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押题选择题4——电学(2)电路识别、欧姆定律、电功率-备战2024年中考物理临考题号押题(辽宁专用)
展开分析辽宁省样题及模拟题,电学综合应用是选择题必考察内容。从辽宁省样题及模拟题来看,难度不大,但需要一定的综合运用能力。单选和多选均有考察。
电学题做准的前提是准确识别电路,电表和熟练运用相关公式进行求解。
必备知识
一、电路
1、电流
形成:电荷的定向移动形成电流
方向:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。(电池外部:正一用电器—负;电池内部:负一用电器—正)
2、产生持续电流的条件:有电源、电路为通路
3、电路
(1) 电路是由电源、用电器、开关、导线组成
定义:能够提供电流的装置,或把其他形式的能转化为电能的装置。
①电源一提供电能
②用电器
定义:用电来工作的设备。
工作时:将电能转化为其他形式的能。
③开关:控制电路的通断。
④导线:输送电能
(2)三种电路状态:
通路:接通的电路。
断路:断开的电路。
短路:定义:电源两端或用电器两端直接用导线连接起来。
短路危害:电路中有很大的电流,可能烧坏电源或烧坏导线的绝缘皮,很容易引起火灾。
短接:部分短路。
4、电路图:用街号表示电路连按的图叫做电路图。
画电路图的注意事项:导线横平竖直,不能用曲线,开关一般断开,除开关外不要有断开的地方。元件分布要均匀,元件不要画在拐角处,整个电路最好呈长方形。
三.串联和并联
串联:把元件逐个顺次连接起来的电路。开关和谁串联,控制谁。
并联:把元件并列的连接起来的电路。电路中的元件可以独立工作,互不影响。
干路开关控制整个电路。支路开关控制该支路。
四.电流的测量
1、电流(I):
①表示电流强弱的物理量。
②国际单位:安培,简称安,符号A,还有毫安(mA)、微安(μA)1A=103mA=106μA
2、电流的测量:
①测量电流的工具是:电流表
② 选择量程:实验室中常用的电流表有两个量程:
A. 0~0.6A,分度值是0.02A;
B. 0~3A,分度值是0.1A。
(如不知道被测电流,应选大的量程试触。)
试触法:先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定,再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱,若指针摆动很小(读数不准),需换小量程,若超出量程(电流表会烧坏),则需换更大的量程。
③、电流表的使用
a:电流表必须和用电器串联:(电阻很小,可以看成一根导线)。
b:接线柱的安法要正确,使电流从“+"接线柱入,从“-"接线柱出。
c:被测电流不要超过电流表的量程。
d:绝对不允许不经用电器直接把电流表连到电源两极上。
④、电流表的读数
A.明确所选量程;
B.明确分度值(每一小格表示的电流值);
C.根据表针向右偏过的格数×分度值,读出电流值;
五.串、并联电路中电流的规律
1、串联电路的电流规律:串联电路中各处电流都相等。
公式: I=I1=I2
并联电路的电流规律: 并联电路中总电流等于各支路中电流之和。
公式:公式: I=I1+I2
(用电器越多,干路电流越大)
六、电压
1、电压的作用
电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。
注:说电压时,要说"xxx'两端的电压,说电流时,要说通过"xxx'的电流
2、电压用字母U表示。电压的单位
①国际制单位:伏特,简称伏,符号 V
②常用单位:千伏(kV)毫伏(mV)、微伏(μV)
③换算关系:1kV=1000V 1v=1000 mV 1mV=1000μV
④ 常见电压值:
①1节干电池的电压1.5V;
②1节铅蓄电池电压是2V:
③家庭照明电压为220V;
④安全电压是:不高于36V:
测量电压的工具:电压表
电压表的使用规则:
①电压表要并联在电路中。(电阻很大,相当于短路)
②要使电流从电压表的正接线柱进,负接线柱出。
③被测电压不要超过电压表的量程,预先不知道被测电压的值时,先用大量程试触。
4.电压表有两个量程:
①0~3V,分度值是 0.1V;
②0~15V,分度值是 0.5V。
七、串、并联电路的电压规律
1、串联电路的电压规律:
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。公式:U=U1+U2
2、并联电路的电压规律:
并联电路各支路两端的电压相等。公式:U=U1=U2
八、电阻
1、电阻定义:导体对电流的阻碍作用叫做电阻。
电阻的符号:R;
单位:国际单位:欧姆Ω。
常用单位:千欧(KΩ)、兆欧(MΩ)。
单位换算:1MΩ=1000KΩ 1 KΩ=1000Ω
2、决定电阻大小的因素:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的:材料、长度、横截面积和温度。
同种材料制成的长度相同而横截面积不同的导体,横截面积小的电阻大。
同种材料制成的横截面积相同而长度不同的导体,长度长的电阻大。
导体电阻的大小与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关。
3、导电能力介于导体、绝缘体两者之问的叫半导体,如硅、锗等。
4、某些导体在温度下降到某一温度,会出现其电阻为0 的情况,这就是超导现象,这时这种导体就叫超导体。
九、变阻器(滑动变阻器和电阻箱)
1、定值电阻:
(1)滑动变阻器:
构造:瓷简、线圈、滑片、金属棒、接线柱
①.原理:改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的大小。
②.作用:
a.保护电路
b.通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压
c.控制部分电路两端电压不变。
③.铭牌:如一个滑动变阳器标有 “50Ω 2A”表示的意义是:最大阻值是50Ω,允许通过的最大电流是2A。
④.应用:收音机调节音量的电位器,就是一个滑动变阻器。
⑤.正确使用:
A:应串联在电路中使用;
B:接线要”一上一下”;
C:通电前应把阻值调至最大的地方。(滑片远离下接线柱,保护电路)
十、电阻上的电流跟两端电压的关系
1、在电阻一定的情况下,导体中的电流与加在导体两端的电压成正比;
2、在电压一定的情况下,导体中的电流与导体的电阻成反比。
十一、、欧姆定律及其应用
1、欧姆定律的内容:
导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2、数学表达式 I=U/R
变形公式有: U=IR,R=U/I
3、说明:
①适用条件:纯电阻电路(即用电器工作时,消耗的电能完全转化为内能)
②I、U、R对应同一导体或同一段电路,不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用,应加角标加以区别。
③使用欧姆定律解题时,电压的单位用伏,电阻的单位用欧,电流的单位用安。(国际单位)
④导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。
A.串联电路的电阻特点
串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。公式:R=R1+R2
串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。多个电阻串联相当于增大导线的长度。
2、并联电路的电阻特点
并联电路总电阳的倒数等于各之路电阻倒数之和。公式:1/R=1/R1+1/R2
并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。多个电阻并联相当于增大导线的橫截面积。
十二、电阻的测量
1、方法:伏安法
用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流,就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻,这种用电压表和电流表测电阻的方法叫伏安法。
2、原理:R=U/I
3、实验步骤:
①根据电路图连按实物。连接实物时,必须注意开关应断开;滑动变阻器“—上一下”,阻值调到最大;
②检查电路无误后,闭合开关S,三次改变滑动变阻器的阻值,分别读出电流表、电压表的示数,填入表格。
③算出三次电阻阻值。(小灯泡电阻不求平均值)
④整理器材。
4、注意:
①本实验中,滑动变阻器的作用:改变电阻两端的电压,同时又保护电路。
2测量结果偏小:有部分电流通过电压表,电流表的示数大于实际通过电阻中的电流。
测量误差偏大:通电时间过长,引起电阻温度升高,导致阻值变大
(3)测电阻时,多测是为了求平均值,减小误差。
十三、电能电功
1、电能(E)
国际单位:焦耳 (J)
常用单位:千瓦时(kW•h),千瓦时也叫度,1度=1千瓦时=1 kW•h=3.6x106J
2、测量电能的工具:电能表(电度表)
①作用:是测量用电器在一段时间内消耗电能的仪表。
②读数:电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
注意:最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
③电能表上几个重要参数:
“220v”是指这个电能表应该在220V 的电路中使用;
“10 (20)A”指这个电能表的标定电流为 10A,额定最大电流为 20A,电能表在短时间内最大电流不超过 20A:;
“50Hz”指这个电能表在50Hz的交流电路中使用
“600r/kW•h”指这个电能表的每消耗 1kW•h的电能,转盘转过 600转。
3、电能转化为其他形式能的过程是做功的过程,电流做了多少功就消耗了多少电能,也就是有多少电能转化为其它形式的能。
电功计算公式:W=UIt
W=Pt =I2Rt=U2/Rt
4. 利用 W=Ult 计t算电功时注意:①式中的 W、U、I 和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③己知任意的三个量都可以求出第四个量。
十四、电功率
电功率:符号P
1、物理意义:表示做功的快慢的物理量。
2、单位:国际单位瓦特(W),常用单位:千瓦(kW)。 1kW=103W
3、定义:电功率等于电功与时间之比。
4、电功率的计算公式:
①P=W/t
该公式适用于所有电路。使用该公式解题时,计算时单位要统一
①如果 W 用焦、t用秒,则P的单位是瓦特;
如果 W 用千瓦时、t用小时,则P的单位是千瓦时。
②P=W/t
该公式适用于所有电路。电压U的单位用伏V,电流I的单位用安A,电功率P的单位用瓦W。
③P=I2Rt=U2/Rt)
该公式只适用于纯电阻电路。电流I的单位用安A,电阳R 的单位用欧Ω,电功率P的单位用瓦W。
5、额定功率和实际功率:
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压。
(2)额定功率:用电器在额定电压下工作时的电功率。灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率大小。
①当U实=U额时,I实=I额,P实=P额,用电器正常工作(灯正常发光)
②当U实<U额 时,1实<1额,P实<P额,用电器不能正常工作(暗)
③当U实>U额时,1实>1额,P实>P额,长期使用影响用电器寿命(亮),,还可能烧坏用电器。
6、电功率的测量
方法一、测量家用电器的电功率:
①器材:电能表、秒表
②原理:P=W/t
方法二、
原理P=UI
三、测量小灯泡的电功率
1、测量小灯泡的电功率
方法:伏安法:
原理:P=UI
需要测量的物理量有:小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流。
测量这些物理量的电表有:电压表,电流表,实验电路图。
实验器材:电流表,电压表、滑动变阻器、导线、开关、电源、小灯泡
实验步骤:
(1)按电路图连接好电路,注意根据小灯泡的额定电压和额定电流选取适当的量程,开关处于断开状态.
