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专题(五) 动态电路分析
【动态电路解题的一般步骤】
1.判断电路的串、并联关系(电路类型)。
串联分压:U1U2=R1R2;并联分流:I1I2=R2R1,各支路互不影响,干路的电流受支路影响。
2.弄清各电表测量的物理量:电流表串联在电路中,电压表并联在电路中。
3.动态分析:电阻R的变化引起电流、电压的变化。
(1)不论是串联还是并联,如果有一个电阻变大,则总电阻变大;反之亦然。
(2)由公式I=UR得,当电压不变时,电阻越大,电流就越小;由公式U=IR得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越大。
4.同类物理量变化量大小的比较及不同类物理量变化量间的关系及计算。
处理此类问题时:先定性地判定电流、电压如何变化,再进行同类物理量变化量大小的比较。“不同类物理量的变化量”,主要指的是电压、电流及电功率的变化量。当电路状态发生变化时,定值电阻:R=ΔUΔI具有普遍意义,但ΔP=ΔU×ΔI是错误的,应运用ΔP=U22R-U12R计算。
5.动态电路变化的同时要注意保护电路,各物理量变化范围(极值)的计算。
此类问题指的是两个极值点下的I、U、R、P的计算:①电流最大时需要考虑:电流表量程、电压表量程、灯的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流。②电流最小,即电阻最大时,此时若电压表测滑动变阻器两端的电压,注意电压表不能超量程。
6.当电路发生变化时,利用电路特点和欧姆定律、电功和电功率的计算公式即可确定各物理量之间的比值。
串联:电流I1=I2=I,其他物理量都与电阻成正比。
并联:电压U1=U2=U,其他物理量都和电阻成反比。
1.[2019·赤峰]如图ZT5-1所示电路,电源电压和小灯泡电阻保持不变。当开关闭合后,滑动变阻器滑片向右滑动时,电流表和电压表的示数变化情况分别是 ( )
图ZT5-1
A.变大、变小 B.变大、变大
C.变小、变小 D.变小、变大
2.[2019·广西]用石墨烯制成的湿敏电阻,其阻值会随含水量的升高而增大。图ZT5-2是检测植物叶片含水量的电路,电源电压不变,将湿敏电阻R附着在叶片上,当叶片含水量升高时 ( )
图ZT5-2
A.电流表示数增大 B.电压表示数减小
C.电路总电阻减小 D.电路总功率增大
3.[2019·宜昌]巨磁电阻(GMR)效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,如图ZT5-3是说明巨磁电阻特性原理的示意图,当闭合开关S1、S2且将滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
图ZT5-3
A.指示灯变暗,电压表示数变大
B.指示灯变暗,电压表示数变小
C.指示灯变亮,电压表示数变大
D.指示灯变亮,电压表示数变小
4.[2019·广州]小明按图ZT5-4甲所示电路图做实验,闭合开关,两电表示数如图乙所示。L突然烧断,烧断后两表示数如图丙所示,定值电阻两端电压为U、流经定值电阻的电流为I。与L烧断前相比,L烧断后 ( )
图ZT5-4
A.U变大、I变大 B.U变大、I变小
C.U不变、I变小 D.U不变、I不变
5.[2019·巴中]如图ZT5-5所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是 ( )
图ZT5-5
A.电路总功率变小
B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变
D.电流表示数变大
6.[2019·长春]如图ZT5-6所示,电源电压恒定。闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则 ( )
图ZT5-6
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变小
C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大
7.[2019·泰州]如图ZT5-7所示,R1>R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1,电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3,下列说法正确的是( )
图ZT5-7
A.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大
B.电压表V1的示数变大,ΔU1<ΔU2
C.电压表V2的示数不变,ΔU1=ΔU3
D.电压表V2的示数变大,ΔU1<ΔU3
8.[2019·贵港]如图ZT5-8所示电路,电源电压与灯丝电阻保持不变。先只闭合开关S2,电流表和电压表均有示数。下列说法正确的是 ( )
图ZT5-8
A.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数不变,电流表示数变小
B.再断开开关S2,只闭合开关S1时,电压表示数与电流表示数的比值变大
C.再闭合开关S1、S3时,电压表示数不变,电流表示数变大
D.再闭合开关S1、S3时,电压表示数与电流表示数的比值变小
9.在如图ZT5-9所示的电路中,电源电压恒为9 V,电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~0.6 A,定值电阻R1的规格为“30 Ω 0.5 A”,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω 1 A”,灯泡L上标有“6 V 3 W”的字样,假设灯丝的电阻不变,闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,下列说法中不正确的是 ( )
图ZT5-9
A.滑片P向右移动的过程中,电流表示数增大、电压表示数变小,灯泡变暗
B.当滑片P在最左端时灯泡正常发光
C.电压表示数的变化范围是4.5~6 V
D.整个电路消耗的总功率的变化范围是3.375~4.5 W
【参考答案】
1.D
2.B [解析] 由图示电路图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压。当植物含水量升高时,R阻值变大,总电阻变大,根据欧姆定律I=UR可知,电路电流会减小,即电流表示数减小;R0两端的电压变小,即电压表示数变小;根据P=UI可知,电路中的总功率减小;故A、C、D错误,B正确。
3.A [解析]当闭合开关S1、S2且将滑片P向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻的电阻变大,右边的指示灯所在电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,指示灯两端的电压变小,所以指示灯会变暗,由于指示灯和巨磁电阻串联,电压表测量的是巨磁电阻两端的电压,因此电压表的示数变大,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
4.A 5.A 6.C
7.D [解析]分析电路可知,电阻R1、R2、滑动变阻器串联,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量R2两端电压,滑动变阻器滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中电流变大,电阻R1、R2两端电压均增大,所以电压表V1、V2的示数都变大,故A、C错误;移动滑片的过程中,电路中电流的变化量为ΔI,根据欧姆定律可知ΔU1=ΔIR1,ΔU2=ΔIR2,而R1>R2,所以ΔU1>ΔU2,故B错误;电源电压不变,所以滑动变阻器两端减小的电压与电阻R1、R2两端增加的电压之和相等,即ΔU3=ΔU1+ΔU2,则ΔU1<ΔU3,故D正确。
8.D 9.B
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