


2024年福建省永春一中自主招生初中物理电学专题试卷(含答案与解析)
展开 这是一份2024年福建省永春一中自主招生初中物理电学专题试卷(含答案与解析),共36页。试卷主要包含了选择题,填空题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题
1.如图所示,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0,当S1和S2闭合、S3断开时,电流表A1的示数为I0;再闭合S3,电流表A1的示数为2I0,下列说法正确的是( )
A.开关均闭合后,电路消耗的功率为2I02R0
B.开关均闭合后,a、b互换前后A2的示数之比为1:2
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,P从中点移到阻值最大端,变阻器消耗的功率变化量为I02R0
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种
2.如图所示,电源电压不变,甲、乙、丙为电流表和电压表,P置于中点,任意闭合开关,电路都是安全的,且当只闭合S1时,三个电表都有示数,下列说法错误的是( )
A.只闭合S1,P向右滑动,甲表和丙表的示数都变大
B.只闭合S1,P向右滑动,乙表示数的变化量与丙示数的变化量的比值变小
C.闭合S1、S3,断开S2,P向右滑动,甲示数的变化量小于丙示数的变化量
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,电路的总功率减小
3.如图所示电路,电源电压保持不变,R为滑动变阻器,最大阻值为10Ω、R0、R1为定值电阻。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.电压表和示数逐渐增大,电流表示数逐渐减小
B.电压表示数逐渐增大,电压表和电流表示数逐渐减小
C.电压表和示数变化量相等
D.电压表和的变化量之差与电流表的变化量之比不变
4.如图所示,电源电压不变,a、b为电压表或定值电阻,若为定值电阻,其阻值与R相同均为R0.当S1和S2闭合、S3断开时,电流表A1的示数为I0;再闭合S3,电流表A1的示数为2I0.下列说法正确的是( )。
A.开关均闭合后,电路消耗的功率为2I02R0;
B.开关均闭合后,a、b互换前后A2的示数之比为1:2;
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2,P从中点移到阻值最大端,变阻器消耗的功率变化量为I02R0;
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等。满足上述要求的电路连接方式有四种
5.如图所示的电路中,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a处(非端点),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在a处不动,同时闭合S1和S2后,A表和V表示数均变大
C.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合和S2后,A表和V表示数均变大
D.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,A表示数变化量和V表示数变化量的比值变大
6.如图所示,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R为滑动变阻器,a、b是电流表或电压表。只闭合开关S、S1时,a、b的指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数不变,b的示数有变化。下列说法正确的是( )
A.a可能是电流表,也可能是电压表
B.只闭合S、S2,向右移动滑片P,R1消耗的功率一定变大
C.只闭合S、S2,移动滑片P,则a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1
D.若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,则a的示数与b的示数的比值可能等于R2
7.如图所示,电源电压为4V,灯泡标有“3V 1.5W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”,定值电阻R0=20Ω,电压表量程“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”。在电路安全的情况下,下列判断正确的是( )
A.只闭合开关S、S1时,向左移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变大
B.只闭合开关S、S1时,滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围是2Ω~20Ω
C.只闭合开关S、S2时,整个电路消耗电功率的范围是0.4W~0.8W
D.只闭合开关S、S2时,在安全范围内向右移动滑片的过程中,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值在增大
8.如图所示,电源电压U保持不变,a、b为电流表或电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器最大阻值,且。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.若a、b均为电流表,将滑片P向左滑动时,三个电表示数均变大,且a与b两电流表示数之比变小
B.若a为电压表,b为电流表,滑片P向右滑动时,电流表A的示数变小,a表示数与b表的示数之比变大
C.若a、b均为电压表,将滑片P向右滑动时,a表示数的变化量与b表示数的变化量之比为2:3
D.若a、b均为电压表。将滑片P滑到最右端时,电路总功率最小为
9.如图所示,电源电压不变,R为滑动变阻器,R0为定值电阻;忽略温度对灯丝电阻的影响。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数减小
