资源描述
一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示电路图,R1与 R2 都是定值电阻,R3 是一种滑动变阻器,当开关闭合后,滑动变阻器滑片 P 向左滑动时,如下说法中对是( )
A.电压表 V5 示数变化量与电流表达数变化量比值不变
B.电压表 V4 变化量与电流表达数变化量比值变大
C.电压表 V3 示数变化量与电流表达数变化量比值变小
D.电流表达数变大,表 V1、V2 与电流表达数比值都不变,V3与电流表达数比值变大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
闭合开关S后,三电阻串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测R2两端电压,电压表V3测R3两端电压, 电压表V4测R1和R2两端电压之和,电压表V5测R2和R3两端电压之和,电流表测电路中电流;
A.由以上分析知
UV5=U−U1=U−IR1,U V5′=U−U1′=U−I′R1
△UV5= UV5− U V5′= U−IR1−( U−I′R1)=(I′−I) R1=△I R1
即
=R1
故该比值保持不变,故A对;
B.同理可知
UV4= U−U1−U2 =U−IR1−IR2,U V3′=U−U1′− U2′ =U−I′R1−I′R2
△UV4= UV4− U V4′= U−IR1−IR2−( U−I′R1−I′R2)=(I′−I) R1(I′−I) R2=△I (R1 R2)
即
= R1 R2
故该比值保持不变,故B错误;
C.电源电压U= UV4 UV3,故电压表 V3 示数变化量等于电压表 V4 变化量,则电压表 V3 示数变化量与电流表达数变化量比值不变,故C错误;
D.滑动变阻器滑片 P 向左滑动时,接入电路中电阻变小,电路中总电阻变小,由I=可知,电路中电流变大,即电流表A示数变大,由U=IR可知,定值电阻R1和R2两端电压变大,即电压表Vl、V2示数变大;由于串联电路中总电压等于各分电压之和,且R1和R2两端电压变大,V3等于电源电压减去R1和R2两端电压,因此电压表V3示数变小,由R1=, R2=, R3=可知,电压表V1、V2与电流表达数之比不变,V3与电流表达数比值变小,故D错误。
故选A。
2.如图所示,电源电压不变,P置于中点,a为电流表或电压表。任意闭合开关,电路都是安全,下列说法对是( )
A.a是电压表
B.只闭合S1,P向右滑动,a示数变化量与A2示数变化量比值变小
C.闭合S1、S3,断开S2,A1示数不小于A2示数
D.闭合S1、S2、S3,P向左滑动,A1示数减小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,当S1与S2闭合时,电表a与电源串联,若a为电流表,会导致电源短路,故a不是电流表;此时电路是安全,阐明a是电压表,故A对;
B.只闭合S1,R1和滑动变阻器串联,电压表a测滑动变阻器两端电压,两电流表测电路中电流,设P向右滑动前后电路中电流分别为I1、I2,因串联电路中总电压等于各分电压之和,因此,由I=可得,电压表a示数变化量
ΔU2=U滑﹣U滑′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=ΔIR1
则=R1,即a示数变化量与A2示数变化量比值不变,故B错误;
C.闭合S1、S3,断开S2,R2与滑动变阻器并联后再与R1串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器支路电流,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此,干路电流表A1示数不小于支路电流表A2示数,故C对;
D.闭合S1、S2、S3时,R2与滑动变阻器并联,R1和A1被短路,A1示数为0,滑片移动时电流表A1示数仍然为0,即示数不变,故D错误。
故选AC。
3.在探究“通过导体电流与导体电阻关系”试验中电流表取0~0.6A量程,电压表取0~15V量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻,先后与滑动变阻器R2串联,在能完毕试验前提下,下列判断对是( )
A.若电源电压4.5V不变,控制电压为3V,则变阻器R2最大阻值至少为10Ω
B.若变阻器R2最大阻值为20Ω,控制电压为2V,则电源选用范围是2~3V
C.若R2变阻器最大阻值为40Ω,电源电压为6V不变,则控制电压选用范围是2~6V
D.若电源电压6V不变,控制电压为2V,R2最大阻值为30Ω,则只能完毕三次试验
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于电源电压不变为4.5V,定值电阻两端电压保持为3V,则滑动变阻器两端电压一直为1.5V,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
则当定值电阻接入阻值最大为20Ω时,对应滑动变阻器接入阻值最大,为
故A对;
B.控制电压为2V,则电源电压最小为2V,此时滑动变阻器在整个试验接入阻值均为0,由串联分压可知,当定值电阻换用最大阻值时,滑动变阻器接入阻值越大,此时电源电压越大,则当定值电阻接20Ω,滑动变阻器滑到20Ω时,此时电源电压最大,此时电压之比等于电阻之比,则滑动变阻器两端电压也为2V,则最大电压为4V,则电源选用范围是2~4V,故B错误;
