考点31 欧姆定律的应用
考点解读
一、动态电路的分析
动态电路的分析主要分以下几种类型
1.在观察电路的基础上,明确滑动变阻器、定值电阻、灯泡的连接方式,电流表测通过哪个电阻或哪几个元件中的电流,电压表测哪个电阻或哪几个元件两端的电压。
2.当开关断开与闭合时,电路中的电阻怎样变化,运用电路关系、欧姆定律,推导出电路中的电流如何变化,电路中某元件两端的电压或电功率如何变化。
解读:(1)含滑动变阻器的串联电路:由于电源电压不变,按以下思路分析: 滑动变阻器电阻变化→总电阻变化→电流变化→定值电阻两端电压变化→滑动变阻器两端电压变化
(2)含滑动变阻器的并联电路,由于电源电压不变,且并联电路中各个支路互相独立、互不影响,所以含定值电阻的支路各量都不变化,含滑动变阻器的支路,按以下思路分析:
滑动变阻器电阻变化→干路总电流变化
二、电路故障
对电路故障进行分析,同学们往往感到无从下手,究其原因主要有三个方面:一是没有搞清楚电路故障都有哪些情况;二是没有掌握对此类问题的分析方法;三是不知道电路出现断路和短路后会产生哪些现象。一般来讲电路故障主要表现为:
1.电路断路
当电路中出现断路时,电路不通,用电器不能工作。主要表现在以下几个方面:(1)灯泡不亮;(2)电流表无示数;(3)电压表示数为零;(4)电压表示数接近电源电压;(5)断开处一端能使试电笔氖管发光,另一端不能使其发光。
2.电路短路
电路中出现短路时,电路仍然接通。其主要表现为:(1)灯泡可能仍亮;(2)灯泡可能不亮(说明灯泡短路);(3)电流表有示数;(4)电压表可能有示数(与电压表并联部分无短路);(5)电压表示数可能为零(与电压表并联部分短路);(6)短路处任意点均能使试电笔氖管发光。 重点考向
→
本支路电阻变化
→
本支路电流变化
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考向一 动态电路的分析
典例引领
(2020?淄博)如图所示,电源电压保持不变。以下判断正确的是( )
A.同时闭合开关S1、S2、S3时,灯泡L和电阻R并联 B.只闭合开关S2、S3时,灯泡L不发光
C.只闭合开关S2时,滑片P向右移动,灯泡L变暗 D.只闭合开关S1、S3时,滑片P向右移动,电压表示数变小 【参考答案】C
【详细解析】A.同时闭合开关S1、S2、S3时,电流从电源的正极出发,经S3、S2、S1回到电源的负极,会造成电源短路,故A错误;
B.只闭合开关S2、S3时,电路为灯泡L的简单电路,灯泡发光,故B错误; C.只闭合开关S2时,灯泡L与滑动变阻器串联,当滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
I?由
UR可知,电路中的电流变小,由串联电路的分压特点可知,灯泡两端
分得的电压变小,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,故C正确;
D.只闭合开关S1、S3时,灯泡L与滑动变阻器R并联,电压表测电源两端的电压,
由电源的电压不变可知,滑片移动时,电压表的示数不变,故D错误。 故选:C。 变式扩展
1.(2020?绵阳)电梯超载报警器工作原理示意图如图所示,R0为定值电阻,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小,A为电流表,其示数超过设定值时自动报警。电梯处于运行状态,开关S闭合,有人进入电梯后( )
2
A.电流表示数变小,R和R0的总电功率变大 B.电流表示数变小,R和R0的总电功率变小 C.电流表示数变大,R和R0的总电功率变大 D.电流表示数变大,R和R0的总电功率变小 【答案】C
【解析】由图可知,该电路为串联电路;开关S闭合,有人进入电梯后,压敏电阻R受到的压力变大,其电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大;
根据P=UI可知,在U一定的情况下,I变大,则R和R0的总电功率变大,故C正确。 故选:C。
2.(2020?甘南州)如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,电流表A1的示数将________,电压表V的示数与电流表A2的示数之比将________。(均填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】不变;变大。
【解析】(1)两电阻并联,A1测R1的电流,A2测R2的电流,电压表测电源电压,当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响,故电流表A1的示数不变;
(2)当滑动变阻器R2的滑片P向左移动时,变阻器连入电路的电阻变大,
I?根据欧姆定律
UR,电压表V的示数与电流表A2的示数之比即变阻器连入
电路的电阻,故这个比值变大。 故答案为:不变;变大。
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