一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V
8W”的小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V
4W”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率
A.大于4W
B.等于4W
C.小于4W
D.无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V
8W”的灯泡电阻小,“8V
4W”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V,所以这只灯泡消耗的功率大于4W.
2.在图所示的电路中,电源电压U保持不变。现有如下两种操作:①用电压为2U的电源替换原来的电源;②将滑动变阻器滑片向右移。其中可以使电流表A1示数与A2示数的比值变大的操作有
A.只有①可行
B.只有②可行
C.①②都不行
D.①②都可行
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知,R1和R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,用电压为2U的电源替换原来的电源,两电阻不变,由I=可知电流表A1示数与A2示数大小不变,两电表示数之比也不变,不可行;
并联电路中各个用电器两端的电压相等,由并联电路电流的特点和欧姆定律可知,电流表A1示数与A2示数的比值,将滑动变阻器滑片向右移,接入电路中的电阻变大,即R2的阻值变大,R1的阻值不变,变大,变大,电流表A1示数与A2示数的比值变大,②可行,故选B。
3.如图所示的电路,电源电压不变,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.闭合开关S,当监控区的温度升高时,电压表示数U与电流表示数I的关系图象是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值变小,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;热敏电阻R1的阻值变小,由串联分压原理可知,R1两端的电压减小,即电压表的示数减小;由上述分析可知,当电流表示数I变大时,电压表的示数U减小,故A图象错误;
BCD.根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电压表示数
U1=U总−U2=U总−IR2
因U总、R2是定值,所以,电压表示数U1与I为一次函数,其图象是一条倾斜的直线,且电流增大时,电压变小,故C图象正确,BD图象错误。
故选C。
【点睛】
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.由题意可知温度升高时热敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化,进而分析可得图象。
4.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移到中间某个位置,R1、R2两端电压和电路中电流的示数分别变化了△U1、△U2和△I(皆绝对值),则△U1______△U2(选填“大于”、“小于”或“等于”),再向左移动,△U2和△I的比值将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。()
A.大于
减小
B.大于
不变
C.小于
增大
D.小于
不变
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则:
△I=I2-I1,由欧姆定律可得,电路中的电流为I1时,此时的电压分别为:
U1=I1R1,U2=U-U1-UL=U-I1R1-I1RL,电路中的电流为I2时,电压分别为:
U1′=I2R1,U2′=U-U1′-
UL
=U-I2R1-I2RL,那么:
△U1=U1′-U1
=I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=△IR1,即:,所以,△U1和△I的比值不变;
△U2=U2′-U2=(I1-I2)(R1+RL)=△IR1+△IRL=△U1+△IRL,则△U1<△U2;
故选D。
5.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大,而且示数与身高成正比的电路是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A项不合题意;
B.从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据可知,电压表示数越大,设人的身高是,由题意可知,可得到
由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B符合题意;
C.从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式
可知电压表示数与身高不成正比,C项不合题意;
D.从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D项不合题意;
故选B。
6.如图所示的电路图,R1与
R2
都是定值电阻,R3
是一个滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器的滑片
P
向左滑动时,以下说法中正确的是()
A.电压表
V5
示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变
B.电压表
V4的变化量与电流表示数变化量的比值变大
C.电压表
V3
示数的变化量与电流表示数的变化量比值变小
D.电流表示数变大,表
V1、V2
与电流表示数比值都不变,V3与电流表示数比值变大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V3测R3两端的电压,电压表V4测R1和R2两端的电压之和,电压表V5测R2和R3两端的电压之和,电流表测电路中的电流;
