【学案·中考满分】专题7 动态电路分析--备战2022物理中考满分冲刺(原卷版+解析版)

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【学案·中考满分】专题7 动态电路分析--备战2022物理中考满分冲刺(原卷版+解析版)

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专题7 动态电路分析
动态电路是欧姆定律的一个重要应用,中考中,动态电路分析是各个省市每年中考必考的电学题型,主要考查滑动变阻器滑片移动引起的动态电路和开关通断引起的动态电路,结合串并联电路电流、电压的特点、欧姆定律以及电压表和电流表的测量对象一并考查,综合性很强。通过动态电路的分析,能充分反映学生对欧姆定律的掌握情况。
动态电路是指通过改变滑动变阻器滑片的位置或通过开关的通断改变电路的连接方式,从而导致电路中电阻的变化,进而改变电路中的电流、电压、电功和电功率等电学物理量大小的电路。要对动态电路正确的分析,必须具备以下知识:
(1)串联电路中,电阻串的越多,电阻越大——越串越大;并联电路中,电阻并的越多,电阻越小——越并越小。
(2)不论是串联还是并联电路中,一个电阻变大,总电阻就变大。
(3)串联电路中,电阻越大的,分的电压越大——正比分压;并联电路中,电阻越大的分的电流小——反比分流。
(4)电压表与谁构成一个“圈”就测谁两端的电压,这个“圈”中可以有电流表、闭合的开关,只能有一个用电器或电源,不能既有电源又有用电器。
(5)并联电路各支路电流、用电器互不影响。
一、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量变化的动态电路:
(1)对照电路图或实物图分析电路连接方式(是串联还是并联)。
(2)明确电表测量对象,确定电路中的不变量(如电源电压、定值电阻、额定电压、额定功率)。
(3)明确滑动变阻器滑片移动时电路中相关物理量及电表的变化。
(4)根据串并联电路特点、欧姆定律及电功率相关知识进行分析解答。
1、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路:
例题1 (2021湖北恩施)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻且小于R2的最大阻值,闭合开关S后,在滑片从最右端向左移动的过程中,电表均不超过量程,下列分析正确的是(  )
A.电流表示数变大,电压表V2示数变大
B.电流表示数变大,电压表V1示数变小
C.电压表V2的示数与电流表示数的乘积先变大后变小
D.电压表V2的示数与电流表示数的乘积保持不变
【答案】C。
【解析】由电路图可知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,V1测R1的电压,V2测滑动变阻器的电压。在滑片从最右端向左移动的过程中,电阻减小,电路中电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,即V1的读数变大;由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和且电源电压不变,所以滑动变阻器两端的电压减小,即V2的示数减小,A、B错误;电压表V2的示数与电流表示数的乘积就是滑动变阻器的功率,当R2=R1时,功率最大,其功率先变大后变小,C正确,D错误。故选C。
【点拨】(1)串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路的分析思路:
分析顺序:滑动变阻器滑片移动引起局部电阻的变化→电路总电阻的变化→电路总电流的变化→定值电阻电流的变化→定值电阻两端电压、电功率、电功、电热变化→滑动变阻器两端的电压、电功率、电功的变化。
(2)对于物理量的和、差、积、比之间的含义:
①电流表的差(或和)常常等于没有电流表测量支路的电流。
② 电压表与电流表示数的比值通常等于电压表所测电阻的阻值。
③电压表与电流表的积常常等于电压表所测电阻的电功率。
④电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值等于定值电阻的阻值。
对点练:(2021甘肃兰州)如图所示的电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑片P从a端向b端移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.灯泡L变暗,电压表示数变小,电流表示数变小
B.灯泡L变亮,电压表示数变大,电流表示数变大
C.灯泡L变亮,电压表示数变小,电流表示数变大
D.灯泡L变暗,电压表示数变大,电流表示数变小
2、并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路:
例题2 (2021山东枣庄)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,当滑片P从变阻器的a点向b点移动的过程中,下列关于电流表A和电压表V示数变化的说法正确的是(  )
A.电流表A示数变小,电压表V示数变大 B.电流表A示数变小,电压表V示数不变
C.电流表A示数变大,电压表V示数变小 D.电流表A示数变大,电压表V示数不变
【答案】B。
