一.选择题
1.如图所示的是电阻RA和电阻RB的I﹣U图像。下列说法中正确的是( )
A.电阻RA和电阻RB的阻值大小关系是RA>RB
B.若将电阻RA和电阻RB串联后接入电路,闭合开关S后,它们两端的电压UA:UB=1:2
C.若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路,闭合开关S后,它们两端的电压UA:UB=2:1
D.若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路,闭合开关S后,当电源电压是6V时,干路电流为0.9A
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1时,R1两端的电压为U1,电压表V1和V2的示数之比为3:2;若只闭合开关S2时,R2两端的电压为U2,电压表V1和V2的示数之比为6:5,则R1与R2的电阻之比以及电压U1和U2之比分别为( )
A.2:5;4:5 B.2:5;5:6 C.5:9;5:6 D.5:9;8:9
3.如图所示,闭合开关S,两电流表示数之比为3:1,下列判断正确的是( )
A.R1、R2的电流之比为I1:I2=3:1
B.R1、R2的电流之比为I1:I2=1:2
C.R1、R2的电压之比为U1:U2=3:1
D.R1、R2的电压之比为U1:U2=1:1
4.如图所示,L1和L2的电阻之比为1:2,则电流表A1和电流表A2的示数之比是( )
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.2:1
5.如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则( )
A. B. C. D.
6.如图所示的电路中,当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两示数之比U甲:U乙=5:3,当S断开,甲、乙两表是电流表时( )
A.R1与R2的电阻之比R1:R2=5:3
B.R1与R2的电阻之比R1:R2=3:2
C.两表的示数之比I甲:I乙=3:5
D.两表的示数之比I甲:I乙═2:5
7.在如图所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图所示,则电阻R1和R2中的电流I1:I2及电阻R1:R2分别为( )
A.I1:I2=1:5 B.I1:I2=5:1 C.R1:R2=1:4 D.R1:R2=4:1
8.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )
A.1:3 B.3:1 C.2:3 D.2:1
9.如图所示,是探究“电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关”的实验装置。甲乙两图中的电源电压是相同的,图乙中R1=R2=R3=5Ω.通电相同时间后( )
A.甲图中,左右两电阻发热量之比为2:1
B.甲图中,两电阻串联主要是为了保证通电时间相同
C.乙图中,左右两电阻发热量之比为4:1
D.乙图中,若将右侧容器上面的电阻拆除,右侧发热电阻的发热量变为原来的4倍
10.额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2:1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2:3
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:9
11.如图所示的电路,电源电压不变,灯L标有“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表S1闭合、S2断开,此时I甲=0.5A,电路消耗的总功率为P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时U乙=3.6V,电路消耗的总功率为P2,下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为18Ω
B.电路的总功率之比P1:P2=25:6
C.当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,灯L的实际功率为1.8W
D.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比I甲:I乙=2:3
12.如图甲是在新冠肺炎疫情期间提供给老年人使用的充电式暖宝宝,其简化电路图如图乙所示,R1和R2均为发热电阻,该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3,三个开关的断开与闭合实现三个挡位(高温、中温、低温)的变化,只闭合S2时,该档对应功率为22W;只闭合S1时,该档对应功率为44W,则以下说法正确的是( )
A.只闭合S1时为高温挡
B.R1和R2阻值之比为1:2
C.低温挡和高温挡的功率之比为1:4
D.以中温挡发热100s产生的热量为2200J
13.如图所示,已知电阻R1=10Ω、R2=5Ω,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过R1与R2的电流之比为2:1
B.相同时间内R1与R2产生的热量之比为2:1
C.R1与R2两端的电压之比为1:1
D.R1与R2消耗的电功率之比为1:1
14.如图甲的电路中,R1、R2的电压与电流的关系如图乙所示,闭合开关,电阻R1两端的电压为U1,通过电路的电流为I1,电路消耗的总功率为P1;在不改变电源电压的情况下,用30Ω的电阻R3,替换R2,此时R1两端的电压为U2,通过电路的总电流为I2电路消耗的总功率为P2,则( )
A.U1:U2=1:1 B.P1:P2=4:3 C.R1:R2=1:2 D.I1:I2=1:4
