專題概述本專題包含滑動(dòng)變阻器、開關(guān)及敏值電阻有關(guān)的動(dòng)態(tài)電路分析與計(jì)算。我們要學(xué)會(huì)分析滑動(dòng)變阻器或者敏值電阻的變化與電路中物理量變化范圍的對(duì)應(yīng)性，在此基礎(chǔ)上依據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、確定所用的公式分析計(jì)算。
類型一、開關(guān)變化引起的動(dòng)態(tài)電路電路的定性分析(1)畫出開關(guān)斷開或閉合時(shí)的等效電路;(2)根據(jù)同一電路電源電壓不變,判斷各個(gè)狀態(tài)下的電流或電壓;(3)對(duì)比不同狀態(tài)的電流或電壓,確定變化情況。串聯(lián)電路：如圖甲所示，開關(guān)從斷開到閉合過程中，相關(guān)物理量的變化分析如圖乙所示。
【例1】在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合時(shí)(　　)A．電流表A示數(shù)不變B．電壓表V示數(shù)變小C．電路消耗的總功率不變D．電路的總電阻變小
【解析】由圖可知，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，該電路為串聯(lián)電路，電壓表測(cè)量的是電源電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，R2被短路，該電路為只有R1的電路，電壓表測(cè)量的是電源電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；電源電壓不變，電路的總電阻減小，根據(jù)I 可知，電路中的電流會(huì)變大，即電流表示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤，D正確；由于電源電壓不變，所以電壓表示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)P＝UI可知，電路消耗的總功率變大，故C錯(cuò)誤。
【總結(jié)】本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是分清開關(guān)閉合前后電路圖的變化和電表的正確使用。
并聯(lián)電路：如圖甲所示，開關(guān)從斷開到閉合過程中，相關(guān)物理量的變化分析如圖乙所示。
【例2】如圖所示，電源電壓恒定，閉合S1，小燈泡發(fā)光，再閉合S2時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是(　　)?A．電壓表示數(shù)增大B．電流表示數(shù)變小C．小燈泡變亮D．小燈泡亮度不變
【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過燈泡的電流，電壓表測(cè)電源兩端的電壓；A.再閉合開關(guān)S2后，燈泡與定值電阻并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，電壓表仍測(cè)電源兩端的電壓，由電源兩端的電壓恒定可知，電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；BCD.因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，通過燈泡的電流不變，燈泡的亮度不變，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流變大，即電流表的示數(shù)變大，故BC錯(cuò)誤，D正確。
【總結(jié)】本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用。由電路圖可知，閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)通過燈泡的電流，電壓表測(cè)電源兩端的電壓；根據(jù)電源的電壓可知電壓表示數(shù)的變化，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過燈泡的電流的變化，進(jìn)一步得出小燈泡的亮暗變化，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知干路電流的變化。
電路的定量分析(1)分析清楚每次開關(guān)變化前后的電路連接，明確電流表和電壓表分別測(cè)量那部分電路，分析清楚電路變化前后所討論的用電器或者電路中的電壓、電流和電阻的變化；(2)根據(jù)開關(guān)變化前后電路連接的實(shí)際變化所形成的實(shí)際電路的電路圖，找到題目中的數(shù)值條件標(biāo)注在對(duì)應(yīng)于等效電路的元件旁，根據(jù)已知條件，運(yùn)用歐姆定律、電功電功率公式、串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及物理量的比例關(guān)系或者等量關(guān)系列式計(jì)算。
【例3】小明利用如圖所示的電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值，電源電壓不變，R0為阻值已知的定值電阻。當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為I1。則電源電壓為U＝　　　　 　，Rx＝ 　 　。
【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合，S1斷開，兩只電阻串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知Rx兩端電壓為Ux＝IRx，R0兩端電壓為U0＝IR0，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，定值電阻R0短路，Rx兩端電壓等于電源電壓，為U＝I1Rx，由于電源電壓一定，所以U＝Ux+U0，即I1Rx＝IRx+IR0
【分析】當(dāng)開關(guān)S閉合，S1斷開，兩只電阻串聯(lián)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，定值電阻R0短路，根據(jù)歐姆定律分別得出電源電壓不變的表達(dá)式，即可得出電源電壓和Rx的表達(dá)式
