动态电路相关计算
电学中动态电路分析
电学中动态电路分析一、知识点回顾1.电路特点【练习】1. 在探究电路的电流规律实验时用了图8中的某个电路，已知R 1＝R 2＜R 3，电流表的读数分别是：A 1为0.3A 、A 2为0.15A 、A 3为0.45A ．测量时的电路图应是（ ）2. 某电器的内部电路如右图所示，其中R 1=12Ω。
当在A 、B 两个接线端口接入电压为10V 的电源时，电流表的示数为0.5A ；而把此电源（电压恒定）接在C 、D 两个接线端口时，电流表的示数为1A ，则下列判断中正确的一项是：A ．可求出R2和R3的阻值，分别为R2= 8Ω，R3=2ΩB ．可求出R2和R3的阻值，分别为R2= 8Ω，R3=12ΩC ．只能求出R2和R3阻值的比值，R2 ：R3=1 ：2D ．电路发生了变化，不符合控制变量法，无法计算3.如图所示电路，当开关闭合时，电压表示数为6V ，已知灯L2电阻为6Ω，电源电压为18V ，则L1的电阻为（ ） A. 1Ω B.2Ω C.3ΩD.4Ω4．电源电压保持不变，灯L 电阻为8Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω。
当变阻器滑片P 滑到A 端时，闭合开关S1和S2，则通过L 与滑动变阻器的电流之比为（ ）A. 2 : 5B. 5 : 2C. 3 ：2D.2 ：35. 图8所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电阻R 2与R 3的阻值均为10Ω.闭合开关S ，电流表A 1和A 2的示数之比为2∶3.若把电流表A 1和A 2分别换成电压表V 1和V 2后，电压表V 1的示数为U 1，电压表V 2的示数为U 2.则下列选项正确的是（ ）A ．R 1＝5ΩB ．R 1＝20ΩC ．U 1∶U 2＝3∶4D ．U 1∶U 2＝4∶3图56．在练习用电压表测量的实验中，小明同学遇到了一个难题：他想测量一个电压约为18V 的电源电压，可手边只有：量程为3V 的电压表、开关、阻值为R 1＝10Ω、R 2＝20Ω、R 3＝140Ω的电阻各一只。
运算法求解动态电路
运算法求解动态电路动态电路是电子学中一种重要的研究对象，广泛应用于各类电子设备中。
动态电路的特点是信号在电路中以时间为变量，经过一系列的运算和传递。
为了解决复杂的动态电路问题，我们需要掌握一些运算法。
首先，我们来讨论一下动态电路的基本运算法之一——迭代法。
迭代法是一种通过多次计算逼近真实解的方法。
在动态电路中，我们常常需要求解电压或电流在不同时间点的数值。
迭代法可以通过不断更新电压或电流的估计值，逐渐逼近真实解。
具体而言，我们可以先猜测初始的电压或电流值，然后根据电路中的元件特性和电压电流关系方程进行计算，得到新的估计值。
然后将新的估计值代入方程中进行下一轮计算，如此循环，直到满足一定的收敛准则。
其次，我们还可以利用故障仿真来解决动态电路问题。
故障仿真是一种通过模拟出不同故障情况来分析电路性能的方法。
在动态电路中，元件的参数可能存在一定的不确定性，或者出现故障导致电路运行异常。
通过将这些故障情况引入仿真模型中，我们可以准确地观察到电路的响应，并找出故障的原因和位置。
故障仿真可以帮助我们识别出潜在的问题，改进电路的设计和布局，提高系统的可靠性和稳定性。
另外，求解动态电路还可以运用数值计算法。
数值计算法是一种通过数值运算来近似求解复杂问题的方法。
在动态电路中，有时候电路的元件特性或电气方程无法得到解析解，这时我们可以通过数值计算方法，如欧拉法、龙格-库塔法等，在离散的时间点上求解电压或电流值。
通过增加时间间隔的数量，我们可以得到更精确的数值结果。
数值计算法给我们提供了一种有效的手段来分析和优化动态电路的性能。
最后，我们还可以运用图论来进行动态电路的分析和求解。
图论是一种研究图、节点和边的关系的数学分支领域。
在动态电路中，我们可以将电路抽象成图的形式，节点表示电路中的元件，边表示元件之间的电性连接。
通过分析电路中节点和边的关系，我们可以建立电路的数学模型，并利用图论的算法来解决电路中的问题，如电压分布、电流路径等。
2020中考物理复习考点专题动态电路的定量计算含解析
2021中考物理复习动态电路的定量计算【动态电路解题的一一般步骤】〔一〕根据电路图判断电路的串、并联关系：串联分压、并联分流,各支路互不影响,干路的电流受支路影响.〔二〕弄清各电表测量的物理量：电流表串联在电路中,电压表并联一在电路中.〔三〕动态分析：电阻R的变化引起电流、电压的变化.①不管是串联还是并联,如果有一.个电阻变大,那么总电阻变大；反之亦然.②由公式1二三得,当电压不变时,电阻越大,电流就越小；由公式U=IR得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越大.〔四〕同「类物理量变化量大小的比拟及不同类物理量变化量间的关系及计算.先定性地判定电流、电压如何变化,再进行同类物理量变化量大小的比拟.“不同类物理量的变化量〞,主要指的是电压、电流及电功率的变化量.当电路状态发生变化时,定值电阻：R=才具有普遍意义,但A P=A UX A I是错误的.〔五〕动态电路变化的同时要注意.保护电路,各物理量变化范围〔极值〕的计算.此类问题指的是两个极值点下的I、U R P的计算：①电流最大时需要考虑：电流表量程、电压表量程、灯的额定电流、滑动变阻器允许通过的最大电流.②电流最小,即电阻最大时,此时假设电压表测滑动变阻器两端的电压,注意电压表不能超量程.〔六〕当电路发生变化时,利用电路特点和欧姆定律、电功和电功率的计算公式即可确定各物理量之间的比值.串联：电流I 1 = I 2=I ,其他物理量都与电阻成正比.并联：电压U=U=U其他物理量都和电阻成反比.考点一：滑动变阻器引起的动态电路的计算1 .