
一、选择题
1.如图所示电路,电源电压恒定,R为光敏电阻,其阻值随着光照的增强而减小,为定值电阻,当光照减弱时
A. V与示数的比值减小
B. V与示数的比值不变
C. 与示数之差变大
D. 电路消耗的总功率减小
【答案】D
【解析】【解答】A、由欧姆定律可知,V与示数的比值为光敏电阻R的阻值,因R的阻值变大,则该比值变大,A不符合题意;
B、电压表示数不变,示数变小,则V与示数的比值变大,B不符合题意;
C、由并联电路的特点可知,与示数之差为通过的电流,保持不变,C不符合题意;
D、电源电压不变,总电流变小,根据可知,总功率减小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】光敏电阻R与定值电阻R0并联,电压表测量的是R两端的电压(即电源的电压),保持不变;电流表 A1测量的是通过R的电流,电流表 A2测量的是干路中的电流;已知光敏电阻R的阻值随着光照的增强而减小,则当光照减弱时,R的阻值变大,根据欧姆定律可知,通过R的电流变小,即电流表A1示数变小;通过R0的电流不变,而通过R 的电流变小,所以干路中的电流变小,即电流表A2示数变小,根据P=UI 可知,总功率减小.
2.如图所示,电源电压U保持不变。当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P1,再将滑片滑至最左端,有一只电表的示数变为原来的1/5;当开关S1和S3闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R3的功率增大了0.05W,且滑片在中点时,电压表V1的示数为U1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,电路的总功率为P2,两只电流表示数相差0.3A.已知P1:P2=2:15,下列结论正确的是()
A. P2=5.4W
B. U=12V
C. U1=6V
D. R2=20Ω
【答案】A【解析】【解答】解:(1)S2闭合、S1和S3断开,滑片在最右端时,R2、R3串联,V1测R2电压,V2测R2、R3总电压,即电源电压,等效电路如图1所示;滑片滑至最左端时,V1V2都测R2两端电压,等效电路如图2所示:由题意结合图可知,电表V2的示数将发生
变化,且U R2= U,则R3两端的电压U R3= U,所以,根据串联电路的分压规律
可得:,即R3=4R2﹣﹣①;(2)当开关S1和S3闭合、S2断开,滑片位于最右端时R1、R3串联V1测R1电压,V2测总电压,等效电路如图3所示;滑片位于中点时,等效电路如图4所示;当所有开关闭合,滑片在最左端时,R3短路,R、1R2并联,A2测干路电流,A1测R2所在支路的电流,等效电路图如图5所示:由题意知图1中,电路的总功
率:P1=,图5中总功率:P2= + ,可得:15P1=
2P2,即15× =2×( + ),解得:R1=2R2﹣﹣②由题意知图5中两只电流表示数相差0.3A,根据并联电路电流规律,可得图5中,通过R1的电流:I5=I﹣I4=0.3A,则
=0.3A,即=0.6A﹣﹣﹣③,图3中,电路中的电流:I2=
× ×0.6A=0.1A,图4中,电路中的电流:I3=
× ×0.6A=0.15A,因图4和图3相比较R3的功率
增大了0.05W,所以,由P=I2R可得:P3′﹣P3=I32× R3﹣I22R3=(0.15A)2× R3﹣(0.1A)2×R3=0.05W,解得:R3=40Ω,代入①②③两式可得:R1=20Ω,R2=10Ω,U=
6V,BD不符合题意;图4中,U1=I3R1=0.15A×20Ω=3V,C不符合题意;图5中,P2=
+ + =5.4W,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R2与R3的最大阻值串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表A1测电路中的电流;再将滑片滑至最左端时,R2与R3的最大阻值串联,电压表V1、V2均测R2两端的电压,电流表A1测电路中的电流,据此可知示数变化的电表为V2,并得出R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R3两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出两电阻的阻值之比;
(2)当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,根据电阻的串联和
P=表示出电路中的总功率P1;当所有开关闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1与R2并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测R2支路的电流,根据并联电路的特点和电功率公式表示出电路的总功率P2,利用P1:P2=2:15得出等式即可求出R1与R2的阻值关系;利用并联电路的电流特点结合两只电流表示数相差0.3A即可得出电源的电压和R2的阻值关系;当开关S1和S3闭合、S2断开时,R1与R3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A2测电路中的电流,根据串联电路的特点和欧姆定律求出滑片位于最右端和中点时电路中的电流,利用P=I2R结合R3的功率变化即可求出R3的阻值,进一步求出R1和R2的阻值以及电源的电压,利用欧姆定律求出U1的大小,最后根
据并联电路的特点和P=求出P2的大小.
