該類(lèi)型一般圍繞由開(kāi)關(guān)閉合、變阻器滑片移動(dòng)等引起電路變化,要求我們把握電路的某種聯(lián)系,充分運(yùn)用歐姆定律與串、并聯(lián)電路規(guī)律解題。
例題(2019·遼寧營(yíng)口中考)如圖所示電路,電源電壓為5 V不變,定值電阻R0阻值為5 Ω,滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20 Ω　1 A”字樣,燈L標(biāo)有“3 V　1.2 W”,電壓表量程為0~3 V。(不考慮燈絲電阻的變化,且保證各元件均安全)求:(1)當(dāng)S1閉合、S2接b,燈泡正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是多少?(2)保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),當(dāng)S1閉合、S2接a時(shí),R0的電功率是多少?(3)當(dāng)S1閉合、S2接a時(shí),R0的最小電功率是多少?
答案:(1)5 Ω　(2)1.25 W　(3)0.8 W解析:(1)當(dāng)S1閉合、S2接b時(shí),燈泡L與變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且燈泡正常發(fā)光,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR=U-UL=5 V-3 V=2 V,
(2)保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),當(dāng)S1閉合、S2接a時(shí),定值電阻R0與變阻器R串聯(lián),因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電壓之和,
則R0的電功率P0=(I')2R0=(0.5 A)2×5 Ω=1.25 W。
(3)當(dāng)S1閉合、S2接a時(shí),定值電阻R0與變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,當(dāng)電壓表的示數(shù)UR'=3 V時(shí),R0兩端的電壓U0=U-UR'=5 V-3 V=2 V,
所以,電路中的最小電流為0.4 A,此時(shí)R0的電功率最小,則P0小=(I″)2R0=(0.4 A)2×5 Ω=0.8 W。
方法歸納本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,正確地確定最后一問(wèn)中電路中的最小電流是關(guān)鍵。
(2019·上海中考)在圖所示的電路中,電源電壓為12 V且保持不變,電阻R1的阻值為10 Ω,滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“1 A”字樣。開(kāi)關(guān)S閉合后,電壓表V的示數(shù)為5 V。求:(1)通過(guò)電阻R1的電流I1。(2)電路正常工作10 s后,電流通過(guò)電阻R1做的功W1。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,電源電壓和電壓表示數(shù)的比值最大為3,求電壓表示數(shù)的最大值和最小值的差值。
答案:(1)0.5 A　(2)25 J　6 V　
解析:(1)根據(jù)電路圖可知,電壓表測(cè)量R1兩端的電壓,又因?yàn)镽1=10Ω,
解得,R2'=2 Ω,此時(shí)R1的電壓U1″=I'R1=1 A×10 Ω=10 V,電壓表示數(shù)的最大值和最小值的差值應(yīng)為10 V-4 V=6 V?！?br/>2.如圖所示,R1=20 Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),電壓表示數(shù)為6 V,電流表示數(shù)為0.9 A。試求:(1)電阻R2的阻值;(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),求電壓表和電流表的示數(shù)。
答案:(1)10 Ω　(2)6 V　0.6 A　解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí),R1、R2并聯(lián),電壓表測(cè)量的是電源電壓,電流表測(cè)量干路電流則電源電壓U=6 V;
根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和可知I2=I-I1=0.9 A-0.3 A=0.6 A,
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),對(duì)R1短路,只有R2連入電路,則通過(guò)R2的電流不變,所以,電壓表示數(shù)為6 V,電流表示數(shù)為0.6 A?！?br/>3.如圖所示,是“彩虹”款某款電熱毯的簡(jiǎn)易電路圖。電源電壓保持不變,R1是電熱毯加熱的電熱絲,R2是定值電阻,該電熱毯的額定電壓為220 V,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電熱毯處于高溫加熱狀態(tài),其預(yù)定加熱功率為110 W;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電熱毯處于低溫加熱狀態(tài)。求:(1)該電熱毯的電熱絲R1的阻值大小;(2)該電熱毯處于正常工作的高溫加熱狀態(tài)時(shí),30 min 消耗的電能大小;(3)若R2的阻值為660 Ω,則當(dāng)該電熱毯處于低溫加熱狀態(tài)與高溫加熱狀態(tài)時(shí),其中的電熱絲R1所消耗的電功率大小之比。
答案:(1)440 Ω　(2)1.98×105 J　(3)4∶25　解析:(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),只有R1接入電路中,電熱毯處于高溫加熱狀態(tài),