15.在如图所示的两电路中,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器(最大阻值为R3)相同,电源电压相等且保持不变,闭合甲图中开关S1,将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端,发现电流表A1的示数变为原来的;再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后,闭合开关S1、S2,发现电流表A1、A2的示数为之比为1:2;此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2,以下结论正确的是( )
A.R1:R3=1:3 B.R1:R2=3:2 C.R2:R3=3:1 D.P1:P2=3:2
16.如图所示,闭合开关S,变阻器的阻值调至R1时,电路的总功率为P1;变阻器的阻值调至R2时,电路的总功率为P2.若=,则可能是( )
A.1.8 B.1.5 C.0.8 D.0.5
二.填空题
17.将标有“3V 3W”的甲灯和“6V 12W”的乙灯并联后接入电路,在确保灯泡不损坏的前提下,能正常发光的是 ;此时两灯的功率之比P甲:P乙= 。(假定两灯电阻不变)
18.周末,小林同学全家去郊外农家乐休闲,农家乐的厕所离住房有一段距离,为了方便和节能,农家乐的主人用“220V,40W”的灯泡和阻值为1210Ω的电阻和开关S1、S2设计了如图的电路。天黑后,S2处于闭合状态,开关S1断开,此时灯泡消耗的电功率为 W,整个电路消耗的功率为P1;当有人上厕所时,闭合开关S1,灯泡正常工作,此时电路消耗的功率为P2,则P1与P2的比值为 。
19.图甲所示的电路图,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示,则该过程的整个电路最大功率与最小功率之比为P1:P2= 。
专题7 欧姆定律 比值问题
一.选择题
1.如图所示的是电阻RA和电阻RB的I﹣U图像。下列说法中正确的是( )
A.电阻RA和电阻RB的阻值大小关系是RA>RB
B.若将电阻RA和电阻RB串联后接入电路,闭合开关S后,它们两端的电压UA:UB=1:2
C.若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路,闭合开关S后,它们两端的电压UA:UB=2:1
D.若将电阻RA和电阻RB并联后接入电路,闭合开关S后,当电源电压是6V时,干路电流为0.9A
【解析】A.根据图中数据可知当电阻两端的电压都为2V时,通过A的电流为0.4A,通过B的电流为0.2A,由I=可得:RA===5Ω,RB===10Ω,
所以RA<RB,故A错误;
B.两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,由I=可得它们两端的电压之比:====,故B正确;
C.两电阻并联,并联电路各并联支路两端电压相等,故UA:UB=1:1,故C错误;
D.两电阻并联,干路电流等于各支路电流之和,电源电压为6V时,由可得干路电流为:I=IA+IB=+1.8A,故D错误.
故选:B。
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1时,R1两端的电压为U1,电压表V1和V2的示数之比为3:2;若只闭合开关S2时,R2两端的电压为U2,电压表V1和V2的示数之比为6:5,则R1与R2的电阻之比以及电压U1和U2之比分别为( )
A.2:5;4:5 B.2:5;5:6 C.5:9;5:6 D.5:9;8:9
【解析】由电路图可知,只闭合开关S1时,电阻R0、R1串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R1两端的电压,
已知电压表V1与V2的示数之比为3:2,
则有:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由串联电路的电压规律和串联分压规律可得,R0、R1的电阻之比:
====﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
只闭合开关S2时,电阻R0、R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测R2两端的电压,
电压表V1与V2的示数之比为6:5,
则有:=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由串联电路的电压规律和串联分压规律可得,R0、R2的电阻之比:
====﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
联立②④可解得:==;
联立①③可解得:==。
故选:A。
3.如图所示,闭合开关S,两电流表示数之比为3:1,下列判断正确的是( )
A.R1、R2的电流之比为I1:I2=3:1
B.R1、R2的电流之比为I1:I2=1:2
C.R1、R2的电压之比为U1:U2=3:1
D.R1、R2的电压之比为U1:U2=1:1
【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,
AB、因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过两电阻的电流之比:
===,故AB错误;
CD、因并联电路中各支路两端的电压相等,故两电阻两端的电压之比为1:1,故C错误,D正确。
故选:D。
4.如图所示,L1和L2的电阻之比为1:2,则电流表A1和电流表A2的示数之比是( )
A.1:3 B.3:1 C.1:2 D.2:1
【解析】由电路图可知,L1与L2并联,电流表A2测L2支路的电流,电流表A1测干路电流;
因并联电路两端电压相等,且L1和L2的电阻之比为1:2,由I=可得,I1:I2=:=R2:R1=2:1,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,电流表A1、A2的示数之比:IA1:IA2=(2+1):1=3:1。
故选:B。
5.如图所示,电源电压不变,当开关S2断开,S1、S3闭合时,电流表示数为I1,电压表示数为U1;当开关S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数为I2,电压表示数为U2.已知R1:R2=2:1,则( )
