1、专项突破专项突破( (九九) ) 动态电路分析动态电路分析 第一编第一编 2021 F 方法指导方法指导 动态电路分析,都是由移动滑动变阻器滑片和双开关开闭引起的电表示数变化 和灯泡亮暗程度(电功率)的变化。常用的解题步骤是 (1)滑动变阻器引起的动态电路分析: 串联电路(如图甲所示) 分析思路如下: 并联电路(如图乙所示) 分析思路如下: (2)开关通断引起的动态电路分析(分析思路如下): F 分类突破分类突破 类型一 滑动变阻器引起的动态电路分析 例例1(2020 辽宁营口)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑 片P向右移动时,下列说法中正确的是( ) A.电压表示数变大,电
2、流表A1、A2示数都变小 B.电压表示数与电流表A2示数的比值不变 C.电流表A1与A2示数的差值变大 D.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大 答案 B 解析 由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电压表测电源两端 的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R1支路的电流。因电源电压保持 不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故A错误;因并联电路中各支路 独立工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不变,即电流表A2的 示数不变,则电压表示数与电流表A2示数的比值不变,故B正确;当滑片P向 右移动时,接入电路中的电阻变大,通过R2的电流变小,因并联电路中干路 电流等于各支
3、路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,则 电压表示数与电流表A1示数的乘积变小,故D错误;因电流表A1与A2示数的 差值等于通过R2的电流,所以,电流表A1与A2示数的差值变小,故C错误。 方法归纳 根据滑片的移动判断接入电路电阻的变化和电路总电阻的变化, 根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端电压的变化,根据P=I2R 可知灯泡实际功率的变化和灯泡亮暗的变化。 类型二 敏感电阻引起的动态电路分析 例例2(2020 吉林长春)某科技小组为快递公司设计的分拣计数装置简化电路 如图所示。R1为定值电阻,R2为光敏电阻。当有光照射时电阻变小,激光被 遮挡一次,计数器会自动计数一
4、次(计数器可视为电压表),闭合开关。激光 被遮挡瞬间,下列说法正确的是( ) A.电阻R2的阻值变小 B.通过R2的电流变大 C.计数器两端的电压变大 D.R1与R2的电流之比变小 答案 C 解析 两电阻串联,计数器(电压表)测R2的电压,已知当有光照射时电阻变小, 故激光被遮挡瞬间电阻R2变大,A错误;由串联电阻的规律,电路的总电阻变 大,由欧姆定律可知,电路的电流变小,B错误;根据U=IR,R1的电压变小,由串 联电路电压的规律可知,电压表示数变大,计数器两端的电压变大,C正确; 根据串联电路各处的电流相等,故R1与R2的电流之比为11,保持不变,D错 误。 方法指导根据光照的变化分析电阻
5、的变化,根据欧姆定律判断电路的电流 和电压的变化。 类型三 开关通断引起的动态电路分析 例例3(2020 安徽合肥三模)如图所示的电路中,电源电压不变,开关S由断开到 闭合后,下列说法错误的是( ) A.电压表V2的示数将增大 B.电流表A的示数将增大 C.电压表V1示数与电流表A示数的比值将不变 D.电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大 答案 A 解析 由图可知,当开关S断开时,该电路为串联电路,电流表测量电路中的 电流;电压表V1测量的是R1两端的电压;电压表V2测量的是R2两端的电压; 根据串联电路的电压规律可知,每个用电器两端的电压都要小于电源的电 压;当开关S闭合时,该电路中只有R
6、1接入电路;电压表V1测量的是R1两端的 电压,也是电源电压;电压表V2测量的是一段导线两端的电压,故其示数变 小;由于总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数 变大;故A错误、B正确;电压表V1示数与电流表A示数的比值为R1的电阻, 保持不变,故C正确;电压表V1示数变大,电流表A示数变大,其乘积增大,故D 正确。 方法指导本题考查动态电路分析,关键分析开关闭合前后电路的连接方式, 进而判断电压电流的变化。 Q 强化训练强化训练 1.(2020 湖南邵阳)如图所示,电源电压一定,闭合S,滑动变阻器的滑片向右 移动的过程中,以下说法正确的是( ) A.电路的总功率变大,电压
7、表示数变大 B.电流表示数变小,电路的总功率变小 C.滑动变阻器接入电路中的电阻变小 D.电流表示数变大,电压表示数变小 答案 B 解析 由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压 表测定值电阻两端电压。当滑片向右移时,滑动变阻器接入电路的阻值变 大,则总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变 小,故C、D错误;定值电阻的阻值不变,电路中的电流变小,由U=IR可得,定 值电阻两端的电压变小,即电压表示数也变小,故A错误;电源电压一定,电 路中的电流变小,由P=UI可知,电路的总功率变小;故B正确。 2.(2020 江苏连云港)如图所示,电源电压恒定,闭
