电学专题05 动态电路专题突破2019届中考物理专项复习(36页)
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1、动态电路专题考点分析所谓“动态电路” 是指当电路中的电阻大小发生了变化,或并联支路的增、减引起的电路中,电阻、电流、电压及用电器的功率、灯泡的亮度发生了变化的题型;此种题型是全国各省市中的重点及热点题型,难度较大,通常以压轴型题型放在多选题中考查,失分率较高,要掌握此题型,除大量练习外,还应还掌握此题型的特点及解题规律;考点突破此考点通常有以下三种题型:题型 题型剖析 题型突破题型一:滑动变阻器的阻值变化引起的动态电路1:无论串联电路还是并联电路,只要变阻器的滑片发生移动,必须导致变阻器的阻值发生变化,如果是串联电路,必然会使电路中的电流发生变化,同时串联各用电器两端电压会重新分配,如果是并联
2、电路,当变阻器的阻值发生变化后,变阻器所在支路的电流及干路电流均会生变化,而并联各支路的电压及电源电压均不会发生变化。2:灯的亮度变化取决于灯泡的实际功率无论串联还是并联均可以根据 P=I2R 判定灯的实际功率及亮度; 对于电路的总功率通常根据 P=UI 即可判定。3:当此类题中出现了某用电器两端的电压变化量U 及电路中电流的变化量 I 时,应注意对于某一个定值电阻 U 和 I 的比值为定值即 R=U/I;而对于定值电阻功率的变化量 PUI,而应为:P=U(I 1+I2)(1)在串联电路中电压的分配与电阻成正比,电路中电流的变化与电阻成反比,但如果电压表测电源电压此时无论变阻器阻值如何变化则电
3、压表的示数将保持电源电压不变。(2)对于并联电路,电压表无论测哪个支路的电压,均不受支路变阻器阻值的影响;当支路变阻器的阻值发生变化时,不会影响其它支路,但本身支路的电流与干路电流同增减,且与电阻成反比变化。题型二:光敏、热敏、压敏等特殊导体的阻值变化的引起1:当题中给了某些特殊电阻时,如电阻值随光照强度,压力大小或温度高低而发生变化时,串联电路中电流会发生变化,各用电器两端电压会发生变化;电路中灯的亮度及电路的总功率都会发生变化。并联电此种题型应,先弄清电路中各用器(电阻)的连接情况,然后根据题中电阻的变化情况,利用电阻与电流成反比的规律,推知变的动态电路 路由于某个支路的电阻发生了变化,会
4、导致某个支路和干路电流及电路的总功率发生变化。化电阻所在支路的电流变化,然后再根据串、并联电路的特点,推知各用电器两端的电压变化情况,同样利用 P=I2R,和 P=UI 得出电路中灯的实际功率变化情况,及电路中总功率的变化情况。题型三:开关的断开与闭合引起电路连接情况发生了改变的动态电路此种题型通常只适用并联电路,当开关闭合或断开,支路个数发生增减时,必然会导致干路中电流发生变化,同时会影响整个电路消耗的总功率。当改变开关的状态,改变了支路的个数时,若支路个数增加,则干路总电流变大,反之干路总电流减小,但应注意支路的增减一定不会影响原来支路的任何物理量,包括原支路上灯的亮度也不受影响。考点专练
5、例 1:(2018 天津中考)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时,下列说法正确的是( )A:两个电流表示数均变大 B:两个电流表的示数均变小C:电流表 A1 示数不变,电流表 A2 示数变大D:电流表 A1 示数不变,电流表 A2 示数变小【答案】D【解析】闭合开关 S,电路为电阻 R1 和滑动变阻器 R2 的并联电路,电流表 A1 测量通过电阻 R1 的电流,电流表 A2 测量通过干路的电流;因为并联各支路互不影响,所以当滑动变阻器的滑片 P 右移时,电流表A1 的示数不变;但当 P 右移时,变阻器的阻值变大,并联电路的总电阻变大,根据 I=U/R
6、可知,干路电流变小,即电流 A2 示数变小。综合上述分析此题应选 D。【点睛】此题是较容易的动态电路问题,只要知道并联电路的特点:并联各支路互不影响,而电路中的电流与电阻成反比,且干路电流等于各支路电流之和,即可得出当 P 向右滑动时电流表 A1 示数不变,电流表 A2 示数变小的结论;由此可知,解决此题的关键是:弄清电路的连接情况知道串、并联各支的电流及电压特点正确运用公式即可正确求解此题。例 2:(2018 河北中考试题) (多选)如图 8 所示,电源电压不变,a、b、c 为电流表或电压表。只闭合 S1 时,a 表无示数, b 表有示数。S 1、S 2 都闭合时,滑片 P 向右滑动,c 表