【解析】电流从电源正极出发,经过电流表后分成两条支路,一条经过电阻R2,一条经过滑动变阻器,之后回到电源负极。因此电阻R2和滑动变阻器并联,电流表测量干路总电流。当滑片P从a点向b点移动的过程中,电阻变大,电压不变,滑动变阻器所在支路电流变小,通过定值电阻的电流不变,因此电流表示数变小。最后再看电压表,连接在电源两端,测量电源电压,因此保持不变。故选B。
【点拨】并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路分析思路:
分析顺序:定值电阻支路电流不变→滑动变阻器滑片移动引起局部电阻的变化→滑动变阻器支路电流变化(电功率、电功)→干路电路的变化(电路总电功率、电功)。
对点练:(2021内蒙古通辽)如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大 B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大 D.电压表与电流表A2的示数之比变大
二 、电路中开关的闭合或断开引起变化的动态电路:
对于开关引起的动态电路,开关断开或闭合常常引起电路结构发生变化,同时电流表、电压表测量对象也会发生变化。所以对于这类题就是分清开关变化前、后的电路连接情况,再根据电源电压不变、定值电阻不变和欧姆定律来判断开关闭合前、后各物理量的大小变化情况。分析时,可按以下步骤:
(l)根据题意分别画出开关闭合和断开对应的等效电路。
(2)明确开关的通断前后电表测量对象,确定电路中的不变量(如电源电压、定值电阻、额定电压、额定功率等)。
(3)判断开关通断前后电路连接、用电器相关物理量及电表的变化。
(4)根据串并联电路特点、欧娇定律及由功率相关知识进行分析解答。
开关的闭合或断开引起变化的动态电路分析思路:
1、串联电路中开关的闭合或断开引起的动态电路:
例题3 在如图所示电路中,各实验器材完好,开关由断开到闭合,下列各种说法中正确的是( )
A.V1与V的示数均不变 B.A和V的示数均变大
C.V的示数与A的示数的比值不变 D.V1与V的差变大
【答案】D。
【解析】开关断开时,电路中不能形成通路,电流表A示数为0,电压表V、V1都测电源电压;当S闭合后,电阻与小灯泡串联,电路形成通路,电路中有电流且电流表测电路中电流,所以电流表示数变大;电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,所以电压表V1示数不变;电压表V测电阻两端的电压,根据串联电路电压特点可知,电压表V的示数减小,A错误;开关由断开到闭合,A的示数变大,V的示数减小,A、B错误;电压表V的示数减小,电流表示数变大,所以V的示数与A的示数的比值发生变化,C错误;开关断开时,V1与V的差为0,闭合后,V1与V的差变大,D正确。故选D。
【点拨】串联电路中,开关断开往往是单个电阻的电路,而闭合后往往是串联电路,根据串联电路的特点,电流会变小,单个电阻两端的电压变小。
对点练:如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数,若断开S2,则
A. 电流表示数变小,电压表示数变小 B. 电流表示数变小,电压表示数变大
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电流表示数变大,电压表示数变大
2、并联电路中开关的断开或闭合引起的动态电路:
例题4 (2021湖北宜昌)如图所示,电源电压恒定,闭合S1,小灯泡发光,再闭合S2时,观察到的现象是(  )
A.电压表示数增大 B.电流表示数变小
C.小灯泡变亮 D.小灯泡亮度不变
【答案】D。
【解析】闭合开关S2前后,电压表测的都是电源电压,所以电压表示数不变,A错误;闭合S2前电流表测的是灯的电流,闭合S2后灯和定值电阻并联,电流表测的是干路电流,所以电流表示数变大,B错误;闭合开关S2前后,灯的电压和电阻都不变根据公式得灯的实际功率不变,所以灯的亮度不变,C错误,D正确。故选D。
【点拨】并联电路中,开关断开往往是电路的支路减少,干路电流变小,而闭合后往往是电路支路增多,干路电流变大,各支路的电流互不影响。
对点练:(2020天水)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将   ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将   。(均填“变大”“变小”或“不变”)
3、传感器电阻变化引起的动态电路:
电路采用了一些不同类型的传感器,其阻值会随着气体浓度、压力、温度、光强等的变化而变化,从而导致电路中电流、电压发生变化。不同的传感器阻值随变气体浓度、压力、温度、光强等的变化不同,所以做好这类题的关键理解好电阻的变化情况,然后按滑动变阻器滑片位置的变化引起的变化的电路分析即可。
例题5、(2021湖南怀化)在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大 B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小 D.体温越低,通过的电流越大
【答案】B。
【解析】体温越高,R的阻值越小,A错误;体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,B正确;体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,C错误;体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过的电流越小,D错误。故选B。