如下图,电源电压恒为12V,定值电阻Ri=10Q, R= 15 ◎,滑动变阻器R的最大阻值为18Q,那么R上每秒钟发热的最小值为J, R的电功率的最大值为W2 .如图甲所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,定值电阻R两端的电压随Vt动变阻器於接入电路的阻值变化图象如图乙所示,以下说法正确的选项是〔〕A.电源电压为6VB.定值电阻R的阻值为10aC.当,t片P在b端时,通过R的电流为0.6AD.当滑动变阻器接入电路的阻值为20◎时,R消耗的电功率为0.4W3.如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示, 根据图象信息可知,以下判断错误的选项是〔〕A. R的阻值是5 aB.电路的最大总功率12.8WC. Ro的最小功率是1.6WD.滑动变阻器最大阻值是35 a4 .如图,电源电电压不变,定值电阻R=6◎,电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R的规格为“40Q 1A〞,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值一M —R N 2(1)求定值电阻R前后两次电功率之比；(2)求电源电压；(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围.5 .如下图,定值电阻R的阻值为10 Q,滑动变阻器R的阻值变化范围为0〜20 Q,当滑片P移到R 的最左端时,电流表的示数为0.6 A,当,t片P移到R的最右端时电流表和电压表的示数各是多少？6 .如下图,设电源电压保持不变, R=10 Q,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片P在中点c时,电流表的示数为0.3 A,移动滑片P至b端时,电流表的示数为0.2 A.那么电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R分别是多少？考点二：开关引起的动态电路的计算1 .如下图,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1 ,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2 ,电压表示数为U2.R1: R2=2: 1,贝^ ( )11」Ui 32 .如下图,电源电压保持不变, R、R2、R3均为定值电阻,R: R>=2: 3, S为单刀双掷开关.当S接到1时,电流表的示数为0.4A, R消耗的功率为P i,此时R消耗的功率为1.6W; 当S接到2时,R2消耗的功率为P2,P i：P2= 32: 27,那么电源电压为V, R i为Q , 6 Q .3 .如下图的电路中, R=5 Q, R=15 ◎.开关S接1时电流表的示数为0.15 A ;开关S接2时,电流表的示数为0.1 A ,那么灯L的电阻是()A. 5 a B . 10 Q C . 15 a D . 20 a2 R&~11---------- 0 --------4 .如下图电路, R为40 Q,当S闭合,S1断开时,电压表的读数是4 V,通过R的电流为A,当S、S1均闭合时,电压表的读数是12 V, R的阻值为Q .5 .如下图是调温型电熨斗的简化电路图,它的工作电压为220V. R和R2均为电熨斗底板中的加热元件,R2的阻值为61.6 Q,只闭合S1时为低温档,电功率为440W同时闭合S1和5时为高温档,试求：।0 一 a a ,I 、(1)低温档工作时,电路中的电流是多少?(2)电阻R的阻值是多少？(3)高温档的电功率是多少？6 .如下图的电路中,电源电压不变,电阻R的阻值为20 ◎.当断开开关S和闭合开关&时,电流表的示数为0.50 A;当断开开关S2,闭合开关S、S3时,电流表的示数为0.90A.求: (1)电阻R的阻值.(2)断开开关S和$,闭合开关S2时,加在电阻R两端的电压.考点三：传感器引起的动态电路的计算1.如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图. 电源电压恒为6V,定值电阻R为l 5 ◎, R为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小, 阻值范围为10 ◎〜20◎,电压表量程为0〜3V,电流表量程为0〜0.6 A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两电表平安的情况下,以下说法中正确的选项是(A.电流表示数变大,R0两端的电压变大B.电压表示数与电流表示数的比值不变C.通过R0的最大电流为0.24AD. R0在电路中的最小电阻值为15a2 .图甲是某新型电饭锅的简化电路图. R0为15◎的定值电阻,其阻值不受温度影响.R T是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示. 由图象可知,当R的温度从30c升高到130c的过程中,电路总功率的变化规律是：；当R T的温度到达100c时,R T的功率为3 .如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.电源电源为 6V 且保持不 变,R 是定值电阻,R 是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示. 电流表采用“0〜0.3 A 〞的量程.(1)当环境温度是40 C 时,电流表的示数为 0.2 A ,求此时R 的电阻值.(2)该电路能测量的最高温度是多少?4 .