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动态电路分析

教育学科教师辅导讲义

学员编号：

年级：

初三课时数：

3

学员姓名：

辅导科目：

科学学科教师：

授课类型

C动态电路分析

授课日期及时段

教学内容

1、专题精讲

动态电路的分析方法

    在处理闭合电路中的动态分析问题时，一是要抓住变化因素和不变因素，用数学语言描述时要明确谁是自变量、谁是常量、谁是因变量。

一般情况下电源的电动势和内阻不会变化。

二是要从元件的变化情况入手，从局部到整体，再回到局部，逐步分析各物理量的变化情况。

    具体解题可分为四个步骤：

 1. 判断局部元件的变化情况，以确定闭合电路的总电阻如何变化。

例如，当开关接通或断开时，将怎样影响总电阻的变化。

当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。

当然，更常见的是利用滑动变阻器来实现动态变化。

应该记住，电路中不论是串联部分还是并联部分，只要一个电阻的阻值变大时，整个电路的总电阻就变大。

只要一个电阻的阻值变小时，整个电路的总电阻就变小。

 2. 判断总电流I如何变化。

例如，当总电阻增大时，由闭合电路欧姆定律知，因此I减小。

 3. 判断路端电压U如何变化。

此时，由于外电路电阻R和电流均变化，故用判断有一定困难，此时可用来判断。

 4. 判断电路中其他各物理量如何变化。

    上述四个步骤体现了从局部到整体，再回到局部的研究方法。

这四个步骤中，第一步是至关重要的，若判断失误，则后续判断均会出错。

第四步是最为复杂的。

第四步中要能快捷地作出判断，要求在利用物理规律方面，除了欧姆定律、焦耳定律以外，还要熟悉串联电路、并联电路的特点，主要是串联电路中的分压关系和并联电路中的分流关系。

在选取研究对象方面，可采取扫清外围、逐步逼近的方法。

由于与变化元件越近的电路通常与之联系也会越密切，因此其物理量变化也将复杂。

这样，不妨从与变化元件联系最松散的电路开始分析，再逐步推理，从已知条件出发，循着规律，一步一个结论，将结论又作为已知条件向下推理，最后判断变化元件有关物理量的变化情况。

1.如图所示，S1、S2是两个可同时断开或同时闭合的联动开关.已知R1＝12

，当两开关同时处于某一工作状态（断开或闭合）时，R3的功率P3为2.25w，当两开关同时处于另一工作状态时，电流表的示数为2A，此时R2的功率P2为12w（设电源电压不变）.

求：

此电源电压U及R2、R3的阻值各是多少？

2.如图所示电路，滑动变阻器的最大阻值

为20欧，电源电压8伏且不变。

闭合，

断开，变阻器的滑片P移至a端时，电流表示数为0.8安。

闭合，变阻器的滑片P移至b端时，电流表示数为2安，求

和

的阻值为多大，

都闭合，滑片P移至b端时，

消耗的电功率？

3.如图所示，当开关S接到a处时，电压为4伏，电流表示数为0.5安，灯泡正常发光。

当开关S接到b处时，电压表示数为6.4伏，电流表示数为0.4安。

设电源电压不变，求：

（1）灯泡L的额定电功率？

（2）开关接到b处时，灯泡L的实际电功率？

4.如图所示，电源电压保持不变，灯L1和L2上分别标有“6V3W”和“6V6W”字样，灯L3上标有“12V”，其它字迹模糊不清。

当断开S1，闭合S、S2时，其中一盏灯能长时间保持正常发光；当断开S2，闭合S、S1时，电流表的示数为0.3A。

求电源电压和灯L3的额定功率。

5.如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器最大阻值为R1=40

，小灯泡的电阻为10

且保持不变。

当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时，电流表A1、A2的示数之比为3：

2；当S1、S2均断开且滑片P置于滑动变阻器中点时，小灯泡L的功率为10W。

求：

（1）电阻R2的阻值；

（2）当S1、S2均闭合且滑片P滑到b端时，电压表的示数；

（3）整个电路消耗的最小功率。

6.如图所示，电路的电源电压和灯泡电阻不变，R1=5

，灯L标有“8V6.4W”字样，电流表量程为0～3A，滑动变阻器标有“2A”字样。

（1）只闭合S1时，电流表的示数为0.6A，求电源电压。

（2）闭合S1、S2、S3，滑片移到b端时，电流表的示数为I总=2A，求变阻器的最大阻值。

（3）若电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～3A，只闭合S2时，在保证电路安全的情况下，求变阻器连入电路的阻值范围。

7.如图所示，小灯泡L标有25V的字样，闭合开关S后灯泡L正常发光，电流表、电压表的示数分别为0.14A和6V，试求：

（1）电阻R的阻值；

（2）此时灯泡L消耗的电功率。

（3）若将乙换成一个“2.5V，0.2A的小灯泡L’时，则L’能正常发光吗?

此时L’的实际功率是多大?