7、的示数不变,下列判断正确的是( )A.a 表是电压表B.先闭合开关 S1,再闭合 S2,电路中的总电流变大C.只闭合 S1,P 向右移动,R 2 两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量D.开关均闭合,电路的总功率为 P1:若将 c 表换成另一种电表,再闭合 S1、S 2,电路的总功率为 P2,则 P2P1【答案】B、D【解析】只闭合 S1 时,电阻 R1、R 2、R 3 三者串联,此时 b 表有示数,a 表无示数,一定是 b 表为电压表,a 表为电流表,才能出现这种情况,所以 A 选项是错误的。当 S1、S 2 都闭合时,滑片 P 向右滑动 ,c 表的示数不变,可知 c 表为电
8、压表,先闭合 S1 时,三个电阻串联,再闭合 S2 时,只 R1 连入电路,所以电路中总电阻变小,而电源电压不变,所以电路中总电流变大,故 B选项是正确的。C 选项中,只闭合 S1 时三个电阻串联,P 向右移动,R 2 两端的电压变化量与电流变化量的乘积为UI 而R2 功率的变化量为P=(I 22I 12)R 2=(I 2I 1)(I 2+I1)R 2=IR2(I 2I 1)= U(I 2I 1)所以 P 向右移动,R 2 两端的电压变化量与电流变化量的乘积小于其电功率的变化量,駇 C 选项错误。D 选项中,当开关均闭合,此时只 R1 连入电路,此时电路的总功率为 P1=U2/R1,当将 C
9、表由电压表换为电流表后,开关均闭合时,三个电阻并联,此时电路的总功率 P2=U2/R1+ U2/R2+ U2/R3,所以此时 P2P1,故 D选项是正确的。综合上述分析,此题应选 B、 D。【点睛】此题是一道动态电路的难题,考查了电路串、并联的识别,电压表及电流表在电路中的作用,及对欧姆定律、电功率的公式的运用,是一道综合性较强的电路难题。要正确解答此题,应首先根据电路中的两个电表的位置及有无示数情况,先判断出 b 表是电压表,a 表为电流表,再根据 S1、S 2 都闭合时,滑片P 向右滑动,c 表的示数不变,,可判断出 c 表为电压表;然后即可根据开关的断开及闭合情况,判断出三个电阻的连接情
10、况,然后利用欧姆定律及电功率的计算公式即可求解 B、C 、D 选项的正误。例 3:(2018 四川达州中考试题)如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是( )A电压表 V1 示数与电流表 A 的比值变大B电压表 V2 示数与电流表 A 的比值不变C电压表 V1 示数的变化量大于电压表 V2 示数的变化量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】D【解析】闭合开关 S 三个电阻串联,V 1 测 R1 两端电压,V 2 测 R2 两端电压,当滑片 P 向右移动时,电阻R2 连入的阻值变大,但 V1 的示数与电流表 A
11、的比值为 R1 的阻值,所以不变。故 A 选项错误。V 2 示数与电流表 A 的比值为 R2 连入的阻值,当滑片 P 向右移动时,电阻 R2 连入的阻值变大,所以电压表 V2 示数与电流表 A 的比值变大;故 B 选项是错误。C、D 选项中,当滑片 P 向右移动时,由于 R2 的阻值变大,所以根据串联分压可知, R2 两端电压增大,而R1 与 R0 两端电压同时减小,且 V2 的示数变化量等于 V1 的示数变化量与 R0 两端的电压变化量之和,所以电压表 V1 示数的变化量小于电压表 V2 示数的变化量,即 C 选项错误,D 选项正确。综合上述分析可知,此题应选 D。【点睛】此题是一道考查串联
12、电路电阻与电压特点的电学变化量的题,难度不大,解答此题的关键是,弄清串联电路中,电压的分配与电阻成正比;运用欧姆定律可解决 A、B 选项,根据串联电压与电阻的关系可知电阻 R2 电压的变化量等于电阻 R0 与 R1 的电压变化量之和即U 2=U0+U1 而电源电压不变,运用此关系可知,C 选项是错误的, D 选项是正确的。例 4:(2017 河北中考试题) (多选)如图 9 电源电压不变,P 置于中点,a 电流表或电压表,任意闭合开关时电路都是安全的,下列说法中正确的是( ) A: a 表是电压表 B:只闭合 S1,P 向右移动 a 示数的变化量与 A2 示数的变化量的比值变小。C:闭合 S1