A. B. C. D.
【解析】当开关S2断开,S1、S3闭合时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,
已知R1:R2=2:1,则R1=2R2,
设电源的电压为U,则此时电压表的示数U1=U,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表示数I1=+=+=,
当开关S2闭合,S1、S3断开时,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,
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:I2===,
此时电压表示数:U2=I2R1=×2R2=,
所以,==,==,故ABD错误、C正确。
故选:C。
6.如图所示的电路中,当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两示数之比U甲:U乙=5:3,当S断开,甲、乙两表是电流表时( )
A.R1与R2的电阻之比R1:R2=5:3
B.R1与R2的电阻之比R1:R2=3:2
C.两表的示数之比I甲:I乙=3:5
D.两表的示数之比I甲:I乙═2:5
【解析】(1)当S闭合,甲、乙两表是电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且U甲:U乙=5:3,
所以,R1、R2两端的电压之比:
===,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===,故AB错误;
(2)当S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1、R2两支路的电流之比:
===,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两表示数之比:
===,故C错误,D正确。
故选:D。
7.在如图所示的电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图所示,则电阻R1和R2中的电流I1:I2及电阻R1:R2分别为( )
A.I1:I2=1:5 B.I1:I2=5:1 C.R1:R2=1:4 D.R1:R2=4:1
【解析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,A2测R2支路的电流;
因并联电路干路电流大于各支路电流之和,且两指针的位置相同,
所以,A1的量程为0~3A,分度值为0.1A,干路电流I=2.2A,
A2的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,通过R2支路的电流I2=0.44A,
则通过R1的电流:I1=I﹣I2=2.2A﹣0.44A=1.76A;所以I1:I2=1.76A:0.44A=4:1;故AB错误;
根据R=可知,电压相同,电流越大,电阻越小,通过R1的电流为通过R2电流的4倍,则R1的电阻为R2电阻的四分之一,即R1:R2=1:4,故C正确,D错误。
故选:C。
8.如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表是电压表时,示数之比U甲:U乙=3:2,当开关S断开,甲、乙两表都是电流表时,则两表的示数之比I甲:I乙为( )
A.1:3 B.3:1 C.2:3 D.2:1
【解析】当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端的电压,
已知U甲:U乙=3:2,则R1、R2两端的电压之比:
U1:U2=(3﹣2):2=1:2
又因为串联电路各部分电压之比等于电阻之比,所以R1:R2=U1:U2=1:2;
当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流,
因为并联电路中各支路电流之比等于各电阻的反比,所以I1:I2=R2:R1=2:1,
则两表的示数之比为:I甲:I乙=1:(2+1)=1:3。
故选:A。
9.如图所示,是探究“电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关”的实验装置。甲乙两图中的电源电压是相同的,图乙中R1=R2=R3=5Ω.通电相同时间后( )
A.甲图中,左右两电阻发热量之比为2:1
B.甲图中,两电阻串联主要是为了保证通电时间相同
C.乙图中,左右两电阻发热量之比为4:1
D.乙图中,若将右侧容器上面的电阻拆除,右侧发热电阻的发热量变为原来的4倍
【解析】AB、由图甲可知,两个电阻串联接入电路中,根据串联电路的特点可知,通过两个电阻的电流是相同的,通电时间也相同;在电流和通电时间相同时,电流产生的热量与电阻成正比,电阻之比为5Ω:10Ω=1:2,所以左右两电阻发热量之比为1:2,故AB错误;
