【精品】2021年中考物理压轴题大揭秘专题:11 复杂的动态电路分析(原卷版和解析版)
【内容简介】考点01:电表判断类动态电路的分析:此考点通常有两种题型:1:给出表的位置要求根据选根据题目要求,确定表的种类,然后再根据题中开关的通断,判断电路中连接情况及电表的作用,然后运用电学公式求解某个物理量的变化情况。2:在确定电表的种类后要求改变电表的种类或通过开关的通断改变了电表在电路中的作用,然后利用电学公式分析某个量的变化情况。【名师点睛】正确解答此考点中的题目,通常必须先根据题目或每个选项的要求在不造成电路短路及保证电路能正常工作的前提下,确定电表的种类,然后才能对电路进行分析,再利用电学公式分析某个量的变化情况;另外此类题难度较大,在较难确定电表种类的前题下可采用“假设法”假设电表的种类再根据电路的连接情况及电流表和电压表各自的特点判定假设的电表种类的正误,然后再重新分析电路,解决某个物理量的变化情况,例1:(2020河北中考试题)如图所示,电源电压不变,a.b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0;当S1和S2闭合,S3断开时,电流表A1的示数为I0;再闭合S3,电流表A1的示数为2I0,下列说法中正确的是( ) A:开关均闭合时,电路消耗的功率为2I02R0B:开关均闭合时,a、b互换前后A2的示数之比为1:2C:将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,P从中点移到阻值最大端,变阻器消耗的功率变化量为I02R0/2D:用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接情况有四种。【答案】A、B、D【解析】当闭合S1和S2,断开S3时,b和R并联,电流表示数为I0,再闭合S3时,a、b和R并联,增加了一个a,电流表的示数为2I0,说明通过a的电流为I0,所以a是电阻,b是电压表,电源电压为U=I0R0,当开关均闭合时,干路中的电流为2I0,电路消耗的功率P=U×2I0=2I02R0,故A选项是正确的;a、b互换前A2测通过R的电流,示数为I0,当a、b互换后,A2测得是通过定值电阻R的总电流为2I0,所以示数之比为1:2,B选项是正确的;将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1和S2,整个电路中R和变阻器串联,当滑片P在中点时,电路中的总阻值为3R0/2,电路中的电流I1=U/R总=I0R0/(3R0/2)=2I0/3,滑动变阻器消耗的功率P1=I12×R0/2=2I02R0/9,当滑动变阻器P滑到阻值最大端时,电路中的总电阻为2R0,电路中的电流I2=I0R0/2R0=I0/2。滑动变阻器消耗的功率P2=I22R0=I02R0/4,变阻器的功率变化量△P=P2-P1=I02R0/36,故C选项错误;若用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a,A2示数不变,不能替换a,若替换R,A3的示数不变,不能替换R,当替换b时,当三个开关都闭合时,a、滑动变阻器、R并联,移动滑片,三个电流表示数均变化且变化量相等;当只闭合S1时,电路中只有滑动变阻器,移动滑片三个电流表的示数均变化且变化量相等;当闭合S1、S2时,滑动变阻器和R并联,移动滑片三个电流表的示数均变化且相等;当只当闭合S1、S3时,滑动变阻器和a并联,移动滑片,三个电流表的示数均变化且变化量相等,所以满足上述要求的电路连接方式有四种故D选项是正确的;综合上述分析可知,此题应选A。B、D。【变式1-1】(2020•岳阳)如图所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化则( )A.a表是电压表B.先闭合S1、S2,再闭合S3,a表示数无变化C.S1、S2 、S3都闭合,移动滑片P, a、 b两表示数无变化D.S1、S2、S3都闭合,b表示数除以a表示数等于电阻R1的阻值。 【答案】C【解析】只闭合S1时,a表无示数,b表有示数,c表有示数且示数随滑片P的移动发生变化。分析得出, c表、a表可能是电流表,b表是电压表;先闭合S1、S2,只有R3接入电路,a表(电流表无示数),再闭合S3,电阻R1、R2、R3并联连接,a表测量电阻R1、R2的电流,所以a表(电流表)示数增大;开关S1、S2 、S3都闭合,电阻R1、R2、R3并联连接,移动滑片P,电压表b、 电流表a两表示数无变化,a表测量电阻R1、R2的电流,电压表b除以电流表a的示数等于电阻R1、R2并联的等效电阻。综上述分析可知,此题应选C。【变式1-2】(2018河北中考试题)(多选)如图8所示,电源电压不变,a、b、c为电流表或电压表。只闭合S1时,a表无示数, b表有示数。S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,下列判断正确的是( )A.a表是电压表B.先闭合开关S1,再闭合S2,电路中的总电流变大C.只闭合S1,P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积大于其电功率的变化量D.开关均闭合,电路的总功率为P1:若将c表换成另一种电表,再闭合S1、S2,电路的总功率为P2,则P2>P1 【答案】B、D【解析】只闭合S1时,电阻R1、R2、R3三者串联,此时b表有示数,a表无示数,一定是b表为电压表,a表为电流表,才能出现这种情况,所以A选项是错误的;当S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,可知c表为电压表,先闭合S1时,三个电阻串联,再闭合S2时,只R1连入电路,所以电路中总电阻变小,而电源电压不变,所以电路中总电流变大,故B选项是正确的;C选项中,只闭合S1时三个电阻串联,P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积为△U×△I而R2功率的变化量为△P=(I22-I12)R2=(I2-I1)×(I2+I1)×R2=△I×R2×(I2-I1)=△U×(I2-I1)所以P向右移动,R2两端的电压变化量与电流变化量的乘积小于其电功率的变化量,駇C选项错误。D选项中,当开关均闭合,此时只R1连入电路,此时电路的总功率为P1=U2/R1,当将C表由电压表换为电流表后,开关均闭合时,三个电阻并联,此时电路的总功率P2=U2/R1+ U2/R2+ U2/R3,所以此时P2>P1,故D选项是正确的;综合上述分析,此题应选B、D。【名师点睛】此题是一道动态电路的难题,考查了电路串、并联的识别,电压表及电流表在电路中的作用,及对欧姆定律、电功率的公式的运用,是一道综合性较强的电路难题。要正确解答此题,应首先根据电路中的两个电表的位置及有无示数情况,先判断出b表是电压表,a表为电流表,再根据S1、S2都闭合时,滑片P向右滑动,c表的示数不变,,可判断出c表为电压表;然后即可根据开关的断开及闭合情况,判断出三个电阻的连接情况,然后利用欧姆定律及电功率的计算公式即可求解B、C、D选项的正误。
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资料审核:czwlzx
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