为预防酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒 精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示.当酒精气体的浓度为0时,R 的电阻为60 Q .在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为 8 V,定值电阻 R=20 Q .Q 志工/品］高1% ［舒盯1c0 10 加 3040S0M7080 骊 IMdT乙酒帮,仲传播器(1102030405 06 0.70B 091D强精气体浓度甲0OOQOQOOOO 中B7&筝聿321(1)当被检测者酒精气体的浓度为0时,求电压表的示数.(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL w酒精气体浓度w 0.8 mg/mL ,当电流表的示数为0.2 A时,试通过计算判断被检测者是否酒驾.5 .如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示, R是定值电阻；R是压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电流表(量程为0〜0.6 A)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量. 设踏板的质量为5 kg,电源电压保持12 V不变,g取10 N/kg.(1)根据图像可知,当被称物体的质量增加时,压敏电阻R的阻值,电流表的示数(以上两空均选填“变大〞或“变小〞(2)空载时,电流表的示数为0.048 A ,那么R0的阻值为Q .⑶该电子秤的最大测量值是kg.(4)假设身边没有电流表只有电压表,试问还能制作电子秤吗？假设不能,请说明理由；假设能, 电压表应怎样连入电路？答： , .2021中考物理复习考点专题练习专题八：动态电路的定量计算参考答案考点一：滑动变阻器引起的动态电路的计算1.如下图,电源电压恒为12V,定值电阻Ri=10Q, R2=15Q,滑动变阻器R的最大阻值为18Q,那么R上每秒钟发热的最小值为J, R的电功率的最大值为【答案】0.9 ; 6.6 .如图甲所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,定值电阻R两端的电压随Vt动变阻器R2接入电路的阻值变化图象如图乙所示,以下说法正确的选项是〔〕A.电源电压为6VB.定值电阻R的阻值为10aC.当,t片P在b端时,通过R的电流为0.6AD.当滑动变阻器接入电路的阻值为20◎时,Ri消耗的电功率为0.4W【答案】ABD7 .如甲图所示的电路中,电源电压为8V恒定不变,R为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P滑动过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示, 根据图象信息可知,以下判断错误的选项是〔〕A.舟的阻值是5 aB.电路的最大总功率12.8WC. K的最小功率是1.6WD.滑动变阻器最大阻值是35 a【答案】G8 .如图,电源电电压不变,定值电阻R=6◎,电流表的量程为0〜0.6A ,电压表的量程为0〜3V,滑动变阻器R的规格为“40Q 1A〞,闭合开关后,当滑片P置于M点时,电流表示数为0.3A,当滑片P置于N点时,电流表示数变化了0.1A,且滑动变阻器连入电路中的阻值(1)求定值电阻R前后两次电功率之比；(2)求电源电压；(3)在不损坏元件的情况下,求出滑动变阻器的取值范围.解：(1)滑片由M点滑到N点,电阻变大,电路中的电流减小,所以滑片P置于N点时电路中的电流:I N=I M- 0.1A =0.3A - 0.1A = 0.2A,定值电阻R1前后两次电功率之比：也二巫(0.3A)2 9:4P N I；R (0.2A)2(2)滑片P置于M点时,电源电压U= I M (R+R),滑片P置于N点时,电源电压U= I N (R+R),R=2FM,所以0.3AX (R+R) =0.2AX (R+2R),解得FM= R = 6Q,电源电压：U= I M (R+R) = 0.3A X (6Q+6Q) = 3.6V ;(3)根据电流表量程和滑动变阻器规格可知,电路中的最大电流为I大=0.6A,由欧姆定律可得,电路总电阻：3.6V °----- 60.6A滑动变阻器连入电路的最小阻值:R 滑小=R — R=6Q - 6Q= 0Q;电压表的量程为0〜3V,滑动变阻器两端的最大电压 U 滑=3V,R 两端的电压 U=U — U 滑=3.6V —3V= 0.6V, 角军得R 滑大=30 Q ,所以在不损坏元件的情况下,滑动变阻器的取值范围为0 ◎〜30 0.5.如下图,定值电阻 R 的阻值为10 Q,滑动变阻器 R 的阻值变化范围为 0〜20 Q,当 滑片P 移到R 的最左端时,电流表的示数为 0.6 A,当,t 片P 移到R 的最右端时电流表和电 压表的示数各是多少？【答案】当滑片 P 移到R 的最左端时,电路为 R 的简单电路,电流表测电路中的电流,U 、〜由欧姆7E 律表达式 I=R 变形可得电源电压： U= I iR = 0.6 A X 10 Q = 6 V;当滑片P 移到R 的最右端时,R 与R 的最大阻值串联,电压表测 R 两端的电压,电流表测电 路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,电路中电流表的示数:6 V---———=0.2 A ,那么电压表的小数： U=I z R= 0.2 A X20 Q= 4 V.I 0 OQ _0 0\J OQ6.