电路动态分析及电功率最值问题培优试题(含答案)

1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A2的示数不变，电压表V的示数减小C．电流表A1的示数保持不变，电流表A2的示数变大D．电流表A1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12IUU、、和3U表示，电表示数变化量的大小分别用12IUUΔ、Δ、Δ和3UΔ表示，电阻123RRR、、消耗的电功率分别用123PPP、、表示，下列选项正确的是（）A．1/UI不变，1/UIΔΔ不变B．2/UI不变，2/UIΔΔ变大C．3/UI变大，3/UIΔΔ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2【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110R，滑动变阻器最大阻值250R．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0.75WB．电压表的示数变大时，定值电阻1R消耗的功率变大C．电压表的示数每增加1V,1R两端的电压就减少0.5VD．小灯泡L正常发光时，滑动变阻器2R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I1: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41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34ab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．0.5WB．3.75WC．5WD．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100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10.8WC．小灯泡的电功率最小值为0.75WD．滑动变阻器允许调节的范围是18~603【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05R，滑动变阻器最大阻值为15，电源电压3VU,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1.5VB．该电子秤能测量的最大质量是2.25kgC．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，1R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），AB、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88C．保温状态时的总电阻为132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0.4AB．滑动变阻器接入电路的最小值为5ΩC．电压表示数最大的变化量为1VD．滑动变阻器R0消耗的最大功率为1.2W4【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13SS、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12AA、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1:2B．电阻1R与3R的电功率之比为1:3C．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11:1D．开关都闭合时电流表23AA、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“6V3W”的小灯泡，R是滑动变阻器．闭合3S,断开12SS、，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123SSS、、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:=1:2UU,下列选项正确的是（）A．滑动变阻器的变化范围是0~12B．滑动变阻器的变化范围是0~24C．当123SSS、、都闭合，滑片P位于a端时，灯泡L仍能正常工作D．当123SSS、、都闭合，滑片P位于b端时，1R消耗的实际电功率是6W5电路动态分析及电功率最值问题培优试题答案1.D2.＜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CDbRRRI总总，又2CDCDRUI，2IIII总所以选项C是正确的．若用CDUIR来讨论，CDU和R都在增大，将无法确定I的变化情况．＜答案＞C3.＜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，12RR、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＞AC6.＜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，23612W3LLLURP，11231A4UIRRR，小灯泡的最小实际功率为：21120.75W16LLPIR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()LUIRR，111A()121022LUIRR，111A100.45V22UIR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LI，3W0.5A6VLLLPIU1(1210)0.5A11VLUU2118V11V7VUUU总，220.573.5WLPIU7.＜答案＞2：38.＜答案＞1.259.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：3W0.5A6VLLLPIU＝，18V0.5A9WLPUI最大＝，故B错；此时滑动变阻器连入阻值最小，为18V6V240.5ARLRLUUURII＝,滑动变阻器连入范围为24~60，故D错．电压表示数15V时满量程，灯泡两端电压18V15V3VLU＝，这时灯两端电压最低，功率最小，223V0.75W12LLLUPR（）＝．＜答案＞C11.＜答案＞A12.＜答案＞BD13.＜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：62PIR，2max0.3AUIP，当电流为最大时，电压为：3VU0610100.3R2000.09100.9WPIR，全部接入电路中时，020R060.2A1020UIRR电阻R的电压为：0.2102VU电压表示数变化量最大值为：1VU，滑动变阻器R0消耗的最大功率为：2000.09100.9WPIR14.＜答案＞ACD＜解析＞13SS、闭合，2S打开，电路中只有3R连入电路：2S闭合，电路中123RRR、、构成并联电路：11122221212IRRRIR，23348WUPR①2222211222216W2UUUUPPRRRR②由①②可知：323RR，313132RPPR只闭合3S时，电阻123RRR、、串联：1232116UUUUIRRRR并，1232UUIRRRR串，111II并串312III，312232UUUIRRR，22UIR，2323II15.＜答案＞B＜解析＞小灯泡的电阻值为：236123LLLURP闭合3S，断开12SS、，滑片P位于中点时，LR灯与abR串联，灯泡正常发光，，于是电路中的电流为：13W0.5A6VI当123SSS、、闭合时，滑片P移动到b端时，abR与1R并联，有：2UU总1212UU，12112122abLabRUURR，24abR，12VU总当123SSS、、闭合时，滑片P移动到a端时，LR灯与abR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123SSS、、闭合时，滑片P移动到b端时，1R灯与abR并联,1R实际消耗的电功率是：22111212W12UPR