8、合开关,滑动变阻器滑片向 右移动的过程中,下列说法正确的是( ) A.电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.定值电阻R两端的电压增大 D.电压表示数与电流表示数比值增大 答案 D 解析 由电路图可知,电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的 电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器滑片向右移动的过程中,滑动变 阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,即电流 表示数减小;根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器电阻变大,其分担 的电压变大,即电压表示数变大;根据串联电路的电压关系可知,定值电阻 两端的电压减小,故A、B、C错误;电压表示数与电流表示数比值为滑动变 阻器的电
9、阻,电阻变大,则比值变大,故D正确。 3.(2020 山东德州)如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都不变,闭合开 关S,滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点的过程中,下 列判断正确的是( ) A.电流表示数变小,电压表示数不变,灯泡亮度不变 B.电流表示数变大,电压表示数不变,灯泡亮度不变 C.电流表示数变大,电压表示数变小,灯泡亮度变暗 D.电压表与电流表示数的比值变大 答案 B 解析 原电路中,灯与变阻器并联,电流表测变阻器的电流,电压表测电源电 压,故电压表示数不变,C错误;滑片P由滑动变阻器左端向右滑动到其中点 的过程中,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律知,电流表示
10、数变大,根 据并联电路各支路互不影响,通过灯的电流不变,灯的亮度不变,A错误、B 正确;由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值(变阻器连入电路的电 阻)变小,故D错误。 4.(2020 四川达州)如图所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持 不变。闭合开关S,滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中,下列说法正确 的是( ) A.电压表示数变大,电流表A1变小 B.电压表示数不变,电流表A2示数变大 C.电压表示数与电流表A2示数的比值变大 D.电流表A2、A1示数之差与电压表示数的乘积变小 答案 C 解析 由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A2测干路电 流,电
11、流表A1测R2支路的电流;由于电源电压不变,则电压表示数不变;闭合 开关S,当滑动变阻器的滑片P从中点向右移动时,滑动变阻器接入电路的电 阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小,即电流表A1示数 变小;由于并联电路互不影响,则通过R1的电流不变,根据并联电路的电流 规律可知,干路中的电流变小,即电流表A2示数变小;故A、B错误;电压表示 数不变,电流表A2示数变小,其比值变大,故C正确;电流表A2、A1示数之差 为通过R1的电流,保持不变,电压表示数不变,所以乘积不变,故D错误。 5.(2020 福建)如图为利用光敏电阻设计的监控装置示意图,R1是光敏电阻, 当光照射的强度增大时其
12、阻值变小,R2是定值电阻,电源电压不变。当有人 经过通道遮蔽光线时( ) A.通过R1的电流变大 B.R1两端的电压变小 C.R2两端的电压变大 D.R2两端的电压变小 答案 D 解析 两电阻串联,当光照射的强度增大时其阻值变小,当光照射的强度减 小时其阻值变大,由电阻的串联规律,电路的电阻变大,由欧姆定律,电路的 电流变小,A错误;根据U=IR,知R2的电压变小,D正确;由串联电路电压的规 律,R1的电压变大,B、C错误。 6.(2020 安徽蜀山区模拟)如图所示是某火灾报警装置的部分电路,其中R1 是半导体热敏电阻(传感器),它的电阻R1随温度t变化的关系如图乙所示,R2 为定值电阻,闭合
13、开关后,当传感器(R1)所在处出现火情温度升高时,电流表 的示数I和电压表的示数U的变化情况为( ) A.I变大,U变大 B.I变小,U变小 C.I变小,U变大 D.I变大,U变小 答案 D 解析 由电路图可知,R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中 的电流,当传感器(R1)所在处出现火情温度升高时,由图乙可知,R1的阻值变 小,电路的总电阻变小,电路中的电流变大,即电流表的示数I变大,故B、C 错误;由U=IR可知,定值电阻R2两端的电压变大,因串联电路中总电压等于 各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数U变小,故A错误、 D正确。 7.(2020 安徽瑶海区