B.电压表V2示数和电压表V1示数之差变大
C.灯两端电压变化量小于滑动变阻器两端电压变化量
D.电压表V2和电流表A示数之比增大
10.如图所示,保持电源电压不变,滑片置于中点处,R1、R2的阻值为R0,R3的最大阻值为2R0,a、b是电流表或电压表。当闭合全部开关时,电流表A的示数为I0;滑片向左移动时,a、b的示数都减小。下列说法正确的是( )
A.开关均闭合,滑片置于中点处时,电路消耗的功率为I02R0
B.开关均闭合,滑片向左移动过程中,通过R1、R2、R3的电流都变小
C.开关均闭合,滑片P从中点移到最左端,变阻器消耗的功率变化量为I02R0
D.把a、b都换成另一种电表,开关均闭合,滑片从中点向左移动过程中,a、b两电表的示数都变小
11.如图所示,电源电压恒为4V,R1、R2是阻值均为10Ω的定值电阻,R是规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器,a、b是实验室电流表或电压表,电流表以小量程接入电路,电压表以大量程接入电路。当只闭合开关S、S1时,a、b指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数有变化,b的示数不变。以下说法正确的是( )
A.a可能为电流表,b一定为电流表
B.只闭合开关S、S2,移动滑片P,b示数变化量与a示数变化量的比值可能等于R1
C.只闭合开关S、S2,在电路安全范围内移动滑片P,电路总功率最大值可能为2W
D.若将a换为另一种电表,只闭合开关S、S2,滑片P向右移动,R2消耗的功率可能不变
二、填空题
12.某灯泡电流与电压的关系如图甲所示,由图像可知,此灯泡电阻随温度的升高而 (前两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),将此灯泡接入图乙的电路中,将滑动变阻器滑片从最左端移到最右端,电流表的示数将 。这一过程中灯泡的电压变化量为∆U1,电流变化量为∆I1,电阻变化量为∆R1,滑动变阻器的电压变化量为∆U2,电流变化量为∆I2,电阻变化量为∆R2,则有 ,∆R1 ∆R2(后两空均选填“>”、“<”或“=”)。
13.在如图所示的电路中,、为定值电阻,为滑动变阻器。闭合电键当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电压表、和示数的变化量分别用、和表示,则在滑片P滑动的过程中三个电压表的变化量之间的关系式为 。
14.在如图所示的电路中,电源两端电压不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片移至点M时,变阻器接入电路的电阻为RM,此时通过电流表的电流为IM,电阻R2消耗的电功率P2=8W,电压表V1、V2的示数分别为U1和U2。滑动变阻器滑片移至点N时,此时通过电流表的电流为IN,变阻器接入电路的电阻为RN,电阻R2消耗的电功率为P2'=2W,电压表V1、V2的示数分别为U1'和U2',已知U1∶U2=2∶5,U1∶U1′=1∶2。滑动变阻器滑片从M到N滑动过程中,电压表V1示数变化量和电压表V2示数变化量随电流表示数变化量△I的关系如图所示。由图像可知,滑片从M移到N的过程中,= ,IM∶IN= ;滑片在滑动变阻器两端之间移动的过程中,电路消耗的最大功率Pmax= W。
15.如图所示,电源两端电压保持18V不变。闭合开关S,把变阻器的滑片先后移到A点和B点时,滑动变阻器消耗的电功率均为P1=2W,前后两次电流之比为1∶2(滑片在B点时变阻器接入电阻为RB,A点为变阻器的中点)。电路中的滑动变阻器滑片从A到B滑动的过程中,电压表V1、V2示数变化量分别为和,。则 R1∶ R2= ;RA∶RB= ;滑动变阻器的最大阻值为 欧。
16.在如图所示电路中,电源电压恒定为12V。当开关S1、S2闭合,滑动变阻器的滑片P在中点时,电压表V1示数为U1;当开关S1闭合,S2断开时,再将滑片P调至最左端,电压表V1示数为,电压表V2示数为,电流表示数为0.3A,若,则 ,电阻R3为 Ω。
17.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1时,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,电阻R1的电功率为P1;当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为I2,电压表的示数为U2;只闭合开关S2时,电阻R3的电功率为0.64W,已知U1︰U2=3︰4、I1︰I2=1︰4,则R1︰R2= ,电阻R1的电功率P1为 W。
18.如图甲所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器标有“”,电流表的量程为,电压表的量程为。先闭合开关S和S1,断开S2,在保证电路安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,小灯泡正常发光;再断开S1,闭合S2,将滑动变阻器的滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与小灯泡的额定电压相同。图乙是两次调节过程中电流表与电压表示数变化的关系图像。小灯泡的额定功率为 W;再断开S1,闭合S2时,滑片是从a点向 (选填“左”或“右”)移动的;该电路的最小功率为 W。
三、计算题
19.在图所示的电路中,电阻R1阻值为25欧,滑动变阻器R2上标有“1A”字样。
(1)闭合开关S,若通过电阻R1的电流为0.4安,电压表示数为8伏。求:
(a)R1两端的电压U1;
(b)变阻器R2的阻值;
(2)现分别用定值电阻10欧和30欧替换R1,闭合开关S,在电路能正常工作情况下,移动滑动变阻器滑片P,发现两次替换中有一次滑片不能移到变阻器的两端,电压表示数的最大变化量如下表所示,求电源电压 U和滑动变阻器的最大阻值。
20.在图所示的电路中,电源电压为20V且保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,电压表的量程为0~15V,闭合开关S后,R1两端的电压为9V。
(1)电路中的电流为多少?