C.由于一直保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应对应增大,则当定值电阻接入最大阻值时,滑动变阻器滑到最大阻值处,可使定值电阻电压最小,此时电流为
则定值电阻两端最小电压为
由于电流表量程为0~0.6A,则电流最大为0.6A,当定值电阻阻值最小时,电流最大,则最大电压为
综合范围为2~3V,故C错误;
D.由于电源电压不变为6V,定值电阻两端电压保持为2V,则滑动变阻器两端电压一直为4V,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
则当滑动变阻器接入阻值最大为20Ω时,对应可进行试验最大阻值,为
则只能进行前三次试验,故D对。
故选AD。
4.在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,滑动变阻器滑片P从a端移到b端过程中,电压表与电流表达数变化规律如图乙所示。下列说法对是( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0阻值为8Ω
C.滑动变阻器调整范围为0﹣20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路总功率最大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
电路为定值电阻与滑动变阻器串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片P位于a端时,滑动变阻器接入阻值为0Ω,电路为定值电阻简单电路,则电压表达数为0V,由乙图可知此时电流为0.6A,则由欧姆定律可求电源电压为
U=I1R0=0.6A×R0
当滑片P位于b端时,滑动变阻器所有接入电路,由串联分压可知此时对应电压最大,由乙图可知此时电压表达数为4V,电流表达数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为
U=U0+U滑=0.2A×R0+4V
联立求解可得电源电压为6V,电阻R0阻值为10Ω,由于电源电压不变,则由 可知,当电路电阻最小时,电路总功率最大,即滑片位于a端,综合可知,故选C。
5.如图甲所示,是一定量水体积随温度变化图象;在盛水烧杯中固定一只压敏电阻(其阻值不受温度影响,阻值随压力增大而减小),与一电压表和两个合适阻值电阻、电源构成电路,如图乙所示.当给烧杯中水从0℃缓慢加热到10℃过程中(不考虑水质量变化影响),则电压表示数变化是( )
A.变大
B.变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
【答案】C
【解析】
【详解】
由图甲可知,0℃缓慢加热到10℃过程中,水体积先减小后增大,由ρ=可知,水质量一定期,水密度先增大后减小;由于压敏电阻在烧杯中位置一定,即压敏电阻下面水体积一定,并且压敏电阻下面部分水质量先增大后减小,则压敏电阻上面水质量先减小后增大,因此水平面上物体压力和自身重力相等,即压敏电阻受到压力先减小后增大;又由于压敏电阻阻值随压力增大而减小,因此电路中总电阻先增大后减小;由I=可知,电路中电流先减小后增大;由U=IR可知,定值电阻R1两端电压先减小后增大,即电压表示数先变小后变大,故选C。
6.试验中,某同学认为在没有电流表状况下,运用电压表和已知阻值定值电阻R0也可以测量未知电阻Rx阻值,并设计了电路图,下图中不可以实现测量Rx阻值电路图是()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关闭合时,R0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U1;当开关断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2;根据串联电路电流到处相等可列出等式
Rx可求出,故此电路可以测出Rx阻值;故A不符合题意;
B.当开关闭合时,Rx被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,RX与R0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过Rx电流,故此电路不能测出Rx阻值;故B符合题意;
C.当开关掷到1档时,只有RX接入电路,电压表达数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测Rx电压,设此时示数为U2,则此时R0两端电压为U1-U2,根据串联电路电流到处相等可列出等式
可求出出Rx,故此电路可以测出RX阻值;故C不符合题意;
D.当开关掷到1档时,只有R0接入电路,电压表达数等于电源电压,设此时示数为U1,当开关掷到2档时,Rx与R0串联,电压表测R0电压,设此时示数为U2,则此时RX两端电压为U1-U2,根据串联电路电流到处相等可列出等式
可求出出Rx,故此电路可以测出Rx阻值;故D不符合题意。
故选B。
7.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S后,当移动滑动变阻器R2滑片P位置时电流表A1示数与电流表A2示数比值变大,则( )