13、、S 3 断开 S2,A 1 的示数大于 A2 的示数 D:同时闭合 S1、S 2、S 3,滑片 P 向左移动 A1 的示数变小。【答案】A、C【解析】A 选项中,由电路图可知,当 S1 与 S2 闭合时,电表 a 与电源串联,若 a 为电流表,会造成电源短路,故 a不是电流表;此时电路是安全的,说明 a 是电压表,故 A 选项正确。B 选项中,只闭合 S1,R 1 和滑动变阻器串联,电压表 a 测滑动变阻器两端电压,两电流表测电路中电流。设 P 向右滑动前后,电路中两个电流表的示数相等,因为串联分压,可得电压表 a 示数的变化量 U2=U1且因为 U1/I=R 1 因此 P 向右移动 a 示
14、数的变化量与 A2 示数的变化量的比值为定值不变,所以 B 选项是错误的。C 选项中,:闭合 S1、S 3 断开 S2,R 2 与滑动变阻器并联,A 1 测干路的电流,A 2 测支路的电流,所以 A1 的示数大于 A2 的示数,故 C 选项正确。D 选项中,闭合 S1、S 2、S 3,A 1 被短路,电流为 0,滑片 P 向左滑动,A 的示数不变,故 D 选项错误。由以上分析可知,此题应选 A、C。【名师点睛】此题 A 选项考查了电流表与电压表在电路中的作用,根据电压表须与用电器并联的特点,可知 a 表一定是电压表;要正确解答 B、C、D 选项应能正确识别在不同的开关闭合与断开时,电路的连接情
15、况,然后还应注意在探究变阻器的 U 与 I 的比值时,通常可把定值电阻为研究对象,因 U2=U1,利用此方法可推知 C 选项的正误; D 选项中只要知道当三个开关均闭合时,A 1 所在的支路处于短路状态,就可知变阻器的阻值变化不会影响 A1 的示数变化,可知 D 选项是错误。例 5:(2018 攀枝花)如图所示,电源电压不变,开关闭合,当滑动变阻器滑片 P 向右移动时,下列判断正确的是( )A电流表的示数变大,电压表 V1 的示数变小,V 2 的示数不变B电流表的示数变大,电压表 V1 的示数变小,V 2 的示数变大C电流表的示数变小,电压表 V1 的示数变大,V 2 的示数变小D电流表的示数
16、变大,电压表 V1 的示数不变,V 2 的示数变小【答案】B【解析】由图知,两电阻串联,电压表 V2 测 R1 的电压,电压表 V1 测 R2 的电压,电流表测电路中的电流;(1)当滑动变阻器滑片 P 向右移动时,R 2 接入电路的阻值变小,根据电阻的串联,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,故 C 错误;(2)因电流变大,根据 U=IR 可知,定值电阻 R1 的电压变大,即电压表 V2 的示数变大,根据串联电路电压的规律可知,电压表 V1 的示数变小,故 B 选项正确;A、D 选项错误。故选:B。【点睛】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路的识别。分
17、析电路的连接及两电压表测量的电压和电流表测量的电流:(1)分析当滑动变阻器滑片 P 向右移动时,确定 R2 变化,根据电阻的串联判断总电阻变化,由欧姆定律确定电流表示数变化;(2)根据欧姆定律的变形公式 U=IR,分析 R1 的电压变化;根据串联电路电压的规律确定电压表 V1 变化。例 6:(多选) (2016 河北中考试题)如图所示,电源电压不变。下列说法正确的是( )A:只闭合 S1,将 P 向左移动一段距离,电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变B:只闭合 S1,将 P 向左移动,R 1 消耗的功率增加C:开关都闭合,将 P 向左移动,电压表的示数不变,电流表的示数变小D:开关
18、都闭合,将 P 向左移动, L 消耗的功率不变,R 2 消耗的功率变小【答案】A、C、D【解析】A 选项中,当只闭合 S1时,此时 R1与 R2串联,电压表测 R2两端电压,电流表测电路中电流,根据串联分压特点可知:当滑片 P 向左移动一段距离时,R 2两端的电压变化量 U2等于 R1两端的电压变化量即U1=U2此时两电阻的电流变化量是相同的所以 U1/I=R1,即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故 A 选项是正确的。B 选项中,只闭合 S1 时 R1与 R2串联,将 P 向左移动变阻器连入电路的电阻变大,电路的电流减小,根据P=I2R 可知,此时 R1 消耗的功率减小,故
