(完整word版)电路动态分析及电功率最值问题培优试题(含答案)

电路动态分析及电功率最值问题培优试题

【电路动态分析基础】 【例1】 （2008年·烟台）如图所示，电源电压不变，闭合开关S 后，滑动变阻器滑片自a 向b 移动的过程中（ ）

A ．电压表1V 示数变大，2V 示数变大，电流表A 示数变大

B ．电压表1V 示数不变，2V 示数变大，电流表A 示数变小

C ．电压表1V 示数不变，2V 示数变小，电流表A 示数变大

D ．电压表1V 示数变小，2V 示数变大，电流表A 示数变小

【例2】 如图所示，电源电压不变，滑动变阻器滑片P 向b 端滑动时，A 表与V 表的示数变化情况是（ ）

A ．A 表示数变小，V 表示数不变

B ．A 表示数变大，V 表示数变大

C ．A 表示数变小，V 表示数变大

D ．A 表示数不变，V 表示数变小

由实物图变成电路再研究的问题

【例3】 （2009年石景山二模）如图所示的电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从A 滑向B 的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．电压表2V 的示数不变，小灯泡亮度不变 B ．电压表2V 的示数变小，小灯泡亮度变暗 C ．电压表1V 的示数变小，电流表A 的示数变小 D ．电压表1V 的示数变大，电压表A 的示数变大

【例4】 （2009东城一模）如图所示电路，电源电压保持不变，当开关S 由断开变为闭合时（ ）

A ．电路中的总电阻变大，电压表V 的示数增大

B ．电流表A 2的示数不变，电压表V 的示数减小

C ．电流表A 1的示数保持不变，电流表A 2的示数变大

D ．电流表A 1的示数保持不变，电压表V 的示数增大

【关于电压电流同时变化的问题】 【例5】 （多选）（08丰台二模）在如图所示电路

中，电源电压保持不变．闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，四个电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用12I U U 、、和3U 表示，电表示数变化量的大小分别用12I U U Δ、Δ、Δ和3U Δ表示，电阻123R R R 、、消耗的电功率分别用123P P P 、、表示，下列选项正确的是（ ）

A ．1/U I 不变，1/U I ΔΔ不变

B ．2/U I 不变，2/U I ΔΔ变大

C ．3/U I 变大，3/U I ΔΔ不变

D ．滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，1P 变大，2P 变小，

3P 变大

【例6】（08丰台二模）如图所示电路中，电源两端电压保持18V不变．小灯泡L上

标有“6V3W”字样，定值电阻

110

R=Ω，滑动变阻器最大阻值

250

R=Ω．忽略灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（）

A．闭合开关后，小灯泡L的最小实际功率应为0.75W

B．电压表的示数变大时，定值电阻

1

R消耗的功率变大

C．电压表的示数每增加1V,

1

R两端的电压就减少0.5V

D．小灯泡L正常发光时，滑动变阻器

2

R消耗的功率为3.5W

【求电功率的问题（复杂电路分析）】

【例7】如图所示电路，当把电压恒定的电源接在A、C两点时，电流表A1、A2示数分别为I1和I2 ，且I1 :I2=9:5；若把此电源接在B、D两点时，电流表A1示数为I1′，且

I

1

:I1′=9:2；R1、R2消耗的功率分别为P1和P2，则P1:P2= ．

例7图例8图

【例8】如图所示的电路中，电源电压为20V保持不变．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片滑至最左端时，电流表示数为1.25A；当开关S断开，滑动变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值的

4

1时，电压表的示数为10V．若电压表量程为0-15V，断开开关S，电阻R1的最小功率是 W．

【电功率的最值问题】

【例9】图示电路中，电源电压不变，灯L上标有“18V18W”

的字样，电压表所选量程为0~15V，电流表所选量程为0~3A．当

开关S闭合、滑动变阻器的滑片P移到a端时，灯L正常发光，

电流表示数为2.5A；当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距

a端3

4

ab长度时，电压表示数为15V．则在保证电路各元件安全

的情况下，断开开关S，移动滑片P的过程中，灯L的最小功率为（）

A．0.5W B．3.75W C．5W D．6.48W

此题是个有本身就有问题，请学生自己分析这个题错在何外？

【例10】（2008河北）把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V的电路中，各电表选择的量程如图所示，要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值（灯丝电阻不变）．下列说法正确的是（）

