第31講 動(dòng)態(tài)電路與電池容量（原卷版）

第31講動(dòng)態(tài)電路與電池容量動(dòng)態(tài)電路的分析電池容量與非純電阻的計(jì)算一．滑動(dòng)變阻器接入電阻的范圍1.最大阻值：首先應(yīng)先進(jìn)行分析，若隨著變阻器阻值的增大，各電表的示數(shù)在減小，則變阻器允許的最大阻值即為變阻器銘牌中標(biāo)注的最大值；若串聯(lián)電路中，有電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，則應(yīng)利用電壓表的量程最大值、電路電流值，求變阻器允許的最大阻值，即Rmax=U電壓表max/I2.最小阻值：應(yīng)先確定電路中允許的電流最大值，確定的依據(jù)是：電流表的量程、滑動(dòng)變阻器的銘牌、用電器的額定電流以及并聯(lián)在用電器兩端的電壓量程，利用這四者分別求出每一條件下允許的最大電流，取四者中最小的，作為電路中允許的最大電流，然后再根據(jù)滑動(dòng)變阻器之外的用電器兩端電壓、電源電壓來(lái)計(jì)算滑動(dòng)變阻器的最小阻值，即Rmin=(U電源-U額)/Imin二．電路的電流、電壓的極值1.電路電流的極值：a.電路最大電流：依據(jù)電路中用電器的額定電流、電流表的量程來(lái)決定，取兩者中的最小值作為電路的最大電流值；b.電路最小電流：依據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值決定，此時(shí)電路中的總電阻最大，由I=U/R可知此時(shí)電路中電流為最小電流：Imin=U電源/R總最大2.用電器兩端電壓的極值a.最大電壓：依據(jù)用電器的額定電壓，電壓表的量程來(lái)決定，取兩者中的最小阻值作為用電器兩端的最大電壓值；b.一般是求滑動(dòng)變阻器的最小電壓：此時(shí)要根據(jù)滑動(dòng)變阻器之外的用電器的額定電壓或電壓表的量程來(lái)決定，此時(shí)要注意電路安全問(wèn)題，即要注意在變阻器之外的用電器在不超過(guò)其額定值及電壓表量程的情況下來(lái)取最小電壓。三．電路、用電器消耗電功率的極值：根據(jù)電路、用電器中各自最大（?。┑奈锢砹考纯汕蟮?。1.最大（?。╇妷?、電流值，則有P=UI2.最大（?。╇妷褐怠㈦娮柚?，則有P=U2／R3．最大（?。╇娏髦?，電阻值，則有P=12R四.從元器件角度識(shí)別日常生活中的電熱毯、電烙鐵、白熾燈、電爐子、電飯鍋、電熨斗、轉(zhuǎn)子被卡住的電動(dòng)機(jī)等元器件都屬于純電阻，含這些元件的電路稱(chēng)純電阻電路。電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)、電冰箱、電視機(jī)、電解槽、電腦、電磁爐、蓄電池(充電)等元器件在工作時(shí)都屬于非純電阻，含這些元件的電路稱(chēng)非純電阻電路。它們?cè)陔娐分械姆?hào)如下：(1)純電阻： 非純電阻五．從能量轉(zhuǎn)化角度識(shí)別(1)純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(2)非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其它形式能。其中：內(nèi)能應(yīng)只占少部分。對(duì)于含電動(dòng)機(jī)的電路，其它形式能為機(jī)械能；對(duì)于含電解槽的電路，其它形式能為化學(xué)能。六.非純電阻電路計(jì)算：1.總功率：P總=IU2.熱功率：P熱=I2R七.電池容量的計(jì)算1.定義：電池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下電池放出的電量，即電池的容量，通常以\t"/item/%E7%94%B5%E6%B1%A0%E5%AE%B9%E9%87%8F/_blank"安培·小時(shí)為單位2.計(jì)算：由W=UIt可知：電池?cái)y帶的功為：電容量乘以輸出電壓。考點(diǎn)一：動(dòng)態(tài)電路的計(jì)算【例1】圖甲所示電路的電壓表和電流表的示數(shù)變化如圖乙所示，則（）

