北师大版九年级下学期物理 专项综合全练（六） 动态电路分析

北师大版九下物理 专项综合全练（六） 动态电路分析1. 如图所示，只闭合开关 S 时灯 L1 的功率为 9W；断开开关 S，闭合 S1 、 S2 时，灯 L1 的功率为 16W。电源电压不变，且灯丝电阻不受温度的影响。则 L1 、 L2 两灯灯丝电阻之比是 A 1:3 B 4:3 C 3:1 D 3:4 2. 如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡 L 和电阻 R 接入电路中，只闭合开关 S1 时，小灯泡 L 的实际功率为 1W。图乙是小灯泡 L 和电阻 R 的 IU 图象。下列说法中正确的是 A只闭合开关 S1 时，L 的电阻为 10 B再闭合开关 S2 后，电路总功率为 1.2W C再闭合开关 S2 后，电流表示数增加 0.5A D再闭合开关 S2 后，在 1min 内电阻 R 产生的热量是 24J 3. 如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知 R1=3R2。当 S1 闭合，S2 断开时，电压表示数为 3V，电流表示数 0.4A，电阻 R1 为 ；当 S1 断开，S2 闭合时，电流表示数为 A。4. 在如图甲所示的电路中，电阻 R 的阻值为 8 欧姆，灯泡 L 标有“6V3W”的字样，通过灯泡的电流与灯泡两端的电压关系如图乙所示。在 a 、 b 间接入电源，为保证通过电阻 R 的最大电流不超过 0.5 安且灯泡 L 不损坏，则允许接入的最大电源电压为 伏，闭合开关 S，此时通过电流表 A1 的电流为 安。5. 灯泡 L 的 IU 图象如图甲所示，电阻 R1 的阻值是 10，电源电压是 8V。在图乙所示的电路中，若只闭合 S1 和 S2 时，电压表的示数是 2V，此时电路中的电流是 A；若只闭合 S1 和 S3 时，电压表的示数是 4V，10s 内电流通过电阻 R2 产生的热量是 J；若将电压表换成电流表，闭合 S1 、 S2 和 S3 时，电流表的示数是 A。6. 如图是某型号电饭锅工作原理的简化电路图，电饭锅有两挡，分别是高温烧煮和低温焖饭。S1 为挡位自动控制开关，R1 和 R2 为电热丝，R1 的阻值为 80，高温烧煮挡的功率为 660W。求：(1) 高温烧煮时干路中的电流。(2) 电阻丝 R2 的阻值。(3) 电饭锅低温焖饭 0.5h 消耗的电能是多少焦耳。7. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图，它的工作电压为 220V，R1 和 R2 均为电烤箱中的加热元件，R2 的阻值为 70。当只闭合 S1 时为低温档，低温档电烤箱的电功率为 440W。(1) 低温档工作时，电路中的电流是多少？(2) 发热电阻 R1 的阻值是多少？(3) 高温档时应该闭合的开关是 ，高温档的电功率是多少？(4) 小余发现傍晚用电高峰时，电烤箱内比平时温度低，他猜想是用电高峰时电压偏低所致，于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时，他关闭家里所有用电器，只让电烤箱以高温档工作，发现在 30s 内电能表的转盘转了 25 转，电能表的铭牌如图丙所示，则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少？（不考虑电阻值随温度的变化）8. 如图所示，电源电压不变，R1 为定值电阻，开关闭合后滑片向右移动时，下列说法错误的是 A电压表测的是 R1 两端电压B电流表示数变大C电压表示数变小D电压表与电流表示数之比不变9. 如图所示电路，电源电压保持不变，开关 S 闭合后，在滑动变阻器滑片 P 向左移动的过程中，下列说法正确的是 A电压表 V1 示数变大，电流表 A 示数变大B电压表 V1 示数不变，电压表 V2 示数变小C电压表 V2 示数不变，电流表 A 示数变大D电压表 V1 示数变大，电压表 V2 示数变小10. 如图甲所示电路中，R 为定值电阻，R1 为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是 A电源电压为 3V B电压表的最大示数为 2V C整个电路功率变化了 0.1W D电流表的示数变化了 0.4A 11. 当滑动变阻器跟定值电阻串联时，可以起到改变电流的作用。如图所示，电源电压为 30V，R1=10，滑动变阻器的最大阻值为 50，求：(1) 电路中电流的变化范围；(2) 滑动变阻器 R2 的功率变化范围。