專題33-開關(guān)(閉合)(斷開)動(dòng)態(tài)電路分析問題-中考2019物理壓軸題、高頻題、高分值題解題技巧(解析版)

考點(diǎn)掃描☆名師點(diǎn)撥一、考點(diǎn)解析動(dòng)態(tài)電路分析是初中物理電學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。動(dòng)態(tài)電路分析只涉及到串并聯(lián)電路（電源電壓保持不變）。所謂動(dòng)態(tài)電路是指對一個(gè)通常含有電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流和電壓表等電器元件的電路，通過改變變阻器接入電路的阻值或開關(guān)的通斷等形式來改變電路的連接方式，進(jìn)而改變電路中的總電阻、電流、電壓的大小。中考物理中，動(dòng)態(tài)電路分析主要以選擇題和計(jì)算題形式出現(xiàn)。主要分為三種類型：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化；（2）開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化；（3）其他電學(xué)量發(fā)生變化或客觀因素引起電路中電學(xué)物理量的變化。具體來說，就是要弄清電阻之間是串聯(lián)還是并聯(lián)或兩者皆有；所給的電表是測量干路的電流（或電壓）還是支路中的電流（或電壓）等。解答此類問題需要注意一下問題：1.電流表的電阻非常小，在電路中相當(dāng)于導(dǎo)線，可看作短路。2.電壓表的電阻非常大，在電路中相當(dāng)于斷路（開路），即在分析此類問題時(shí)可先將電壓表放在一邊，暫不考慮。3.基本思想：明確電路中的變量和不變量，首先確定不變的物理量（如電源的電壓、各定值電阻，小燈泡的電阻以及小燈泡的額定電壓和額定功率），然后根據(jù)相關(guān)的規(guī)律去分析其它量的變化。4.解題思路：總體遵循“先局部-再整體-再局部”的思路，具體說來：①由某個(gè)電阻或開頭的變化分析總電阻的變化（局部）；②根據(jù)歐姆定律，由總電阻的變化分析總電流的變化（整體）；③由總電流的變化，根據(jù)歐姆定律和電路和串、并聯(lián)規(guī)律分析各支路的電壓、電流的變化（局部）。開關(guān)通（閉合）、斷（斷開）動(dòng)態(tài)電路分析電路中開關(guān)閉合或斷開，電路中物理量發(fā)生變化。開關(guān)通斷變化的是電路中元件的接入和退出，元件的變化會(huì)引起電路物理量的變化。分析此類動(dòng)態(tài)電路，要看清開關(guān)通斷后元件是如何發(fā)生變化的，然后再進(jìn)一步分析物理量的變化。二、考點(diǎn)復(fù)習(xí)1.定義：用導(dǎo)線將電源、用電器、開關(guān)連接起來組成的電流路徑叫電路。常見的電路狀態(tài)有：通路、開路、短路。2.電路串聯(lián)：把元件逐個(gè)順次連接起來的電路叫串聯(lián)；電路中只有一條電流路徑，一處段開所有用電器都停止工作。3.電路并聯(lián)：把元件并列的連接起來的電路；電路中的電流路徑至少有兩條，各支路中的元件獨(dú)立工作，互不影響。如：家庭中所有用電器的連接都是并聯(lián)。4.識(shí)別電路串、并聯(lián)的常用方法⑴電流分析法：在識(shí)別電路時(shí)，電流：電源正極→各用電器→電源負(fù)極，若途中不分流用電器串聯(lián)；若電流在某一處分流，每條支路只有一個(gè)用電器，這些用電器并聯(lián)；若每條支路不只一個(gè)用電器，這時(shí)電路有串有并，叫混聯(lián)電路。⑵斷開法：去掉任意一個(gè)用電器，若另一個(gè)用電器也不工作，則這兩個(gè)用電器串聯(lián)；若另一個(gè)用電器不受影響仍然工作則這兩個(gè)用電器為并聯(lián)。⑶節(jié)點(diǎn)法：在識(shí)別電路時(shí)，不論導(dǎo)線有多長，只要其間沒有用電器或電源，則導(dǎo)線的兩端點(diǎn)都可看成同一點(diǎn)，從而找出各用電器的共同點(diǎn)。5.電流⑴串聯(lián)電路中電流特點(diǎn)：電路中各處電流都相等；表達(dá)式為：I=I1=I2=…=In。⑵并聯(lián)電路中電流特點(diǎn)：在并聯(lián)電路中，干路中的電流等于各支路電流之和。表達(dá)式為：I=I1+I2+…+In。6.電壓（1）串聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓相加等于干路總電壓。（2）并聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓都相等。7.電阻（1）并聯(lián)電路中的總電阻比并聯(lián)的每個(gè)電阻都小。（2）在任何一個(gè)電路（無論該電路是串聯(lián)還是并聯(lián)或兩者皆有）中，總電阻隨電路中某一個(gè)電阻的增大而增大，隨某一個(gè)電阻的減小而減小?？键c(diǎn)剖析☆聚焦高頻高頻考點(diǎn)：開關(guān)通斷的動(dòng)態(tài)電路分析【典例】（2017?益陽）如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S1、S2，電流表、燈泡L1和L2均能正常工作。則下列說法正確的是（）。A．開關(guān)S1閉合，S2斷開，電源外部電流流向?yàn)閍→b→c→d；B．開關(guān)S1、S2都閉合，燈泡L1和L2并聯(lián)；C．開關(guān)S1、S2都閉合，通過燈泡L1的電流一定大于通過燈泡L2的電流；D．閉合S1、S2中任意一個(gè)開關(guān)，都會(huì)有燈泡發(fā)光【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析?！敬鸢浮緽?？键c(diǎn)過關(guān)☆專項(xiàng)突破類型：開關(guān)通斷的動(dòng)態(tài)電路分析1.（2017?益陽）如圖所示的電路中，定值電阻R1=150Ω、R2=300Ω。閉合開關(guān)S后，電流表A2的示數(shù)為5mA。求：（1）電阻R1兩端的電壓為多少？（2）電流表A1的示數(shù)為多少？