(2)检查电路连接无误后,调节滑动变阳器的滑片,使连入的阻值最大,保护电路;
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压,记录下两表的示数;
(4)调节滑动变阻器使电压表的示数略高于或略低于小灯泡的额定电压把测量的数据记录下来,
(5)代入公式 P=U1 计算出小灯泡的实际功率。
十五、电热
1、电流的热效应:电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。
2、焦耳定律
①.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
②计算公式:Q=I2Rt
焦耳定律的计算公式适用于所有电路。(式中单位 Q一焦(J)、I-安(A)、R一欧(Ω):t一秒(s)。
3、电热的利用和防止
①利用电热的例子:所有电热器,如电饭锅、电熨斗、电烙铁等
②防止电热的例子:计算机内的散热风扇,电视机外壳的散热窗。
4. 当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。
(如电热器,电阻就是这样的。
解题技巧
灵活运用变形公式
P=P1+P2 W=W1+W2 Q=Q1+Q2
串联U1/U2=R1/R2=P1/P2=W1/W2=Q1/Q2
并联U1/U2=R2/R1=P1/P2=W1/W2=Q1/Q2
用欧姆定律推导出的公式只适用于纯电阻电路。
注意物理量的单位,单位符号和单位换算
滑动变阻器连入电路中阻值大小看滑片于下接线柱的距离,距离越大,电阻越大。
小灯泡的电阻受温度影响,温度越高,电阻越大。所以不能求小灯泡电阻的平均值,没有意义。
6.如图所示,电源电压恒定,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大
B.小灯泡的亮度变暗
C.滑动变阻器两端的电压变小
D.电压表V与电流表A2的示数之比变大
【答案】D
【解答】解:小灯泡和滑动变阻器并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过滑动变阻器电流。电压表V测量电源电压。
滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器连入电阻中电阻变大,通过滑动变阻器电流变小,即电流表A2示数变小。
并联电路各支路用电器互不影响,小灯泡亮度不变。B错。
干路电流等于各支路电流之和,A2变小,小灯泡电流不变,干路电流A1变小。A错。
电压表示数不变,A2变小,比值变大。D正确。
故选:D。
一.选择题(共25小题)
1.在如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,电流表与电压表均选择合适的量程。开关S闭合后,将滑动变阻器R的滑片P从b端向a端滑动时,电流表和电压表的示数的变化情况是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表和电压表的示数均变小
D.电流表和电压表的示数均变大
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,R1与R串联,电压表V测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器R的滑片P自b端向a端移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,
由U=IR可知,R1两端的电压变大,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V的示数变小,故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.下列做法中,对电流表、电压表变化判断正确的是( )
A.图甲中开关闭合前、后电流表、电压表示数均变大
B.图甲中开关闭合前、后电流表、电压表示数均变小
C.闭合开关,图乙中滑动变阻器滑片向右移动过程中电流表、电压表示数均变小
D.闭合开关,图乙中滑动变阻器滑片向右移动过程中电流表、电压表示数均变大
【答案】A
【解答】解:AB、甲图开关闭合前是电阻与灯泡串联,闭合后灯泡被短路,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,而电压表测量电阻的电压,根据U=IR知,电流变大,电压表示数变大,故A正确、B错误;
CD、电压表相当于断路,图乙中的定值电阻与滑动变阻器的最大值串联,总电阻不变,根据欧姆定律知,电路中电流不变,电压表测量滑片右侧的电压,滑片向右移动过程中,所测部分的电阻变小,根据U=IR知,电压表示数变小,故CD错误。
故选:A。
3.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R0=2Ω,R1=3Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω,电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从a端缓慢移动至b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V1和V2示数逐渐增大,电流表示数逐渐减小
B.电压表V1示数逐渐增大,电压表V2和电流表示数逐渐减小
C.电压表V1和V2示数变化量相等
D.滑动变阻器消耗功率先逐渐增大,后逐渐减小
【答案】D
【解答】解:
由电路图可知,定值电阻R0、R1与滑动变阻器串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB.将滑动变阻器滑片P从a端缓慢移动至b端的过程中,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数逐渐减小,由U=IR可知,R0、R1两端的电压都逐渐减小,则电压表V1的示数逐渐减小;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V2的示数等于电源电压减去R0和R1两端的电压,所以,变阻器两端的电压变大,即电压表V2示数逐渐增大,故AB错误;
C.设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则电压表V1示数的变化量:ΔU1=U1﹣U1′=I1R1﹣I2R1=(I1﹣I2)R1,电压表V2示数的变化量:ΔU滑=U滑′﹣U滑=(U﹣I2R1﹣I2R0)﹣(U﹣I1R1﹣I1R0)=(I1﹣I2)(R1+R0),所以,ΔU1<ΔU滑,即电压表V1和V2示数变化量不相等,故C错误;
D.设R0和R1的总电阻为R,则R=R0+R1=2Ω+3Ω=5Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流I=,
则滑动变阻器的电功率:
P滑=I2R滑=()2R滑====,所以当R滑=R=5Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,由滑动变阻器最大阻值为10Ω可知,将滑动变阻器滑片P从a端缓慢移动至b端的过程中,变阻器的电功率先增大后减小,故D正确。
故选:D。
4.如图所示电路中,电源电压和灯丝的电阻都保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P向右端移动时,下列说法正确的是正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都变小,灯泡变暗
B.电流表和电压表的示数都变大,灯泡变亮
C.电压表与电流表示数的比值不变,小灯泡变亮
D.电压表与电流表示数的比值变大,小灯泡变暗
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P向右端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
电路中的电流变小,灯丝的电阻不变,由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,因灯泡的亮暗取决于灯泡实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗;
电源电压不变,灯泡两端的电压变小,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变大,所以电压表的示数变大,故AB错误;
根据R=知,电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻,所以电压表示数与电流表示数的比值变大,故D正确,C错误;
故选:D。
5.如图所示电路中,电源电压保持不变。开关S闭合后,调节滑动变阻器,当灯泡L微弱发光时,电流表、电压表均有较小示数。若滑片再向左滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电压表示数与电流表示数比值不变
D.电压表示数与电流表示数乘积不变
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压。
滑动变阻器滑片向左移动过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
AB、由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由图像可知,灯泡两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误,B正确;
D、两表示数均变大,则电压表示数与电流表示数的乘积变大,故D错误;
C、由R=可知,电压表示数与电流表示数的比值等于灯泡的阻值,由灯泡的I﹣U图像可知,灯泡的阻值随其两端电压的增大而增大,则电压表示数与电流表示数的比值变大,故C错误。
故选:B。
6.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器的滑片位于中点时,小灯泡恰好正常发光。当滑片P向左缓慢移动时,下列分析正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大
B.电流表A的示数变大,灯泡实际功率大于3W
C.电压表V的示数变小,电路消耗的总功率变小
D.灯泡亮度变暗,电压表与电流表示数之比不变
【答案】B
【解答】解:由图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻变小,电路的总电阻变小,则由欧姆定律可知电路中电流变大,电流表的示数变大;
由串联电路的分压作用知滑动变阻器两端的电压变小,电压表的示数变小,由串联电路的电压规律可知灯泡两端的电压变大,由P=UI知小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,实际功率变大,大于3W,故A错误,B正确;
由P=UI知电路消耗的总功率变大,故C错误;
由于电压表示数变小,电流表示数变大,所以电压表与电流表示数之比变小,故D错误。
故选:B。
7.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关,在保证电路元件安全的条件下,移动滑动变阻器的滑片,电压表V1示数变大,下列说法正确的是( )
A.此过程中滑动变阻器的滑片向左滑动
B.此过程中小灯泡的实际功率变小
C.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
D.电压表V2示数与电流表A示数之比变小
【答案】D
【解答】解:AC、闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电压表V1示数与电压表V2示数之和不变,故C错误;
移动滑动变阻器的滑片,电压表V1示数变大,根据串联电路电压规律可知电压表V2示数变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻变小,所以此过程中滑动变阻器的滑片向右滑动,故A错误;
D、根据欧姆定律可知电压表V2示数与电流表A示数之比即滑动变阻器接入电路的阻值,所以电压表V2示数与电流表A示数之比变小,故D正确;
B、串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知滑动变阻器的滑片向右滑动时通过电路的电流变大,根据P=I2R可知小灯泡的实际功率变大,故B错误;
故选:D。
8.如图所示电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P使其位于变阻器的中间某处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数。已知滑动变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,不计温度对灯泡L电阻的影响。以下判断正确的是( )
A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L变亮甚至可能被烧毁
B.若保持P不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均变小
C.若保持P不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数将变大
D.若保持S1和S2断开,P移至最右端,V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变
【答案】D
【解答】解:A、闭合开关S,让开关S1和S2断开,P在中间某处,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,此时灯泡正常发光,电流表测电路中电流,电压表测灯泡两端电压;若当保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗,不会被烧毁,故A错误;
B、保持P不动,S1断开,闭合S2,变阻器与R0并联后与灯泡串联接入电路,电流表测量干路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;因电阻R0与变阻器并联,电路中总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中总电流变大,即电流表示数变大;由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,即电压表示数变大,所以A表和V表示数均变大,故B错误;
