
一、欧姆定律选择题
1.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b端移动,则在移动过程中()
A. 电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大
B. 电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小
C. 电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小
D. 电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值不变
【答案】 C
【解析】【解答】A、由电路图知R1、R2并联,A1测量干路中的电流,A2测量R1中的电流,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,滑动变阻器的阻值变大;因为R1、R2并联,支路两端的电压相等且等于电源电压,所以电压表的示数不变,A不符合题意;
B、由I= 知电流表A1的示数变小,电流表A2的示数不变,B不符合题意;
C、由电源电压不变、电流表A1的示数变小、P=UI得P减小,C符合题意;
D、电流表A1和A2的示数差即为R2中的电流,电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值即为R2的值,R2的阻值变小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A先判断电路的连接方式为并联,再根据并联电路电压的规律判断电压表的示数变化;B、根据欧姆定律判断电流表的示数变化;C、根据P=UI分析判断;D、根据R2的阻值变化判断。
2.如图所示,开关闭合后.当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗,该过程中()
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. 电流表示数变小,电压表示数变小
D. 电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】 D
【解析】【解答】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,灯泡变暗,则灯泡的实际功率变小,因串联电路中各处的电流相等,由P=I2R可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,AB不符合题意;由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,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变大,即电压表的示数变大,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:D
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,当滑动变阻器滑片向某一方向滑动时,观察到灯泡变暗,则灯泡的实际功率变小,根据串联电路的电流特点和P=UI=I2R可知电路中电流的变化,再根据欧姆定律可知灯泡两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端电压变化.
3.灯泡L上标有“6V 6W”字样,测得该灯泡的电流随电压变化的关系如图甲所示.现把灯泡L接入如图乙所示的电路中,若电源电压为10V不变,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,则下列说法正确的是()
A. 灯泡L正常发光时,电压表的示数为6V
B. 当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为9V
C. 灯泡L的电阻值随电压表的示数的增大而增大
D. 为了保证电路安全,整个电路消耗的最大功率为10W
【答案】 B
【解析】【解答】解:A、灯泡正常发光时的电压U L=6V,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,灯泡L正常发光时,电压表的示数:U R=U﹣U L=10V﹣6V=4V,故A错误;
B、由图象可知,当I=0.4A时,U L=1V,所以U R=U﹣U L=10V﹣1V=9V.故B正确;
C、灯泡的电阻随温度的升高而增大,即灯泡两端的电压越大时,实际功率越大,温度越高,电阻越大,因电压表的示数越大时,灯泡两端的电压越小,所以,灯泡的电阻随两端的电压增大而减小.故C错误;
D、由图象可知,当灯泡正常发光(U L=6V)时,电路中的电流为1A>0.6A,所以电路中的最大电流为I=0.6A,电路消耗的最大电功率P max=UI max=10V×0.6A=6W.故D错误.
故选B.
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据欧姆定律求出电压表的示数;
(2)根据图象读出当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压,根据电阻的串联特点求出电压表的示数;
(3)灯泡两端的电压越大时,实际功率越大,温度越高,电阻的越大,根据串联电路的电压特点可知电压表示数增大时灯泡两端的电压变化,进一步得出灯泡电阻与电压表示数之间的关系;
(4)根据图象可知灯泡正常工作时的额定电流,并与电流表的量程相比较得出电路的最大电流,即可判断灯泡是否能正常工作;根据P=UI求出电路消耗的最大电功率.
