苏科版初中九年级物理专项素养综合练(十七)与电功率相关的动态电路分析课件

这是一份苏科版初中九年级物理专项素养综合练(十七)与电功率相关的动态电路分析课件，共28页。

类型一　由滑动变阻器滑片引起的动态电路分析
1.(新课标·科学推理)(2023宁夏中考)如图是“测量小灯泡电阻”的实验电路图,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列选项正确的是 (　    )
A.电压表示数变小,电流表示数变大,灯丝的电阻变小B.电压表示数变大,电流表示数变小,灯丝的电阻不变C.电压表示数变大,电流表示数变大,灯丝的电阻变大D.电压表示数变小,电流表示数变小,灯丝的电阻变大
解析　由电路图知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电 流,电压表测小灯泡两端电压;滑动变阻器的滑片P向左滑动, 滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压 U不变,由欧姆定律可知电路电流变大,电流表示数变大;由串 联电路的分压规律知,灯泡两端的电压变大,电路电流I变大, 根据P=UI知小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,灯丝的温 度升高,电阻变大,故C正确。
2.(新课标·科学推理)(2023辽宁鞍山中考)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右缓慢移动,下列分析判断正确的是(　    ) 
A.电流表A1和电流表A2示数均变小B.电压表V与电流表A2的示数乘积变大C.电流表A与电流表A1的示数之差保持不变D.电压表V与电流表A1的示数之比保持不变
解析　由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R2与滑动变阻器R1并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测通过干路电流, 电流表A1测通过R1所在支路的电流,电流表A2测通过R2所在 支路的电流。由电源电压保持不变可知,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R2所在支路的电流不变,即电流表A2的示 数不变,电压表V与电流表A2的示数乘积不变,故B错误;将滑
动变阻器的滑片向右缓慢移动,滑动变阻器接入电路中的电 阻变大,由I= 可知,通过滑动变阻器的电流变小,即电流表A1的示数变小,所以电压表V与电流表A1的示数之比变大, 故A、D错误;由于电流表A与电流表A1的示数之差就是通过 定值电阻R2的电流,通过R2所在支路的电流不变,所以电流表 A与电流表A1的示数之差不变,故C正确。
3.(新课标·科学推理)(2023辽宁营口中考)如图所示,电源电压不变,闭合开关,在保证电路安全的情况下,变阻器的滑片由中点向右移动的过程中,下列判断正确的是(　    ) A.小灯泡亮度变暗    B.电压表示数变大C.电流表示数不变    D.电路总功率变小
解析　由图可知,灯泡与滑动变阻器并联在电路中,电压表测 电源电压,电流表测通过滑动变阻器的电流;因电源电压保持 不变,闭合开关后,滑片向右移动时电压表的示数不变,故B错 误;滑片由中点向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电 阻变大,根据I= 可知,通过滑动变阻器的电流减小,即电流表的示数减小,故C错误;由于并联电路中各支路互不影响,所 以通过灯泡的电流不变,其两端的电压也不变,由P=UI知小
灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮度不变,故A错误;由并联电 路的电流特点可知干路中的电流变小;因电源电压不变,根据P=UI可知,电路的总功率减小,故D正确。
4.(2024江苏南京南师附中树人学校期末)如图所示的电路中,电源电压为6 V并保持不变,滑动变阻器R1标有“20 Ω    0.5 A”字样,定值电阻R2标有“10 Ω    1 A”字样,若电流表的量程为“0~0.6 A”,电压表的量程为“0~3 V”,滑片P移动时,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是(　    ) 
A.电流表示数的变化范围是0.2~0.6 AB.电压表示数的变化范围是1.5~3 VC.电路总功率的变化范围是1.2~3 WD.滑动变阻器允许调节的范围是2~10 Ω
解析　由电路图可知,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。分析题意知,电路中允许通过的最大 电流I大=0.5 A;此时R2两端的电压最大,电路的总功率最大,滑 动变阻器接入电路中的电阻最小,由I= 可得,R2两端电压:U2大=I大R2=0.5 A×10 Ω=5 V;电路的最大功率:P大=UI大=6 V×0.5 A=3 W;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动 变阻器两端的电压:U1=U-U2大=6 V-5 V=1 V,所以电压表的最 小示数为1 V,则滑动变阻器接入电路中的最小电阻:R1小= 
= =2 Ω;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,此时R2两 端的电压:U2=U-U1大=6 V-3 V=3 V,所以电压表示数的变化范 围是1~3 V,故B错误;电路中的最小电流:I小= = =0.3 A,则电流表示数的变化范围是0.3~0.5 A,故A错误;电路的最小 功率为:P小=UI小=6 V×0.3 A=1.8 W,电路总功率的变化范围是
1.8~3 W,故C错误;滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R1大=  = =10 Ω,所以,滑动变阻器连入电路的阻值范围是2~10 Ω,故D正确。
5.(跨学科·数学)(2022陕西中考)如图甲所示电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5 V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图乙所示。当电流表示数为0.2 A时,两电压表的示数相等,则电源电压为　    V。小灯泡正常工作时的电流为　    A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为　    Ω,电路的总功率为　     W。