如下图,设电源电压保持不变, R=10 Q,当闭合开关S,滑动变阻器的滑片c 时,电流表的示数为 0.3 A,移动滑片P 至b 端时,电流表的示数为0.2 A.那么电源电压 U与滑动变阻器的最大阻值 R 分别是多少？jr _?8一【答案】闭合开关 S,滑动变阻器的滑片 P 在中点c 时,电阻和滑动变阻器串联; 串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 根据欧姆定律可得,电路中的电流: I = R0^U R C = U -RI = 0.3 A ①,10 Q + 2移动滑片P 至b 端时,电阻 R 和滑动变阻器串联;根据串联电路的分压特点可知: U 1 R 1 _0.6V 6 U 滑R 滑大 3VR 滑大I 2=R+RP 在中点此时电路中的电流：U UI = R OT R； = io Q+ R T0.2 A ②’由①②两式可得：U= 6 V, R= 20 Q .考点二：开关引起的动态电路的计算1 .如下图,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1 ,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2 ,电压表示数为U2.R1:R2=2: 1,那么〔11 3A'h=9 r ___ ___ _____2 .如下图,电源电压保持不变, R i、R2、R3均为定值电阻,R: R2=2: 3, S为单刀双掷开关.当S接到1时,电流表的示数为0.4A, R i消耗的功率为P i,此时R消耗的功率为1.6W; 当S接到2时,R2消耗的功率为P2,R: P2= 32: 27,那么电源电压为V, R为Q , 6 Q .【答案】12; 20; 10.3 .如下图的电路中, R=5 Q, R2=15 ◎.开关S接1时电流表的示数为0.15 A ;开关SU 220V R ------------- I 2A110 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R1的阻接2时,电流表的示数为 0.1 A ,那么灯L 的电阻是( )A. 5 a B . 10 Q C . 15 a D . 20 a4 .如下图电路, R 为40 Q,当S 闭合,S 1断开时,电压表的读数是 4 V,通过R 的 电流为 A,当S 、S i 均闭合时,电压表的读数是 12 V, R 2的阻值为 Q .【答案】0.1 805 .如下图是调温型电熨斗的简化电路图,它的工作电压为220V. R 和R 2均为电熨斗底板中的加热元件,R 2的阻值为61.6 Q,只闭合&时为低温档,电功率为 440W 同时闭合S 和 及时为高温档,试求：(1)低温档工作时,电路中的电流是多少? (2)电阻R 的阻值是多少？ (3)高温档的电功率是多少？解：(1)只闭合 S1时为低温档,电功率为440W,由P=UI 可得,电路中的电流:I 压 440W 2A;U 220V(2)只闭合S1时,R1与R2串联,电熨斗处于低温档, 由I= U R 可得,电路的总电阻:答：(1)低温档工作时,电路中的电流是 2A;(2)电阻R1的阻值是48.4 Q;(3)高温档的电功率是 1000W 6.如下图的电路中,电源电压不变,电阻 R 的阻值为20 ◎.当断开开关S 和险,闭合开关&时,电流表的示数为 0.50 A;当断开开关S 2,闭合开关S 、S 3时, A.求: (1)电阻R 2的阻值.(2)断开开关S 和闭合开关 5时,加在电阻 R 两端的电压.【答案】(1)当S i 和Q 断开,S 3闭合时,F 2断路,通过电阻 R 的电流：11=0.50 A , 电源电压：U= I 1R = 0.50 A X20 Q= 10 V;当及断开,S1和与闭合时,R 和R 并联, 通过 R 的电流：I2= I -11=0.90 A -0.50 A =0.40 A , U 10 VR2= ~= = 2512 0.40 A(2)当S 1、S 3断开,S 2闭合时,R 和R 串联,电路中电流: ,一 UR 10 V X 20 a R两端的电压：□=I 1R = R ^ =2.Q + 25 Q 考点三：传感器引起的动态电路的计算3V,电流表量程为 .〜0.6 A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两电表平安的情况下,以下说法中正确的选项是()值：R1=R-R2=110Q-61.6 Q =48.4 Q ;(3)同时闭合S1和S2时,电路为R1的简单电路,电熨斗处于高温档,那么高温档的电功率：「高=U ：〞组R 148.41000W .电流表的示数为0.90R+R'〜4.4 V.1.如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图.电源电压恒为6V,定值电阻R 为I5Q,R 为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小, 阻值范围为10 ◎〜20Q,电压表量程为.〜D. R0在电路中的最小电阻值为 15a【答案】BC2 .图甲是某新型电饭锅的简化电路图. R 为15◎的定值电阻,其阻值不受温度影响. R T 是热敏电阻,其阻值随温度的变化规律如图乙所示. 由图象可知,当R 的温度从30c 升高到130c3 .如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.电源电源为 变,R 是定值电阻,R 是热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示. 0.3 A 〞的量程.1金 甲(1)当环境温度是40 C 时,电流表的示数为0.2 A ,求此时R 的电阻值.(2)该电路能测量的最高温度是多少？