【点拨】传感器电阻变化引起的动态电路的分析思路:
对点练:(2021广东深圳)(多选)某创客小组自制肺活量比较装置,吸气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是(  )
A.总电阻变大 B.V示数变大
C.A示数变大 D.电路总功率变大
1、(2021湖南娄底)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时(  )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V2示数变大
C.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D.电压表V2示数与电流表A示数比值变小
2、(2021湖北鄂州)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中,小灯泡L始终发光(忽略温度对小灯泡电阻的影响)。下列说法正确的是(  )
A.电流表示数变小
B.电路的总功率变大
C.电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D.电压表V2示数与电流表示数的比值变大
3、(2021青海)如图所示,已知电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑片P由图示位置向下滑动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变大
C.电压表的示数变大 D.灯泡L的亮度不变
4、(2021青海西宁)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大 D.电压表示数不变,电流表示数变小
5、(2021辽宁鞍山)如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法正确的是(  )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
6、(2021北京中学一模)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S1和S2,电流表和电压表都有示数;当只断开开关S2时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小 D.电流表示数变大,电压表示数变大
7、(2020天津南开翔宇学校九年级阶段练习)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
8、(2021内蒙古鄂尔多斯)如图是货物计数装置简化电路图,电源电压不变,R0为定值电阻,R′为光敏电阻,有光照时其阻值变小,计数器可视为电压表。当开关闭合,有货物通过传送带遮挡激光时,下列说法正确的是(  )
A.通过R0的电流变大 B.R0与R′的电流之比变小
C.计数器两端的电压不变 D.电路的总功率变小
9、(2021山东德州)如图是某款电子测温仪及它内部的原理图,电源电压保持不变,显示仪由电压表改装而成,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为定值电阻。下列说法正确的是(  )
A.被测者体温越高,电路中的电流越小
B.被测者体温越高,定值电阻R0两端的电压越大
C.被测者体温越低,整个电路消耗的功率越大
D.将R0换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小
10、(2021湖北黄石)如图所示电路,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻,闭合开关,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列选项正确的是( )
A.电压表的示数减小 B.两电流表的示数均增大
C.电压表V与电流表A2的示数的比值增大 D.电压表V跟电流表A1的示数的乘积减小
11、(2021湖北天门)如图所示,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表的示数不变
B.电压表的示数变大
C.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小
D.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
12、如图所示,保持电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是( )
A.在甲图中,电压表V示数不变,电流表A1、A2示数均变大
B.在甲图中,电流表A1示数变小,电压表V、电流表A2示数均不变
C.在乙图中,电压表V1示数不变,电流表A、电压表V2示数均变小
D.在乙图中,电压表V2示数变大,电流表A示数变小,电压表V1示数不变专题7 动态电路分析
动态电路是欧姆定律的一个重要应用,中考中,动态电路分析是各个省市每年中考必考的电学题型,主要考查滑动变阻器滑片移动引起的动态电路和开关通断引起的动态电路,结合串并联电路电流、电压的特点、欧姆定律以及电压表和电流表的测量对象一并考查,综合性很强。通过动态电路的分析,能充分反映学生对欧姆定律的掌握情况。