A.电压表V示数与电流表A1示数比值变小
B.只有电压表V示数不发生变化
C.电压表V示数与电流表A2示数比值变小
D.电压表V示数与电流表A2示数乘积变小
【答案】D
【解析】
【详解】
从图中可以看到,这是一种并联电路,当移动滑动变阻器R2滑片P位置时,电阻R1两端电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据可知,流过电阻R1电流大小不变,即电流表A1示数不变,而电流表A1示数与电流表A2示数比值变大,这阐明了电流表A2示数在变小,根据可知,电阻R2阻值在变大;
A.电压表V示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A1示数不变,那么电压表V示数与电流表A1示数比值也不变,A项不合题意;
B.由上述可知,电压表V示数不变,电流表A1示数也不变,B项不合题意;
C.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数比值在变大,C项不合题意;
D.电压表V示数不变,电流表A2示数在变小,那么电压表V示数与电流表A2示数乘积在变小,选项D符合题意。
8.已知甲、乙两灯额定电压均为6V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化曲线.现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一种灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路工作电流和电源最大电压为
A.0.5A 12V B.1.5A 12V C.1.5A 8V D.0.5A 8V
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
已知甲、乙两灯额定电压均为6V,由图可以看出:甲灯额定电流为1A,乙灯额定电流为0.5A.两灯串联后通过两灯电流相等,要使其中一种灯泡正常发光,并保证电路安全,正常发光应是额定电流较小乙灯,因此电路工作电流
I=0.5A。
由图可知
U甲=2V,U乙=6V,
则电源电压
U=U甲+U乙=2V+6V=8V。
答案为D.选项A、B、C不符合题意.
9.如图所示,电源电压不变,P置于中点,任意闭合开关,电路都是安全,下列说法对是( )
A.当开关S闭合,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表达数变小
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,滑片向a端滑动,电流表达A1数变大
C.当开关S、S1,S2都闭合时,滑片向b端滑动,A1示数与A2示数差值不变
D.当开关S闭合,S1,S2断开时,滑片向b端滑动,电压表达数变化量与A1示数变化量比值不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1电压,滑片向b端滑动,变阻器电阻变大,由电阻串联,电路总电阻变大,由欧姆定律,电路电流变小,根据,电压表达数变小,A对;
B.当开关S、S1闭合,S2断开时,为R3简单电路,滑片向a端滑动,电流表达A1测电路电流,由欧姆定律,电流表达A1数不变,B错误;
C.当开关S、S1,S2都闭合时,三个电阻并联,A2测R1、R2电流,A1测R1、R2、R3总电流,A1示数与A2示数差值,即通过R3电流,由欧姆定律,通过R3电流不变;
滑片向b端滑动,A1示数与A2示数差值不变,C对;
D.当开关S闭合,S1,S2断开时,三个电阻串联,电压表测R1电压,电流表测电路电流,由欧姆定律,电压表达数变化量与A1示数变化量比值即R1电阻大小,保持不变,D对;
故选ACD。
10.在如图甲所示电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2上标有“20Ω 0.5A",当滑片P由c点移到a端过程中,电压表达数U随滑动变阻器R2接入电路阻值变化状况如图乙所示,R1最小功率是0.4 W。在保证电路元件安全条件下,下列说法对是( )
A.电源电压为5 V B.R1阻值为20Ω
C.R2接入电路最小阻值为2Ω D.R2最小功率是0.8 W
【答案】C
【解析】
【分析】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;
(1)根据P=I2R可知:电路中电流最小时R1功率最小,因此当R1功率最小时滑动变阻器连入电路电阻最大,即在a点,由图乙可知,R2为20Ω时,电压表示数为2V,根据P=UI求出此时电路电流,然后根据欧姆定律求出两端电压,根据串联电路电压特点即可求出电源电压;
(2)根据欧姆定律求出R1阻值;
(3)由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中最大电流为0.5A,根据欧姆定律求出电路中最小电阻,运用电阻串联特点即可求出R2接入电路最小阻值;
(4)根据电路中电流变化范围,运用P=UI求出滑动变阻器功率变化范围,据此得出R2最小功率。
【详解】
由图甲所示电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测定值电阻R1两端电压;
