
计算题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
◎1.(2022·四川资阳·九年级期末)如图1所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U﹣I”关系图像如图2所示。则下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.定值电阻R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10Ω
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A
◎2.(2020·全国·九年级专题练习)如图所示,电源电压恒为6V,三个定值电阻R0 =10Ω、R1 =20Ω、R2 =10Ω。第一次闭合开关S、S1,第二次闭合开关S、S2(电流表、电压表安全且均有示数),两次电路总电阻的变化量为∆R,电流表示数的变化量为∆I,电压表示数的变化量为∆U,电路消耗总功率的变化量为∆P。则( )
A.∆R=20Ω B.∆I=0.2A C.∆U=2.0V D.∆P=0.6W
◎3.(2021·广东深圳·模拟预测)如图甲所示,电源电压为4V且保持不变,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。灯泡L的额定电流为0.25A,其电流随电压变化的图象如图乙所示。闭合开关S,移动滑片P,在保证电路安全的情况下,则( )
A.灯泡正常发光时的电阻是7.5Ω B.灯泡正常发光1min消耗的电能是60J
C.电路消耗的总功率最大是1.6W
D.当电流表的示数为0.2A时,滑动变阻器连入电路的阻值是12.5Ω
◎4.(2022·山东烟台·九年级期末)如图甲所示,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑片P从最右端逐步移到最左端,记录电流表、电压表的示数,并根据记录的数据作出R1和R2的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列正确的是( )
A.图Ⅱ为R2的“U﹣I”图象 B.当R2=R1时,电流的大小为0.2A
C.电源电压为8V D.R1的阻值为30Ω
◎5.(2021·全国·九年级单元测试)如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片从a端滑到b端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。以下分析错误的是( )
A.电源电压是3V
B.R1的电阻值是10Ω
C.R2的最大电阻值是20Ω
D.当滑片P移到中点时,电阻R1工作10s消耗4J的电能
◎6.(2021·山西·模拟预测)如图所示,电源电压不变,开关S闭合,S1由闭合到断开,电压表的示数由12V变为8V。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为20V
B.R1与R2的阻值之比为2:1
C.S1断开前后,整个电路消耗的电功率之比为3:1
D.S1断开前后,R2消耗的电功率之比为9:4
◎7.(2021·四川遂宁·九年级期末)如图甲所示,电源电压不变,将小灯泡L和电阻R接入电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。图乙是小灯泡L和电阻R的I—U图象。下列说法中正确的是( )
A.只闭合开关S1时,L的电阻为10Ω
B.再闭合开关S2后,电路总功率为1.2W
C.再闭合开关S2后,电流表示数增加0.5A
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量是24J
◎8.(2021·广东·模拟预测)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关后,当滑片从最右端向最左端滑动的过程中,小灯泡的关系图象如图乙所示,最后小灯泡正常发光。下列说法中正确的是( )
A.小灯泡的额定电压为 B.滑动变阻器的最大阻值为
C.该电路总功率变化范围为 D.小灯泡正常发光,电流所做的功为
◎9.(2021·山西·模拟预测)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,当开关S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R的电阻减小了6Ω,电流表示数变化了0.1A,此时灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,设灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻为2Ω
B.电源电压为9V
C.滑动变阻器的最大电阻为12Ω
D.当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值为20W
◎10.(2021·广东·模拟预测)如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V”字样的灯泡,定值电阻为60Ω,两个电流表的量程均为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合,S1、S2断开,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.变阻器R的最大阻值为10Ω
C.移动滑片P当灯泡L的功率为1W时,变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D.当S、S1、S2都闭合,为保证电路安全,变阻器R消耗的最大功率为4.05W
◎11.(2021·河南·南阳22中九年级阶段练习)如图甲所示电路,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“25Ω、1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,小灯泡上标有“4.5V、0.3A”字样,其I-U图像如图乙所示,闭合开关S,为保证电路安全,在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是( )
A.电路的最大功率是3.6W
B.小灯泡的最小功率是0.75W
C.电流表的最小示数是0.15A
D.电流表的最大示数是0.4A
