(完整word版)电路动态分析及电功率最值问题培优试题(含答案).doc

电路动态分析及电功率最值问题培优试题【电路动态分析基础】【例 1】（2008年·烟台）如图所示，电源电压不变，闭合开关S 后，滑动变阻器滑片自 a 向b移动的过程中（）A．电压表V1示数变大，V2示数变大，电流表A示数变大B．电压表V1示数不变，V2示数变大，电流表A示数变小C．电压表V1示数不变，V2示数变小，电流表A示数变大D．电压表V1示数变小，V2示数变大，电流表A示数变小【例 2】如图所示，电源电压不变，滑动变阻器滑片P 向 b 端滑动时，A表与V表的示数变化情况是（）A．A 表示数变小， V 表示数不变B．A 表示数变大， V 表示数变大C．A 表示数变小， V 表示数变大D．A 表示数不变， V 表示数变小由实物图变成电路再研究的问题【例 3】（2009年石景山二模）如图所示的电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从 A 滑向 B 的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表V2的示数不变，小灯泡亮度不变B．电压表V2的示数变小，小灯泡亮度变暗C．电压表V1的示数变小，电流表 A 的示数变小D．电压表V1的示数变大，电压表 A 的示数变大【例 4】（2009东城一模）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S 由断开变为闭合时（）A．电路中的总电阻变大，电压表V 的示数增大B．电流表 A2的示数不变，电压表V 的示数减小C．电流表 A1的示数保持不变，电流表 A2的示数变大D．电流表 A1的示数保持不变，电压表 V 的示数增大【关于电压电流同时变化的问题】【例 5】（多选）（08丰台二模）在如图所示电路中，电源电压保持不变．闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，四个电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、 U 1、 U 2和 U 3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U 2和U 3表示，电阻 R1、 R2、 R3消耗的电功率分别用P1、 P2、 P3表示，下列选项正确的是（）A．U1/ I不变，U1 / I 不变B．U2/ I不变，U2 / I 变大C．U3/ I变大，U3 / I 不变D．滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，P1变大，P2变小，P变大【例 6】 （08 丰台二模）如图所示电路中，电源两端电压保持 18V 不变．小灯泡 L 上 标有“ 6V 3W ”字样，定值电阻 R 1 10 ，滑动变阻器最大阻值 R 2 50 ．忽略灯丝电阻 随温度的变化，下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关后，小灯泡 L 的最小实际功率应为 0.75WB ．电压表的示数变大时，定值电阻 R 1 消耗的功率变大C ．电压表的示数每增加 1V , R 1 两端的电压就减少 0.5VD ．小灯泡 L 正常发光时，滑动变阻器 R 2 消耗的功率为 3.5W【求电功率的问题（复杂电路分析） 】A 、C 两点时，电流表1、 2 示数分 【例 7】 如图所示电路，当把电压恒定的电源接在A A别为 I 1 和 I2 ，且 I 1: I 2= ；若把此电源接在 B 、D 两点时，电流表1 示数为 I 1′，且9:5A I 1: I 1 ′=9:2 ；R 1、R 2 消耗的功率分别为 P 1 和 P 2，则 P 1: P 2=．例 7 图 例 8 图【例 】如图所示的电路中， 电源电压为 20V 保持不变．当开关 S 闭合，滑动变阻器 8的滑片滑至最左端时，电流表示数为 1.25A ；当开关 S 断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值的1时，电压表的示数为 10V ．若电压表量程为 ，断开开关 S ，40-15V电阻 R 1 的最小功率是 W ．【电功率的最值问题】【例 9】图示电路中，电源电压不变，灯 L 上标有“ ”的字样，电压表所选量程为 0 ~15V ，电流表所选量程为 0 ~ 3A ．当开关 S 闭合、滑动变阻器的滑片 P 移到 a 端时，灯 L 正常发光，电流表示数为 2.5A ；当开关 S 断开、滑动变阻器的滑片 P 移到距a 端 3ab 长度时，电压表示数为 15V ．