A.由于R1是定值电阻,根据P=I2R可知,电路中电流最小时R1功率最小,当电流最小时滑动变阻器连入电路电阻最大,则由图乙知,滑动变阻器连入电路电阻为20Ω,此时电压表示数为2V,根据P=UI可得,此时电路电流
根据和串联电路电压特点可得电源电压
故A错误;
B.根据可得R1阻值
故B错误;
C.由于滑动变阻器R2上标有“20Ω0.5A”,则电路中最大电流为0.5A,根据可得最小总电阻
则此时滑动变阻器最小阻值为
故C对;
D.由前面解答可知,电路中电流取值范围为0.2A∼0.5A,滑动变阻器消耗功率
因此当时,即I=0.3A时,R2功率最大P最大=0.9W;根据前面推出变阻器消耗功率与电流二次函数体现式作出P−I图像,如图所示:
根据图像可知,当电流最大为0.5A时,滑动变阻器消耗电功率最小,滑动变阻器消耗最小电功率
故D错误。
故选C。
11.如图所示电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V 8W”小灯泡L恰好正常发光;若保持定值电阻R不变,将L换成另一只标有“8V 4W”小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗实际功率
A.不小于4W B.等于4W C.不不小于4W D.无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式可知,当额定电压相似时,额定功率越大,电阻越小,因此“8V 8W”灯泡电阻小,“8V 4W”灯泡电阻大;根据串联电路电阻分压特点可知,改接后,灯泡两端电压变大,不小于8V,因此这只灯泡消耗功率不小于4W.
12.图甲是某温度报警器原理图,阻值不计报警器在电流达到某一值时开始报警,超过10mA时将损坏;热敏电阻R1阻值随温度变化关系如图乙所示。滑动变阻器规格为“200Ω 2A”,滑动变阻器接人电路阻值为100Ω时,此报警器在温度为37℃时开始报警。则下列选项对是( )
A.报警器开始报警时电路电流最小值为4mA
B.报警器开始报警时电路总功率为0.015W
C.将P向左移,可提高该电路开始报警时温度
D.运用此电路,不能将开始报警时温度设定为42°C
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据乙图图像可以懂得当温度为37℃时,R1阻值为500Ω,此时电流
故A错误;
B.报警时电路总功率为
故B对;
C.报警时电流不变,因此总电阻为600Ω不变,当P向左移时滑动变阻器电阻变小,因此R1将变大,由乙图可知,报警温度将变低,故C错误;
D.当温度为42℃时,R1为400Ω,因此滑动变阻器阻值为200Ω,可以达到,故D错误。
故选B。
13.明明设计了一种自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R是定值电阻,R′是滑动变阻器,其中可以实现身高越高,电压表达数越大,并且示数与身高成正比电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,电压表测是电源电压,身高越高,电压表达数还是不变,这与题意不符合,A项不合题意;
B.从图中可以看到,身高越高时,电压表测量电阻阻值越大,根据可知,电压表达数越大,设人身高是,由题意可知,可得到
由此式可知电压表达数与身高成正比,选项B符合题意;
C.从图中可以看到,这是一种串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端电压越大,电压表示数越大,可得到关系式
可知电压表达数与身高不成正比,C项不合题意;
D.从图中可以看到,这是一种串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端电压越大,电阻R两端电压越小,即电压表示数越小,这与题意不符合,D项不合题意;
故选B。
14.如图所示电路中,电源电压恒定,为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下图像中不对是( )
A.电压表达数随电流表达数变化图像
B.电流表达数随变阻器变化图像
C.变阻器功率和定值电阻功率比值Q随变阻器电阻R变化
图像
D.电流表达数变化量△I随电压表达数变化量△U变化图像
【答案】B
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,定值电阻R和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表示数是,电压表示数是,电源电压大小是,由题意可以得到
化简可得到
和大小不变,可知电压与是一次函数关系,A对,不合题意;
B.设电流表示数是,滑动变阻器电阻大小是,电源电压大小是,由欧姆定律可以得到
变换可得
从这条式子可以看到,伴随滑动变阻器电阻增大,电流表示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B错误,符合题意;
C.由题意可知,变阻器功率是,定值电阻功率是,那么变阻器功率和定值电阻功率比值是
从这条式子可以看到,Q与 R成正比,那么它关系图像是一条过原点直线,C对,不合题意;
D.设滑动变阻器接入电路中阻值在变小,从变小到,那么电流表达数变化量是
同样可以懂得电压表达数变化量是
即