A.由以上分析知
UV5=U−U1=U−IR1,U
V5′=U−U1′=U−I′R1
△UV5=
UV5−
U
V5′=
U−IR1−(U−I′R1)=(I′−I)
R1=△I
R1
即
=R1
故该比值保持不变,故A正确;
B.同理可知
UV4=
U−U1−U2
=U−IR1−IR2,U
V3′=U−U1′−
U2′
=U−I′R1−I′R2
△UV4=
UV4−
U
V4′=
U−IR1−IR2−(U−I′R1−I′R2)=(I′−I)
R1(I′−I)
R2=△I
(R1
R2)
即
=
R1
R2
故该比值保持不变,故B错误;
C.电源电压U=
UV4
UV3,故电压表
V3
示数的变化量等于电压表
V4的变化量,则电压表
V3
示数的变化量与电流表示数的变化量比值不变,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片
P
向左滑动时,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,定值电阻R1和R2两端的电压变大,即电压表Vl、V2的示数变大;因为串联电路中的总电压等于各分电压之和,且R1和R2两端的电压变大,V3等于电源电压减去R1和R2两端的电压,所以电压表V3的示数变小,由R1=,R2=,R3=可知,电压表V1、V2与电流表示数之比不变,V3与电流表示数比值变小,故D错误。
故选A。
7.为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示,R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向
R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每时刻的电压。若己知电源电压为12V,某时段AB
间的电压随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是()
A.AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次
B.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等
C.绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1两端的电压是R2两端电压的3倍
D.绳子挡住了射向R1的红外线时,R1两端的电压是R2两端电压的5倍
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由甲图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图象知,此时U2=UAB=2V,因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB间电压为2V计数一次,故A错误;
B.由串联电路的分压原理有:,即:,所以:R1=5R2,故B错误;
C.当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图象知,此时,由串联电路的分压原理有:,即:,所以:
R1'=R2,故C错误;
D.由C知
R1'=R2
且
R1=5R1',即绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍,故D正确。
8.如图所示的电路中,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片慢慢向右滑动的过程中,电流表与电压表的示数变化府况,下列说法正确的是
A.电流表Al的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表示数与电流表Al的示数的比值变小
D.电压表示数与电流表A2的示数的比值变小、【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测定值电阻支路的电流,电流表A2测变阻器支路的电流,电压表测电源两端的电压。
AC.因电源的电压不变,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,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值也不变,故AC错误;
B.将滑动变阻器滑片慢慢向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,由可知,通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B错误;
D.电压表示数不变而电流表A2示数变大,所以电压表示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
9.如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10Ω.闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,使变阻器阻值增大了5Ω,电流表示数减小了0.04A,则电压表示数的变化是
A.增加了0.2
V
B.减少了0.2
V
C.增加了0.4
V
D.减少了0.4
V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电阻和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,将滑动变阻器的滑片从某个位置向右滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I1、I2,R两端的电压分别为U1、U2,因变阻器连入电路中的电阻变大,由分压原理,电压表示数增大,由串联电路电压的规律,R的电压减小;,根据串联电路电压的规律得到变阻器增加的电压等于R减小的电压,即电压表示数增加了0.4V.
故选C.
