
一、选择题
1.如图甲,R1为定值电阻,R p为滑动变阻器,闭合开关,R p的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图像如图乙,下列说法正确的是()
A. 电源电压为3V,R1阻值为18Ω
B. 电路消耗的最小功率为0.2W
C. 当R p总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比为6:5
D. 当电流为0.4A时,R1与R p连入电路的阻值之比为1:2
【答案】 C
【解析】【解答】A.据乙图可知,当滑片滑到最左端时,此时电流最大为0.6A,电阻R 1两
端的电压是3V,因此电源电压U 总=3V;电阻R 1的阻值为:,故A错误;
B.据乙图可知,电路的最小电流为0.2A,那么电路消耗的最小功率为:P总=U总I总=3V×0.2=0.6W,故B错误;
C.当滑片滑到最右端时,变阻器全部使用,此时电流最小为0.2A,
这时的总电阻为:
;
那么滑动变阻器的最大阻值为:R P=R总-R1=15Ω-5Ω=10Ω;
当R p总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比:
,故C正确;
D.当电流为0.4A时,总电阻;
滑动变阻器接入的电阻为:R P=R总-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω;
R1与R p连入电路的阻值之比:,故D错误。
故选C。
【分析】定值电阻R1与滑动变阻器R P串联,电压表测R1的电压。
(1)当滑片滑到最左端时,变阻器阻值为0,这时只有R1,此时电压表的示数就是电源电压;可根据乙图中电压和对应电流计算R1的阻值;
(2)从乙图找到电路的最小电流,根据公式P=UI计算电路的最小功率;
(3)当滑片滑到最右端时,变阻器全部使用,此时电流最小,首先根据
计算出总电阻,再根据R P=R总-R1计算出变阻器的最大阻值;因为串联电路中功率和电阻成
正比,所以当R p总阻值的接入电路时,求出它们的电阻之比即可;
(4)当电流为0.4A时,根据欧姆定律计算出R P的阻值,然后作比即可。
2.如图所示,闭合开关,条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中,弹簧将()
A. 缩短
B. 伸长
C. 静止不动
D. 先伸长后缩短【答案】B
【解析】【解答】解:滑片从左往右滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强;根据图中电流方向结合安培定则可判断出:螺线管的上端为N极,下端为S极,此时根据磁极捡到相互作用:异名磁极相互吸引,所以螺线管对磁铁的吸引力增大,弹簧的长度变长。
故答案为:B。
【分析】根据滑动变阻器的使用方法确定电路中的电阻的变化,再根据欧姆定律确定电路中电流的变化;安培定则:用右手握螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N极).
3.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.4.地磅工作时,重物越重,电表的示数就越大。下列四幅电路图中,R′是滑动变阻器,R 是定值电阻。其中符合地磅工作原理的是()
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】【解答】A.当物重增大时,滑片向下运动,变阻器的阻值增大,电流表的示数变小,故A不合题意;
B.电阻R和变阻器R'串联,电压表测电阻R的电压;当物重增大时,滑片向下运动,变阻器阻值变小,它的电压变小;而总电压不变,因此电压表的示数变大,故B符合题意;
C.电流表将滑动变阻器短路,当物重增大时,电流表的示数不变,故C不合题意;
D.电压表串联在电路里,当物重增大时,电压表的示数几乎不变,故D不合题意。
故选B。
【分析】(1)当电压不变时,电阻越大,电流越小;
(2)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,即电阻越大,电压越大;
(3)当物重增大时,判断滑动变阻器的滑片的运动方向,进而得到其阻值的变化,接下来再判断电表的示数变化。
5.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。
6.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.
7.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。
8.标有“6V 1.5W”的小灯泡,通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示.若把这样的三只灯泡串联起来,接在12V的电源两端,灯泡的电阻和实际功率约为()
A. 24Ω 0.67W
B. 20Ω 0.96W
C. 24Ω 0.96W
D. 20Ω 0.8W
【答案】D
【解析】【解答】解:把这种规格的三只灯泡串联接在12V的电源两端,则每只灯泡两端的电压都为4V,
从图象上可以看出,此时电路电流为0.2A,
由欧姆定律得,每只灯泡的电阻:
R= = =20Ω;
则每只灯泡的实际功率:
P实=UI=4V×0.2A=0.8W,故ABC 错误,D正确.
故选:D.
【分析】三只完全相同的灯泡串联,灯泡的电阻相等,通过的电流相等,根据欧姆定律可知,三只灯泡两端的电压相等,
再从图象上找到对应的电压和电流,根据相应的公式分别算出每只灯泡的实际电阻和实际功率.