A．電源的電壓為5VB．定值電阻R0的阻值為20ΩC．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為120ΩD．電路的最大總功率為1.5W【例2】如圖1所示電路中，電源電壓保持不變，小燈泡L的額定電壓為12V，開(kāi)關(guān)S閉合后，將滑片P由b端向a端移動(dòng)，圖2是此過(guò)程中小燈泡的I－U圖像。下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源電壓為18VB．滑片移動(dòng)過(guò)程中，電壓表與電流表示數(shù)之比不變C．電路中消耗的最小電功率為24WD．滑動(dòng)變阻器的最大阻值為9Ω考點(diǎn)二：滑動(dòng)變阻器功率計(jì)算【例1】如圖所示，測(cè)量小燈泡電功率的電路圖，電源電壓恒為6V，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~3V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格“50Ω

1A”，小燈泡規(guī)格“2.5V0.625W”，若不考慮小燈泡阻值隨溫度的變化，小燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定值，閉合開(kāi)關(guān)，下列說(shuō)法正確的是（）①滑片向右滑動(dòng)，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大②電流表的示數(shù)允許變化范圍是0.1~0.25A③滑動(dòng)變阻器的阻值允許調(diào)節(jié)的范圍是14~50Ω④電路的最大電功率是2.5W

A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④【例2】如圖甲所示電路，電源電壓恒定，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2銘牌上標(biāo)有“120Ω0.8A”的字樣，電流表量程0~0.6A，電壓表量程0~15V。在保證電路安全的前提下，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，經(jīng)測(cè)量分析，得出R2的電功率P與其兩端電壓U的關(guān)系如圖乙。則下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源電壓為16VB．R1的阻值為25ΩC．電路總功率的最大變化量為10.8WD．滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍為10Ω~100Ω考點(diǎn)三：電池容量與非純電阻電路的計(jì)算【例1】如圖所示，這是小明用迷你電動(dòng)機(jī)制成的升降機(jī)模型。用它提升重為10N的物體，當(dāng)電源電壓為4V時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表示數(shù)為0.8A；當(dāng)電源電壓為12V時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)為0.4A，電動(dòng)機(jī)同時(shí)以0.4m/s的速度勻速提升物體。若忽略溫度對(duì)電阻的影響，下列說(shuō)法不正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻是5ΩB．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率是4WC．電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)消耗的電功率是4.8WD．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是80%【例2】如圖所示為一充電寶，其輸出電壓和輸入電壓都是5V，電池容量為1000mAh，關(guān)于充電寶下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)給充電寶充電時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能B．當(dāng)充電寶充滿(mǎn)電時(shí)，儲(chǔ)存了0.5kW·h的電能C．當(dāng)充電寶給手機(jī)充電時(shí)，手機(jī)電池相當(dāng)于電源D．充電寶的兩個(gè)插孔是串聯(lián)的連接關(guān)系1．一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線(xiàn)圈兩端的電壓為380V，線(xiàn)圈的電阻為2Ω，線(xiàn)圈中的電流為10A，若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1秒鐘，則（）A．產(chǎn)生的熱量為3800J B．消耗的電能為200JC．電動(dòng)機(jī)的效率約為94.7% D．獲得的機(jī)械能為4000J2．如圖所示為華為充電寶，其輸出電壓和輸入電壓都是5V，電池容量為1000mAh，關(guān)于充電寶下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)給充電寶充電時(shí)，充電寶相當(dāng)于用電器B．當(dāng)充電寶充滿(mǎn)電時(shí)，儲(chǔ)存了5kW·h的電能C．充電寶給手機(jī)充電時(shí)，手機(jī)發(fā)熱是電流的熱效應(yīng)D.充電寶同時(shí)用兩個(gè)插孔對(duì)外供電，它們是并聯(lián)關(guān)系3．如圖所示，燈泡規(guī)格為“5V

