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专题一动态电路分析与计算类型一开关的闭合断开引发的动态电路1．(导学号65814024)如图是某款有加热和保温功能的电热饮水机电路原理图，机内有温控开关S0。该饮水机的部分参数已知：额定电压为220V，加热时的总功率为880W，保温时的功率为40W，R1、R2为加热电阻丝(假设它们的阻值不变)。求：(计算结果若不能整除，保留一位小数)(1)当S和S0闭合时，饮水机处在什么状态？此时电路的总电流是多大？(2)在加热状态下，电阻丝R1的阻值为多少？(3)傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，饮水机加热的实际总功率是多大？解：(1)当S和S0闭合时，饮水机处于加热状态，根据题目可知，总电压U总＝U额＝220V，总功率P总是880W，总电流是I总＝P总U总＝880W220V＝4A；(2)饮水机保温时，电路为R2的简单电路，由P＝U2R可得，电阻R2的阻值R2＝U2P保＝（220V）240W＝1210Ω，电饭锅加热时两电阻并联，由P＝U2R可得，电路中的总电阻R＝U2P总＝（220V）2880W＝55Ω，1R＝1R1＋1R2，即155Ω＝1R1＋11210Ω，解得R1≈57.6Ω；(3)由题目可知，U实＝200V，U额＝220V，P总＝880W。饮水机总电阻不变，则U实2P实总＝U额2P总，P实总＝(U实U额)2×P总＝(200V220V)2×880W≈727.3W。类型二滑动变阻器滑片移动引起的动态电路2．(导学号65814025)如图所示，是物理兴趣小组的同学利用甲、乙两根粗细均匀的电热丝设计的一种结构与滑动变阻器类似的电加热器的电路图，已知甲、乙两根电热丝均匀绕制的加热线圈的外形和尺寸完全相同，而且两个金属滑片通过联动杆P(导体)连在一起，可以同时向左或向右移动同样的距离。甲电热丝的阻值R甲＝48.4Ω，乙电热丝的阻值R乙＝242Ω。(1)分析并计算此电加热器正常工作时的最大功率和最小功率；(2)当联动杆P带动两个金属滑片移到某一位时，电加热器在7min内消耗的电能为1.05×105J，求此时甲、乙两根电热丝R甲、R乙分别接入的阻值。解：(1)P置于右端时，电路总电阻最小，有最大功率P大＝U2R甲＝（220V）248.4Ω＝1000W，P置于左端时，电路总电阻最大，有最小功率P小＝U2R2＝（220V）2242Ω＝200W；(2)P＝Wt＝1.05×105J7×60s＝250W，R＝U2P＝（220V）2250W＝193.6Ω，因为R乙＝5R甲，据题意有R′乙＝242Ω－5R′甲，R′甲＋(242Ω－5R′甲)＝193.6Ω，解得R′甲＝12.1Ω，R′乙＝181.5Ω。类型三关于动态电路的图象3．(导学号65814026)实验桌上有一个电学器件，该器件由两个定值电阻R1、R2并联组成，且被封闭在一个透明的有机玻璃壳内，如图甲所示。a、b是该器件的两个外露接线柱，电阻R1的阻值为20Ω，电阻R2的额定电压为6V。科技小组同学测得通过该器件的电流I和其两端电压U的数值，并绘制成如图乙所示的图象。求：(1)电阻R2的阻值；(2)电阻R2的额定电功率。解：(1)由乙图可知当加在该器件两端的电压U＝6V时，通过器件的总电流I＝1.5A，因为R1、R2并联，此时通过R1的电流I1＝UR1＝6V20Ω＝0.3A，通过R2的电流I2＝I－I1＝1.5A－0.3A＝1.2A，所以R2的阻值R2＝UI2＝6V1.2A＝5Ω；(2)R2的额定电功率P2＝U2R2＝（6V）25Ω＝7.2W。4．(导学号65814027)(贵阳中考)如图甲所示的电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应。则电源电压为____V。12解析：设电源电压为U，由题乙图可知，当滑片在a位置时，对应的电流为0.4A，R的功率为3.2W，R两端的电压UR＝WRIR＝3.2W0.4A＝8V，由U＝IR可得，U－8VR0＝0.4A①，当滑片在b位置时，对应的电流为0.8A，R的功率为3.2W，由公式P＝UI可得，[U－(0.8A)×R0]×0.8A＝3.2W②，由①②式联立解得：U＝12V，R0＝10Ω。5．(导学号65814028)如图甲所示，L上标有“6V3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合S1，滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra，电流表示数为Ia。只闭合S2，移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，当滑片置于b点时，电压表示数Ub＝8V，电流表示数为Ib。已知Ra∶R0＝12∶5，Ia∶Ib＝3∶5。(灯丝电阻不随温度变化)求：(1)小灯泡的电阻；(2)定值电阻R0和电源电压；(3)在电压表的示数不超过量程，灯泡两端的电压不超过额定值的情况下，只闭合S1时，变阻器连入电路的最小电阻为多少；只闭合S2时，电路消耗的最小功率为多少。解：(1)由P＝UI，I＝URL有RL＝UL2PL＝（6V）23W＝12Ω；(2)P置于b点，由图象可知Ib＝UbRb＝8V16Ω＝0.5A，因为Ia∶Ib＝3∶5，所以Ia＝35Ib＝35×0.5A＝0.3A，又因为Ra∶R0＝12∶5，所以Ra＝125R0，据题意可知，只闭合S1，P置于a点时，U＝0.3A×(12Ω＋125R0)①只闭合S2，P置于b点时，U＝0.5A×R0＋8V②联合①②解得R0＝20Ω，U＝18V；(3)只闭合S1时，为确保电路安全，电路允许通过的最大电流为I＝PLUL＝3W6V＝0.5A，I＝URL＋R小＝0.5A，R小＝18V0.5A－12Ω＝24Ω；只闭合S2时，当电压表示数为15V时，电路总电阻最大、电路消耗的功率最小。I′＝U0R0＝18V－15V20Ω＝0.15A，P小＝UI′＝18V×0.15A＝2.7W。