2026年福建省中考物理一轮复习 教材考点探究 第十五章 电学-动态电路相关计算 课件(43页PPT)

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2026年福建省中考物理一轮复习 教材考点探究 第十五章 电学-动态电路相关计算 课件(43页PPT)

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2026年福建省中考物理一轮复习
教材考点探究
第十五章 电学
-动态电路相关计算
(1)首先根据开关的通断分析有无断路和短路部分,若有则都去掉。然后分别画出各状态下的直观等效电路图(不含电表及开关)。
(2)在每个图上标出已知量和待求量。
(3)利用欧姆定律结合串、并联电路的特点分别列式求解。
开关通断类
典例1 (2022 福建)下图是某晾衣机的工作电路图,电源电压U=220 V,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44 W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1 A。求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流;
解:使用风干功能时,电路中只有电动机工作,通过电路的电流
I1===0.2 A。
答:0.2 A;
(2)使用烘干功能时电阻R在1 min内产生的热量;
解:使用烘干功能时,电阻R在1 min内产生的热量
Q=W=UI2t1=220 V×1 A×60 s=1.32×104 J。
答:1.32×104 J;
解:电阻R的功率
P2=UI2=220 V×1 A=220 W,
使用烘干功能时,晾衣机的功率
P=P1+P2=44 W+220 W=264 W,
使用烘干功能1 h晾衣机消耗的电能
W'=Pt2=264×10-3 kW×1 h=0.264 kW·h。
(3)使用烘干功能1 h晾衣机消耗的电能。
答:0.264 kW·h。
【变式训练1】(2025 莆田5月质检)如图所示,闭合开关S,断开S1,电流表A的示数为0.2 A;再闭合开关S1,电流表A的示数为1.2 A,已知R1=50 Ω。求:
(1)电源电压;
解:闭合开关S,电路为只含有R1的简单电路,电源电压
U=U1=I1R1=0.2 A×50 Ω=10 V。
答:10 V;
(2)R2的阻值;
解:闭合开关S、S1,R1、R2并联,通过R2的电流
I2=I-I1=1.2 A-0.2 A=1 A,
R2两端的电压U2=U=10 V,R2的阻值
R2===10 Ω。
答:10 Ω;
(3)通电5 min,R2产生的热量。
解:通电5 min,R2产生的热量
Q=R2t=(1 A)2×10 Ω×300 s=3 000 J。
答:3 000 J。
(1)根据滑动变阻器滑片位置的不同分别画出各状态下的等效直观电路图(不含电表及开关),明确电路的连接方式。
(2)在每个图上标出已知量和待求量。
(3)利用欧姆定律结合串、并联电路的特点分别列式求解。
滑动变阻器类
典例2 (2025 泉州石狮模拟)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“12 V 6 W”字样,定值电阻R1的阻值为20 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为24 Ω,不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)求小灯泡L的额定电流。
解:小灯泡L的额定电流
IL===0.5 A。
答:0.5 A;
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端
时,小灯泡L恰好正常发光,求电流表的示数。
解:当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到
a端时,小灯泡L与定值电阻R1并联;小灯泡L恰好正常发光,定值电阻R1两端的电压等于小灯泡L两端的电压,则U1=UL=12 V,通过定值电阻R1的电流
I1===0.6 A,电流表的示数,即干路电流
I=IL+I1=0.5 A+0.6 A=1.1 A。
答:1.1 A。
【变式训练2】(2025泉州3月质检)如图甲所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端移动到A端,灯泡L的U-I图像如图乙所示。当滑片P处于A端时,灯泡L正常发光,则灯泡L的额定功率为___W;滑动变阻器的最大阻值为____Ω。
9
10
实际应用类常与敏感电阻相结合,解决此类问题时应根据题目条件,判断敏感电阻的阻值变化方式,再根据“类型2”与“类型1”的方法分析解答。
实际应用类
典例3 (2025厦门5月质检)小华设计的空气湿度监测装置简化电路如图所示。电源电压恒定不变,定值电阻R1的阻值为10 Ω,湿敏电阻R2的阻值与空气湿度RH的关系见下表。某次测量时,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A的示数为0.9 A。求:
空气湿度RH 40% 50% 60% 70% 80%
湿敏电阻R2/Ω 30 20 15 12 10
(1)电源电压;