(2)变阻器R2的电功率为多少?
(3)现有阻值为10Ω、15Ω的定值电阻,标有“50Ω 1A”、“100Ω 0.8A”字样的滑动变阻器。
①请选择定值电阻、变阻器各一个分别替换图电路中的R1、R2,要求:电路接通时电压表的示数不能为零,在保证各电路元件都能正常工作的情况下,移动变阻器滑片P的过程中,定值电阻两端电压的变化量最大。
②求出定值电阻两端电压的最大变化量。
序号
R1(欧)
(伏)
1
10
5
2
30
12.5
参考答案:
1.ABD
【详解】当S1和S2闭合、S3断开时,R与b并联,电流表A1测干路的电流,其示数为I0;
再闭合S3,a、b、R并联,电流表A1测干路电流,其示数为2I0,若a为电压表,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,电流表A1的示数应为I0不变,不可能为2I0,
所以,a应为定值电阻,由并联电路的电流特点可知,通过a的电流和通过R的电流相等,则b应为电压表。
A.当S1和S2闭合、S3断开时,电路为R的简单电路,电流表A1测电路中的电流,如下图所示
由可得,电源的电压为
开关均闭合后,如下图所示
干路电流表A1的示数为2I0,则此时电路消耗的功率为
故A正确;
B.开关均闭合后,Ra与R并联,电流表A2测R支路的电流,其示数为I0;a、b互换后,Ra与R并联,如下图所示
此时电流表A2测两支路的电流之和,其示数为2I0,所以,a、b互换前后A2的示数之比为
I0:2I0=1:2
故B正确;
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2时,R滑与R串联,等效电路图如下图所示
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流为
当滑片在中点时,电路中的电流为
变阻器消耗的功率为
当滑片移到阻值最大端时,电路中的电流为
变阻器消耗的功率为
变阻器消耗的功率变化量为
故C错误;
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等,当滑动变阻器替换a后,移动滑片时,通过R的电流不变,则电流表A2的示数不变;当滑动变阻器替换R后,移动滑片时,通过a处定值电阻的电流不变,则电流表A3的示数不变,综上可知,滑动变阻器应替换电压表b,
①当S1闭合、S2和S3断开时,电路为滑动变阻器的简单电路,三电流表均测电路中的电流,如下图所示
因串联电路中各处的电流相等,所以移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等;
②当S1和S2闭合、S3断开时,滑动变阻器与R并联,电流表A1、A2均测干路电流,电流表A3测变阻器支路的电流,如下图所示
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R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
③当S1和S3闭合、S2断开时,a定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1、A3均测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,如下图所示
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定值电阻a的电流不变,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
④当S1、S2、S3均闭合时,Ra、R、滑动变阻器并联,如下图所示
电流表A1测干路电流,电流表A2测R与变阻器支路的电流之和,电流表A3测Ra与变阻器支路的电流之和,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定值电阻Ra和R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;综上可知,故D正确。
故选ABD。
2.B
【详解】A.由题意知,任意闭合开关,电路都是安全的,乙表一定是电压表,当只闭合S1时,三个电表都有示数,甲表和丙表都是电流表,只闭合S1,P向右滑动,滑动变阻器的电阻变小,电路中的电流变大,甲表和丙表的示数都变大,故A正确,不符合题意;
B.只闭合S1,P向右滑动,乙表示数的变化量与丙示数的变化量的比值为R1,大小不变,故B不正确,符合题意;
C.闭合S1、S3,断开S2,电路为滑动变阻器与R2并联,再与R1串联,甲表测干路电流,丙表测滑动变阻器所在支路电流,P向右滑动,滑动变阻器电阻变小,电路的总电阻变小,甲表示数变大,滑动变阻器两端电压变小,也就是R2两端电压变小,R2阻值不变,通过它的电流变小,根据并联电路的电流规律,通过干路的电流等于各个支路的电流和,所以丙表示也变大,且甲示数的变化量小于丙示数的变化量,故C正确,不符合题意;
D.闭合S1、S2、S3,电路为R1和R2的并联电路,P向左滑动,滑动变阻器的阻值变大,电路的总电流变小,电路的总功率减小,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.BD
【详解】AB.由图可知,R、R0、R1串联,电压表V1测量R1的电压,电压表V2测量滑动变阻器R的电压,电流表测量电路中的电流,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,滑动变阻器的阻值变大,电路的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小;由可知,R0、R1两端的电压变小,则电压表V1的示数变小,因为电源电压不变,根据串联电路分压规律可知,V2示数变大,故A错误,B正确;
