列说法正确的是( )
A.电压表示数不变
B.电流表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值不变
D.电压表和电流表示数的乘积变小
3.(2020?青海)如图所示,电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮电流表损坏
4.(2020?岳阳)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。则( )
A.a表是电压表
B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化
C.S1、S2、S3都闭合,移动滑片P,a、b两表示数无变化
D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值
4710430723905.(2020?绥化)如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S断开时,灯泡L正常发光;当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数不变 B.电压表示数变小
C.灯泡L变亮 D.灯泡L与电阻R并联
right894715006.(2020?重庆)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V”字样的灯泡。定值电阻R0的阻值为60Ω,两个电流表的量程均为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图象。当S闭合,S1,S2断开,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5V.下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.变阻器R的最大阻值为10Ω
C.移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D.当S,S1,S2都闭合,为保证电路安全,变阻器R消耗的最大功率为4.05W
7.(2020?雅安)如图所示的电路,闭合开关S、S1后,以下说法正确的是( )
38150805334000A.灯L1、L2串联
B.电流表A1和A2示数相等
C.断开S1后,电流表A1示数变小
D.断开S1后,电流表A2示数变小
8.(2020?河北)如图所示,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0.当S1和S2闭合、S3断开时,电流表A1的示数为I0;再闭合S3,电流表A1的示数为2I0.下列说法正确的是( )
378015534925A.开关均闭合后,电路消耗的功率为2I02R0
B.开关均闭合后,a、b互换前后A2的示数之比为1:2
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,P从中点移到阻值最大端,变阻器消耗的功率变化量为I02R0
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种
41865557258059.(2020?大连)如图所示,是某家用电热煮茶器的简化电路图。R1和R2均为电热丝,S为单刀双掷开关。R1的阻值是88Ω,R2的阻值是352Ω,电源电压是220V.开关S接“1”时,为加热状态;开关S接“2”时,为保温状态。试求:
(1)加热状态时,电路中的电流是多少?
(2)加热状态时,通电5min电流做功是多少?
(3)保温状态时,电路消耗的总功率是多少?
10.(2020?十堰)如图甲为某电饭锅的简化电路原理图,R1和R2为加热电阻,且阻值保持不变,R1=44Ω,S为靠近加热盘的感温开关,1、2是开关连接的触点,加热盘温度达到103℃时,S自动切换到保温状态。某次煮饭时,仅将电饭锅接入220V的电路,按下开关S与触点1连接,工作了10min,S自动切换到保温状态,保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求:
(1)加热状态时,电饭锅消耗的电能。
(2)R2的阻值。
(3)用电高峰时,实际电压只有额定电压的80%,电饭锅加热状态的实际功率。
264350574295
11.(2020?沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲,他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图,R1、R2均为加热电阻,通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为1000W保温功率为44W[c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×2738755360045103kg/m3],求:
(1)把500g的水从40℃加热到100℃,水壶要吸收的热量;
(2)不计热量损失,使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间;
(3)忽略温度对电阻阻值的影响,加热电阻R1的阻值。
类型三:其他变化动态电路分析
33864558134351.(2020?绵阳)电梯超载报警器工作原理示意图如图所示,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小,A为电流表,其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态,开关S闭合,有人进入电梯后( )
A.电流表示数变小,R和R0的总电功率变大
B.电流表示数变小,R和R0的总电功率变小
C.电流表示数变大,R和R0的总电功率变大
D.电流表示数变大,R和R0的总电功率变小
2.(2020?鄂尔多斯)图甲是身高测量仪,体检者站在绝缘平台上,能自动显示身高,电路原理如图乙。R0为定值电阻,滑动变阻器R的滑片P随身高的增高而上滑。下列有关分析,正确的是( )
370078074295A.电流表示数显示身高,身高越高示数越大
B.电压表示数显示身高,身高越高示数越大
C.身高越高,R0消耗的电功率越小
D.身高越高,电路消耗的总功率越大
3.(2020?十堰)如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图象如图丙。对该电路分析正确的是( )
255778074295
A.体温越高,R的阻值越大
B.体温越高,电压表示数越大
C.体温越高,电压表示数越小
D.体温越低,电压表示数越大
