中考物理复习 动态电路计算专题复习 优质课件 含中考真题解析

这是一份中考物理复习 动态电路计算专题复习 优质课件 含中考真题解析，共51页。PPT课件主要包含了IUR，UIR，RUI，纯电阻电路，UIt，I2R，U2R，P总U2R总，QI2Rt，电路的串并联情况等内容，欢迎下载使用。
1、欧姆定律： （1）公式： 变形公式： 、 。（2）适用条件： 。 2、电功（电能） W= = ； 3、电功率 P= = ； 电功率推导公式P= = ， 适用条件： ；家用电器加热或保温状态判断原理： 。 4、焦耳定律公式： 。
5、分析电路的方法：1）化简： ；2）判断 ； 3）观察 ；4）根据题目要求，选择适当公式、定理解题 。
电压表看成断路（去掉），电流表看成导线
例1 如图所示电路，电源电压恒为8 V，定值电阻R1的阻值为10 Ω，闭合开关S.求：(1)当滑片P在最左端时，电流表示数为_____A.(2)当滑片P在最右端时，电流表示数为0.2 A，R2的最大阻值为_____Ω，R1消耗的电功率是_____W.(3)当滑片从最右端向左移到某一位置时，电流表示数变化了0.4 A，R1的电功率变化了______W，电路的电功率变化了______W.
变式1　(改变电路连接方式) 如图所示电路，电源电压为 8 V，滑动变阻器R2上标有“1.0 A　20 Ω”字样，闭合开关，电流表的示数为0.2 A，定值电阻R1的阻值为______ Ω，将R2的滑片移到最左端时，电路消耗的电功率为________W.
变式2　(结合U－I 图像、列方程) 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，闭合开关S后，将R2的滑片从a端移到b端的过程中，电流表与电压表示数关系如图乙所示：(1)识别曲线图：图乙是电流表与电压表的关系图像，即是______(填用电器符号)的U－I图像．
(2)图线上特殊点的应用：①起点：R2的滑片在最左端时，电路电流最____(选填“大”或“小”)，对应图乙中的(_____A、_____V)点，电源电压U＝____________(用R1表示)．②终点：R2的滑片在最右端时，电路电流最____(选填“大”或“小”)，对应图乙中的(_____A、_____V)点，电源电压U＝______________(用R1表示).③结合两个等式可知电源电压U＝____V，R1＝_____Ω，R2的最大阻值为_____Ω.
0.2 A×R1＋4 V
类型2　敏感电阻引起的动态电路计算
例2　(2021北部湾经济区)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒．某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图甲所示的检测仪．已知电源电压为6 V，定值电阻R0标有“2.5 Ω　0.4 A”字样，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示．电压表的量程为0～3 V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度，请通过计算说明：
(1)按要求，ρ>0.1 g/m3才能达到消毒要求．当电压表的示数为0.75 V时， 教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求；(2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500 s，电路消耗的电功率及R0消耗的电能；(3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45 g/m3，此时电压表指针刚好偏转到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻．
解：(1)由图甲知，定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联，电压表测定值电阻两端的电压当电压表的示数为0.75 V时，传感器两端的电压Ut＝U－U0＝6 V－0.75 V＝5.25 V电路中的电流此时传感器的阻值由图乙知，过氧乙酸气体浓度明显大于0.1 g/m3，故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒的要求
(2)定值电阻R0标有“2.5 Ω　0.4 A”字样，则电路能通过的最大电流为0.4 A由图乙可知，当过氧乙酸气体浓度升高时，Rt的阻值减小，电路总电阻减小，电路电流增大，则当电路电流为Imax＝0.4 A时，对应的过氧乙酸气体浓度为电路能测量的最大浓度．此时电路消耗的电功率 P＝UImax＝6 V×0.4 A＝2.4 W工作500 s，R0消耗的电能W＝Q＝I2max R0 t ＝(0.4 A)2×2.5 Ω×500 s＝200 J
(3)若检测仪能测量的最大ρ值调整为0.45 g/m3，由图乙可知，此时传感器的阻值Rt′＝5 Ω电压表指针刚好偏转到了最大刻度处，则R0两端的电压，U0′＝3 V由欧姆定律及串联电路的电流规律可得 代入相关数值有 ，解得R0′＝5 Ω通过R0′的电流故需要重新选用“5 Ω　0.6 A”的定值电阻