C、若保持P不动,同时闭合S1和S2后,灯泡和电压表短路,变阻器与R0并联接入电路,电流表测量干路中的电流,由并联电路的电阻规律可知,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;因电压表被短路,其示数为0,即电压表示数变小,故C错误;
D、若保持S1和S2断开,变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,根据I=可得电压表示数为:UL=IRL,P移至最右端时,电压表示数为:UL′=I′RL,
则V表示数变化量为:ΔUL=UL﹣UL′=IRL﹣I′RL=(I﹣I′)RL=ΔIRL,=RL,因不计温度对灯泡L的电阻的影响,即灯泡的电阻不变,所以V表示数变化量和A表示数变化量的比值不变,故D正确。
故选:D。
9.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,在滑片P从图示位置向左端移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表V的示数减小
B.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数减小
C.电路的总功率变小
D.电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值变大
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A2测R1支路的电流,电流表A1测干路的电流,电压表V测电源两端的电压;
因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A2的示数不变;
在滑片P向左端移动的过程中,接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R2的电流变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A1的示数变小,故B错误;
电源电压不变,总电流减小,根据P=UI可知,电路总功率变小,故C正确;
D、电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值等于通过滑动变阻器的电流,所以电流表A1的示数与电流表A2的示数的差值变小,故D错误。
故选:C。
10.如图所示,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,电源电压保持不变,闭合开关S,在变阻器滑片向左移动过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表V1的示数保持不变
B.电压表V1的示数与电流表A的示数之比保持不变
C.电压表V1的示数与电压表V2的示数之比变大
D.定值电阻R2的消耗的电功率变大
【答案】C
【解答】解:ABC、由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
闭合开关S,在变阻器滑片向左移动过程中,变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,定值电阻两端电压变小,电压表V2示数变小;根据串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端电压变大,所以电压表V1示数变大;
电压表V1的示数变大,电流表A的示数变小,所以两者之比变大;
电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小,所以两者之比变大,故AB错误、C正确;
D、根据P=I2R可知,定值电阻R2的消耗的电功率变小,故D错误。
故选:C。
11.在如图所示的电路中,R1为定值电阻,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
B.电压表示数与电流表A2示数的乘积变大
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差不变
D.电压表示数与电流表A2的示数比值不变
【答案】D
【解答】解:AB.根据电路图可知,闭合开关S后,两电阻并联,电压表测电源电压,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测量通过R1的电流;
由于电源电压不变,所以电压表示数不变;
将滑动变阻器R2的滑片P向右移动时,变阻器接入电阻变大,根据欧姆定律可知,该支路电流变小;并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流大小不变,即A2表示数不变;根据并联电路的电流规律可知,干路上电流变小,即A1示数变小;则电压表示数与电流表A1示数的乘积变小,电压表示数与电流表A2示数的乘积不变,故AB错误;
C.电流表A1示数与电流表A2示数之差为通过滑动变阻器的电流,由于滑动变阻器接入电阻变大,所以通过滑动变阻器的电流变小,故C错误。
D.电压表示数不变,A2表示数不变,电压表示数与电流表A2的示数比值不变,故D正确。
故选:D。
12.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数减小
B.电压表V的示数变大
C.电流表A2的示数增大
D.电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变
【答案】D
【解答】解:根据电路图可知,该电路是并联电路,电流表A1测量通过R2的电流,电流表A2测量干路的电流,电压表V测量电源电压;
ABC、由于电源电压不变,所以电压表示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,电流表A1的示数不变;
将滑动变阻器的滑片P向右移动,变阻器接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R1支路的电流变小;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,故ABC错误;
D、电压表V的示数不变,电流表A1的示数不变,则电压表V的示数与电流表A1的示数比值不变,故D正确。
故选:D。
13.如图所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,将滑动变阻器的滑片P置于中点,只闭合开关S1时,电压表和电流表均有示数,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,滑片P从中点向右移动时,电压表和电流表示数都变小
B.只闭合S1,滑片P从中点向右移动时,电路消耗的电功率减小
C.滑片P不动,断开S1,闭合S2、S3时,电压表和电流表示数都变大
D.滑片P不动,断开S1,闭合S2、S3时,电压表和电流表示数的比值变大
【答案】C
【解答】解:AB、根据电路图可知,只闭合 S1,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P从中间向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路分压规律可知,滑动变阻器分担电压变小,电压表示数减小;根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻减小,总电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,根据P=UI可知,电路消耗的电功率增大,故AB错误;
CD、滑片P不动,断开S1,闭合S2、S3时,R0与R滑并联,电压表测电源电压,电流表测通过滑动变阻器的电流;在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,所以此时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,电流表的示数变大;两个电阻并联后的总电阻要小于其中任何一个电阻,所以两个电阻并联时的总电阻要小于串联时的总电阻,根据欧姆定律可知,干路中的电流变大;根据R=可知,电压表和电流表示数的比值为变阻器接入电路的阻值,所以比值不变,故C正确、D错误。
故选:C。
14.如图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数不变
C.电压表V1与电流表A的示数之比不变
D.电压表V1与电流表A的示数乘积不变
【答案】B
【解答】解:闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R1串联,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;
AB、因电源电压不变,所以电压表V1的示数不变;
当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据公式I=可知,电路电流变小,所以电流表示数变小;
根据公式U=IR可知,电阻R1两端的电压变小,由串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,电压表V2的示数变大,故A错误、B正确;
C.根据欧姆定律,电压表V1与电流表A的示数之比即电路的总电阻,这个比值变大,故C错误;
D、电流表示数变小,电压表V1的示数不变,电压表V1与电流表A的示数乘积变小,故D错误。
故选:B。
15.如图所示,电源电压恒定,若小灯泡电阻RL为10Ω且不受温度影响,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P由b点向中点移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数减小,灯泡亮度不变
B.电流表示数增大,电压表示数不变,滑动变阻器的功率变大
C.电流表示数增大,电压表示数不变,滑动变阻器的功率变小
D.电流表示数减小,电压表示数减小,滑动变阻器的功率变小
【答案】B
【解答】解:BCD.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表测通过滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压。当滑动变阻器的滑片P由b点向中点移动时,变阻器接入电路中电阻变小,电源电压不变,电压表示数不变,变阻器的电压不变,由欧姆定律得,变阻器电流变大,电流表示数变大,由P=UI得,滑动变阻器的功率变大,故B正确,CD错误;
A.并联电路中,各用电器互不影响,则灯泡的电压与电流不变,由P=UI得,灯泡的电功率不变,则灯泡亮度不变,故A错误。
故选:B。
16.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.电压表V示数变大,电流表A2示数变小
B.电流表A1示数变小,灯泡L亮度变暗
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.电流表A1示数与电流表A2示数的差值变大
【答案】C
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R支路的电流。
因电源电压恒定,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,故A错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和实际功率不变,灯泡的亮暗不变,故B错误;
当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R的电流变小,即电流表A2的示数变小,
则电压表V示数与电流表A2示数的比值变大,故C正确;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表A1示数与电流表A2示数的差值等于通过灯泡的电流,且通过灯泡的电流不变,
则电流表A1示数与电流表A2示数的差值不变,故D错误。
故选:C。
17.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,乙图为小灯泡L特性图像。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从b端向a端移动,下列说法正确的是( )
A.小灯泡变暗,两电表示数均变小
B.小灯泡变亮,两电表示数均变大
C.电压表示数与电流表示数比值不变
D.电压表示数与电流表示数乘积不变
【答案】B
【解答】解:
由图知,灯泡L与变阻器串联,电压表V测L两端电压,电流表测电路中电流。
AB、滑片P由b端向a端移动的过程中,变阻器连入阻值变小,总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表A的示数变大;
由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻变小,分压变少,由串联电路电压的规律知小灯泡两端的电压变大,电压表示数变大,由P=UI知小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,故A错误,B正确;
C、由图乙知电压表示数与电流表示数比值变大,故C错误;
D、由于电压表和电流表示数都变大,所以电压表和电流表的乘积变大,故D错误。
故选:B。
18.如图甲电路中,电源电压保持不变,R0、R1均为定值电阻,R2 为滑动变阻器。闭合开关S,改变R2的阻值,两电压表示数与电流表示数变化的关系如图乙,当滑片P在b端时电流表示数为0.3A,若滑片P置于变阻器的中点位置,R2消耗的电功率为0.8W。闭合开关S,则下列说法正确的是( )
A.图乙中的图线②表示的是电压表V1与电流表示数变化的关系
B.电源电压为10V
C.R0的阻值为2Ω
D.当滑片P在a端时,通电1min,电阻R0产生的热量为432J
【答案】C
【解答】解:
A、闭合开关,R1、R2与R0串联,电流表测量电路电流,电压表V2测R2的电压,电压表V1测R1与R2的总电压,
根据串联电路电压的规律,故V1的示数大于V2的示数,故①图象为V1的示数与电流表示数变化关系图象,②图象为V2的示数与电流表示数变化关系图象,故A错误;
BC、当滑片P在b端时,变阻器连入电路的电阻最大,电路的电流最小,即为I小=0.3A,可知V2的示数为U2大=3V,
由欧姆定律,R2的最大阻值为:
R2===10Ω;
当变阻器连入电路的电阻最大时,根据串联电路的规律及欧姆定律,R1的阻值:
R1===8Ω;
若滑片P置于变阻器的中点位置,变阻器连入电路的电阻为R2中=R2=×10Ω=5Ω时,根据P=I2R可得,电路的电流:
I′=I2中===0.4A,
根据串联电路的规律及欧姆定律,因电源电压不变,有:
滑片在b端时:
U=U1大+I小R0,