34055057067554.(2020?赤峰)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻,R为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是( )
A.电流表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.电压表与电流表的示数之比不变
D.电压表与电流表的示数之比变大
right4705355.(2020?长春)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路如图所示。R1为定值电阻,R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小,激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表),闭合开关。激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是( )
A.电阻R2的阻值变小 B.通过R2的电流变大
C.计数器两端的电压变大 D.R1与R2的电流之比变小
6.(2020?山西)如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图。电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,滑片P与挂钩固定在一起。不挂物体时,滑片P在R2最上端。挂上物体时,滑片P随挂钩向下移动。在电子秤量程范围内,则( )
363410576200A.不挂物体时,电压表示数为电源电压
B.所挂物体越重,电流表示数越大
C.所挂物体越轻,电路消耗的总功率越大
D.所挂物体重量发生变化,电压表示数与电流表示数的比值不变
7.(2020?威海)小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量减少时滑片上移。下列分析错误的是( )
39103300
A.如果选择电压表,水量增多时电表示数变大
B.如果选择电流表,水量减少时电表示数变小
C.与电压表相比,选择电流表设计电路更节能
D.如果选择电流表,R0可以在水太多时保护电路
right6648458.(2020?北京)如图所示是一种温度测试仪的电路,R1为定值电阻,R2为热敏电阻(阻值随温度升高而减小,电路图符号)。电源两端的电压不变,闭合开关S,当所测物体温度升高时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电流表示数不变
C.电压表示数变小 D.电压表示数变大
right5353059.(2020?天津)如图所示是一种测定油箱内油量的装置,其中R是滑动变阻器的电阻片。当油量减少时,滑动变阻器的滑片P向上移动,则电路中( )
A.总电阻增大,电流减小 B.总电阻增大,电流增大
C.总电阻减小,电流增大 D.总电阻减小,电流减小
3624580121348510.(2020?宁夏)如图甲所示,是某款手持式电子测温仪。图乙是它工作的原理图,其中电源电压保持不变,R是热敏电阻,用于靠近人体测温,定值电阻R0为保护电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时,显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的
B.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大
C.被测温者体温越高,电路消耗的电功率越大
D.将R0更换为阻值更大的电阻,测相同温度,显示仪示数变大
346583042354511.(2020?乐山)小华设计了如图所示的输液提示器,在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )
A.电压表示数减小,灯泡亮度变暗
B.电压表示数减小,灯泡亮度变亮
C.电压表示数增大,灯泡亮度变暗
D.电压表示数增大,灯泡亮度变亮
right62865012.(2020?深圳)电子拉力计的简化原理如图。滑动变阻器的滑片P与弹簧上端固定在一起,同方向升降。在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,弹簧伸长量越大。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器接入电路中的电阻随拉力增大而增大
B.电流表的示数随拉力增大而增大
C.电压表的示数随拉力增大而增大
D.定值电阻R0消耗的电功率随拉力增大而减小
right19240513.(2020?福建)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻,当光照射的强度增大时其阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时( )
A.通过R1的电流变大 B.R1两端的电压变小
C.R2两端的电压变大 D.R2两端的电压变小
14.(2020?威海)额定电压为8V的甲乙两个电阻,I﹣U图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲乙并联,两端电压在0﹣8V范围内(不含0V),R甲总是大于R乙
B.若甲乙并联,两端电压在0﹣8V范围内(不含0V),P甲总是大于P乙
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,R甲:R乙=l:2
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,P甲:P乙=3:2
15.(2020?鄂尔多斯)某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器,其内部简化电路如图甲。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源(电压恒定U=6V)、开关S0、电磁铁(线圈电阻R0=20Ω)、热敏电阻R组成。R阻值随温度的变化图象如图乙。工作电路R1=44Ω,R2=956Ω.当开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热[c水=4.2×103J/(kg?℃)]。
(1)当温度达到50℃时,衔铁会被吸下,电热水器停止加热。求控制电路中的电流。
(2)电热水器将水箱中2kg的水从17℃加热到50℃,用时5min。求此过程水吸收的热量及电热水器的加热效率。
(3)用电高峰期,电热水器两端实际电压为200V,当电热水器处于保温状态时电热水器工作多长时间会消耗1.8×104J的电能?