类型3　开关开闭引起的动态电路计算例3　(2019云南省卷)如图所示，定值电阻R1＝6 Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，电流表示数为1 A，S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2 A.求：
(1)电源电压为多少？
①当S1闭合，S2、S3断开时，请画出其简化电路；
②此时电路中有________(选填“R1”“R2”或“R1、R2”)接入电路，电流表测________电流，示数为 1 A；③在下列空白处求出电源电压为多少？
解：U＝I1R1＝1 A×6 Ω＝6 V
(2)电阻R2的阻值？
①当S3闭合，S1、S2断开时，请画出其简化电路；
②此时电路为___________________(填电路连接方式)，电流表测______电流，示数为0.2 A；
③在下列空白处求出电阻R2的阻值为多大？
解：R2＝R总－R1＝30 Ω－6 Ω＝24 Ω
(3)当S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率．
①当S1、S2闭合，S3断开时，请画出其简化电路；
②电路为__________________(填电路连接方式)，电流表测________电流；
③在下列空白处求出电路消耗的总功率为多大？
解：IR1＝I1＝1 AP＝UI总＝U(IR1＋IR2)＝6 V×(1 A＋0.25 A)＝7.5 W
类型4　滑片移动和多开关通断引起的动态电路计算例4　如图所示，电源电压为6 V且保持不变，小灯泡L标有“6 V　6 W”字样，滑动变阻器R1接入电路中的最大阻值为10 Ω，定值电阻R2的阻值为5 Ω，求：
(1)小灯泡正常发光1 min 消耗的电能；(2)只闭合开关S1，移动滑片P使电路消耗的总功率最大时，通过小灯泡的电流；(3)开关S1、S2、S3都闭合，当滑片P移至最右端时，电路消耗的总功率．
解：(1)小灯泡正常发光1 min消耗的电能W＝P额t ＝6 W×1×60 s＝360 J(2)只闭合S1, 小灯泡L与滑动变阻器R1串联，由 可知，当电路中总电阻最小时，总功率最大，即滑动变阻器接入电路中的阻值为零，此时电源电压等于小灯泡的额定电压，所以小灯泡正常发光，则通过小灯泡的电流(3)开关S1、S2、S3都闭合，滑片P移至最右端时，小灯泡L被短路，R2与R1并联，则电路消耗的总功率
1. (2019咸宁)如图甲所示，电源电压为6 V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是20 Ω.闭合开关，滑动变阻器消耗的电功率P与滑动变阻器接入电路的阻值R之间的关系如图乙所示．
(1)当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中，电压表的示数_________(选填“逐渐增大”“先增大后减小”或“逐渐减小”)；(2)结合图乙数据计算定值电阻R0的阻值；(3)当滑动变阻器两次消耗的电功率都为0.8 W时，对应滑动变阻器接入电路的阻值R1和R2分别是多少？
解：(2)由图乙知，当R＝10 Ω时，P最大＝0.9 W由P＝I2R可得，电路中的电流因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则R0＝R总－R＝20 Ω－10 Ω＝10 Ω
(3)根据串联电路的电阻规律和P＝I2R可得，滑动变阻器消耗的功率当滑动变阻器两次消耗的功率都为0.8 W时即解得 R1＝5 Ω，R2＝20 Ω
(1)闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0 A，求此时灯泡实际消耗的电功率；(2)闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表 的读数；(3)闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由O滑到a点过程中，电流表 的读数最大值为2.25 A，求滑动变阻器Oa之间的电阻值，并求出电流表读数为2.25 A时，滑动变阻器消耗的总功率．
3. (2020黄石)一个标有“3 V　3 W”小灯泡L(灯丝电阻不随温度变化)，滑动变阻器(0～6 Ω)，电流表 连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动变阻器正中间O点位置，电源电压恒定．
解：(1)闭合S1、S2、S3，断开S4时，滑动变阻器的下半部分与灯泡并联接入电路，则滑动变阻器下半部分的电阻为 3 Ω又因为小灯泡L标有“3 V　3 W”，可知灯泡的电阻为则电路总电阻为则电源电压为U＝IR总＝2.0 A×1.5 Ω＝3 V即小灯泡两端电压为3 V，则小灯泡正常发光，故小灯泡此时的实际功率等于额定功率3 W
(2)闭合S1，断开S2、S3、S4时，滑动变阻器上半部分与灯泡串联则此时电路中的电流为
(3)即电流表 的读数为0.5 A，闭合S1、S3、S4，断开S2时，滑动变阻器的下半部分与上半部分并联接入电路滑片P由O滑到a点过程中，上部分电阻设为Ra，则总电阻的函数关系为由函数知识可知，P由O滑到a点过程中，总电阻不断减小
