2024甘肅中考物理二輪專題復(fù)習(xí) 微專題 多開關(guān)與滑動變阻器結(jié)合的動態(tài)電路計算 （課件）

多開關(guān)與滑動變阻器結(jié)合的動態(tài)電路計算微專題重難點(diǎn)突破多開關(guān)與滑動變阻器結(jié)合的動態(tài)電路計算例

如圖所示，電源電壓保持不變，電流表選取0～3A，電壓表選取0～15V，燈泡L標(biāo)有“6V

3W”的字樣，滑動變阻器R1的最大值為15Ω，R2為定值電阻，當(dāng)開關(guān)S、S1、S2均閉合時，滑動變阻器的滑片在中間時，電流表的示數(shù)為I1；滑動變阻器的滑片在最左端時，電流一題多設(shè)問表的示數(shù)為I2，I1∶I2＝3∶2，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開，小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的功率為1.5W，(燈絲電阻不變)求：①當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開，在虛線框1畫出對應(yīng)的電路圖；②當(dāng)開關(guān)S、S1、S2均閉合時，在虛線框2畫出對應(yīng)的電路圖．12思路點(diǎn)撥(1)小燈泡L正常發(fā)光時的電阻；(2)電源電壓；(3)R2的阻值；(4)當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開，滑動變阻器的最大電功率；(5)當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開，滑動變阻器阻值的變化范圍；(6)電路的最大功率與最小功率之比解：(1)根據(jù)I＝

，P＝UI可知P＝

，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻RL＝

＝

＝12Ω(2)S閉合，S1、S2斷開時，電路為小燈泡與滑動變阻器的串聯(lián)電路，小燈泡正常發(fā)光時的電流IL＝

＝

＝0.5A滑動變阻器兩端的電壓U滑＝

＝

＝

＝3V電源電壓U＝U滑＋UL＝3V＋6V＝9V(3)根據(jù)歐姆定律可知，I1＝

＋

，I2＝

＋

，由題知I1∶I2＝3∶2則2×(＋

)＝3×(＋

)，解得R1＝R2＝15Ω(4)P滑＝U滑I＝(U－IRL)I＝－I2RL＋UI＝－RL(I2－

I)＝－RL(I－

)2＋

，即I＝

，此時R滑＝RL＝12Ω，取最大值，最大值P滑＝

＝

＝1.6875W(5)當(dāng)電路中的電流等于小燈泡的額定電流時，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，此時電路的總電阻R總＝

＝

＝18ΩR滑min＝R總－RL＝18Ω－12Ω＝6Ω當(dāng)滑動變阻器全部接入電路時，電壓表安全，所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍為6～15Ω(6)電源電壓不變，當(dāng)電路中的電流最大時，電路的功率最大，所以當(dāng)開關(guān)S、S1、S2均閉合時，電流表可以達(dá)到3A，此時電路的功率Pmax＝UImax＝9V×3A＝27W電源電壓不變，當(dāng)電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，電路的功率最小，所以當(dāng)開關(guān)S閉合、S1、S2斷開，滑動變阻器全部接入電路時，電路中的電流最小，此時電路的功率Pmin＝

＝

＝3WPmax∶Pmin＝9∶1A.滑動變阻器R2的最大阻值為30ΩB.電源電壓為12VC.定值電阻R1的阻值為10ΩD.只閉合開關(guān)S1，電路總功率的變化范圍為4.8W～14.4W甘肅近年真題及拓展1.(2023蘭州A卷11題3分)如圖所示的電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標(biāo)有“12V

6W”的字樣，只閉合開關(guān)S1，將滑動變阻器R2的滑片P從最右端向左移動一段距離，此過程中電流表示數(shù)變化了0.2A，電壓表示數(shù)變化了2V；再閉合開關(guān)S2和S3，電流表示數(shù)又變化了1.1A，此時燈泡L恰好正常發(fā)光．下列說法中錯誤的是(