考点过关☆专项突破解析
类型一:滑动变阻器阻值变化的动态分析
1.【考点】电路的三种状态;串联电路和并联电路的辨别;电路的动态分析。
【解答】
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,电流从电源的正极出发,经S3、S2、S1回到电源的负极,会造成电源短路,故A错误;
B.只闭合开关S2、S3时,电路为灯泡L的简单电路,灯泡发光,故B错误;
C.只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器串联,当滑片P向右移动时,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,由串联电路的分压特点可知,灯泡两端分得的电压变小,
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C正确;
D.只闭合开关S1、S3时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,
由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表的示数不变,故D错误。
故选:C。
2.【考点】电路的动态分析.
【解答】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。
A、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,故A错误;
B、因电源电压恒定,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故B错误;
CD、将滑动变阻器的滑片P向左移动,变阻器R1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A2的示数变小,则电压表V与电流表A2的示数之比变大,故D正确;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小,故C错误。
故选:D。
3.【考点】电路的动态分析.
【解答】
由电路图可知,闭合开关S后,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测并联电路两端的电压,电流表测通过R1的电流;
因为并联电路中各支路互不影响,所以当滑片向右移动时,通过定值电阻R1的电流不变,即电流表示数不变,故ABD错误;
由于电压表测量并联电路两端的电压(等于电源电压),因此电压表的示数始终不变,故C正确。
故选:C。
4.【考点】电路的动态分析.
【解答】由电路图可知,滑动变阻器和灯泡串联,电流表测量电路中的电流;电压表V1测量灯泡两端电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
将滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;即电流表示数变小大,故B错误;
由于灯泡的电阻始终保持不变,根据U=IR可知灯泡两端的电压变大,即电压表V1的示数变大;故A正确,
由串联电路的电压特点可知,V1、V2示数之和为电源电压,因电源电压不变,所以V1、V2示数之和不变,故C错误;
由于电压表V1与灯泡并联,若电压表V1突然短路,则灯泡也被短路,所以灯泡不发光;故D错误。
故选:A。
5.【考点】电路的动态分析.
【解答】
AB、两电阻并联,A测干路的电流,A1测R1支路的电流,电压表测电源电压,由并联电路各支路互不影响,通过R2的电流大小不变,电流表A的示数逐渐变小,由并联电路电流的规律,因电流表A的示数逐渐变小,B正确;
A1的示数变小,由欧姆定律,变阻器连入电路的电阻变大,滑片P是向a端移动的,A错误;
C、电压表测电源电压,示数不变;C错误;
D、电流表A的示数逐渐变小,根据P=UI,电路的总功率变小,D错误。
故选:B。
6.【考点】电路的动态分析.
【解答】由图可知,定值电阻R2和滑动变阻器R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量电源电压;
A、闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,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A错误;
B、滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压减小,电压表V1 示数减小;电压表V2测量电源电压,保持不变;故B错误;
C、电压表V2示数不变,电流表A示数变大,其乘积变大;故C错误;
D、电压表V1示数与电流表A示数比值为滑动变阻器的电阻,电阻变小,比值变小,故D正确。
故选:D。
7.【考点】欧姆定律的应用;电路的动态分析.
【解答】
AB、当S闭合时,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;
滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,由I=可知电路中电流I变小,根据U=IR可知R1两端电压U1变小,由串联电路电压的规律可知V2示数U2增大,故A、B错误;
CD、因为串联电路各部分电压之和等于电源电压,
所以R1和R2两端电压的变化量相等,则有:
△U1=△U2﹣﹣﹣﹣﹣①,
又因为R1是定值电阻,根据欧姆定律可得前后两次V1示数分别为U1=IR1,U′1=I′R1,
则U1﹣U′1=IR1﹣I′R1,
即△U1=△IR1,
所以=R1﹣﹣﹣﹣②,
由①②可知△U2 与△I 的比值不变,故C正确,D错误。
故选:C。
8.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、两电阻串联,电压表测R1的电压,故A正确;
B、电流表测电路的电流,滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电流表示数变小,故B错误;
C、根据U=IR,R1两端的电压变小,电压表示数变小,故C正确;
D、由欧姆定律可知,电压表与电流表示数之比等于R1的阻值,所以比值不变,故D正确.
故选:B.
9.【考点】电路的动态分析.
【解答】
由图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,所以电压表示数不变,故C正确;
灯泡与滑动变阻器并联接入电路中,电流表测量通过灯泡的电流;在并联电路中,各支路互不影响,所以滑动变阻器滑片移动时对另一条支路无影响,则灯泡的电流不变,即电流表示数不变,故B错误;
因为灯泡的电压和电流不变,所以灯泡的实际功率不变,亮度不变,故A错误;
由于电压表和电流表的示数都不变,所以电压表与电流表的比值不变,故D错误。
故选:C。
10.【考点】电路的动态分析.