则在保证电路各元件安全4的情况下，断开开关 S ，移动滑片 P 的过程中，灯 L 的最小功率为（ ）A ． 0.5WB ． 3.75WC ． 5WD ． 6.48W此题是个有本身就有问题，请学生自己分析这个题错在何外？【例 10】 （2008 河北）把标有 “6V 3W ”的小灯泡与最大阻值为 100 的滑动变阻器连接在电源电压恒为 18V 的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表 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（灯丝电阻不变） ．下列说 法正确的是（ ）A ．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，电流表示数变大，电压表示数变大 B ．电路的总功率最大值为 10.8W 18V 18W2【例 11】（08 平谷）如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计， OA 间有可收缩的导线，当盘中没有放物体时，电压表的示数为0．已知电阻R0 5 ，滑动变阻器最大阻值为15，电源电压U 3V,电压表的量程为0 ~ 3V．现将 1kg 的物体放在托盘中，滑片刚好指在距R上端1/ 3处（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内），请计算回答（）A．将1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为 1.5VB．该电子秤能测量的最大质量是 2.25kgC．最大质量数应标在电压表 2.5V 的位置上D．最大质量数应标在电压表3V 的位置上例 11 图例12图【例 12】（08 东城一模）如图是一台饮水机的加热水槽部分工作原理电路图． S 是一个温控开关， R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时， S 自动切换到另一位置，并处于保温状态．已知饮水机加热时加热管的功率为550W ，而保温时加热管的功率为 88W （不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值）， A、B 是两种不同颜色的指示灯．下列说法中，正确的是（）A．当 B 灯亮时，表示正在对水加热B．加热状态时的总电阻为88C．保温状态时的总电阻为132D．加热状态电路中的电流是保温状态电路中电流的 2.5 倍【例 13】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（）A．通过电阻 R 的电流最大值为 0.4AB．滑动变阻器接入电路的最小值为5ΩC．电压表示数最大的变化量为1VD．滑动变阻器 R0消耗的最大功率为1.2W【大运算量的功率问题】【例 14】（多选）（ 08 朝阳二模）如图所示电路，电源电压保持不变．当开关S1、S3闭合，S2断开时，电路的功率为48W．若此时把开关 S2也闭合时，电路的功率增加了216W，电流表 A 1、A 2的示数之比是2:1．则下列说法正确的是（）A．电阻R1 与 R2阻值之比为1:2B．电阻R1 与 R3的电功率之比为1:3C．电路中的开关都闭合与只闭合S3时，电流表A两次的示数之比为11:1D．开关都闭合时电流表 A 2、 A 3的示数之比是2:3【例 15】（08顺义二模）如图所示电路，电源保持不变，L 是标有“6V 3W”的小灯泡， R 是滑动变阻器．闭合S3,断开S1、S2，滑片 P 位于中点时，灯泡 L 恰好正常发光，电压表 V 的示数为U1；当S1、S2、S3都闭合，滑片 P 滑至 b 端时，电流表示数为 1.5A ,电压表 V 的示数为U2；U1: U2=1:2,下列选项正确的是（）A．滑动变阻器的变化范围是0 ~12B．滑动变阻器的变化范围是0 ~ 24C．当S1、S2、S3 都闭合，滑片 P 位于a端时，灯泡 L 仍能正常工作D．当S1、S2、S3 都闭合，滑片 P 位于 b 端时，R1消耗的实际电功率是 6W电路动态分析及电功率最值问题培优试题 答案1. D2. ＜解析＞此题属于电路的定性分析题．在电路中，滑动变阻器的滑片 P 的移动和开关的断开、闭合都会引起电路中总电阻的变化．要正确解决此类问题，首先要确认电路的连接情 况及电表的测量对象，本电路R 与 R 2 并联再与 R 1 串联，构成混联电路．电压表测并联部分的电压，电流表测通过 R 的电流，推断如下：P 滑向 b R R R 总 I 总 ，又 R UCD I2I I 总I2 ICD CD，所以选项 C 是正确的．