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专项(四) 动态电路分析
类型1 滑动变阻器的滑片P位置的变化引起电路中电学物理量的变化
【串联电路】
1.[2019·淮南一模]如图Z4-1所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,观察到的现象是(灯泡电阻不变) ( )
图Z4-1
A.灯泡变亮,电流表示数变大,电压表示数变大
B.灯泡变暗,电流表示数变小,电压表示数变小
C.灯泡变暗,电流表示数变小,电压表示数变大
D.灯泡亮度不变,电流表示数变大,电压表示数变大
【规律总结】滑片移动引起的串联电路动态分析思路:1.首先确定电阻的变化,根据电源电压不变,确定串联电路电流的变化,再根据串联电路电阻分压(电阻大分得的电压就大),确定定值电阻及滑动变阻器两端电压的变化,根据电功、电功率的公式确定电功、电功率的变化,如图Z4-2所示。(先电流后电压、先整体后部分)
滑片的移动方向R滑的变化电路中电流I的变化定值电阻两端电压U定的变化滑动变阻器两端电压U滑的变化
图Z4-2
【并联电路】
2.[2019·庐江一模]如图Z4-3所示的电路,闭合开关S后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是 ( )
图Z4-3
A.灯泡L变亮 B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变大 D.电流表A2示数变大
【规律总结】滑片移动引起的并联电路动态分析思路:首先确定电阻的变化,根据并联电路各支路电压相等,且等于电源电压,确定电压表示数,根据欧姆定律确定变化支路中电流的变化,其他支路各物理量均不变(快速找出该支路),如图Z4-4所示(注:I1为定值电阻所在支路电流,I滑为滑动变阻器所在支路电流)。(先电压后电流,先支路后干路)
滑片移动时R滑的变化本支路电阻的变化本支路中电流的变化干路电流的变化
图Z4-4
类型2 假滑动变阻器引起的电表示数的变化(滑片与电压表相连)
如图Z4-5所示,在该类型电路中,滑动变阻器的滑片移动不能引起电阻的变化,根据欧姆定律U=IR可知只有电压表的示数随着所测电阻的变化而变化,其他物理量均不变。
图Z4-5
3.[2019·潘集区模拟]如图Z4-6所示电路中,在左右移动滑动变阻器滑片的过程中,下列判断错误的是 ( )
图Z4-6
A.电流表示数保持不变
B.电压表V1示数与电流表A示数比值保持不变
C.电压表V1示数与电压表V2示数之和保持不变
D.定值电阻R1消耗的电功率保持不变
4.如图Z4-7所示电路中电源电压保持不变。当开关S闭合,滑动变阻器R'的滑片P向右移动时,下列说法正确的是 ( )
图Z4-7
A.电压表V的示数变大
B.电流表A的示数变大
C.电流表A1的示数变大
D.电压表V的示数与电流表A的示数之比变大
类型3 传感器、敏感电阻引起的动态电路
5.小阳设计了一个天然气泄漏检测电路,如图Z4-8甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是 ( )
图Z4-8
A.天然气浓度增大,电压表与电流表示数的比值变大
B.天然气浓度减小,电流表示数变大
C.天然气浓度增大,电压表示数变小
D.天然气浓度减小,电路消耗的总功率变小
6.[2018·合肥模拟]如图Z4-9所示为某科技创新小组设计的水位计工作原理图,容器中的绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的滑片P升降,并通过电压表显示的数据来反映水位的升降情况。L是一个指示灯,电路各部分接触良好。当容器中的水位最低时,滑片P位于滑动变阻器R的a端,则 ( )
图Z4-9
A.当水位不变时,电压表V示数不变,L不亮
B.当水位上升时,电压表V示数变小,L变亮
C.当水位上升时,电压表V示数变大,L变暗
D.当水位下降时,电压表V示数变大,L变亮
类型4 开关通断引起的动态电路
【串联电路】
7.[2019·包河区一模]如图Z4-10所示的电路中,电源电压保持不变,在保证电路元件安全的前提下,不考虑电表内阻的影响,将开关S闭合,下列说法正确的是 ( )
图Z4-10
A.电流表和电压表的示数都将变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值将不变
D.电压表与电流表示数的比值将变大
【并联电路】
8.如图Z4-11所示,电源电压保持不变,开关S1已闭合,若再闭合开关S2,则下列分析正确的是 ( )
图Z4-11
A.电压表示数变大 B.电流表A1示数变大
C.电流表A2示数变大 D.小灯泡的亮度不变
【规律总结】解答此类题目时应正确画出开关断开和闭合时的等效电路图,利用同一电路电源电压不变,然后根据开关断开或闭合时电阻的变化结合欧姆定律解题。
9.在如图Z4-12所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数的变化情况是 ( )
图Z4-12
A.L1亮度不变,电流表示数变小
B.L1亮度不变,电流表示数不变
C.L1变亮,电流表示数不变
D.L1变亮,电流表示数变小
类型5 混联电路的动态电路分析
10.如图Z4-13所示电路中,电源电压不变,当开关S闭合,且滑片P向左滑动时,各电表示数的变化情况是 ( )
图Z4-13
A.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大,电压表V示数不变
B.电流表A1示数变大,电流表A2示数变大,电压表V示数不变
C.电流表A1示数变小,电流表A2示数变大,电压表V示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小,电压表V示数变小
11.[2019·濉溪一模]如图Z4-14所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为 ( )
图Z4-14
A.A灯和B灯都变亮
B.A灯和B灯都变暗
C.A灯变亮,B灯变暗
D.A灯变暗,B灯变亮
【参考答案】
1.C [解析]由题图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。将滑动变阻器的滑片向右滑动时,其接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律得,电路中电流变小,即电流表示数变小,故A、D错误。根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,根据串联电路电压的规律可知,滑动变阻器两端电压变大,即电压表示数变大;根据P=I2R可知,灯泡的实际功率变小,故灯变暗,故C正确,D错误。
2.C 3.B 4.D 5.D
6.C [解析]当水位不变时,电路处于通路状态,灯泡发光,此时滑动变阻器接入电路中的电阻不变,其两端的电压不变,即电压表的示数不变,A错误。当水位上升时,浮子带动滑片上移,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,指示灯两端的电压变小。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大,即电压表的示数变大,由P=UI可知,指示灯的实际功率变小,灯泡变暗,B错误,C正确。当水位下降时,浮子带动滑片下移,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,指示灯的实际功率变大,指示灯变亮,电压表的示数变小,D错误。
7.C 8.B 9.A
10.A [解析]由题图电路可知,灯L与滑动变阻器R2串联后再与R1并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路的总电流,电压表测R1两端的电压,即电源电压,则始终保持不变。当开关S闭合,且滑片P向左滑动时,R2的阻值变小,根据电阻串联的规律,灯L与R2串联的总电阻R'变小,根据欧姆定律可知,该支路电流变大,通过R1的电流大小不变,即A1的示数不变。电路的总电流变大,即电流表A2示数变大。故选A。
11.D
6
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