文档内容
(五)电学重难点瓶颈突破专题解析版
专题 23 动态电路问题攻略解析版
【考查重难点剖析】
1、考点定位:
1)电学是初中物理最重要的板块之一,而动态电路问题则是电学问题的重点,在全国各省市中考
物理试题中,动态电路问题考查可以说是每考必有,地位非常突出,是必考内容。
2)动态电路问题考查形式比较固定,以选择题、计算题居多,偶然也会见于实验探究题及填空题、
综合应用题等题型之中。因电路动态变化,现象复杂而难把握,普通认为是初中物理最难点,个别
省市作为压轴题,用来提高试题的区分度用。
2、考点剖析:
动态变化特点剖析
考点整合
对电路的影响 动态电路例举 例举变化解析
①若只闭合S ,则形
2
情
成R
1
与R
2
串联;
“开关通断”引起的 可以引起电路性质
况
“电路动态变化” 的改变 ②若开关均闭合,则
一
R 被短路,R 与R 并
1 2 3
联
不会改变电路的性
情 弹簧挂上重物,P由上
“可变电阻”引起的 质,会改变电路中
况 往下滑动时,示数变
“电路动态变化” 的电流,及局部电
二 小、示数变大
压
①若只闭合S ,P向右
1
滑,则R 与R 串联,
1 2
情 “开关通断”与“可变 电路的性质,电表 示数变小、示数变
况 电阻”共同引起的“电 的示数均会发生改 大;②若开关均闭
三 路动态变化” 变 合,则R 被短路,R
2 1
与L并联,移动滑片电
表示数不改变
①若甲乙填电流表,
只闭合S ,则R 与R
1 1 2
情 “电表”引起 填入不同电表,电 并联;
电表动
况 的“电路动态 路的连接方式可能
态变化 ②若甲乙填电压表,
四 变化” 不同
开关均闭合,则R 与
1
R 串联
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】电流表 故障,会影响到用 S闭合,若断路,则L
1
故障 电器的正常工作 停止工作
开关闭合,若短路,
电压表 若短路,会影响电
则电路由串联变化为
故障 路的连接方式
并联
用电器故障会影响
情
“用电器故障”引起的 电路的连接方式, S闭合,若L断路,则
况
“电路动态变化” 更会影响电表的示 电路只有可以工作
五
数
【突破技巧】
1、动态电路问题一般包括这样几种情况:开关引起的电路动态变化问题;变阻器滑片移动引起电
路动态变化问题;两表的示数变化问题;而且动态电路与电路故障常常综合;考生的瓶颈就是因问
题情况的复杂,解决问题手段的无力而形成。
2、在中考物理总复习过程中,动态电路问题是教学最难点,因动态变化的电路变化,可能引起的
现象多而杂,可对应规律同样多而杂,教学难度成倍增加,好多老师选择放弃中下等学生。如何有
效突破该难点,是初中物理学中迫切需要解决的问题。
3、难点:
①找不到切入点而无从下手;
②理不清电路的本质;
③现象的变化易混而糊涂;
④不会应用公式解决问题;
⑤电表的动态变化问题也是难点。
3、难点原因分析:
①不知道从何处入手,不会分析电路是难点形成的重要原因;
②不会作等效电路图,是分析电路的瓶颈;
③电学规律应用不熟练,对应不到电路之中。
④数学基础差,数学手段缺乏,甚至有列式完成不会计算情况,影响到物理的分析计算。
⑤方法技巧也是解决问题失败的原因之一。
4、“难点”突破技巧:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【技巧一】——“先删后加法”
要点:此法用于判断电路的性质,排除动态变化的干扰,有效作出“动态电路图”。
做法:
①在分析判断电路的动态变化前,先将“电流表”用“导线”代替,将“电压表”直接“删
除”排除电流表与电压表的干扰。
②根据电路的动态变化情况,将电路中所有不工作的元件及电路部分均“删除”,只保留工作
电路部分,可有效生成“等效电路图”。
③再根据电路分析的实际需要,将相关对应的电流表与电压表加入到“等效电路图”。
【技巧二】——“方程组法”
要点:此法用于解决“多情境”复杂动态电路问题。有的电路变化复杂,已知条件少,单个的
“等效电路图”列式求解会出现至少两个未知量而无解。
做法:①对应“等效电路图”,依据已知条件,根据现象的对应公式列式;
②将多个情境的“等效电路图”所列式,组成“方程组”求解。
特别注意:在列式时,应尽可能以“定值电阻”和“电源电压”这两个“稳量”为未知量。
【技巧三】——“稳量列式法”
要点:此法用于解决“多情境”复杂动态电路,无法一步求解的问题。
做法:若作出“等效电路图”后,利用已知条件、及涉及物理现象的相关公式无法完成求解。
①放弃对结论问题的求解。
②利用“ ”(或“ ”的推导公式“ ” )分别对应不同的“等效电
路图”,以“定值电阻”和“电源电压”这两个“稳量”为未知量进行列式。