从这条式子可以懂得,电流表达数变化量△I随电压表达数变化量△U变化图像是一条过原点直线,D对,不合题意。
15.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻影响)。在保证电路各元件安全状况下,移动滑动变阻器滑片,下列选项对是( )
A.小灯泡额定电流是0.6A
B.电流表示数变化范围是0.3A~0.6A
C.电压表示数变化范围是2V~3V
D.滑动变阻器连入电路阻值变化范围是6Ω~10Ω
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.小灯泡L标有“2.5V 1.25W”,由
得小灯泡额定电流为
A选项错误;
BCD.由于不考虑温度对灯丝电阻影响,则根据欧姆定律得灯泡电阻
串联电路电流值到处相等,则电路中最大电流
此时滑动变阻器接入电路电阻最小,其两端电压也最小。根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为
此时滑动变阻器接入电路最小阻值为
当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表达数最大,电路电流最小。由题知
则电路最小电流
此时滑动变阻器两端最大电压
由此得电流表示数变化范围是0.3A~0.5A,电压表示数变化范围是2V~3V,滑动变阻器连入电路阻值变化范围是4Ω~10Ω。BD选项错误,C选项对。
故选C。
16.在如图所示电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器R2滑片P从最右端移到中间某个位置,R1、R2两端电压和电路中电流示数分别变化了△U1、△U2和△I(皆绝对值),则△U1______△U2(选填“不小于”、“不不小于”或“等于”),再向左移动,△U2和△I比值将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。( )
A.不小于 减小 B.不小于 不变 C.不不小于 增大 D.不不小于 不变
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,设滑片移动前后电路中电流分别为I1、I2,则:
△I=I2-I1,
由欧姆定律可得,电路中电流为I1时,此时电压分别为:
U1=I1R1,
U2=U-U1-UL=U-I1R1-I1RL,
电路中电流为I2时,电压分别为:
U1′=I2R1,
U2′=U-U1′- UL =U-I2R1-I2RL,
那么:
△U1=U1′-U1 =I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=△IR1,
即:
,
因此,△U1和△I比值不变;
△U2=U2′-U2=( I1-I2)( R1+RL)=△IR1+△IRL=△U1+△IRL,
则△U1<△U2;
故选D。
17.如图甲是一种用电压表示数反应温度变化电路图,其中电源电压 U=4.5 V,电压表量程为 0~3 V,R0是阻值为 200 Ω定值电阻,R1 是热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图乙所示。闭合开关 S,下列说法对是( )
A.环境温度越高,电压表示数越小
B.电压表达数变化范围 0~3V
C.此电路容许最高环境温度为 80℃
D.环境温度越高,R1 消耗电功率越大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,R1与R0串联,电压表测R0两端电压;
A.由图乙可知,环境温度越高时,热敏电阻R1阻值越小,电路中总电阻越小,由可知,电路中电流越大,由可知,R0两端电压越大,即电压表示数越大,故A错误;
B.由图乙可知,R1与t关系为一次函数,设
把R1=250Ω、t=20℃和R1=200Ω、t=40℃代入可得
,
解得k=-2.5Ω/℃,b=300Ω,即
当t=0℃时,热敏电阻阻值R1=300℃,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此,电路中电流
此时电压表示数
因此,电压表达数变化范围为1.8V~3V,故B错误;
C.当电压表示数时,热敏电阻阻值最小,测量环境温度最高,因串联电路中各处电流相等,因此,此时电路中电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,因此,此时热敏电阻两端电压
则此时热敏电阻阻值
由图像可知,此电路容许最高环境温度为80℃,故C对;
D.热敏电阻阻值为R1时,电路中电流
R1消耗电功率
当R1=R0=200Ω时,热敏电阻消耗电功率最大,因环境温度升高时,热敏电阻阻值从300Ω减小到100Ω,因此,R1消耗电功率先增大后减小,故D错误。
故选C。
18.如图所示电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器 R 规格为“40Ω 1A”,定值电阻 R1规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器 R 滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗功率之比为 8:9。则下列判断对是( )