即U=5.4V+0.3A×R0…………Ⅰ;
滑片在中点时:
U=I′(R1+R2中+R0),
即:U=0.4A×(8Ω+5Ω+R0)…………Ⅱ;
由以上Ⅰ、Ⅱ两式可解得:U=6V,R0=2Ω,故B错误、C正确;
D、滑片在a端时,变阻器接入电阻为0,
根据串联电路规律,电路的总电阻:
R总=R1+R0=8Ω+2Ω=10Ω,
由欧姆定律可得,电路中的电流:
I===0.6A,
由Q=I2Rt可得,通电t=1min=60s,电阻R0产生的热量:
Q0=I2R0t=(0.6A)2×2Ω×60s=43.2J,故D错误。
故选:C。
19.灯泡L1(“6V 6W”)和L2(“6V 3W”)的电流和两端电压的关系曲线如题图甲所示,现将其按图乙所示电路连接,闭合开关,灯泡L2恰好正常发光,下列说法正确的是( )
A.灯泡L1的电流为1AB.灯泡L2的电阻为6Ω
C.电压表示数为6VD.灯泡L1的功率为1W
【答案】D
【解答】解:由图象可知,L1正常发光的电流为1A,L2的正常发光电流为0.5A。
闭合开关,两电阻串联,电压表测量L1两端的电压。
灯泡L2恰好正常发光,则电路电流I=0.5A,电压表两端的电压等于L2的额定电压,为6V,根据欧姆定律可知此时L2的阻值R2===12Ω,故BC错误;
根据串联电路的电流特点可知通过灯泡L1的电流为0.5A,
从图中可知L1两端的电压为2V,根据P=UI可知L1的功率PL=U1I=2V×0.5A=1W,
故A错误、D正确。
故选:D。
20.某实验小组设计了一种测定水平方向风力的装置(如图甲)。绝缘轻弹簧的左端固定在压敏电阻R上,右端与中心有孔、表面竖直的金属迎风板相连,一起套在粗细均匀的水平金属杆上,迎风板与金属杆之间的摩擦忽略不计,电源电压保持7.5V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡上标有“6V3W”字样,且灯泡两端电压不允许超过额定电压(灯丝电阻不变),压敏电阻R的阻值随压力的变化规律如图乙所示。为保证电路安全,下列说法正确的是( )
①电路中的最大电流值为0.8A
②迎风板能够承受压力的范围是0~6N
③当压敏电阻所受的压力为0时,小灯泡的实际功率为0.75W
④当压力由0变大到5N时,电压表的示数从4.5V减少到1.5V
A.只有③④B.只有②③C.只有①④D.只有①②
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,R与L串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压。
①由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流,
电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.5A,故①错误;
②由可得,灯泡的电阻,
当电路中的电流最大时,压敏电阻的阻值最小,由欧姆定律得,此时电路的总电阻,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以压敏电阻的最小阻值R小=R总﹣RL=15Ω﹣12Ω=3Ω,
当压敏电阻所受的压力为0时,压敏电阻的阻值最大为18Ω,压敏电阻的阻值变化范围是3Ω~18Ω,
由图乙可知,迎风板能够承受压力的范围是0~6N,故②正确;
③当压敏电阻所受的压力为0时,电路中的电流,
小灯泡的实际功率,故③正确;
④当压力为0时,电路中的电流为0.25A,此时电压表的示数UR=I小R大=0.25A×18Ω=4.5V,
当压力为5N时,由图乙可知压敏电阻的阻值R=4Ω,
此时电路中的电流,
此时电压表的示数,
所以,当压力由0变大到5N时,电压表的示数从4.5V减少到1.875V,故④错误。
故选:B。
21.如图所示,为电子拉力计的简化原理电路图。滑动变阻器的滑片P与弹簧上端固定在一起,同方向升降。在弹性限度内,弹簧所受拉力越大,弹簧伸长量越大。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数随拉力增大而减小
B.电压表的示数随拉力增大而增大
C.随拉力增大,定值电阻R0消耗的电功率增大
D.随拉力增大,滑动变阻器接入电路的电阻增大
【答案】C
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
AD.当拉力增大时,滑片上移,AP部分电阻丝的长度减小,则接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,由I=可知,电路中的电流增大,则电流表的示数增大,故AD错误;
B.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端的电压减小,则电压表的示数减小,故B错误;
C.当拉力增大时,变阻器接入电路中的电阻减小,电路中的电流增大,由P=UI=I2R可知,定值电阻R0消耗的电功率增大,故C正确。
故答案为:C。
22.某校科技兴趣小组的同学们为检测水流速度变化的情况,设计了检测水流速度变化的模拟电路,如图所示。已知电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,机翼状探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片上下移动(注:水流速度越大,探头上下表面的压力差越大)。则下列分析中正确的是( )
A.水流速度越小,电压表与电流表的示数之比越小
B.水流速度越小,电路的总电阻越小
C.水流速度越大,电压表的示数越大
D.水流速度越大,电流表的示数越大
【答案】D
【解答】解:由图知,两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,
AB、水流速度越小,上下的压强差减小,滑片下移,变阻器连入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,而电压表与电流表的比值是滑动变阻器的电阻,是变大的,故AB错误;
CD、当水流的速度变大时,探头下表面压强大于上表面压强,探头向上运动,带动R2滑片上移,变阻器连入电路的阻值变小,电路中电流变大,使得定值电阻的电压增大,则滑动变阻器的电压减小,故C错误,D正确。
故选:D。
23.科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值,R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电压表的示数减小
B.该电路工作时,总功率最小值为0.3W
C.水位为20cm时,滑动变阻器功率为0.45W
D.达警戒水位时,电压表的示数为3V
【答案】C
【解答】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R0两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图甲可知当水位升高时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,滑动变阻器分得的电压变小,根据串联分压原理,Uv=U﹣U滑可知电压表示数变大,故A错误;
B、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A,电压表示数为就为电源电压U=6V;此时R0===20Ω,由图丙可知通过电路的最小电流为0.1A,该电路工作时的最小总功率:P=UI′=6V×0.1A=0.6W,故B错误;
C、由图乙知,接入电路的阻值随水位的变化关系R=﹣2Ω/cm×h+60Ω,当水位为20cm时,滑动变阻器接入电路的阻值R=20Ω,此时滑动变阻器功率P=I2R=()2R=()2×20Ω=0.45W,故C正确;
D、当水位达到警戒水位25cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为R=﹣2Ω/cm×25cm+60Ω=10Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I″===0.2A,串联电路的电流相等,电压表示数就为U′=I″R0=0.2A×20Ω=4V;故D错误。
故答案选:C。
24.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片P向右移动,(忽略灯丝电阻变化)在此过程中( )
A.电流表A示数变大,电压表V1示数不变
B.电压表V1示数与电流表示数之比不变
C.电压表V2示数变小,灯泡L亮度变暗
D.电压表V1示数不变,灯泡L亮度变亮
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压;
ACD、由电路图可知,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向右移动时(灯丝电阻变化忽略不计),滑动变阻器接入电路的阻值变小,
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻变小,由I=可得,电路电流变大,即电流表的示数变大;
由U=IR可知,灯泡两端电压变大,即电压表V1示数变大,
因串联电路两端电压等于各部分电压值,且电源电压不变,所以滑动变阻器两端电压变小,即电压表V2示数变小,
由P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,故小灯泡的亮度变亮,故ACD错误;
B、由欧姆定律可知,电压表V1示数与电流表A示数的比值等于灯泡的阻值,而灯丝的电阻不变,因此电压表V1示数与电流表A示数之比不变,故B正确。
故选:B。
25.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω;开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1,R2消耗的功率为P2;当开关S1、S2、S3都闭合时,电压表的示数为U1,R2消耗的功率为P2′,且电流表A1的示数为0.9A;已知U1:U1′=1:6,P2:P2′=1:9,下列结论正确的是( )
A.R3=20Ω
B.电源电压为8V
C.开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为0.6W
D.当开关S1、S2、S3都闭合时,P2′=18W
【答案】C
【解答】解:
BD、当开关S1闭合,S2、S3断开时,三只定值电阻串联,电压表测量R1两端电压。
因串联电路中各处的电流相等,则此时电路中的电流为I串==;
电阻R2消耗的功率为P2=I串2R2=R2;
当开关S1、S2、S3都闭合时,三只电阻并联,电流表A1测量通过R1、R2的总电流,电流表A2测量整个电路的电流,此时电压表测R1两端电压,也是测电源电压,即U1′=U。
此时通过R1的电流为I1==,
通过R2的电流为I2=IA1﹣I1=0.9A﹣
电阻R2消耗的功率为P2′=R2=(0.9A﹣)2R2;
已知=,
即=,
已知U1:U1′=1:6,
解得U1=1V,U1′=6V,即电源电压U为6V;
开关S1、S2、S3都闭合时,三只电阻并联,
R1消耗的功率为:P1==,
R2消耗的功率为:P2′===1.8W,故BD错误。
A、当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2示数为I===0.1A,
由题意和欧姆定律可得:====,
化简可得R2+R3=5R1=5×10Ω=50Ω;
已知=,代入数值得=,
解得:R2=20Ω;则R3=50Ω﹣20Ω=30Ω,故A错误;
C、当开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为P=UI=6V×0.1A=0.6W,故C正确;
故选:C。
二.多选题(共35小题)
(多选)26.物理小组用如图甲所示的电路对一个新型电阻R3(标有2.5V字样)进行了测量。电源电压恒定不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。当闭合开关S和S1,断开开关S2,将滑动变阻器R2的滑片P从一端移至另一端,测得电流表示数随电压表示数变化情况如图乙中的a线所示。当把电压表并联在R3两端,闭合开关S和S2,断开开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片P,测得电阻R3电流随电压变化情况如图乙中的b线所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为4V
B.R2的最大阻值为15Ω
C.R3正常工作时的电功率为0.6W
D.将电压表并联在R2两端,当闭合开关S和S2,断开开关S1时,为保证电路安全滑动变阻器R2连入电路的阻值范围为4Ω~12Ω
【答案】BD
【解答】解:(1)当闭合开关S和S1,断开开关S2,由于R1和R2串联,根据乙图可以建立方程组
当U=0,I=0.6A时,U总=0.6A×R1;
当U=3V,I=0.2A时,R2===15Ω(滑动变阻器的最大值),U总=0.2A×(15Ω+R1);
解上面两个方程组可得,U总=4.5V,R1=7.5Ω,故A错误,B正确。
(2)当把电压表并联在R3两端,闭合开关S和S2,断开开关S1,由于R3和R2串联,
根据乙图可知,当U=2.5V,I=0.5A,则P=UI=2.5V×0.5A=1.25W,故C错误。
根据乙图可知,当U=2.5V,I=0.5A(电路中电流最大,R2最小),R2===4Ω;
根据乙图可知,当U=1.5V,I=0.25A(电路中电流最小,R2最大),R2===12Ω,故D正确。
故选:BD。
(多选)27.如图所示,电源电压不变,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.5A,电压表V1的示数为6V;将电压表V2、电流表的位置互换,当开关S1断开,S2闭合,电流表的示数为0.3A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R2的阻值为6Ω
C.两表位置互换前,通过电阻R1的电流为0.75A
D.两表位置互换后,电阻R1与电阻R2消耗的功率之比为2:3
【答案】ACD
【解答】解:
A、由电路图可知,当开关S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表V1、V2均测电源两端的电压,电流表测通过R2的电流I2=0.5A,
由电压表V1的示数为6V可知,电源电压为U=6V,故A正确;
B、因并联电路中各支路两端的电压相等,由I=可得,R2的阻值:
R2===12Ω,故B错误;
C、将电压表V2、电流表的位置互换,当开关S1断开、S2闭合,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流:I=0.3A,