③将所列“欧姆定律”关系式,组成“方程组”求解,可顺利求得“定值电阻”和“电源
电压”两个“稳定量”。这样题中的已知条件就会大大增加,问题就迎刃而解。
5、例析:
例:(2022 武汉)如图所示的电路中,电源电压U保持不变。①只闭合开关S和S,调节滑动变
3
阻器的滑片,当电流表的示数为 0.2A时,电压表V 的示数为1V;②只闭合开关S和S ,电压表
2 2
V 和V 的示数分别为U 和U ,电流表的示数为I ;③只闭合开关S、S 和S ,将滑片移动到最左
1 2 1 2 1 1 3
端时,电流表的示数为I ,此时电路的功率为P ;保持滑片位置不变,再闭合开关S ,电流表的示
2 1 2
数变化了 0.2A。此时电路的功率为 P ;已知 I :I=1:9;U :U=1:2,下列说法正确的是
2 1 2 1 2
( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. U=6V B. I=0.1A
1
C. R =10Ω D. P :P=7:9
2 1 2
【答案】B
【解析】分析题意,明显的动态电路问题。应用“先删再加法”分析电路可知,只闭合开关S和S
3
时,R 与变阻器R串联,V1测R 两端电压,V2测变阻器两端电压;此时变阻器接入电路电阻
1 1
;电源电压为 ,记为①式;只闭合开关
S 和 S 时,R 、R 、R 串联,电压表 V 测量 R 两端电压,V 测量 R 和 R 的总电压,则有
2 1 2 3 1 1 2 2 3
; 已 知 U : U=1 : 2 , 则 有 , 记 为 ② 式 ;
1 2
,记为③式;只闭合开关S、S 和S ,将滑片移动到最左端时,R 与R 并联,电
1 3 1 2
流 表 测 干 路 电 流 , 则 有 , 记 为 ④ 式 ; 已 知 I : I=1 : 9 , 则 有
1 2
,化简可得: ,记为⑤式;应用“列
方程组法”,组①⑤可得:R =2R ;R =3 ;则有 ;保持滑片位置不变,再⑥闭合开关
1 2 3 R
S ,R 、R 、R 并联,则通过R 电流为0.2A,则有 ,记为式;组
2 1 2 3 3
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】①⑥可得:U=3V;R =10Ω;R =5Ω;R =15Ω;由③式可得,I=0.1A;由④式可得,I=0.9A;则
0 1 2 3 1 2
有 ;ACD错误;B正确;故,选B。
【考场试手】
1、(2021兰州 A卷)如图所示的电路,电源电压恒定不变,灯泡L上标有“12 V 6 W”的字
样,只闭合开关S ,将滑动变阻器R 的滑片P从最右端向左移动一段距离,此过程中电流表示数
1 2
变化了0.2 A,电压表示数变化了2 V;再闭合开关S 和 S ,电流表示数又变化了1.1 A,此时灯泡
2 3
L恰好正常发光.下列说法中错误的是( )
A. 滑动变阻器R 的最大阻值为30 Ω
2
B. 电源电压为12 V
C. 定值电阻R 的阻值为10 Ω
1
D. 只闭合开关S,电路总功率的变化范围为4.8 W~14.4 W
1
【答案】A
【解析】应用“先删再加法”分析动态电路可知,同时闭合开关S、S 和S,变阻器R 被短路,R
1 2 3 2 1
与灯泡L并联,已知灯泡L恰好正常发光,因而电源电压为12 V,B正确,不符合题意;只闭合开
关S ,R 与滑动变阻器R 串联,滑片P从最右端向左移动一段距离,R 接入电路的阻值减小,分
1 1 2 2
压减少,电压表示数变化了2 V,则R 两端的电压增加了2 V,电流增大0.2 A,滑片P移动前电路
1
电流I=,滑片P移动后电路电流I′==,则有I′-I=-=0.2 A,解得R =10 Ω,C正确,不符合
1
题意;闭合开关S 和S ,R 与灯泡L并联,通过灯泡L的电流I ===0.5 A,通过定值电阻R 的
2 3 1 L 1
电流I ===1.2 A,则电流表示数为I″= I +I =0.5 A+1.2 A=1.7 A;由题意可知,只闭合开
R1 L R1
关S ,R 与滑动变阻器R 串联,且滑片P在最右端时,电路电流为I= I″-1.1 A-0.2 A=1.7 A-
1 1 2
1.1 A-0.2 A=0.4 A,即I===0.4 A;解得R =20 Ω,A错误,符合题意;只闭合开关S ,电
2max 1
路总功率最大值为P ===14.4 W;电路总功率最小值为P ===4.8 W;因而只闭合开关
max min
S,电路总功率的变化范围为:4.8 W~14.4 W;D正确,不符合题意;故,选A。
1
2、(2022 临沂)如图所示电路,闭合开关S 、S ,小灯泡L 和L 均正常发光,两电表都有示