◎12.(2020·全国·九年级专题练习)如图甲是调光台灯的模拟电路,电源电压不变,小灯泡规格是“6V3W”,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P在A点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R1,电压表的示数为4V;当滑动变阻器的滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R2,电压表的示数为2V,且R2=2R1。小灯泡的I-U图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压是6V
B.R1的阻值为10Ω
C.当滑片在A点时,电路总功率是3.2W
D.当滑片在B点时,R2的功率是2.5W
二、多选题
◎13.(2020·河北·石家庄市第四十二中学九年级阶段练习)如图所示,电源电压U保持不变滑动变阻器最大阻值为R,R1、R2为定值电阻,R1=10Ω,滑动变阻器的滑片P置于中点,闭合开关S、S1、S2,电流表A1示数为1.5A;保持滑片P位置不变,闭合开关S,断开开关S1、S2,电流表A2示数为I1,电路总功率为4.5W,改变滑片P的位置使之移到最右端,电流表A2示数为I2,且I1:I2=3:5通过开关和滑动变阻器调整电路,使闭合电路的最大功率为P。下列说法正确的是( )
A.U=15V B.R=20Ω C.R2=50Ω D.P=30W
◎14.(2021·全国·九年级专题练习)如图所示,电源电压为6V保持不变,电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。在元件安全的情况下,移动滑动变阻器滑片P过程中,则 ( )
A.R1的功率范围 5W~0.8W
B.R1的功率范围7.2W~0.8W
C.R2的最大功率是1.8W
D.R2的最大功率为1.6W
三、填空题
◎15.(2021·安徽·模拟预测)如图所示电路,电源电压不变,定值电阻R0与滑动变阻器R串联。调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为0.1A,R的功率为0.6W;当滑片移动到另一位置时,电流表示数变化了0.2A,R的功率为0.9W,则电源电压U=_____V。
◎16.(2021·河北·模拟预测)如图所示,电源电压恒定为10V,R1=10Ω,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端的过程中,电压表的示数从2 V变成5 V,则R2的阻值为______Ω,滑动变阻器的最大阻值为______Ω,当滑片P置于b点时,该电路1min消耗的电功为______J。
-
◎17.(2022·重庆市商务学校(重庆市第九十四初级中学校)九年级开学考试)如图甲所示,R1=R2,断开开关S时,电路消耗的总功率为P1,若将开关S与电源的位置对换后,闭合S,电路消耗总功率为P2,则P1∶P2=______,将甲图所示电路改变为乙图所示的电路,若R1=4Ω,电源电压为8V,小灯泡的额定功率为4W,闭合开关灯泡正常发光,则小灯泡的额定电压是______V。
◎18.(2020·全国·九年级专题练习)两只定值电阻R1和R2的I-U图像如下图所示。当把这两只电阻并联接在3V电源上时,通过干路的电流是____A,在相同时间内,产生的热量更多的是___ (选填“R1”或“R2”)
◎19.(2021·全国·九年级专题练习)如图所示是某小灯泡的电流电压图像,小灯泡的额定电压为6V。小灯泡正常发光时,灯丝的电阻是______Ω。若将小灯泡与R=10Ω的定值电阻并联接入某电路,干路中的总电流为0.5A,通电10s,电阻R消耗的电能为______J。
◎20.(2022·吉林·长春外国语学校九年级期末)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灯正常发光的位置,电流表示数与两电压表示数的关系图象如图乙所示。则电源电压为______V,灯的功率变化量为______W。
四、综合题
◎21.(2021·安徽·合肥市第五十七中学九年级期末)如图所示,电源电压6V恒定不变,R1阻值为15Ω,电流表量程为0~0.6A。
(1)开关S、S1都闭合,滑片P不能移到a端的原因是会造成电路_____ ( 选填“通路”、“短路”或“断路”);
(2)开关S闭合、S1断开时,求电流表示数;_____
(3)开关S、S1都闭合时,为了电流表不超量程,求变阻器R2连入电路的最小阻值。_____
◎22.(2021·全国·九年级专题练习)如图所示,电源电压为6V,R为“30Ω 0.25A”滑动变阻器,R1为“10Ω 0.3A”电阻,R2为“20Ω 0.4A”电阻,电压表量程为0~3V。①闭合S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,此时电路消耗的电功率为______W;②断开S1,闭合S2、S3,调节R,使电压表的示数为1V,则R接入电路的阻值为______Ω;③闭合所有开关,在保证电路安全的前提下,电阻R2消耗的电功率范围为______。
五、计算题
◎23.(2021·全国·九年级专题练习)在如图甲所示的电路中,小灯泡L的电流随两端电压的变化关系如图乙所示,当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为6.0V;当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表的示数为1.0A;当开关S闭合,S1、S2断开时,电压表的示数为3.0V。已知电源电压恒定不变,R1、R2为定值电阻。求:
(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,5min内小灯泡L消耗的电能;
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2的电功率;
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数。
◎24.(2021·山东·临邑县教育局教研室二模)如图甲所示电路,电源为电压可调的直流学生电源,小灯泡L标有“8V 4W”的字样,定值电阻R1=4Ω,滑动变阻器R标有“50Ω 1A”的字样;如图乙所示为小灯泡L的I﹣U图象。
(1)小灯泡L正常工作时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P置于a端,调节电源电压使电压表示数为8V,此时电源电压U是多大?