C.若滑片移动前后的电流分别为I1和I2,则电压表V1示数的变化量为
电压表V2示数的变化量为
所以
即电压表和示数变化量不相等,故C错误;
D.电压表和的变化量之差为
电流表的变化量为
两者之比为
所以比值为定值,故D正确。
故选BD。
4.ABD
【详解】当S1和S2闭合、S3断开时,R与b并联,电流表A1测干路的电流,其示数为I0;再闭合S3,a、b、R并联,电流表A1测干路电流,其示数为2I0,若a为电压表,由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,电流表A1的示数应为I0不变,不可能为2I0,所以,a应为定值电阻,由并联电路的电流特点可知,通过a的电流和通过R的电流相等,则b应为电压表;
A.当S1和S2闭合、S3断开时,电路为R的简单电路,电流表A1测电路中的电流,如下图
由I=可得,电源的电压U=I0R0,开关均闭合后,如下图所示
干路电流表A1的示数为2I0,则此时电路消耗的功率
P=U×2I0=I0R0×2I0=2I02R0
故A正确;
B.开关均闭合后,Ra与R并联,电流表A2测R支路的电流,其示数为I0;a、b互换后,Ra与R并联,如下图所示
此时电流表A2测两支路的电流之和,其示数为2I0,所以,a、b互换前后A2的示数之比为
I0:2I0=1:2
故B正确;
C.将最大阻值为R0的滑动变阻器与R串联,只闭合S1、S2时,R滑与R串联,等效电路图如下图所示
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=
则变阻器消耗的电功率
P滑=I2R滑=R滑=
当R滑=R=R0时,滑动变阻器消耗的电功率最大,则
P滑大=
滑片P位于中点时,变阻器消耗的电功率最小,则
P滑小=
所以,变阻器消耗的功率变化量
P滑=P滑大﹣P滑小=I02R0﹣I02R0=I02R0
故C错误;
D.用最大阻值为R0的滑动变阻器替换a、b、R其中的一个,移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等,当滑动变阻器替换a后,移动滑片时,通过R的电流不变,则电流表A2的示数不变,当滑动变阻器替换R后,移动滑片时,通过a处定值电阻的电流不变,则电流表A3的示数不变,综上可知,滑动变阻器应替换电压表b;
①当S1闭合、S2和S3断开时,电路为滑动变阻器的简单电路,三电流表均测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,所以移动滑片,三个电流表的示数均发生变化且变化量相等, 如图
②当S1和S2闭合、S3断开时,滑动变阻器与R并联,电流表A1、A2均测干路电流,电流表A3测变阻器支路的电流,如图
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R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
③当S1和S3闭合、S2断开时,a定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1、A3均测干路电流,电流表A2测变阻器支路的电流,如下图所示:
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定值电阻a的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;
④当S1、S2、S3均闭合时,Ra、R、滑动变阻器并联,如图
电流表A1测干路电流,电流表A2测R与变阻器支路的电流之和,电流表A3测Ra与变阻器支路的电流之和,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定值电阻Ra和R的电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,三电流表示数的变化量相等;综上可知,D正确。
故选ABD。
5.C
【详解】闭合开关S,让开关S1和S2断开,P在a处时,L和滑动变阻器串联,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;
A.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,电路中电流变小,灯泡中的电流减小,所以灯泡变暗,故 A错误;
B.若保持P在a处不动,同时闭合S1和S2后,灯泡被短路,电压表示数减小为0;电阻R与R0并联,并联后的电阻小于R接入电路的电阻,电路中电阻变小,电流变大,故B错误.;
C,保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,电阻R与R0并联,然后再与灯泡串联,电路总电阻减小,电流增大,电流表A示数增大,灯泡两端的电压增大,电压表V示数变大,故 C正确;
D.若保持S1和S2断开,L和滑动变阻器串联,让P缓慢向右滑动,假设电流的变化量为 ,A表示数变化量和V表示数变化量的比值为
不计温度对电阻的影响,灯丝的电阻不变,则A表示数变化量和V表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选C。
6.ACD