解:电源电压
U=U1=I1R1=0.6 A×10 Ω=6 V。
答:6 V;
(2)电路消耗的总功率;
解:电路消耗的总功率
P=UI=6 V×0.9 A=5.4 W。
答:5.4 W;
(3)此时的空气湿度。
解:通过R2的电流
I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,此时R2的电阻
R2===20 Ω,
对照表格,可知此时的空气湿度为50%。
答:50%。
【变式训练3】(2025厦门校级模拟)图甲为一个有监测湿度大小功能的超声波加湿器,图乙为其湿度监测装置的简化电路图。电源电压为4.5 V,定值电阻R1为20 Ω,湿敏电阻R2的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。求:
解:由题图乙可知,定值电阻与湿敏电阻串联,电压表测湿敏电阻两端的电压,电流表测电路的电流。由题图丙可知,当湿度为50%时,湿敏电阻R2的阻值为30 Ω,电流表的示数
I===0.09 A。
(1)当湿度为50%时,电压表的示数为2.7 V,电流表的示数;
答:0.09 A;
(2)当湿度为50%时,整个电路消耗的总功率;
解:当湿度为50%时,整个电路消耗的总功率
P=UI=4.5 V×0.09 A=0.405 W。
答:0.405 W;
解:电流表的示数I'=0.1 A时,电路的总电阻
R总===45 Ω,
此时湿敏电阻的阻值
R2'=R总-R1=45 Ω-20 Ω=25 Ω,
由题图丙可得,此时的湿度为40%。
(3)电流表的示数为0.1 A时,此时的湿度。
答:40%。
【变式训练4】(2025宁德1月质检)公路部门通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示压力的仪表(实质为电流表,量程为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F大小的关系如图乙所示。电源电压为6 V,定值电阻R0的阻值为5 Ω。求:
(1)当R的阻值为15 Ω时,电路中的电流;
解:由题图甲可知,压力传感器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流。当R的阻值为15 Ω时,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得,电路中的电流
I====0.3 A。
答:0.3 A;
(2)当通过电路的电流为0.2 A时,地磅显示的压力值;
解:当通过电路的电流为0.2 A时,电路的总电阻
R总'===30 Ω,
R的阻值
R'=R总'-R0=30 Ω-5 Ω=25 Ω,
由题图乙可知,地磅显示的压力值为1×104 N。
答:1×104 N;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案。
解:由题图乙可知,压力越大时,R的阻值越小,因为电流表允许通过的最大电流一定,所以当电源电压不变时,由R=可知,电路的最小总电阻一定,根据串联电路的电阻规律可知,此时应增大定值电阻R0的阻值,才能增加地磅的最大测量值。
答:适当增大定值电阻R0的阻值。
(1)先分析滑片移动时各物理量的变化(一般电源电压U和定值电阻R0为定量,电流和部分电压为变量)。
(2)根据题目条件列出等量关系式(一般根据电源电压不变列出等量
关系)。
(3)根据定量与变量的关系联立求解。
列方程类
典例4 (2025泉州5月质检改编)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片P从最右端移至最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示。求:
(1)R2的最大阻值;
解:当滑片位于最右端时,根据题图乙可知,Imin=0.15 A,U2=7.5 V,滑动变阻器的最大阻值
R2===50 Ω。
答:50 Ω;
(2)电源电压和R1的阻值;
解:由题图甲可知,R1与R2串联,由题图乙可知,Imax=0.9 A,电源电压
U=ImaxR1=0.9 A×R1, ①
当滑片位于最右端时,电源电压
U=U2+IminR1=7.5 V+0.15 A×R1, ②
联立①②可得,R1=10 Ω,U=9 V。
答:9 V,10 Ω;
(3)当电流表的示数为0.45 A时,R1的功率。
解:当电流表的示数I=0.45 A时,R1的功率
P1=I2R1=(0.45 A)2×10 Ω=2.025 W。
答:2.025 W。
安全、极值、范围等问题要根据电流表、电压表的量程,滑动变阻器的规格,用电器的额定电流或额定电压等限制条件,确定电路中电流的最大值或最小值。
安全、极值、范围问题
典例5 如图所示,电源电压U=24 V,定值电阻R0=4 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”,电压表的量程为0~15 V。求:
(1)当电压表的示数U0=6 V时,通过定值电阻R0的电流;
解:通过定值电阻R0的电流
I0===1.5 A。
答:1.5 A;
(2)电路消耗的最小功率;
解:当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路的总电阻最大,电流最小,此时电路消耗的功率最小,电路消耗的最小功率