10.如图电路,电源电压保持不变.闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是()
A.滑片可在R2上向右任意移动
B.电流表A1示数不变,A2示数变小
C.电压表V示数与电流表A2示数的比值变大
D.滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等
【答案】D
【解析】
【详解】
A.从电路图可以看到,当滑片P向右移动到最右端时,此时滑动变阻器接入电路中的电阻阻值为零,电路会被短路,电路会损坏,没有电流流过电阻,所以滑片不可在R2上向右任意移动,A错误;
B.从电路图可以看到,这是一个并联电路,电阻和滑动变阻器并联接在电路中,两端的电压是电源电压,大小不变,自身电阻大小不变,根据欧姆定律可知,流过的电流大小不变,即电流表A1示数不变,但是滑动变阻器接入电路的电阻在变小,那么流过的电流在变大,电流表A2测的是干路电流大小,根据并联电路电流规律,干路电流在变大,即电流表A2示数在变大,B错误;
C.从电路图可以看到,电压表V示数是电阻两端电压大小,也是电源电压大小,大小不变,但是电流表A2示数在变大,那么电压表V示数与电流表A2示数的比值变小,C错误;
D.当滑动变阻器接入电路的阻值从变为时,电功率的变化量为
整个电路电功率变化的量为
即,滑动变阻器功率的变化量与整个电路功率变化的量相等,D正确。
11.实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R0也可以测量未知电阻Rx的阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量Rx阻值的电路图是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端的电压为U1-U2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
Rx可求出,故此电路可以测出Rx阻值;故A不符合题意;
B.当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx的电流,故此电路不能测出Rx阻值;故B符合题意;
C.当开关掷到1档时,只有RX接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测Rx的电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
可求出出Rx,故此电路可以测出RX阻值;故C不符合题意;
D.当开关掷到1档时,只有R0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测R0的电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1-U2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
可求出出Rx,故此电路可以测出Rx阻值;故D不符合题意。
故选B。
12.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,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V1与电压表V2的示数之和保持不变
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大
C.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大
D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
观察电路图分析可得:R1与R2串联,电流表A测串联电路电流,电压表V1测串联电路总电压(电源电压),电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。读题知电源电压不变,所以电压表V1的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2阻值变大,电路中电流变小,即电流表A的示数变小,由U=IR得R1两端电压变小,由串联电路电压规律知,R2两端电压变小,即V2示数变大,故B正确。
故选B。
【点睛】
动态电路分析;电压表、电流表、滑动变阻器使用;串联电路电压规律应用;欧姆定律应用。
13.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比,电流表的示数I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比
。当开关S1断开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W。下列说法正确的是()
A.电源的电压为24V
B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:;
当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:;
当开关S1断开,S2闭合的等效电路如图3所示:;
在可能得到的各种电路中,只有当开关S1、S2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且,根据可得
所以
根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
图2中:根据可得
即
图3中:根据串联电路的电阻特点和可得
解得
图4中
由①②两式可得:R1=16Ω,U=24V,故A正确;
B.滑动变阻器的最大阻值
故B错误;
C.电阻R2的阻值
当开关S1断开,S2闭合,则电阻R1与R2串联,电路消耗的功率
故C错误;
D.当开关S1闭合,S2断开,电阻R1与R3串联,R3消耗的功率
所以,当R3=R1时,R3消耗的功率最大,为
故D正确。
故选AD。
14.如图所示,电源电压恒为6V,小灯泡L标有“4V
1.6W”字样(阻值保持不变),R1=20Ω。滑动变阻器R2标有“30Ω
1A”。电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。下列说法正确的是()
A.闭合S2,断开S1、S3时,通过电阻R1电流为0.2A
B.断开S2,闭合S1、S3时,滑动变阻器R2连入阻值范围5Ω~10Ω
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W
D.闭合所有开关,滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图中可以看到,闭合S2,断开S1、S3时,灯泡和电阻R1串联接在电路中,灯泡的电阻大小是
根据欧姆定律可知,通过电阻R1电流大小是
即通过电阻R1电流是,A正确;