4.如图所示,电源电压6V保持不变,定值电阻R1标有“10Ω0.5A”字样:滑动变阻器R2标有“20Ω1A”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,闭合开关S,下列做法能够保证电路安全的是()
A. 电路中电流不超过
B. 两端电压不超过3V
C. 滑动变阻器连入电路的阻值在范围内变化
D. 电路的总功率在范围内变化
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当电压表的示数U2=3V时,电路中的电流,
I min= = = =0.3A,
因串联电路中各处的电流相等,且R1允许通过的最大电流为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1A,故最大电流为0.5A,A不符合题意;
R1两端电压最大:U1大=I大R1=0.5A×10Ω=5V,B不符合题意
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,电路消耗的总功率最大,
电路中的总电阻:R= = =12Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2小=R-R1=12Ω-10Ω=2Ω,
当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大为:R滑= = =10Ω,
则滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围可以为2Ω~10Ω,C不符合题意;
电路消耗的最大功率:
P大=UI大=6V×0.5A=3W;(2)当电压表的示数U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
电路中的电流最小,电路消耗的总功率最小,
电路消耗的最小功率:
P小=UI小=6V×0.3A=1.8W,
所以,电路消耗总功率允许的变化范围可以为1.8W~3W,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流,然后与定值电阻允许通过的最大电流、滑动变阻器允许通过的最大电流、电流表的量程确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,R1消耗的电功率最大,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出电路消耗的最大功率;同理,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,电路消耗的总功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据P=UI求出电路消耗的最小功率.
5.我国刑法规定,从201年5月1日起,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任.为了打击酒驾行为,交警常用酒精浓度监测仪对驾驶人员进行酒精测试,如图甲所示是一款酒精浓度监测仪的简化电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示.当接通电源时,下列说法正确的是()
A. 当酒精浓度减小时,R的阻值减少
B. 当酒精浓度增大时,电压表的示数与电流表的示数的比值变大
C. 当酒精浓度增大时,电压表的示数变大
D. 当酒精浓度增大时,电流表的示数变小
【答案】 C
【解析】【解答】解:根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,故A错误;由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,所以电压表的示数与电流表的示数的比值为定值电阻的阻值,它是不变的,故B错误;
由题知,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,
测试到的酒精气体浓度越大,酒精气体传感器的电阻越小,
根据欧姆定律可知,电路电流越大,定值电阻两端的电压越大,即电压表示数越大;故C 正确;
当酒精气体浓度增大时,酒精气体传感器的电阻减小,
根据欧姆定律可知,电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故D错误.
故选C.
【分析】由电路图可知,定值电阻与传感器的电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压;根据图象可知酒精气体的浓度越小传感器的电阻越大,由欧姆定律可知电路中的电流的变化、定值电阻两端电压的变化,再由串联电路的电压特点可知传感器两端的电压变化.
6.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V 3W”和“4V 2W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是()
A. 若把它们并联在4V电路中,乙灯正常发光
B. 若把它们并联在4V电路中,甲灯比乙灯亮
C. 若把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光
D. 若把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮
【答案】 B
【解析】【解答】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I甲===0.5A,I乙===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R甲===12Ω,R乙===8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,
所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2W;
甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实==≈1.33W<P乙实,
所以乙灯比甲灯亮,A不符合题意,B错误,符合题意;
CD、两灯泡串联在10V电路时,
两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω,
此时电路中的电流为I串===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,
所以,两灯泡可以同时正常发光;此时两灯实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙(即3W>2W),所以甲灯较亮,C、D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合小灯泡的铭牌,根据P=UI是求出额定电流,根据I=求出两灯泡的电阻;两灯泡并联时它们两端的电压相等,两灯泡两端的电压和额定电压相等时正常发光,否则不能正常发光;两灯泡串联时通过它们的电流相等,且两灯泡的额定电流相等,实际电流等于额定电流时才能正常发光.
7.如图所示电路中,当滑片P向右滑动时()
A. 电压表示数增大,灯泡变暗
B. 电压表示数增大,灯泡变亮
C. 电压表示数减小,灯泡变暗
D. 电流表示数增大,灯泡变亮
【答案】 A
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器与灯泡是串联,电压表测量的是滑动变阻器两端电压,电流表测量的是整个电路中的电流,
当滑片向右滑动时,滑动变阻器的电阻变大,则电路的总电阻变大,
又知:电源电压保持不变,
∴根据欧姆定律I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
又∵灯泡的阻值不变,
∴根据U灯=IR灯可知灯泡两端电压变小;
又∵灯泡的电阻不变,电流变小,
由公式P灯=I2R灯可知:灯泡的实际功率变小,
∴灯泡变暗;
又∵U滑=U﹣U灯,
∴可判断U滑变大.