(3)同时闭合开关S、S1,调节电源电压为12V,滑动变阻器的滑片P移动到某一位置时,小灯泡L消耗的电功率为2W,此时滑动变阻器消耗的电功率是多少?
◎25.(2021·全国·九年级专题练习)如图甲所示电路,电源电压恒为4.5V,闭合开关S后,滑片P由右向左滑动,因变阻器某处发生断路,滑片P向左移动段一距离后电流表才有读数,当电流表开始有读数时,才闭合开关S1.此时电压表的示数为2.5V。电流表读数I与滑片P滑动距离s的关系如图乙所示。求:
(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值;
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量;
(3)当滑片P移到s=6cm处时,R1消耗的电功率;
(4)电压表的量程为“0﹣3V”,电流表的量程为“0﹣6A”。若R1未断路,为保护电路安全,R0的电功率变化范围。
参:
1.D
【解析】
【详解】
由电路图可知,当闭合开关S,两个电阻串联,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量R2两端电压,滑动变阻器阻值从最大变化到最小时,根据串联分压特性可知,图2中甲为R2,乙为R1:
AB.滑动变阻器接入阻值为零时,R1两端电压达到最大,为电源电压,即6V,此时定值电阻R1的阻值为
故A、B错误;
C.滑动变阻器接入阻值为最大值时,电路中电流为0.2A,此时
则滑动变阻器R2的最大值为
故C错误;
D.变阻器滑片在中点时,根据欧姆定律可知
故D正确。
故选D。
2.D
【解析】
【详解】
由电路图知,闭合开关S、S1时,电阻R0、R1串联,电压表测电阻R0两端的电压,则电路中的总电阻
R总1=R0+R1=10Ω+20Ω=30Ω
则电流表的示数
电压表的示数
U0=I1R0=0.2A×10Ω=2V
电路消耗的总功率
P1=UI1=6V×0.2A=1.2W
闭合开关S、S2时,电阻R0、R2串联,电压表测电阻R0两端的电压,则电路中的总电阻
R总2=R0+R2=10Ω+10Ω=20Ω
则电流表的示数
电压表的示数
U0'=I2R0=0.3A×10Ω=3V
电路消耗的总功率
P2=UI2=6V×0.3A=1.8W
那么
∆R=10Ω,∆I=0.1A,∆U=1V,∆P=0.6W
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.D
【解析】
【详解】
A.灯泡L的额定电流为0.25A,由图乙可知,灯泡正常发光电流为0.25A时,电压为2.5V,电阻为10Ω,故A不符合题意;
B.灯泡正常发光1min消耗的电能是
故B不符合题意;
C.灯泡L的额定电流为0.25A,电路中最大电流为0.25A,电路消耗的总功率最大是
故C不符合题意;
D.当电流表的示数为0.2A时,由图乙可知,灯泡两端电压为1.5V,所以滑动变阻器两端电压为2.5V连入电路的阻值是
故D符合题意;
故选D。
4.C
【解析】
【详解】
A.两电阻串联,电压表V1测R1的电压,电压表V2测R2的电压,滑片在最左端时,R2接入电路的阻值为零,因此此时电压表V2示数为零,由图象可得,图线I反映电压表V2示数(即R2的电压)随电流的变化,则图Ⅱ为R1的“U﹣I”图象,故A错误;
B.串联电路各处的电流相等,当 时,由 ,则两电阻的电压相同,由图乙知,即为两图线的交点,可知电流为0.4A,故B错误;
C.由图知,当电流为0.4A时,两电压表示数均4V,因电路的电压等于两电压表示数之和,即电源电压
C正确;
D.当滑片移动到最左端时,电路中只有R1,电压表V2示数为0,电路的电流最大为0.8A,由欧姆定律
故D错误。
故选C。
【点评】
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
5.D
【解析】
【详解】
AB.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。当滑片位于b端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,电压表测电源两端的电压,由图乙可知,电压表的示数即电源的电压U=3V,电路中的电流I=0.3A,R1的阻值
故AB正确,不符合题意;
C.当滑片位于a端时,接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,此时电流中的电流是0.1A,电压表的示数1V,变阻器两端的电压
U2=U-U1=3V-1V=2V
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值