【详解】A.只闭合开关S、S1时,b表与滑动变阻器串联,滑片P向左移动,b的示数有变化,则b表一定是电流表;若a是电流表,测通过R2的电流,由于R2的阻值和两端的电压不变,滑片P向左移动,a的示数不变;若a是电压表,测电源电压,滑片P向左移动,其示数不变;所以a可能是电流表,也可能是电压表,故A正确;
B.若a是电压表,b是电流表,只闭合开关S、S2时,R与R1串联,此时a测R两端的电压,向右移动滑片P,滑动变阻器接入的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据可知,R1消耗的功率变大;若a,b是电流表,只闭合开关S、S2时,R,R2被短路,电路为R1的简单电路,向右移动滑片P,R1消耗的功率不变。故B错误;
C.若a是电压表,b是电流表,只闭合开关S、S2时,R与R1串联,此时a测R两端的电压,则,即a示数的变化量与b示数的变化量的比值可能等于R1;若a,b是电流表,只闭合开关S、S2时,R,R2被短路,电路为R1的简单电路,向右移动滑片P,a示数的变化量与b示数的变化量均为0。故C正确;
D.若a是电压表,b是电流表,若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,R被短路,R2与R1串联,电压表测R2两端的电压,则a的示数与b的示数的比值可能等于R2;若a,b是电流表,若将a与b的位置互换,只闭合S、S2,R2与R被短路,电路为R1的简单电路,两电流表的示数相等,其比值为1。故D正确。
故选ACD。
7.AC
【详解】A、闭合开关S、S1,断开开关S2时,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A正确;
B、闭合开关S、S1,滑动变阻器R与灯泡L串联;灯泡正常发光时的电流
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,所以电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻
灯泡正常发光时的电阻为
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,变阻器接入电路中的最小阻值
当电压表的示数UR=3V时,根据串联电路的分压规律可知,变阻器接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以此时灯泡两端电压
此时电路中的电流
即
解得
所以,滑动变阻器的取值范围是2Ω~18Ω,故B错误;
C、闭合开关S、S2,断开开关S1时,滑动变阻器R与R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器全部接入电路中时,电路的总电阻最大,根据欧姆定律可知,此时的总电流最小,最小电流为
电路的最小功率为
滑动变阻器接入电路中电阻为0时,电路的总电阻最小,根据欧姆定律可知,此时的总电流最大,最大电流为
电路的最大功率为
所以整个电路消耗电功率的范围是0.4W~0.8W,故C正确;
D、设滑片移动过程中,电路中的电流分别为I1、I2,根据欧姆定律可知,电压表的示数分别为
所以电压表示数的变化量
即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值
所以电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变,故D错误。
故选AC。
8.BCD
【详解】A.若a、b均为电流表,R1、R2、R3并联,电流表a测R1和R2支路的电流之和,电流表b测R2和R3支路的电流之和,电流表A测R3支路的电流之和,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和R2支路的电流不变,即电流表a的示数不变,将滑片P向左滑动时,变阻器R3接入电路中的电阻变小,由可知,通过R3支路的电流变大,即电流表A的示数变大,由R2支路的电流不变和通过R3支路的电流变大可知两支路的电流之和变大,即电流表b的示数变大,由电流表a的示数不变和电流表b的示数变大可知,a与b两电流表示数之比变小,故A错误;
B.若a为电压表,b为电流表,R1和R2被短路,电路为R3的简单电路,电压表a测电源两端的电压,电流表A和b均测电路中的电流,由电源电压U保持不变可知,滑片移动时,电压表a的示数不变,当滑片P向右滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表电流表A和b的示数均变小,则a表示数与b表的示数之比变大,故B正确;
C.若a、b均为电压表,R1、R2、R3串联,电压表a测R2和R3两端的电压之和,电压表b测R1和R2两端的电压之和,电流表A测电路中的电流,将滑片P向右滑动时,设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表a示数的变化量
电压表b示数的变化量
由可得,a表示数的变化量与b表示数的变化量之比
故C正确;
D.若a、b均为电压表,将滑片P滑到最右端时,R1、R2与R3的最大阻值串联,此时电路的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且
所以,电路与的最小总功率
故D正确。
故选BCD。
9.C
【详解】开关S闭合,灯泡、滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测灯泡和滑动变阻器R的电压,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,滑动变阻器R的阻值减小。