故答案为:A。
【分析】本题考查学生对利用欧姆定律和串并联规律来解决电学题的能力。(1)会分析电路是串联还是并联。(2)利用串并联规律,找到每个用电器的电流,电压,电阻等物理量。(3)利用公式求解。
8.如图所示的电路,滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,电流表和电压表的示数变化是()
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电流表、电压表示数都变大
C. 电流表示数变大,电压表示数变小
D. 电流表、电压表示数都变小
【答案】 C
【解析】【解答】根据图像,是灯泡和滑动变阻器的串联电路,电压表测量灯泡分压,当滑片向左滑动,电阻减小,滑动变阻器分压减小,灯泡分压变大,所以电压表示数变大,电流表示数变大,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】根据电阻变大时,电流减小,减小的电阻分压减小。
9.如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3 A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.5 A。下列说法错误的是()
A. 电源电压为15 V
B. 电阻R的阻值为30 Ω
C. 电阻R最小功率为7.5W
D. 在加满油后,1 min内电阻R产生的热量为450 J
【答案】C
【解析】【解答】根据和电源电压不变的特点,利用电路的两种状态,可得关系式:
,
解得R为30Ω,代入得:
故电源电压为15 V,AB选项正确,但不符合题意;
电阻R最小功率时,即电流最小时的功率,C 错误,符合题意;
在加满油后,滑片位于b端,电流最大,1 min内电阻R产生的热量为:
,D正确,但不符合题意。
【分析】,R与R′串联,电流表测电路中的电流;当滑片位于a端时,电阻R的功率最小,根据P=I2R求出其大小;在加满油后,滑片位于b端,根据Q=I2Rt求出1min内电阻R 产生的热量.10.将电阻与100欧的电阻并联后,它们的总电阻小于10欧。下列判断中正确的是()
A. 一定小于10欧
B. 可能大于10欧
C. 一定大于10欧
D. 不可能为10欧
【答案】B
【解析】【解答】因为并联电路电阻的关系为:,所以并联电路的总电阻小于任一支路的电阻,即小于各支路中最小的电阻,故电阻R1可能大于10欧.
故答案为:B.
【分析】根据并联电路的总电阻小于任何一支路的电阻分析解答即可.
11.如何利用阻值已知的电阻R0和一只电流表或一只电压表,测出未知电阻Rx的阻值,同学们设计了如图所示四种电路(电源电压未知),其中不可行的方法有()
A. (1)(2)
B. (1)(3)
C. (2)(4)
D. (2)(3)
【答案】 B
【解析】【解答】解:(1)开关S1闭合,S2断开时,R0和R x串联,电流表可以测出通过R x的电流I x;再S2闭合时为R x的简单电路,不能直接或间接测量出R x的电压,所以不能求出R x的电阻;(2)开关S0闭合,S接1时电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;当S接2时电路为未知电阻R x的简单电路,电流表测
通过R x的电流I x,根据R x= 求出电阻;(3)开关S0闭合,S接1时和S接2时电压表V的正负接线柱会连接错误,故无法测出正确的使用;(4)开关S1和S2都闭合时,R0被短路,电压表测量电源电压U;只闭合S1时,R0和R x串联,电压表直接测量R x两端的电压U x;根据串联电路中总电压等于各分电压之和求出定值电阻两端的电压U0=U﹣U x,根
据I0= 求出通过定值电阻的电流即为通过R x电流,根据R x= 求出电阻.
综上可知,B符合题意,ACD不符合题意.
故答案为:B.
【分析】在单表测量电阻的实验中,都会用到定值电阻,用串联电路的电流相等或并联电路的电压相等得出未知电阻的电流或电压,利用欧姆定律求电阻.
