专题13 动态电路的分析【考点清单】(解析版).docx
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1、专题13 动态电路的分析一.动态电路1.类似电路,在滑动变阻器移动的过程中,唯一不变的量是电源电压可通过用电器电压之和等于电源电压,得出等式进行计算。2.电路的动态发生可能由于断路、短路的发生导致电流电压的变化。二滑动变阻器接入电阻的范围 1.最大阻值:首先应先进行分析,若随着变阻器阻值的增大,各电表的示数在减小,则变阻器允许的最大阻值即为变阻器铭牌中标注的最大值;若串联电路中,有电压表并联在滑动变阻器两端,则应利用电压表的量程最大值、电路电流值,求变阻器允许的最大阻值,即Rmax=U电压表max/I2.最小阻值:应先确定电路中允许的电流最大值,确定的依据是:电流表的量程、滑动变阻器的铭牌、用
2、电器的额定电流以及并联在用电器两端的电压量程,利用这四者分别求出每一条件下允许的最大电流,取四者中最小的,作为电路中允许的最大电流,然后再根据滑动变阻器之外的用电器两端电压、电源电压来计算滑动变阻器的最小阻值,即Rmin=(U电源-U额)/Imin三电路的电流、电压的极值1.电路电流的极值:a.电路最大电流:依据电路中用电器的额定电流、电流表的量程来决定,取两者中的最小值作为电路的最大电流值;b.电路最小电流:依据滑动变阻器接入电路的最大阻值决定,此时电路中的总电阻最大,由I=U/R可知此时电路中电流为最小电流:Imin=U电源/R总最大2.用电器两端电压的极值a.最大电压:依据用电器的额定电
3、压,电压表的量程来决定,取两者中的最小阻值作为用电器两端的最大电压值;b.一般是求滑动变阻器的最小电压:此时要根据滑动变阻器之外的用电器的额定电压或电压表的量程来决定,此时要注意电路安全问题,即要注意在变阻器之外的用电器在不超过其额定值及电压表量程的情况下来取最小电压。四伏安法测电阻的正反接法1.串联动态电路分析1. 电压表V1测R1电压,电压表V2测R2电压2. 根据欧姆定律得出正接法电流电压成正比U=IR3.反接法的电压与电流U=U总-IR,反向延长线与电压的交点为电源电压。即时练习一、选择题1如图,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“一”“3”“1
4、5”),闭合开关,两电压表指针偏转后所指位置相同。下列说法中错误的是()A若电路无故障,电压表V1与V2示数之比为5: 1 B若电路无故障,R0与R1连入电路的电阻之比为1 :5C若R1短路,则两电压表所选量程相同 D若R0断路,则两电压表所选量程相同【答案】B【解析】A由图可知,R0与R1串联,电压表V2测R0的电压,电压表V1测电源电压;根据串联电路电压的规律,V1的示数应大于V2的示数,使两电压表指针所指位置相同,故V1选用大量程,V2选用小量程,根据电压表指针位置相同时大小量程的示数之比为5:l,故电压表V1与V2示数之比为5:1,故A正确,不符合题意; B设R0的电压为U0,则电源电
5、压为5U0,根据串联电路电压的规律,R1的电压为 U1=5U0-U0=4U0 所以R0与R1两端电压之比为 U0:U1=U0:4U0=l:4根据欧姆定律可得,R0与R1的阻值之比为 故B错误,符合题意;C若R1短路时,两个电压表测量的都是电源电压,电压表V1和V2的指针位置完全一样,则两电压表所选量程是相同的,故C正确,不符合题意;D若R0断路时,两个电压表测量的是电源的电压,电压表V1和V2的指针位置完全一样,则两电压表所选量程是相同的,故D正确,不符合题意;故选B。2.为减少碳排放,我国大力推行电动汽车。电动汽车中,利用接入电路的旋钮变阻器,可控制汽车中电动机的转速,下图中OEF为变阻器的
6、三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时车速仪示数增大,车速仪可由电路中的电压表或电流表改装而成。下列说法正确是()A车速仪是由电压表改装而成B车速仪中定值电阻R0工作时会消耗电能,可以不用接入电路C踩下油门的过程中,电压表的示数与电流表的示数比值增大D踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变【答案】D【解析】分析电路可知,变阻器和R0串联,电压表测变阻器的电压。AC踩下油门的过程中,变阻器的电阻变小,根据串联电路的分压规律,变阻器的电压减小,即电压表示数减小;变阻器的电阻变小,则电路总电阻变小,根据可知电流变大,即电流表示数变大。当驾驶员踩下油门时车速仪示数增大,所以车速