8.在图所示的电路中，R1是定值电阻，R2为滑动变阻器，已知R1＝16Ω，电源电压为12V。

（1）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数恰为8V时，电流表的示数为多大？

此时滑动变阻器R2消耗的电功率多大？

（2）若在R1两端并联一个定值电阻R3后，再调节滑动变阻器R2，使电压表的示数为4V时，电流表的示数为0.75A，则R3的阻值为多大？

9.如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡标有“6V、3W”字样，定值电阻Ｒ２的阻值为24Ω，当S闭合，S1、S2都断开且滑片Ｐ移到滑动变阻器的中点时，等Ｌ正常发光。

（１）灯泡Ｌ的电阻是多少？

（２）滑动变阻器的最大阻值是多少？

（３）当Ｓ１、Ｓ２都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率最小，这个最小值是多少？

10.如图所示，小灯泡L标有“6V1.5W”字样，R2为阻值未知的定值电阻器，电源电压为12V保持不变.若开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器R1的滑片在它的中点时，小灯泡恰能正常发光.求：

（1）滑动变阻器R1的最大阻值.

（2）若开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器R1的滑片P移到最左端时，求：

小灯泡这时的实际功率.（小灯泡灯丝的电阻视为不变）

（3）若保持滑动变阻器R1的滑片P在左端不动，将开关S1、S2均闭合，此时电流表的示数为1.25A，求：

R2的阻值.

11.在图所示电路中，电源电压6V恒定，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，灯L1和L2的规格分别为“6V1.8W”和“6V1.2W”，滑动变阻器R的规格为“50Ω1.5A”，不计温度对灯丝电阻的影响。

求：

（1）滑动变阻器的滑片P放在a端时，闭合开关S1、S2、S3后，电压表和电流表的读数是多少?

（2）若两灯中只允许一盏灯工作，且要求电路元件安全使用，在滑片移动过程中，整个电路至少消耗多少电功率?

12．图3所示电路中电源两端的电压不变。

滑动变阻器RW的滑片P在某两点间移动时，电流表的示数在1A至2A之间变化，电压表的示数在6V至9V之间变化。

定值电阻R的阻值及电源两端的电压分别为（）

A．6；15VB．6；12V

C．3；15VD．3；12V

13．图所示电路中电源两端电压不变。

当①和②均为电压表时，开关S闭合后，电压表V1、V2的示数之比为7∶12，电阻R1消耗的电功率为P1。

当①和②均为电流表时，开关S闭合后，电流表A1、A2的示数之比为16∶21，此时电阻R2消耗的电功率为P2。

则P1∶P2等于（）

A．1∶12B．1∶16

C．3∶64D．9∶16

14．如图所示电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻值为R1，R2为定值电阻，灯泡L标有“12V9W”字样，且不计灯丝电阻随温度的变化。

当开关都闭合时，灯泡L恰能正常发光。

将开关S1、S3断开，S2闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25R1和R1，这两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率相等。

当开关S1、S2断开，S3闭合，滑片P在变阻器的左端时，灯泡L的实际电功率为额定电功率的1/16。

求：

⑴灯泡正常发光时电流表的示数IA；

⑵滑动变阻器的最大电阻值R1；

⑶灯泡正常发光时电阻R2消耗的电功率P2。

15．如图所示电路，电源两端的电压为7.5V，且保持不变。

小灯泡L上标有“6V3W”的字样，滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω1A”的字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V。

不考虑灯丝电阻随温度的变化。

闭合开关S后，要求灯L两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则（）

A．电路中允许通过的最大电流是0.6A

B．小灯泡电功率的最大变化量是2.4W

C．电压表的示数变化范围是0～3V

D．滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是3Ω～8Ω

16．物理小组的同学们制作了一个多档位电热器。

电热器中的R1、R2、R3为三根电热丝，其中电热丝R1的功率随电流变化的图象如图所示。

为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响，他们将电表接入图所示的电路中（电源两端电压不变）。

在开关S1、S2都断开或都闭合所形成的两个电路状态中，电压表示数之比为1∶8。

电热丝R2消耗的最大功率和最小功率之比为4∶1，电流表的最大示数为1.9A。

求：

（1）电热丝R3的阻值；

（2）电源两端的电压；

（3）这个电热器在不同档位的电功率分别是多少瓦？

17.如图所示电路中，电源电压U不变，R1=2R2，断开S1S3，闭合S2，电压表示数为U1，此时电流表示数为2A；断开S2，闭合S1S3，此时电压表示数为U2，电阻R2消耗功率为36W。

求：

（1）电压表的先后示数U1与U2的比值；

（2）电源电压是多少伏；

（3）电路通过不同的变化，所消耗的最大功率与最小功率之比。

18．如图所示的电路中，电源两端电压不变，灯L上标有“4V2W”字样，灯的电阻不受温度影响。

当开关S断开时，灯泡正常发光，电压表V1与V2的示数之比为6:

7；电路消耗总功率为P；当开关S闭合时，电路消耗的总功率改变ΔP，且ΔP=4/5P。

求：

（1）电阻R1与R2的比值；

（2）电源电压U；

（3）当开关S闭合时，电阻R2在1min内消耗的电能W。

（请画出相关电路状态的等效电路图）

二、专题过关

2.图所示的电路中，电源电压恒定为6V，定值电阻R1＝6Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。