【例4】如圖所示，電源電壓6 V保持不變，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R3＝30 Ω，若只閉合S2、R1與R2兩端電壓之比為 　 　；若同時(shí)閉合三個(gè)開關(guān)，R2與R3電流之比為 　 ?。浑娐分械淖畲蠊β士蛇_(dá) 　　W。
【解析】(1)由圖知，若只閉合S2，R1、R2串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，所以此時(shí)R1與R2兩端的電壓之比為：(2)若同時(shí)閉合三個(gè)開關(guān)，對(duì)R1短路，電阻R2、R3并聯(lián)，因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路電壓相等，所以R2與R3電流之比：
【總結(jié)】本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，明確開關(guān)閉合前后電路的連接是解題的關(guān)鍵。(1)由圖知，若只閉合S2，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)和歐姆定律算出此時(shí)R1與R2兩端的電壓之比；(2)若同時(shí)閉合三個(gè)開關(guān)，對(duì)R1短路，電阻R2、R3并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律算出通過R2與R3電流之比；(3)根據(jù)電阻的串并聯(lián)特點(diǎn)和P 可知同時(shí)閉合三個(gè)開關(guān)電阻R2、 R3并聯(lián)時(shí)電路中的最大功率，根據(jù)P 即可求出最大功率。
類型二、滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)電路電路的定性分析1.串聯(lián)電路:①確定滑動(dòng)變阻器的阻值變化;②根據(jù)歐姆定律判斷電路中電流的變化;③根據(jù)U=IR確定定值電阻兩端的電壓變化;④根據(jù)U=U1+U2確定滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化，并進(jìn)一步分析出電功率的變化。如圖甲所示，開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器滑片從左向右滑動(dòng)的過程中，燈泡的亮度及電壓表的示數(shù)變化情況分析如圖乙所示。
【例5】如圖所示，電源電壓不變，開關(guān)S閉合后，把滑片P向右移動(dòng)，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將 　 　，電壓表示數(shù)將 　 　(兩空均選填“變大”“變小”或“不變”)。
【解析】由圖可知，R與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；開關(guān)S閉合后，滑片P向右移動(dòng)，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將變大，根據(jù)電阻的串聯(lián)規(guī)律可知，電路的總電阻變大，由歐姆定律可知，電路中的電流變小；根據(jù)U＝IR可知，R兩端的電壓變小，所以電壓表示數(shù)將變小。
【分析】R與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，滑片P向右移動(dòng)分析滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化，根據(jù)電阻的串聯(lián)確定總電阻變化，由歐姆定律判斷電路中的電流變化，根據(jù)U＝IR確定電壓表示數(shù)變化。
2.并聯(lián)電路:①確定滑動(dòng)變阻器的阻值變化;②根據(jù)歐姆定律判斷滑動(dòng)變阻器所在支路的電流變化;③根據(jù)I=I1+I2確定干路的電流變化，在此基礎(chǔ)上分析出電功率的變化。如圖甲所示，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況分析如圖乙所示。
【例6】如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān)S，將滑片P向右移動(dòng)的過程中(忽略燈絲電阻的變化)，下列說法中正確的是(　　)A．電流表A1示數(shù)變小，電壓表V示數(shù)不變B．電流表A示數(shù)變大，燈泡亮度變亮C．電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值不變D．電壓表V示數(shù)與電流表A和A1示數(shù)之差的比值不變
【解析】由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，電流表A測(cè)干路電流，電流表A1測(cè)滑動(dòng)變阻器支路的電流；AB.因電源電壓保持不變，所以，滑片移動(dòng)時(shí)，電壓表V的示數(shù)不變；因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以，滑片移動(dòng)時(shí)，通過燈泡支路的電流不變，燈泡的亮度不變；閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變小，由I 可知，通過滑動(dòng)變阻器的電流變大，即電流表A1示數(shù)變大；因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流變大，即電流表A的示數(shù)變大，故AB錯(cuò)誤；
C.根據(jù)R 可知，電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值為滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，因變阻器接入電路的電阻變小，則該比值變小，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，電流表A和A1示數(shù)之差為通過燈泡的電流；根據(jù)R可知，電壓表V示數(shù)與電流表A和A1示數(shù)之差的比值為燈泡的電阻(忽略燈絲電阻的變化)，則該比值保持不變，故D正確。