7、仪是由电流表改装而成;所以电压表的示数与电流表的示数比值变小。故AC错误;B定值电阻R0可以防止电路中电流过大,烧坏仪表,起到保护电路的作用,故B错误;D由于串联电路的分压作用,电压表的示数变化量即为定值电阻电压的变化量。对于定值电阻R0,设某时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有 设另一时刻下电压为,电流为,根据欧姆定律则有 -则有 则有 因为是定值电阻,所以踩下油门的过程中,电压表的示数变化量与电流表的示数变化量的比值不变。故D正确。故选D。3国庆假期,某休闲商超限制每次乘扶梯人数。甲图是小伟在商超检测乘扶梯人数的电路,电源电压不变,力敏电阻R的阻值随压力大小的变化情况如图乙所示。当电压表
8、的示数增大到某设定值时开关自动切断,扶梯停止运转。闭合开关,当力敏电阻上的压力变大时,下列说法正确的是()A力敏电阻的阻值变大B电路中的电流变小C电压表的示数变小D电压表与电流表示数的比值不变【答案】D【解析】根据电路图可知,R0与R串联接入电路中,电压表测量的是R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。ABC闭合开关,当力敏电阻上的压力变大时,由图乙可知,力敏电阻R的阻值变小,根据欧姆定律可知,电流表示数变大;根据U=IR可知,R0两端的电压变大,电压表示数变大;故ABC错误;D根据,电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,所以电压表与电流表示数的比值大小不变。故D正确。故选D。4如图甲所示,电
9、源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器标有“;1A”,电流表量程为,电压表量程为。只闭合开关S和,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示,下列说法正确的是()A电源电压为B定值电阻R的阻值为C灯泡正常发光时的电阻为D在电路安全的前提下,任意调节开关的通断和滑片位置,电路中的最小电流为【答案】D【解析】A只闭合开关S和,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L与滑动变阻器串联,由图像可知,当滑动变阻器阻值最大时,灯泡两端电压为1V,电流为0.25A,已知滑动变阻器标有“;1A
10、”,此时滑动变阻器两端电压 根据串联电路电压规律可知,电源电压 U=UL+UR=1V+5V=6V故A错误;B只闭合开关S和时,定值电阻R与滑动变阻器串联,由图像可知,定值电阻R的阻值 故B错误;C只闭合开关S和,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,由图像可知,此时R的两端电压 U=IR=0.3A10=3V则小灯泡正常发光电压也为3V,因为电源电压为6V,根据串联分压原理可知,小灯泡的电阻等于R的电阻等于10欧姆,故C错误;D只闭合开关S和时,当小灯泡电压为1V时,滑动变阻器阻值最大,根据串联电压规律可知,此时滑动变阻器两端电压为6V-1V=5V,电流为0.25
11、A,则滑动变阻器最大阻值 只闭合开关S和,滑动变阻器阻值最大时,定值电阻R与滑动变阻器串联,电路总电阻最大,此时电流最小为 故D正确。故选D。5为了保护环境,很多农村都不再使用燃煤,而使用天然气,如图是一种天然气泄漏检测仪的简化电路图,其中电源电压不变,R是气敏电阻,其阻值会随天然气浓度的增大而减小,R0为定值电阻,电源电压不变,闭合开关S,下列判断中正确的是()A当天然气的浓度增大时,电压表示数变小,电流表示数变小B当天然气的浓度减小时,电压表示数变大,电流表示数变大C当天然气的浓度减小时,电压表和电流表示数的比值不变D当天然气的浓度减小时,电路的电流变大【答案】C【解析】如图所示,两电阻串
12、联,电压表测R0的电压,R是气敏电阻,其阻值会随天然气浓度的增大而减小;A当天然气的浓度增大时,R减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流增大,即电流表示数变大,由U=IR可知,R0的电压变大,即电压表示数变大,故A错误;BCD当天然气的浓度减小时,R增大,总电阻增大,根据欧姆定律可知,电源电压不变,电流减小,即电流表示数变小,由U=IR可知,R0的电压变小,即电压表示数变小,电压表和电流表示数的比值为定值电阻R0的阻值,即比值不变,故BD错误,C正确。故选C。6如图所示电路中,电源电压恒为6V,电流表量程为00.6A,电压表量程为015V,滑动变阻器R2规格为“500.5A”。