B.断开S2,闭合S1、S3时,只有滑动变阻器R2接入电路,电流表的量程为0~0.6A,当电路的电流最大是0.6A,滑动变阻器接入电路的阻值大小是
这个阻值大小是滑动变阻器接入电路的最小阻值,所以滑动变阻器R2连入阻值范围是10Ω~30Ω,B错误;
C.闭合开关S3,断开S1、S2时,灯泡和变阻器R2串联接在电路中,根据可知,当电路中的电流最小时,灯泡的电功率最小,这时电路中的总电阻最大,电路中的电流大小是
这个电流值大小没有超过电流表的量程,也没有超过滑动变阻器的最大电流限度
电压表的示数是
这个电压值没有超过电压表的量程,这时灯泡的最小电功率是
当电路中的电流最大时,灯泡的电功率最大,这时电路中的总电阻最小,假如电流大小是0.6A,那么电压表的示数是
这个电压的数值大过了电压表的量程,所以电流不能是0.6A,假如电压表的示数达到最大3V,这时电流最大,大小是
这个电流值大小符合电路的安全要求,所以灯泡的最大电功率是
综上所述,电灯L消耗的功率范围为0.225W~0.9W,C正确;
D.闭合所有开关,灯泡被短路,电阻R1、R2并联接在电路中,根据可知,当R2的电阻最小时,其电功率最大,流过它的电流最大,是0.6A,其阻值大小是
电功率大小是
当R2的电阻最大时,其电功率最小,流过它的电流最小,假如R2的电阻是30Ω,其电流大小是
这个电流大小符合电路的安全要求,那么其电功率大小是
那么滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是
D正确。
故选ACD。
15.如图甲所示,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。下列说法中正确的是()
A.电源电压为9V
B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C.小灯泡的额定功率为6W
D.电路总功率的变化范围是6W~12W
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压,根据图像读出电表的示数,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用求出灯泡的电功率即为额定功率,利用求出电路的最大总功率;当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据图像读出V1的示数和电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R两端电压,利用欧姆定律求出变阻器的最大阻值,利用求出电路的最小总功率,然后得出电路总功率的变化范围。
【详解】
由电路图可知,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AC.当滑片位于最左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电路中的电流最大,电路的总功率最大,两电压表的示数最大且电压表V1测电源两端的电压;由图乙可知,电路中的最大电流,电压表V2的示数,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,则此时灯泡两端的电压
因此时小灯泡恰好正常发光,则灯泡的额定功率
电路的最大总功率
故A错误、C正确;
BD.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图像可知,电路中的最小电流,电压表V1的示数U1=5V,此时滑动变阻器两端的电压
由可得,滑动变阻器的最大阻值
电路的最小总功率
则电路总功率的变化范围是6W∼12W,故BD正确。
故选BCD。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻
R的阻值随压力增大而增大,滑片P
随身高增高而上滑.下列分析正确的是()
A.身高越高电压表示数大
B.身高越高通过R0流越小
C.体重越大电流表示数越大
D.体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由I=可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
C
D.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知,R的阻值越大,由I=可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
17.体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。是光敏电阻,信号处理系统记录间的电压,每当绳子挡住射向的红外线时,的阻值会变大,自动计数器会计数一次。若电源电压为6V,间电压随时间变化的图像如图乙所示;则()
A.有红外线照射时,与阻值之比为
B.自动计数器计数一次时,间的电压2V
C.若该同学匀速连续跳,可跳的次数为120次
D.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由甲图电路知,R1与R2串联,ab间电压为R1两端的电压;
AB.由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图像知,此时
因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即ab间电压为4V计数一次,故B不符合题意;
由串联电路的分压原理有
即
即当射向R1的激光被挡时,R1与R2阻值之比为2:1,R1=2R2,当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图像知,此时
由串联电路的分压原理有
有红外线照射时,R1与R2阻值之比为1:2,故A不符合题意;
C.由图乙知,跳动一次的时间为
所以1min可跳的次数为
故C不符合题意;
D.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为
故D符合题意。
故选D。
18.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S,向右移动滑动变阻器滑片P的过程中()
A.电流表A1的示数变小
B.总电阻R总的阻值变小
C.电流表A2示数与电流表A示数的比值变小
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【详解】
从图可知,电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A2测量通过R2的电流,电流表A测量电路总电流;电源的电压保持不变。
A.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电阻R1两端的电压和电阻都不变,根据欧姆定律可知,通过电阻R1的电流不变,所以电流表A1示数不变,A项不合题意;