R2=
故C正确,不符合题意;
D.当滑片P移到中点时,通过电路的电流
电阻R1工作10s消耗的电能
故D错误,符合题意。
故选D。
6.D
【解析】
【详解】
A.开关S1闭合时R1被短路,此时电压表测量的是R2两端电压,也是电源电压,所以电源电压为12V,故A错误;
B.开关S1断开时,电阻R1和R2串联分压,此时电压表测量的为R2两端电压8V,电源电压为12V,由串联电路电压特点可知R1两端电压为4V,根据串联电路的分压原理可知
故B错误;
C.S1断开前,整个电路消耗的电功率
S1断开后,整个电路消耗的电功率
S1断开前后,整个电路消耗的电功率之比
故C错误;
D.S1断开前,R2消耗的电功率
S1断开后,R2消耗的电功率
S1断开前后,R2消耗的电功率之比
故D正确。
故选D。
7.D
【解析】
【详解】
A.只闭合开关S1时,电路为小灯泡L的简单电路,此时小灯泡L的实际功率为1W,
由图象可知,当UL=2V时,IL=0.5A,其实际功率为
则电源的电压
由可得,小灯泡L的电阻
故A错误;
B.再闭合S2后,R与L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,R两端的电压也为2V,由图象可知,此时通过R的电流为0.2A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流为
电路总功率
故B错误;
C.因并联电路中各支路工作、互不影响,所以,再闭合开关S2后,通过L的电流不变,则电流表示数的增加量即为通过R的电流,其大小为0.2A,故C错误;
D.再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量
故D正确。
故选D。
8.B
【解析】
【详解】
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由题意可知,当滑片位于最左端时,小灯泡正常发光,此时变阻器接入电路中的电阻为零,通过灯泡的电流最大,由图乙可知,灯泡两端的电压为,即小灯泡的额定电压为,故A错误;
B.当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,由图乙可知,灯泡两端的电压,电路中的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压
由可得,滑动变阻器的最大阻值
故B正确;
C.当滑片位于最左端时,电路为小灯泡的简单电路,电路中的电流最大,电路的总功率最大,由图乙可知,通过灯泡的电流,则
当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,电路的电流最小,电路的总功率最小,由图乙可知,灯泡两端的电压,电路中的电流
则
所以,该电路总功率变化范围为,故C错误;
D.小灯泡正常发光,由可得,电流所做的功
故D错误。
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
A.灯泡正常发光时的电流
IL==0.5A
灯泡的电阻
RL==12Ω
故A错误;
BC.当开关S1、S2都断开,滑片P在b端,变阻器连入电路的阻值最大,与灯泡串联,滑片P从b端滑到某一位置c时,电变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知通过电路的电流变大,通过电路的电流是0.5A,滑片P在b端的电流为
Ib=0.5A-0.1A=0.4A
因为电源的电压不变,由串联电路特点和欧姆定律得到
U=Ib(RL+Rab)=Ib(RL+Rac)
0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)
解得
Rab=18Ω,Rac=12Ω
电源电压
U=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V
故BC错误;
D.当开关S1、S2都闭合,变阻器和电阻R0并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电阻的规律可知总电阻变小,总电流变大,所以干路电流
I=0.4A+0.1A+1.5A=2A
并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过滑动变阻器的电流
I滑==1A
R0的阻值
R0=
当S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则电路的最小功率
Pmin=
故D正确。
故选D。
10.D
【解析】
【详解】