A．在滑动变阻器滑片向左移动的过程中，

电流表示数变大，电压表示数变大

B．电路的总功率最大值为10.8W

C．小灯泡的电功率最小值为0.75W

D．滑动变阻器允许调节的范围是18~60

ΩΩ

【例11】（08平谷）如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量．托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计，OA间有可收缩的导线，当盘中没有放物体时，电压表的示数为0．已知电

阻

05

R=Ω，滑动变阻器最大阻值为15Ω，电源电压3V

U=,电压表的量程为0~3V．现将1kg的物体放在托盘中，滑片刚好指在距R上端1/3处（不计摩擦，弹簧始终在弹性限度内），请计算回答（）

A．将1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为1.5V

B．该电子秤能测量的最大质量是2.25kg

C．最大质量数应标在电压表2.5V的位置上

D．最大质量数应标在电压表3V的位置上

例11图例12图

【例12】（08东城一模）如图是一台饮水机的加热水槽部分工作原理电路图．S是一个温控开关，

1

R为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，S自动切换到另一位置，并处于保温状态．已知饮水机加热时加热管的功率为550W，而保温时加热管的功率为88W（不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值），A B

、是两种不同颜色的指示灯．下列说法中，正确的是（）

A．当B灯亮时，表示正在对水加热

B．加热状态时的总电阻为88Ω

C．保温状态时的总电阻为132Ω

D．加热状态电路中的电流是保温状态电路中电流的2.5倍

【例13】小敏同学在做电学实验时按照如图所示的电路将电学器材连接，她使用的电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，电源两端的电压为6V且保持不变，电阻R 的阻值为10Ω，允许消耗的最大电功率为0.9W．滑动变阻器R0的最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A．将开关S闭合后，要保证电路中各个元件正常工作，以下说法正确的是（）

A．通过电阻R的电流最大值为0.4A

B．滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω

C．电压表示数最大的变化量为1V

D．滑动变阻器R0消耗的最大功率为1.2W

【大运算量的功率问题】 【例14】 （多选）（08朝阳二模）如图所示电路，电源电压保持不变．当开关13S S 、闭合，2S 断开时，电路的功率为48W ．若此时把开关2S 也闭合时，电路的功率增加了216W ，电流表12A A 、的示数之比是2:1．则下列说法正确的是（ ） A ．电阻1R 与2R 阻值之比为1:2 B ．电阻1R 与3R 的电功率之比为1:3

C ．电路中的开关都闭合与只闭合3S 时，电流表A 两次的示数之比为11:1

D ．开关都闭合时电流表23A A 、的示数之比是2:3

【例15】 （08顺义二模）如图所示电路，电源保持不变，L 是标有“6V 3W ”的小灯泡，R 是滑动变阻器．闭合3S ,断开12S S 、，滑片P 位于中点时，灯泡L 恰好正常发光，电压表V 的示数为1U ；当123S S S 、、都闭合，滑片P 滑至b 端时，电流表示数为1.5A ,电压表V 的示数为2U ；12:=1:2U U ,下列选项正确的是（ ） A ．滑动变阻器的变化范围是0~12Ω B ．滑动变阻器的变化范围是0~24Ω

C ．当123S S S 、、都闭合，滑片P 位于a 端时，灯泡L 仍能正常工作

D ．当123S S S 、、都闭合，滑片P 位于b 端时，1R 消耗的实际电功率是6W

电路动态分析及电功率最值问题培优试题答案

1. D

2.＜解析＞ 此题属于电路的定性分析题．在电路中，滑动变阻器的滑片P 的移动和开关的断开、

闭合都会引起电路中总电阻的变化．要正确解决此类问题，首先要确认电路的连接情况及电表的测量对象，本电路R '与2R 并联再与1R 串联，构成混联电路．电压表测并联部分的电压，电流表测通过R '的电流，推断如下：

P 滑向CD b R R R I '→↑→↑→↑→↓总总，

又2CD CD R U I ↑→↑→↑，2I I I I ''=↓-↑?↓总 所以选项C 是正确的．若用CD

U I R

'=

'来讨论，CD U 和R '都在增大，将无法确定I '的变化情况．

＜答案＞ C 3. ＜答案＞ B

【解析】 滑片从A 滑向B 端的过程中，接入电路的电阻变大，变阻器和L 串联，电压表1V 的示数增大，2V 的示数减小，A 的示数较小． 4. ＜答案＞ D

开关S 断开时，电路中只有2R 连入电路，开关S 闭合后，12R R 、并联，1A 表测2R 支路电流，2A 表测1R 支路电流，电压表测总电压 5. ＜答案＞ AC 6. ＜答案＞ ABD