动态电路是指通过改变滑动变阻器滑片的位置或通过开关的通断改变电路的连接方式,从而导致电路中电阻的变化,进而改变电路中的电流、电压、电功和电功率等电学物理量大小的电路。要对动态电路正确的分析,必须具备以下知识:
(1)串联电路中,电阻串的越多,电阻越大——越串越大;并联电路中,电阻并的越多,电阻越小——越并越小。
(2)不论是串联还是并联电路中,一个电阻变大,总电阻就变大。
(3)串联电路中,电阻越大的,分的电压越大——正比分压;并联电路中,电阻越大的分的电流小——反比分流。
(4)电压表与谁构成一个“圈”就测谁两端的电压,这个“圈”中可以有电流表、闭合的开关,只能有一个用电器或电源,不能既有电源又有用电器。
(5)并联电路各支路电流、用电器互不影响。
一、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量变化的动态电路:
(1)对照电路图或实物图分析电路连接方式(是串联还是并联)。
(2)明确电表测量对象,确定电路中的不变量(如电源电压、定值电阻、额定电压、额定功率)。
(3)明确滑动变阻器滑片移动时电路中相关物理量及电表的变化。
(4)根据串并联电路特点、欧姆定律及电功率相关知识进行分析解答。
1、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路:
例题1 (2021湖北恩施)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻且小于R2的最大阻值,闭合开关S后,在滑片从最右端向左移动的过程中,电表均不超过量程,下列分析正确的是(  )
A.电流表示数变大,电压表V2示数变大
B.电流表示数变大,电压表V1示数变小
C.电压表V2的示数与电流表示数的乘积先变大后变小
D.电压表V2的示数与电流表示数的乘积保持不变
【答案】C。
【解析】由电路图可知,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,V1测R1的电压,V2测滑动变阻器的电压。在滑片从最右端向左移动的过程中,电阻减小,电路中电流变大,电流表示数变大;根据U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变大,即V1的读数变大;由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和且电源电压不变,所以滑动变阻器两端的电压减小,即V2的示数减小,A、B错误;电压表V2的示数与电流表示数的乘积就是滑动变阻器的功率,当R2=R1时,功率最大,其功率先变大后变小,C正确,D错误。故选C。
【点拨】(1)串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路的分析思路:
分析顺序:滑动变阻器滑片移动引起局部电阻的变化→电路总电阻的变化→电路总电流的变化→定值电阻电流的变化→定值电阻两端电压、电功率、电功、电热变化→滑动变阻器两端的电压、电功率、电功的变化。
(2)对于物理量的和、差、积、比之间的含义:
①电流表的差(或和)常常等于没有电流表测量支路的电流。
② 电压表与电流表示数的比值通常等于电压表所测电阻的阻值。
③电压表与电流表的积常常等于电压表所测电阻的电功率。
④电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值等于定值电阻的阻值。
对点练:(2021甘肃兰州)如图所示的电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑片P从a端向b端移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.灯泡L变暗,电压表示数变小,电流表示数变小
B.灯泡L变亮,电压表示数变大,电流表示数变大
C.灯泡L变亮,电压表示数变小,电流表示数变大
D.灯泡L变暗,电压表示数变大,电流表示数变小
【答案】C。
【解析】由图可知,灯泡、R1和R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压。将滑片P从a端向b端移动的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,电流表的示数变大,由U=IR可知,定值电阻R和L两端的电压变大;由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变小,即电压表示数减小;由P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
故选C。
2、并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路:
例题2 (2021山东枣庄)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,当滑片P从变阻器的a点向b点移动的过程中,下列关于电流表A和电压表V示数变化的说法正确的是(  )
A.电流表A示数变小,电压表V示数变大 B.电流表A示数变小,电压表V示数不变
C.电流表A示数变大,电压表V示数变小 D.电流表A示数变大,电压表V示数不变
【答案】B。