9.如图所示(甲)是某同学探究电流与电压关系的电路图,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图(乙),由图象可知()
A. 电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比
B. R0的电阻值是10Ω
C. 该电路最小功率0.05W
D. 滑动变阻器R的电功率变化范围0﹣0.45W 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)因为电流随电压的变化图象为正比例函数图象,且呈一条直线,所以通过R0的电流与R0两端的电压成正比,由电压是产生电流的原因可知,不能说电阻R0两端电压与通过R0的电流成正比,故A错误;(2)当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压
U=3.0V,电路中的最大电流I大=0.6A,由I= 可得,R0的阻值:R0= = =5Ω,故B错误;(3)当滑片位于a端时接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知,电
路中的最小电流I小=0.1A,电路中的总电阻:R总= = =30Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R大=R总﹣R0=30Ω﹣5Ω=25Ω,电路的最小功率:P小=UI小=3.0V×0.1A=0.3W,故C错误;(4)滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω
时,消耗的功率为0W;当变阻器接入电路的电阻为R时,电路中的电流:I= =,变阻器消耗电功率:P R=I2R=()2R= =
= =
,则当R=5Ω,变阻器消耗的电功率最大,P R大= =0.45W,
所以,滑动变阻器R的电功率变化范围0~0.45W,故D正确.故选D.
【分析】(1)由图象可知,R0两端的电压和电流关系是一个正比例函数图象,要注意电压是电流产生的原因;(2),当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,此时电路中的电流最大,根据图象读出电表的示数,利用欧姆定律求出R0的电阻值;(3)当滑片位于a端时,滑动变阻器的电阻完全接入电路中,电路中的电流最小,由图象读出电表的示数,根据P=UI求出电路中的最小功率;(4)滑动变阻器接入电路中的电阻为0Ω时,消耗的功率为0W;根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出滑动变阻器消耗的电功率,然后根据数学知识确定滑动变阻器消耗的最大功率,进一步得出滑动变阻器消耗电功率的变化.
10.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常发光,甲、乙两个电表的示数之比是2:3.此时灯L1、L2的电阻之比是()
A. 2:1
B. 3:2
C. 2:3
D. 1:2
【答案】 D
【解析】【解答】如果甲乙任何一个为电流表,将会形成短路,因此甲乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测量L2两端电压,电压表乙测量电源电压;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,并且甲、乙两个电表的示数之比是2:3,所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(3﹣2):2=1:2;
又因为串联电路电流相等,即I1=I2;
由I=可得,R1:R2=:=U1:U2=1:2.
故选D.
【分析】根据电压表并联在电路中,电流表串联在电路中确定甲乙仪表的种类,然后根据串联电路的特点和欧姆定律求出两灯泡的电阻之比.
11.如图所示的电路中,电源电压恒定不变,已知R1=3R2,当S和S1闭合、S2断开时,电压表和电流表的示数分别为U1和I1;当S1断开、S和S2闭合时,电压表和电流表的示数分别为U2和I2,则U1:U2、I1:I2分别是()
A. 1:1、4:3
B. 1:2、1:3
C. 1:1、1:4
D. 1:4、1:1【答案】 A
【解析】【解答】解:当S1闭合、S2断开时,等效电路图如图1所示;当S1断开、S2闭合时,等效电路图如图2所示。
电源的电压不变,且两种情况下电压表测电源的电压,
所以两次电压表的示数不变,即U1:U2=1:1;
两电阻并联,I1= ,I2=
则I1:I2═4:3。
故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据电源的电压不变判断电压表示数的变化,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出各支路的电流,根据并联电路的电流特点判断电流表示数的比值.
12.如图所示的电路中,电源电压不变,开关s闭合,滑片P移动到b点时,R1消耗的功率为P1;滑片P移到小中点时,R1消耗的功率为 =2:9,滑片P在b点和在中点时,R2消耗的功率之比为()
A. 1:2
B. 2:5
C. 2:9
D. 4:9
【答案】D
【解析】【解答】设滑片P移到变阻器b点和中点时电路中的电流分别为I1、I2;已知P1:P′1=2:9,由P=I2R可得:,设滑动变阻器R2的最大阻值为R,滑片P在
中点和在b端时,R2消耗的功率之比: × ,
故答案为:D.
【分析】根据电路图可知,电阻R1与变阻器R2串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,结合电功率的计算方法P=I2R即可求得比值.
13.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.