解析　由图甲可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测小 灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流 表测电路中的电流;根据图乙可知,当电流表示数为0.2 A时, 电压表V1的示数为U1=1.5 V,由题意可知,此时两电压表的示 数相等,即U2=U1=1.5 V,由串联电路的电压特点可知,电源电 压:U=U1+U2=1.5 V+1.5 V=3 V;小灯泡在额定电压下正常发 光,因此小灯泡正常发光时其两端的电压UL=U额=2.5 V,由图 乙可知此时通过小灯泡的电流为IL=0.25 A,由串联电路的电
流特点可知,此时电路中的电流:I=I滑=IL=0.25 A,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:U滑=U-UL=3 V-2.5 V=0.5 V,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻:R滑=  = =2 Ω,电路的总功率:P=UI=3 V×0.25 A=0.75 W。
类型二　由敏感电阻引起的动态电路分析
6.(跨学科·物理学与社会发展)(2023甘肃兰州中考)小明设计的质量测量仪如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是 (　    ) 
A.不放重物时,小灯泡L的亮度最暗B.与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯C.重物的质量越大,电流表示数越小,电压表示数也越小D.重物的质量越小,电路消耗的总功率越小
解析　由电路图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量 电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;不放重物时, 滑片在最上方,滑动变阻器接入电路的电阻最小,电路的总电 阻最小,根据欧姆定律可知,电路中的电流最大,根据P=I2R可 知,小灯泡的实际功率最大,小灯泡L的亮度最亮,故A错误;重 物的质量变大,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联 电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表示 数变大,此时电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中
的电流变小,电流表示数变小;与电流表相比,用电压表的示数表示重物的质量,更符合人们的思维习惯,故B正确、C错 误;同理可知,重物的质量越小,电路中的电流越大,根据P=UI 可知,电路消耗的总功率越大,故D错误。
7.(跨学科·物理学与社会发展)(2023湖北随州中考)某科技小组设计了一个地磅,地磅内部简化电路如图。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧(弹簧处于弹性限度内)引起滑片P移动,当电路的电流I≥I0(I0为某一定值)时,电路中电铃会发出警示声(电铃可视为一个小电阻),表明车辆超重了。圆圈处是电压表可反映车辆的重量,R0为保护电阻,电源电压不变。下列说法正确的是(　    )
A.车辆越重,弹簧的弹性势能越小B.车辆越轻,电压表的示数越小C.车辆越重,电压表的示数越小D.当地磅上无车辆时,电路消耗的总功率最大
解析　车辆越重,弹簧的弹性形变程度越大,弹性势能越大, 故A错误;根据电路图可知,R、电铃和R0串联在电路中,电压 表测量R0两端的电压;车辆越轻时,对弹簧的压力越小,滑片会 向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻越大,电路的总电阻越 大,根据欧姆定律可知,电路中的电流越小,根据U=IR可知,定 值电阻R0两端的电压越小,电压表示数越小;同理可知,车辆越 重时,电压表示数越大,故B正确、C错误;当地磅上无车辆时,
滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路的总电阻最大,根据欧 姆定律可知,电路中的电流最小,由P=UI可知,电路消耗的总功率最小,故D错误。
类型三　由开关引起的动态电路分析
8.(2023山东菏泽中考)在如图所示的电路中,电源的电压保持不变。先闭合开关S1后,再闭合开关S2,电流表的示数　        ,灯泡L1的电功率　　    。(选填“变大”“变小”或“不变”) 
解析　由电路图可知,开关S1闭合、S2断开时,电路为L1的简 单电路,电流表A测通过L1的电流,电压表测量电源电压;开关 S1、S2都闭合时,两灯泡并联,电流表A测干路电流;因并联电 路中各支路独立工作、互不影响,所以闭合开关S2前后,通过 L1的电流不变,由P=UI知小灯泡L1的电功率不变;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的示数变 大。
9.(2024江苏南京金陵汇文学校月考)如图所示电路中,电源 电压恒定,灯泡L标有“4 V    2 W”字样,定值电阻R0为60 Ω, 滑动变阻器R标有“30 Ω    0.5 A”字样,两个电流表的量程 均为0~0.6 A,电压表的量程为0~15 V,不考虑温度对灯丝电 阻的影响。 
(1)当S闭合,S1、S2断开,将滑片P移到滑动变阻器某一位置 时,灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5 V,求电路消耗的总 功率。(2)当S、S1、S2都闭合,为保证电路安全,求滑动变阻器R能接 入电路的阻值范围。
解析    (1)当S闭合,S1、S2断开时,滑动变阻器和灯泡串联,电 流表A测量电路电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压。 将滑片P移到滑动变阻器某一位置时,灯泡L恰好正常发光, 根据P=UI可知电路电流I=IL= = =0.5 A;电压表示数为5 V,根据串联电路的电压特点可知电源电压U=UL+UV=4 V+5 V=9 V,电路消耗的总功率P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W;(2)当S、 S1、S2都闭合时,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A测量 干路电流,电流表A1测量通过定值电阻的电流;通过定值电阻