【解答】
ABC、由图知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源电压,则滑片向右移动时,电压表示数不变,故B正确;
电流表测通过变阻器的电流,将滑动变阻器的滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律I=可知,通过变阻器的电流变小,即电流表的示数变小,故A错误;
变阻器连入电路的电阻变大,根据并联电路电阻的规律可知,电路的总电阻也变大,故C错误;
D、因并联电路各支路互不影响,所以滑片向右移动时,通过灯的电流和实际功率不变,则灯的亮度不变,故D错误。
故选:B。
11.【考点】电路的动态分析.
【解答】
ABC、变阻器与R串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器滑片时,变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小;
由U=IR可知,R0的电压变小,由串联电路电压的规律,电压表示数变大;
由P=I2R可知,电阻R0消耗的功率变小,故AC错误、B正确;
D、滑片在最左端时,变阻器连入电路的电阻为0,其功率为0,当变阻器连入电路的电阻不为0时,变阻器的电功率大于0,故电阻R消耗功率是变化的,故D错误。
故选:B。
12.【考点】电路的动态分析.
【解答】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源两端的电压,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的电流不变,即电流表A2的示数不变,
则电压表示数与电流表A2示数的比值不变,故B正确;
当滑片P向右移动时,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,
则电压表示数与电流表A1示数的乘积变小,故D错误;
因电流表A1与A2示数的差值等于通过R2的电流,
所以,电流表A1与A2示数的差值变小,故C错误。
故选:B。
13.【考点】电路的动态分析.
【解答】(1)两电阻并联,A1测R1的电流,A2测R2的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响,故电流表A1的示数不变;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的电阻变大,根据欧姆定律I=,电压表V的示数与电流表A2的示数之比即变阻器连入电路的电阻,故这个比值变大。
故答案为:不变;变大。
14.【考点】电路的动态分析.
【解答】(1)由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测R1支路电流,电流表A2测R2支路电流;
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A1的示数将不变,
当滑动变阻器R2的滑片P向左端移动时,接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小;
(2)因电压表V的示数不变,电流表A2示数变小,
所以,电压表V示数与电流表A2示数的比值变大。
故答案为:不变;变大。
类型二:开关通断的动态电路分析
1.【考点】电路的动态分析.
【解答】由电路图可知,开关S、S1闭合时,灯泡与定值电阻R并联,电流表A测干路电流,电流表A1被短路无示数,电压表测电源两端的电压;
再断开S1时,灯泡与定值电阻仍并联,电流表A、A1均测干路电流,电压表测电源两端的电压,
由电源电压保持不变可知,电路中的总电流不变,则电压表V和电流表A的示数均不变,故BD错误;
由灯泡两端的电压不变可知,灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮暗不变,故A错误;
因电流表A1从无示数变为有示数可知,电流表A1的示数变大,故C正确。
故选:C。
2.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、由图知,闭合开关S1时,两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,接着再闭合开关S2,R2短路,电路为R1的简单电路,此时电压表测电源电压,由串联电路电压的规律可知,电压表示数变大,故A错误;
B、根据串联电阻的规律可知,再闭合开关S2后电路中电阻变小,由欧姆定律可知,电流表示数变大,故B错误;
C、由欧姆定律可知,闭合开关S2前后,电压表和电流表示数的比值等于R1的阻值,则该比值为不变,故C正确;
D、因电压表和电流表示数变大,所以电压表和电流表示数的乘积变大,故D错误。
故选:C。
3.【考点】电路的三种状态;电路的动态分析.
