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初中物理 中考电学计算专题-电路动态分析与计算复习加强(二)

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初中物理 中考电学计算专题-电路动态分析与计算复习加强二 初中 物理 中考 电学 计算 专题 电路 动态 分析 复习 加强
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中考电学计算专题—电路动态分析与计算复习加强模块一 电路安全计算分析例题精讲【例1】★★如图所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻.闭合开关,当滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数变化范围为0.5A~1.5A之间,电压表的示数变化范围为3V~6V之间.则定值电阻R0的阻值及电源电压分别为(  )A. 3Ω,3VB.3Ω,7.5VC.6Ω,6VD.6Ω,9V考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路的动态分析. 解析:由电路图可知,电阻R0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;当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为6V,∵串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,∴电源的电压U=I1R0+U滑=0.5AR0+6V,当电路中的电流为1.5A时,电压表的示数为3V,电源的电压:U=I2R0+U滑′=1.5AR0+3V,∵电源的电压不变,∴0.5AR0+6V=1.5AR0+3V,解得:R0=3Ω,电源的电压U=1.5AR0+3V=1.5A3Ω+3V=7.5V.答案:B【测试题】如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A至2A之间,电压表的示数范围在6V至9V之间.则定值电阻R的阻值及电源电压分别是(  )A. 3Ω 15 VB.6Ω 15 VC.3Ω 12 VD.6Ω 12 V考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律. 解析:由电路图可知,电阻R与滑动变阻器R′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;当电路中的电流为1A时,电压表的示数为9V,∵串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,∴电源的电压U=I1R+U滑=1AR+9V,当电路中的电流为2A时,电压表的示数为6V,电源的电压:U=I2R+U滑′=2AR+6V,∵电源的电压不变,∴1AR+9V=2AR+6V,解得:R=3Ω,电源的电压U=1AR+9V=1A3Ω+9V=12V.答案:C【例2】★★如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是(  )A. 0Ω~10ΩB.0Ω~20ΩC.5Ω~20ΩD.2.5Ω~10Ω考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联. 解析:由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R1两端电压:U1=I1R1=0.6A5Ω=3V,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:U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小:Rmin==2.5Ω;当电压表示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端电压:U1′=U-U2max=4.5V-3V=1.5V,电路电流为:I2==0.3A,滑动变阻器接入电路的最大电阻:Rmax==10Ω,变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω.答案:D【测试题】如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,电阻R1=4Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表不被损坏,变阻器接入电路的阻值范围是(  )A. 3.5Ω~8ΩB.0~8ΩC.2Ω~3.5ΩD.0Ω~3.5Ω考点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用. 解析:⑴当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A4Ω=2.4V,滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-2.4V=2.1V,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小=.⑵当电压表示数最大为U大=3V时,R1两端电压为U3=U-U大=4.5V-3V=1.5V,电路电流为I==0.375A,滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大==8Ω.所以变阻器接入电路中的阻值范围是3.5Ω~8Ω.答案:A【例3】★★如图所示电路,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1阻值为6Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω,电源电压为6V,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下(  )A.滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~24ΩB.电压表的示数变化范围是1.2V~3VC.电路中允许通过的最大电流是0.6AD.电流表的示数变化范围是0.2A~0.5A考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;电路的动态分析. 解析:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.⑴根据欧姆定律可得,电压表的示数为3V时,电路中的电流:I==0.5A,∵电流表的量程为0~0.6A,∴电路中的最大电流为0.5A,故C不正确;此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻:R==12Ω,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴变阻器接入电路中的最小阻值:R2=R-R1=12Ω-6Ω=6Ω,即滑动变阻器的阻值变化范围为6Ω~24Ω,故A不正确;⑵当滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,此时电路中的最小电流:I′==0.2A,则电流表的示数变化范围是0.2A~0.5A,故D正确;电压表的最小示数:U1′=I′R1=0.2A6Ω=1.2V,则电压表的示数变化范围是1.2V~3V,故B正确.