14.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50Ω.当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,R2和R3的功率之和是3.2W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′;已知R2:R3=3:1,U1:U1′=3:2,P1:P1′=1:36。
下列结论正确的是()
A. 电源电压是12V
B. R2的阻值是30Ω
C. 电流表的最大示数是2.1A
D. 该电路的最大功率是W
【答案】 C
【解析】【解答】解:第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1,如图甲。第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,如图乙。已知R2:R3=3:1,串联电路中功率比等于电阻比,所以P2:P3=3:1,R2和R3的功率之和是3.2W,P2+P3=3.2W,所以,P2=2.4W,P3=0.8W,第三过程:当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U,电流表测量R1、R2的总电流,如图丙。
甲图,电压表示数是U1,R1的电压是U1, R1的功率是P1;丙图中电压表示数是U,R1的电压是U,R1的功率是P1′;P1:P1′=1:36,对于同一导体,
,所以,因为,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,所以U0=56U,因为,R0=50Ω,串联电路中电压比等于电阻比,所以R1=10Ω。
甲图,电压表示数是U1, R1的电压是U1,乙图,电压表示数是U1′,R1的电压是U1′,U1:U1′=3:2,又因为,所以,U1′= U,所以,乙图中
,R1、R2、R3串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,R1=10Ω,R2+R3=80Ω,已知R2:R3=3:1,所以,R2=60Ω,R3=20Ω,又因为P2=2.4W,P3=0.8W,
所以,解得:U2′=12V,同理解得U3′=4V,所以
U2′+U3′=12V+4V=16V,又因为,所以U1′=2V,所以电源电压为:U=U1′+U2′+U3′=2V+16V=18V。
A、电源电压是18V,
B、R2=60Ω,
C、甲乙都是串联电路,电阻大,电流小,丙是并联电路,电流大,电流表测量R1、R2的电流, =1.8A, =0.3A,
=0.9Ω,电流表测量R1、R2的电流,所以,电流表示数最大为:I'=I1+I2=1.8A+0.3A=2.1A,D、电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为:I=I1+I2+I3=1.8A+0.3A+0.9A=3A,所以电路最大功率为:P=UI=18V×3A=54W,
故答案为:C。
【分析】结合题意,画出等效电路图,得出电压比例关系和电阻比例关系,求出三个定则电阻的阻值,再根据功率关系导出电压值,求出电源电压,进一步逐项计算即可.
15.如图甲所示电路,电源电压不变,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A.只闭合S、S1,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,灯泡、R1的I-U图像如图乙,滑片在a点时灯泡恰好正常发光.保证电路安全的情况下,下列说法错误的是()
A. 灯泡的额定功率是0.75W
B. 只闭合S、S1时,电路的最大功率为2.7W
C. 只闭合S、S1时,灯泡2s内最小消耗0.3J电能
D. 只闭合S、S2,R1的滑片在a 点,R2允许接入电路的阻值范围是1.5Ω~12Ω
【答案】B
【解析】【解答】(1)只闭合S、S1,灯泡、变阻器R1串联,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,灯泡两端的电压变大,由此可知:图乙中,左边的曲线为灯泡的I−U图象,则右边的曲线为R1的I−U图象;如图所示:
滑片在a点时R1的阻值最小(允许接入的最小阻值),电路中的电流最大,由于灯泡恰好正常发光,则根据I−U图象可知:小灯泡正常工作时的电压为1.5V,电流为0.5A,此时R1两端的电压为3V,则灯泡的额定功率:P额=U L I最大=1.5V×0.5A=0.75W;A符合题意;电源电压:U=U L+U1=1.5V+3V=4.5V,电路的最大功率:P最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W;B不符合题意;只闭合S、S1,灯泡、变阻器R1串联,由灯泡的I−U图象可知,灯泡两端的最小电压为0.5V,最小电流为0.3A,此时灯泡消耗的功率最小,则灯泡2s内最少消耗的电
能:W L=U L最小I L最小t=0.5V×0.3A×2s=0.3J;C符合题意;(2)由I=可得,R1的滑片在a
点时R1的电阻:R1==6Ω;由图可知,只闭合S、S2,R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流;由于串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0∼0.6A,所以,电路中的最大电流I′最大=0.6A,此时滑动变阻器R2接
入电路中的电阻最小,由I=可得最小总电阻:R总最小==7.5Ω,根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,滑动变阻器R2接入电路中的最小电阻:R2小=R总最小−R1=7.5Ω−6Ω=1.5Ω;由于电压表采用0∼3V量程,当电压表的示数U2最大=3V时,滑动变阻器R2接入电路中的电阻最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1两端的电
压:U′1=U−U2最大=4.5V−3V=1.5V,电路中的最小电流:I最小===0.25A,则
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2最大==12Ω,所以,滑动变阻器R2允许的取值范围是1.5Ω∼12Ω,D符合题意;
故答案为:B。
【分析】(1)只闭合S、S1,灯泡、R1串联,在滑动变阻器R1的滑片从最右端向左滑至a点的过程中,R1的阻值减小,电路中的总电阻变小,电流变大,根据图象即可读出滑片在a点时小灯泡正工作时灯泡、R1的电压和电流,根据P=UI求出灯泡的功率和电路的最大功率;根据灯泡的I-U图象得出灯泡功率最小时的电压和电流值,利用W=UIt求出灯泡2s 内消耗的最少电能;
(2)根据欧姆定律求出R1的滑片在a点R1的电阻;只闭合S、S2, R1的滑片在a点,R1与R2串联,电压表测变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,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;当电压表的示数最大时变阻器R2接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出变阻器R2接入电路中的电阻,然后得出滑动变阻器R2允许的取值范围.