（3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱是多少？【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、歐姆定律應(yīng)用、焦耳定律?！窘馕觥坑呻娐穲D可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流；（1）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由可得，電阻R1兩端的電壓：U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V；（2）通過R1的電流：，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，電流表A1的示數(shù)：I=I1+I2=10mA+5mA=15mA；（3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱：Q1=I12R1t=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J?！敬鸢浮浚?）1.5V；（2）15mA；（3）是4.5J。學(xué)科#網(wǎng)2.（2017?衡陽）如圖所示，閉合開關(guān)后兩燈均能發(fā)光，則（）。A．甲為電流表，乙為電壓表；B．甲為電壓表，乙為電流表；C．甲、乙均為電流表；D．甲、乙均為電壓表【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、電路連接?！窘馕觥坑蓤D可知，甲表是與燈并聯(lián)，所以應(yīng)該是電壓表；乙表是在干路上與電源串聯(lián)，只能是電流表，這樣才能使兩個(gè)燈都發(fā)光?！敬鸢浮緽。3.（2017?龍東）如圖所示的電路中，若同時(shí)閉合開關(guān)S1和S3、斷開S2，電阻R1與R2是的；若只閉合開關(guān)S2，電阻R1和R2是的。（均選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、電路連接?！敬鸢浮坎⒙?lián)、串聯(lián)。4.（2017·廣東）如題圖所示電路中，電源電壓為4.5V，L1、L2是小燈泡，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.5V，忽略溫度對燈絲電阻的影響，則（）。A．L2兩端的電壓為1.5V；B．L1兩端的電壓為1.5V；C．L1與L2的燈絲電阻之比為2：1；D．通過L1與L2的電流之比為1：2【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、電路計(jì)算?！窘馕觥坑深}圖可以看出，S閉合后燈泡L1、L2屬于串聯(lián)，電壓表V測量的是L1兩端電壓，因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)為1.5V，故小燈泡L2兩端電壓是4.5V-1.5V=3V；因?yàn)閮蓚€(gè)小燈泡是串聯(lián)，故通過它們的電流相同，根據(jù)公式得到：?！敬鸢浮緽。5.（2017?吉林）如圖所示，電源電壓保持不變，當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合時(shí)，電路中（）。A．電流表的示數(shù)變大，小燈泡變亮；B．電流表的示數(shù)變小，小燈泡變亮；C．電壓表的示數(shù)變小，小燈泡不亮；D．電壓表的示數(shù)變大，小燈泡不亮【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析?！敬鸢浮緿。6.（2017?菏澤）如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，下列說法正確的是（）。A.電流表示數(shù)不變，電壓表無示數(shù)；B.電流表示數(shù)增大，電壓表有示數(shù)；C.電流表示數(shù)減小，電壓表有示數(shù)；D.電流表示數(shù)增大，電壓表無示數(shù)【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析?！窘馕觥块]合S2之前，電流表測量R1上的電流，，閉合S2之后，電流表測量干路上的總電流，，所以電流表示數(shù)變大；閉合S2之后，電壓表測量的是上R2的電壓，所以有示數(shù)。故正確答案是B?！敬鸢浮緽。7.（2017?眉山）如圖所示，電源電壓為6V且保持不變，R0=30Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω、1A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標(biāo)有“3V、1.5W”字樣。不考慮燈絲電阻變化，并保證電路安全，則（）。A．當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω～20Ω；B．當(dāng)S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，電路消耗最大功率是3.6W；C．當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí)，電路消耗的總功率最小值為2.4W；D．當(dāng)S、S1、S2都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值是15Ω【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析?！敬鸢浮緼、S閉合，S1、S2都斷開，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)。由P=可得，小燈泡電阻RL===6Ω，由P=UI可得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：I===0.5A，當(dāng)電路中電流最大時(shí)，電阻最小，則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值：R小===6Ω；滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω、1A”，則最大阻值R大=20Ω，故滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是6Ω～20Ω；故A錯(cuò)誤。