)A2.如圖所示的電路，電源電壓保持不變，電阻R1、R2的阻值分別為10Ω和20Ω，只閉合開關(guān)S1，將滑片P移到中點(diǎn)，電壓表示數(shù)為6V，電阻R1的功率為P1；閉合開關(guān)S1、S2，將滑片P移到最左端，電阻R2的功率為P2，若P1∶P2＝2∶9，則下列說法正確的是(

)A.電源電壓為18VB.滑動變阻器的最大電阻為20ΩC.電路的最大功率為12.15WD.電路的最小功率為2.7WC3.如圖所示，電源電壓恒定，定值電阻R2＝20Ω，滑動變阻器R0上標(biāo)有“50Ω

0.5A”的字樣，電流表

的量程為0～0.6A，電壓表

的量程為0～15V．當(dāng)開關(guān)S打到1位置且滑片P在A端時，電壓表的示數(shù)為8V；當(dāng)開關(guān)S打到2位置且滑片P在中點(diǎn)時，滑動變阻器R0的功率為P0＝4W，求：(1)電源電壓U；(2)定值電阻R1的阻值；(3)當(dāng)電路接通時，在確保電路元件安全的前提下，試討論何時電路的總功率最小，最小功率是多少？何時電路的總功率最大，最大功率又是多少？①請?jiān)趫D1框中畫出開關(guān)S接1時的電路圖②請?jiān)趫D2框中畫出開關(guān)S接2時的電路圖12思路點(diǎn)撥解：(1)當(dāng)開關(guān)S打到2位置且滑片P在中點(diǎn)時，定值電阻R2與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R2兩端電壓，此時電流為I2＝

＝

＝

，滑動變阻器的功率P0＝I22

＝()2×＝4W，解得電源電壓為U＝18V(2)當(dāng)開關(guān)S打到1位置且滑片P在A端時，R1與滑動變阻器最大阻值串聯(lián)，電壓表測量R1兩端電壓，電壓表的示數(shù)為8V，則有

R1＝

R1＝8V，解得R1＝40Ω(3)分析電路，電路總功率為P＝UI，當(dāng)電路電流最小時，電路總功率最小，可知當(dāng)開關(guān)S打到1且滑動變阻器的滑片移到A端時，電路電流最小為Imin＝

＝

＝0.2A，此時電路功率最小為Pmin＝UImin＝18V×0.2A＝3.6W當(dāng)電路電流最大時，電路總功率最大，可知當(dāng)開關(guān)S打到2且滑動變阻器滑片置于B端時，即滑動變阻器被短路時，電路電流為I3＝

＝

＝0.9A，由于電流表的量程為0～0.6A，則此時會燒壞電流表；當(dāng)I3＝0.6A時，由于滑動變阻器的額定電流為0.5A，則I3＝0.6A時會燒壞滑動變阻器，所以電路最大電流為Imax＝0.5A，電壓表示數(shù)U′＝ImaxR2＝0.5A×20Ω＝10V，小于電壓表的最大量程，所以電路最大功率為Pmax＝UImax＝18V×0.5A＝9W.4.如圖所示，變阻器R2上標(biāo)有“20Ω

1A”字樣．只閉合開關(guān)S1，將變阻器滑片P移到中點(diǎn)時，電流表

示數(shù)為0.2A，燈泡L的實(shí)際功率為0.8W；閉合開關(guān)S1、S2，將變阻器滑片P移到a端時，燈泡正常發(fā)光，電流表示

數(shù)為0.4A，此時電壓表示數(shù)是多少？電阻R1的阻值是多少？燈泡L的額定功率是多少？(不考慮溫度對燈絲電阻的影響)①請?jiān)趫D1框中畫出只閉合開關(guān)S1時的電路圖②請?jiān)趫D2框中畫出閉合開關(guān)S1、S2且滑片移到a端時的電路圖12思路點(diǎn)撥解：當(dāng)只閉合開關(guān)S1，變阻器滑片P移到中點(diǎn)時，R2＝10Ω，變阻器R2與燈泡組成串聯(lián)電路，燈泡電阻為：R燈＝