答案1. 【答案】C【解析】只闭合开关 S 时，两个灯泡串联，灯 L1 的功率 P1=I12R1=(UR1+R2)2R1=U2R1(R1+R2)2=9W, 断开开关 S，闭合 S1 、 S2 时，两个灯泡并联，灯 L1 的功率 P1=U2R1=16W, 由 得到 R12(R1+R2)2=9W16W，R1R2=31。2. 【答案】D【解析】A只闭合开关 S1 时，电路为小灯泡 L 的简单电路，此时小灯泡 L 的实际功率为 1W，由图象可知，当 UL=2V 时，IL=0.5A，其实际功率为：PL=ULIL=2V0.5A=1W，则电源的电压 U=UL=2V，由 I=UR 可得，小灯泡 L 的电阻：RL=ULIL=2V0.5A=4，故A错误；B再闭合 S2 后，R 与 L 并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，R 两端的电压也为 2V，由图象可知，此时通过 R 的电流为 0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流为：I=IR+IL=0.2A+0.5A=0.7A，电路总功率：P=UI=2V0.7A=1.4W，故B错误；C因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，再闭合开关 S2 后，通过 L 的电流不变，则电流表示数的增加量即为通过 R 的电流，其大小为 0.2A，故C错误；D再闭合开关 S2 后，在 1min 内电阻 R 产生的热量：QR=WR=URIRt=2V0.2A60s=24J，故D正确。故选：D。3. 【答案】30；0.3【解析】当 S1 闭合，S2 断开时，R1 与 R2 并联，电流表测干路中的电流，I=0.4A，R1=3R2，则 I1=14I=0.1A，电阻 R1=U1I1=3V0.1A=30；当 S1 断开，S2 闭合时，R1 、 R2 并联在电路中，此时电流表测通过 R2 的电流，I2=3I1=30.1A=0.3A。4. 【答案】4；0.9【解析】由电路图可知电阻 R 和灯泡 L 并联在电路中，电流表 A1 测量的是干路电流，电流表 A2 测量的是通过灯泡 L 的电流；因为电阻 R 和灯泡 L 并联，所以电源电压最大值为 U=IRR=0.5A8=4V；由图乙可知，当灯泡两端电压为 4V 时，通过灯泡 L 的电流为 IL=0.4A；通过电流表 A1 的电流为 I=IR+IL=0.5A+0.4A=0.9A。5. 【答案】0.6；32；2.4【解析】若只闭合 S1 和 S2 时，定值电阻 R1 和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是 2V，由图象知，灯泡电流是 0.6A，即此时电路电流是 0.6A。若只闭合 S1 和 S3 时，定值电阻 R2 和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，电压表示数是 4V，由图象知，灯泡电流是 0.8A，即此时电路电流是 0.8A，电源电压是 8V，根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和，所以定值电阻 R2 两端的电压 U2=UUL=8V4V=4V，定值电阻 R2 的阻值 R2=U2I=4V0.8A=5，10s 内电流通过电阻 R2 产生的热量 Q=I2R2t=(0.8A)2510s=32J。若将电压表换成电流表，闭合 S1 、 S2 和 S3 时，定值电阻 R1 和 R2 并联，电流表测量干路电流，电源电压是 8V，所以通过定值电阻 R1 的电流 I1=UR1=8V10=0.8A，通过定值电阻 R2 的电流 I2=UR2=8V5=1.6A，故电流表示数为：I总=I1+I2=0.8A+1.6A=2.4A。6. 【答案】(1) 3A (2) 880 (3) 99000J 【解析】(1) 由 P=UI 得，高温烧煮时干路中的电流 I高温=P高温U高温=660W220V=3A。(2) 当开关 S1 和 S 都闭合时，两电阻并联，此时总电阻较小，由 P=UI=U2R 可知，此时为高温烧煮挡；当只闭合开关 S 时，电路为 R2 的简单电路，此时总电阻较大，由 P=UI=U2R 可知，此时为低温焖饭挡；当开关 S1 和 S 都闭合时，由 I=UR 得，总电阻为 R总=UI高温=220V3A=2203，由 1R总=1R1+1R2 得 12203=180+1R2，解得 R2=880。