【答案】(1)由图甲知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,A. B. C. 电流表示数变大,R0两端的电压变大 电压表示数与电流表示数的比值不变 通过R0的最大电流为 0.24A的过程中,电路总功率的变化规律是:;当R T 的温度到达100c 时,R T 的功率为【答案】先增大后减小; 640.6V 且保持不 电流表采用“0〜甲品当环境温度是 40 c 时,由图乙知,热敏电阻的阻值为 R = 25 Q,此时电流表的示数为 I= 0.2 A ,,一,… rU 6 V根据欧姆定律可得,电路的总电阻： R=「=不六-=30 Q,I 0.2 A根据串联电路的电阻规律可得, R 的电阻值：R=R — R=30 Q- 25 Q = 5 Q .(2)电流表采用“ 0〜0.3 A 〞的量程,故最大电流不能超过 0.3 A , 根据欧姆定律可得,串联电路的最小总电阻:U 6 V R 小=；-=c c A= 20I 大 0.3 A根据串联电路的电阻规律可得,热敏电阻的最小阻值:R 小=R 小—R = 20 Q- 5 Q= 15 Q;由图乙知,对应的最高温度为 90 C.4 .为预防酒驾事故的出现,酒精测试仪被广泛应用.有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒 精测试仪,当接触到的酒精气体浓度增加时,其电阻值降低,如图甲所示.当酒精气体的浓度为0时,R 的电阻为60 Q .在图乙所示的工作电路中,电源电压恒为 8 V,定值电阻 R =20 Q .酒精气体桢旃器用-- 1 1 -1—@—十次广产呼呼 ——__——(110203 0405ID酒蒋气体浓度甲乙(1)当被检测者酒精气体的浓度为 0时,求电压表的示数.(2)现在国际公认的酒驾标准是0.2 mg/mL w 酒精气体浓度w 0.8 mg/mL ,当电流表的示数为0.2 A 时,试通过计算判断被检测者是否酒驾.【答案】(1)从图甲中可以看出,当被检测者酒精气体的浓度为 0时,R 的电阻为60 Q,根据串联电阻的特点可知电路中的总电阻为R= R + R=60 Q + 20 Q = 80 Q ,所以电路中的电流为I=U= T 8-V r=0.1 A ,在串联电路中电流处处相等,所以R 两端的电压为 U=IR 80 L2 XR=0.1 A X60 Q = 6 V.(2)当电路中的电流为 0.2 A 时,电路中的总电阻为R = 4 =岛一 =40 Q,所以此时 RI 0.2 A冷OOQOQOOOU 曲87554321的阻值为R' =R' - R2=40 Q- 20 Q= 20 Q,由图甲可知此时对应的酒精气体浓度为0.3 mg/mL , 0.2 mg/mL<0.3 mg/mL<0.8 mg/mL ,所以被检测者属于酒驾.5 .如图甲所示为某型号电子秤,其结构原理如图乙所示, K是定值电阻；R是压敏电阻,其阻值R随所受压力F变化的关系如图丙所示,改写电流表 (量程为0〜0.6 A)的表盘数值后可直接读出所称物体的质量. 设踏板的质量为5 kg,电源电压保持12 V不变,g取10 N/kg.(1)根据图像可知,当被称物体的质量增加时,压敏电阻R的阻值,电流表的示数.(以上两空均选填“变大〞或“变小〞)(2)空载时,电流表的示数为0.048 A ,那么R的阻值为Q .⑶该电子秤的最大测量值是kg.(4)假设身边没有电流表只有电压表,试问还能制作电子秤吗？假设不能,请说明理由；假设能,电压表应怎样连入电路？答： , .【答案】(1)变小变大(2)10⑶115 (4)能并联在R两端【解析】(1)当被称物体的质量增加时,压敏电阻受到的压力增大；由R- F图像可知,压力增大时,压敏电阻的阻值减小,总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大.(2)空载时,踏板对压敏电阻的压力：F= G踏板=m踏板g = 5 kg x 10 N/kg=50 N,根据图丙可知,压力F=50 N时,压敏电阻的阻值R= 240 Q;此时电路的总电阻：= 丁=八=250 Q ,由串联电路的电阻特点可得, R的阻值：R)=R E、一R= 250 ◎一I 0.048 A240 Q= 10 Q .(3)由题意可知,电子秤是由电流表改装而成的,且当电子秤所测质量最大时,对应的电流表示数到达最大值；所以,此时电路中的电流：I最大=0.6 A ,那么定值电阻两端的电压为U0= I最大R=0.6 AX 10 Q = 6 V,压敏电阻两端分得的电压：U R= U— U)= 12 V-6 V = 6 V,压敏电阻的阻值：R = [U^=06VA-=10 由图丙可知,此时压敏电阻受到的压力为1200 N由于F=6踏板+6物,那么所测物体的最大重力为G物最大= F—G踏板= 1200 N— 50 N= 1150 N,由G= mg 可得,该电子秤的最大测量值：m物最大=°5取大= =115 kg.(4)根据串联分压的规律g 10 N/kg可知,当压力增大时,压敏电阻的阻值减小,压敏电阻两端的电压也减小,那么定值电阻R0两端的电压变大,故可以把电压表并联在R0两端,能反映物体质量的变化情况,所以能利用电压表制造电子秤.如下图.。
电容充放电计算题—动态电路
电容充放电计算题—动态电路
动态电路是指电在充放电过程中的电压、电流变化的过程。
本
文将介绍如何计算电容充放电过程中的相关参数。
1. 电荷的变化
在电容充电过程中，电中的电荷量会不断增加。
根据电的定义，电荷量与电压之间的关系为 Q = C × V，其中 Q 表示电荷量，C 表
示电的电容，V 表示电的电压。
因此，可以根据电荷量的变化来计
算充电时间。
2. 充电时间的计算
充电时间可以用电的阻抗和电容来计算。
阻抗可以表示为 Z =
1/(jωC)，其中 j 是虚数单位，ω 是角频率，C 是电容。