3.如图所示,电源电压U为10V并保持不变,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,当滑片P移至最左端时,灯泡正常发光,电流表示数为0.5A;当滑片P移至中点时,电流表示数为0.4A.则()
A. 电路消耗的最小功率为2.5W
B. 滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为
2.4W
C. 滑片P在中点时,灯泡消耗的功率为3.2W
D. 滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡所做的功为10J
【答案】B【解析】【解答】解:滑片P在最左端时,电路中只有灯泡,灯泡正常发光,由I=得,
灯泡正常发光时的电阻:R L==20Ω;滑动变阻器连入电路的电阻最大时,电路
消耗的功率最小,假设灯泡电阻不随温度的变化,则P最小==2.5W;而实际上灯泡不正常工作时的电阻小于正常工作时的电阻,所以,电路消耗的最小
功率不是2.5W;A不符合题意;(2)滑片P在中点时,电流表示数为0.4A,根据I=可
得,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.4A× ×20Ω=4V,因串联电路电压规律可得此时灯泡两端的电压:U L′=U﹣U滑=10V﹣4V=6V,灯泡的实际功率:P L=U L′I=6V×0.4A=2.4W;B符合题意,C不符合题意;滑片P在最左端时,2min内电流通过灯泡做的功:W L =UI L t=10V×0.5A×2×60s=600J,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当滑片P移至最左端时,电路为灯泡的简单电路,电流表测电路中的电流,此时灯泡正常发光,根据欧姆定律求出灯丝电阻;当滑动变阻器连入电路的电阻最大时电路消
耗的功率最小,利用串联电路的特点和P=即可求出假设灯泡电阻不变时的最小功率;然后即可比较判断;滑片P在中点时,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,根据P=UI求出灯泡的实际功率;滑片P在最左端时,根据W=UIt求出5min内电流通过灯泡做的功.
4.小芳同学在做电学实验时,实物图如图所示,电源电压恒为 4.5V,电压表量程“0﹣3V”,灯L标有“2.5V 1.25W”(设灯丝电阻不变),滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,在不损坏电路元件的情况下进行实验,下列说法正确的是()
A. 灯泡的最小功率是0.162W
B. 该电路的最大功率是4.05W
C. 电路中电流变化的范围是0.3A﹣0.4A
D. 滑动变阻器的阻值应在4Ω﹣10Ω之间变化
【答案】D
【解析】【解答】解:A灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路中的电阻最大(电压表的示数是3V时),电路中的电流最小,灯泡的功率最小,此时灯泡两端的电压:U L′=U﹣U滑大=4.5V﹣3V=1.5V,“2.5V 1.25W”R L= ,电路中的最小电流:I小=
=0.3A,P L最小=1.5V×0.3A=0.45W,A不符合题意;电路中的电流I最大==0.5A所以,电路中电流范围是0.3A~0.5A,C不符合题意;P最大=UI最大=4.5V 0.5A=
2.25A,B不符合题意;电路中电流最大时电阻最小R最小==9 ,则R滑小=9
,电路中电流最小时电阻最大R最大==15 ,则R滑大=15
,D符合题意。
故答案为:D
【分析】灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,根据串联电路的电流特点结合滑动变阻器允许通过最大电流确定电路中的最大电流,根据P=UI求出电路的最大功率,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出电路中电流变化的范围,根据P=UI求出灯泡的最小功率,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围.
5.如图的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻。下列说法正确的是()
A. 开关闭合前,电压表和电流表均无示数
B. 开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表的示数变小
C. 开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,R的功率变大
D. 开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,电压表与电流表示数的比值变小
【答案】 B
【解析】【解答】解:(1)开关闭合前,电路处于开路状态,则电流表没有示数;但电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通,此时电压表测量电源电压,所以电压表有示数;A不符合题意;(2)开关闭合后,定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表A测电路中的电流,电压表测定值电阻R两端的电压;
滑片P向右移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,总电阻变大,
由I= 可知,电路中的电流变小;
根据U=IR可知,定值电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小,B符合题意;定值电阻两端的电压减小,电路中电流减小了,根据P=UI知,R的功率变小,C不符合题意;
由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值,所以,电压表与电流表示数的比值不变,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律、串联电路的特点即可分别判断;根据定值电阻两端的电压和电路的电流的变化,根据P=UI判断出R功率的变化;电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值.
