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微專題5 動態電路分析
由于滑動變阻器滑片移動或電路中開關狀態不同而使電路中的電流發生改變,這樣的電路稱之為動態電路。
①開關閉變方式:開關的斷開和閉合會使用電器的連接方式發生改變,即在單阻-串聯-并聯三種方式間發生轉化,三種方式間電阻大小關系為R串>R單>R并。
②滑片移變電阻:滑動變阻器滑片的移動不改變電路的連接方式,直接改變接入電阻的大小,然后根據串聯分壓正比(阻大壓大)、并聯分流反比(阻大流小)進行分析。并聯電路中,各支路上的用電器互不影響,變阻器只影響其所在支路電流的變化,從而引起干路電流變化。
③分析電路定變量:不管是開關閉還是滑片移,其本質都是為了改變電路的總電阻,從而引起電路中電流的變化,無論串、并聯電路,部分電阻增大,總電阻也隨之增大,電源電壓不變,總電流與總電阻成反比。
分析思路圖解:
如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,電源電壓保持不變。閉合開關S1和S2,兩電表均有示數;若此時斷開開關S2,則下列說法正確的是 (　　)
A.電壓表的示數變小
B.電流表的示數不變
C.電壓表的示數不變
D.整個電路消耗的總電功率變大
(1)分析電路的連接,根據串聯電路的電壓規律判斷電壓表示數的變化;
(2)由電阻的串聯規律,確定串聯的電阻變化,由歐姆定律判斷電路中的電流變化;根據P=UI,判斷整個電路消耗的總電功率變化。
1.(2024·福州二模)如圖所示的實驗電路,使用兩節新干電池作為電源,閉合開關S后,電流表A的示數為0.5A,電流表A1的示數為0.3A,下列說法正確的是 (　　)
A.通過L1的電流為0.2A
B.通過L2的電流為0.2A
C.L1的電功率為0.6W
D.L2的電功率為0.9W
2.安裝在潛水器上深度表的簡化電路圖如圖所示,顯示器由電流表改裝而成,壓力傳感器的阻值隨壓力的增大而減小,電源電壓不變,R0為定值電阻,閉合開關,在潛水器下潛的過程中,下列說法正確的是 (　　)
A.電路的總功率減小
B.R0兩端的電壓增大
C.通過顯示器的電流減小
D.傳感器兩端的電壓增大
3.(2024·南平二模)如圖甲所示,科技小組設計了一個由氣敏電阻控制的煤氣泄漏報警電路示意圖。控制電路中,電源電壓恒為U=6V,氣敏電阻Rx的阻值隨室內煤氣濃度的變化規律如圖乙所示;工作電路中,R0為定值電阻,報警器R1=2R0,燈泡L標有“3V　0.3A”的字樣。閉合開關S,當室內煤氣濃度達到η0、控制電路中電流達到I0時,自動開關1、3接通,報警器報警;反之1、2接通,燈泡L正常發光。下列說法錯誤的是 (　　)
A.氣敏電阻Rx的阻值隨室內煤氣濃度的增大而減小
B.燈泡L的額定功率為0.9W
C.若η0=4%,滑動變阻器滑片移至最左端時,報警器剛好報警,則I0為0.2A
D.若自動開關1、2接通和1、3接通時R0的功率之比為9∶4,則工作電路電源電壓Ux=9V
4.(2024·廈門模擬)如圖所示的電路中,當閉合開關后將滑動變阻器滑片向右移動時,忽略溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是 (　　)
A.電流表A2的示數變大
B.小燈泡亮度變亮
C.電壓表V與電流表A1示數的乘積變大
D.電壓表V的示數與兩電流表示數之差的比值變大
5.(2024·龍巖一模)某健身俱樂部通過壓力傳感器獲取運動者的運動數據,其工作原理如圖所示。保持電源電壓不變,R1、R2為定值電阻,壓力傳感器R的阻值隨壓力的增加而減小;人從離蹦床一定高度處下落,在人從與蹦床接觸至下落到最低點過程中,下列說法中正確的是 (　　)
A.電路的總電阻變大
B.電流表A示數變小
C.電壓表V2示數變小
D.電路消耗的總功率變小
6.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,燈泡L上標有“6 V　0.6 W”的字樣,不考慮溫度對燈絲電阻的影響。閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P移動到中間位置時,燈泡L正常發光,電壓表示數為4 V;當滑片P移到阻值最大處時,燈泡L與滑動變阻器的電功率之比為 (　　)
A.3∶4 B.4∶3 C.3∶2 D.2∶3
【參考答案】
例　A
變式訓練
1.B
2.B　解析:由電路圖可知,兩電阻串聯,電流表顯示器串聯在電路中,因壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小,所以,在潛水器下潛過程中,由F=pS=ρghS可知,壓力傳感器受到的壓力增大,其電阻減小,電路中的總電阻減小,由I=可知,電路中的電流增大,即通過顯示器的電流增大,故C錯誤;由U=IR可知,R0兩端的電壓增大,故B正確;因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,傳感器兩端的電壓減小,故D錯誤;電源電壓不變,電路中的電流增大,由P=UI可知,電路的總功率增大,故A錯誤。
3.D
4.C　解析:由圖可知,該電路為并聯電路,電壓表測量電源電壓,電流表A1測量干路中的電流,電流表A2測量通過燈泡的電流。當閉合開關后,由于電源電壓不變,則電壓表示數不變,滑片向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變小,根據歐姆定律可知,通過滑動變阻器的電流變大,并聯電路各支路互不影響,燈泡的亮度不變,通過燈泡的電流不變,即電流表A2示數不變,故A、B錯誤;根據并聯電路的電流關系可知,干路中的電流變大,電流表A1示數變大,電壓表V示數不變,故其與A1示數的乘積變大,故C正確;根據并聯電路的電流關系可知,兩電流表示數之差為通過滑動變阻器的電流,電流變大,電壓表示數不變,電壓表V的示數與兩電流表示數之差的比值變小,故D錯誤。
5.C　解析:由圖可知,該電路為串聯電路,電流表測量電路中的電流,電壓表V1測量R1兩端的電壓,電壓表V2測量R1、R兩端的電壓;在人從與蹦床接觸至下落到最低點的過程中,蹦床受到的壓力增大,R阻值減小,總電阻減小,根據歐姆定律可知,電路中的電流變大,電流表示數變大;根據U=IR可知,R1兩端的電壓變大,即電壓表V1示數變大,R1、R的電阻之和減小,根據串聯電路的分壓規律可知,其兩端的電壓減小,即電壓表V2示數變小;根據P=UI可知,電路消耗的總功率P逐漸變大;綜上所述,C正確。
6.A　解析:由電路圖可知,燈泡L與滑動變阻器串聯,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。當滑動變阻器的滑片P移動到中間位置時,燈L正常發光,燈泡兩端的電壓UL=6 V,因串聯電路中各處的電流相等,所以,由I=可得,===,解得=,當滑片P移到最大阻值處時,燈L與滑動變阻器的電功率之比===。

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