小专题(八) 动态电路。
电路中开关的断开与闭合,滑动变阻器滑片的移动,会带来电路连接方式、电阻工作状态、通过电阻中的电流、电阻两端电压和电路消耗电功率的变化。这类电路被称作动态电路。
中考对动态电路的考查有以下两个方面:一、分析动态电路中电表示数的变化;二、进行定量计算。
类型1 分析动态电路中电表示数的变化。
滑动变阻器型动态电路:
1)图示:2)工作状态分析:
开关s闭合,滑片位于最左端时,变阻器连入值为零,电阻r2工作;
开关s闭合,滑片位于最右端时,变阻器连入最大值,电阻r1和r2串联。
提示】(1)当滑动变阻器连入最小值时,它可以看作导线;当滑动变阻器连入最大值时,它可以看作定值电阻。
2)电路状态变化时,应注意不同状态下“定量”与“变量”.一般来说,“定量”有电源电压、导体电阻等,“变量”有通过导体的电流、导体两端电压等。
2014·德阳)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关s闭合时,灯l正常发光,如果将滑动变阻器的滑片p向右滑动,下列说法正确的是( )
a.电压表示数变大,灯l变亮。
b.电压表示数变大,灯l变暗。
c.电压表示数变小,灯l变暗。
d.电压表示数变小,灯l变亮。
方法归纳:先电阻,再电流,后电压,是分析动态电路中电表示数变化的方法和步骤。
类型2 动态电路进行定量计算。
开关型动态电路:
1)图示:2)工作状态分析:
当只闭合开关s2时,灯l1和l2串联;
当只闭合开关s1和s3时,灯l1和l2并联;
当只闭合开关s1和s2时,灯l2工作,灯l1短路;
当开关s1、s2和s3都闭合时,电源短路。
提示】当电路中开关断开时,电路中往往会发生断路;当电路中开关闭合时,电路中可能会发生短路。
如图所示的电路中,电阻r1的阻值为20 ω,电源电压不变。当s1、s2断开,s3闭合时,电流表的示数为0.45 a;当s1断开,s2、s3闭合时,电流表的示数为0.
75 a.求:
1)电源电压为多少?
2)r2的阻值为多少?
3)s2、s3断开,s1闭合时,电阻r1的电功率为多少?
点拨:分别画出三种状态下的电路图,在图上标出已知量和要求量,可以发现,试题容易解答。
方法归纳:一般来说,动态电路最终都可以简化成一个简单的串联或并联电路。
1.(2014·遂宁)如图所示的电路,闭合开关s,将滑片p向右移动时( )
a.电压表示数变大,电流表示数变大。
b.电压表示数变小,电流表示数变大。
c.电压表示数变小,电流表示数变小。
d.电压表示数与电流表示数的比值变大。
2.(2014·滨州)如图所示的电路,电源电压恒定,开关s1闭合,s2断开.要使电压表和电流表的示数均增大,下列操作一定可行的是( )
a.滑动变阻器的滑片p向右移。
b.滑动变阻器的滑片p向左移。
c.滑动变阻器的滑片p不动,s1由闭合到断开。
d.滑动变阻器的滑片p不动,s2由断开到闭合。
3.(2014·巴中)如图所示的电路中,当滑片向左滑动时,两电表的示数变化及灯泡l的亮度变化正确的是( )
a.表变大,表变小,灯l变暗。
b.表变小,表变大,灯l变亮。
c.表变大,表不变,灯l亮度不变。
d.表变小,表不变,灯l亮度不变。
4.(2014·长沙)如图所示,闭合开关s,当滑动变阻器的滑片p向右滑动时,下列判断正确的是( )
a.电流表的示数变小。
b.电压表的示数变小。
c.灯l变亮。
d.滑动变阻器的电功率变大。
5.(2013·福州)小莉在实践活动中设计的模拟调光灯电路,如图所示。她选用的电源电压恒为12 v,小灯泡上标有“6 v 6 w”、滑动变阻器上标有“20 ω 2 a”字样。若不考虑灯泡温度对电阻的影响,闭合开关s后,问:
1)小灯泡正常发光时的电阻是多少?
2)当滑动变阻器的滑片p在中点时,电压表的示数以及电路消耗的总功率是多少?
3)当滑动变阻器的滑片p移到a端时,会出现的情况是什么?
6.(2014·青岛)在如图所示的电路中,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变,电源电压u=6 v,小灯泡r2标有(6 v3 w)字样,电流表的量程为0~0.6 a,电压表的量程为0~3 v,滑动变阻器r3的最大阻值为20 ω,请画出该题的各个等效电路图。
1)只闭合开关s1和s3时,电路消耗的功率为6 w,则闭合开关s1、s2和s3时,电路的总电阻r=?
2)在不损坏各元件的情况下,只闭合开关s1时,r1消耗的最大功率为p1,只闭合开关s2时,r2消耗的最小功率为p2,则p1∶p2=?
小专题(八) 动态电路。
归类例析。例1 b
例2(1)当s1、s2断开,s3闭合时,电阻r2断路,电阻r1接在电源上,等效电路图如图甲所示,则电源电压u=i1r1=0.45 a×20 ω=9 v.
2)当s1断开,s2、s3闭合时,电阻r1和r2并联,等效电路图如图乙所示,则通过r2的电流i2=i-i1=0.75 a-0.45 a=0.
3 a,电阻r2=u2/i2=9 v0.3 a=30 ω.
3)s2、s3断开,s1闭合时,电阻r1和r2串联,等效电路图如图丙所示,则电路中的电流i=u/r=9 v/(20 ω+30 ω)0.18 a,电阻r1的功率pr1=i12r1=(0.18 a)2×20 ω=0.
648 w.
专题精练。5.(1)rl=u2额p额=(6 v)26 w=6 ω
2)当变阻器的滑片p在中点时,r=10 ω;且rl与r串联。
r总=rl+r=6 ω+10 ω=16 ω
il=i总=u总/r总=12 v/16 ω=0.75 a
ul=ilrl=0.75 a×6 ω=4.5 v
p总=u总i总=12 v×0.75 a=9 w
3)当变阻器滑片p移到a端时,小灯泡会被烧坏。
6.(1)只闭合开关s1 和s3时,等效电路如图1.
r1=u12p1=(6 v)26 w=6 ω
只闭合开关s1、s2和s3时,r1和r2并联接入电路等效电路如图2.
r2=u12p2=(6 v)23 w=12 ω
r=r1r2/(r1+r2)=6×12/(6+12) ω4 ω
2)只闭合开关s1时,等效电路如图3.
当滑片左移时,在不损坏电流表的情况下,i2=0.6 a时,r1的电功率最大。
p1=i12r1=(0.6 a)2×6 ω=2.16 w
只闭合开关s2时,等效电路如图4.
当滑片右移时,在不损坏电压表的情况下。
u3=3 v时,r2的电功率最小。
u2=u-u3=6 v-3 v=3 v
p2=u22/r2=(3 v)2/12 ω=0.75 w
p1/p2=2.16 w/0.75 w=7225.
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