6.如图所示,电源电压不变,先闭合S1,再闭合S2,下列说法正确的是()
A. 电压表、电流表示数均变小
B. 电压表示数变大,电路总功率变大
C. 电压表示数不变,总电阻变小,电流表示数变大
D. 电压表与电流表示数的比值变大【答案】B
【解析】【解答】A、C、由图可知,先闭合S1时,两电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测R1两端的电压;根据串联电路的电压特点可知,其示数小于电源电压;
再闭合S2,R2被短路,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量的是电源电压,所以电压表的示数变大;
R1的电阻小于两电阻串联的总电阻,即总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,AC不符合题意;
B、电源电压不变,电流变大,根据P=UI可知,电路的总功率变大,B符合题意;
D、两开关都闭合时,由欧姆定律可知,电压表与电流表示数的比值,即为电阻R1的阻值,所以该比值不变,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合电路图,判断开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和电表所测电路元件,利用串联电路的特点和欧姆定律分析即可.
7.如图甲所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω,电压表的量程为0~15V.电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则下列结果正确的是()
A. 电源电压为20V
B. R1的阻值为5Ω
C. 为了保证电压表不被烧坏,滑动变阻器的阻值变化范围为4~30Ω
D. 开关S闭合后电路消耗的最小功率为14.4W
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压。(1)由图乙可知,当R2=10Ω时U1=12V,当R2′=20Ω时U1′=8V,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流分别为:I==,I′==
,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压保持不变,
所以,电源的电压:
U=I(R1+R2)=I′(R1+R2′),即(R1+10Ω)=(R1+20Ω),
解得:R1=10Ω,B不符合题意;
电源的电压U=I(R1+R2)= ×(10Ω+10Ω)=24V,A不符合题意;(2)当电压表的示数U1″=15V时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的电流:I大===1.5A,
此时滑动变阻器两端的电压:U2小=U﹣U1″=24V﹣15V=9V,
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小===6Ω,
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,电压表的示数最小,
所以,滑动变阻器接入电路中的阻值范围为6Ω~30Ω,C不符合题意;(3)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,电路消耗的功率最小,则P小=
==14.4W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】由图乙可知,当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数,根据串联电路的电流特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值,进一步求出电源的电压.
当电压表的示数最大时,电路中的电流最大,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的最大电流,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;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,电压表的示数最小,据此得出滑动变阻器接入电路中的阻值范围.
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,电路消耗的功率最小,根据
电阻的串联和P=UI=求出电路的最小功率.
8.根据交通部门统计,我国每年的交通事故中很多都是酒驾所造成的,所以现在交警加大了对酒驾的打击力度。图甲是酒精浓度测试仪的原理图,R为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R0为定值电阻,电源电压不变,当被检测者酒精浓度增加时()
A. 电流表的示数减小
B. 电压表的示数增大
C. 电路总电阻增加
D. 电路总功率减小
【答案】B
【解析】【解答】C、由电路图可知,定值电阻R0与酒精气体传感器电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,酒精浓度增加时,R的阻值减小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的总电阻减小,C不符合题意;
A、电压不变,电阻减小,根据可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,A 不符合题意;
B、定值电阻阻值不变,电流增大时,由可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,B符合题意;
D、由可知,电路总功率增大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】定值电阻R0与酒精气体传感器电阻R串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据图乙可知被检测者酒精浓度增加时R阻值的变化,根据电阻的串联可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,利用P=UI可知电路总功率的变化.
9.如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是()
A. B. C. D.
A. 电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B. 家庭电路中的电能表是测量电流做功快慢的
C. 法拉第根据图示电磁感应的原理制成了电动机
D. 测电笔按图示的方法使用可以辨别家庭电路中的火线与零线
【答案】 A
【解析】【解答】解:A、电风扇工作时,消耗了电能,得到了机械能,因此将电能转化为了机械能;故A正确;
B、电能表是测量家庭电路消耗电能多少的仪表;故B错误;
C、法拉第根据图示电磁感应的原理制成了发电机;故C错误;
D、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线,故D错误.
故选A.
【分析】(1)用电器工作的实质是将电能转化为其它形式的能;(2)电能表是测量电能的仪表;(3)发电机的原理是电磁感应;(4)测电笔的正确使用方法:手接触笔尾金属体,笔尖接触导线,氖管发光,导线是火线;氖管不发光的是零线.本题综合考查了用电器工作的实质、电能表的作用、发电机的原理以及测电笔的使用方法等,属于基础知识考查范围.