【解析】电流从电源正极出发,经过电流表后分成两条支路,一条经过电阻R2,一条经过滑动变阻器,之后回到电源负极。因此电阻R2和滑动变阻器并联,电流表测量干路总电流。当滑片P从a点向b点移动的过程中,电阻变大,电压不变,滑动变阻器所在支路电流变小,通过定值电阻的电流不变,因此电流表示数变小。最后再看电压表,连接在电源两端,测量电源电压,因此保持不变。故选B。
【点拨】并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的动态电路分析思路:
分析顺序:定值电阻支路电流不变→滑动变阻器滑片移动引起局部电阻的变化→滑动变阻器支路电流变化(电功率、电功)→干路电路的变化(电路总电功率、电功)。
对点练:(2021内蒙古通辽)如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大 B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大 D.电压表与电流表A2的示数之比变大
【答案】D。
【解析】电路中,灯L与滑动变阻器R并联,电流表A2测通过滑动变阻器R的电流,电流表A1测通过灯L与滑动变阻器R的电流之和,电压表测滑动变阻器两端的电压,即灯两端电压、电源电压。 当滑片P向上移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,滑动变阻器所在支路电流变小,所以A2示数变小,R两端的电压即电压表示数不变,根据并联电路电流特点,干路电流等于各个支路电流之和,所以干路电流减小,电流表A1的示数变小,根据并联电路用电器互不影响,灯的亮度不变,A、B错误;电流表A1的示数减去电流表A2的的示数,即为通过灯的电流,由A可知,通过灯的电流不变,所以他们的差不变,C错误;电压表示数不变,A1示数变小,所以电压表与电流表A1的示数之比变大, D正确。故选D。
二 、电路中开关的闭合或断开引起变化的动态电路:
对于开关引起的动态电路,开关断开或闭合常常引起电路结构发生变化,同时电流表、电压表测量对象也会发生变化。所以对于这类题就是分清开关变化前、后的电路连接情况,再根据电源电压不变、定值电阻不变和欧姆定律来判断开关闭合前、后各物理量的大小变化情况。分析时,可按以下步骤:
(l)根据题意分别画出开关闭合和断开对应的等效电路。
(2)明确开关的通断前后电表测量对象,确定电路中的不变量(如电源电压、定值电阻、额定电压、额定功率等)。
(3)判断开关通断前后电路连接、用电器相关物理量及电表的变化。
(4)根据串并联电路特点、欧娇定律及由功率相关知识进行分析解答。
开关的闭合或断开引起变化的动态电路分析思路:
1、串联电路中开关的闭合或断开引起的动态电路:
例题3 在如图所示电路中,各实验器材完好,开关由断开到闭合,下列各种说法中正确的是( )
A.V1与V的示数均不变 B.A和V的示数均变大
C.V的示数与A的示数的比值不变 D.V1与V的差变大
【答案】D。
【解析】开关断开时,电路中不能形成通路,电流表A示数为0,电压表V、V1都测电源电压;当S闭合后,电阻与小灯泡串联,电路形成通路,电路中有电流且电流表测电路中电流,所以电流表示数变大;电压表V1测电源电压,由于电源电压不变,所以电压表V1示数不变;电压表V测电阻两端的电压,根据串联电路电压特点可知,电压表V的示数减小,A错误;开关由断开到闭合,A的示数变大,V的示数减小,A、B错误;电压表V的示数减小,电流表示数变大,所以V的示数与A的示数的比值发生变化,C错误;开关断开时,V1与V的差为0,闭合后,V1与V的差变大,D正确。故选D。
【点拨】串联电路中,开关断开往往是单个电阻的电路,而闭合后往往是串联电路,根据串联电路的特点,电流会变小,单个电阻两端的电压变小。
对点练:如图电路中,闭合开关S1、S2,电流表和电压表均有示数,若断开S2,则
A. 电流表示数变小,电压表示数变小 B. 电流表示数变小,电压表示数变大
C. 电流表示数变大,电压表示数变小 D. 电流表示数变大,电压表示数变大
【答案】A。
【解析】由实物图可知:闭合开关S1、S2,灯泡L2短路,电路中只有L1工作,电压表测量L1两端的电压即电源电压,电流表的示数;当断开S2后,L1和L2串联,电压表测量L1两端的电压,根据串联电路电压关系可知:电压表示数变小,此时电流表示数,由于因RL1+RL2>RL1,所以电流表示数变小。综上所述正确答案为A。
2、并联电路中开关的断开或闭合引起的动态电路:
例题4 (2021湖北宜昌)如图所示,电源电压恒定,闭合S1,小灯泡发光,再闭合S2时,观察到的现象是(  )
A.电压表示数增大 B.电流表示数变小
C.小灯泡变亮 D.小灯泡亮度不变
【答案】D。
【解析】闭合开关S2前后,电压表测的都是电源电压,所以电压表示数不变,A错误;闭合S2前电流表测的是灯的电流,闭合S2后灯和定值电阻并联,电流表测的是干路电流,所以电流表示数变大,B错误;闭合开关S2前后,灯的电压和电阻都不变根据公式得灯的实际功率不变,所以灯的亮度不变,C错误,D正确。故选D。
【点拨】并联电路中,开关断开往往是电路的支路减少,干路电流变小,而闭合后往往是电路支路增多,干路电流变大,各支路的电流互不影响。
对点练:(2020天水)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将   ,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将   。(均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变 变大。