此时电路中的总电阻:
R总===20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的阻值:
R1=R总﹣R2=20Ω﹣12Ω=8Ω,
由欧姆定律和并联电路规律可得,在两表位置互换前,通过电阻R1的电流:
I1===0.75A,故C正确;
D、由P=UI=I2R可得,两表位置互换后,电阻R1与电阻R2消耗的功率之比为:
====,故D正确。
故选:ACD。
(多选)28.如图所示,在“探究电流与电阻的关系”时,电源电压恒为4.5V,R1可选用5Ω、10Ω、20Ω的电阻,滑动变阻器R2规格为“25Ω,0.5A”,电压表(量程为0﹣3V),电流表(量程为0~0.6A)。下列说法不正确的是( )
A.将R1由10Ω换成20Ω,不需要调节滑动变阻器的滑片
B.调节滑动变阻器滑片的过程中,应观察电流表的示数
C.实验中可保持R1两端电压为3V
D.将R1由10Ω换成20Ω,正确操作后滑动变阻器的功率将变小
【答案】ABC
【解答】解:AB、将R1由10Ω换成20Ω,根据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以应将滑片向左端移动,同时观察电压表,使电压表的示数保持不变,故AB错误;
C、由图甲可知,电流表选用小量程,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,即电路中最大电流为0.5A,当电路中电流最大,定值电阻阻值最小时,定值电阻两端电压最大,故定值电阻两端最大电压为:UV大=I大R定小=0.5A×5Ω=2.5V,研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,滑动变阻器与定值电阻串联,设电压表示数为UV',根据串联电路电压的规律知道,滑动变阻器分得的电压U滑=U总﹣UV'=4.5V﹣UV',根据分压原理知道=,即= ①,因电压表示数UV'为定值,由①式知道,方程左边为一定值,故右边也为一定值,故当定值电阻取最大时,滑动变阻器连入电路中的电阻最大,由①式知道,解得电压表的示数UV'=2V,即为完成实验,电压表的最小电压为2V;故为顺利完成3次实验,定值电阻两端的电压需要控制在2~2.5V范围内,故C错误;
D、由串联电路的电压特点知道,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UV,当接入10Ω的电阻时,电路中的电流,滑动变阻器的电功率,当接入20Ω的电阻时,电路中的电流,滑动变阻器的电功率,将R1由10Ω换成20Ω,正确操作是保持UV不变,则,即,因此将R1由10Ω换成20Ω,正确操作后滑动变阻器的功率将变小,故D正确。
故选:ABC。
(多选)29.如图所示电路,电源电压不变,R1的阻值为12Ω,滑动变阻器R2的规格为“80Ω 1A”,灯泡L标有“12V 6W”字样,电流表选用0~3A的量程,电压表选用0~15V的量程。只闭合开关S1,电压表的示数为12V;只闭合开关S2,滑片置于最右端时,电流表的示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为18V
B.只闭合开关S2时,滑片置于最右端时,灯泡电阻为24Ω
C.开关都闭合时,移动滑片P,电路消耗的最大功率为45W
D.将灯泡和R2互换,只闭合开关S1,滑动变阻器接入电路的最大阻值为60Ω
【答案】AD
【解答】解:A、只闭合开关S1,电压表的示数为12V,此时灯泡L和电阻R1串联;电压表测量的是灯泡L两端的电压,灯泡正常发光,电路中的电流为:;
R1两端的电压为:U1=IR1=0.5A×12Ω=6V;电源电压为:U=U1+UL=6V+12V=18V,故A正确;
B、只闭合开关S2,滑片置于最右端时,此时灯泡L和滑动变阻器串联,电流表的示数为0.2A,电路中的总电阻为:,此时灯泡的电阻为R'L=R'﹣R2=90Ω﹣80Ω=10Ω,故B错误;
C、开关都闭合时,灯泡L被短路,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表的最大量程是3A,所以电路消耗的最大功率为:Pmax=UImax=18V×3A=54W,故C错误;
D、将灯泡和R2互换,只闭合开关S1,此时电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测量的是R2两端的电压,达到最大值15V,此时电路的电流为;
此时滑动变阻器接入电路的电阻为:,故D正确。
故选:AD。
(多选)30.如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.R1的最大电功率为0.9W
B.R2越大,其电功率越小
C.两表示数变化之比变小
D.滑片P在ab中间位置时,10s内R2消耗的电能为2.25J
【答案】AD
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、由P=UI=I2R可知,当电路中的电流最大时,R1的电功率最大,由图乙可知,电路中的最大电流为0.3A,
则R1的最大电功率:P1最大=R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W,故A正确;
C、由图乙可知,当变阻器的滑片在a端时,电压表的示数U2a=2V,电流表示数Ia=0.1A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R2===20Ω,
由串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1a+U2a=IaR1+U2a=0.1A×R1+2V……①
当变阻器的滑片在b端时,电压表的示数U2b=0V,电流表示数Ib=0.3A,
由串联电路的特点和欧姆定律可知,电源电压:U=U1b+U2b=IbR1+U2b=0.3A×R1……②
由①②解得:R1=10Ω,U=3V,
滑动变阻器消耗的电功率:
P=I2R2=()2R2===,
所以,当R2=R1=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,故在滑片P由b向a的过程中,R2的电压变大,滑动变阻器R2的电功率值是先变大、再变小的,故A错误;
C、当滑片P从a端移动到b端的过程中,变阻器R2接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,
设滑片P从a端移动到b端的电流分别为Ia、Ib,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表示数的变化量:
ΔU=(U﹣IaR1)﹣(U﹣IbR1)=(Ib﹣Ia)R1=ΔIR1,即=R1,
R1为定值电阻,其阻值不变,因此两电表的示数变化量之比不变,故C错误;
D、滑片P在ab中间位置时,滑动变阻器接入电路的电阻:R2中=R2=×20Ω=10Ω,
由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R1+R2中=10Ω+10Ω=20Ω,
由欧姆定律可知,电路中的电流:I===0.15A,
则滑片P在ab中间位置时,100s内R2消耗的电能:W2=I2R2中t=(0.15A)2×10Ω×10s=2.25J,故D正确。
故选:AD。
(多选)31.如图1所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,R1、R2的U﹣I关系图象如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.图线乙是电阻R1的“U﹣I”关系图象
B.电源电压为12V
C.电阻R1的最小电功率为2.7W
D.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω
【答案】ABD
【解答】解:(1)从“U﹣I”关系图象可以看出,甲为滑动变阻器R2的U﹣I关系图象,因为最后电压变为0,此时滑动变阻器的电阻为0;乙为电阻R1的U﹣I图象,故A正确;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R1的功率最小,
由U﹣I图象可知,电路中的最小电流I=0.3A,R1两端的电压U1=3V,R2两端的电压U2=9V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=U1+U2=3V+9V=12V,故B正确;
由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R2===30Ω,故D正确;
电阻R1的最小电功率:
P1最小=U1I=3V×0.3A=0.9W,故C错误。
故选:ABD。
(多选)32.如图甲所示,电源电压恒定不变,电流表量程为“0∼0.6A”,电压表量程为0∼3V”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”R1为定值电阻,在保证各用电器安全的情况下,移动滑动变阻器滑片的位置,记下电压表和电流表的示数后,分别求出R2对应的电功率和电阻值,画成图像如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为4.5V
B.R1的阻值为5Ω
C.电压表的示数变化范围是1V~3V
D.整个电路消耗的最小功率为1.35W
【答案】ABD
【解答】解:(1)两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,由图知,变阻器连入电路最大电阻为10Ω,根据分压原理可知,此时变阻器两端电压最大,为3V;
当变阻器连入电阻最小为2.5Ω,根据串联电路电阻的规律和欧姆定律,此时电路电流最大,为0.6A。
根据P=I2R,第一种情况下,电路中的电流I1===0.3A,
根据电阻的串联和欧姆定律,电源电压:
第1种情况下:
U=I1×(R1+R21)=0.3A×(R1+10Ω)﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
第2种情况下:
U=I2×(R1+R22)=0.6A×(R1+2.5Ω);﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②联解得:R1=5Ω;电源电压U=4.5V,故AB正确;
(2)根据U=IR可知,第2种情况下,电路电流最大,变阻器连入电路电阻最小,电压表最小示数为:
U小=I2×R22=0.6A×2.5Ω=1.5V,
因此电压表的示数变化范围是1.5V~3V,故C错误;
整个电路消耗的最小功率为:
P=UI1=4.5V×0.3A=1.35W,故D正确。
故选:ABD。
(多选)33.小亮同学了解到汽车油量表的电路如图所示,R是转动式滑动变阻器,它的金属滑片P是杠杆的一端,下列说法正确的是( )
A.油量表是由电压表改装的
B.油位越高,油量表的示数越大
C.油位越高,R0的电压越小
D.R0在电路中起到保护电路的作用
【答案】BD
【解答】解:AD、由电路图可知,R0与R依次连接,为串联电路,油量表串联接入电路中,为电流表;若电路中无R0,滑动变阻器接入电路的电阻为0时,通过电路的电流过大,会烧坏电路,所以R0在电路中可以保护电路,故A错误,D正确;
BC、油位越高时,浮标上浮,在杠杆的作用下滑片下移,变阻器接入电路中的电阻越小,电路中的总电阻越小,由欧姆定律可知电路中的电流越大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压越大,故B正确,C错误。
故选:BD。
(多选)34.小明制作了一个“简易重力测量仪”,结构如图所示,其中变阻器的滑片P用一轻质硬杆与弹簧的末端C相连,随着弹簧的长度变化硬杆PC可整体上下平移,从而改变滑片P在电阻R2上的位置。假设电源电压恒定,当秤盘内不放任何重物时,滑片P恰好处于a点,下列说法正确的是( )
A.可将电流表的表盘改装用来显示重力的大小
B.当秤盘内物体重力变大时,电压表示数变大
C.当秤盘内物体重力变大时,电流表示数变大
D.当秤盘内物体重力变大时,电路消耗的总功率不变
【答案】BD
【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;
AC、由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变,故不能将电流表的表盘改装用来显示重力大小,故AC错误;
BD、当秤盘内物体重力变大时,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,由U=IR可知电压表示数变大,根据P=UI可知电路消耗的功率将不变,故BD正确。
故选:BD。
(多选)35.每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。某校科技小组设计了一个监测水位的装置如图甲所示,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒小组成员水位达到警戒值。R滑将接入电路的阻值R随水位的变化关系如图乙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.当水位升高时,电压表的示数减小
B.该电路工作时总功率最小值为0.6W
C.水位变化过程中,滑动变阻器功率最大时水位为20cm
D.当水位达到警戒水位时,电压表的示数为4V
【答案】BCD
【解答】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测R0两端的电压,电流表测通过电路的电流,由图甲可知当水位升高时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,滑动变阻器分得的电压变小,根据串联分压原理,Uv=U﹣U滑可知电压表示数变大,故A错误;
B、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由丙图可知通过电路的最大电流为0.3A,电压表示数为电源电压,U=6V;
根据I=可得:R0===20Ω,故B正确;
该电路工作时总功率最小值为:P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W,故B错误;
C、根据P=UI知;滑动变阻器的功率P=URI=(U﹣IR0)I=(6V﹣I×20Ω)I=﹣20ΩI2+6V×I=﹣40(I﹣0.15)2+0.45W;
当电流为0.15A时,滑动变阻器的功率最大,此时总电阻为R===40Ω,则滑动变阻器电阻为R'=R﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω;