即在a点时，电流最大，总电阻为则有 可得 Ra＝2 Ω 或 Ra＝4 Ω上半部分电阻不超过3 Ω，所以 Ra＝2 Ω则滑动变阻器Oa之间的电阻值为 ROa＝ R滑－Ra＝3 Ω－2 Ω＝1 Ω电流表读数为2.25 A时，滑动变阻器消耗的总功率P＝UI″＝3 V×2.25 A＝6.75 W
类型一：开关引起的电路变化例1：如图所示电路，开关S1闭合，开关S2由断开到闭合的过程中，下列有关说法正确的是（　 )A．电压表示数不变，电流表示数变大B．电压表示数变大，电流表示数变小C．电压表和电流表的示数的比值不变D．电压表和电流表的示数的比值变大
解题思路:由电路图可知，开关S2断开时，两电阻串联，电压表测R1两端电压，即电路中部分电压，小于电源电压。开关S2闭合时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，因而电源电压表示数变大，故A不正确。开关S2由断开到闭合的过程中，电路中的总电阻变小，由I=U/R可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故B不正确；因电压表和电流表的示数的比值等于定值电阻R1的阻值，所以，电压表和电流表的示数的比值不变，故C正确、D不正确
类型二：滑动变阻器引起的电路变化 例2：小灯泡L的额定电压为3 V，它的I－U图象如图甲所示．把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5 V；再将滑片P向左移动，直到电压表示数为3 V．已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10 Ω　2 A”．下列说法中错误的是( )A．电源电压为4.5 VB．小灯泡的额定功率为1.5 WC．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为1.25WD．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
解题思路:当滑动变阻器的滑片P移至B端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，由图象可知，当电压表示数为1.5 V时，电路中的电流I＝0.3 A，U滑＝IR滑＝0.3 A×10 Ω＝3 V，U＝UL＋U滑＝1.5 V＋3 V＝4.5 V，故A正确； 由图象可知，小灯泡两端的电压为3 V时，电路中的电流I′＝0.5 A，PL额＝UL额I′＝3 V×0.5 A＝1.5 W，故B正确；小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑′＝U－UL额＝4.5 V－3 V＝1.5 V，滑动变阻器接入电路中的电阻R滑′＝I′(U′滑)＝0.5 A(1.5 V)＝3 Ω，故D正确；滑动变阻器消耗的电功率P滑′＝U滑′I′＝1.5 V×0.5 A＝0.75 W，故C错误．
例3:如图所示,电源电压恒定，小灯泡上标有“2V 1W”的字样，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω ．求： (1)小灯泡正常发光时的电阻． (2)断开开关S1．闭合开关S、S2、S3．将滑片P移到距a端的长度为总长ab的l／5位置时．小灯泡L恰好正常发光．电源电压是多少? (3)断开开关S2，闭合开关S、S1、S3，将滑片P移到a端时，电流表示数为2A，求电路此时消耗的总功率？
解题思路：（1）RL = UL2/PL = (2V)2/1W = 4Ω···1分（2）当断开开关S1，闭合开关S、S2、S3时，R1被短路，灯泡L与R2串联R2 = 1/5 ×50Ω = 10Ω I = IL = PL/UL = 1W/2V = 0.5A U总 = IR总 = I(R2 +RL) = 0.5A×(10Ω + 4Ω) = 7V（3）当断开开关S2，闭合开关S、S1、S3 ，滑片P移到a端时，灯泡L与R1并联∵小灯泡两端的实际电压为7V，远大于它的额定电压2V∴小灯泡将被烧断，电压表示数为7V此时电路中只有电阻R1在工作 R1 = U/I1 = 7V/2A = 3.5Ω P=UI=7V×2A=14W
巩固训练1：如图所示，电路的电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中（ ）A. 灯泡变暗        B. 电压表示数变大      C. 电流表示数变小        D. 电路总功率变小
巩固训练2：如图所示，电源电压保持12V不变，电阻R1=50Ω，只闭合开关S3，将滑动变阻器滑片P移到中点时．电流表示数为0．2A，小灯泡L的实际功率为1．8W；电流表的量程为0～0．6A，电压表的量程为0～3V。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求：(1)当开关S1、S2、S3都闭合时，通过R1的电流是多少?(2)小灯泡的电阻是多少?只闭合开关S3，滑片P在中点时，电压表的示数是多少?(3)电路安全工作时，消耗的最小功率是多少?
