初三物理-动态电路

新东方（南京）学校精品班初中学科教研组考点分析：一、多开关动态电路1、画出各情况下等效电路图2、看电表测量对象3、标出已知量4、利用欧姆定律计算二、滑动变阻器动态电路1、串联电路动态分析判断依据滑动变阻器左移滑动变阻器右移定性分析滑动变阻器电阻大小𝑹𝑹𝟐𝟐变小变大电流表A示数I=𝑈𝑈𝑅𝑅1+𝑅𝑅2变大变小电压表V1示数𝑈𝑈1=𝐼𝐼𝑅𝑅1变大变小电压表V2示数𝑈𝑈2=𝑈𝑈−𝑈𝑈1变小变大电压表V示数U不变比值分析V与A示数之比𝑈𝑈𝐼𝐼=𝑅𝑅1+𝑅𝑅2变小变大V1与A示数之比𝑈𝑈1𝐼𝐼=𝑅𝑅1不变V2与A示数之比𝑈𝑈2𝐼𝐼=𝑅𝑅2变小变大ΔV1与ΔA示数之比ΔV2与ΔA示数之比𝛥𝛥𝑈𝑈1𝛥𝛥𝐼𝐼=𝛥𝛥𝑈𝑈2𝛥𝛥𝐼𝐼=𝑅𝑅1不变2、计算方法①判断串并联②看电表测量对象③利用欧姆定律计算（抓住不变量：定值电阻和电源电压）新东方（南京）学校精品班初中学科教研组3、并联电路动态分析滑动变阻器左移滑动变阻器右移定性分析滑动变阻器电阻大小𝑹𝑹𝟐𝟐变大变小电流表A1示数𝐼𝐼1=𝑈𝑈𝑅𝑅1不变不变电流表A2示数𝐼𝐼2=𝑈𝑈𝑅𝑅2变小变大电流表A示数𝐼𝐼=𝐼𝐼1+𝐼𝐼2变小变大电压表V示数U不变比值分析V与A示数之比𝑈𝑈𝐼𝐼=𝑅𝑅总变大变小V与A1示数之比𝑈𝑈𝐼𝐼1=𝑅𝑅1不变V与A2示数之比𝑈𝑈𝐼𝐼2=𝑅𝑅2变大变小三、极值与范围1、电路中允许的最大电流为：｛灯泡额定电流、电流表量程最大值、滑动变阻器额定电流、其他电阻额定电流｝的最小值2、电阻两端允许的最大电压为：电压表量程最大值3、滑动变阻器取值范围滑动变阻器阻值越小，电流越大，定值电阻两端电压越大，当滑动变阻器取最小值时，电流表不能超过量程，且定值电阻两端电压表不能超过量程。𝑅𝑅𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃=ｍａｘ�ＵＩ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚−𝑅𝑅0;𝑈𝑈−𝑈𝑈0𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑈𝑈0𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑅𝑅0�滑动变阻器阻值越大，电流越小，滑动变阻器两端电压越大，当滑动变阻器取最大值时，滑动变阻器两端电压不能超过量程最大值。𝑅𝑅𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃=𝑈𝑈𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑈𝑈−𝑈𝑈𝑝𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑅𝑅0VVR0RpA新东方（南京）学校精品班初中学科教研组典型例题：【例题1】（18-19·秦淮·一模）如图甲所示电路中，电源电压恒定，1R是定值电阻，滑动变阻器2R是规格为“102AΩ”或“202AΩ”中的一个。若在电路中并联一个电压表，闭合电键S，当滑动变阻器滑片位于中点时，电流表的示数为0.8A，电压表的示数如图乙（a）所示。继续移动滑片P到达某一端点时，电压表示数如图乙（b）所示。下列哪个判断是错误的()A．所选用变阻器的规格是“20Ω2A”B．电压表V并联在2R两端C．电阻1R的阻值是5ΩD．电源电压U是12V【例题1解析】【解答】解：①②闭合电键S，当滑动变阻器滑片位于中点时，电流表的示数为0.8安，电压表的示数如图（a）所示，电压表量程为0~15V，示数为4V，假如电压表并联在1R两端，由UIR=得，111450.8UVRIA===Ω，继续移动滑片P到达某一端点，电压表示数如图（b）所示，如果移动到最左端，112VUUUV==′=，串联电路的电流都相等：12III==，滑动变阻器滑片位于中点时，12211241020.8UUVVRIA−−===Ω，220R=Ω，符合题意；继续移动滑片P到达某一端点，电压表示数如图（b）所示，如果移动到最右端，12.4UV′′=，根据串联电路和欧姆定律：1212UUIR=+×，假设220R=Ω，140.820122UVAV=+××Ω=，12UUIR=′′+′，122.420VVI=+′×Ω，解得0.48IA′=；假如电压表并联在2R两端，由UIR=得，22214520.8UVRIA===Ω，210R=Ω，继续移动滑片P到达某一端点，电压表示数如图（b）所示，如果移动到最右端，22.4UV′=，根据串联电路的特点电阻越大分配的电压越多，不和题意舍去，新东方（南京）学校精品班初中学科教研组故电压表212UV′=，222121.210UVIAR′===Ω，根据UIR=可知当电路中电阻增大时，电流减小，1I应大于2I，故210R=Ω不合题意；综合分析：所选用变阻器的规格是“20Ω2A”，电压表V并联在1R两端；电阻1R的阻值是5Ω，电源电压U是12V，故ACD正确，B错误。故选：B。【例题2】（18-19·江宁·一模）如图是通过A、B两个导体的电流与其两端电压关系的图象，下列说法正确的是()A．导体A的电阻为0.2ΩB．导体A和B的电阻之比为2:1C．当在导体A的两端加上1V的电压时，通过导体A的电流为0.1AD．导体A和B并联时，通过导体A和B的电流之比为2:1【例题2解析】【解答】解：AB、由图象可知，通过导体A、B的电流都与其电压成正比，则AB都为定值电阻，当电压均为2V时，0.4AIA=，0.2BIA=，由欧姆定律可得，导体A的电阻：250.4AAUVRIA===Ω，故A错误；导体B的电阻：2100.2BBUVRIA===Ω；则导体A和B的电阻之比为：5:101:2ΩΩ=，故B错误；新东方（南京）学校精品班初中学科教研组C、A导体两端电压是1V时，由欧姆定律可得，通过导体A的电流为：10.25AAUVIAR′′===Ω，故C错误；D、将A、B两导体并联时，根据并联电路电压的规律，两导体的电压相等，由UIR=可知，通过导体A和B的电流之比等于电阻的反比，即::10:52:1ABBAIIRR==ΩΩ=，故D正确。故选：D。练习巩固：【练习1】（17-18·建业·一模）有两只阻值未知的定值电阻1R、2R。（1）图甲是用伏安法测1R阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为10Ω。①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是（填字母）。A．滑动变阻器断路B．1R断路C．1R短路③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻1R=Ω。④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有（填序号）。实验序号/UV/IA1/RΩ10.80.221.60.431.90.475（2）图丙是能巧测2R阻值的实验电路图。图中R为电阻箱，0R为定值电阻（阻值未知）。要求仅利用电阻箱读数表达2R的阻值请在空白处填上适当内容。①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下；②将开关接b，调节，保持不变，记下；③则2R=。新东方（南京）学校精品班初中学科教研组【练习1解析】【解答】解：（1）①电阻与变阻器并联，电压表串联在电路是错误的，电阻与电流串联，电压表与电阻并联，如下所示：②A．若滑动变阻器断路，整个电路断路，两表都没有示数，符合题意；B．若1R断路，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；C．若1R短路，电流表有示数，不符合题意；故选A；③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，由欧姆定律，则待测电阻：11.240.3UVRIA===Ω；④根据电阻的串联和欧姆定律，电路的最小电流为：130.210.2410UVIAARR==≈+Ω+Ω小滑大，电流表分度值为0.02A，故不能得到0.475A，即不可能通过以上实验获得的数据有1、3；（2）①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱的阻值AR；②将开关接b，调节电阻箱，保持电流表示数I不变，记下电阻箱R的阻值BR；③根据等效替代法，则2ABRRR=+，故2ABRRR=−。