【解答】
A、同时闭合两个开关,两灯并联,由并联电路电压的规律,两灯电压相同,两灯的规格不一定相同,由欧姆定律I=可知,通过两只灯泡的电流不一定相同,A错误;
B、若电压表和电流表的位置对调,电压表串联在电路中,电流表与L1并联,因电压表内阻很大,电路的电流很小,两表都不会被烧坏,B错误;
C、若先闭合S1,为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路的电流;
再闭合S2,两灯并联,电压表测电源电压,电压表示数不变;而此时电流表测干路电流,因通过L1的电流不变,根据并联电路电流的规律,电流表的示数变大,C正确;
D、若灯L1被短路,闭合S1、S2后,则灯L2也会短路,灯L2不亮,造成电流表损坏和电源短路,D错误。
故选:C。
4.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、只闭合S1时,电表a、b、R1、R2串联后再与R3并联,
由a表无示数、b表有示数可知,a表为电流表,b表为电压表,
由c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化可知,c表为电流表,故A错误;
B、先闭合S1、S2时,c电流表将R1和R2短路,电路为滑动变阻器R3的简单电路,a电流表与b电压表串联,a表示数为零,
再闭合S3,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,a电流表有示数,故B错误;
CD、S1、S2、S3都闭合时,R1、R2、R3并联,a电流表测R1和R2的电流,电压表b测电源两端的电压,
由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表b示数无变化,
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与R2的电流不变,即电流表a的示数不变,故C正确;
由I=的变形式R=可知,b表示数除以a表示数等于R1与R2的总电阻,故D错误。
故选:C。
5.【考点】电路的动态分析.
【解答】
D、当开关S断开时,为灯的简单电路,电流表测灯的电流,电压表测电源电压,灯泡L正常发光;当开关S闭合时灯与R并联,D正确;
B、当开关S闭合时,电流表测干路电流,电压表测电源电压,电压表示数不变,B错误;
AC、根据并联电路各支路互不影响,通过灯的电流不变,灯的亮度不变,C错误,
由并联电路电流的规律,电流表示数变大,A错误。
故选:D。
6.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、当S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为4V,电压表示数为5V(即变阻器的电压为5V),
由串联电路的电压规律可得,电源电压为:U=UL+UR=4V+5V=9V,故A错误;
B、当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到变阻器R的中点时,灯泡正常发光,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,则由欧姆定律可知,产生滑动变阻器接入电路的电阻为R===10Ω,
则滑动变阻器的最大阻值为R滑大=2R=2×10Ω=20Ω;故B错误;
C、移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,根据乙图可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.4A,
根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为:UR′=U﹣UL′=9V﹣2.5V=6.5V,
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为:R滑===16.25Ω,故C错误;
D、当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测通过定值电阻R0的电流;两个电流表的量程均为0~0.6A,所以干路中的最大电流为I总大=0.6A;
通过定值电阻R0的电流为:I0===0.15A;
根据并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电流为:IR大=I总大﹣I0=0.6A﹣0.15A=0.45A,
则滑动变阻器R消耗的最大功率为:PR大=UIR大=9V×0.45A=4.05W,故D正确。
故选:D。
7.【考点】串联电路和并联电路的辨别;电路的动态分析.
【解答】
A.由电路图可知,闭合开关S、S1后,L1与L2并列连接即为并联,故A错误;
B.闭合开关S、S1后,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测干路电流,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流表A2的示数大于支路电流表A1的示数,故B错误;
C.断开S1后,电路为L1的简单电路,两电流表均测通过L1的电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过L1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故C错误;
D.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以断开S1后,电路的总电流变小,则电流表A2示数变小,故D正确。
故选:D。
8.【考点】欧姆定律;电路的动态分析.