充电过程中
电压的变化可以表示为 V(t) = V0(1 - e^(-t/(RC)))，其中 V(t) 表示时
间 t 时的电压，V0 表示初始电压，R 表示电阻，C 表示电容。
充电
时间可以计算为 t = 5RC，其中 t 表示充电时间。
3. 放电时间的计算
放电时间可以用电的电阻和电容来计算。
放电过程中电压的变化可以表示为 V(t) = V0 × e^(-t/(RC))，其中 V(t) 表示时间 t 时的电压，V0 表示初始电压，R 表示电阻，C 表示电容。
放电时间可以计算为 t = 5RC，其中 t 表示放电时间。
总结：
本文介绍了电容充放电计算过程中的相关参数计算方法。
通过计算电荷量的变化、充电时间和放电时间，可以更好地理解动态电路中电的行为和特性。
希望本文能对您在电容充放电计算方面有所帮助。
参考资料：
3. 《电路原理与分析》。
动态电路计算
动态电路计算
在动态电路中，我们通常需要计算电流、电压和功率。
1. 计算电流：根据欧姆定律，电流（I）等于电压（V）除以电阻（R）。
公式为：I = V / R。
2. 计算电压：在电路中，电压可以通过欧姆定律计算，也可以通过基尔霍夫定律计算。
如果电路只包含一个电阻元件，可以使用欧姆定律；如果电路由多个电阻和电源组成，可以使用基尔霍夫定律。
基尔霍夫定律的核心是电路中各支路电压之和等于零。
具体计算方法可以通过电路的拓扑结构和电路参数来确定。
3. 计算功率：功率（P）等于电流（I）乘以电压（V）。
公式为：P = I * V。
需要注意的是，这个公式只适用于直流电路。
对于交流电路，还需要考虑功率因数和复数形式的计算公式。
这些是动态电路计算中的基本公式和方法，具体计算方法还需要根据具体电路的结构和参数进行分析和推导。
动态电路
U （1）并联电路中干路电流等于各支路电流之
和； （2）并联电路中各支路两端电压相等。
复习巩固
1．欧姆定律
U I= R U= IR U R= I 2.串联电路 I=I1=I2 U=U1+U2 R=? 3.并联电路 I=I1+I2 U=U1=U2
R=?
动态电路
类型1、滑动变阻器引起的动态电路
1）电表示数变化情况 2）为保护电路，滑动变阻器取值范围
R1=20 Ω R2=80 Ω I' U1=1.2 V U=6 V
动态电路（一）
V 类型1、滑动变阻器引起的动态电路
R1 P R2 S
解题步骤： 1.明确移动滑动变阻器时电阻变化特点； 2.确定电路连接方式和电表的测量对象；
A
3.根据串、并联电路特点并结合欧姆定律 进行计算
动态电路（一）
滑动变阻器的阻值是 200欧姆，定值电阻 阻值为300欧姆，电 源电压是6伏特且保 持不变，当滑动变阻 器的滑片从a端滑到b 端时，电压表示数的 如何变化？
复习巩固
1．欧姆定律
导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟 导体的电阻成反比。
复习巩固
2．串联电路中的电流、电压规律： I1
R1
U1
I2 R2 U2
I
U
（1）串联电路中电流处处相等
（2）串联电路中的总电压等于各部分电路的
电压之和。
复习巩固
3．并联电路中的电流、电压规律： I1 R1 I I2 R2
类型2、开关的断开闭合引起的动态电路 类型3、电表位置交换引起的动态电路
动态电路（一）
变阻器的滑片P向右移动过程中，三个电表的 示数如何变化？ P
A 示数变小 ＿＿＿＿；
动态电路的判断和相关计算
动态电路专题如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S 1、S 2，电压表示数为6V ，电流表示数为0.6A ，断开S 2后，电压表示数变为2V ，则R 2的电阻和电源电压分别是（ ） A. 10Ω、9V B. 20Ω、6V C. 20Ω、9V D. 10Ω、6V如图所示，电源电压不变，R 为定值电阻，当开关S 闭合后，滑动变阻器的滑片P 向右移动的过程中，电压表示数 ，电压表的示数与电流表的示数比值 （选填“变大”、“变小”“不变”）如图所示，R 为定值电阻，电源电压不变，当滑动变阻器R′的滑片向右滑动时，电压表V 1的示数______；电压表V 2的示数______；电流表A 的示数______．（填“变大”，“不变”或“变小”）如图所示，当滑动变阻器滑片P 向右移动时，下列判断正确的是 （ ）A.电压表的示数不变，电流表A 1的示数变大，A 2的示数变小B.电压表的示数不变, 电流表A 1的示数不变，A 2 的示数变大C.电压表的示数与A 1的示数的比值变大，A 2 的示数变小D.电压表的示数与A 1的示数的比值不变，A 2 的示数变小如图所示电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。
闭合开关S，移动滑片P，多次记录电压表示数U和对应的电流表示数I，则绘出的U-I关系图像正确的是如图所示，闭合开关S，灯泡L1、L2都能正常发光，两只电表都有示数，工作一段时间后，灯泡L1突然熄灭，L2仍然正常发光，两只电表均无示数，则故障可能是A．电压表短路 B．电流表断路C．L1断路 D．L1短路和S2，如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S灯L正常发光；则断开开关S2时（）A. 电流表示数变小，灯L仍然正常发光B. 电流表示数变大，灯L变亮C. 电压表示数变大，灯L的实际功率变小D. 电压表示数不变，电路的总功率变大如图所示电路，电源电压恒为6伏，L1标有“6V 7.2W”，L2标有“6V 3.6W”，忽略温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）A．仅闭合S1、S3，L1不亮，L2亮B．仅闭合S2、S3，电流表读数为0.6安C．仅闭合S1、S2，电路总电阻为15欧D．仅闭合S3，电路消耗的总功率为10.8瓦如图所示电路中，L标有“3V 1.5W”字样。