2.5W”（燈絲電阻不隨溫度變化），滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“50Ω

1A”，電流表所選量程為“0~0.6A”，電壓表所選量程為“0~3V”，電源電壓恒為9V，閉合開(kāi)關(guān)，在保證電路中各元件安全的情況下，下列表述正確的是（）A．該電路消耗的最大功率為4.5WB．滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍為8Ω~50ΩC．通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以使小燈泡正常發(fā)光D．滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化范圍為6V~7.5V4．在如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，燈泡上標(biāo)有“4V

2W”的字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響），電流表量程為0~0.6A，電壓表V1量程為0~15V，V2量程為0~3V。閉合開(kāi)關(guān)在保證電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值只能調(diào)到其總電阻的，下列說(shuō)法正確的是（）

A．燈泡電阻為4ΩB．滑動(dòng)變阻器總電阻為20ΩC．電路消耗總功率的變化范圍為2.25W-3WD．電壓表V1示數(shù)的變化范圍為2V~3V5．虎外初二物理社團(tuán)的曉哲所在小組設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了圖象。小組實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，以下說(shuō)法正確的是（）

A．根據(jù)圖象的信息可知，乙是電壓表V1示數(shù)變化的圖象B．電阻R1的阻值為20ΩC．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最右端時(shí)，電路消耗的總功率最大，最大功率為1.2WD．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到中點(diǎn)時(shí)通電1min，電阻R1消耗的電能為54J6．益中學(xué)校為方便教師出行，安裝了兩部電梯，，其中靠近天津一中一側(cè)的電梯在電壓380V的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下以1m/s的恒定速度向上運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為9.76kW。不載人時(shí)測(cè)得電動(dòng)機(jī)的電流為2A，若載人時(shí)電梯的運(yùn)動(dòng)速度和不載人時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度相同，設(shè)每個(gè)人的平均質(zhì)量為60kg，g=10N/kg，則這臺(tái)電梯可同時(shí)承載最多人數(shù)為（）A．15人 B．10人 C．20人 D．25人7．如圖甲所示，電源電壓為4.5V且保持不變，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω1A”字樣，兩電壓表的量程均為0~3V，電流表的量程為0~0.6A，小燈泡L標(biāo)有“3V

1.5W”字樣，圖乙是該燈泡U-I的圖像。閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑片P，在保證電路中各元件安全的情況下，下列判斷不正確的是（）

A．滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的變化范圍3Ω~7.5ΩB．電流表示數(shù)的變化范圍0.3A~0.5AC．小燈泡實(shí)際功率的變化范圍0.6W~1.5WD．電路總功率的變化范圍1.8W~2.25W8．為了乘客的安全，飛機(jī)上嚴(yán)禁攜帶額定電池容量超過(guò)“160W·h”的充電寶，小吳的充電寶上標(biāo)有“5V10000mA·h”字樣，下列判斷正確的是（）A．“160W·h”表示電功率的大小B．充電寶給手機(jī)充電時(shí)，充電寶把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．小吳可以帶充電寶上飛機(jī)D．給充電寶充電時(shí)充電寶是電源9.下表是一款智能音箱的部分參數(shù)，該智能音箱可通過(guò)語(yǔ)音指令直接控制影音播放，還能做你的工作秘書(shū)、天氣預(yù)報(bào)員、百科解答員等。該智能音箱的電池充滿(mǎn)電且不再外接電源的情況下，下列有關(guān)說(shuō)法正確是（）

功率

≥5W

標(biāo)準(zhǔn)電壓

3.7V

電池容量

10000mA·hA．電池儲(chǔ)存的電能為50W·h B．電池儲(chǔ)存的電能為6.66×105JC．該智能音箱工作時(shí)間理論上最長(zhǎng)可達(dá)10h D．該智能音箱工作時(shí)間理論上最長(zhǎng)可達(dá)7.4h10．如圖甲電源電壓為且保持不變，閉合開(kāi)關(guān)后，滑片P從b端移動(dòng)到a端的過(guò)程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示，下列判斷不正確的是（）