① 只闭合开关 S、S1,将 R 滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表达数变化量和电流表达数变化量比值不变
② 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路阻值范围是 2Ω~40Ω
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,定值电阻 R1 功率变化范围是 0.144W~0.9 W
④ 定值电阻 R2 阻值是10Ω
A.① ② B.① ③ C.② ④ D.① ④
【答案】B
【解析】
【详解】
① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测R1电压,将R滑片 P 从中点向右移动一段距离,由可知,两次电压表读数分别是、,两式相减,可得到
即,可得到,由于R1是定值电阻,因此电压表达数变化量和电流表达数变化量比值不变,① 对;
② 滑动变阻器R规格为“40Ω 1A”,表达R最大电阻是40Ω,容许通过最大电流是1A,定值电阻R1规格是“10Ω 0.5A”,表达R1电阻是10Ω,容许通过最大电流是0.5A,由串联电路电流规律可知,电路最大电流只能是0.5A,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V,由串联电路电压规律可知,变阻器最小电压是
由分压原理可知,变阻器连入电路最小电阻,电路是串联,根据欧姆定律可知此时电路电流是
变阻器连入电路电阻越大,电压表示数越小,电路电流越小,因此变阻器连入电路最大电阻是,故只闭合开关S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,根据可知,当电压最小时,其功率也最小,当电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器接入电路阻值范围是40Ω时,电压表示数最小,由分压原理可知,此时电压为电压4倍,由串联电路电压规律可知,最小电压是
这时定值电阻最小功率是
电压表示数最大为3V,这时定值电阻最大功率是
因此定值电阻功率变化范围是0.144W~0.9 W,③ 对;
④ 只闭合开关 S、S2,则与变阻器串联,电流表测电路电流,电压表测电压,滑动变阻器滑片分别在B端和中点时,R消耗功率之比为8:9,根据可知
解得;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
解得,④ 错误。
故选B。
19.如图a所示是电阻甲和乙I—U图像,下列说法不对是( )
A.电阻甲为定值电阻,电阻乙阻值伴随温度升高而减小
B.当电阻甲两端电压为1V时,R甲=5Ω,此时甲实际电功率为0.2W
C.如图b所示,当开关闭合,电路电流为0.5A时,电路总电阻是10Ω
D.如图c所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路总功率为0.8W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)根据欧姆定律可知,电阻一定期,通过电阻电流与电阻两端电压成正比,据此结合图像分析甲、乙电阻与否变化,再根据乙电阻热功率与阻值关系分析作答;
(2)由图像可知,当甲两端电压为1V时对应电流,根据欧姆定律求出R甲,根据求出此时甲实际电功率;
(3)甲和乙串联,由图b读出电路电流为0.5A时甲和乙电阻两端电压,运用欧姆定律可求出R乙,根据串联电路电阻特点可得总电阻;
(4)甲和乙并联,由图c读出电源电压为2V时甲和乙电阻对应电流,再根据并联电路电流特点得出总电流,再根据求出此时电路总功率。
【详解】
A.由图a可知,甲对应电流与电压成正比,根据欧姆定律可知甲电阻阻值不变;伴随电压增长,乙电阻热功率增长,温度升高,其阻值变小,故A对,不符合题意;
B.由图a可知,当甲两端电压为1V时,通过电流为0.2A,根据欧姆定律可得
此时甲实际电功率
故B对,不符合题意;
C.如图b所示,甲、乙串联,通过两电阻电流相等,当电路电流为0.5A时,由图a可知,甲和乙两端电压均为2.5V,根据可知,此时甲乙阻值相似,则电路总电阻
故C对,不符合题意;
D.如图c所示,甲、乙并联,两电阻两端电压相等,当电源电压为2V时,由图a可知
,
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流
则此时电路总功率
故D错误,符合题意。
故选D。
20.如图是小成测量未知电阻Rx试验电路,电源两端电压不变,其中R0为阻值已知定值电阻.当开关S、S1闭合,开关S2断开时,电流表达数为I1;当开关S、S2闭合,开关S1断开时,电流表达数为I2.则下列四个选项中,Rx体现式对是( )
A.Rx=R0 B.Rx=
C.Rx= D.Rx=R0
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx并联,电流表测干路电流,记为I1,当开关S、S2闭合,开关S1断开时,R0与Rx并联,电流表测R0支路电流,示数为I2,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此,通过Rx电流:Ix=I1-I2,因并联电路中各支路两端电压相等,电源电压:U=I2R0,,则Rx阻值:Rx=
故选C。
展开阅读全文