14、一模)如图所示,电源两端的电压不变,电表均完好,闭合 开关S1,两灯都发光,接着再闭合开关S2,则比较闭合开关S2前后,关于电路 中各元件情况描述正确的是( ) A.电流表示数变小 B.电压表示数不变 C.灯L2变亮 D.灯L1变暗 答案 B 解析 先闭合开关S1,两灯串联,两灯都发光,电压表测电源电压,接着再闭合 开关S2,L2被短路,L2不亮,即灯L2变暗,故C错误;原来两灯串联,再闭合开关 S2时,电路为L1的简单电路,根据串联电阻的规律,电路的电阻变小,电流表 示数变大,故A错误;原来电压表测电源电压,闭合开关S2后,电压表仍然测 电源电压,所以电压表示数不变,故B正确;闭合开关S2后
15、,灯L1的电压增大为 电源电压,电流增大,由P=UI可知灯L1的实际功率变大,则L1变亮,故D错误。 8.(2020 安徽芜湖模拟)如图所示,首先闭合S,然后再闭合S1,则下列说法正 确的是( ) A.A1示数变大,A2示数不变 B.电压表V和电流表A1示数的比值变小 C.电压表V和电流表A1示数均变大 D.R2的功率变大 答案 C 解析 由电路图可知,只闭合S时,R2与R3串联,电流表A1、A2测电路中的电流,电压 表测R3两端的电压,再闭合S1后,R1与R2并联后再与R3串联,电压表测R3两端的电 压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,因并联电路中总电阻小于任 何一个分电阻
16、,所以,R1与R2并联后的总电阻小于R2的电阻,则电路中的总电阻变 小,电路中的总电流变大,即A1示数变大,由U=IR可知,R3两端的电压变大,即电压 表V的示数变大,故C正确;电压表V和电流表A1示数的比值等于定值电阻R3的阻 值,则其比值不变,故B错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,并联部 分两端的电压变小,又因并联电路中各支路两端的电压相等,通过R2的电流变小, 即电流表A2的示数变小,故A错误;由P=UI可知,R2的功率变小,故D错误。 9.(2020 湖北十堰)如图甲是非接触式红外线测温枪,图乙是它的工作原理 图。R0是定值电阻,R是红外线热敏电阻,其阻值随人体温度变化的
17、图象如 图丙。对该电路分析正确的是( ) A.体温越高,R的阻值越大 B.体温越高,电压表示数越大 C.体温越高,电压表示数越小 D.体温越低,电压表示数越大 答案 B 解析 两电阻串联,电压表测定值电阻的电压,体温越高,由图丙知,红外线热 敏电阻越小,故A错误;热敏电阻的电压越小,根据串联电路电压的规律,电 压表示数越大,故B正确,C错误;体温越低,红外线热敏电阻越大,热敏电阻的 电压越大,由串联电路电压的规律,电压表示数越小,故D错误。 10.(2020 江苏镇江)测温模拟电路如 图1所示,温度表由量程为3 V的电压 表改装而成,电源电压U为6 V,R的阻 值为40 ,热敏电阻的阻值Rt随
18、温度t 变化的关系如图2所示。则当开关S 闭合后( ) A.电路可测量的最高温度为50 B.温度表的0 应标在电压表零刻度处 C.若增大U,电路可测量的最高温度将增大 D.若U增大3 V,R增大45 ,电路可测量的最高温度将增大 答案 D 解析 由图1可知,R、Rt串联,电压表测Rt两端电压,当电压表的示数最大,即 Ut=3 V时,电路允许测量的温度最高,根据串联电路两端的总电压等于各分 电阻两端的电压之和可得:定值电阻R两端的电压UR=U-Ut=6 V-3 V=3 V, 则电路中的电流 由图象可知,此电路允许的最高环境温度为30 ,故A错误;当温度表的示 数为0 时,热敏电阻Rt的阻值不为零
19、,根据串联电路的分压作用知,热敏电 阻Rt两端的电压不为零,电压表的示数不为零,故B错误; I= = 3V 40 =0.075 A,热敏电阻的阻值 Rt=t = 3V 0.075A =40 , 若增大电源电压U,电压表的量程仍为03 V,根据串联电路的分压作用知, 定值电阻两端的电压增大,电路的电流增大,热敏电阻的阻值Rt的阻值减小, 电路可测量的最高温度减小,故C错误;若U增大3 V,即电源电压为3 V+6 V=9 V,R增大45 ,此时电压表的量程仍为03 V,根据串联电路的分压作用 知,定值电阻两端的电压增大,变为9 V-3 V=6 V,此时电路的电流为 由图2知此时电路可测量的最高温度
20、大于30 ,即电路可测量的最高温度 将增大,故D正确。 I= = 6V 40+45 = 6 85 A,热敏电阻的阻值 Rt 的阻值为 Rt=t = 3V 6 85 A =42.5 , 11.(2020 内蒙古赤峰)如图所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭 合状态,R0是定值电阻,R为感光电阻,光照越强,阻值越小。烟雾浓度增大时 射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确 的是( ) A.电流表的示数变大 B.电压表的示数变小 C.电压表与电流表的示数之比不变 D.电压表与电流表的示数之比变大 答案 D 解析 由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的 电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,所以,当烟雾浓度增大 时,光照变小,感光电阻R阻值变大,电路中的总电阻变大,可知电路中的电流 变小,即电流表的示数变小,由串联分压规律可知,R两端的电压变大,即电压 表的示数变大,故A、B错误;电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表 与电流表的示数之比变大,故C错误、D正确。