【解答】当S1和S2闭合、S3断开时,R与b并联,电流表A1测干路的电流,其示数为I0;
再闭合S3,a、b、R并联,电流表A1测干路电流,其示数为2I0,
若a为电压表,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,电流表A1的示数应为I0不变,不可能为2I0,
所以,a应为定值电阻,
由并联电路的电流特点可知,通过a的电流和通过R的电流相等,则b应为电压表;
A.当S1和S2闭合、S3断开时,电路为R的简单电路,电流表A1测电路中的电流,如下图所示:
由I=可得,电源的电压U=I0R0,
开关均闭合后,如下图所示:
干路电流表A1的示数为2I0,
则此时电路消耗的功率P=U×2I0=I0R0×2I0=2I02R0,故A正确;
B.开关均闭合后,Ra与R并联,电流表A2测R支路的电流,其示数为I0;
a、b互换后,Ra与R并联,如下图所示:
此时电流表A2测两支路的电流之和,其示数为2I0,
所以,a、b互换前后A2的示数之比为I0:2I0=1:2,故B正确;
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2时,R滑与R串联,等效电路图如下图所示:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流I=,
则变阻器消耗的电功率:
P滑=I2R滑=()2R滑====,
当R滑=R=R0时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则P滑大===I02R0,
滑片P位于中点时,变阻器消耗的电功率最小,则P滑小=()2R滑=()2×R0=I02R0,
所以,变阻器消耗的功率变化量:
△P滑=P滑大﹣P滑小=I02R0﹣I02R0=I02R0,故C错误;
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等,
当滑动变阻器替换a后,移动滑片时,通过R的电流不变,则电流表A2的示数不变,
当滑动变阻器替换R后,移动滑片时,通过a处定值电阻的电流不变,则电流表A3的示数不变,
综上可知,滑动变阻器应替换电压表b,
①当S1闭合、S2和S3断开时,电路为滑动变阻器的简单电路,三电流表均测电路中的电流,如下图所示:
因串联电路中各处的电流相等,所以移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等;
②当S1和S2闭合、S3断开时,滑动变阻器与R并联,电流表A1、A2均测干路电流,电流表A3测变阻器支路的电流,如下图所示:
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R的电流不变,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
③当S1和S3闭合、S2断开时,a定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1、A3均测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,如下图所示:
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a的电流不变,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
④当S1、S2、S3均闭合时,Ra、R、滑动变阻器并联,如下图所示:
电流表A1测干路电流,电流表A2测R与变阻器支路的电流之和,电流表A3测Ra与变阻器支路的电流之和,
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Ra和R的电流不变,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
综上可知,D正确。
故选:ABD。
9.【考点】欧姆定律的应用;电功与电能的计算;电功率的计算.
【解答】(1)开关S接“1”时,为R1的简单电路,为加热状态,由欧姆定律,电路中的电流是:
I1===2.5A;
(2)加热状态时,通电5min电流做功是:
W=UI1t=220V×2.5A×5×60s=1.65×105J;
(3)开关S接“2”时,两电阻串联,电路的总电阻为:
R=R1+R2=88Ω+352Ω=440Ω,
保温状态时电路消耗的总功率是:
P===110W。
答:(1)加热状态时,电路中的电流是2.5A;
(2)加热状态时,通电5min电流做功是1.65×105J;
(3)保温状态时,电路消耗的总功率是110W。
10.【考点】电能表参数的理解与电能的求法;电功率的计算.
【解答】
(1)由图甲可知,当开关S与触点1连接时,电路中只有R1,电路中电阻较小;当开关S与触点2连接时,电路中R1、R2串联,电路中电阻较大;电源电压一定,由P=可知,当开关S与触点1连接时,电路电功率较大、电饭锅处于加热状态;当开关S与触点2连接时,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态。
按下开关S与触点1连接,加热10min,电饭锅消耗的电能:
W加热=UIt===6.6×105J;
(2)当开关S与触点2连接时,R1、R2串联,电路电功率较小、电饭锅处于保温状态,
3000revs/kW?h表示每消耗1kW?h的电能,电能表的转盘转3000转,
1min消耗的电能:
W保温=kW?h=×3.6×106J=6000J,
保温功率:
P保温===100W,
由P=可得:
R串===484Ω,
R2的阻值:
R2=R串﹣R1=484Ω﹣44Ω=440Ω;
(3)用电高峰时,实际电压U实际=220V×80%=176V,
电饭锅加热状态的实际功率:
P实际===704W。
答:(1)加热状态时,电饭锅消耗的电能为6.6×105J;
(2)R2的阻值为440Ω;
(3)用电高峰时,实际电压只有额定电压的80%,电饭锅加热状态的实际功率为704W。
11.【考点】电功与热量的综合计算.
【解答】(1)水壶要吸收的热量:
Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×(100℃﹣40℃)=1.26×105J;
(2)由于不计热量损失,则消耗的电能W=Q=1.26×105J;
由P=可得,加热过程需要的时间:
t===126s;
(3)在开关S闭合的条件下,当旋钮开关接到2时,电路为R2的简单电路,此时电路中电阻小,消耗的功率大,为加热状态,
根据P=可得电阻R2的阻值:
R2===48.4Ω,
当旋钮开关切换到1时,两电阻串联,此时为保温状态,
由P=可得,电路的总电阻:
R总===1100Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R1的阻值:
R1=R总﹣R2=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω。
答:(1)把500g的水从40℃加热到100℃,水壶要吸收的热量为1.26×105J;
(2)不计热量损失,使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间为126s;
(3)忽略温度对电阻阻值的影响,加热电阻R1的阻值为1051.6Ω。
类型三:其他变化动态电路分析
1.【考点】电路的动态分析.