P最小===24 W。
答:24 W;
(3)为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值。
解:滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”,故电路中的最大电流为2 A,滑动变阻器接入电路的最小阻值
R滑小=-R0=-4 Ω=8 Ω。
此时定值电阻R0两端的电压
U0'=I最大R0=2 A×4 Ω=8 V<15 V,
没有超电压表量程。
答:8 Ω。
【变式训练5】如图所示,电源电压恒为3 V,定值电阻R1的阻值为5 Ω,滑动变阻器R2标有“20 Ω 3 A”字样,电流表的量程为0~3 A。闭合开关S,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)此时通过R2的电流;
解:闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表在干路上,测得电路中的总电流I=0.9 A,此时通过R1的电流
I1===0.6 A,
则通过R2的电流
I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A。
答:0.3 A;
(2)此时R2的功率;
解:此时R2的功率
P=UI2=3 V×0.3 A=0.9 W。
答:0.9 W;
(3)R2可接入电路的最小阻值。
解:因为电流表的量程为0~3 A,则通过R2的最大电流I2 max=Imax-I1=3 A-0.6 A=2.4 A,
没有超过滑动变阻器允许通过的最大电流,则R2可接入电路的最小阻值
R2 min===1.25 Ω。
答:1.25 Ω。
【变式训练6】(2025泉州1月质检)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。小灯泡L标有“2.5 V 0.25 A”字样,滑动变阻器R1的最大值为30 Ω,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V。
(1)求小灯泡L的额定功率。
解:小灯泡L的额定功率
PL=ULIL=2.5 V×0.25 A=0.625 W。
答:0.625 W;
(2)闭合开关S和S1,将滑动变阻器R1的滑片P移至中点时,电流表的示数为0.3 A,求电源电压。
解:闭合开关S和S1,小灯泡L被短路,电源电压
U=IR1中=0.3 A××30 Ω=4.5 V。
答:4.5 V;
解:若只闭合开关S,小灯泡L和滑动变阻器串联,则为了保证电路安全,电路中的最大电流I大=IL=0.25 A,此时滑动变阻器两端的电压
U1=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,
滑动变阻器接入电路的最小阻值
R1小===8 Ω,
(3)若只闭合开关S,移动滑动变阻器R1的滑片,小灯泡L的I-U图像如图乙所示。在保证各元件安全的情况下,求滑动变阻器R1的阻值范围。
当电压表的示数最大为3 V时,滑动变阻器接入电路
的阻值最大,此时小灯泡L两端的电压
UL'=U-U1大=4.5 V-3 V=1.5 V,
由题图乙可知,此时电路中的电流I小=IL'=0.2 A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值
R1大===15 Ω,
所以,在保证各元件安全的情况下,滑动变阻器R1接入电路的阻值范围为8~15 Ω。
答:8~15 Ω。
【变式训练7】(2025莆田5月质检)如图所示,电源电压恒为12 V,R0=20 Ω,滑动变阻器R1的规格为“20 Ω 1 A”,电流表的量程为0~3 A,小灯泡L上标有“4 V 2 W”的字样,灯丝电阻保持不变,
为保证电路各元件安全使用,则(   )
A.当闭合开关S,断开S1、S2时,滑动变阻器接入电路的最小阻值为12 Ω
B.当闭合开关S,断开S1、S2时,滑动变阻器的功率最大值为4.5 W
C.当开关S、S1、S2都闭合时,电路消耗的总功率最大值为19.2 W
D.当开关S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器的阻值取值范围为16~20 Ω
C
典例6 (2025南平1月质检)如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω。当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数为0.4 A;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表的示数可能为(   )
A.0.2 A
B.0.3 A
C.0.4 A
D.0.5 A
“可能”问题
B
【变式训练8】如图所示的电路中,电源电压恒定,某同学把不同的定值电阻分别接入a、b之间,当a、b间接R1=10 Ω的电阻时,闭合开关S,电压表的示数为2 V;当a、b间接R2=8 Ω的电阻时,闭合开关S,电压表的示数可能为(   )
A.1.4 V
B.1.5 V
C.1.9 V
D.2.2 V
C

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