C、乙图中,电阻相同,通电时间相同,通过R1的电流电流是通过R2电流的2倍,根据Q=I2Rt可知,左右两电阻发热量之比为4:1,故C正确;
D、乙图中,拆除前,由串并电路的电阻特点可知,电路总电阻:R'=5Ω+2.5Ω=7.5Ω,
电路中电流:I==,通过右侧电阻的电流为:×=,
拆除后,为串联电路,电路中电流:I'==;
由Q=I2Rt可知,拆除后与拆除前的产生热量之比:
===,右侧发热电阻的发热量变为原来的2.25倍,故D错误。
故选:C。
10.额定电压均为6V的甲、乙两灯的I﹣U图线如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大
B.甲、乙两灯的额定功率之比为2:1
C.甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为2:3
D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:9
【解析】A、由图象可知,甲、乙两灯泡两端的电压分别为2V、6V时,
通过甲的电流依次为0.3A、0.6A,通过乙的电流依次为0.2A、0.3A,
由I=的变形式R=可知,甲灯泡的电阻依次为6.67Ω、10Ω,乙灯泡的电阻依次为10Ω、20Ω,
所以,甲、乙两灯的电阻均随电压增大而增大,故A正确;
B、甲、乙两灯的额定电压均为6V,通过的电流I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,
则甲、乙两灯的额定功率之比:===,故B正确;
C、甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,它们两端的电压均为2V,
由图象可知,通过的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.2A,
此时两灯泡的电阻之比====,故C正确;
D、甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,通过它们的电流相等,且总电压等于8V,
由图象可知,当电路中的电流I′=0.3A、U甲′=2V、U乙′=6V时符合,
则两灯泡的实际功率之比:===,故D错误。
故选:D。
11.如图所示的电路,电源电压不变,灯L标有“6V 3W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表S1闭合、S2断开,此时I甲=0.5A,电路消耗的总功率为P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时U乙=3.6V,电路消耗的总功率为P2,下列说法正确的是( )
A.电阻R的阻值为18Ω
B.电路的总功率之比P1:P2=25:6
C.当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,灯L的实际功率为1.8W
D.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比I甲:I乙=2:3
【解析】AC.由P=UI可得,灯泡的额定电流IL===0.5A,
当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,电流表甲测L支路的电流,电流表乙测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I甲=IL=0.5A可知,此时灯泡正常发光,电源的电压U=UL=6V;
由I=可得,灯泡的电阻RL===12Ω,
当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,R与L串联,电压表甲测电源两端的电压,电压表乙测L两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I===0.3A,
灯L的实际功率PL′=UL′I=3.6V×0.3A=1.08W,故C错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压UR=U﹣UL′=6V﹣3.6V=2.4V,
则R===8Ω,故A错误;
BD.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,电流表甲测L支路的电流,电流表乙测干路电流,
此时通过R的电流IR===0.75A,
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I′=IR+IL=0.75A+0.5A=1.25A,
则两电流表示数之比I甲:I乙=IL:I′=0.5A:1.25A=2:5,故D错误;
电路的总功率之比P1:P2=UI′:UI=I′:I=1.25A:0.3A=25:6,故B正确。
故选:B。