A.由欧姆定律知,电压不变,总电阻变小的情况下,电流I增大,故A错误;
B.电压表V2的示数与电压表V1示数之差即为滑动变阻器两端电压
电源电压U、灯丝电阻RL和定值电阻R0均为定值,电流I增大,故UR减小,故B错误;
C.由B项知,滑动变阻器两端电压UR减小,总电压不变,其减小量等于灯泡两端电压与定值电阻两端电压增大之和,故C正确;
D.电压表V2与电流表示数之比为
其中灯丝电阻RL不变,滑动变阻器R减小,故比值减小,故D错误。
故选C。
10.AC
【详解】若a、b两表均为电压表,三个电阻串联,a表测量R1和R3两端的电压,b表测量R2和R3两端的电压,滑片向左移动时,滑动变阻器的电阻变大,由串联电路的分压特点可知,所以a、b表的示数都变大,不符合题意;若a为电压表,b为电流表,电阻R2和R3被短路,滑片移动电表的示数都不变,不符合题意;若a为电流表,b为电压表,电阻R1和R3被短路,滑片移动电表的示数都不变,不符合题意;综上分析知a、b均为电流表。
A.三个开关都闭合时,三个电阻并联,滑片置于中点处时,电路的总电阻为,电流表A的示数为I0,电源电压为
电路消耗的功率为
故A正确;
B.开关均闭合,滑片向左移动过程中,R3的电阻增大,由知,通过R3电流变小,由于并联电路各个支路互不影响知通过定值电阻R1和R2的电流不变,故B错误;
C.开关均闭合,滑片P从中点移到最左端,滑动变阻器的电阻由R0变为2R0,变阻器消耗的功率变化量为
故C正确;
D.把a、b都换成另一种电表,即a、b两表均为电压表,开关均闭合,滑片从中点向左移动过程中,a、b两电表的示数都变大,故D错误。
故选AC。
11.BD
【详解】A.当只闭合开关S、S1时,电表a与滑动变阻器R串联、电表b与电阻R2串联,然后它们并联,此时电表a、b指针均明显偏转,将位于中点的滑片P向左移动,a的示数有变化,b的示数不变,则电表a为电流表,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以电表b可能是电流表,也可能是电压表,故A错误;
B.只闭合开关S、S2,当b为电流表时,R和R2被电流表a、b短路,电路为R1的简单电路,移动滑片P,a示数和b示数不变,即它们的变化量均为0,a示数变化量与b示数变化量的比值不等于R1;当b为电压表时,R2被电流表a短路,R1与R串联,电压表b测R两端的电压,电流表a测电路中的电流,设滑片移动前后,电路中的电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电压表b示数的变化量
ΔUb=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=ΔIaR1
即b示数变化量与a示数变化量的比值等于R1,综上可知,B正确;
C.当b为电流表时,R和R2被电流表a、b短路,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流
电路的电功率
P=UI=4V×0.4A=1.6W
当b为电压表时,R2被电流表a短路,R1与R串联,电压表b测R两端的电压,电流表a测电路中的电流,滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的最大电流为0.4A,两电表安全,此时电路的最大功率为1.6W,综上可知,电路总功率最大值不可能为2W,故C错误;
D.若将a换成另一种电表即电压表,只闭合S、S2,当b为电压表时,R1、R、R2串联,电压表b测R两端的电压,电压表a测R2两端的电压,将滑片向右移动,接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,则电路中电流变大,即R2的电流变大,由
P=UI=I2R
可知,R2消耗的功率变大;当b为电流表时,R被电流表b短路,滑片移动时通过R2的电流不变,R2消耗的功率不变;综上可知,将滑片向右移动时,R2消耗的功率可能不变,故D正确。
故选BD。
12. 变大 变小 = <
【详解】[1]由图象甲知道,当灯泡两端的电压增大时,通过灯泡的电流也增大,但电压增大比电流增大得更快,由欧姆定律知道,灯泡的电阻变大,而灯泡两端的电压越大,灯泡发光越亮,灯丝温度越高,由此可知,灯泡的电阻随温度的升高而变大。
[2]由图乙知道,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据串联电路电阻规律知道,电路中的总电阻变大,由知道,当电压一定时,电阻越大,电路中的电流越小,由此可知,滑动变阻器的滑片从最左端移到最右端,电流表的示数将减小。
[3][4]由图乙知道,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,设电源电压为U,当滑动变阻器的滑片在最左端时,灯泡两端的电压等于电源电压,即
UL=U
电路中的电流为I1,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时灯泡的电阻
当滑动变阻器的滑片在最右端时,灯泡两端的电压为U1′,电路中的电流为I1′,此时灯泡的电阻
滑动变阻两端的电压为
U2=U﹣U1′
滑动变阻器接入电路中的电阻为
所以当滑片从最左端移到最右端时,灯泡两端的电压的变化量
通过灯泡的电流的变化量为
灯泡电阻的变化量
﹣﹣﹣①
滑动变阻器两端的电压的变化量
通过滑动变阻器的电流的变化量为
滑动变阻器电阻的变化量
﹣﹣﹣②
所以,
即
由于I1>I1′,所以
则由①②知道, 。
13.