故答案为：（1）①如上所示；②A；③4；④1、3；新东方（南京）学校精品班初中学科教研组（2）①电流表的示数I和电阻箱的阻值AR②电阻箱；电流表示数I；电阻箱R的阻值BR；③ABRR−。【练习2】（18-19·雨花·一模）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压约为3V，Rx的阻值约为10Ω。（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小。（2）对照图甲实物电路，请你在虚线框内添上所缺的电学元件和导线，把电路图补画完整。（3）闭合开关，两电表均无示数。将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是。（4）排除故障后，闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙，则未知电阻Rx=Ω。（5）小华认为：不用电流表，只用电压表和阻值为400Ω的定值电阻0R，由图丁同样可以测得未知电阻Rx的阻值。小华设计方案如下：a．闭合1S、断开2S，读出电压表示数为1U；b．闭合1S、2S，读出电压表示数为2U。①电阻Rx的表达式为Rx=（用测量值1U、2U及0R来表示）。新东方（南京）学校精品班初中学科教研组②利用提供的实验器材，小华设计方案（选填“能”或“不能”)准确测得电阻Rx的阻值，你判断的理由是。（6）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随着它两端电压的变化如图戊所示。分析图象可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会（选填“增大”、“不变”或“减小”)，该小灯泡的额定功率为W。【练习2解析】【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小，即电阻变大，故变阻器如下接线柱连入电路中，如下左所示：（2）根据电路图知，变阻器右下接线柱连入电路中与待测电阻串联；（3）闭合开关，两电表均无示数，电路可能断路，将电压表接在变阻器两端时也无示数，说明变阻器之外的电路存在断路，但接在开关两端时有示数，则说明开关的之外的电路有断路，故电路故障是开关断路；（4）故电流表的量程为00.6A−，分度值为0.02A，由图乙知：电流表的示数为0.3A，由欧姆定律，未知电阻：2.790.3XxUVRIA===Ω；（5）①a．闭合1S、断开2S，0R与xR串联，电压表测量xR的电压，读出电压表示数为1U；b．闭合1S、2S，电路为只有xR的电路，此时电压表测量电源电压，读出电压表示数为2U。0R两端的电压为21UU−，通过0R的电流210UUIR−=；因为串联电路电流处处相等210xUUIIR−==；电阻xR的表达式为：新东方（南京）学校精品班初中学科教研组11021210XxXUUURRUUIUUR===−−；②由已知条件可知，定值电阻0R的阻值约为400Ω，因为电源电压为3V，根据欧姆定律：3340010410UVVIR===Ω+ΩΩ；xR分的电压约为：3100.073410VUIRAV==×Ω=Ω，测得电阻xR两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值；（6）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随着它两端电压的变化如图戊所示。分析图象可知，电压为1.5V时，电流为0.15A，由欧姆定律，此时的电阻为：1.5100.15UVRIA′′===Ω′；同理，电压为2.5V时，电流为0.2A，由欧姆定律，此时的电阻为12.5Ω；则当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会增大；该小灯泡的额定功率为：2.50.20.5LLPUIVAW==×=。故答案为：（1）如上左所示；（2）如上右所示；（3）开关断路；（4）9；（5）①1021URUU−；②不能；0R太大，测得电阻xR两端的电压值小于电压表的分度值，无法准确读取电压值；（6）增大；0.5。