【分析】分析清楚燈泡與滑動(dòng)變阻器的并聯(lián)關(guān)系，明確電壓表測(cè)電源的電壓，電流表A測(cè)干路電流，電流表A1測(cè)滑動(dòng)變阻器支路的電流。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析：根據(jù)電源的電壓可知滑片移動(dòng)時(shí)電壓表示數(shù)的變化，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知滑片移動(dòng)時(shí)通過燈泡支路的電流變化和燈泡亮度的變化；根據(jù)滑片的移動(dòng)方向判定滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的變化，根據(jù)歐姆定律判定通過滑動(dòng)變阻器電流的變化，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系求出干路中電流的變化；根據(jù)R 分析電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值的變化；根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律和R 分析電壓表V示數(shù)與電流表A和A1示數(shù)之差的比值的變化。
3.混聯(lián)電路:①判斷混聯(lián)類型,即先串后并或先并后串;②判斷滑動(dòng)變阻器所在部分的電阻變化;③判斷干路中的電流變化;④判斷阻值不變部分的電流或電壓變化;⑤根據(jù)串并聯(lián)電路的電流和電壓規(guī)律,判斷滑動(dòng)變阻器的電流和電壓變化。接著分析電功率的變化就很容易了。
【例7】如圖所示電路，電源電壓保持不變，R1和R2為定值電阻，閉合開關(guān)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過程中，下列選項(xiàng)正確的是(　　)A．電壓表的示數(shù)減小B．兩電流表的示數(shù)均增大C．電壓表V與電流表A2的示數(shù)的比值增大D．電壓表V跟電流表A1的示數(shù)的乘積減小
【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)，R1與R2并聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)并聯(lián)部分的電壓，電流表A1測(cè)干路電流，電流表A2測(cè)R2支路的電流。ABD．在滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過程中，變阻器接入電路中的電阻減小，電路的總電阻減小，由I 可知，電路中的總電流增大，即電流表A1的示數(shù)增大，由U＝IR可知，并聯(lián)部分的電壓增大，即電壓表V的示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤；
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由I 可知，R2支路的電流增大，即電流表A2的示數(shù)增大，故B正確；由電壓表V的示數(shù)增大和電流表A1的示數(shù)增大可知，電壓表V跟電流表A1的示數(shù)的乘積增大，故D錯(cuò)誤；C．由R 可知，電壓表V與電流表A2的示數(shù)的比值等于R2的阻值，則其比值不變，故C錯(cuò)誤。
【總結(jié)】本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，要注意電壓表V與電流表A2的示數(shù)的比值轉(zhuǎn)化為R2的阻值來處理。
電路的定量分析根據(jù)題干中的數(shù)據(jù)或者I-U、I-R圖像，結(jié)合電流表和電壓表所測(cè)的物理量屬于那一段電路或者哪一個(gè)電阻，結(jié)合具體數(shù)據(jù)列式計(jì)算。解答這類題目時(shí)還要注意滑動(dòng)變阻器是否出現(xiàn)最大值或者“零”的情形，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器移至“零”時(shí)相當(dāng)于導(dǎo)線，會(huì)改變電路的連接方式。注意電路中各元件的安全。
【例8】如圖所示，電源電壓恒為6 V，電流表量程為0～0.6 A，電壓表量程為0～3 V，定值電阻R1的阻值為10 Ω，滑動(dòng)變阻器R2的規(guī)格為“20 Ω 0.5 A”。閉合開關(guān)S，在確保電路安全的前提下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，下列說法中正確的是(　　)A．電路消耗的最大總功率為3 WB．電流表示數(shù)的變化范圍為0.2 A～0.5 AC．滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值為2 ΩD．電阻R1消耗的最大功率為0.9 W
【解析】由電路圖可知，閉合開關(guān)S，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。當(dāng)電壓表的示數(shù)U1＝3 V時(shí)，電路中的電流I 0.3 A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.5 A，所以，電路中的最大電流為0.3 A，故B錯(cuò)誤；
此時(shí)電路消耗的功率最大，電阻R1消耗的功率最大，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值最小，則電路消耗的最大功率：P大＝UI＝6 V×0.3 A＝1.8 W，故A錯(cuò)誤；此時(shí)電路的總電阻：R總 20 Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值：R2小＝R總﹣R1＝20 Ω﹣10 Ω＝10 Ω，故C錯(cuò)誤；電阻R1消耗的最大功率：P1大＝U1I＝3 V×0.3 A＝0.9 W，故D正確。