10.下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近1.2kW•h的是()
A. 空调
B. 电冰箱
C. 电视机
D. 台灯【答案】A
【解析】【解答】此用电器的功率为P= =1.2kW,四个选项中,电冰箱的功率约120W,电视机的功率约120W,台灯的功率约40W,故额定功率接近1.2kW的用电器故答案为:A.
【分析】根据功率的公式计算出此用电器的功率,再与选项中各用电器大约的功率比较,得出正确选项 .
11.小灯泡.的额定电压为3V,它的I-U图象如图甲所示,把小灯泡接入如图乙所示的电路中,先将滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关S,电压表示数为1.5V;再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V,已知电源电压恒定,滑动变阻器的铭牌标有“10Ω2A”。下列说法中错误的是()
A. 电源电压为4.5V
B. 小灯泡的额定功率为1.5W
C. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为1.25W
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
【答案】 C
【解析】【解答】A.自图甲中知灯泡 1.5V时电流为0.3A,滑动变阻器两端电压为U=IR=0.3Ax10Ω=3V,故电源电压为U=1.5V+3V=4.5V,A不符合题意;
B. 从图甲中知灯泡两端电压为3V时,I=0.5A,灯泡额定电压为3V,故灯泡额定功率为P=UI=3Vx0.5A=1.5W, B不符合题意;
C. 灯泡正常发光时,灯泡两端电压为3V,电流为0.5A,滑动变阻器与灯泡串联,故滑动变阻器两端电压为1.5V,其消耗的电功率为P=UI =1.5Vx0.5A=0.75W,C符合题意;
D.灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值R==1.5V/0.5A=3Ω,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】灯泡与滑动变阻器串联,二者两端电压之和为电源电压,通过二者的电流相同。灯泡和电阻消耗的电功率均可为P=UI计算,当灯泡两端电压达到其额定电压时,正常发光,额定电功率为额定电压与电流的乘积。
12.一台额定电压为220V的电动机,正常工作时通过的电流为5A,发热损失的功率为25W,则其线圈电阻是()
A. 1Ω
B. 5Ω
C. 44Ω
D. 1100Ω
【答案】A
【解析】【解答】算线圈电阻时应该通过发热功率来计算,即由Q=I2R可得
。
【分析】知道正常工作时通过的电流和发热损失的功率,根据P=I2R的变形公式R=P/I2电动机线圈的电阻.
13.电能表的表盘如图所示,关于电能表下列说法正确的是
A. 正常工作时,额定功率为220V
B. 表盘每转600圈电路耗电1kW•h
C. 同时消耗的总功率不能超过2200W
D. 电路消耗的总电能是3145kW•h
【答案】B
【解析】【解答】解:A、正常工作时,额定电压为220V,故A错;
B、表盘每转600圈电路耗电1kW•h,故B正确;
C、同时消耗的总功率不能超过P=UI=220V×20A=4400W,故C错;
D、表盘上的数字的最后一位是小数,电路消耗的总电能是314.5kW•h,故D错。
故选B。
【分析】理解电能表的表盘上各个物理量的意义。
14.如图甲所示,额定电压为6V的灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电源电压一定。滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端时,灯泡L的I-U图象如图乙所示,以下说法正确的是()
A. 灯泡正常发光时的电流为0.5A
B. 灯泡两端的电压为3V时,它消耗的电功率为1.5W
C. 滑动变阻器最大值为10Ω
D. 当变阻器接入电路的阻值为2.5Ω时,灯泡的实际功率为3.2W
【答案】D
【解析】【解答】A、由图乙知,当灯泡两端的电压为6V时,灯泡的电流为1A,A不符合题意;
B、由图乙知,当灯泡两端的电压为3V时,灯泡中的电流大于0.5A,由P=UI可知,此时灯泡消耗的电功率大于 1.5W,B不符合题意;
C、由乙图知,当变阻器滑连入电阻最大时,电路中电流最小为0.5A,灯泡两端的电压是 1.5V,根据串联电路的分压规律可知滑动变阻器分压U滑=6V-1.5V=3.5V,则R最大= C不符合题意;D、当变阻器阻值为零时,灯泡两端的电压等于6V,可知电源电压为6V;设灯泡两端的电压为U,此时电阻为
R,根据题意可知:————①,=3.2W ————②,联立①②解得U=2V或U=4V,根据灯泡的实际功率,U=2V时,其实际功率小于3.2W,不符合题意,所以U=4V,代入②得R=5Ω,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】运用图象法解答问题的一般步骤是:
(1)明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么;
(2)注意认清横坐标和纵坐标上最小分格的数值大小和单位;
(3)明确图象所表示的物理意义;
(4)根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论.