A.当S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为4V,电压表示数为5V(即变阻器的电压为5V),由串联电路的电压规律可得,电源电压为
故A错误;
B.当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到变阻器R的中点时,灯泡正常发光,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,因串联电路中各处的电流相等,则由欧姆定律可知,产生滑动变阻器接入电路的电阻为
则滑动变阻器的最大阻值为
故B错误;
C.移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,根据乙图可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.4A,根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
故C错误;
D.当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测通过定值电阻的电流;两个电流表的量程均为0~0.6A,所以干路中的最大电流为;通过定值电阻的电流为
根据并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电流为
则滑动变阻器R消耗的最大功率为
故D正确。
故选D。
11.B
【解析】
【详解】
AD.由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,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;题意可知,为保证电路安全,电路中允许通过的最大电流是0.3A,即电流表的最大示数是0.3A,电路的最大功率是
故AD错误;
BC.由串联电路的分压特点可知,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时,灯泡两端的电压最小,而且此时流过小灯泡的电流也最小,即电流表的示数最小;即当电压表的示数为3V时,小灯泡的电功率最小,此时小灯泡两端的电压为
由图乙可知,此时流过小灯泡的最小电流是0.25A,小灯泡的最小功率是
故B正确;C错误。
故选B。
12.D
【解析】
【详解】
AB.当滑动变阻器的滑片P在A点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R1,电压表的示数为4V,由乙图可知,此时电路中电流为0.4A,R1为
当滑动变阻器的滑片P在B点时,滑动变阻器连入电路的电阻为R2,电压表的示数为2V,由乙图可知,此时电路中电流为0.25A,R2为
R2=2R1
U=12V,R1=20Ω
故A、B错误;
C.当滑片在A点时,电路总功率是
故C错误;
D.当滑片在B点时,R2的功率是
故D正确。
故选D。
13.AD
【解析】
【详解】
A.闭合开关S、S1、S2时,R被短路,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流I,由欧姆定律得,电源电压
故A正确;
BC.闭合开关S,断开开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P置于中点时,0.5R与R2串联,电流表A2测电路电流,根据P=UI得,干路电流
电路总电阻
由串联电路中电组的关系可知
①
闭合开关S,断开开关S1、S2,滑动变阻器的滑片P移到最右端时,此时电路中只有R2,电流表A2测通过R2的电流I2,因为I1:I2=3:5,所以
R2的阻值
②
将②代入①可得
故B错误,C错误;
D.由 知,U不变时,R越小,P越大,所以当开关S、S1、S2都闭合时,R1与R2并联,R被短路,此时电路的电阻最小,电路消耗的电功率最大,所以
故D正确。
故选AD。
14.AC
【解析】
【详解】
AB.当滑片P在最右端时,电路中总电阻最小,电流最大
滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,为保护电路安全,此时串联电路最大电流只能为1A,R1的最大功率为
P1max=Imax2R1=(1A)2×5Ω=5W
当滑片P在最左端时,电路中总电阻最大,电流最小
此时R1的功率最小
P1min=Imin2R1=(0.4A)2×5Ω=0.8W
故R1的功率范围5W~0.8W,故A正确,B错误;
CD.当R2'=R1=5Ω时,滑动变阻器R2的功率最大,此时,电路中的电流
最大功率