接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,由乙图可知:10cm×k+b=40Ω,30cm×k+b=0Ω,
两式联立可得:k=﹣2Ω/cm,b=60Ω,则:R=﹣2Ω/cm×h+60Ω,
当R'=20Ω;h=20cm;故C正确。
D、当水位达到警戒水位25cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为R=﹣2Ω/cm×25cm+60Ω=10Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电路的总电阻R''=20Ω+10Ω=30Ω;
根据欧姆定律可得通过电路的电流:I″===0.2A,
串联电路的电流相等,电压表示数就为U′=0.2A×20Ω=4;故D正确。
故选:BCD。
(多选)36.某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为9V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与压敏电阻R相连,R的阻值随压力F的变化关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.当检测板所受压力增大时,电压表示数减小
B.检测板不受压力时,电压表的示数为1V
C.该装置所能测量的最大压力为7×102N
D.若将R0换为阻值较小的电阻,可提高该装置所能测量的最大压力值
【答案】BD
【解答】解:A、由图甲可知,R、R0串联,电压表测定值电阻R0两端的电压,
由图乙可知,当检测板所受压力增大时,压敏电阻R的阻值减小,由串联电路的电阻特点可知电路中总电阻减小,
电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,R0是定值电阻,根据U=IR可知R0两端的电压增大,即电压表示数增大,故A错误;
B、由图乙可知当检测板不受压力时,压敏电阻R的阻值:R=80Ω,
由串联电路的电阻特点可知电路的总电阻:R总=R+R0=80Ω+10Ω=90Ω,
此时电路中的电流:I===0.1A,
由欧姆定律可知电压表的示数(R0两端的电压):U0=IR0=0.1A×10Ω=1V,故B正确;
C、根据电压表量程可知R0两端的最大电压:U0大=3V,则电路中的最大电流:I大===0.3A,
电路的最小总电阻:R总小===30Ω,
由串联电路的电阻特点可知,压敏电阻的最小阻值:R小=R总小﹣R0=30Ω﹣10Ω=20Ω,
由图乙可知,当R小=20Ω时该装置所能测量的最大压力为6000N,故C错误;
D、将R0换为阻值较小的电阻,当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可知电路中最大电流将变大,此时压敏电阻两端的电压为6V,由欧姆定律可知此时压敏电阻接入电路的阻值变小,由图乙可知可提高该装置所能测量的最大压力值,故D正确。
故选:BD。
(多选)37.如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V 0.5A”字样(忽略灯泡电阻随温度的变化),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,滑动变阻器R的最大阻值为140Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,滑动变阻器两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,电流表示数变化了0.15A,则下列说法中正确的是( )
A.定值电阻R0与R1的比值为2:1
B.定值电阻R0的阻值为20Ω
C.只闭合S和S1,在保证电路安全情况下,电流表示数变化范围为0.1A~0.4A
D.只闭合S和S2,在保证电路安全情况下,电压表示数变化范围为8V~15V
【答案】AD
【解答】解:AB、由图可知,只闭合S和S1时,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图乙可知,当滑动变阻器R接入电路的电阻为R1时,滑动变阻器R两端的电压为U1,
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知此时电路中的电流:I=,由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电源电压:U=I(R0+R1)……①,
当滑动变阻器R接入电路的电阻为4R1时,滑动变阻器R两端的电压为2U1,
由串联电路的电流特点和欧姆定律可知此时电路中的电流:I'==×=I,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知电源电压:U=I′(R0+4R1)=I(R0+4R1)……②,
由①②解得:R0=2R1,故A正确;
由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时电路中的电流减小,
则I﹣I'=﹣=﹣=0.15A,解得:R0=40Ω,故B错误;
C、由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,为:I最大===0.45A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由串联的电阻特点和欧姆定律可知电路中的最小电流:I小===0.1A,
由欧姆定律可知此时滑动变阻器两端的电压:U=IR=0.1A×140Ω=14V<15V,因此电压表安全,
则只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片P,电流表的示数变化范围为0.1A~0.45A,故C错误;
D、由欧姆定律可知,灯泡L的电阻:RL===20Ω,
只闭合S和S2,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流,
由串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电路中的电流:I''===0.1125A,
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器R两端的电压:U1''=I''R最大=0.1125A×140Ω=15.75V>15V,所以电压表最大示数UV大=15V,
当滑动变阻器接入的电阻最小时,滑动变阻器两端的电压最小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,
由灯泡L的铭牌可知,灯泡L允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,串联电路的电流特点可知,在保证电路安全的情况下,电路中的最大电流I最大'=0.5A,则灯泡L两端的电压为10V,
由串联电路的电压特点可知,电压表的最小示数:UV小=U﹣UL大=18V﹣10V=8V,则电压表的示数变化范围为8V~15V,故D正确。
故选:AD。
(多选)38.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P,由最右端移到最左端,得到图乙两电表示数的U﹣I图象。有关说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R1的阻值为30Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω
D.电路总功率最大值为3.6W
【答案】AD
【解答】解:AB、根据图甲可知,当滑片在最右端时,R1与R2串联,电压表测R2的电压。
此时变阻器的阻值最大,电流最小。
根据图乙可知,此时电压表的示数为4V,电流表的示数为0.2A;
根据U总=U1+U2得到:U总=0.2A×R1+4V……①;
当滑片在最左边时,只有R1工作,此时电流表的示数为0.6A,电压表的示数为零;
根据U总=I总R总得到:U总=0.6A×R1……②;
联立①②解得:R1=10Ω,U总=6V;
故A正确、B错误;
C、根据上面的分析可知,变阻器的最大阻值:R2==20Ω,
故C错误;
D、从图中可知电流最大值为0.6A,根据P=UI可知电路的最大电功率为:P总=U总I=6V×0.6A=3.6W,故D正确。
故选:AD。
(多选)39.小花设计了一种烟雾报警装置,其原理电路如图所示,其中电源电压恒定,R1为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随激光的光照强度减弱而增大。有烟雾产生时,激光被烟雾遮挡,当电路中电流小于或等于某一限定值时,烟雾报警器报警。关于此报警装置,下列说法正确的是( )
A.若烟雾浓度逐渐减小,电压表示数变大
B.若烟雾浓度逐渐减小,经过报警器的电流变大
C.若烟雾浓度逐渐增大,电压表与电流表示数的比值减小
D.若烟雾浓度逐渐增大,电压表与电流表示数的变化量的比值不变
【答案】BCD
【解答】解:
由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R1串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、烟雾浓度逐渐减小,光照强度变大,则R的电阻减小,根据串联电路的分压规律可知,R分担的电压减少,即电压表示数变小;由于总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,故A错误、B正确;
C、根据R=可知,电压表与电流表示数的比值为R的阻值,所以该比值减小,故C正确;
D、设前后电路中的电流分别为I1和I2,则两次电压表的示数分别为:U1=U﹣I1R1,U2=U﹣I2R1,
电压表示数的变化量:ΔU=U1﹣U2=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=ΔIR,即=R1,所以电压表与电流表示数的变化量的比值不变,故正确。
故选:BCD。
(多选)40.如图甲是对一种新型抗压材料能承受的撞击力进行测试的电路图。将不计质量的材料样品平放在压力传感器上,闭合开关,将重物从样品正上方由静止释放,重物撞击样品材料后静止在样品上,样品没有任何损坏。这一过程中,电流表的示数随时间变化的图象如图乙所示。已知该电路的电源电压为15V,定值电阻R0为5Ω,压力传感器的电阻R随压力F变化的图象如图丙所示。则( )
A.0∼t1时间内,重物空中下落时,重物做匀速直线运动,其重力势能转化为动能
B.0~t1时间内,当重物没有接触到样品时,压力传感器的电阻为145Ω
C.t1∼t3时间内,重物与样品撞击,在撞击过程中,样品受到的最大撞击力为600N
D.撞击后重物静止在样品上,压力传感器的电功率为2.8W
【答案】BD
【解答】解:
A、0~t1时间内,重物在空中下落,没有撞击压力传感器时,只受重力作用,向下做加速运动,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能,故A错误;
B、由图甲可知,定值电阻R0与压力传感器串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
0~t1时间内,重物在空中下落,没有撞击压力传感器时,由图乙可知,此时电路中的电流为0.1A,
电路中的总电阻为:R总==150Ω,
压力传感器的电阻为:R压=R总﹣R0=150Ω﹣5Ω=145Ω,故B正确;
C、由图丙可知,当压力传感器受到的压力越大,压力传感器的阻值越小,根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,
根据图乙可知,电路中的最大电流I'=0.6A,电路中的最小电阻为:
R总'==25Ω,
压力传感器的阻值为:R压'=R总'﹣R0=25Ω﹣5Ω=20Ω,
根据图丙可知,在撞击过程中,样品受到的最大撞击力与重力之和为:F=600N,故撞击力小于600N,故C错误;
D、由图乙可知,当撞击后重物静止在样品上时,电路中的电流为:I''=0.2A,
定值电阻R0两端的电压为:U0=I''R0=0.2A×5Ω=1V,
压力传感器两端的电压为:U压=U﹣U0=15V﹣1V=14V,
压力传感器的电功率为:P压=U压I''=14V×0.2A=2.8W,故D正确。
故选:BD。
(多选)41.如图所示,电源电压不变,在保证电路安全的情况下。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S,滑片P向右移动的过程中,电流表A1的示数变小
B.滑片P不动,先只闭合开关S,再闭合开关S1,电流表A1的示数变小
C.闭合开关S和S1,滑片P向右移动的过程中,电压表V示数不变
D.闭合开关S和S1,滑片P向右移动的过程中,电流表A2的示数不变
【答案】ACD
【解答】解:
A、只闭合开关S,由于电流表A1相当于导线,R2和电压表被短路,所以只有滑动变阻器接入电路中,电流表A1测量电路中的电流;滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表A1的示数变小,故A正确;
B、滑片P不动,先只闭合开关S,再闭合开关S1,滑动变阻器和定值电阻并联接入电路中,电流表A1测量干路中的电流,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变大,所以电流表A1的示数变大,故B错误;
CD、闭合开关S和S1,滑动变阻器和定值电阻并联接入电路中,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R1的电流;由于电源电压不变,所以电压表示数不变;
滑片P向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由于并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,电流表A2的示数不变,故CD正确。
故选:ACD。
(多选)42.如图甲是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示,若闭合开关S,则( )
A.环境温度为40℃时,热敏电阻的阻值是150Ω
B.电压表V示数越小,环境温度越低
C.电压表的最小示数是1.5V
D.此电路允许测量的最高环境温度为60℃
【答案】BD
【解答】解:由甲图可知,闭合开关S,R0、R1串联,电压表测定值电阻R0两端的电压;
A、由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A错误;
B、串联电路中各处的电流相等,当电压表V示数越小时(即R0两端的电压越小),由I=可知,电路中的电流越小,
由R=可知,电路中的总电阻越大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,热敏电阻的阻值越大,