12.如图甲是在新冠肺炎疫情期间提供给老年人使用的充电式暖宝宝,其简化电路图如图乙所示,R1和R2均为发热电阻,该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3,三个开关的断开与闭合实现三个挡位(高温、中温、低温)的变化,只闭合S2时,该档对应功率为22W;只闭合S1时,该档对应功率为44W,则以下说法正确的是( )
A.只闭合S1时为高温挡
B.R1和R2阻值之比为1:2
C.低温挡和高温挡的功率之比为1:4
D.以中温挡发热100s产生的热量为2200J
【解析】A.只闭合开关S2时R1与R2串联,只闭合S1时电路为R1的简单电路,当同时闭合S1、S3时R1与R2并联,
因并联电路的总电阻小于任何一个分电阻、串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,
由P=UI=可知,同时闭合S1、S3时,电路的总电阻最小,总功率最大为高温挡,
只闭合开关S2时,电路的总电阻最大,总功率最小为低温挡,
只闭合S1时为中温挡,故A错误;
B.只闭合S1时,电路为R1的简单电路,该挡对应功率为44W,
由P=UI=可得,R1===1100Ω,
只闭合S2时,R1与R2串联,该档对应功率为22W,
此时电路中的总电阻:
R===2200Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2=R﹣R1=2200Ω﹣1100Ω=1100Ω,
则R1:R2=1100Ω:1100Ω=1:1,故B错误;
C.当同时闭合S1、S3时,R1与R2并联,此时为高温挡,
因并联电路中总电阻等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:
R′===550Ω,
则高温挡的功率:
P高===88W,
低温挡和高温挡的功率之比:
P低:P高=22W:88W=1:4,故C正确;
D.以中温挡发热100s产生的热量:
Q=W=P中t=44W×100s=4400J,故D错误。
故选:C。
13.如图所示,已知电阻R1=10Ω、R2=5Ω,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过R1与R2的电流之比为2:1
B.相同时间内R1与R2产生的热量之比为2:1
C.R1与R2两端的电压之比为1:1
D.R1与R2消耗的电功率之比为1:1
【解析】A、两电阻串联,串联电路各处的电流相等,通过R1与R2的电流之比为1:1,A错误;
BCD、R1:R2=10Ω:5Ω=2:1,根据Q=I2Rt,在通电时间和电流相同的条件下,产生的热量与电阻成正比,相同时间内R1与R2产生的热量之比为2:1,B正确;
根据U=IR,在电流不变时,电压与电阻成正比,故R1与R2两端的电压之比为2:1,C错误;
根据P=UI,在电流不变时,电功率与电压成正比,R1与R2消耗的电功率之比为2:1,D错误。
故选:B。
14.如图甲的电路中,R1、R2的电压与电流的关系如图乙所示,闭合开关,电阻R1两端的电压为U1,通过电路的电流为I1,电路消耗的总功率为P1;在不改变电源电压的情况下,用30Ω的电阻R3,替换R2,此时R1两端的电压为U2,通过电路的总电流为I2电路消耗的总功率为P2,则( )
A.U1:U2=1:1 B.P1:P2=4:3 C.R1:R2=1:2 D.I1:I2=1:4
【解析】A、由图甲可知R1、R2并联,根据并联电路的电压特点可知,U1:U2=1:1,故A正确;
BC、由I=可得:
R1===20Ω;
R2===60Ω,
所以R1:R2=20Ω:60Ω=1:3,故C错误;
由图乙可知,当U=6V时,R1支路中的电流I1′=0.3A,R2支路中的电流I2′=0.1A
则干路上的电流I1=I1′+I2′=0.3A+0.1A=0.4A,
电路消耗的总功率为P1=UI=6V×0.4A=2.4W,
用30Ω的电阻R3替换R1,因为R3=30Ω,
R3支路中的电流I3===0.2A,
则电路消耗的总功率为P2=UI2=6V×(0.3A+0.2A)=3W,
所以P1:P2==,故B错误;
D、由题意电阻R2两端的电压U1,通过电路的电流为I1,
在不改变电源电压的情况下,用30的电阻R3替换R1,通过电路的总电流为I2=I1′+I3=0.3A+0.2A=0.5A
则==,故D错误。
故选:A。
15.在如图所示的两电路中,R1、R2为定值电阻,滑动变阻器(最大阻值为R3)相同,电源电压相等且保持不变,闭合甲图中开关S1,将滑动变阻器的滑片P从最左端移到最右端,发现电流表A1的示数变为原来的;再将甲图中的滑片移到最左端、乙图中的滑片移到最右端后,闭合开关S1、S2,发现电流表A1、A2的示数为之比为1:2;此时R1、R2消耗的电功率分别是为P1、P2,以下结论正确的是( )
A.R1:R3=1:3 B.R1:R2=3:2 C.R2:R3=3:1 D.P1:P2=3:2
【解析】(1)由图甲可知,R1与R3串联,电流表A1测电路中的电流,