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测R1支路电流,电流表A2测R2支路电流。因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数将不变;当滑动变阻器R2的滑片P向左端移动时,接入电路中的电阻变大,
由可知,通过R2的电流变小,即电流表A2的示数变小;因电压表V的示数不变,电流表A2示数变小,所以电压表V示数与电流表A2示数的比值变大。
3、传感器电阻变化引起的动态电路:
电路采用了一些不同类型的传感器,其阻值会随着气体浓度、压力、温度、光强等的变化而变化,从而导致电路中电流、电压发生变化。不同的传感器阻值随变气体浓度、压力、温度、光强等的变化不同,所以做好这类题的关键理解好电阻的变化情况,然后按滑动变阻器滑片位置的变化引起的变化的电路分析即可。
例题5、(2021湖南怀化)在新型冠状病毒疫情防治期间,经常使用图甲所示的非接触式红外线测温枪。图乙是它的工作原理图,R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的图像如图丙所示。闭合开关S后,对该电路分析正确的是( )
A.体温越高,R的阻值越大 B.体温越高,电压表的示数越大
C.体温越低,R两端的电压越小 D.体温越低,通过R0的电流越大
【答案】B。
【解析】体温越高,R的阻值越小,A错误;体温越高,R的阻值越小,根据串联分压,电阻阻值变小,电阻R的电压变小,而电压表测量的是定值电阻的电压故电压表的示数越大,B正确;体温越低,R的阻值越大,根据串联分压,电阻阻值变大,R两端的电压越大,C错误;体温越低,R的阻值越大,总电阻变大,电流变小,通过R0的电流越小,D错误。故选B。
【点拨】传感器电阻变化引起的动态电路的分析思路:
对点练:
(2021广东深圳)(多选)某创客小组自制肺活量比较装置,吸气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是(  )
A.总电阻变大 B.V示数变大
C.A示数变大 D.电路总功率变大
【答案】CD。
【解析】由图可知,R1、R0串联,电压表测R0两端电压,电流表测电流。隔板向上运动时,R0阻值减小,总电阻增大,A错误;隔板向上运动时,R0阻值减小,根据串联分压,R0两端电压减小,即V示数变小,B错误;隔板向上运动时,R0阻值减小,电流增大,即A示数变大,C正确;电路中电流增大,电路总功率为P=UI,可知电路总功率变大,D正确。故选CD。
1、(2021湖南娄底)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时(  )
A.电流表A示数变小,电压表V1示数变大
B.电流表A示数变大,电压表V2示数变大
C.电压表V1示数与电流表A示数比值变小
D.电压表V2示数与电流表A示数比值变小
【答案】D。
【解析】闭合开关S,电路是串联的,电压表V1测量R1的电压,电压表V2测量滑动变阻器的电压。当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由可知,电流增大,所以电流表A示数变大,根据U=IR可知,定值电阻两端电压增大,即电压表V1示数变大,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端的电压减小,A、B错误;电压表V1示数与电流表A示数比值等于定值电阻R1的阻值,所以是不变的,C错误;电压表V2示数与电流表A示数比值等于滑动变阻器R2的阻值,所以是减小的,D正确。故选D。
2、(2021湖北鄂州)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中,小灯泡L始终发光(忽略温度对小灯泡电阻的影响)。下列说法正确的是(  )
A.电流表示数变小
B.电路的总功率变大
C.电压表V1示数与电流表示数的比值变小
D.电压表V2示数与电流表示数的比值变大
【答案】B。
【解析】由电路图可知灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测量灯泡的电压,电压表V2测量滑动变阻器的电压。滑动变阻器的滑片P由b端向a端移动过程中,接入滑动变阻器的阻值变小,滑动变阻器接入的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,故电流变大,A错误;电流变大,电源电压不变,总功率变大,B正确;电压表V1示数与电流表示数的比值,即为灯泡L的电阻,灯泡的电阻不变,故比值不变,C错误;电压表V2示数与电流表示数的比值,即为滑动变阻器的接入阻值,其阻值变小,比值变小,D错误。故选B。
3、(2021青海)如图所示,已知电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑片P由图示位置向下滑动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变大
C.电压表的示数变大 D.灯泡L的亮度不变
【答案】D。