【分析】分析清楚閉合開關(guān)S后，定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2的串聯(lián)關(guān)系，明確電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。在此基礎(chǔ)上根據(jù)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)為3 V時(shí)電路中的電流，然后與電流表的量程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路的最大電流，此時(shí)電路消耗的功率最大，電阻R1消耗的功率最大，滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值最小，利用P＝UI求出電路消耗的最大功率，利用歐姆定律求出此時(shí)電路的總電阻，再利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器R2接入電路的最小阻值，根據(jù)P＝UI求出電阻R1消耗的最大功率。
【例9】如圖小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)測(cè)液體的密度儀，桶中無液體時(shí)，滑片P指向a處。測(cè)量時(shí)，將待測(cè)液體加滿小桶，彈簧所受外力增加F，滑片P向下移動(dòng)x，F(xiàn)與x的關(guān)系如表。穩(wěn)定后閉合開關(guān)，就能從改造后的電流表刻度盤上讀出液體密度大小。電阻絲ab長(zhǎng)20 cm、阻值為40 Ω(其阻值與長(zhǎng)度成正比)，電源電壓恒為6 V，彈簧電阻恒為1 Ω，R0為11 Ω，小桶的容積為20 cm3，忽略滑片與電阻絲間的摩擦，所測(cè)液體密度增大，電流表示數(shù) 　 　(選填“增大”“增小”或“不變”)，該密度儀所能測(cè)量的最大密度為　　g/cm3。電流表刻度為0.2 A處應(yīng)標(biāo)為 　　g/cm3，此密度儀的刻度值分布 　 　(選填“均勻”或“不均勻”)。
【解析】閉合開關(guān)，彈簧和兩電阻串聯(lián)接入電路，電流表測(cè)通過電路的電流，若所測(cè)液體密度增大，根據(jù)m＝ρV可知液體的質(zhì)量變大，根據(jù)G＝mg可知液體的重力變大，由圖可知滑片下移，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和，所以電路總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)增大；
類型三、敏感電阻阻值變化引起的動(dòng)態(tài)電路電路定性分析(1)確定敏感電阻與外界條件的關(guān)系;(2)根據(jù)題干信息確定敏感電阻的阻值變化;(3)根據(jù)串并聯(lián)電路的相關(guān)知識(shí)判斷相應(yīng)的電流或電壓變化。
【例10】如圖是某款電子測(cè)溫儀及它內(nèi)部的原理圖，電源電壓保持不變，顯示儀由電壓表改裝而成，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，R0為定值電阻。下列說法正確的是(　　)A．被測(cè)者體溫越高，電路中的電流越小B．被測(cè)者體溫越高，定值電阻R0兩端電壓越大C．被測(cè)者體溫越低，整個(gè)電路消耗的功率越大D．將R0換為阻值更大的電阻，測(cè)相同溫度時(shí)，顯示儀示數(shù)變小
【解析】已知顯示儀由電壓表改裝而成，根據(jù)電路圖可知，R與R0串聯(lián)，顯示儀(電壓表)測(cè)R0兩端的電壓；AB.因熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而減小，所以，被測(cè)者體溫越高，R的阻值越小，電路的總電阻越小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流越大；根據(jù)U＝IR可知，定值電阻R0兩端電壓越大，故A錯(cuò)誤，B正確；C.與之相反，被測(cè)者體溫越低，則電路中的電流越小，由P＝UI可知，整個(gè)電路消耗的功率也越小，故C錯(cuò)誤；D.溫度相同時(shí)，說明熱敏電阻的阻值不變，將R0更換為阻值更大的電阻，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，R0兩端分得的電壓變大，即顯示儀示數(shù)會(huì)變大，故D錯(cuò)誤。
【例11】冬季我國(guó)有些內(nèi)陸地區(qū)霧霾頻發(fā)，為了監(jiān)測(cè)PM2.5指數(shù)，某科技小組設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置，電路原理如圖所示。RL是對(duì)PM2.5敏感的電阻元件，當(dāng)環(huán)境中PM2.5指數(shù)增大時(shí)，報(bào)警器S兩端電壓增大并發(fā)出警報(bào)聲。E為內(nèi)阻不計(jì)且電壓恒定不變的電源，R為一可變電阻，下列說法正確的是(　　)A．當(dāng)PM2.5指數(shù)增大時(shí)，RL的阻值增大B．當(dāng)PM2.5指數(shù)增大時(shí)，電流表A的示數(shù)減小C．當(dāng)PM2.5指數(shù)增大時(shí)，可變電阻R兩端電壓增大D．適當(dāng)增大可變電阻R的阻值可以提高報(bào)警器的靈敏度
【解析】由電路圖可知，可變電阻R與敏感電阻RL并聯(lián)后再與報(bào)警器S串聯(lián)，電流表測(cè)RL支路的電流。ABC．由題意可知，當(dāng)環(huán)境中PM2.5指數(shù)增大時(shí)，報(bào)警器S兩端電壓增大并發(fā)出警報(bào)聲，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，并聯(lián)部分電路兩端的電壓變小，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，可變電阻R兩端電壓減小，故C錯(cuò)誤；