B、S閉合，S1、S2都斷開，滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián)，電阻最小時(shí)電流最大，其最大電流：I最大==0.5A，電路消耗最大功率P最大=UI最大=6V×0.5A=3W；故B錯(cuò)誤。C、S、S1、S2都閉合，滑動(dòng)變阻器與R0并聯(lián)，通過R0的電流：I1===0.2A，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值最大時(shí)，此支路上的電流最小，則I2===0.3A，則干路上的電流I最小=I1+I2=0.2A+0.3A=0.5A，電路消耗的總功率最小值P最小=UI最小=6V×0.5A=3W，故C錯(cuò)誤。8.（2017?麗水）如圖所示電路中，R1的阻值為4Ω，當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為3A；當(dāng)只閉合S2時(shí)，電流表示數(shù)為2A，下列說法正確的是（）。A.電源電壓為6V；B.S1和S2都閉合時(shí)，R2消耗的功率為18W；C.R2的阻值為1Ω；D.只閉合S2時(shí)，電路消耗的總功率為24W【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、功率及其計(jì)算?！窘馕觥浚?）當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓。（2）S1和S2都閉合時(shí)，電路為R1的簡單電路，R2消耗的功率為零。（3）只閉合S2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出電阻R2阻值。（4）只閉合S2時(shí)，根據(jù)P=UI求出此時(shí)消耗的總功率。解答：A：當(dāng)開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，示數(shù)為3A；由可得，電源的電壓：U=I1R1=3A×4Ω=12V；故A錯(cuò)誤。B：只閉合S2時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流，示數(shù)為2A；由可得，電路中的總電阻：；因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電阻R2阻值：R2=R﹣R1=6Ω﹣4Ω=2Ω，故B錯(cuò)誤。C：S1和S2都閉合時(shí)，電路為R1的簡單電路，R2消耗的功率為零；故C錯(cuò)誤。D：只閉合S2時(shí)，電流為2A，電路消耗的總功率：P=UI2=12V×2A=24W，故D正確?！敬鸢浮緿。9.（2017?威海）某生態(tài)園設(shè)計(jì)了模擬日光和自動(dòng)調(diào)溫系燒，實(shí)現(xiàn)照明、保溫和加熱的功能，其原理如圖所示，電源電壓恒為220V，R1和R2是兩個(gè)電熱絲（不考慮溫度對電阻的影響），R2=30Ω，L是標(biāo)有“220V160W”的照明燈泡，白天有日光的時(shí)候，只開啟該系統(tǒng)的保溫功能并連續(xù)工作10h，此時(shí)R1與R2的電功率之比為1：3，晚上溫度較低的時(shí)候，需開啟加熱和照明功能。燈泡正常發(fā)光此狀態(tài)下系統(tǒng)也需連續(xù)工作10h，q沼氣=1.8×107J/m3，請解答下列問題：（1）晚上工作時(shí)電路的總功率是多大？（2）若一天中工作的20h內(nèi)電熱絲放出的熱量完全由該生態(tài)園自產(chǎn)的沼氣提供，其熱效率為50%，則每天需要完全燃燒多少m3的沼氣？【考查角度】動(dòng)態(tài)電路分析、焦耳定律。（1）由題知，白天有日光時(shí)，系統(tǒng)處于保溫狀態(tài)，燈泡不工作，此時(shí)兩開關(guān)應(yīng)斷開，兩電阻R1、R2串聯(lián)，總電阻最大，總功率最??；由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過兩電阻的電流相等，且R1與R2的電功率之比為1：3，由P=I2R可得：，由題知R2=30Ω，所以R1=10Ω；晚上系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)，且燈泡正常工作，由電路圖可知，此時(shí)兩開關(guān)應(yīng)都閉合，燈泡L與R1并聯(lián)；由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，此時(shí)U=U1=220V，且燈泡正常工作，所以R1的功率：，所以晚上工作電路的總功率：P總=P額+P1'=160W+4840W=5000W；【答案】（1）晚上工作時(shí)電路的總功率是5000W；（2）每天需要完全燃燒24.2m3的沼氣。10.（2017?遵義）有一種掛式電熱水器內(nèi)部簡化電路如圖所示，該熱水器設(shè)有高、中、低三檔，已知電熱絲R1=55Ω，高檔加熱功率為1100W，電熱轉(zhuǎn)化效率為80%，水的比熱容為4.2×103J/kg?℃）。求：（1）將2kg水從20℃加熱到75℃需要吸收多少熱量；（2）用高檔將2kg水從20℃加熱到75℃需要多少時(shí)間；（3）只閉合S、S2時(shí)，電熱水器的電功率是多少?！究疾榻嵌取縿?dòng)態(tài)電路分析、電熱計(jì)算?！痉治觥浚?）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；（2）根據(jù)求出消耗的電能，根據(jù)求出需要的加熱時(shí)間；（3）由電路圖可知，閉合S、S1、S2時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電路的總電阻最小，由可知，電路的總功率最大，熱水器處于高檔，根據(jù)求出電熱絲R1