13、滑片P在中点时,电流表示数为0.2A,电压表示数为5V。下列说法中正确的有()A定值电阻R1为5B如果出现电压表示数为6V,可能是R1断路C滑动变阻器阻值可调节范围为550DR2的功率占电路总功率的比值最小时,电流表示数为0.6A【答案】A【解析】A滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路中的电流,电压表示数是5V,电源电压是6V,所以R1两端的电压为所以电阻R1的阻值为 故A正确;B电源电压为6V,滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,当电压表示数为6V是,说明定值电阻R1短路,故B错误;C滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以定值电阻两端的电压为所以滑
14、动变阻器两端的电压为 此时滑动变阻器接入的最小阻值为 滑动变阻器向右移动时电阻变大,分压变大,电路中的电流变小,并且电源电压是6V,不会超过电压表的量程,所以滑动变阻器可以接入50的电阻,所以滑动变阻器的取值范围750,故C错误;D滑动变阻器和定值电阻串联在电路中,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电路中电流不会为0.6A,故D错误。故选A。7如图所示,电源电压保持不变,定值电阻标有“”字样,滑动变阻器标有“”字样,电流表和电压表选择的量程分别为和。闭合开关,在保证电路安全的情况下,下列说法中正确的是()A电路中的最大电流为B电路中的最小电流为C的取值范围为D两端的电压变化范围为【答
15、案】C【解析】A当滑动变阻器的电阻为0时,电路中电阻最小,电流最大,此时电流因为通过定值电阻R1的最大电流为0.5A,故电路的最大电流为0.5A,故A错误;B当电压表示数最大为3V时,滑动变阻器阻值接入最大,此时电路电流最小;根据串联电路电压规律可知,定值电阻R1两端电压 U1=U-U2=6V-3V=3V则最小的电路电流 故B错误;C当电流最大为0.5A时,电路总电阻 则此时滑动变阻器的阻值 R2=R-R1=12-10=2当电流最小为0.3A时,电路总电阻 则此时滑动变阻器的阻值 R2=R-R1=20-10=10故的取值范围为,故C正确;D当电流最大为0.5A,滑动变阻器阻值最小为2时,滑动变
16、阻器两端的电压最小 当电压表示数最大为3V时,滑动变阻器两端的电压最大为3V,故滑动变阻器两端的电压变化范围为,故D错误。故选C。8如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为00.6A,电压表的量程为03V,定值电阻阻值为5,滑动变阻器R1的最大阻值为50,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是()若滑片P向左移,电流表的示数变小 电压表与电流表的比值不变滑动变阻器允许的调节范围是2.510 电流表的变化范围是0.30.6AA只有正确 B只有正确 C只有正确D只有正确【答案】C【解析】如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端电压;滑片
17、左移,阻值变小,故电流变大,错误;电压表与电流表的比值等于滑动变阻器的阻值,故其比值随着滑动变阻器阻值的变化而变化,故错误;当滑动变阻器阻值增大时,电流变小,电压表示数增大,故当电压表示数为3V时,滑动变阻器阻值最大,此时定值电阻两端电压为 U定UU滑4.5V3V1.5V电路中的电流为 滑动变阻器的最大阻值为 当滑动变阻器阻值减小时,电流表示数增大,故当电流表示数为Imax0.6A时,滑动变阻器阻值最小,此时总电阻为 滑动变阻器的最小阻值为 RminR总R7.552.5故滑动变阻器允许的调节范围是2.510,电流表的变化范围是0.30.6A,故正确;综上所述,故C正确,ABD错误。故选C。9如