【分析】由电路图可知,与、串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,电压表测与串联的总电压,电流表测电路中的电流;设出滑片移动前后电路中的电流,根据欧姆定律求出电压表示数的变化量,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电压表、示数的变化量,然后得出答案。
【详解】由电路图可知,与、串联,电压表测两端的电压,电压表测两端的电压,电压表测与串联的总电压,电流表测电路中的电流;设滑片移动前后,电路中的电流分别为、,由可得,电压表示数的变化量为
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为
电压表示数的变化量为
综上可知
14. 2∶1 2∶1 14.4
【详解】[1]由图可知,当电流变化量为时,电压表V1示数变化量为,电压表V2示数变化量为,则有
所以滑片从M移到N的过程中两电压表示数变化量的比值为2∶1。
[2]因为,,则有
[3]因为电源电压不变,所以有
整理得
因U1∶U2=2∶5,U1∶U1′=1∶2
整理得
整理得
整理得,,,当滑动变阻器的滑片移到左端时,接入电路中的电阻为0,电路中的电阻最小,电路中的电功率最大,由于电源电压不变,则有
R2的功率与最大功率Pmax的比值为
则
15. 3:1 4:1 144
【详解】[1]由图知道,两电阻与变阻器串联,电压表V1测R1和变阻器的电压,电压表V2测R2和变阻器的电压,电流表测电路中的电流;电压表V1、V2示数变化量分别为和,根据串联电路电压的规律,等于R2的电压变化量,等于R1的电压变化量,因
故
由欧姆定律知道
故
R1∶R2=3∶1 ①
[2]由于前后两次电流之比为1∶2,故设第1次电流为I,第2次电流为2I,又因为滑动变阻器消耗的电功率均为P1=2W,由知道
2W=I2RA
2W=(2I)2RB
由此解得
RA=4RB
即
RA∶RB=4∶1 ②
[3]根据在电压不变时,电流与电阻成反比,结合串联电电阻的规律知道
③
由①②③解得
RB=2R2
RA=8R2
所以,P在A处时,由电阻的串联特点和欧姆定律知道,变阻器的电压为
由P=UI知道,电路中的电流
由知道,滑动变阻器接入电路的电阻
故变阻器的最大电阻
R滑=2×72Ω=144Ω
16. 3:2 20
【详解】[1]因U1:U1′=4:9,有,因U1:U2=2:3,有,两式联立,可得
化简,可得
[2]当开关S1闭合,S2断开时,再将滑片P调至最左端,电压表V1示数为U1′,电压表V2示数为U2,电流表示数为0.3A。因为R2、R3串联,因此有
解得,因此R3=2R2。开关闭合前后,电路中的电流之比为
电源电压不变,根据可得
化简可得R1=R2。由于电源电压为12V,S2断开后,电流表示数为0.3A,所以有
12V=0.3A(R1+R2+R3)
解得R2=10Ω,电阻R3为
R3=2R2=20Ω
17. 3︰1 0.5
【详解】[1][2]当只闭合开关S1时,等效电路如图甲所示;当开关S1、S2、S3都闭合时,等效电路如图乙所示;当只闭合开关S2时,等效电路如图丙所示。
由图甲所示,R1和R2串联,其中R1两端电压为
U1=I1R1
总电源电压为
U=I1(R1+R2)
由图乙所示,R1和R3并联,并联之后的总电阻为。根据并联电路电压的特点,总电源电压为
已知U1︰U2=3︰4,根据串联电路分压特点
解得
已知I1︰I2=1︰4,由图甲、乙得,总电源电压相等,可知
解得
丙图中,当只闭合开关S2时,R1和R3串联,由图甲、丙得两次电流分别为
二者之比为
由图甲、丙得
P1=I12R1
P3=I32R3
所以
已知P3=0.64W,解得P1=0.5W。
18. 右
【详解】[1][2]开关S和S1,断开开关S2,灯泡和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压,在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,由于灯泡电阻随温度变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系为图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,由欧姆定律知道,电路中电流最小,从图中可知是,灯泡两端电压为1V,变阻器两端电压为