12.如图所示,电源电压恒为5V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“20Ω1A”灯泡标有“3V1.8W”字样.闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是()
A. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~20Ω
B. 电流表示数的变化范围是0.1~0.6A
C. 电压表示数的变化范围是1.5V~3V
D. 灯泡的最小功率是0.2W
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
根据P=UI可得,灯的额定电流:
I L额= = =0.6A,由I= 得:灯泡的电阻R L= = =5Ω,
由于电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,则灯泡两端的最大电压为3V,则通过灯泡的最大电流I最大=I L额=0.6A;
由I= 得:电路中的最小总电阻R最小= = ≈8.3Ω,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知:
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑最小=R最小﹣R L=8.3Ω﹣5Ω=3.3Ω,
因为滑动变阻器的规格为“20ΩlA”,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是 3.3Ω~20Ω,故A错误;
电路中的最大总电阻R最大=R L+R=20Ω+5Ω=25Ω;
则电路中的最小电流:I最小= = =0.2A,
所以电流表示数的变化范围是0.2~0.6A,故B错误;
灯泡两端的最小电压为U L最小=I最小R L=0.2A×5Ω=1V;
所以电压表示数的变化范围是1V~3V,故C错误;
此时灯泡的功率最小为:P L最小=I最小2R L=(0.2A)2×5Ω=0.2W,故D正确.
故选D.
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流和电阻,然后结合电压表的量程,电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用U=IR求出灯泡两端的最小电压,利用P=I2R求出灯泡的最小功率.本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流,对于选择题并不一定完全解答选项.
13.在如图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R0的变化情况如图乙所示,下列说法正确的()
A. 电阻R1的阻值为20Ω
B. 滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V
C. 滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W
D. 当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A
【答案】 D
【解析】【解答】图像是串联电路,根据乙图,当滑片在b端时,电压表示数最大为6V,则电源电压为6V,电压表测量R1的电压,R2两端电压为0,B不符合题意;当滑片在a 端,电压表示数最小,此时电压表为2V,滑动变阻器分压4V,滑变电阻为最大,电阻为20Ω,根据U1:U2=R1:R2,R1的阻值为10Ω,A不符合题意;滑片P在a端时,R1分压最
小,为2V,此时R1的电功率为,C不符合题意;滑片P在中点
时,电阻为10Ω,此时电路中的电流为, D符合题意。
故答案为:D.
【分析】结合电压和滑动变阻器变化的图像,分析在不同电阻时对应不同电压,利用欧姆定律可以计算电流的大小,根据电压和电阻计算电功率的大小。
14.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,图乙是小灯泡的I-U图象。闭合开关S后,下列判断正确的是()
A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡变暗
B. 电流表示数为时,灯泡的电阻是
C. 电压表示数为时,小灯泡的功率是
D. 小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是
【答案】 D
【解析】【解答】解:A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,
滑片P向左滑动时,电路中的电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,根据P=I2R 可知灯泡的实际功率增大,则灯泡变亮,A不符合题意;
B、由灯泡的I-U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,
由欧姆定律可得,灯的电阻:R L= = =2.5Ω,B不符合题意;
C、电压表示数为 2.5V时,由串联电路电压的规律,灯的电压为:U L′=U-U滑′=3V-
2.5V=0.5V,
由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则小灯泡的功率:
P L′=U L′I′=0.5V×0.3A=0.15W,C不符合题意;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U-U L额=3V-2.5V=0.5V,
此时滑动变阻器的功率:
P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,D符合题意。
故答案为:D
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,滑片P向左滑动时,分析
电路中的电阻变化,由欧姆定律R= 确定电路中的电流变化,根据P=I2R确定灯的实际功率,从而得出灯泡亮度变化.结合I-U图象知,当电流为0.4A时,对应的电压为1V,由欧
姆定律R= 求出灯的电阻.电压表示数为 2.5V时,由串联电路电压的规律得出灯的电压,由图知,灯的电压为0.5V电流大小,根据P=UI得出小灯泡的功率.由图象可知灯的额定电流,根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压,根据P=UI求出变阻器的功率.
