2020-2021学年九年级物理 21 欧姆定律的动态电路分析同步专题剖析（含解析）（新版）教科版.docx

1、专题21 欧姆定律的动态电路分析一、动态电路的定性分析1.对于任何一种电路，在分析动态变化情况时，可总结为“一个不变，两个关键，一个整体”。（1）一个不变：电路中总电压不变。（2）两个关键：一是串联电路中，串联的电阻越多，总电阻越大，并联电路中，并联的支路越多，则总电阻越小。二是对于由两部分电阻串联或并联而成的电路，若其中一部分是定值电阻，而另一部分为可变电阻，则总电阻大小的变化情况与可变电阻大小变化情况一致。（3）一个整体：分析电路时必须考虑整个电路中各物理量的变化情况，然后由整体到部分，由定值到变值的顺序进行分析。2.解题顺序：电源电压不变局部电阻如何变化总电阻如何变化总电流如何变化电阻不

2、变部分的电流、电压如何变化电阻变化部分的电流、电压如何变化各电表示数如何变化。二、动态电路的定量计算思路关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。解题思路如下结构图：【例1】如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P自中点向b端移动的过程中，下列关于电表示数变化情况判断正确的是（）A.电流表A1变小，A2变小，电压表V不变B.电流表A1变小，A2不变，电压表V不变C.电流表A1变小，A2变小，电压表V变大D.电流表A1不变，A2变大，电压表V

3、变小【答案】B【解析】CD.由电路图可知，R1与R2并联，电压表V测电源的电压，电流表A1测R2支路的电流，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V的示数不变，故CD错误；AB.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，当滑动变阻器滑片P向右移动的过程中，接入电路中的电阻变大，由可知，该支路的电流变小，即电流表A1的示数变小，故B正确，A错误。【例2】“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

4、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。【答案】（1）0.5W （2）10 （3）此驾驶员为酒驾.【解析】（1）由图可知，当气体中酒精含量为0mg/100mL时，R1的阻值为50

5、由P=UI，得：P1=0.5W；（2）通过R1的电流为：I1=0.1A，因为R2与R1串联，所以通过R2的电流为：I2=I1=0.1A，由U总=U1+U2得R2两端的电压为：U2=U总U1=6V5V=1V，由得R2=10；（3）由得R总=30，因为R1与R2串联，则R总=R1+R2，此时R1的阻值为R1=R总R2=3010=20，由图可知，R1的阻值随气体中酒精含量减小而增加，当R1=10时，气体中酒精含量为80mg/100mL，则当R1=20时，气体中酒精含量大于0mg/100mL且小于80mg/100mL，故此驾驶员为酒驾。1.小明设计了如图所示电路，电源电压不变，R为定值电阻。闭合开关S

6、，当滑片P从a移到b的过程中，下列判断正确的是（）A.电压表示数变小，电流表示数变大，灯变亮B.电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮C.电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗D.电压表示数变大，电流表示数变小，灯变暗【答案】A【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器、灯泡串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关S，当滑片P从a移到b的过程中，接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知，电路中的电流变大，即电流表示数变大，由UIR可知，灯泡和定值电阻R两端的电压变大，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变小，即电压表的示数变小，因灯泡的亮

7、暗取决于实际功率的大小，所以，由PUI可知，灯泡的实际功率变大，即灯泡变亮。故选A。2.如图所示，保持电源电压不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动，下列说法正确的是（）A.在甲图中，电压表V示数不变，电流表A1、A2示数均变大B.在甲图中，电流表A1示数变小，电压表V、电流表A2示数均不变C.在乙图中，电压表V1示数不变，电流表A、电压表V2示数均变小D.在乙图中，电压表V2示数变大，电流表A示数变小，电压表V1示数不变【答案】D【解析】AB.甲图中，变阻器R1与定值电阻R2并联，电压表测电源电压，A1测通过变阻器R1的电流，A2测并联电路的总电流；因电源电压不变，则滑片移动时