答案:BD【测试题】如图所示电路,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V.开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法中错误的是(  )A.电路中通过的最大电流是0.6AB.电压表最小示数是1VC.滑动变阻器滑片不允许滑到最左端D.滑动变阻器滑片移动过程中,电压表先达到最大量程考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻的串联. 解析:⑴由电路图可知,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,∵电源的电压6V大于电压表的最大量程3V,∴滑动变阻器的滑片不能移到最左端;根据欧姆定律可得,此时电路中的电流:I==0.6A,故电路中的最大电流不能为0.6A,且两电表中电压表先达到最大量程;⑵根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小,∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,∴电路中的最小电流Imin==0.1A,电压表的最小示数Umin=IminR1=0.1A10Ω=1V.答案:A【例4】★★如图,电源电压U=30V且保持不变,电阻R1=40Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,为了电表的安全,R2接入电路的电阻值范围为_____Ω到_____Ω.考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律. 解析:⑴当电流表示数为I1=0.6A时,电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A40Ω=24V,滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=30V-24V=6V,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小==10Ω.⑵当电压表示数最大为U大=15V时,R1两端电压为U3=U-U大=30V-15V=15V,电路电流为I==0.375A,滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大==40Ω.所以变阻器接入电路中的阻值范围是10Ω~40Ω. 答案:10;40.【测试题】如图电路中,电源电压为6V不变,滑动变阻器R2的阻值变化范围是0~20Ω,两只电流表的量程均为0.6A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电流表A1的示数是0.4A.此时电流表A2的示数为______A;R1的阻值______Ω;在保证电流表安全的条件下,滑动变阻器连入电路的电阻不得小于_______.考点:电流表的使用;并联电路的电流规律;滑动变阻器的使用;欧姆定律;电路的动态分析.解析:当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,R2中电流I2==0.3A,则R1中的电流I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A,R1==60Ω;当滑片向左移动时,总电阻变大,总电流变小,由于电流表最大可为0.6A,且R1中的电流不变,则R2中的最大电流I2′=I′-I1=0.6A-0.1A=0.5A,此时滑动变阻器的电阻R2′= =12Ω. 答案:0.3;60;12Ω.模块二 电路动态分析之范围计算例题精讲【例5】★★在如图所示的电路中,设电源电压不变,灯L电阻不变.闭合开关S,在变阻器滑片P移动过程中,电流表的最小示数为0.2A,电压表V的最大示数为4V,电压表V1的最大示数ULmax与最小示数ULmin之比为3:2.则根据以上条件能求出的物理量有(  )A.只有电源电压和L的阻值B.只有L的阻值和滑动变阻器的最大阻值C.只有滑动变阻器的最大阻值D.电源电压、L的阻值和滑动变阻器的最大阻值考点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用. 解析:由电路图可知,电灯L与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电压表V1测小灯泡L两端的电压.⑴当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小I=0.2A;此时电压表V的最大U2=4V,电压表V1的示数最小为ULmin;∴滑动变阻器最大阻值:R==20Ω,灯泡L两端电压:ULmin=IRL,电源电压:U=I(R2+RL)=0.2A(20Ω+RL)=4+0.2RL.⑵当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中的电流最大为I′,此时灯泡L两端的电压ULmax最大,等于电源电压,则ULmax=I′RL.①∵电压表V1的最大示数与最小示数之比为3:2;∴,I′=I=0.2A=0.3A,∴电源电压U=I′RL=0.3RL,②电源两端电压不变,灯L的电阻不随温度变化,∴4+0.2RL=0.3RL,解得:灯泡电阻RL=40Ω,电源电压U=12V,因此可以求出电源电压、灯泡电阻、滑动变阻器的最大阻值.答案:D【测试题】在如图所示电路中,已知电源电压6V且不变,R1=10Ω,R2最大阻值为20Ω,那么闭合开关,移动滑动变阻器,电压表的示数变化范围是(  )A. 0~6VB.2V~6VC.0~2VD.3V~6V考点:电路的动态分析.解析:当滑片滑到左端时,滑动变阻器短路,此时电压表测量电源电压,示数为6V;当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,最小电流为:I最小==0.2A;此时电压表示数最小,U最小=I最小R1=0.2A10Ω=2V;因此电压表示数范围为2V~6V.答案:B【例6】★★★如图所示的电路中,R为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,且R1>R2,E为电压恒定的电源,当滑动变阻器的滑片滑动时,通过R、R1、R2的电流将发生变化,电流变化值分别为△I、△I1、△I2表示,则(  )A.当滑动片向右滑动时,有△I1<△I<△I2B.当滑动片向左滑动时,有△I<△I1<△I2C.无论滑动片向左还是向右滑动,总有△I=△I1=△I2D.无论滑动片向左还是向右滑动,总有△I>△I2>△I1考点:欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用. 解析:由电路图可知,R与R2并联后与R1串联,且R1>R2,设R1=2Ω,R2=1Ω,U=1V,电路中的总电阻R总=R1+,电路中的电流I1=,并联部分得的电压U并=I1R并=,因R与R2并联,所以I=,I2=;当滑动变阻器接入电路的电阻变为R′时△I1=|I1-I1′|=,△I=|I-I′|=,△I2=|I2-I2′|=;所以无论滑动片向左还是向右滑动,总有△I>△I2>△I1.