19、B 选项是错误的。C 选项中,开关都闭合时,R 1 被短路,此时 R2 与电灯 L 并联,电压表此时测电源电压,所以将 P 向左移动电压表的示数不变,而由于变阻器阻值变大,电路中总电阻也变大,根据 I=U/R 可知:电路中电流表的示数变小,故 C 选项正确。D 选项中,开关都闭合时, , R1 被短路,此时 R2 与电灯 L 并联将 P 向左移动时,由于并联各支路互不影响,所以 L 消耗的功率不变,又因为 R2 的阻值变大,根据 P=U2/R2 可知 R2 消耗的功率变小,故 D 选项正确。由以上分析可知,此题应选 A、C、D。【名师点睛】此题考查了电路的综合知识,要正确解答此题关键是能正确识
20、别电路的连接情况及电路中两个电表各自的作用,根据串联时变阻器的电压变化量等于定值电阻的电压变化量及串联电路电流相等的特点可推知 A 选项是正确的; B、C、D 选项中只要能正确识别电路的连接情况并运用欧姆定律及电功率的计算公式即可判断其正误。例 7:(2019 河北中考模拟试题)如图所示电路,电源两端电压不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 P由 a 端向 b 端滑动一段距离,电压表 V1、V 2、V 3 示数的变化量分别为 U1、 U2、 U3,电路中电流表示数变化量为 I,下列判断正确的有( )A:定值电阻 R1 的阻值为 U3/I B:滑动变阻器的滑片 P 滑过的那一段距离对应的阻值为
21、U2/I C:电压表 V1 示数变小,电压表 V3 示数变大,电压表 V3 示数与电流表示数的比值变大D:电压表 V1 示数变小,电压表 V2 示数变大,电压表 V1 与 V2 示数之和与电流表示数的比值不变。【答案】A、C【解析】由题图可知,闭合开关后,R 1、R 2 、R 3 三个电阻串联,电压表 V1 测 R1 与 R2 两端电压,电压表 V2 测 R3两端电压,电压表 V3 测 R2 与 R3 两端电压;U 3 等于 R1 两端的电压变化量,因此 U3/I=R1 故 A 选项正确; U1=U2,因此 U2/I=R1+R2,故 B 选项错误;当滑片 P 向 b 端滑动时,R 3 连入电路
22、的电阻变大,电路中的总电阻变大,电流变小,因此电压表 V1 示数变小,电压表 V3 示数变大,电压表 V3 与电流表示数的比值变大,故 C 选项正确;电压表 V1 与电压表 V2 的示数之和与电流表示数的比值等于电路的总电阻变大,所以 D 错误。综合上述分析可知,此题应选 A、C。【名师点睛】此题主要考查电压表在电路中的作用及欧姆定律的知识,由电路图可知,三个电阻串联,电压表 V1 测 R1 与 R2 两端的电压之和,电压表 V2 测 R3 两端的电压,电压表 V3 测 R2 与 R3 两端的电压之和,电流表测电路中的电流。 (1)根据滑片的移动确定接入电路中的电阻的变化,再根据欧姆定律可以知
23、道 R1与 R2 两端的电压之和的变化即为 V1 的示数变化,根据串联电路的电压特点得出 V2、V 3 示数的变化,根据欧姆定律结合滑动变阻器接入电路中的电阻变化得出电压表 V3 与电流表示数比值的变化。(2)根据串联电路的电压特点和欧姆定律分别表示出 U2/I 与 U3/I,结合电阻的阻值即可得出答案。 例 8:(2014 河北中考) (多选)图 7 所示的电路中,电源电压保持不变。R 1 为滑动变阻器,R 2、R 3 为定值电阻。闭合开关 S,将滑片 P 由 a 端向 b 端滑动一段距离后,电压表 V1、V 2 示数变化的大小分别为U1、U 2,电流表示数变化的大小为 I。下列判断正确的是
24、( )AU 2 大于 U1B 与 的差值等于 R2CR 2 和 R3 消耗的电功率的和增加了 U2ID电压表 V1 示数变小、电压表 V2 示数变大,电流表示数变大【答案】A、B、D【解析】A 选项中,由图可知 U2=I(R 2+R3)而 U1=IR3 所以 U2 大于 U1,故 A 选项正确。B 选项中, 与 的差值代入 A 选项中的 U2=I(R 2+R3)和 U1=IR3 可得 与 的差值为R2 所以 B 选项是正确的。C 选项中, PR2 与 PR3 和应等于 U2(I 1+I2)不等于 U2I 所以 C 选项是错误的。D 选项中,当 P 由 a 端向 b 端滑动一段距离后 R1 连入
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