基尔霍夫定律计算题—动态电路
基尔霍夫定律计算题—动态电路
引言
基尔霍夫定律是电路分析中常用的方法，可以帮助我们计算电
路中的电流和电压。
本文将介绍基尔霍夫定律在动态电路中的应用。
动态电路
动态电路指的是包含有电感和电容的电路，其中电压和电流随
时间变化。
在动态电路中，我们需要使用微分方程来描述电路中的
变化情况。
基尔霍夫定律
基尔霍夫定律包括两个方面：基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第
二定律。
基尔霍夫第一定律
基尔霍夫第一定律（电流定律）指出，在电路中，流入某一节
点的电流等于流出该节点的电流之和。
这可以表示为如下方程：$$\sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}}$$
基尔霍夫第二定律
基尔霍夫第二定律（电压定律）指出，在电路中，沿着一个闭合回路的总电压等于沿着该回路的电压之和。
这可以表示为如下方程：
$$\sum V_{\text{loop}} = 0$$
动态电路的计算例子
假设有一个包含电感、电容和电阻的动态电路，我们需要计算其中的电流和电压。
1. 首先，根据基尔霍夫第一定律，我们可以列出节点电流的方程。
2. 其次，根据基尔霍夫第二定律，我们可以列出回路电压的方程。
3. 接着，我们可以将这两个方程联立，解得电流和电压的关系式。
4. 最后，通过求解这个关系式，我们可以得到电流和电压的具体数值。
结论
基尔霍夫定律提供了一种有效的计算动态电路中电流和电压的
方法。
通过应用这些定律，我们可以更好地理解和分析电路的行为。
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题型29 动态电路相关计算
计算题解题思路
关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。
总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。
解题思路如下结构图：
命题点一滑动变阻器引起的动态电路问题
1．如图，电源电压为8V，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，已知滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V．灯泡电阻不随温度变化，下列说法不正确的是（）
A．灯泡的电阻为12Ω
B．闭合S1、断开S2，滑动变阻器滑片在最右端时，灯泡的实际功率为0.75W
C．闭合S1、S2，要保证电路中各元件安全，滑动变阻器R的取值范围4Ω﹣7.2Ω
D．闭合S1、S2，移动滑动变阻器，电流表的示数变化范围0.25﹣0.6 A
2．如图所示电路电源电压不变，闭合开关S移动滑动变阻器的滑片至某位置，定值电阻R0消耗的功率为2.5W；再次移动滑片至另一位置，R0消耗的功率为10W，电压表的示数为5V．若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同，则电源电压U＝15V。
3．一学生按照图甲所示的电路图做实验。
此时两表示数如图乙所示，电压表的示数为2V，则电热丝电阻R x的阻值为5Ω．已知电热丝R x和滑动变阻器的最大阻值相等，滑片P在b端时，电热丝的发热功率为P b，滑片P在a端时，电热丝的发热功率为P a，那么P a：P b＝4：1。
（不考虑电热丝阻
值随温度的变化）
4．如图所示，电路中定值电阻R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变，当滑片在a端时，电流表示数为0.3A，滑片在b端时电压表示数为4V．求：（1）电源电压；
（2）滑动变阻器R2的最大阻值；
（3）R1的最小电功率。
5．如图甲所示电路，R是滑动变阻器，R0是标有“8V8W”的字样的电器（不考虑阻值变化），通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的图象如图乙所示。
闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，R0恰好正常工作。
（1）求电源电压；
（2）滑动变阻器的滑片P在某一位置时，电压表的示数如图丙所示，求此时R接入电路的阻值。
6．如图所示的电路，电源电压U＝4.5V且保持不变，R1＝5Ω，R2标有“50Ω
0.5A”字样的滑动变阻器，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V，
则：
（1）在接入电路之前，滑动变阻器R2两端允许加载的最大电压是多少？
（2）电路的最大总功率为多少？
（3）为了保护电路，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围是怎样的？
7．如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W“字样。
若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：
（1）小灯泡的额定电流；
（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值。
（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。
