中考物理二轮复习课件：动态电路计算

按要求，ρ>0.1 g/m3才能到达消毒要求．当电压表的示数为0.75 V时， 教
室内过氧乙酸气体的浓度是否到达消毒要求； 若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500 s，电路消耗的电功 率及R0消耗的电能； 若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45 g/m3，此时电压表指针刚好偏转 到最大刻度，则需重新选用哪种规格的定值电阻．
图乙中的(_____A、_____V)点，电源电压U＝小______________(用R1表示).
③结合两个等式可知电源电压U＝____V， R1＝_____Ω0，.2R2的最大4 阻值为_____Ω.
0.2 A×R1＋4 V
6
10
20
类型2 敏锐电阻引起的动态电路计算 例2 (202X北部湾经济区)学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消 毒．某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度，设计了如图 甲所示的检测仪．已知电源电压为6 V，定值电阻R0标有“2.5 Ω 0.4 A” 字样，过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如 图乙所示．电压表的量程为0～3 V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙 酸气体浓度，请通过计算说明：
工作500 s，R0消耗的电能W＝Q＝I2max R0 t ＝(0.4 A)2×2.5 Ω×500 s＝200 J
若检测仪能测量的最大ρ值调整为0.45 g/m3，由图乙可知，此时传感器的
阻值Rt′＝5 Ω 电压表指针刚好偏转到了最大刻度处，则R0两端的电压，U0′＝3 V
由欧姆定律及串联电路的电流规律可得
R
10Ω
R因总为= U串I 联0电6.3V路A =中2总0Ω电阻等于各分电阻之和，则 R0＝R总－R＝20 Ω－10 Ω＝10 Ω
根据串联电路的电阻规律和P＝I2R可得，滑动变阻器消耗的功率
P
I
2
R
=
U R0
R
2
R
6V 10Ω+R
2
R
当滑动变0Ω+R
则有 4 Ω= 6Ω Ra Ra
3
6Ω
可得 Ra＝2 Ω 或 Ra＝4 Ω
上半部分电阻不超过3 Ω，所以 Ra＝2 Ω
则滑动变阻器Oa之间的电阻值为
ROa＝
1 2
R滑－Ra＝3
Ω－2
Ω＝1
Ω
电流表读数为2.25 A时，滑动变阻器消耗的总功率
P＝UI″＝3 V×2.25 A＝6.75 W
①当S1闭合，S2、S3断开时，请画出其简化电路； R1
A
S1
②此时电路中有___R__1___(选填“R1”“R2”或“R1、R2”)接入电路，电流表测 __电__路____电流，示数为 1 A； ③在下列空白处求出电源电压为多少？
解：U＝I1R1＝1 A×6 Ω＝6 V
电阻R2的阻值？
①当S3闭合，S1、S2断开时，请画出其简化电路；
R1
A
R2 S3
②此时电路为__R_1_、__R_2_的__串__联__电__路___(填电路连接方式)，电流表测_电__路___ 电流，示数为0.2 A；
③在下列空白处求出电阻R2的阻值为多大？ 解R2＝：RR总总－ RUI21＝ 3006.2VΩA－63Ω0Ω＝24 Ω
当S1、S2闭合，S3断开时，电路消耗的总功率．
解：由图甲知，定值电阻R0与过氧乙酸气体传感器Rt串联，电压表测定
值电阻两端的电压 当电压表的示数为0.75 V时，传感器两端的电压 Ut＝U－U0＝6 V－0.75 V＝5.25 V
电路中的电流
此时传感器的阻I 值 I0
U0 R0
0.75V =0.3A 2.5Ω
由0.1图g/乙m知3，，故过教氧室乙内酸R过t气氧体U乙I浓t 酸度气50明.2.体35显AV的大=浓1于7度.5Ω
变式1 (改变电路连接方式) 如图所示电路，电源电压为 8 V，滑动变阻 器R2上标有“1.0 A 20 Ω”字样，闭合开关，电流表的示数为0.2 A，定值 电阻R1的阻值为___4_0__ Ω，将R2的滑片移到最左端时，电路消耗的电功 率为___4_._8___W.