【解析】如图所示,闭合开关S,滑动变阻器和灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测灯泡电流,电压表测电源电压。滑片向下滑动的过程,滑动变阻器接入电路阻值变小,滑动变阻器接入电路阻值变小,干路电流增大,A错误;电流表A2测灯泡电流,调节滑片P位置不影响灯泡电流,B错误;电压表测电源电压,保持不变,C错误;滑动变阻器和灯泡并联,互不影响,D正确。故选D。
4、(2021青海西宁)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中(  )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变大
C.电压表示数不变,电流表示数变大 D.电压表示数不变,电流表示数变小
【答案】D。
【解析】由图可知,电阻R和滑动变阻器并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压。将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中,电压表的示数不变,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的并联可知电路的总电阻变大,由可知电路的总电流变小,电流表的示数变小。故选D。
5、(2021辽宁鞍山)如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关S,将滑片P向右移动的过程中(忽略灯丝电阻的变化),下列说法正确的是(  )
A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
B.电流表A示数变大,灯泡亮度变亮
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A和A1示数之差的比值不变
【答案】D。
【解析】由电路图可知,灯喝滑动变阻器R并联,电压表测电压,电流表A1测流过滑动变阻器的电流,电流表A测干路电流。滑片P向右移动过程中,接入电路中的阻值变小,两端电压不变,由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流变大,即电流表A1的示数变大,A错误;滑片P移动过程中,灯泡两端电压不变,且灯泡电阻不变,故由可知,灯泡的功率不变,灯泡亮度不变,由于流过滑动变阻器的电流变大,且流过小灯泡的电流不变,所以干路电流变大,即电流表A示数变大,B错误;由于电压表测电源电压,滑片P移动过程中电压表V示数不变,由于电压表A1示数变大,所以电压表V示数与电流表A1示数的比值变小,C错误;电流表A示数与电流表A1示数之差等于流过小灯泡的电流大小,由于流过小灯泡的电流不变,即电流表A示数与电流表A1示数之差不变,且电压表V示数不变,所以二者比值不变,D正确。故选D。
6、(2021北京中学一模)如图所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S1和S2,电流表和电压表都有示数;当只断开开关S2时,下列判断正确的是(  )
A.电流表示数变小,电压表示数变大 B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小 D.电流表示数变大,电压表示数变大
【答案】B。
【解析】开关S1和S2都闭合时,电阻R1被短接,所以电压表测得是电源电压,电流表测电路中的电流,当只断开S2时,R1和R2串联,电压表只测R2的电压,所以电压表示数变小,电流表测电路中的电流,电路中的电阻变大,电源电压不变,根据公式得,电路中电流变小,电流表示数变小。故选B。
7、(2020天津南开翔宇学校九年级阶段练习)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗
B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗
【答案】C。
【解析】电源电压恒定不变,当开关S闭合时,电阻R与灯泡L并联,灯泡两端的电压不变,所以通过的电流也不变;电流表的示数不变;灯泡亮度不变;电源电压不变,所以电压表的示数也不变。故选C。
8、(2021内蒙古鄂尔多斯)如图是货物计数装置简化电路图,电源电压不变,R0为定值电阻,R′为光敏电阻,有光照时其阻值变小,计数器可视为电压表。当开关闭合,有货物通过传送带遮挡激光时,下列说法正确的是(  )
A.通过R0的电流变大 B.R0与R′的电流之比变小
C.计数器两端的电压不变 D.电路的总功率变小
【答案】D。
【解析】两电阻串联,计数器(电压表)测R′的电压,已知当有光照射时电阻变小,故激光被遮挡瞬间电阻R′变大,电路的总电阻变大,由可知通过电路的电流变小,通过R0的电流变小,由串联电路电流的规律可知通过两个电阻的电流相等,R0与R′的电流之比不变,A、B错误;根据U=IR,R0的电压变小,由串联电路电压的规律可知光敏电阻两端的电压变大;电压表示数变大,计数器的示数变大,C错误;通过电路的电流变小,根据公式P=UI可知整个电路消耗的总功率变小,D正确。故选D。
9、(2021山东德州)如图是某款电子测温仪及它内部的原理图,电源电压保持不变,显示仪由电压表改装而成,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为定值电阻。下列说法正确的是(  )
A.被测者体温越高,电路中的电流越小
B.被测者体温越高,定值电阻R0两端的电压越大
C.被测者体温越低,整个电路消耗的功率越大