15.小王家的电能表上标着“600imp/(kW•h),220V 5A”等信息他用这个电能表来测量某用电器的功率;他把家中的其他用电器都与电源断开,仅让这个用电器工作,6min内电能表指示灯闪了30次.该用电器阻值恒定,将它接到110V的电路中,实际功率是()A. 250w B. 125w C. 150W D. 500W
【答案】B
【解析】【解答】解:(1)由电能表的参数可知,电路中每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁600次,当指示灯闪烁30次时,消耗电能:
W=30× kW•h= kW•h;
用电器的功率:
P= = =0.5kW=500W.
因为该用电器阻值恒定,
由P= 可得,
正常工作时电阻丝的电阻R= = =96.8Ω;(2)电功率P实= v=
=125W.
故选B.
【分析】(1)600imp/(kW•h)的含义是:电路中每消耗1kW•h的电能,指示灯闪烁600
次;然后可求指示灯闪烁30次消耗的电能,根据P= 求出用电器的功率,再利用R= 可
求得正常工作时该用电器的电阻.(2)因为该用电器阻值恒定,根据P= 可求得该用电器实际的电功率.
16.如图所示,电路中电源电压保持不变,小灯泡标有“3V1.5W字样,不考虑灯泡电阻随温度的变化,滑动变阻器R的最大阻值为24Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V.当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时小灯泡正常发光。为了保证电路安全,小灯泡电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。在滑片P滑动过程中,下列说法()
①电源电压为4.5V
②变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω
③小灯泡的最小功率为0.135W
④电路的最大功率2.25W
A. 只有正确
B. 只有正确
C. 只有正确
D. 都正确【答案】 C
【解析】【解答】解:由图知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)由P= 可得灯泡的电阻:
R L= = =6Ω,
由P=UI可得,灯泡正常发光时通过的电流:
I额= = =0.5A,
由题知,当开关S闭合后,滑动变阻器R接入电路的电阻为3Ω时,小灯泡正常发光,
由欧姆定律和电阻的串联可得电源电压:
U=I额R串=I额×(R+R L)=0.5A×(3Ω+6Ω)=4.5V;故①正确;(2)因串联电路中电流处处相等,且电流表量程为0-0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,
所以为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流I最大=I额=0.5A,
电路中的总电阻:R最小= = =9Ω,
滑动变阻器连入电路中的最小阻值:R最小=R总-R L=9Ω-6Ω=3Ω,
由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为U滑′=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;
此时灯泡两端的电压为:U L′=U-U滑′=4.5V-3V=1.5V,
此时电路的电流为:I最小= = =0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:
R最大= = =12Ω,
所以为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围是3Ω-12Ω;故②正确;(3)小灯泡的最小功率:
P L最小=I最小2R L=(0.25A)2×6Ω=0.375W;故③错误;(4)电路的最大功率:
P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W,故④正确。
综上可知,只有①②④正确。
故答案为:C。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,利用P=求灯泡的电阻,利用P=UI求正常发光时通过的电流;结合小灯泡正常发光,利用U=IR求电源电压;由于电流表量程为0-0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流等于灯正常工作时通过的电流,利用欧姆定律求电路中的最小电阻,滑动变阻器连入电路中的最小阻值等于总电阻减去灯的电阻;由于电压表量程为0-3V,当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;此时灯泡两端的电压等于电源电压减去3V,利用欧姆定律求此时电路的电流,进而求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,最后得出为保护电路,变阻器接入电路的阻值范围;利用P=I2R求小灯泡的最小功率,再利用P=UI求电路的最大功率.
17.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中()
A. 电压表V的示数不变
B. 电流表A的示数变大
C. 小灯泡的亮度变暗
D. 电路的总功率变大
【答案】 A
【解析】【解答】由图可知,闭合开关,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A测量电路总电流,电压表测电源电压,所以滑片移动电压表的示数不变,A符合题意;
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I= 可知,滑动变阻器所在支路中的电流变小;
根据并联电路的特点可知,各支路互不影响,所以滑片向右移动,小灯泡的电流和实际功率不变,则灯泡的亮度不变,C不符合题意;
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,总电流变小,即电流表A的示数变小,B不符合题意;
电源电压保持不变,总电流变小,根据P=UI知,电路的总功率变小,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,判断出滑动变阻器接入电路中电阻的变化,滑动变阻器两端的电压不变,根据
欧姆定律I= 可知该支路电流的变化;根据并联电路各支路互不影响判断出灯泡的亮度和通过灯泡的电流;根据P=UI判断电路的总功率变化情况.