15.小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图所示,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。下列说法中正确的是()
A. 电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少
B. 电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大
C. 当油箱中的油量减少时,电流表示数变大
D. 当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小
【答案】A
【解析】【解答】如图,定值电阻R0与滑动变阻器R串联在电路中,电流表测量电路中电流。
A. C. D 当油箱中的油量减少时,浮子下降,带动滑片上升,滑动变阻器接入电路的电阻变
大,电路总电阻变大,根据可知,电路中电流变小,所以电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少,A符合题意,CD不符合题意;
B. 电流表示数变小时,即通过R0的电流变小,根据知,电阻R0两端电压变小,B 不符合题意;
故答案为:A。
【分析】滑动变阻器R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,根据油量的变化可知浮子的变化,在杠杆的作用下可知滑片P移动的方向,从而得出接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电阻R0两端电压的变化.
16.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2,电流表示数的变化量为△I,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2.则下列判断正确的是()
A. △P1+△P2=△I2.(R1+R2)
B. |△U1|>|△U2|
C. | |+| |=R1+R2
D. |△U1|<|△U2|
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)将滑动变阻器的滑片P 从中点向b端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I1、I2,
由I=可得,电压表V2示数的变化量:
△U2=U2﹣U2′=I1R2﹣I2R2=(I1﹣I2)R2=△IR2,则|△U2|=|△IR2|,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V1示数的变化量:
△U1=U1﹣U1′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=﹣△IR1,则|△U1|=|△IR1|,因R1、R2的阻值相同,
所以,|△U1|=|△U2|,BD不符合题意;
由| |=R1、| |=R2可知,| |+| |=R1+R2,C符合题意;(2)定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为△P1、△P2,
则△P1+△P2=(I12﹣I22)(R1+R2)=(I1﹣I2)(I1+I2)(R1+R2)=△I(I1+I2)(R1+R2),A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,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,设出移动前后电路中的电流,根据欧姆定律表示出电压表V2示数的变化量,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电压表V,示数的变化量,然后结合R1、R2的阻值相同比较|△U1|与|△U2| 的大小关系;根据P=I2R表示出定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量.
17.在如图所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是()
A. 灯泡L变亮
B. 电压表V示数变大
C. 电流表A1示数变小
D. 电流表A2示数变大
【答案】 C
【解析】【解答】解:由图可知,该电路为并联电路;电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压,亦即电源电压,保持不变,B不符合题意;
根据并联电路的特点可知,滑动变阻器滑片移动时,对灯泡所在的支路无影响,灯泡的电流和电压都不变,故电流表A2示数不变,灯泡亮度不变,AD不符合题意;
当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流减小;通过灯泡的电流不变,根据并联电路的电流关系可知,干路中的电流减小,即电流表A1示数变小,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】电流表测量干路中的电流,电流表测量通过灯泡的电流;电压表测量的是支路两端的电压;根据滑动变阻器滑片移动的方向判定其阻值变化,根据欧姆定律判定其电流变化,根据并联电路的电流、电压特点判定电表示数的变化.
18.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间每一时刻的电压。若已知电源电压为12V,某一时段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的阻值是R2的3倍
D. 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
【答案】D
【解析】【解答】解(1)当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1电阻变大,计数器会计数一次,信号处理系统记录的是AB间每一时刻的电压(AB间的电压即R2两端的电压),因为R1、R2串联,根据串联电路的分压原理可知,此时R2两端的电压较低,所以应该是AB 两端电压为2V时,跳绳自动计数器会计数一次,A不符合题意;因为电源电压12V,所以此
时R1两端电压是12V-2V=10V,根据串联电路电流处处相等:,解得R1=5R2, B不符合题意;由乙图可以看出,当没有挡住射向R1的激光,U2'=U AB'=6V,由串联电路的分压原理可知此时两电阻相等,C不符合题意;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,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】两电阻串联,AB间电压为R2两端电压,射向R1的激光被挡时它的电阻变化,由串联电路分压原理,结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题.