由图乙可知,热敏电阻的阻值越大时,环境的温度越低,故B正确;
C、由图象可知,温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大,且R1最大=300Ω,则根据B项解答可知此时电压表的示数最小,
此时电路中的电流:I最小===0.0075A,
则电压表的最小示数:U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V,故C错误;
D、因电压表V示数越小,环境温度越低,则电压表V示数越大,环境温度越高,
已知电压表量程为0~3V,则当电压表的示数最大为3V时,电路允许测量的温度最高,
此时电路中的电流:I===0.01A,
此时电路的总电阻:R===450Ω,
此时热敏电阻的阻值:R1=R﹣R0=450Ω﹣300Ω=150Ω,
由图象可知,此电路允许测量的最高环境温度为60℃,故D正确。
故选:BD。
(多选)43.小明同学用图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3V,更换5个定值电阻Rx,得到图乙的图象。下列说法正确的是( )
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向右移
C.移动滑片使电压表的示数保持2.5V不变
D.实验过程中滑动变阻器阻值的变化范围为1~5Ω
【答案】BCD
【解答】解:AC、闭合开关,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,
由图中数据结合欧姆定律可得电压表示数:UV=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V,即保持电压表示数为2.5V不变,根据控制变量法可知,研究电流与电阻的关系,故B正确,A错误;
C、根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持定值电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压原理可知应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变,故C正确;
D、串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压:UH=U﹣UV=3V﹣2.5V=0.5V,
电路电流最大时滑动变阻器接入电路的阻值最小,根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值:RH小==1Ω,
电路电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最大阻值:RH大==5Ω,
所以滑动变阻器阻值变化范围为1~5Ω,故D正确。
故选:BCD。
(多选)44.如图甲所示,电阻R=20Ω,闭合开关,滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中,电流表示数变化范围为0.5A~0.1A。在图甲电路的基础上,增加一根导线改装成如图乙所示的电路。下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.滑动变阻器的最大阻值是80Ω
C.图乙中,滑片在a端时电流表的示数是0.625A
D.图乙中,滑片在b端时电流表的示数是0.125A
【答案】BCD
【解答】解:A、由图甲知,变阻器与R串联,电流表测电路中电流,
当滑片在a端时,电路为R接在电源两极的简单电路,此时电路中电阻最小,电流最大,
由欧姆定律可得,电源的电压:
U=I大R=0.5A×20Ω=10V,故A错误;
B、由图甲知,当滑片在b端时,变阻器接入电路的阻值最大,电路中电流最小,
由串联电路特点和欧姆定律可得,变阻器的最大值:
Rab=R总﹣R=﹣R=﹣20Ω=80Ω,故B正确;
C、由图乙知,开关S闭合,滑片在a端时,变阻器与定值电阻R并联,电流表测量干路电流,由并联电路电流规律和欧姆定律可得,电流表的示数:
I=Iab+IR=+=+=0.625A,故C正确;
D、由图乙知,滑片在b端时导线将电阻R短路,只有滑动变阻器的最大电阻接入电路,
电路中的电流为:I===0.125A,故D正确。
故选:BCD。
(多选)45.如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向下移动,则( )
A.电流表A的示数变小
B.电压表V1的示数不变
C.电压表V2和电流表A的示数之比变大
D.电压表V1示数的变化量和电流表A示数的变化量比值的绝对值不变
【答案】ACD
【解答】解:由电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
ABC、将滑动变阻器滑片从下移动过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A正确;
由U=IR可知,R1两端的电压变小,则电压表V1的示数变小,故B错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器R2两端的电压变大,电压表V2示数变大,所以电压表V2和电流表A的示数之比变大,故C正确;
D、根据I=可知,R1====||,所以电压表V1和电流表A示数变化量的比值的绝对值不变,故D正确。
故选:ACD。
(多选)46.如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 2A”,小灯泡L标有“2.5V 0.5A”(忽略灯丝电阻变化),在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围是2~3V
B.电流表示数变化范围是0.3~0.5A
C.电路消耗的最大功率为2.25W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是2.5Ω~10Ω
【答案】ABC
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由I=可得,灯泡的电阻:RL===5Ω;
因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0﹣0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,所以,电路中电流表的最大示数I大=0.5A,此时电压表的示数最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的最小示数:U滑小=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小===4Ω;
(2)当电压表的示数U滑大=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
则电压表的示数变化范围为2V~3V,故A正确;
此时灯泡两端的电压:UL小=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的最小电流:I小===0.3A,
所以,电流表示数变化范围0.3A~0.5A,故B正确;
电路中电流最大时,电路消耗的功率最大,最大功率为:P大=UI大=4.5V×0.5A=2.25W,故C正确;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大===10Ω,
所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为4Ω~10Ω,故D错误。
故选:ABC。
(多选)47.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P从最右端移至小灯泡正常发光的位置,在此过程中下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小
B.电流表A的示数变小
C.电压表与电流表示数之比变小
D.电路中的总功率逐渐变小
【答案】AC
【解答】解:闭合开关S后,滑动变阻器R与灯泡串联,电流表测量电路总电流,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V测R两端的电压;
将滑动变阻器R的滑片P向左移动,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B错误;
由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器R两端的电压变小,即电压表V的示数变小,故A正确;
电压表与电流表示数之比的变小,故C正确;
由P=UI知电路中的总功率逐渐变大,故D错误。
故选:AC。
(多选)48.如图甲所示的电路,电源电压恒定,R0为定值电阻。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数与电流表示数变化的关系图象如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.滑片P向左移动过程中,电压表的示数逐渐变大
B.电压表示数为4V时,滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω
C.电源电压为12V
D.电阻R0的最大功率为1W
【答案】BC
【解答】解:A、闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电路的电流变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压变大,电压表的示数减小,故A错误;
B、电压表示数为4V时,电路中的电流为0.4A,滑动变阻器接入电路中的阻值R==10Ω,故B正确;
C、由乙图可知通过电路的电流最大为0.6A时,滑动变阻器两端的电压为0,通过电路的电流最小为0.1A时,滑动变阻器两端的电压为10V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得U=IR0+UV,
代入数据可得0.6A×R0=0.1A×R0+10V,
解方程可得R0=20Ω,
电源电压U=IR0+UV=0.1A×20Ω+10V=12V,故C正确;
(3)当滑动变阻器的电阻为0时,电流最大为0.6A,电阻R0的电压等于电源电压12V;
则电阻R0的最大功率为P=UI=12V×0.6A=7.2W,故D错误。
故选:BC。
(多选)49.如图甲所示是某压力测力计的电路原理示意图,图中电源电压恒为15V,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~0.6A”;定值电阻R0的规格是“20Ω 0.5A”,起保护电路的作用;测力显示器是由电流表改装成的(电阻忽略不计),R是一种新型电子元件,其阻值R随压力F大小变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.R0允许消耗的最大功率是5W
B.电压表示数的变化范围是5~7.5V
C.该测力计所能测量的最大压力是300N
D.适当增大R0的阻值可以增大该测力计的量程
【答案】AD
【解答】解:A、定值电阻R0的规格是“20Ω 0.5A”,最大功率为P=I2R=(0.5A)2×20Ω=5W,故A正确;
BC、由图甲知,R与R0串联,电流表测电路中电流,电压表测R0两端电压,电压表量程等于电源电压,不会超量程,而电流表0﹣0.6A,电阻允许0.5A,允许的最大电流为0.5A;
由I=可得,当电路中电流为0.5A时,此时电压表的示数为U=IR=0.5A×20Ω=10V;
电路的总电阻:
R总===30Ω,
所以R=R总﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,
由图象知,作用在R上的压力F=250N;
由图象知,当压力F′=0N时,R′=20Ω,
由串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中电流:
I′===0.375A,
所以R0两端的电压:
U0=I′R0=0.375A×20Ω=7.5V;
故电压表的示数的变化范围是7.5~10V,故BC错误;
D、电路中允许的最大电流不变,因而总电阻不变,当适当增大R0的阻值,可以减小压敏电阻允许的阻值,因而压力变大,可以增大该测力计的量程,故D正确。
故选:AD。
(多选)50.在如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右移动。下列说法正确的是( )
A.电压表V2的示数变小,电压表V1的示数与电流表A的示数比值变小
B.电压表V1的示数变大,电压表V1与电压表V2示数的变化量相等
C.电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比等于R1
D.电压表V1的示数与电流表A的示数乘积变大,电路总功率变大
【答案】BCD
【解答】解:AB、由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过电流的电流变大,
根据串联分压原理可知滑动变阻器两端的电压变小,串联电流总电压等于各部分电压之和,根据串联电路电压规律可知定值电阻两端的电压变大,且两电压表示数变化量相同,根据欧姆定律可知电压表V1的示数与电流表A的示数比值即定值电阻的阻值,所以电压表V1的示数与电流表A的示数比值不变,故A错误,B正确;
C、两电压表示数变化量相同,所以电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比等于定值电阻的阻值,故C正确;
D、定值电阻两端的电压变大,所以电压表V1的示数与电流表A的示数乘积变大,
通过电路的电流变大,根据P=UI可知电路总功率变大,故D正确。
故选:BCD。
(多选)51.如图所示是科技创新比赛中同学们设计的水位计工作原理图,绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降,通过电压表显示的数据来反映水位升降情况。水位最低时,滑杆P位于R的b端。L是一个指示灯,电路各部分接触良好,不计导线电阻。下列判断正确的是( )
A.当水位不变时,电压表示数不变,指示灯亮度不变
B.当水位最低时,电压表示数为零,指示灯不亮
C.当水位下降时,电压表示数变小,指示灯变暗
D.当电压表示数变大时,指示灯变暗,说明水位上升
【答案】AD
【解答】解:
由电路图可知,指示灯与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压;
