2024年中考物理专题复习—中考物理动态电路的计算

2024年中考物理专题复习—中考物理动态电路的计算类型一：伏安法电路
例1.按图示电源电压恒为6V，小灯泡标有“10Ω0.5A”字样（忽略温度对电阻的影响），滑动变阻器的规格“20Ω1A”，电流表量程为“0~0.6A”、电压表量程为“0~3V”，为了保证电路中各元件安全工作，求：电流表变化范围、电压表变化范围、小灯泡电功率变化范围、滑动变阻器变化范围。

解题思路：先求电流表变化范围→其他物理量根据电流表变化范围选择含有电流的公式进行计算：
1.电流表变化范围
最大电流的求法：先根据各元件标志铭牌确定最大电流为0.5A→考虑电压表的安全
U=IR=10Ω×0.5A=5V>3V→最大电流为I=U/R=3V/10Ω=0.3A
（10Ω+20Ω）=0.2A（对于伏安法电路，滑动变阻器可以接入最大阻最小电流的求法：I=U/R
总=6V/
值，因为滑动变阻器接入电路阻值越大，电流表和电压表越小，越安全）
电流表变化范围：0.2A~0.3A
2.电压表变化范围
根据公式U=IR计算：0.2A×10Ω=2V，0.3A×10Ω=3V
电压表变化范围为：2V~3V
3.小灯泡电功率变化范围
根据公式P=I2R计算：（0.2A）2×10Ω=0.4W，（0.3A）2×10Ω=0.9W
小灯泡电功率变化范围为：0.4W~0.9W
4.滑动变阻器变化范围
U/I计算：6V/0.2A=30Ω，30Ω－10Ω=20Ω；6V/0.3A=20Ω，20Ω－10Ω=10Ω根据公式R
总=
滑动变阻器变化范围为：10Ω~20Ω
类型二：电压表与滑动变阻器并联电路
例2.如图所示的电路中，灯L标有“3V0.9W”、滑动变阻器R上标有“30Ω1A”的字样，电压表
量程为0~3V，若电源电压为4.5V，为了保证电路中各元件安全工作，求：电流表变化范围、电压表变化范围、小灯泡电功率变化范围、滑动变阻器变化范围。

解题思路：先求电流表变化范围→其他物理量根据电流表变化范围选择含有电流的公式进行计算
1.电流表变化范围
最大电流的求法：先根据各元件标志铭牌确定最大电流为：I＝P/U=0.9W/3V=0.3A→当电路中电流最大时，电压表最小，不需要考虑电压表的安全→最大电流为0.3A
最小电流的求法：灯的电阻为：R=U2/P=（3V）2/0.9W=10Ω
当电压表为3V时灯泡两端电压为：U L=U电－U R=4.5V－3V=1.5V
电流为：I=U/R=1.5V/10Ω=0.15A（对于该电路，当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电流最小）
电流表变化范围：0.15A~0.3A
2.电压表变化范围
根据公式U=IR计算：0.15A×10Ω=1.5V，4.5V－1.5V=3V；0.3A×10Ω=3V，4.5V－3V=1.5V
电压表变化范围为：1.5V~3V
3.小灯泡电功率变化范围
根据公式P=I2计算：（0.15A）2×10Ω=0.225W，0.32A×10Ω=0.9W
小灯泡电功率变化范围为：0.225W~0.9W
4.滑动变阻器变化范围
U/I计算：4.5V/0.15A=30Ω，30Ω－10Ω=20Ω；4.5V/0.3A=15Ω，15Ω－10Ω=5Ω根据公式R
总=
滑动变阻器变化范围为：5Ω~20Ω
类型三：真实情景
例3.如图为一种握力计和它的工作原理示意图。

电源电压恒定不变，握力显示表是由电流表改装而成，定值电阻R2，起保护电路作用，其电阻值为5Ω，弹簧一端的滑片P在电阻R1的最上端时不施加力，移动
到最下端时施加的力最大（弹簧的电阻不计）。