16.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.
17.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1:R2=1:2,此时甲、乙两电表的示数之比为()
A. 2:1
B. 1:2
C. 3:2
D. 2:3
【答案】D【解析】【解答】解:乙表与电源两端连接,所以乙是电压表,甲如果是电流表,S闭合时,灯L2短路,与题意不符,故甲也是电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯
串联,=,根据分压原理可知,根据串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和可得,
甲、乙两电表的示数之比为.
故答案为:D。
【分析】乙表与电源连接,故为电压表,甲表不能是电流表,故两表都为电压表,甲表测L2的电压,乙表测电源电压,两灯串联,根据分压原理和串联电路电压的规律得出答案.
18.如图所示,电源电压保持不变。只闭合开关S1,电流表和电压表均有示数,若再闭合开关S2,则下列说法正确的是()
A. 电流表示数变大,电压表示数变小
B. 电流表示数变小,电压表示数不变
C. 电压表示数与电流表示数的比值变小
D. 电压表示数与电流表示数的比值不变【答案】 D
【解析】【解答】解:由电路图可知,只闭合开关S1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;若再闭合开关S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,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,电路中的总电阻变小,由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,B不符合题意;电路中的电流变大,由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表的
示数变大,A不符合题意;由R= 可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R1的阻值,则其比值不变,C不符合题意、D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合电路图,理清开关处于不同状态时元件的连接方式及电表的测量对象,根据
电阻的串联可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律I= 可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据欧姆定律结合R1的阻值判断电压表示数与电流表示数的比值变化情况.
19.甲图是小灯泡L和电阻R的I-U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中,只闭合开关S1时,小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是()
A. 只闭合开关S1时,小灯泡L的电阻为4
B. 再闭合开关S2时,电流表示数增加0.2A
C. 再闭合开关S2时,电路总功率为1.4W
D. 再闭合开关S2后,在1min内电阻R产生的热量为240J
【答案】 D
【解析】【解答】(1)闭合开关S 1时,灯泡的功率为1W,因为P L=U L I L,所以从甲图中找到电压和电流乘积为1的点,这时的电流就是灯泡的额定电流,电压就是灯泡的额定电压,也是电源电压;
(2)再闭合开关S2时,电阻R和灯泡L并联,电流表示数增加量就是电阻R的电流,从甲图中找到对应的电流即可;
(3)
再闭合开关S2时,根据P=UI计算出电阻R的功率,然后根据P总=P L+P计算总功率;(4)已知R的功率和时间根据Q=W=Pt计算产生的热量。
【分析】A.闭合开关S1时,灯泡的功率为1W,据甲图可知,当灯泡电压为2V,电流为0.5A时,灯泡功率P L=U L I L=2V×0.5A=1W,因此电源电压是2V,灯泡电阻:
,故A正确不合题意;
B.再闭合开关S2时,电阻R和灯泡L并联,电流表示数增加量就是电阻R的电流;据甲图可知,当R电压为2V时,它的电流是0.2A,因此电流表示数增加0.2A,故B正确不合题意;
C.再闭合开关S
时,电阻R的功率P=UI=2V×0.2A=0.4W,电路的总功率为:P总=P L+P=1W+0.4W=1.4W,故2
C正确不合题意;
D.再闭合开关S2时,1min内电阻R产生的热量为:Q=W=Pt=0.4W×60s=24J,故D错误符合题意。
故选D。
20.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。