1 2 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】数。下列判断正确的是 ( )
A. 电流表A 只测量灯L 的电流
1 2
B. 电流表A 的示数比A 的大
2 1
C. 灯L 被短路时,L 正常发光
1 2
D. 仅断开S 只有一个表有示数
1
【答案】D
【解析】应用“先删再加法”分析电路可知,闭合开关S 、S ,小灯泡L 和L 并联,电流表A 在
1 2 1 2 1
测量干路电流,A错误;电流表A 测量通过支路L 的电流,因而A 的示数比A 的小,B错误;灯
2 1 2 1
L 被短路时,灯泡L 也被短路,L 无法正常发光,C错误;电路动态变化时,若仅断开支路开关
1 2 2
S,只有灯泡L 接入电路,只有电流表A 有示数,D正确;故,选D。
1 2 1
3、(2022 福建)如图,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端
移动过程中,下列说法正确的是( )
A.V 和V 示数不变,A示数变大
1 2
B.V 和A示数的乘积先变大后变小
2
C.V 和A示数之比不变
1
D.V 和A示数之比变小
2
【答案】D
【解析】本题为变阻器滑动引起的动态电路问题。应用“先删再加法”分析电路可知,变阻器与电
阻串联,电流表测电路的电流,V 测电源电压,V 测变阻器的电压。将滑片P从右端向左端移动过
2 1
程中,变阻器连入电路的电阻变小,由串联电阻的特点可知,电路的总电阻变小,根据欧姆定律,
电流表示数变大,R两端电压变大,即,V 表示数变大,V 测电源电压,示数不变,A错误;V 的
1 2 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】示数等于电源电压保持不变,故V 和A示数的乘积变大,B错误; 根据欧姆定律,V 和A示数之
2 1
比,即变阻器连入电路的电阻变小,C错误;根据欧姆定律,V 和A示数之比,即电路的总电阻,
2
结合选项A分析可知,这个比值会变小,D正确;故,选D。
4、(2021 宁夏)如图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R 是定值电阻,
0
传感器R1的电阻随雾霾浓度的增大而减小.当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】C
【解析】本题为可变电阻引起的动态电路问题。应用“先删再加法”分析电路可知,定值电阻R
0
与传感器R 串联。当雾霾浓度增大时,传感器R 的电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,
1 1
由I=可知,电流变大,则电流表的示数变大;定值电阻R 的阻值不变,由U=IR可知,电压表的
0
示数变大;ABD错误;C正确;故,选C。
5、 (2022 烟台)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V 的示数为6 V,电压表V 的
1 2
示数为2 V。下列说法中正确的是 ( )
A. L 两端电压为2 V
1
B. 电源两端电压为4 V
C. 断开开关,只将电压表V 换成电流表,则L 与L 串联
2 1 2
D. 断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L 与L 并联
1 2
【答案】D
【解析】本题为电表变换引起的动态电路问题。分析图可知,S闭合,灯泡L、L 串联,电压表V
1 2 1
测量电源电压,即电源电压U=6 V,B错误;电压表V 测量L 两端电压,即U=2 V;灯泡L 两端
0 2 2 2 1
的电压U=U -U =6 V-2 V=4 V,A错误;断开开关,只将电压表V 换成电流表,只有L 接入电路,
1 0 2 2 1
电流表测电路中的电流,C错误;断开开关,将两个电压表都换成电流表,灯泡L、L 并联,V 处
1 2 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】的电流表测量干路电流,V 处的电流表测量L 中的电流,D正确;故,选D。
1 2
6、(2022 扬州)在如图所示的电路中,电源电压6V,R =12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A
1
量程为0~3A、A 量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 V。当滑动变阻器的滑片P
1
向左移动时,电流表A的示数 ,电压表示数与电流表A 示数的比值 (选填“变
1