答案:D【测试题】如图所示的电路图,R1大于R2,闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从b向a滑动的过程中,滑动变阻器电流的变化量______R2电流的变化量;通过R1电流的变化量______R2电流的变化量.(填“<”“>”“=”)考点:欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律. 解析:由电路图可知,滑动变阻器与R2并联后与R1串联,∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且并联电路中各支路两端的电压相等,∴R1两端电压变化与并联部分电压的变化量相等,∵I=,且R1大于R2,∴通过R1的电流变化量小于通过R2的电流变化量;∵由欧姆定律可知,通过R1的电流减小,通过滑动变阻器的电流变小,通过R2的电流变大,∴总电流减小时,R2支路的电流变大,则滑动变阻器支路的减小量大于总电流减小量,即滑动变阻器电流的变化量大于R2电流的变化量. 答案:>;<.【例7】★★在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表.闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化.两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示.根据图象的信息可知:_____(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电源电压为_______V,电阻R0的阻值为______Ω.考点:欧姆定律的应用. 解析:由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流.⑴当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,据此判断:图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线;⑵由图象可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,∵串联电路的总电压等于各分电压之和,∴电源的电压U=U1+U0=10V+IR0=10V+1AR0 ---------①当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R1两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,电源的电压U=U2′+U0′=4V+4AR0 ---------------②由①②得:10V+1AR0=4V+4AR0解得:R0=2Ω;电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A2Ω=12V. 答案:b;12;2. 【测试题】如图所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图所示.根据图线的信息可知:________(甲/乙)是电压表V2示数变化的图象,电源电压为_______V,电阻R1的阻值为_______Ω.考点:欧姆定律的应用;电压表的使用;滑动变阻器的使用. 解析:图示电路为串联电路,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;当滑动变阻器的阻值为0时,电压表V2示数为0,此时电压表V1的示数等于电源电压,因此与横坐标相交的图象是电压表V2示数变化的图象,即乙图;此时电压表V1的示数等于6V,通过电路中的电流为0.6A,故电源电压为6V,.答案:乙,6,10.模块三 滑动变阻器的部分串联、部分并联问题【例8】★★★如图所示的电路中,AB间电压为10伏,R0=100欧,滑动变阻器R的最大阻值也为100欧,当E、F两点间断开时,C、D间的电压变化范围是________;当E、F两点间接通时,C、D间的电压变化范围是________.考点:欧姆定律的应用;电阻的串联. 解析:⑴当E、F两点间断开,滑片位于最上端时为R0的简单电路,此时CD间的电压最大,∵并联电路中各支路两端的电压相等,∴电压表的最大示数为10V,滑片位于下端时,R与R0串联,CD间的电压最小,∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴根据欧姆定律可得,电路中的电流:I==0.05A,CD间的最小电压:UCD=IR0=0.05A100Ω=5V,则C、D间的电压变化范围是5V~10V;⑵当E、F两点间接通时,滑片位于最上端时R0与R并联,此时CD间的电压最大为10V,滑片位于下端时,R0被短路,示数最小为0,则CD间电压的变化范围为0V~10V. 答案:5V~10V;0V~10V.【测试题】如图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,则UCD的变化范围是(  )A. 0~10VB.0~20VC.10~20VD.20~30V考点:串联电路和并联电路.解析:当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时,UCD最大,最大值为Umax= =20V;当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时,UCD最小,最小值为Umin =,所以UCD的变化范围是10~20V.答案:C【例9】★★★如图所示,电路中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,总阻值为R,当在电路两端加上恒定电压U,移动R的滑片,可以改变电流表的读数范围为多少?考点:伏安法测电阻. 解析:设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为Rx.电路连接为R0与Rx并联,再与滑动变阻器右边部分的电阻R-Rx串联,干路中的电流:I= ,电流表示数:I′== ,由上式可知:当Rx=时,I最小为:Imin=;当Rx=R或Rx=0时,I有最大值,Imax=; 即电流表示数变化范围为:~;答案:~【测试题】如图所示的电路通常称为分压电路,当ab间的电压为U时,R0两端可以获得的电压范围是___-___;滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时,ab间的电阻值将______该滑动变阻器的最大阻值.(填“大于”“小于”“等于”)考点:弹性碰撞和非弹性碰撞. 解析:根据串联电路分压特点可知,当变阻器滑片滑到最下端时,R0被短路,获得的电压最小,为0;当变阻器滑片滑到最上端时,获得的电压最大,为U,所以R0两端可以获得的电压范围是0~U.由于并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻.所以滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时,ab间的电阻值将小于该滑动变阻器的最大阻值. 答案:0;U;小于
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