8、电压表V示数不变；将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动，变阻器连入电路的电阻变大，由I=可知通过变阻器的电流变小，即A1示数变小；因并联电路各支路互不影响，则通过定值电阻R2的电流不变，根据并联电路电流的规律可知总电流变小，即A2示数变小，故AB错误；CD.乙图中，变阻器R1与定值电阻R2串联，V1测电源电压，V2测变阻器R1两端的电压，电流表A测电路中的电流；因电源电压不变，则滑片移动时电压表V1示数不变；将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动，变阻器连入电路的电阻变大，由电阻的串联可知电路的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，即电流表A示数变小；电路中的电流变小，根据U=IR可知，定值电阻

9、R2两端的电压变小，由串联电路电压的规律可知，变阻器R1的电压变大，即V2示数变大，故C错误，D正确。3.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【答案】B【解析】A.由图可知，电阻R1和变阻器R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，故A正确，不符合题意；BC.滑片向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，根据电阻的串联，电路的总电阻变大，由I=可知通过电路的电流变小，即电流表示数变小，由U=IR可知R1两端的电压变小，即电压表示数变小，故B

10、错误，符合题意，C正确，不符合题意；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，R1的阻值不变，电压表与电流表示数之比不变，故D正确，不符合题意。4.如图是电冰箱的简化电路图.图中M是电冰箱压缩机内的电动机，L是电冰箱内的照明灯.下列判断正确的是（）A.S1闭合、S2断开时，照明灯与电动机并联B.S1、S2都闭合时，照明灯与电动机串联C.关上冰箱门时、S1自动断开，使得照明灯熄灭D.冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作【答案】D【解析】A.开关S1闭合、S2断开时，照明灯不工作，只有电动机工作，故A错；B.开关S1、S2都闭合时，照明灯L与电动机M并联，故B错；

11、C.关上冰箱门时，S2自动断开，照明灯熄灭，故C错；D.冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作，这是压缩机工作的一般原理；5.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【答案】C【解析】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

12、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。6.在图的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻.闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置，电压表和电

13、流表的示数分别变化了U和I.下列分析正确的是（）A.变大B.变小C.不变D.先变小后变大【答案】C【解析】由电路图可以知道，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，设滑片移动前后电路中的电流分别为、，则，由可得，电压表的示数分别为:电压表示数的变化量:即所以，不变.7.如图所示，电源电压为U0，且保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表V2的示数为。现将滑片从中点移动到b端，则（）A.电流表A的示数变小B.电压表V1的示数变小C.电压表V1和V2的示数之和变小D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量【答案】ACD【解析】由图可知，电

14、阻R1、R2和变阻器R串联，电压表V1测量R和R2的总电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。A.将滑片从中点移动到b端，变阻器连入电路的电阻变大，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A符合题意；B.由U=IR可知R1两端的电压变小，由串联电路电压的规律可知R和R2两端的总电压变大，即电压表V1的示数变大，故B不符合题意；CD.电源电压为U0，当滑动变阻器的滑片位于中点时，电压表V2的示数为，由串联分压可知R2=R1+由串联分压可知，电压表V1示数的变化量等于R1两端电压的变化量，电压表V2示数的变化量等于电阻R2两端电压变化量，R2的阻值大

15、于R1的阻值，电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量，电压表V1和V2的示数之和变小，故CD符合题意。8.为了练习使用滑动变阻器，同时探究串联电路中电压、电流的规律，某实验小组设计了如图8所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向左滑动时，（电表均在安全范围内）则电流表A的示数_，电压表与的示数之和_（均选填“变大”“变小”或“不变”）【答案】变大不变【解析】1闭合开关S，R1与R2串联，电流表测整个电路的电流，滑动变阻器向左移动，R2变小，总电阻变小；根据欧姆定律可知，电源电压不变，电阻变小，则电流变大，即电流表的示数变大。2V1测R1两端电压，V2测R2两端电压，根据串联电路电