大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R 连入电路的阻值最小为 Ω。
2
【答案】 6 变大 不变 2.4
【解析】本题为变阻器滑动引起的动态电路问题。应用“先删再加法”分析电路可知,R 与R 并
1 2
联;电流表A测干路上的总电流,A 测通过电阻R 的电流,电压表测电源电压,已知电源电压恒
1 1
定为6V,因而电压表示数为6V;根据并联电路各支路独立工作互不影响的特点,移动滑片P对电
流表A 的示数没有影响,只对A的示数有影响,当滑片P向左移动时,变阻器阻值变小,通过滑
1
动变阻器的电流要变大,所以干路上电流表 A的示数也要增大,而电流表A 的示数和电压表的示
1
数将不变,所以电压表示数与电流表A 的示数的比值不变。根据并联电路电流的规律可知,电流
1
表A的示数等于电流表A 的示数加上通过滑动变阻器的电流,而电流表A的示数即为通过电阻R
1 1
的电流,则过电阻R1的电流为 ;保证电流表A 安全的情况下,允许通过它
1
的最大电流为它所能测量的最大值,即3A ,所以通过滑动变阻器的最大电流I =3A -0.5A=2.5A;
大
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为 。
7、(2022 南充)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关
S ,R 与R 两个电阻是 联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3;如果把甲
1 1 2
乙全部换成电压表,再闭合S 和S,则甲、乙两表示数之比是 。
1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】并 3∶1
【解析】本题为“填入电表”引起的动态电路问题,应用“先删再加法”分析可得,当甲、乙都是
电流表时,只闭合S ,电阻R 与R 并联,且电流表甲测量通过R 的电流,电流表乙测量干路中的
1 1 2 2
总电流;已知此时甲、乙两表的示数之比是2∶3,即:I∶I =2∶3。根据“并联电路干路中的总电流等
2 总
于各支路电流之和”可知,通过R 的电流和通过R 的电流之比为:I∶I =(I -I)∶I =(3-2)∶2=1∶2;依据
1 2 1 2 总 2 2
“并联法”之“反比”特点,则有R ∶R =I ∶I =2∶1;当甲、乙都是电压表,闭合S 和S ,R 与R 串
1 2 2 1 1 2 1 2
联,电压表甲测量的是总电压,电压表乙测量R 两端的电压;因为串联电路中各处电流相等,根
2
据U=IR可得,R 与R 两端的电压之比为U∶U =2∶1,依据“串联法”之“正比”特点分析可得,
1 2 1 2
电压表甲、乙的示数之比为U ∶U =U∶U =(U +U )∶U2=(2+1)∶1=3∶1。
甲 乙 2 1 2
8、(2022 安徽)如下图,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b
处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为
4.5V,这时灯泡L 两端的电压为 V。
2
【答案】1.5
【解析】本题为电压表接线位置引起的动态电路问题,分析图可知,灯L 和L 串联;a接b时,电
1 2
压表与灯L 和L 并联,测量的是灯L 和L 两端的电压,即电源电压U=6V;a接c时,电压表测
1 2 1 2 0
量的是灯L 两端的电压,U 示数为灯L 两端电压U=4.5V;依据串联电压特点,可求得灯L 两端
1 1 1 1 2
电压U=U ﹣U=6V﹣4.5V=1.5V。
2 0 1
9、 (2022 辽宁)如图所示的电路,只闭合开关S ,将滑动变阻器滑片从最右端向左移动至中
1
点,灯泡L的亮度将 ( 填“变亮”“变暗”或“不变”)。保持滑片位置不动,再闭合开
关S,电压表示数 ,电流表示数 (以上两空均填“变大”“变小”或“不变”)。
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】 变亮 变大 变大
【解析】
【详解】应用“先删再加法”分析电路可知,只闭合开关S,灯泡、定值电阻与滑动变阻器串联,
1
电压表测定值电阻与灯泡L的总电压,电流表测电路电流,将变阻器滑片从最右端向左移动至中点,
滑动变阻器接入电路中的电阻逐渐变小,应用串联分压特点分析可得,灯泡两端分压变大,由
可得,灯丝电阻一定时,灯泡的功率变大,亮度将变亮。保持滑片位置不动,再闭合开关
S ,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器串联, 电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流