P2max=(I2max)2R2'=(0.6A)2×5Ω=1.8W
故C正确;D错误。
故选AC。
15.7.5
【解析】
【详解】
调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,电流表示数为0.1A,R的功率为0.6W,根据P=UI,R的电压为
滑片移动到另一位置时,电流表示数变化了0.2A,这时电流表的示数为0.3A,R的功率为0.9W,根据P=UI,R的电压为
设电源电压为U,由串联电路的规律及欧姆定律,根据R0的电阻不变列方程有
即
电源电压为
16. 10 30 120
【解析】
【分析】
当滑片在最左端时,R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,根据串联电路电压的规律求出电阻R2两端的电压,根据公式求出电路的电流,进一步求出电阻R2的阻值;当滑片在最右端时,R1与R2与滑动变阻器R3串联,电压表测量电阻R1两端的电压,已知电压表的示数可求电路电流,根据串联电路电压的规律进一步求出电阻R2两端的电压和滑动变阻器两端的电压,最后根据公式求出滑动变阻器的最大阻值;再利用W=UIt即可求出消耗的电功。
【详解】
[1]当滑片在最左端时,电路电流
电阻R2两端的电压
U2=U−U1=10V−5V=5V
则电阻
[2]当滑片在最右端时,电路电流
电阻R2两端的电压
滑动变阻器两端的电压为
滑动变阻器的最大阻值
[3]当滑片P置于b点时,该电路1min消耗的电功
17. 1∶4 4
【解析】
【详解】
[1]由甲电路图可知,断开开关S时,R1与R2串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且
R1=R2
所以,电路消耗的总功率
P1=
若将开关S与电源的位置对换后,闭合S,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且
R1=R2
所以,电路消耗总功率
P2=+=2
P1:P2=∶2=1∶4
[2]由乙电路图可知,R1与L串联,设小灯泡的额定电压UL,因串联电路中各处的电流相等,且此时灯泡正常发光,所以,电路中的电流
I=IL=
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压
U=UL+IR1
8V=UL+×4Ω
整理可得
UL2﹣8V×UL+16V2=0
UL=4V
18. 0.45 R1
【解析】
【详解】
[1]并联时电压相等,由图可知:当电压等于3V时,R1中的电流为0.3A,R2中的电流为0.15A,所以干路上的电流为
0.3A+0.15A=0.45A
[2]根据公式Q=W=UIt可知:电压和时间相同,R1中的电流大于R2中的电流,所以R1中产生的热量更多。
19. 20 9
【解析】
【详解】
[1]小灯泡正常发光时,小灯泡两端的电压为6V,由图可知,通过小灯泡的电流为0.3A,小灯泡的电阻
RL==20Ω
[2]由图可知,当电压为3V时,通过灯泡L的电流为0.2A,并联电路各支路电压相等,通过R的电流
IR==0.3A
干路电流为
0.2A+0.3A=0.5A
通电10s,电阻R消耗的电能为
20. 9 4
【解析】
【详解】
[1]由甲图知,灯与滑动变阻器串联,电流表测整个电路的电流,电压表灯两端的电压,电压表测的是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,即滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,由图乙知,此时滑动变阻器分得的电压为8V,灯两端的电压为1V,根据串联电路电压的特点知,电源电压为
[2]由乙图知,灯正常发光时,此时电路中的电流最大,即灯正常发光时的电流为0.6A,此时滑动变阻器分得的为2V,灯两端的电压为
灯的额定功率为
当滑片位于最大值端时,灯消耗的功率为
灯的功率变化量为
21. 短路 0.4A 30Ω
【解析】
【详解】
(1)[1]开关S、S1都闭合,电阻R1和变阻器R2并联,当滑片P移到a端时,变阻器连入电路的电阻为0,会造成电路短路。
(2)[2]开关S闭合、S1断开时,为R1的简单电路,由欧姆定律得到电流表示数
(3)[3]开关S、S1都闭合时,电流表测干路电流,通过R1的电流为0.4A不变,故通过变阻器的最大电流为
I2=0.6A-0.4A=0.2A
变阻器R2连入电路的最小阻值
22. 1.2 6 0.45W~1.25W
【解析】
【详解】
[1]闭合S1和S2,断开S3时,调节R,使其接入电路的阻值为10Ω,电源电压为6V,电路中R和R2串联,此时电路消耗的电功率为