根据串联电路的电压特点知道,电源电压
再断开开关S1闭合开关S2,电阻R和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压,由图乙知道,两条图像中电压相等时等于灯泡额定电压电路中的电流为,变阻器滑片在a点时,电路中的电流为,电阻R两端的电压为,此时变阻器接入电路中的电阻
R的阻值
可知电路中的电流从变为,根据欧姆定律知道,电路中的总电阻变大,变阻器接入电路的电阻值变大,故滑片是从a点向右移动的。
当电路中的电流为时,灯泡的额定电压等于R两端的电压,由欧姆定律可得
在闭合开关S和S1,断开开关S2,且滑片在a点时,灯泡的额定电流
灯泡的额定功率
闭合开关S和S1,断开开关S2,灯泡和变阻器串联,此时电路的最小功率为
[3]当闭合开关S和S2,断开开关S1,且变阻器接入电路中阻值最大时,此时电路的最小功率为
所以,电路的最小功率为。
19.(1)(a)10V;(b)20Ω;(2)20V;50Ω
【详解】(1)(a)从图中可以看到,这是一个串联电路,R1和R2串联在一起,知道电阻R1阻值为25Ω,流过它的电流是0.4A,根据可知,R1两端的电压
R1两端的电压是10V。
(b)从图中可以看到,电压表测的是滑动变阻器两端的电压,电压表的示数是8V,那么R2两端的电压是8V,流过它的电流是0.4A,变阻器R2的阻值
变阻器R2的阻值是20Ω。
(2)当时
代入数据可知
解得;
当时
代入数据可知
解得,又因为
代入数据可知
解得。
答:(1)R1两端的电压是10V;变阻器R2的阻值是20Ω;(2)电源电压是20V;滑动变阻器的最大阻值是50Ω。
20.(1)0.3A;(2)3.3 W;(3)①选15Ω的定值电阻和“50Ω 1A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2;②10V
【详解】(1)根据欧姆定律可知电路中的电流
电路中的电流是0.3A。
(2)变阻器R2的电功率
变阻器R2的电功率是3.3W。
(3)假设选择10Ω的定值电阻和“50Ω 1A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2,当滑动变阻器两端电压为时,定值电阻两端的电压最小,其大小
电路中的电流
这个电流值没有超过变阻器的最大电流,这种情况符合题意;
当电路的电流时,定值电阻两端的电压最大,其大小
则定值电阻两端电压的变化量
假设选择10Ω的定值电阻和“100Ω 0.8A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2,当滑动变阻器两端电压为时,定值电阻两端的电压最小,其大小
电路中的电流
这个电流值没有超过变阻器的最大电流,这种情况符合题意;
当电路的电流时,定值电阻两端的电压最大,其大小
则定值电阻两端电压的变化量
假设选择15Ω的定值电阻和“50Ω 1A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2,当滑动变阻器两端电压为时,定值电阻两端的电压最小,其大小
电路中的电流
这个电流值没有超过变阻器的最大电流,这种情况符合题意;
当电路的电流时,定值电阻两端的电压最大,其大小
则定值电阻两端电压的变化量
假设选择15Ω的定值电阻和“100Ω 0.8A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2,当滑动变阻器两端电压为时,定值电阻两端的电压最小,其大小
电路中的电流
这个电流值没有超过变阻器的最大电流,这种情况符合题意;
当电路的电流时,定值电阻两端的电压最大,其大小
则定值电阻两端电压的变化量
综上所述,选15Ω的定值电阻和“50Ω 1A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2,可以符合题意;定值电阻两端电压的最大变化量是10V。
答:(1)电路中的电流为0.3A;(2)变阻器R2的电功率为3.3W;(3)选15Ω的定值电阻和“50Ω 1A”的滑动变阻器替换原来的R1和R2;定值电阻两端电压的最大变化量是10V。
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