【解答】由图可知,该电路为串联电路;开关S闭合,有人进入电梯后,压敏电阻R受到的压力变大,其电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;
根据P=UI可知,在U一定的情况下,I变大,则R和R0的总电功率变大,故C正确。
故选:C。
2.【考点】电路的动态分析.
【解答】
由电路图可知,R与R0串联在电路中,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、因电压表在电路中相当于断路,则当滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻不变;
身高越高时,滑片会向上移动,由于滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,由欧姆定律可知,电路中的电流不变,所以电流表示数不能显示身高的变化,故A错误;
B、电压表测滑片下方电阻丝两端的电压,身高越高时,滑片下方电阻丝的阻值越大,由U=IR可知电压表示数越大,所以应该用电压表示数显示身高,且身高越高示数越大,故B正确;
C、身高越高时,由于电路中的电流不变、R0的阻值不变,则根据P=I2R可知R0消耗的电功率不变,故C错误;
D、身高越高时,总电压不变,电路中电流不变,由P=UI可知,电路消耗的总功率不变,故D错误。
故选:B。
3.【考点】电路的动态分析.
【解答】ABC、两电阻串联,电压表测定电阻的电压,体温越高,由图丙知,红外线热敏电阻越小,故A错误;
由分压原理,热敏电阻的电压越小,根据串联电路电压的规律,电压表示数越大,故B正确,C错误;
D、体温越低,红外线热敏电阻越大,由分压原理,热敏电阻的电压越大,由串联电路电压的规律,电压表示数越小,故D错误。
故选:B。
4.【考点】电路的动态分析.
【解答】
AB.由电路图可知,R0与R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减弱而增大,所以,当烟雾浓度增大时,光照变小,感光电阻R阻值变大,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,由串联分压规律可知R两端的电压变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
CD.电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表与电流表的示数之比变大,故C错误、D正确。
故选:D.
5.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、两电阻串联,计数器(电压表)测R2的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被遮挡瞬间电阻R2变大,A错误;
B、由串联电阻的规律,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,B错误;
C、根据U=IR,R1的电压变小,由串联电路电压的规律可知,电压表示数变大,计数器两端的电压变大,C正确;
D、根据串联电路各处的电流相等,故R1与R2的电流之比为1:1,保持不变,D错误。
故选:C。
6.【考点】电路的动态分析.
【解答】
由图知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、不挂物体时,滑片P在R2最上端,变阻器连入电路的电阻为0,则电压表示数为0,故A错误;
B、所挂物体越重,滑片P向下移动的距离越大,变阻器连入电路的电阻越大,总电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流越小,即电流表示数越小,故B错误;
C、同理可知,所挂物体越轻,变阻器连入电路的电阻越小,总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,根据P=UI,电路消耗的总功率越大,故C正确;
D、所挂物体重量发生变化时,变阻器连入电路的电阻发生变化;由欧姆定律可知,电压表示数与电流表示数的比值不变等于变阻器连入电路的电阻,所以该比值会发生变化,故D错误。
故选:C。
7.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A.如果选择电压表,R与R0串联,电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压,
由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,
由I=可知,电路中的电流不变,
由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大,
由U=IR可知,滑片P上方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
B.如果选择电流表,滑片P上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与R0串联,电流表测电路中的电流,
当水量减少时,滑片上移,变阻器R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,即电流表的示数变小,故B正确;
C.如果选择电压表,R的最大阻值与R0串联,电路的总电阻最大,
由P=UI=可知,电路的总功率最小,在时间相同时最节能,则可知选择电流表设计电路不节能,故C错误;
D.如果选择电流表,在水太多时,变阻器R接入电路中的电阻太小,电路中的电流太大,
若电路中没有R0,可能会烧坏电源和电流表,所以R0可以在水太多时保护电路,故D正确。
故选:C。
8.【考点】电路的动态分析.
【解答】由电路图可知,热敏电阻与定值电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压,电流表测量电路电流;
当温度升高时,热敏电阻的阻值减小,因此电路中的总电阻减小;已知电源电压不变,由I=知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故AB错误;
根据U=IR知,在电阻不变时,定值电阻R1两端的电压变大,电压表的示数增大,故C错误,D正确。
故选:D。
9.【考点】电路的动态分析.