16、压的特点，总电压等于各用电器两端电压之和，滑片移动前后，电压表与的示数之和都等于电源电压，电源电压不变故与的示数之和不变。9.如图甲所示电路，电源电压为3V且保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从最右端滑到左端的过程中，如图乙所示，是_（选填“R1”或“R2”）的IU关系图像，滑动变阻器R2的最大阻值是_。【答案】R125【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；1当滑片位于左端时，电路为R1的简单电路，电压表V1两端的电压最大，电路中的电流最大，由图像乙可知，图线为电阻R1的U-I图像；2当滑片位于右端时，接入电路中的

17、电阻最大，电路中的电流最小，R1两端的电压最小，由图像可知，电路中的最小电流I=0.1A，R1两端的电压U1=0.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：，由可得，滑动变阻器的最大阻值：。10.如图所示，电源电压为16V，且保持不变，已知滑动变阻器R3的最大阻值为20，定值电阻R2=15，电流表的量程为0.6A。(1)S、S1闭合，S2断开，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，读出电压表的示数为8V，求电流表示数和电阻R1的阻值；(2)S、S2闭合，S1断开，移动滑动变阻器滑片P，此时读出电压表的示数为6V，求此时R3的阻值。【答案】(1)0.4A，20；(2)9【解析】(

18、1) S、S1闭合，S2断开，将滑动变阻器的滑片P移到a端时，R3=20，R1与R3串联，电流表的示数R1两端的电压R1的阻值(2) S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器与R2串联，R2两端得电压通过R2与R3串的电流滑动变阻器接入电路中的阻值为11.某型号汽车的油量显示电路如图甲所示，其中定值电阻R0=10，R为压敏电阻（厚度不计），位于油箱底部，A表是一量程为00.6A的电流表，作为油量指示表。压敏电阻的电阻值随汽油产生的压强的变化而变化，其对应关系如图乙所示。已知加满汽油时油的深度为0.4m，A表示数为0.6A，汽油密度油=0.7103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)加满汽油时汽油

19、在油箱底部产生的压强；(2)电源的电压；(3)汽油耗尽时电流表的示数。【答案】(1)；(2)12V； (3)0.1A【解析】(1)加满汽油时油的深度为0.4m，所以加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强为(2)加满汽油时油的深度为0.4m，A表示数为0.6A，汽油产生的压强为，由乙图可知，此时压敏电阻的电阻值，R0=10，根据串联电路的特点和可得，电源电压为(3)汽油耗尽时，压敏电阻受压强为0，由图象知此时压敏电阻连入电路的阻值，由串联电路特点和欧姆定律可得此时电路中电流为答：(1)加满汽油时汽油在油箱底部产生的压强为；(2)电源的电压为12V；(3)汽油耗尽时电流表的示数为0.1A。12.小明观

20、察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OAAB=14，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。已知定值电阻R0的阻值为10，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。(1)当电池组电压U012V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数；(2)电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小；(3)在第(2)问情况中，电池组电压大小为U

21、1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U012V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0的大小。其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？移动多少厘米？【答案】(1)0.3A和0.4A；(2)9V；(3)2.5；触点A应向左移动，移动3厘米【解析】(1)由杠杆平衡条件可知，当FA180N，FA2100N时FA1OAFB1OB80NOAFB1OBFA2OAFB2OB100NOAFB2OB由题意可知OAAB=14OAOB=15解得FB116N，FB220N由R的阻值随所受压力F变化关系图象得R

22、130、R220由欧姆定律得I1=0.3AI2=0.4A(2)U1的大小U1=IR总2=I0(R2R0)0.3A(20+10)=9V(3)其它条件不变，只更换电阻R0为R0，由题意得U1=I2R总2=I2(R2R0)9V=0.4A(20+R0)解得R02.5其它条件不变，只向左调节A触点Lcm，压力传感器阻值为R3U1=I2R总3=I2(R3R0)9V=0.4A(R310)解得R312.5从图象可知FB323N，由杠杆平衡条件FB3OBFA2(OAL)23N1m100N(1mL)解得L3cm答：(1)平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，电流表的示数分别为0.3A和0.4A；(2)U1的大小是9V；(3)其它条件不变，只更换电阻R0，更换后的R0的大小是2.5；其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，触点A应向左移动，移动3厘米。