19.如图所示是调光台灯的简化电路图,L标有“220V40W”。闭合开关S,不考虑灯泡电阻的变化,则()
A. 当滑片P从b端向a端移动时,电路总电阻变大
B. 当滑片P从a端向b端移动时,灯泡变亮
C. 当滑片P在a端时,灯泡正常发光
D. 当滑片P在b端时,电路总功率最大【答案】C
【解析】【解答】由电路图知道,灯泡和滑动变阻器串联在一起;当滑片P从b端向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以电路总电阻变小,A不符合题意;当滑片P从a端向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,电流减小,由P=I2R知道,灯泡的实际功率减小,灯泡亮度会变暗,B不符合题意;当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,灯泡两端的电压等于电源电压220V,所以灯泡正常发光,C符合题意;当滑片P在b端时,总电阻最大,电路中电流最小,由P=UI知道,电路总功率最小,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】灯泡和滑动变阻器串联,根据滑片移动的方向判定电阻的变化,根据欧姆定律和电功率公式判定灯泡亮度的变化.
20.如图所示的电路中,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为0.3A,电阻R2的阻值为10Ω.下列说法正确的是()
A. 通过电阻R1的电流为0.5A
B. 电源电压为5V
C. 电阻R1的阻值为15Ω
D. 若断开开关S2,电流表A1示数变大
【答案】C
【解析】【解答】由电路图可知,两电阻并联,电流表A2测R2支路的电流,电流表A1测干路的电流;开关S1控制整个电路,开关S2控制电阻R1;因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R1的电流:,A不符合题意;又因为并联电路中各支路两端的电压相等,故根据欧姆定律可得,电源的电压:
,B不符合题意;电阻R1的阻值:
,C符合题意。若断开开关S2,电流表A1只测量R2的电流,电流表A1示数变小,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,结合欧姆定律计算电路中的电压和电阻.
21.如图,电源电压恒定,电阻R1=10Ω,R2=15Ω,R阻值一定但未知,当单刀双掷开关S 掷向a(同时与b断开)时,电压表示数为2.0V,若掷向b(同时与a断开),电压表示数可能为()
A. 3.0V
B. 2.5V
C. 2.0V
D. 1.5V
【答案】 B
【解析】【解答】解:由图S接b时,R2与R串联,
由欧姆定律知:U=IR,此时电压表测R2两端电压,示数为U′,
即有U′=I′R2=×15Ω…①,
同理,S接a时,R1与R串联,此时电压表测R1两端电压,示数为2V,
则有:2V=IR1=×10Ω…②,
①÷②可得:
=,
所以U′=3V×,
因为<1,所以U′<3V;
R1、R2分别与R串联,R2>R1,根据串联电路的分压原是可知:R2与R2串联时比R1与R 串联时分压多,即S接b时电压表示数大于2V;综上可知:2V<U′<3V,故B正确,ACD错误.
故选B.
【分析】由欧姆定律可得出开关置于两位置时的电压表示数表达式,通过分析可得出电压的可能值
22.一只小灯泡标有“3.8V”字样,额定功率模糊不清,某同学设计了如图甲所示的电路进行测量,电源电压恒为6V,电压表、电流表使用的量程分别为0﹣3V、0﹣0.6A,滑动变阻器的规模为“10Ω1A”,他根据实验数据作出电压表、电流表示数的U﹣I图象,如图乙所示,则以下判断正确的是()
A. 小灯泡的额定功率为0.88W
B. 滑片向左移时电压表示数变大,小灯泡变亮
C. 变阻器允许连入电路的最大阻约为8.82Ω
D. 小灯泡正常发光2s内,变阻器产生的电热为3.04J
【答案】 C
【解析】【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R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)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压U L=3.8V时滑动变阻器两端的电压:
U R=U﹣U L=6V﹣3.8V=2.2V,
由图象可知,电路中的电流I=0.4A,
小灯泡的额定功率:
P L=U L I=3.8V×0.4A=1.52W,故A错误;
2s内变阻器产生的电热:
Q R=W R=U R It=2.2V×0.4A×2s=1.75J,故D错误;
(2)滑片向左移时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,由图象可知,滑动变阻器两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,灯泡的实际功率变大,即电压表的示数变小,小灯泡变亮,故B错误;
(3)当电压表的示数最大U R′=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由图象可知,电路中的电流I′=0.34A,
则滑动变阻器接入电路中的最大电阻:
R大= = ≈8.82Ω,故C正确。
故选C。
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R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)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据图象读出电路中的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率,根据Q=W=UIt求出2s内变阻器产生的电热;(2)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知接入电路中电流的变化,根据图象可知灯泡两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断其亮暗的变化;(3)当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据图象读出电路中的电流,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大电阻。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是从图象中读出电压和电流的对应值。
