动态电路与图象结合题剖析
2021-03-18刘丽
刘丽


一、原题呈现
例(2020·辽宁中考卷·第9题)如图1甲所示,小灯泡的额定电压为6 V。R2的滑片P2移至最左端,闭合开关S,先将R1的滑片P1由最右端移至最左端,图1乙是这一过程中电流表与电压表示数的关系图象。然后保持滑片P1位置不动,将滑片P2向右移动,直至小灯泡正常发光,图1丙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。下列判断正确的是( )。
A. 小灯泡正常发光时,R2两端电压为7 V
B. 图丙中M点对应的阻值为2 Ω
C. 整个过程中小灯泡消耗的最小功率为0.9 W
D. 整个过程中电路在10 s内能够消耗的最大电能为60 J
考点分析:本题考查了对电路的识别、动态电路的判断、在图象中提取信息、串联电路电流和电压的关系、欧姆定律、电功、电功率的计算。
解析:分析电路图和图1乙,可得出电源电压为12 V(如图2);R1(全部连入)与小灯泡、R2串联时,R2(全部连入)与小灯泡的总电压为9 V,则R1的电压为3 V,电路中电流为0.3 A,可求得R1 = 10 Ω。
如图3,分析电路图和图1丙,可得出R2最大电阻为20 Ω,灯泡正常发光时,R2与小灯泡的总电压为7 V,因此此时U1 = 5 V,电流I = 5 V/10 Ω = 0.5 A,此时小灯泡的电压等于额定电压6 V,可求得小灯泡正常发光时,R2两端电压为7 V - 6 V = 1 V,A错误;此时R2 = 1 V/0.5 A = 2 Ω,B正确;整个过程中电路在10 s内能够消耗的最大电能W = UIt =12 V × 0.5 A × 10 s = 60 J,D正确;R1(全部连入)与小灯泡、R2串联时灯的功率最小,此时R2最大电阻为20 Ω,电路中电流为0.3 A,求得此时R2两端电压U2 = 6 V,灯的电压为9 V - 6 V = 3 V,功率P = 3 V × 0.3 A = 0.9 W,C正确。故选BCD。
方法归纳:本题是一个动态电路与图象结合的问题,考查相关电学物理量的运算,解决这类问题应经历下面的过程:
(1)画出电路……