＝

＝20Ω串聯(lián)總電阻為：R＝R燈＋R2＝20Ω＋10Ω＝30Ω電源電壓為：U＝IR＝0.2A×30Ω＝6V當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2，變阻器滑片移動到a端時，R2阻值為零相當(dāng)于導(dǎo)線，此時燈L與電阻R1組成并聯(lián)電路，電壓表測量的就是電源電壓，其示數(shù)為6V.燈泡正常發(fā)光，所以燈泡的額定電流為I燈額＝

＝

＝0.3A通過電阻R1的電流為：I1＝I′－I燈額＝0.4A－0.3A＝0.1AR1的電阻為：R1＝

＝

＝60Ω燈泡的額定功率為P燈額＝U燈額I燈額＝6V×0.3A＝1.8W5.如圖所示的電路中，電源電壓恒定，燈泡L上標(biāo)有“6V

3W”的字樣，R1為定值電阻，滑動變阻器R2上標(biāo)有“10Ω

0.8A”的字樣，電流表

的量程為0～3A，電壓表

的量程為0～3V，忽略溫度對燈絲電阻的影響．求：(1)燈泡L的電阻；(2)閉合S、S1與S2時，燈泡L正常發(fā)光，電流表

的示數(shù)為1.5A，求電源電壓U和R1的阻值；(3)閉合S，斷開S1和S2時，在確保電路安全的前提下，求滑動變阻器R2接入電路的阻值范圍和電路總功率的變化范圍．①請?jiān)趫D1框中畫出閉合S、S1與S2時的電路圖②請?jiān)趫D2框中畫出閉合S，斷開S1和S2時的電路圖．12思路點(diǎn)撥解：(1)由P＝

得，(2)開關(guān)S、S1與S2都閉合時，電壓表和R2被短路，此時R1和燈泡L并聯(lián)，燈泡L正常發(fā)光，電流表測干路上的電流．小燈泡L的額定電壓為U額＝6V，所以可得電源電壓U＝U額＝6V通過小燈泡的電流通過R1的電流I1＝I－IL＝1.5A－0.5A＝1A由歐姆定律可得，電阻R1的阻值(3)閉合開關(guān)S，斷開S1、S2時，R1和R2串聯(lián)，L斷路，電壓表測R2兩端的電壓，為保證各電路元件安全使用，當(dāng)變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表的示數(shù)最大為Umax＝3V，則U1＝U－Umax＝6V－3V＝3V此時電路中電流為所以變阻器接入電路的最大阻值為R2max＝R1＝6Ω電路消耗的最小功率為Pmin＝UImin＝6V×0.5A＝3W當(dāng)電路中電流最大為Imax＝0.8A時，由歐姆定律得，電路總電阻

此時滑動變阻器接入電路的阻值最小，即R2min＝R－R1＝7.5Ω－6Ω＝1.5Ω電路消耗的最大功率為Pmax＝UImax＝6V×0.8A＝4.8W所以滑動變阻器R2的可調(diào)范圍為1.5Ω～6Ω，電路消耗的電功率的變化范圍為3W～4.8W6.如圖所示，電源電壓為12V且保持不變，燈泡L上標(biāo)有“6V

3W”的字樣，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑片P；當(dāng)變阻器接入電路的阻值為R1時，電壓表的示數(shù)為U1，R0的功率為P01；當(dāng)變阻器接入電路的阻值為R2時，電壓表的示數(shù)為U2，R0的電功率為P02.已知U1∶U2＝1∶2，R1∶R2＝3∶1，P01＋P02＝4.5W．求：(1)S1閉合，S2斷開，燈泡L正常發(fā)光時，電路的總功率；(2)S