18、图所示的电路中,电源电压为18V,为定值电阻,为滑动变阻器,移动滑片电路中的电流能达到在确保电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的阻值变化范围为;用定值电阻替换后,再移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的阻值变化范围为,下列说法正确的是()电流表的量程为,电压表量程为15V 的阻值为的阻值为 滑动变阻器的规格为“”ABCD【答案】C【解析】由电路图可知,与串联,电压表测两端的电压,电流表测电路的电流。当电路中接入,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最大。情况一:若电压表的量程为,则电压表的最大示数,因串联电路中的总电压等于各分电压之和,所以,两端的电压 因串联电路中各处的
19、电流相等,所以,电路中的电流 即 解得:。当变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流即滑动变阻器可以接入电路中的电阻为零,电路安全,这与矛盾,故此种情况不可能;情况二:若电压表的量程为,则电压表的最大示数,因串联电路中的总电压等于各分电压之和,所以,两端的电压因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流 由欧姆定律可知 当滑动变阻器接入电路中的电阻为最小时,电路中的最大电流即电路中的最大电流为1A,所以,电流表的量程为,电路中的最大电流应是指滑动变阻器允许通过的最大电流,即滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故错误,正确;用定值电阻替换后,再移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器的电阻变化范围变
20、为,则时,电路中的电流达到滑动变阻器允许通过的最大电流1A,即,由可知此时电压表的最小示数 此时电路总电阻 根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知 当时,电路中的电流 电压表的示数 电路安全,故正确。综上所述,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。10测温模拟电路如图甲所示,温度计由量程为03V的电压表改装而成,电源电压U为6V,R的阻值为40,热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图乙所示。则当开关S闭合后()A电路可测量的最高温度为50B若增大U,电路可测量的最高温度将增大C温度计的0应标在电压表零刻度处D若R增大10,电路可测量的最高温度将增大【答案】D【解析】A由电路图可知,R、Rt
21、串联,电压表测Rt两端电压,当电压表的示数最大,即Ut=3V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得,定值电阻R两端的电压 则电路中的电流 热敏电阻的阻值 由图像可知,此电路允许的最高环境温度为30,故A不符合题意;B若增大电源电压U,电压表的量程仍为03V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,由欧姆定律知电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小,由图乙可知电路可测量的最高温度减小,故B不符合题意;C当温度计的示数为0时,热敏电阻Rt的阻值不为零,根据串联电路的分压作用知,热敏电阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数不为零,故C不符合题
22、意;D若R增大10,此时电压表的量程仍为03V,根据串联电路的分压作用知,定值电阻两端的电压增大,根据串联电路的分压原理可知,电压表最大量程3V对应的阻值Rt也将增大,由图像知电路可测量的最高温度将增大,故D符合题意。故选D。11新冠肺炎疫情发生以来,测温枪因其使用简单、高效等特点,成为每个公共场所必备的工具之一(图甲)。图乙为某测温枪的工作原理图,已知该测温枪的电源电压为3V保持不变,测温范围3442,R2为定值电阻(阻值为10),R1为热敏电阻,其阻值随温度变化如图丙所示。则下列说法正确的是()AR1的阻值随温度的升高而增大B电压表示数变化范围为0.5V1.5VC当被测者体温为36时,电压
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