由串聯(lián)電路的分壓原理可知，并聯(lián)部分電阻變小，則敏感電阻RL的阻值減小，故A錯(cuò)誤；因報(bào)警器S兩端電壓增大，由I 可知，電路中總電流增大，可變電阻R兩端電壓減小，流過R的電流減小，所以，由并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和可知，流過RL的電流增大，即電流表A的示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；D．可變電阻R的阻值越大，并聯(lián)部分電阻越接近RL，RL對(duì)電路的影響越明顯，從而增大報(bào)警器的靈敏度，故D正確。
電路定量分析首先分析清楚各電表所測(cè)的數(shù)據(jù)代表的電路或者電阻；其次分析清楚敏值電阻隨著敏感條件的變化而變化的規(guī)律，即阻值是變大還是變??；接著要注意敏值電阻的變化不會(huì)引起電路連接方式的改變，只會(huì)引起電路中電阻大小的改變，從而引起電路中的電流、電壓的改變；最后結(jié)合U-I或I-R圖像中的數(shù)據(jù)，列式計(jì)算。 注意電路中各元件的安全。
【例12】空氣質(zhì)量指數(shù)是確保實(shí)現(xiàn)碧水藍(lán)天的重要指標(biāo)，下表的空氣質(zhì)量等級(jí)是按照空氣質(zhì)量指數(shù)劃分的。如圖甲是環(huán)保項(xiàng)目性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的電路原理圖，用電流表顯示空氣質(zhì)量指數(shù)。電源電壓18 V保持不變，定值電阻R0的阻值為100 Ω，氣敏電阻R的阻值與空氣質(zhì)量指數(shù)K的關(guān)系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A．氣敏電阻R的阻值隨空氣質(zhì)量指數(shù)增大而增大B．空氣污染的程度越小，電路中的電流越大C．電路中電流為0.1 A時(shí)，對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量等級(jí)為良D．當(dāng)空氣質(zhì)量指數(shù)為300時(shí)，R0消耗的電功率為2.7 W
【解析】A.由圖乙知，氣敏電阻R的阻值隨空氣質(zhì)量指數(shù)增大而減小，故A錯(cuò)誤；B.由表可知，空氣污染的程度越小，空氣質(zhì)量指數(shù)越小，由圖象知，氣敏電阻R的阻值越大，由圖甲知，氣敏電阻R與定值電阻R0串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，所以電路中電流I ，電源電壓保持不變，R的阻值變大，所以電流中電流變小，故B錯(cuò)誤；
【例13】如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變。R1為阻值隨光照強(qiáng)度增強(qiáng)而增大的光敏電阻，R2為定值電阻，小燈泡L標(biāo)有“12 V 0.3 A”且其I﹣U變化情況如圖乙所示。當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2，小燈泡正常發(fā)光，R2的電功率為P2；當(dāng)閉合所有的開關(guān)，R2的電功率為P′2，且P2：P′2＝1：9。已知電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～15 V。求：(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻；
【解析】(1)由題意可知，當(dāng)小燈泡的電壓為12 V時(shí)，電流為0.3 A，小燈泡正常工作的電阻：【答案】(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻為40 Ω；
(2)電源電壓的大?。弧窘馕觥?2)只閉合開關(guān)S和S2時(shí)，小燈泡L與電阻R2串聯(lián)，小燈泡L正常工作，由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，此時(shí)通過電阻R2的電流：I2＝IL＝0.3A，R2的功率：P2＝I22R2＝(0.3A)2×R2，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，R2兩端的電壓：U2＝U﹣UL＝U﹣12V，由歐姆定律可知，R2兩端的電壓：U2＝I2R2＝0.3A×R2，即：U﹣12V＝0.3A×R2……①當(dāng)閉合所有的開關(guān)，小燈泡被短路，電阻R1與R2并聯(lián)，R2的功率：P2′，由題已知，P2：P2′＝(0.3A)2×R2 ：1：9……②由①②解得：U＝18V，R2＝20Ω；【答案】(2)電源電壓為18V；
(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2，定值電阻R2工作100 s消耗的電能；【解析】(3)只閉合開關(guān)S和S2，燈泡L與電阻R2串聯(lián)，小燈泡L正常工作，R2消耗的電能為：W＝I22R2t＝(0.3 A)2×20 Ω×100 s＝180 J；【答案】(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S2，定值電阻R2工作100 s消耗的電能為180J；
(4)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，改變照射在光敏電阻R1的光照強(qiáng)度，在保證各【解析】(4)只閉合開關(guān)S、S1，燈泡L與R1串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，為了保護(hù)小燈泡，當(dāng)燈泡正常工作時(shí)，電路中的電流最大，光敏電阻最小，由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，光敏電阻兩端的電壓：U1?。経﹣UL＝18 V﹣12 V＝6 V，由歐姆定律得，光敏電阻最小值為：

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