(2)電熱毯處于高溫加熱狀態(tài)時(shí),30 min消耗的電能W=P額t=110 W×30×60 s=1.98×105 J。(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電熱毯處于低溫加熱狀態(tài),R1、R2串聯(lián),此時(shí)電路中的電流
R1的實(shí)際功率P實(shí)=I2R1=(0.2 A)2×440 Ω=17.6 W,則當(dāng)該電熱毯處于低溫加熱狀態(tài)與高溫加熱狀態(tài)時(shí),其中的電熱絲
4.(2019·湖南懷化中考)如圖甲是定值電阻R1和標(biāo)有“8 V　8 W”燈泡L的I-U關(guān)系圖象。如圖乙所示,電源電壓恒定不變,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為12 Ω。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合,開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi),將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P滑到b端時(shí),燈泡L的實(shí)際功率為1 W。求:
(1)燈泡正常發(fā)光10 s,電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生的熱量;(2)電源電壓;(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1,S2同時(shí)閉合,調(diào)節(jié)滑片P,求電路消耗的最大功率。
答案:(1)80 J　(2)8 V　(3)14.4 W
(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合,開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi),將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P滑到b端時(shí),燈泡與整個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。由圖象知,燈泡實(shí)際功率P實(shí)L=1 W時(shí),燈泡兩端電壓為U實(shí)L=2 V,I實(shí)=0.5 A,
所以電源電壓為U=U實(shí)L+U2=2 V+6 V=8 V。
電路消耗的最大總功率為P總=P實(shí)L'+P1=8 W+6.4 W=14.4 W。
(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S1、S2同時(shí)閉合,滑動(dòng)變阻器滑片位于最左端,燈泡和定值電阻R1并聯(lián)。因?yàn)閁實(shí)L'=U=U額=8 V,所以燈泡實(shí)際功率P實(shí)L'=P額=8 W;
5.(2019·湖北鄂州中考)某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行探究,電源電壓恒為9 V,更換5個(gè)定值電阻Rx,得到如圖乙所示的圖象。則
(1)該同學(xué)探究的是　　　　　　　　的關(guān)系;?(2)五次記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,電壓表的示數(shù)為多少?滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍是多少?答案:(1)電流與電阻　(2)5 V　4~20 Ω　
解析:(1)由圖乙可知,通過(guò)定值電阻的電流隨其阻值的變化而變化,但電流和電阻的乘積不變,所以,該同學(xué)探究的是電流與電阻的關(guān)系。(2)由圖乙可知,五次記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,Ux=IRx=1.0 A×5 Ω=0.2 A×25 Ω=5 V,即電壓表的示數(shù)為5 V;當(dāng)Rx=5 Ω時(shí)電路中的電流I=1.0 A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小,
電阻等于各分電阻之和,所以,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值R滑=R總-Rx=9 Ω-5 Ω=4 Ω;當(dāng)Rx'=25 Ω時(shí)電路中的電流I'=0.2 A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大,
則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值R滑'=R總'-Rx'=45 Ω-25 Ω=20 Ω,所以,滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍是4~20 Ω。　
6.(2019·內(nèi)蒙古赤峰中考)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)電飯鍋、電高壓鍋等用電器的功率都是可以調(diào)節(jié)的。于是,他們利用實(shí)驗(yàn)室中的器材,設(shè)計(jì)了一個(gè)功率可以調(diào)節(jié)的電路(如圖所示)來(lái)模擬上述電器的工作狀況。已知R1=10 Ω,學(xué)生電源提供的電壓為12 V且保持不變,R1、R2電阻保持不變。(1)開(kāi)關(guān)S1閉合且開(kāi)關(guān)S2接a時(shí),電路的總功率為21.6 W。①此時(shí)R1與R2并　聯(lián);?②求電路中總電流和R2阻值。(2)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)且開(kāi)關(guān)S2接b時(shí),求:10 s時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)整個(gè)電路做的功。

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