若用 IU CD 来讨论， U CD 和 R 都在增大，将无法确定 I 的变 化情况． R＜答案＞ C3. ＜答案＞ B【解析】 滑片从 A 滑向 B 端的过程中，接入电路的电阻变大，变阻器和L 串联，电压表 V 1 的示数增大， V 2 的示数减小， A 的示数较小．4.＜答案＞ D开关 S 断开时，电路中只有 R 2 连入电路，开关 S 闭合后， R 1、R 2 并联， A 1 表测 R 2 支路电流， A 2表测 R 1 支路电流，电压表测总电压5. ＜答案＞ AC6. ＜答案＞ ABD＜解析＞闭合开关后，将滑片移动到最左端，则三个电阻串联，电路中的电流最小，U L 236 ， I 1U1设为 I 1 ， R L12W R 1 R 2 R 3 A ，P L34小灯泡的最小实际功率为： 21 12 0.75W P L I R L16电压表测电阻 R 1 和 L 的总电压，当电压表的示数变大时，则通过电路的电流也变大，电阻 R 1 的功率变大；由于 VU VI ( R L R 1 ) ， V VU 1 1 ， 1I( R L R 1) 12A VU 1 VIR 1 A10 0.45V10 2222故 R 1 两端的电压将增大 0.45V ，电灯正常发光时，设此时的电流为I L ， I LP L 3W 0.5AU L6VU L U 1 (1210 ) 0.5A 11VU 2 U 总 U 1 18V 11V 7V ， P 2 I L U 20.5 73.5W7. ＜答案＞ 2： 38.＜答案＞ 1.25 9.略10. ＜解析＞滑片 P 向左移动过程中，阻值变小，分压变小，V 示数变小，故 A 错；电路总功率最大时为灯正常发光时：I LP L3W＝0.5A ， P 最大 UI L 18V 0.5A ＝9W ，故 B 错；U L6V此时滑动变阻器连入阻值最小，为RU R U U L 18V6V＝24 , 滑动变阻器连入 I R I L 0.5A范 围 为 24 ~ 60 ， 故 D 错 ． 电 压 表 示 数 15V 时 满 量 程 ， 灯 泡 两 端 电 压2 （3V 2U L 18V 15V ＝3V ，这时灯两端电压最低， 功率最小， P L U L ）．＜R L12 ＝0.75W答案＞C 11. ＜答案＞ A 12.＜答案＞ BD13. ＜答案＞ C＜解析＞由于电阻 R 的阻值为 10Ω，允许消耗的最大电功率为 0.9W ，所以有：P I 2 R ， I max U 2 0.3A ，当电流为最大时，电压为：U 3VPR 0 610 100.3 P 0 I 2 R 0 0.09 10 0.9W ，全部接入电路中时， R 0 20IU60.2AR 0 R 10 20电阻 R 的电压为： U 0.2 10 2V 电压表示数变化量最大值为： VU 1V ， 滑动变阻器 0 消耗的最大功率为： P 0 I 2R 0 0.09 10 0.9W R14. ＜答案＞ ACD＜解析＞ S 1、 S 3 闭合， S 2 打开，电路中只有 R 3 连入电路：S 2 闭合，电路中 R 1、 R 2、 R 3 构成并联电路：I 1 2 R 1 1 R 12R 2 ， P 3U 2 48W ①I 21 R2 2R 3P 2P 1U 2 U 2U 2U 2 216W ②R 1R 2 2R 2 R 2由①②可知： R 33R 2 ，P 1 R 3 3P 3R 1 2只闭合 S 3 时，电阻 R 1、 R 2、 R 3 串联：I 并U U U11U， I 串U U ，I 并 11 R 1R 2 R 36R 2 R 1 R 2 R 3 R 2 I 串 1I 3I 1 I 2 ， I 3U U 3U ，U ，I 22R 1R 22 R 2 I 2I 3 3R 215. ＜答案＞ B236＜解析＞小灯泡的电阻值为： R LU L12P L3闭合 S 3 ，断开 S 1、 S 2 ，滑片 P 位于中点时， R L 灯与 R ab 串联，灯泡正常发光， ，于是电路中的电流为： I 13W 0.5A6V当 S 1、 S 2、S 3 闭合时，滑片 P 移动到 b 端时， R ab 与 R 1 并联，有： U 总 U 2Q U 11 ， U 11R ab 1 ，2 R ab 24 ， U 总 12V1U 22 U 2R L2R ab2当 S 1、 S 2、S 3 闭合时，滑片 P 移动到 a 端时， R L 灯与 R ab 并联，电灯两端的电压大于其额定电压，故灯不能正常发光．当 S 1、 S 2、S 3 闭合时，滑片 P 移动到 b 端时，R 1 灯与 R ab 并联 , U 2 122 R 1 实际消耗的电功率是： P 112WR 112。