B.当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据可得
由于R2在变大,那么可知在变大,B项不合题意;
C.电流表A2示数可知是,电流表A1示数是,电流表A示数是
电流表A2示数与电流表A示数的比值是
由于R2在变大,那么可知在变小,选项C符合题意;
D.电流表A1示数与电流表A2示数的比值是
由于R2在变大,那么可知在变大,D项不合题意。
19.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,R1和R2中的某个电阻,其“I-U”关系图象如图所示,作出另一个电阻的“I-U
”关系图象,其中正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图2可知,电压和电流值没有为零的坐标,故图2为R1的“I-U”图象,当滑片P在最左端时,两端的电压最大,即为电源的电压,则电源的电压,根据可得
当滑片在最右端时,R1与R2串联,电路中的电流最小,R2两端的电压最大,由图象可知,R1两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和
由可得,滑动变阻器两端的电压
综上可知,滑动变阻器的图线为一条倾斜的线段,令U2=0,则I=0.6A;令U2=4V,I=0.2A,则故D正确。
故选D。
20.如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是()
A.L1逐渐变亮
B.L1先变亮再逐渐变暗
C.L2逐渐变暗
D.L2逐渐变亮
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
左图为串联电路,滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,阻值变大,电流变小,L1变暗。
右图中定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动,滑动变阻器分得的电压变大,因为灯泡L2和滑动变阻器并联,故L2两端电压也变大,根据公式知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。
故选D。
21.所示电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由B端向A端滑动一段距离,电压表、示数的变化量分别为、,电流表示数的变化量为。下列判断中正确的是()
A.定值电阻的阻值为
B.电阻消耗的电功率增大了
C.电压表示数变大,电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题图可知,两电阻与滑动变阻器串联,电压表测量与滑动变阻器两端的电压,电压表测量两端的电压,两端的电压是
所以
故
故A正确;
B.滑片由B端向A端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以电路电流减小,由可知,电阻消耗的电功率减小,而不是增大,故B错误;
C.将滑动变阻器的滑片P由B端向A端滑动一段距离,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小即电流表的示数变小,所以两端的电压变小即电压表的示数变小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以和滑动变阻器两端的电压之和变大即电压表的示数变大,故C错误;
D.由于电压表的示数变大,电流表的示数变小,所以电压表示数与电流表示数的比值变大,故D错误。
故选A。
22.如图甲所示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=4.5
V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300
Ω的定值电阻,Rt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,热敏电阻阻值是150
Ω
B.电压表V示数越小,环境温度越高
C.电压表的最小示数是1.5
V
D.此电路允许的最高环境温度为60
℃
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由甲图可知,R0、R1串联,电压表测R0两端电压
A.由图乙可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故A不符合题意;
B.因串联电路中各处的电流相等,由I=可知,当电压表V示数越小时,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,环境的温度越低,故B不符合题意;
C.由图象可知,温度每升高20℃,R1的阻值减小50Ω,所以温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,由串联电路的分压原理可知,此时电压表的示数最小,此时电路中的电流
I最小==0.0075A
电压表的最小示数
U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V
故C不符合题意;
D.当电压表的示数最大,即U0=3V时,电路允许测量的温度最高,此时电路中的电流
I==0.01A
电路中的总电阻
R==450Ω
热敏电阻连入的阻值
R1=RR0=450Ω300Ω=150Ω
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D符合题意。
故选D。
23.两个小灯泡L1和L2,规格分别是“6V,3W”和“3V,3W”,分别如图甲乙所示接入电路,闭合开关S,两灯泡发光,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是()
A.甲电路中,当电源电压为9V时,两个小灯泡都正常发光
B.甲电路中允许最大的电流为0.5A
C.乙电路中,当L2正常发光时,干路电流为1.25A
D.乙电路中,电路消耗的最大功率为3W
【答案】BC
【解析】
【详解】
A.由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:,因两灯泡的额定电流不相等,由于两只灯泡串联,所以,两只灯泡不可能同时正常发光,故A错误;
B.因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的最大电流,故B正确;
C.由可得,两灯泡的电阻分别为:,两灯的额定电压分别为U1
=6V,U2
=3V,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以,两灯泡并联时,电源电压不超过3V,则两支路的电流分别为:,则并联接入电路中时,干路的最大电流:。
故C正确;
D.乙电路中,U=3V,I=1.25A电路消耗的最大功率为。
故D错误。