该握力计测量范围为0~300N，电路中电流变化范围0.1~0.6A。

则下列判断正确的是（）
A.握力300N时电路中电流为0.6A
B.握力计工作电路的电源电压为3V
C.R1连入电路阻值变化范围为0~30Ω
D.R2消耗的最小功率为0.5W
解题思路：去情景（握力计相当于一个滑动变阻器）→知识迁移（握力计示数越大，滑变R1接入电路阻值越大，电流表示数越小）→解决问题
A.当握力计为300N时对应电流0.1A
B.当握力计为0N时对应电流0.6A，电路只有R2，所以U电=U2=0.6A×5Ω=3V
C.根据公式根据公式R总=U/I计算：3V/0.1A=30Ω，30Ω－5Ω=25Ω
R1连入电路阻值变化范围为0~25Ω
D.根据公式P=I2R计算R2消耗的最小功率为：（0.1A）2×5Ω=0.05W
练习1.小华用如图所示的电路测小灯泡功率。

电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“2.5V 1.25W”字样。

若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是（）
A.电流表示数的变化范围是0~0.5A
B.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5~20Ω
C.灯泡的最小功率是0.162W
D.该电路的最大功率是2.7W
2.小敏同学在做电学实验时按照如图所示的电路将电学器材连接，她使用的电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，电源两端的电压为6V且保持不变，电阻R的阻值为10Ω，允许消耗的最大电功率为
0.9W。

滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A。

将开关S闭合后，要保证电路中各个元件正常工作，以下说法正确的是（B）
A.通过电阻R的电流最大值为0.4A
B.滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω
C.电压表示数最大的变化量为1V
D.滑动变阻器R0消耗的最大功率为1.2W
3.如图，电源电压18V保持不变.电流表量程0~0.6A，电压表量程0~15V，小灯泡上标有“6V3W”字样，要求开关闭合后两个电表的示数均不超过所选量程，且灯泡两端电压不允许超过额定电压（灯丝电阻不变）。

则下列说法正确的是（）
A.滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表和电压表示数变大
B.当电流表示数为0.4A时，电压表示数为12V
C.该电路的最大功率为10.8W
D.滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω
4.如图所示的电路中，电源电压为20V，定值电阻R为20Ω，滑动变阻器标有“30Ω1A”字样，电压表选用的量程是0~15V，在该电路正常使用的情况下，则（）
A.电路消耗的最大功率为20W
B.电路消耗的最小功率为8W
C.电压表的最小示数为5V
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω
5.如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是10V，定值电阻R的阻值为4
Ω，电动机M的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（）
A.电压表V1的示数为4V
B.电路消耗的总功率是5W
C.通电1min电流通过电动机产生的热量是60J
D.通电1min电动机产生的机械能是360J
6.如图所示，电源电压为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表的量程为“0~0.6 A”，小灯泡上标有“6V3W”字样。

不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全。

则（）
A.S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω~50Ω
B.S闭合，S1、S2都断开，调节滑动变阻器，小灯泡的功率变化范围是2.25W~3W
C.S、S1、S2都闭合，电路消耗的总功率最小值为2.4W
D.S、S1、S2都闭合，当电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω
7.如图所示为汽车油量显示仪的电路原理图，其中电源电压恒为6V，定值电阻R0为5Ω，油量表实质上是量程为0~3V的电压表，R为压敏电阻，其电阻值与油箱中油量的关系如下表所示，下列说法正确的是（）
油量V/L010********
压敏电阻R/Ω252015105 2.5
A.油箱油量增多时，压敏电阻R的阻值变大
B.电压表示数为3V时，油箱中的油量为50L
C.油箱中的油量为20L时，R0两端的电压为1.5V
D.油箱中油量减少时，电路消耗电能的总功率变大
8.如图为我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图.其中定值电阻R1=6Ω，电源电压恒为4.5V，R₂的规格为“15Ω0.5A”，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，闭合开关S：
（1）当被测身高变矮时，电流表的示数________（“变大”“变小”或“不变”）。

（2）当R2接入电路中的电阻为9Ω时，电压表的示数是________V。

（3）为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器接入电路的阻值范围是________Ω.。