变式2 (结合U－I 图像、列方程) 如图甲所示的电路中，R1为定值电阻， 闭合开关S后，将R2的滑片从a端移到b端的过程中，电流表与电压表示数 关系如图乙所示：
下半部分与上半部分并联接入电路
滑片P由O滑到a点过程中，上部分电阻设为Ra，则总电阻的函数关系为
R总''
6Ω Ra Ra 6Ω Ra Ra
6Ω Ra Ra
6Ω
由函数知识可知，P由O滑到a点过程中，总电阻不断减小
即在a点时，电流最大，总电阻为
R总''
U I ''
3V 2.25A
4Ω 3
(选填“逐渐增大”“先增大后减小”或“逐渐减小”)； 结合图乙数据计算定值电阻R0的阻值； 当滑动变阻器两次消耗的电功率都为0.8 W时，对应滑动变阻器接入电路 的阻值R1和R2分别是多少？
解：由图乙知，当R＝10 Ω时，P最大＝0.9 W 由P＝I2R可得，电路中的电流
I P最大 0.9W =0.3A
解：小灯泡正常发光1 min消耗的电能
W＝P额t ＝6 W×1×60 s＝360 J
只闭合S1, 小灯泡L与滑动变阻器R1串联，由
U可2知，当电路中总电
阻最小时，总功率最大，即滑动变阻器接入电路P 中的阻值为零，此时电
源电压等于小灯泡的额定电压，所以小灯泡正常发光R ，则通过小灯泡
的电流
开关S1、I S2、P额S3都6闭W合=1，A滑片P移至最右端时，小灯泡L被短路，R2与R1 并联，则电U路额消耗6V的总功率
P总
U2 R1
+
U2 R2
6V 2
10Ω
6V 2
+ 5Ω
=10.8W
1. (202X咸宁)如图甲所示，电源电压为6 V恒定不变，滑动变阻器的最大 阻值是20 Ω.闭合开关，滑动变阻器消耗的电功率P与滑动变阻器接入电 路的阻值R之间的关系如图乙所示．
当滑动变阻器滑片从左端移至右端的过程中，电压表的示数____逐__渐__增_大
到达了消毒的要求
定值电阻R0标有“2.5 Ω 0.4 A”字样，则电路能通过的最大电流为0.4 A 由图乙可知，当过氧乙酸气体浓度升高时，Rt的阻值减小，电路总电阻 减小，电路电流增大，则当电路电流为Imax＝0.4 A时，对应的过氧乙酸气 体浓度为电路能测量的最大浓度．
此时电路消耗的电功率 P＝UImax＝6 V×0.4 A＝2.4 W
解：闭合S1、S2、S3，断开S4时，滑动变阻器的下半部分与灯泡并联接入
电路，则滑动变阻器下半部分的电阻为 3 Ω
又因为小灯泡L标有“3 V
则电路总电阻为 R总 = RL RL +
3 W”，可知灯泡的电阻为
1
2 R滑 = 3Ω×3Ω =1.5A
1 2
R滑
3Ω+3Ω
RL
U
2 额
P额
=
3V2
3W
=3Ω
U
' 0
R0'
U
U
' 0
R1'
代入相关数值有 通过R0′的电流
3V R0'
6V - 3V，解得R0′＝5 5Ω
Ω
故需要重新选用I“0' 5 URΩ00''
0.36VA”0的.6定A 值电阻 5Ω
类型3 开关开闭引起的动态电路计算 例3 (202X云南省卷)如图所示，定值电阻R1＝6 Ω，当S1闭合，S2、S3断 开时，电流表示数为1 A，S3闭合，S1、S2断开时，电流表示数为0.2 A.求： 电源电压为多少？
类型4 滑片移动和多开关通断引起的动态电路计算 例4 如图所示，电源电压为6 V且保持不变，小灯泡L标有“6 V 6 W” 字样，滑动变阻器R1接入电路中的最大阻值为10 Ω，定值电阻R2的阻值 为5 Ω，求：
小灯泡正常发光1 min 消耗的电能； 只闭合开关S1，移动滑片P使电路消耗的总功率 最大时，通过小灯泡的电流； 开关S1、S2、S3都闭合，当滑片P移至最右端时， 电路消耗的总功率．
则电源电压为U＝IR总＝2.0 A×1.5 Ω＝3 V
即小灯泡两端电压为3 V，则小灯泡正常发光，故小灯泡此时的实际功率 等于额定功率3 W
闭合S1，断开S2、S3、S4时，滑动变阻器上半部分与灯泡串联
则此时电路中的电流为 I'
U R总'
U
RL
+
1 2
R滑
= 3V =0.5A 3Ω+3Ω
即电流表 的读数为0.5 A，闭合S1、S3、S4，断开S2时，滑动变阻器的
动态电路计算
例1 如图所示电路，电源电压恒为8 V，定值电阻R1的阻值为10 Ω，闭合
开关S.求： 当滑片P在最左端时，电流表示数为____0_.8A. 当滑片P在最右端时，电流表示数为0.2 A，R2 的最大阻值为__3_0__Ω，R1消耗的电功率是__0_.4__W. 当滑片从最右端向左移到某一位置时，电流表示数变化了0.4 A，R1的电 功率变化了____3_._2W，电路的电功率变化了____3_._2W.
2
R=0.8W
解得 R1＝5 Ω，R2＝20 Ω
3. (202X黄石)一个标有“3 V 3 W”小灯泡L(灯丝电阻不随温度变化)，滑 动变阻器(0～6 Ω)，电流表 连接成如图所示的电路，滑片P正处在滑动 变阻器正中间O点位置，电源电压恒定．
闭合S1、S2、S3，断开S4，电流表的读数为2.0 A， 求此时灯泡实际消耗的电功率； 闭合S1，断开S2、S3、S4，求此时电流表 的读数； 闭合S1、S3、S4，断开S2，将滑片P由O滑到a点过程中，电流表 的读数 最大值为2.25 A，求滑动变阻器Oa之间的电阻值，并求出电流表读数为 2.25 A时，滑动变阻器消耗的总功率．
①当S1、S2闭合，S3断开时，请画出其简化电路；
S2
R2
A R1
S1
②电路为_R_1_、__R_2_的__并__联__电__路___(填电路连接方式)，电流表测__干__路____电流；
③在下列空白处求出电路消耗的总功率为多大？
解：IR1＝I1＝1 A U 6V
PI＝R2 U IR总2＝U2(4IΩR1＋=0I.R225)A＝6 V×(1 A＋0.25 A)＝7.5 W
辨符号认)曲的线U图－：I图图像乙．是电流表与电压表的关系图像，即是_____R_2(填用电器
图线上特殊点的应用：
①起点：R2的滑片在最左端时，电路电流最__大__(选填“大”或“小”)，对应
图②乙终中点的：(R_2_0的_.6_滑_A片、在_最__0右__端V)时点，，电电路源电电流压最U＝_____0__.(6_选A__填×__“R_大1__”_或(用“小R1”表)，示对)．应