于雯
动态电路问题是初中物理学习过程的一个难点,也是每年中考物理的热点之一。研究动态电路问题需要利用欧姆定律和串并联电流电压规律,有时也会用到电功率的知识,同时要求考生对电表、滑动变阻器的使用要非常熟练。接下来让我们走进考点,揭开动态电路神秘的“面纱”。
[原题再现]
例 (2022·辽宁)如图1所示的电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动。下列说法正确的是()。
A. 小灯泡变亮
B. 电压表V1的示数变大
C. 电压表V2与电流表A2示数的乘积变小
D. 电压表V1与电流表A1示数之比不变
[学情分析]
由电路图可知,小灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测小灯泡两端的电压,两电流表都测通过电路的电流。电压表V1的示数在滑片移动的过程中不会改变,故B错误。将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变大,根据欧姆定律可得通过电路的电流变小。由于串联电路各处电流相等,所以通过小灯泡的电流变小,则小灯泡的亮度变暗,功率变小,即电压表V2与电流表A2示数的乘积变小,故A错误,C正确。根据欧姆定律可知电压表V1与电流表A1示数之比为电路总电阻,所以电压表V1与电流表A1示数之比变大,故D错误。
故选C。
[方法归纳]
1. 判断电路的连接方式是串联还是并联,判断电表测量的是哪个电路元件的哪个物理量。
2. 通过题中已知条件和滑动变阻器的结构特点判断滑片的移动方向,确定滑动变阻器接入电路阻值的变化情况。
3. 通过下表所示的思路进行相关定性分析和定量计算。
【规律提升】串联电路:阻大压大流的少,U滑U定反着跑。
并联电路:压表定流不会变,总流随着变流跑。
[拓展变形]
变式1 (2022·湖北·恩施)如图2所示,电源两端电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片适当左移,下列说法正确的是()。
A. 电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
B. 电流表A1示数变大,电压表V示数不变
C. 电流表A2示数变大,电压表V示数变小
D. 电流表A2示数变大,电压表V示数不变
思路分析:与例题相比较,电路结构由串联变成了并联,导致解题思路上有了变化。依据并联口诀“压表定流不会变,总流随着变流跑”,电压表V和A1的示数不发生改变,而滑动变阻器接入电路中的电阻减小,电压不变,其电流增大,所以总电流也要随着滑动变阻器的电流变大。
答案:D
变式2 (2022·四川·乐山)课外探究实践作业中小明同学想利用气敏电阻自制一个烟雾浓度检测仪,通过翻阅资料了解到N型气敏元件阻值随气体浓度的增大而减小。如图3是小明设计的电路图,其中R为N型气敏元件,R0为定值电阻。闭合开关S,当气体浓度越高时,会出现()。
A. 电流表示数增大,電压表示数增大
B. 电流表示数增大,电压表示数变小
C. 电流表示数变小,电压表示数增大
D. 电流表、电压表示数均不变
思路分析:中考物理电学题常常涉及各种敏感电阻,如光敏电阻、声敏电阻、压敏电阻、热敏电阻、气敏电阻等。所谓的各种敏感电阻,其实就是遇到光、声、压力、温度、气体浓度变化时,其电阻阻值发生改变。正是由于其阻值能发生变化,导致其他物理量发生了相关变化,敏感电阻本质相等于滑动变阻器。依据串联口诀“阻大压大流的少,U滑U定反着跑”,当气体浓度增高时,电阻R的阻值减小,其两端电压减小,流过R的电流增大,定值电阻R0两端电压增大。
答案:A
[勤于积累]
1. 如图4所示电路,电源电压恒定,只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片由右向左滑动过程中,下列判断正确的是()。
A. 小灯泡的亮度将会变亮
B. 电压表V1与电压表V2的示数差变小
C. 电压表V1与电流表A的示数比值变大
D. 再闭合S2,调节变阻器的滑片,灯泡亮度不变
2. (多选)如图5所示,闭合开关后,当滑片向右移动时(不考虑温度对灯泡电阻的影响),下列说法正确的是()。
A. 电流表示数变大
B. 电压表V1示数不变
C. 电压表V1示数与电流表示数比值变大
D. 电压表V2示数与电流表示数乘积变小
答案:1. B 2. CD
(作者单位:辽宁省实验学校)