18.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S,两个灯泡均能发光(假设灯丝电阻不变),此时,将滑动变阻器的滑片P向右移动,则()
A. L1和L2都变亮
B. L1变暗,L2变亮
C. L1变亮,L2变暗
D. L1和L2都变暗
【答案】B
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,
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大,并联部分的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I= 可知,干路中的电流变小,
由U=IR可知,L1两端的电压变小,
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L1的实际功率变小,L1的亮度变暗,故AC错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,并联部分的电压变大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,灯泡L2两端的电压变大,
由P= 可知,L2的实际功率变大,亮度变亮,故B正确、D错误.
故选B.
【分析】由电路图可知,灯泡L2与滑动变阻器R并联后再与灯泡L1串联,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化和并联部分电阻的变化以及总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和L1两端的电压变化,根据P=UI可知L1实际功率的变化,进一步判断其亮暗的变化;根据串联电路的电压特点可知并联部分电压的变化,根据并联电路的电压特点和P=UI= 可知L2实际功率的变化,进一步判断其亮暗的变化.
19.新型PTC发热材料可以自动调节电路的电功率,在生活中广泛应用,图甲是PTC调试工作电路,R0是保护电阻,阻值恒定;R1是PTC电阻,阻值随温度变化的图像如图乙所示。闭合开关S,当温度从20°C升高到120°C的过程中()
A. 电流表示数先变小后变大
B. 电压表示数先变大后变小
C. 电压表与电流表示数的比值先变小后变大
D. 保护电阻消耗的功率先变小后变大【答案】 C
【解析】【解答】A.甲中,两电阻串联,电压表测R1的电压,电流表测电路的电流,由图乙知,当温度从20℃升高到100℃的过程中电阻R1变小,从100℃升高120℃的过程中电阻R1变大,则根据串联电阻的规律,总电阻先变小后变大,由欧姆定律可知,电路中的电流先变大后变小,即电流表示数先变大后变小,A不符合题意;B.电路中的电流先变大后变小,根据U=IR可知,定值电阻R0的电压先变大后变小,由串联电路电压的规律可知,R1的电压先变小后变大,即电压表示数先变小后变大,B不符合题意;C.根据欧姆定律可知,电压表与电流表的比值等于PTC电阻R1的阻值,所以电压表与电流表的比值先变小后变大,C符合题意;D.因电路中的电流先变大后变小,根据P=I2R0可知,R0消耗的功率先变大后变小,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,由图乙知,温度升高时电阻R1先变小后变大,根据串联电阻的规律和欧姆定律分析电流表示数变化;根据U=IR确定定值电阻的电压变化,由串联电路电压的规律得出电压表示数变化;同理,根据欧姆定律,电压表与电流表的比值即热敏电阻大小,再根据P=I2R分析R0消耗的功率变化情况.
20.将标有“6 V 3 W”和“6 V 2 W”的甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6 V的电源两端,接通电路后,以下说法正确的是()
A. 两只小灯泡都不能正常工作,甲灯比乙灯亮
B. 两只小灯泡都能正常发光
C. 通过乙灯的电流较大,所以乙灯较亮
D. 两只小灯泡的总功率小于2 W
【答案】D
【解析】【解答】解:(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流:I甲= = =0.5A,I乙= = = A,
由I= 可得,两灯泡的电阻:
R甲= = =12Ω,R乙= = =18Ω;
⑵甲、乙两只小灯泡串联起来,接在电压为6V的电源两端时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过两灯泡的电流相等,不符合题意;
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= = =0.2A,
因I<I乙<I甲,
所以,两灯泡均不能正常发光,B不符合题意;
由P=I2R可知,乙灯泡的电阻较大,实际功率较大,灯泡较亮,A不符合题意;
电路的总功率:
P=UI=6V×0.2A=1.2W<2W,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】根据公式R=可求灯泡的电阻,因为串联电流相等,所以根据公式P=I2R可计算灯泡的实际功率,利用公式P=可计算总功率.