2
变大,即电流表示数变大;依据串联电压规律,由U=IR知道,电压表示数变大。
10、 (2022 苏州)在如图甲所示的电路中,电源电压不变,R的阻值为8Ω,灯泡L的电流随电
压变化的关系如图乙所示。闭合开关,灯泡L两端的电压为8V。求:
(1)电源电压;
(2)将图甲中的R换成和L一样的灯泡,10s内一个灯泡消耗的电能;
(3)将图甲中R和L由串联改为并联,整个电路的电功率。
【答案】(1)12V;(2)27J;(3)25.2W
【解析】本题为更换用电器引起的动态电路计算问题。分析可知,电路为R与L串联;
(1)由图乙可知,当灯泡两端的电压U =8V时,I =0.5A;可求得电阻R两端的电压为U =I R
L L R L
=0.5A×8Ω=4V;则可求得电源电压为U=U +U =8V+4V=12V;
L R
(2)若将R换成L后,相当于两个型号规格一样的灯泡串联一起,根据串联分压规律可知,灯泡
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】L两端的电压为 ;由图乙可知,当灯泡两端的电压为6V时,通过灯泡的
电流I' =0.45A;可求得一个灯泡10s内消耗的电能为W' =U' I' t=6V×0.45A×10s=27J;
L L L L
(3)将电阻R与灯L并联,根据并联电路中电压的规律可知,灯L两端的电压为12V,由图乙可
知,当灯L两端的电压为12V 时,通过灯泡的电流为I =0.6A;可求得通过电阻R的电流为
2L
;依据并联电流特点,可求得总电流为I=I" +I =0.6A+1.5A=2.1A;故,
L R
整个电路消耗的电功率为P =UI=12V×2.1A=25.2W。
总
【原创预测】
1. (学科网原创预测)如图电路,若要使L 与L 并联,甲乙丙三个空,应填入电表为 ;
1 2
填好电表后,开关闭合,电路工作正常。若甲乙丙示数突然归零,而L 与L 仍发光,只是亮度略暗,
1 2
则甲乙丙故障可能为 (写出一种)。
【答案】甲丙为电流表、乙为电压表 “甲与丙短路、乙断路”(或“甲与丙断路、乙短路”)
【解析】本题为填入电表引起的动态电路问题。依据题意可知,要求电表填入后使L 与L 并联,应
1 2
用连线法分析可知,甲与丙的位置必须是通路,乙的位置不能连通;依据电表特点分析可知,甲丙
位置只能填“相当于导线的电表”,即电流表;乙的位置只能填“相当于断路的电表”,即电压表;
本题第二空与第一空关联,应特别注意;已知故障为“甲乙丙示数突然归零”,而“L 与L 仍
1 2
发光,只是亮度略暗”,表明L 与L 仍为通路,则可能原因情况复杂,此为分析难点,突破方法为:
1 2
“从电路的性质入手分析”。
先假设“L 与L 并联”,应用连线法分析可知,甲与丙的位置必须是通路,乙的位置不能连通;
1 2
因为已知“甲乙丙示数突然归零”,因而故障可能为“甲与丙短路、乙断路”。
再先假设“L 与L 串联”,应用连线法分析可知,乙的位置必须连通,甲与丙的位置不能是通
1 2
路;因为已知“甲乙丙示数突然归零”,因而故障可能为“甲与丙断路、乙短路”。
2. (学科网原创预测)如图电路,电源电压恒定,当只闭合S 时,示数为0.2A,示数为2V;当只闭
2
合S 时,示数增大了0.04A,示数减小了0.8V;当开关均闭合时,电流表示数为1.8A;则,下列说
3
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】法不正确的是( )
A. 电源电压为4V
B. R 的阻值为20Ω
1
C. R 的阻值为10Ω
2
D. R 的阻值为5Ω
3
【答案】A
【解析】应用“先删再加法”分析电路可知,当只闭合S 时,R 与R 串联,电压表测R 两端电压,
2 1 2 2
电流表测电路电流,已知“示数为0.2A,示数为2V”,可求得R 的阻值为
2
;B正确,不符合题意;当只闭合S 时,R 与R 串联,电压表测R 两端电
3 1 3 3
压,电流表测电路电流,已知“示数增大了0.04A,示数减小了0.8V”,则可知示数为0.24A,示
数为1.2V,可求得R 的阻值为 ;D正确,不符合题意;当开关均闭合时,
3
R 被短路,R 与R 并联,已知“电流表示数为1.8A”,则有 ;可求
1 2 3
得电源电压为 ;A错误,符合题意;依据动态1“当只闭合S 时,R 与R 串联”情况,R
2 1 2 1
两端电压为 ;应用欧姆法可求得R 的阻值为 ;
1
B正确,不符合题意;故,选A。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】