＜解析＞ 闭合开关后，将滑片移动到最左端，则三个电阻串联，电路中的电流最小，

设为1I ，23612W 3L L L U R P ===，11231

A 4

U I R R R ==++， 小灯泡的最小实际功率为：21

120.75W 16

L L P I R ∴==?= 电压表测电阻1R 和L 的总电压，当电压表的示数变大时，则通过电路的电流也变大，电阻1R 的功率变大；

由于1()L U I R R =+V V ，

111A ()121022L U I R R ∴===++V V ，111

A100.45V 22

U IR ∴==Ω=V V

故1R 两端的电压将增大0.45V ，

电灯正常发光时，设此时的电流为L I ，3W

0.5A 6V

L L L P I U ===

1(1210)0.5A 11V L U U +=Ω+Ω?=

2118V 11V 7V U U U ∴=-=-=总，220.57 3.5W L P I U ==?=

7. ＜答案＞ 2：3 8. ＜答案＞ 1.25 9.略

10. ＜解析＞ 滑片P 向左移动过程中，阻值变小，分压变小，V 示数变小，故A 错；电路总功率

最大时为灯正常发光时：3W

0.5A 6V

L L L P I U ==＝，18V 0.5A 9W L P UI ==?最大＝，故B 错；

此时滑动变阻器连入阻值最小，为18V 6V

240.5A

R L R L U U U R I I --==

=Ω＝,滑动变阻器连入范围为24~60ΩΩ，故D 错．电压表示数15V 时满量程，灯泡两端电压

18V 15V 3V L U =-＝，这时灯两端电压最低，功率最小，223V 0.75W 12L L L U P R ==Ω

（）＝． ＜

答案＞ C

11. ＜答案＞ A 12. ＜答案＞ BD 13. ＜答案＞ C

＜解析＞ 由于电阻R 的阻值为10Ω，允许消耗的最大电功率为0.9W ，所以有：

2

P I R =，2max 0.3A U I P

∴==，当电流为最大时，电压为：3V U = 06

10100.3

R =

-=Ω 2000.09100.9W P I R ==?=，全部接入电路中时，020R =Ω

060.2A 1020

U I R R '===++

电阻R 的电压为：0.2102V U '=?= 电压表示数变化量最大值为：1V U =V ，

滑动变阻器R 0消耗的最大功率为：2000.09100.9W P I R ==?=

14. ＜答案＞ ACD

＜解析＞ 13S S 、闭合，2S 打开，电路中只有3R 连入电路：

2S 闭合，电路中123R R R 、、构成并联电路：

11122221212I R R R I R =∴=∴=，2

3348W U

P R ==① 2222

211222

216W 2U U U U P P R R R R +=

+=+=② 由①②可知：323R R =，31313

2

R P P R ∴==

只闭合3S 时，电阻123R R R 、、串联：

1232116U U U U I R R R R =

++=并，1232

U U

I R R R R ==

++串，111I I ∴=并串 312I I I =+，3122

32U U U I R R R =

+=

，22U I R ∴=，232

3I I ∴= 15. ＜答案＞ B

＜解析＞ 小灯泡的电阻值为：236

123

L L L U R P ===Ω 闭合3S ，断开12S S 、，滑片P 位于中点时，L R 灯与ab R 串联，灯泡正常发光，，于是电路中的电流为：13W

0.5A 6V

I ==

当123S S S 、、闭合时，滑片P 移动到b 端时，ab R 与1R 并联，有：2U U =总

1212U U =Q ，1211212

2

ab

L ab

R U U R R ∴==+，24ab R ∴=Ω，12V U =总 当123S S S 、、闭合时，滑片P 移动到a 端时，L R 灯与ab R 并联，电灯两端的电压大于其额定电压，故灯不能正常发光．

当123S S S 、、闭合时，滑片P 移动到b 端时，

1R 灯与ab R 并联, 1R 实际消耗的电功率是：22

111212W 12

U P R =

==