A．電路消耗的最小功率為 B．滑動(dòng)變阻器的最大電阻為C．電路消耗的最大功率為 D．的電阻為11．如圖所示的電路，電源電壓為4.5V，小燈泡L上標(biāo)有“3V；1.5W”字樣（忽略燈絲電阻的變化），滑動(dòng)變阻器R規(guī)格為“30Ω；1A”，電流表量程選擇“0～0.6A”，電壓表量程選擇“0～3V”。閉合開(kāi)關(guān)S，在不損壞電路元件情況下，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電路中最大電流為0.6AB．電路的最大功率為2.5WC．電壓表示數(shù)變化范圍為1～3VD．滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為3～30Ω12．如圖甲所示，電源電壓為18V，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1A”字樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑至中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表測(cè)的是定值電阻兩端的電壓B．電路消耗的最大電功率是18WC．滑片向左移時(shí)兩表的示數(shù)都變大D．滑動(dòng)變阻器允許接入電路的最小阻值為0Ω13．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P從最右端滑到最左端過(guò)程中，R1的I-U關(guān)系圖像如圖乙中某條線(xiàn)所示，則下列判斷正確的是（）

A．電源電壓為10VB．R1的阻值是30ΩC．該電路的最大功率為4.05WD．滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30Ω14．如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，R1為定值電阻。電流表的量程為“0～0.6A”，電壓表的量程為“0～15V”，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω。在保證電路元件安全的情況下，緩慢移動(dòng)滑片，R2消耗的電功率P與電壓表示數(shù)U的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．定值電阻R1的阻值為50ΩB．電壓表的最小示數(shù)為9VC．電路消耗總功率的最大值為9WD．滑動(dòng)變阻器R2消耗功率的最大變化量為2.7W15．如圖所示，電源電壓為9V，R1的阻值為20Ω，滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“”字樣，電流表接0~0.6A的量程，在探究過(guò)程中至少有一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合，調(diào)整開(kāi)關(guān)S1、S2的狀態(tài)及R2的大小，在保證電路安全的前提下，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．干路電流的最大值為1.6AB．R2消耗的最大功率為9WC．電路消耗的最小功率和最大功率之比為3：20D．若開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合，R2的取值范圍為90Ω~100Ω16．圖甲所示電路的電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑片由最右端向最左端移動(dòng)的過(guò)程中，兩電壓表與電流表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示，則（）

A．a(chǎn)是燈泡的U-I圖線(xiàn) B．燈泡電阻的最小值為C．R的最大阻值為 D．電路的最大功率為1.2W17．如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，小燈泡L的阻值不變，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格是“100；1A”。閉合開(kāi)關(guān)，在保證電路元件安全且能使小燈泡正常發(fā)光的前提下，最大范圍內(nèi)移動(dòng)滑片，繪制了通過(guò)變阻器的電流與變阻器阻值關(guān)系的圖象，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．電源電壓為6VB．小燈泡的電阻為10C．小燈泡的額定功率為1.8WD．整個(gè)電路電功率最小時(shí)，20s內(nèi)滑動(dòng)變阻器消耗的電能為12J18．如圖甲所示的電路，電源電壓恒定。閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑片P，電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。以下分析正確的是（

）

A．電源電壓為B．最大功率為C．滑片P向左移動(dòng)過(guò)程中，兩端電壓逐漸變小D.滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，電壓表與電流表的比值變大19．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V，滑動(dòng)變阻器R1的阻值變化范圍為0~20Ω，R2為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P在某兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)的變化關(guān)系圖像如圖乙所示。在保證電路安全的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）①R2的阻值為5Ω②R1消耗的最大電功率為4.05W③R2消耗的最大和最小電功率之差為1.152W④電壓表的最小示數(shù)與最大示數(shù)之比為13∶14A．①和② B．②和③ C．①和③ D．①和④20．如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為10V和4V，已知電動(dòng)機(jī)M的線(xiàn)圈電阻為1Ω，R是阻值為4Ω的定值電阻，下列結(jié)論正確的是（）A．R兩端的電壓為6VB．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為6AC．1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能為5JD．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為1W21．如圖甲所示，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30Ω，電壓表的量程為0～15V，電壓表的示數(shù)與滑動(dòng)變阻器R2的關(guān)系如圖乙所示。則下列結(jié)果正確的是（）