(3) 低温焖饭挡的功率为 P低温=U2R2=(220V)2880=55W，由 P=Wt 得，电饭锅低温焖饭 0.5h 消耗的电能是 W=Pt=55W1800s=99000J。7. 【答案】(1) 2A (2) 40 (3) S1 、 S2；1210W (4) 200V 【解析】(1) 只闭合 S1 时为低温档，电功率为 440W，由 P=UI 可得，电路中的电流：I=PU=440W220V=2A。(2) 只闭合 S1 时，R1 与 R2 串联，电烤箱处于低温档，由 I=UR 可得，电路的总电阻：R=UI=220V2A=110，所以，电阻 R1 的阻值：R1=RR2=11070=40。(3) S1 、 S2，则高温档的电功率：P高=U2R=(220V)240=1210W。(4) 电能表的表盘转 25 转，电流通过电烤箱做的电功是 W=25r3000r/(kWh)=1120kWh=3.6106J120=3104J，电烤箱的实际电功率为：P=Wt=3104J30s=1000W，实际电压为：U=PR=1000W40=200V。8. 【答案】B【解析】A由图可知，电阻 R1 和变阻器 R2 串联，电压表测 R1 两端的电压，电流表测电路中的电流，故A正确，不符合题意；BC滑片向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，根据电阻的串联，电路的总电阻变大，由 I=UR 可知通过电路的电流变小，即电流表示数变小，由 U=IR 可知 R1 两端的电压变小，即电压表示数变小，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D由欧姆定律可知电压表与电流表示数之比等于 R1 的阻值，R1 的阻值不变，电压表与电流表示数之比不变，故D正确，不符合题意。9. 【答案】C【解析】由题图可知，滑动变阻器与定值电阻 R 串联，电压表 V1 测量滑动变阻器两端的电压，电压表 V2 测量电源电压，电流表测量电路中的电流；在滑动变阻器滑片 P 向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，由 I=UR 可知，此时电路中的电流变大，即电流表的示数变大；由 U=IR 可知，定值电阻 R 两端的电压变大，由于串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和，所以滑动变阻器两端的电压变小，即电压表 V1 的示数变小；由于电源电压保持不变，所以电压表 V2 的示数不变。10. 【答案】D【解析】由图可知，当 P 在最左端时，R1 全部接入电路并与 R 串联，电压表测 R1 两端的电压，由图乙可知，变阻器的最大阻值是 20，其对应的功率是 0.8W，由串联分压可知变阻器两端的电压最大，电压表的最大示数 U最大=P1R最大=0.8W20=4V， 最小电流 I最小=U最大R最大=4V20=0.2A，当变阻器接入电路的电阻为 R 时，其消耗的电功率最大 P=I2R=UR1+R2R=U2(R1+R)2R=U2(R1R)2R+4R1，当 R=R1=10 时，其电功率最大，由图可知变阻器的最大功率 0.9W，通过电路的电流 I=P最大R=0.9W10=0.3A，电源电压 U=I(R+R1)=0.3A(10+10)=6V，当变阻器的滑片滑动到阻值最小处，只有 R 接入电路，电路中最大电流 I最大=UR=6V10=0.6A，电流表的示数变化了 I=I最大I最小=0.6A0.2A=0.4A，故AB错误，D正确；整个电路功率的变化量 P=UI=6V0.4A=2.4W，故C错误。11. 【答案】(1) 0.53A (2) 022.5W 【解析】(1) 滑动变阻器接入电路的电阻为零时，电路中的电流最大，电路中的最大电流为：I最大=UR1=30V10=3A。滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，电路中的最小电流为：I最小=UR1+R2=30V10+50=0.5A。则电路中电流的变化范围为 0.53A。(2) 设定值电阻两端的电压为 U1，则滑动变阻器两端的电压为 30VU1，滑动变阻器消耗的功率为：P2=(30VU1)U1R1=30VU1U12R1=(U115V)2+(15V)2R1，由此可知，当 U1=15V 时，电功率最大，即：P2最大=(15V)2R1=(15V)210=22.5W，当滑动变阻器连入的阻值为零时，功率最小，最小功率为 0W。则 R2 的功率变化范围为 022.5W。