为了使滑片P在AB间移动时不损坏电压表和电流表，滑动变阻

器连入电路的阻值范围应为_________Ω。

3.在右图所示的电路中，电源电压为15V且不变，滑动变阻器R2上标有“20Ω2A”字样，闭合电键S后，电流表的示数为0.2A，电压表的示数为2V。

求：

（1） 滑动变阻器R2连入电路的阻值；

（2） 电阻R1消耗的电功率P1；

（3）现有阻值为15Ω和24Ω的两个电阻，请从中选择一个来替换电阻R1，要求：

在移动变阻器的滑片P的过程中，使电流表和电压表的示数分别能达到某个量程的最大值，且电路能正常工作。

① 应选择的电阻阻值为______Ω。

② 满足上述要求时，变阻器R2连入电路的阻值范围

4.将标有“6V3W”、“12V15W”和“6V6W”三个灯泡串联起来，接在可调的电源两端，其中一个灯泡正常发光，其它灯泡不超过额定电压，则下列说法正确的是（）

A、电源电压是24VB、电路的总电流是1.2A

C、电路的总功率是6.9WD、电路的总功率是26W

6.在图6所示电路中，L是标有“6V3W”字样的小电灯，它与定值电阻R0和滑动变阻器R组成串联电路，电源电压保持8V不变。

无论变阻器滑片怎样移动，小电灯两端电压都不超过3V～6V的范围。

忽略温度变化对灯丝电阻的影响，求：

①小电灯L的阻值RL；

②定值电阻R0的阻值；

③当滑动变阻器阻值为最大时，定值电阻R0消耗的电功率。

7.如图所示电路，电阻R1标有“6ΩlA”，R2标有“3Ω1.2A”，电流表A1、A2的量程均为0～3A，电压表量程0~15V，在a、b间接人电压可调的直流电源．闭合开关s后，为保证R1、R2均不损坏，则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过

（）

A．9V1AB．3.6V1.8A

C．9.6VlAD．3.6V0.6A

●强化练习：

1、把一只标有“10Ω0.3A”的定值电阻和一只标有“30Ω0.6A”的滑动变阻器串连接入电路，电路总电阻最大为Ω．在保证两电路元件安全的前提下，电路中允许通过的最大电流为A，它们两端允许加的最大电压为V．

2、实验小组现有一只标有“10Ω0.6A”的定值电阻和一只标有“20Ω　1A”的滑动变阻器．在保证所有元件安全的前提下，在某次实验中将这两只电阻：

（1）若串连接入电路，则它们两端允许加的最大电压为V，电路中允许通过的最大电流是A；

（2）若并连接入电路则支路两端允许加的最大电压为V，在最大电压下干路中的电流是A．

3、如图所示，滑动变阻器最大阻值为60Ω，电源电压为24V恒定不变，当开关闭合时，电流表示数为0.4A，电压表的示数为12V，求：

（1）电阻R1的阻的阻值是多少？

（2）若电流表的量程是0-0.6A，电压表的量程是0-15V，为了保证两电表的安全，则滑动变阻器连入电路的阻值的范围是多少？

4、

如图所示电路，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电表使用的是0～3V量程，定值电阻的阻值为R1=8Ω，灯泡的电阻R2=5Ω，滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω．

（1）开关S1闭合，S2断开，电流表示数为0.25A，电压表的示数为2.5V，求电源电压和滑动变阻器接入电路中的电阻值．

（2）开关S1断开，S2闭合，移动变阻器的滑片P，为了保证电流表和电压表不损坏，滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是多少？

5、

小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验．

（1）当灯L1正常发光时，通过它的灯丝的电流是多少？

（2）如图所示：

OA和OB分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化的曲线．现将两灯串联后接在某一电路中，要使其中一个灯泡正常发光，为安全起见，电源电压不得超过多少？

此时电路消耗的总功率为多少？

6、把标有“6V3W”和“6V6W”的两盏灯串联后接入电路中，如果让其中一盏灯正常发光，另一盏灯的实际功率不超过额定功率，则该电路两端的电压应为V，两灯消耗的实际总功率为W，在如图所示电路中，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为6V　时，电流表示数为0.5A，电压表的示数为7.2V时，电流表的示数为0.3A，则电阻R0为Ω，电源电压为V．

7、如图所示的电路，电源电压为6伏且保持不变．滑动变阻器R2标有“2A　20Ω”的字样。

滑动变阻器滑片P在最右端时，闭合电键S，电流表示数为0.2安。

求：

①滑动变阻器两端的电压；

②电阻R1的阻值；

③在电路安全工作的情况下，选择合适的量程，移动滑动变阻器滑片P，R1消耗的最大电功率．

9、如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，S闭合后，在滑动变阻器的滑片P由B端移动到A端的过程中，测得电阻R1两端的电压与通过电阻R1的电流的变化关系如图乙所示．求：

（1）电源的电压；

（2）滑动变阻器的最大阻值；

（3）电阻R1消耗的电功率的变化范围．