当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为零,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,为I1=;
当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,设为I2=;
因电源的电压不变,且滑动变阻器R3的滑片P从最左端移到最右端时,电流表A1的示数变为原来的;
即:I2=I1,
所以,=×
解得:R1=R3 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
则:R1:R3=1:2,故A错误;
(2)图甲中滑动变阻器R3的滑片P移到最左端时,电路为R1的简单电路,电流表A1测电路中的电流,为I1=;
图乙中滑动变阻器R3滑片P移到最右端后,R2与R3的最大阻值并联,电流表A2测干路电流,为I并=+;
因这两种情况下电流表Al、A2的示数为之比为1:2;
即:I1:I并=1:2;
所以,:(+)=1:2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
有①②可得:R1=R2,R2=R3,则:
R1:R2=3:2,故B正确;
R2:R3=1:3,故C错误;
(3)P1:P2=:=R2:R1=2:3,故D错误。
故选:B。
16.如图所示,闭合开关S,变阻器的阻值调至R1时,电路的总功率为P1;变阻器的阻值调至R2时,电路的总功率为P2.若=,则可能是( )
A.1.8 B.1.5 C.0.8 D.0.5
【解析】闭合开关S,两电阻并联,根据并联电路各支路互不影响,定值电阻的功率不变,设为P0;
变阻器的阻值调至R1时,变阻器的功率为:
P变1=,
因电路的总功率为P1,故有P1﹣P0=P变1=,
R1=﹣﹣﹣﹣﹣①,
同理,变阻器的阻值调至R2时,变阻器的功率为:
P变2=,电路的总功率为P2,
P2﹣P0=P变2=
R2=﹣﹣﹣﹣﹣②,
①÷②得:==﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
因=,即P2=P1﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
④代入③得:
====+=1+×,
因P1>P1﹣P0,故×>0.6。
因此,=1+×>1.6,只有A符合题意,
故选:A。
二.填空题
17.将标有“3V 3W”的甲灯和“6V 12W”的乙灯并联后接入电路,在确保灯泡不损坏的前提下,能正常发光的是 ;此时两灯的功率之比P甲:P乙= 。(假定两灯电阻不变)
【解析】因为并联电路各用电器两端的电压,所以在确保灯泡不损坏的前提下,能正常发光的是额定电压较小的灯泡,即3V 3W的甲灯能正常发光;
由P=可得,两灯的电阻分别为:
R甲===3Ω,R乙===3Ω,
此时两灯的功率之比P甲:P乙=:=R乙:R甲=3Ω:3Ω=1:1。
故答案为:甲灯;1:1。
18.周末,小林同学全家去郊外农家乐休闲,农家乐的厕所离住房有一段距离,为了方便和节能,农家乐的主人用“220V,40W”的灯泡和阻值为1210Ω的电阻和开关S1、S2设计了如图的电路。天黑后,S2处于闭合状态,开关S1断开,此时灯泡消耗的电功率为 W,整个电路消耗的功率为P1;当有人上厕所时,闭合开关S1,灯泡正常工作,此时电路消耗的功率为P2,则P1与P2的比值为 。
【解析】灯泡的电阻为:
RL===1210Ω,
此时电路电流为:
I===A,
此时灯泡消耗的电功率为P=I2RL=×1210Ω=10W,
此时电路的总功率为:
P1=UI=220V×A=20W;
闭合开关S2,只有小灯泡工作,小灯泡正常发光,灯泡消耗的电功率等于额定功率,电路的功率为小灯泡的额定功率,即P2=PL=40W,
则P1与P2的比值:20W:40W=1:2。
故答案为:10;1:2。
19.图甲所示的电路图,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图象如图乙所示,则该过程的整个电路最大功率与最小功率之比为P1:P2= 。
【解析】由图甲可知,滑动变阻器的滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大,由图乙可知,电流最小为IB=0.4A,此时定值电阻两端电压为U1=4V,滑动电阻器两端电压为U2=8V,串联电路总电压等于各用电器电压之和,
故电源电压U=U1+U2=4V+8V=12V,
此时电路中的总功率P2=UIB=12V×0.4A=4.8W,此功率是整个过程的最小功率,
滑动变阻器的滑片在A点时滑动变阻器的电阻为0,由图乙可知,电流最大为IA=1.2A,
此时电路中的总功率P1=UIA=12V×1.2A=14.4W,此功率是整个过程的最大功率,
P1:P2=14.4W:4.8W=3:1。
故答案是:3:1。