8．在如图所示的电路中，电源电压为12V，滑动变阻器的阻值范围在0至50Ω之间，闭合开关S，调节滑动变阻器，当滑片P置于滑动变阻器的中点时，电流表的示数为0.3A．求：
（1）定值电阻R1的阻值；
（2）当滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处时，电路的总功率是多少？（得数保留1位小数）
（3）电流表接入电路中的量程是0至0.6A，在不改变电流表量程的情况下，为了保证电流表的安全，滑动变阻器接入电路中的最小阻值是多少？
命题点二开关的通断引起的相关计算
9．如图，电源电压恒定，R1＝30Ω，R2＝60Ω，当开关S3闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.1A。
（1）求电源电压；
（2）当开关S3断开，S1、S2都闭合时，求电流表的示数和通电1min电流对R1所做的功。
10．如图所示的电路，电源电压保持不变，R1＝30Ω，R2＝10Ω．当闭合开关S1、S，断开S2时，电流表的示数为0.4A。
（1）求电源电压；
（2）当闭合开关S2、S，断开S1时，求电流表的示数；
（3）当闭合开关S1、S2、S时，通电100s，求整个电路消耗的电能。
11．如图所示的电路中，只闭合S1时，通过R2的电流是1.5A，R1＝30Ω，R2＝20Ω．求：
（1）电源电压是多大？
（2）只闭合S2时，通电20s电流通过R1产生的电热是多少？
（3）开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P′之比是多少？
12．如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯L标有“12V 12W”的字样，R2＝12Ω，当S1、S2都闭合时。
电流表示数为1.2A．这时灯L正常发光（忽略温度对灯丝电阻的影响），求：
（1）电源电压；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若将开关S1、S2都断开。
此时灯L实际消耗的功率是多少？
命题点三滑片移动、开关通断共同引起的相关计算
13．如图所示，R0是阻值为80Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，其上标有“100Ω 3A”字样，电流表A1的量程为0～0.6A，电流表A2的量程为0～3A，灯泡上标有“8V 1.6W”字样。
求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）闭合开关S，断开开关S1、S2时，灯泡正常发光，求电源电压的大小；
（3）开关S、S1、S2都闭合时，在不损坏电流表的前提下，求R消耗电功率的最小值和最大值。
14．如图所示，电源电压恒定不变，R1的阻值为12Ω．小灯泡L上标有“6V 3W”
字样，小灯泡电阻不随温度改变。
若闭合S1、S2，断开S3，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，求：
（1）电源电压为多少；
（2）R2阻值为多大；
（3）若闭合S1、S3，断开S2，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少。
15．如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V，1.6W”的字样，定值电阻R＝20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0～20Ω，1A”字样。
求：
（1）小灯泡的电阻为多大？
（2）若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时消耗最小功率是多少W？
（3）若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S2时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围。
16．如下图所示，电源电压保持9V不变，灯泡L的额定功率为3W，额定电压为6V，电阻R1＝20Ω．只闭合S2，将滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的示数为0.3A．（不考虑温度对灯丝电阻的影响，计算结果保留两位小数）求：
（1）只闭合S2，将滑动变阻器的滑片P移到中点时，此时灯泡L的实际功率是多少？
（2）只闭合S2，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时滑动变阻器接入电路中的阻值是多少？
（3）只闭合S1，将滑动变阻器滑片P移到最右端时，在60s内电流做的总功是多少？
命题点四实际应用类动态电路计算
17．某同学设计了一个利用如图甲所示的电路来测量海水的深度，其中R1＝2Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受压力F的变化关系如图（乙）所示，电源电压保持6V不变，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质“”形绝缘盒中，放入海水中保持受力面水平，且只有一个面积为
0.02m2的面承受海水压力，（设海水的密度ρ海水＝1.0×103kg/m3）。
求：
（1）当图甲中电流表A的示数为0.2A时，压敏电阻R2的阻值是多少？（2）如图（乙）所示，当压敏电阻R2的阻值为20Ω时，查看坐标图回答，此时压敏电阻R2所受的压力是多少？求此时压敏电阻R2所受的压强是多少？此时压敏电阻R2所处的海水深度是多少？
（3）若图甲中电流表A的最大测量值为0.6A，则使用此方法能测出海水的最大深度是多少？。