【解答】
由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流;
当油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,在杠杆的作用下滑片向上移动,则变阻器R连入电路的电阻变大,电路中的总电阻增大,由I=可知,电路中的电流减小,故A正确、BCD错误。
故选:A。
10.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、由图可知,R与R0串联,因显示仪与热敏电阻并联,故显示仪是由电压表改装成的,故A错误;
B、当被测者体温较高时,显示仪的示数也会变大,由分压原理,热敏电阻的电阻变大,即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大,故B正确;
C、被测者体温越高,电压表示数越大,由电阻越大,欧姆定律I=可知,电路的电流越小,根据P=UI可知,电路消耗的电功率越小;故C错误;
D、温度相同时热敏电阻的阻值不变,将R0更换为阻值更大的电阻,由串联电路分压特点可知,R0两端分得的电压变大,根据串联电路的电压特点可知,R两端的电压越小,因此显示仪示数会变小,故D错误。
故选:B。
11.【考点】电路的动态分析.
【解答】由图可知,变阻器与灯泡串联,电压表测变阻器两端的电压;当袋中药液量减少时,滑片向上移动,变阻器连入电路的电阻变小,根据串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,灯泡亮度变亮;综上所述,B正确。
故选:B。
12.【考点】电路的动态分析.
【解答】由电路图可知,定值电阻R0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。
A.当拉力增大时,滑片上移,AP部分电阻丝的长度减小,则接入电路中的电阻减小,故A错误;
B.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故B正确;
C.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压减小,即电压表的示数减小,故C错误;
D.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的电流增大,由P=UI=I2R可知,定值电阻R0消耗的电功率增大,故D错误。
故选:B。
13.【考点】电路的动态分析.
【解答】
A、两电阻串联,当光照射的强度增大时其阻值变小,当光照射的强度减小时其阻值变大,由电阻的串联规律,电路的电阻变大,由欧姆定律,电路的电流变小,A错误;
BCD、根据U=IR,R2的电压变小,D正确,由串联电路电压的规律,R1的电压变大,BC错误,D正确。
故选:D。
14.【考点】电路的动态分析.
【解答】
AB.若甲乙并联,两端电压在0~8V范围内(不含0V),
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以甲乙两端的电压相等,
由图象可知,电压相等时通过甲的电流大于通过乙的电流,即I甲>I乙,
由I=的变形式R=可知,R甲<R乙,故A错误;
由P=UI可知两电阻消耗的功率P甲>P乙,故B正确;
C.若甲乙串联接在电压为9V的电源两端,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,由图象可知,当I=0.8A、U甲=3V、U乙=6V时符合,
则此时两电阻的阻值之比====,故C正确;
D.若甲乙并联接在电压为3V的电源两端,它们两端的电压均为3V,
由图象可知,I甲=0.8A、I乙=0.4A,
则两电阻的电功率之比====,故D错误。
故选:BC。
15.【考点】能量利用效率;电功与热量的综合计算.
【解答】
(1)温度为50℃时,衔铁被吸下,由图乙可知,此时R=40Ω,
由串联电阻的规律及欧姆定律可得,此时控制电路中的电流为:
I===0.1A;
(2)2kg的水从17℃加热到50℃,水吸收的热量
Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(50℃﹣17℃)=2.772×105J;
由题知,当开关S0和S均闭合时,电热水器开始加热,此时衔铁没有被吸下,则由图甲可知此时工作电路只有R1工作,
工作电路加热的功率为:
P加热===1100W;
电热水器加热5min消耗的电能为:
W=P加热t=1100W×5×60s=3.3×105J,
电热水器的加热效率为:
η==×100%=84%;
(3)衔铁被吸下时,电热水器处于保温状态,由图甲可知,工作电路中R1、R2串联,
由串联电阻的规律,此时工作电路的总电阻为:
R总=R1+R2=44Ω+956Ω=1000Ω,
当U实=200V时,电热水器的实际保温功率为:
P实===40W,
根据W=Pt可得,电热器的工作时间为:
t===450s。
答:(1)控制电路中的电流为0.1A;
(2)此过程水吸收的热量为2.772×105J;电热水器的加热效率为84%;
(3)用电高峰期,电热水器两端实际电压为200V,当电热水器处于保温状态时电热水器工作450s消耗1.8×104J的电能。