[2]断开S1,闭合S2、S3,调节R,此时R、R1和R2串联,使电压表的示数为1V,则加在R1和R2两端的电压为5V,电路中的电流为
则R接入电路的阻值为
[3]闭合所有开关,R1被短路,滑动变阻器与R2串联,因为串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.25A,电阻R2允许通过的最大电流为0.4A,所以电路中的最大电流为0.25A,此时R2消耗的最大电功率
P2最大=I最大2R2=(0.25A)2×20Ω=1.25W
电压表的能测量的最大值为3V,所以加在R2两端的最小电压为3V,此时电阻R2消耗的电功率最小为
所以,闭合所有开关,在保证电路安全的前提下,电阻R2消耗的电功率范围为0.45W~1.25W。
23.(1)504J;(2)0.36W;(3)2.07A
【解析】
【详解】
(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,从甲图可以看到,只有灯泡L接入电路,电压表的示数为6.0V,即灯泡L两端电压、电源电压是6.0V,从乙图可以看到,这时流过灯泡的电流是0.28A,那么5min内小灯泡L消耗的电能
5min内小灯泡L消耗的电能是504J。
(2)当开关S、S2闭合,S1断开时,只有定值电阻R1接入电路,电源电压是6.0V,电流表的示数为1.0A,根据可知
当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R1、R2、小灯泡L串联接在电路中,电压表的示数为3.0V,即小灯泡L两端电压是3.0V,从图乙可看到,电流是0.2A,这时灯泡的电阻
串联电路的总电阻
R2的电阻大小
这时电阻R2的电功率
电阻R2的电功率是0.36W。
(3)当开关S、S1、S2都闭合时,从甲图可以看到,电阻R1、R2、小灯泡L并联接在电路中,电流表测的是干路电流,大小
电流表的示数约是。
答:(1)当开关S、S1闭合,S2断开时,5min内小灯泡L消耗的电能是504J;(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,电阻R2的电功率是0.36W;(3)当开关S、S1、S2都闭合时,电流表的示数约是2.07A。
24.(1)16Ω;(2)10V;(3)2.8W
【解析】
【详解】
(1)小灯泡L标有“8V 4W”的字样,表示灯的额定电压为8V,额定功率为4W,由图乙知小灯泡正常发光的电流为IL=0.5A,由欧姆定律,灯正常发光的电阻
(2)只闭合开关S,滑动变阻器的滑片P置于a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,R1与L串联,电压表测小灯泡两端电压,此时UL=8V,故灯正常发光,则通过电路的电流
由欧姆定律,则R1两端电压
根据串联电路电压的规律,此时电源电压
(3)同时闭合开关S、S1时,R1被短路,R与L串联,由图乙可知,当PL'=2W时,UL'=5V,IL'=0.4A,据串联电路电压的规律,此时滑动变阻器两端的电压
此时滑动变阻器消耗的电功率
答:(1)L正常工作时的电阻是16Ω;
(2)电源电压是10V;
(3)变阻器消耗的电功率是2.8W。
25.(1)12.5Ω;(2)4J;(3)0.2W;(4)0.225W-2.025W
【解析】
【详解】
解:(1)有图以及题意可知,当电流表开始有示数时,电流为0.2A,闭合开关S1.,电压表测量的是滑动变阻器R1两端的电压,电压为2.5V,则此时R1接入电路的阻值为
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电路中电流为0.2A,已知电源电压为4.5V,R1两端电压为2.5V,则电阻R0两端电压为
则电阻R0电阻为
则电阻R0在10s内产生的热量为
(3)当滑片P移到s=6cm处时,由图可知,电路中电流为0.4A,则电路中总电阻为
此时R1接入电路的阻值为
则R1消耗的电功率为
(4)因为电压表测量的是滑动变阻器R1两端的电压,且电压表的量程为“0﹣3V”,则,当电压表示数达到最大时,电阻R0两端电压为
此时R1电功率为
因为电流表的量程为“0﹣6A”,当R1接入电路的阻值为0时,电路中电流
0.45A<6A,故电流表仍是安全的,则当R1接入电路的阻值为0时,R1电功率为
则R0的电功率变化范围为0.225W-2.025W。
答:(1)当电流表开始有读数时,R1接入电路的阻值为12.5Ω;
(2)当滑片P移到s=2cm处时,电阻R0在10s内产生的热量为4J;
(3)当滑片P移到s=6cm处时,R1消耗的电功率为0.2W;
(4)R0的电功率变化范围为0.225W-2.025W。