（1）0.24A，（2）3V，（3）1.8W
【例题1】如图1，电源电压恒为3V，灯泡L的阻值为10Ω，闭合开关， 则通过L电流是 A ；消耗的电功率是 W。
分析:已知电压与电阻，求电流，利用I=U/R=3V/10Ω=0.3A, 利用P=UI=3V×0.3A=0.9W可求得
【例题2】如图2，电源电压恒为3V，电阻R的阻值为5Ω，灯L上标有“3V，0.9W”，则通过灯L电流是 A ；L两端电压是　　V；灯L消耗的电功率是 W。
分析：R和L串联，L的电阻由铭牌求 得为10Ω，
I=U总/R总=3V/15Ω=0.2A
UL=IRL =0.2A×10Ω=2V
PL=ULI=2V×0.2A=0.4W
【例题3】如图3，电源电压恒为3V，电阻R的阻值为5Ω，灯L标有“3V0.9W”则：求：（1）当S1S2都闭合时，通过灯泡电流是？灯消耗 的电功率是？（2）当S1闭合，S2断开时通过灯泡电流是？ 此时灯泡消耗的电功率是多少？
分析：开关S1S2都闭合，电路变为：
解：灯泡正常发光，根据P=UI得：
灯消耗的功率P=P额=0.9W
分析：当S1闭合，S2断开，电路变为：
（2）解：当S1闭合，S2断开，R和L串联。灯电阻RL为：
灯消耗的实际功率P实为：
小结：图3与图1、图2有什么联系？遇到动态电路问题如何处理使得解答起来简单些？
图1是图3中当开关S1S2都闭合的情况；图2是图3中当S1闭合，S2断开的情况，这两图是图3的电路两个等效电路图
将动态电路图变化成相应的等效的电路图，再判断电路连接情况，标出已知量，根据条件解题
练习题1：电吹风简化电路如图4所示，主要参数如表格中所示。则（不考虑温度对电阻的影响，选择开关是一金属块）：（1）当选择开关旋至BC档时，通过吹风机电路中的电流多大？（2）当选择开关旋至AB档，吹风机吹热风时，通过电热丝的电流是多大？（3）电热丝的电阻为多大？
解：（1）当开关打至BC档，吹冷风，此时功率P冷=110W，根据P=UI得：
(2)当开关打至AB档时，电动机与发热丝并联，吹热风，此时电路功率P热=880W，电路总电流I总为：
则，通过发热丝的电流IR为：
（3）根据I=U/R得：电热丝电阻R为：
答：（1）通过电动机电流为0.5A； （2）通过电热丝电阻为3.5A； （3）电热丝电阻为62.8Ω
练习2：滑动变阻器与一标有“3V0.9W”的灯泡连接成如图5电路，电源电压3V。（1）当滑片P移至a端，灯泡两端电压是 V；1min内消耗的电能为 J；（2）当滑片移动到N点，电压表示数是1V时，则滑动变阻器接入电路的阻值为多少？灯泡的实际功率是多少？
分析：当滑片移至 a端时等效电路图为：
电阻被短路，电压表测电源电压为3V
灯泡正常发光，W=Pt=0.9W×60s=54J
当P移至N点时电路图为：
灯实际功率P实=ULI
解：（2）当P移至N点，相当接入RN和灯泡串联
电阻分得电压URN为：
灯泡消耗实际功率P实为：
答：滑动变阻器此时接入阻值20Ω，灯的实际功率0.1W