23.如图所示电路,电源电压保持不变,R1=5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为15Ω.闭合开关S,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,下列说法正确的是()
A. 电流表A的示数变小
B. 电压表V的示数增大
C. 滑片可在R2上任意移动
D. 若滑片移到b端时,R1与R2的电功率之比为3:1
【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表测干路电流,(1)因电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,B不符合题意;因并联电路中各支路工作、互不影响,所以,滑片移动时通过R1的电流不
变,向左移动滑动变阻器滑片P的过程中,R2接入电路中的电阻变小,由I=可知,通过R2的电流变大,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表A的示数变大,A不符合题意;(2)由电路图可知,R2的滑片移至a端时会造成电源短路,所以,滑片不可在R2上任意移动,C不符合题意;(3)因并联电路中各支路两端
的电压相等,所以,若滑片移到b端时,由P=UI=可知,R1与R2的电功率之比:
====,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清依据的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压可知滑片移动时电压表V示数的变化,根据并联电路中各支路工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R2的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化;明确当R2的滑片移至a端
时会造成电源短路,若滑片移到b端时,根据并联电路的电压特点和P=UI=求出电功率之比.
24.某同学设计了以下四种电路,其中电源电压不变且未知,R0是已知阻值的定值电阻。在实验中不拆改电路的情况下,能够测量出未知电阻R x阻值的电路是()
A. 只有
B. 只有
C. 只有
D. 都可以【答案】 D
【解析】【解答】解:由图知,
①只闭合S1时,电路是只有R0的基本电路,电流表测量通过R0的电流I0;再闭合S2,两只电阻并联,电流表测量干路电流I,根据电源电压不变列式I0R0=(I-I0)R x可求出R x的阻值,故能测出R x阻值;
②只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中电流I1;两开关都闭合时只有R0接入电路中,电流表测此时电路中电流I0,根据电源电压不变列式I1(R0+R x)=I0R0可求出R x的阻值,故能测出R x阻值;
③闭合开关S、S2,两只电阻串联,电压表测量电源电压为U;闭合S,断开S2,闭合
S1,电压表测量电阻R0两端电压U0,根据电路电流相等列式 = 可求出R x的阻值,故能测出R x阻值;
④闭合开关S,S1接1,两只电阻串联,电压表测量R0两端电压为U0;S1接2,电压表测
量R x两端电压为U x,根据电路电流相等列式 = 可求出R x的阻值,故能测出R x阻值。
故答案为:D。
【分析】缺少电流表测电阻的问题,要用到数学的推理思维,常以电流处处相等为突破口,利用已知阻值的R0和开关的控制,推导出通过R X中的电流;如果缺少电压表测电阻,也常以各支路电压相等为突破口.
25.如图所示电路中,电源两端电压保待不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器.闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中()
A. 电压表V1的示数变大,电路消耗的总功率变小
B. 电压表V2的示数不变,电路消耗的总功率变大
C. 电流表A的示数变大,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变大
D. 电流表A的示数变大,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
【答案】 B
【解析】【解答】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,电流表测电路中的电流,因电源两端电压保待不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U/R可得,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,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;因电压表V1的示数变小,电压表V2的示数不变,电流表的A的示数变大,所以,电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小,故CD错误;由P=UI可得,电路消耗的总功率变大,故B正确,
故答案为:B.
【分析】本题考查学生对电路的动态分析能力。由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源的电压,电流表测电路中的电流。串联电路中总电压等于各分电压之和。