D.将R0换为阻值更大的电阻,测相同温度时,显示仪示数变小
【答案】B。
【解析】由图可知定值电阻R0与热敏电阻R串联,显示仪并联在定值电阻R0两端。因为R的阻值随温度的升高而减小,被测者体温越高,则R的阻值越小,则电路总电阻越小,根据可知电路中的电流越大,由U=IR可知定值电阻R0两端电压越大,A错误,B正确;因为R的阻值随温度的升高而减小,故被测者体温越低,则R的阻值越大,则电路总电阻越大,根据可知电路中的电流越小,根据P=UI可知整个电路消耗的功率越小,C错误;将R0换为阻值更大的电阻,则电路总电阻变大,根据可知电路中的电流变小;而测相同温度时,即热敏电阻R的电阻不变,根据U=IR可知热敏电阻R两端的电压变小,根据串联分压可知定值电阻R0两端电压越大,即显示仪示数变大,D错误。故选B。
10、(2021湖北黄石)如图所示电路,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻,闭合开关,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列选项正确的是( )
A.电压表的示数减小 B.两电流表的示数均增大
C.电压表V与电流表A2的示数的比值增大 D.电压表V跟电流表A1的示数的乘积减小
【答案】B。
【解析】由图可知,电阻R1和R2并联后在与滑动变阻器串联,电压表测量R1或R2(因为两电阻并联,所以电压相等)的电压,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器的阻值减小,则两端的电压变小,即电压表的示数变大,A错误;
因为滑动变阻器的阻值变小,所以电路中的总电阻变小,根据可知,电路中的电流变大,即A1的示数变大;因为电压表V的示数变大,且电阻R2的阻值不变,根据可知,电流表A2的示数变大,B正确;电压表V测量的是R2的电压,电流表A2测量的是R2的电流,两者的比值即为电阻R2的大小,因为R2是定值电阻,所以比值不变,C错误;滑片P向左移动的过程中,电压表V示数变大,电流表A1的示数变大,根据P=UI可知,两者的乘积即电功率大小变大,D错误。故选B。
11、(2021湖北天门)如图所示,电源电压不变。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V1的示数不变
B.电压表V2的示数变大
C.电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值变小
D.电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变
【答案】BD。
【解析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压。滑动变阻器的滑片自a向b移动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的电阻变大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,由U=IR可知,电压表V1的示数变小,根据串联电路电压的规律,电压表V2的示数变大,A错误,B正确;由欧姆定律,变阻器滑片移动前电压表示数U11=I11R1,滑片移动后电压表示数U12=I12R1,两式相减得,所以有,
即电压表V1示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变,C错误;串联电路中用电器两端的电压和等于电源两端的电压(保持不变),故电压表V1示数的变化量的绝对值等于电压表V2示数的变化量的绝对值,结合选项C可知,电压表V2示数的变化量与电流表A示数的变化量之比的绝对值不变,D正确。故选BD。
12、如图所示,保持电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,下列说法正确的是( )
A.在甲图中,电压表V示数不变,电流表A1、A2示数均变大
B.在甲图中,电流表A1示数变小,电压表V、电流表A2示数均不变
C.在乙图中,电压表V1示数不变,电流表A、电压表V2示数均变小
D.在乙图中,电压表V2示数变大,电流表A示数变小,电压表V1示数不变
【答案】D。
【解析】甲图中,变阻器R1与定值电阻R2并联,电压表测电源电压,A1测通过变阻器R1的电流,A2测并联电路的总电流;因电源电压不变,则滑片移动时电压表V示数不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,变阻器连入电路的电阻变大,由可知通过变阻器的电流变小,即A1示数变小;因并联电路各支路互不影响,则通过定值电阻R2的电流不变,根据并联电路电流的规律可知总电流变小,即A2示数变小,A、B错误;乙图中,变阻器R1与定值电阻R2串联,V1测电源电压,V2测变阻器R1两端的电压,电流表A测电路中的电流;因电源电压不变,则滑片移动时电压表V1示数不变;将滑动变阻器的滑片P从中点向左移动,变阻器连入电路的电阻变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表A示数变小;电路中的电流变小,根据U=IR可知,定值电阻R2两端的电压变小,由串联电路电压的规律可知,变阻器R1的电压变大,即V2示数变大,C错误,D正确。故选D。

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