A、当水位不变时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,由I=知电路的电流不变,由U=IR知指示灯两端的电压不变,由P=UI知指示灯的实际功率不变,小灯泡的亮度不变,故A正确;
B、当水位最低时,滑动变阻器接入电路的阻值为零,电压表示数为零,电路为指示灯的简单电路,有电流通过灯泡,指示灯亮,故B错误;
C、当水位下降时,浮子带动滑杆下移,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大;由U=IR可知,指示灯两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,变阻器两端的电压变小,即电压表示数减小;电路中的电流变大,灯泡的实际功率增大,灯变亮;故C错误;
D、当电压表示数变大时,由串联电路的电压规律可知,指示灯两端的电压减小,指示灯变暗,电路中的电流减小,说明变阻器接入电路中的电阻变大,则滑杆上移,表明水位上升,故D正确。
故选:AD。
(多选)52.如图所示,电源电压恒定不变,若小灯泡电阻不受温度的影响。闭合开关,在滑动变阻器的滑片P由b点向中点移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小,电压表示数变大,灯泡亮度不变
B.电流表示数变大,电压表示数不变,灯泡亮度不变
C.电压表和电流表的比值不变
D.电压表和电流表的比值变小
【答案】BD
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过滑动变阻器的电流,
因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和实际功率不变,即灯泡的亮暗不变;
当滑动变阻器的滑片P由b点向中点移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由I=可得,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表的示数增大;
电压表示数不变,电流表示数增大,电压表与电流表示数的比值变小;
综上所述,BD正确。
故选:BD。
(多选)53.如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,R1消耗的电功率P随R1阻值变化关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.定值电阻R2为10Ω
B.电源电压为12V
C.滑片P置于b端时,闭合开关S,电压表的示数为10V
D.滑片P置于b端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量为24J
【答案】ABD
【解答】解:由图甲可知,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
AB、闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中,
由图乙可知,当滑动变阻器R1的阻值为10Ω,R消耗的电功率为3.6W,
由P=I2R可知,此时电路中的电流:I1===0.6A;
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I1R2+I1×10Ω=0.6A×R2+0.6A×10Ω……①
由图乙可知,当滑动变阻器R1的滑片移动b端时,阻值最大为50Ω,R消耗的电功率为2W,
由P=I2R可知,此时电路中的电流:I2===0.2A;
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2R2+I2×50Ω=0.2A×R2+0.2A×50Ω……②
联立①②两式解得:电源电压U=12V,R2的阻值:R2=10Ω,故AB正确;
C、滑片P置于b端时,电流I2=0.2A,R2两端的电压:U2=I2R2=0.2A×10Ω=2V,即电压表的示数为2V,故C错误;
D、滑片P置于b 端时,闭合开关S,通电1分钟R2产生的热量:Q2=W2=U2I2t=2V×0.2A×1×60s=24J,故D正确。
故选:ABD。
(多选)54.如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R0=6Ω。将滑片滑到滑动变阻器的b端时,闭合开关,电压表的读数为3V;将滑片滑到滑动变阻器的中点时,电压表的读数为4.5V。下列判断正确的是( )
A.电源电压是9V
B.滑动变阻器的最大阻值是9Ω
C.移动滑片,电路中的R最大功率是3.375W
D.移动滑片,R0在通电100s内产生的热量最多135J
【答案】AC
【解答】解:AB、根据电路图可知,定值电阻R0与变阻器串联,电压表测量定值电阻R0电压;
当电压表示数为3V时,根据欧姆定律可知,电路中的电流为:;
当电压表示数为4.5V时,根据欧姆定律可知,电路中的电流为:;
由串联电路特点与欧姆定律得:U=I1(R0+R)=0.5A×(6Ω+R),
解得变阻器的最大电阻为:R=12Ω;电源电压为:U=9V,故A正确,B错误;
C.由=P=I2R=R===,当R=R0=6Ω时,变阻器的电功率最大,为:PR===3.375W,故C正确;
D.当变阻器滑片移到变阻器中点时,电压表示数为4.5V,大于3V,说明电压表量程选用0~15V,当电压表示数为电源电压9V时,R0在通电100s内产生的热量最多为,故D错误
故选:AC。
(多选)55.如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中,图乙是小灯泡L和电阻R的U﹣I图像。同时闭合开关S1、S2时,电流表示数为0.7A。下列说法正确的是( )
A.图甲所示电路中,电源电压为3V
B.只闭合开关S1时,小灯泡电阻为4Ω
C.同时闭合开关S1、S2时,小灯泡L和电阻R电功率之比为5:2
D.同时闭合开关S1、S2时,在5min内电阻R产生的热量为120J
【答案】BCD
【解答】解:A、由图甲可知,同时闭合开关S1、S2时,R与灯泡L并联,电流表测量干路的总电流,
根据串联电路的电流和电压特点可知,当R与灯泡L两端的电压为2V时,通过R的电流为0.2A,通过灯泡的电流为0.5A,干路的电流为0.7A,满足要求,
所以电源电压为2V,故A错误;
C、同时闭合开关S1、S2时,小灯泡L和电阻R电功率之比:PL:PR=UIL:UIR=IL:IR=0.5A:0.2A=5:2,故C正确;
D、由Q=I2Rt=UIt可知,同时闭合开关S1、S2时,在5min内电阻R产生的热量:QR=UIRt=2V×0.2Ω×5×60s=120J,故D正确;
B、当只闭合开关S1时,只有灯泡L工作,产生灯泡L两端的电压UL=2V,
由图可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,
由I=可知,小灯泡的电阻:RL===4Ω,故B正确;
故选:BCD。
(多选)56.图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U关系图象将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4Ω
B.再闭合开关S1时,电流表示数为0.2A
C.再闭合开关S2时,电路总功率增加0.4W
D.再闭合开关S2后,在2min内电阻R产生的热量为480J
【答案】AC
【解答】解:A、只闭合开关S1时,电路为灯泡L的简单电路,
由图象可知,当UL=2V、IL=0.5A时,灯泡的实际功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W,
则电源电压U=UL=2V,电流表示数为0.5A,
由欧姆定律可得小灯泡L的电阻为:RL===4Ω,故A正确;
BCD、再闭合开关S2时,L与R并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以UR=U=2V,由图象可知通过R的电流IR=0.2A,
电路总功率增加:ΔP=UIR=2V×0.2A=0.4W,故C正确;
在2min内电阻R产生的热量为:Q=URIRt=2V×0.2A×120s=48J,故D错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,故B错误。
故选:AC。
(多选)57.如图甲是小灯泡的I﹣U图象,将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中(如图乙),闭合开关,移动滑片P,当小灯泡的功率为0.75W时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数为0.3A
B.滑动变阻器R接入电路中的电阻为10Ω
C.电路消耗的总功率为1.35W
D.10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J
【答案】AC
【解答】解:A、当小灯泡的功率为0.75W时,根据图甲可知,灯泡L两端的电压为2.5V,通过灯泡的电流为I=0.3A,即电流表的示数为0.3A,故A错误;
B、根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
由I=可得,滑动变阻器R接入电路中的电阻:
R滑==≈6.7Ω,故B错误;
C、电路消耗的总功率:P总=U总I=4.5V×0.3A=1.35W,故C正确;
D、变阻器R在10s产生的热量:Q=W滑=U滑It=2V×0.3A×10s=6J,故D错误。
故选:AC。
(多选)58.如图所示,电源电压12V保持不变,小灯泡标有“4V,1.6W”字样(灯丝电阻不受温度影响),滑动变阻器标有“50Ω,1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V;闭合开关,保证各元件不损坏,下列选项正确的是( )
A.移动滑动变阻器滑片,小灯泡可能正常发光
B.电路中消耗的最大功率为4.8W
C.滑动变阻器两端电压变化范围为9~10V
D.当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为140J
【答案】AB
【解答】解:由图知,滑动变阻器与L串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中电流。
A、由P=UI可知,灯光正常发光电流为:IL===0.4A,
移动滑动变阻器的滑片,由于电压表的量程为0~15V,电流表的量程0~0.6A,电压表量程大于小灯泡的额定电压,电流表量程大于小灯泡的额定电流,所以小灯泡可能正常发光,故A正确;
B、通过小灯泡的最大电流为 0.4A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,
所以电路中的最大电流为I大=IL=0.4A,
电路中消耗的最大功率为:P大=UI大=12V×0.4A=4.8W,故B正确;
C、灯泡电阻为:RL===10Ω,
当电压表示数为4V时,灯泡两端的电压最大,由串联电路电压的规律知,滑动变阻器两端的最小电压为:U滑小=U﹣UL大=12V﹣4V=8V;
当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动接入电路的电阻最大,根据串联电路电阻的规律可知,电路中的最大电阻:R大=R滑大+RL=50Ω+10Ω=60Ω,
电路中的最小电流为:I小===0.2A,
由I=可知,滑动变阻器两端的最大电压为:U滑大=I小R滑大=0.2A×50Ω=10V,
故滑动变阻器两端电压变化范围为8~10V,故C错误;
D、当滑动变阻器滑片P置于b端时,滑动变阻器通电1min产生的热量为:Q=I小2Rt=(0.2A)2×50Ω×60s=120J,故D错误。
故选:AB。
(多选)59.如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“30Ω,1A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.2A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.5A。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω
B.电源电压为10V
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为300J
D.电阻R1最小功率为5W
【答案】ABC
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=Ia(R1+R2)=0.3A×(R1+30Ω),
当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,则电源的电压:
U=IbR1=0.5A×R1,
因电源的电压不变,
所以,0.2A×(R1+30Ω)=0.5A×R1,
解得:R1=20Ω,故A正确;
电源的电压U=IbR1=0.5A×20Ω=10V,故B正确;
(2)在加满油后,滑片位于b端,则1min内电阻R1产生的热量:
Q1=R1t=(0.5A)2×20Ω×60s=300J,故C正确;
当滑片位于a端时,电路中电流最小,电阻R1的功率最小,则
P1小=R1=(0.2A)2×20Ω=0.8W,故D错误。
故选:ABC。
(多选)60.如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变,下列说法中正确的是( )
A.只闭合S1时,小灯泡L两端的电压为4V
B.只闭合S1时,小灯泡L的功率为8W
C.同时闭合S1、S2,电流表的示数为0.8A
D.同时闭合S1、S2,在10min内电阻R产生的热量为480J
【答案】AD
【解答】解:
AB、只闭合 S1时,电路为灯泡L的简单电路,电流表测量电路电流;
由图象可知,当IL=0.5A时,UL=4V,即电源电压为4V,故A正确;
小灯泡L的功率:PL=ULIL=4V×0.5A=2W,故B错误;
CD、同时闭合S1、S2时,灯泡L与R并联,电流表测干路电流;
因并联电路中各支路互不影响,因此通过灯泡的电流仍为0.5A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,UR=UL=U=4V,
由甲图R的I﹣U图象和L的I﹣U图象可知,此时通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数:I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,故C错误;
D、在10min内电阻R产生的热量:Q=W=URIRt=4V×0.2A×10×60s=480J,故D正确。
故选:AD。
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