资源描述
欧姆定律(菁3)
1.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,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.1:2 C.3:2 D.2:3
2.如图所示,电源电压恒为8V,电压表量程为0~3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“6V 3W”字样.若闭合开关,两电表示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不超过额定值,不考虑灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.电流表的量程应选0~3A B.电压表示数的变化范围0~3V
C.滑动变阻器的阻值变化范围4Ω~7.2Ω D.滑动变阻器的最大功率为1W
3.某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出Rx阻值的是( )
A. B. C.D.
4.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,灯泡的电阻及实际功率约为( )
A.24Ω 0.67W B.20Ω 0.8W C.24Ω 0.96W D.20Ω 0.67W
5.如图所示的电路中,S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表,I甲:I乙=1:3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,则下列说法正确的是( )
A.电阻大小之比R1:R2=2:1
B.当S1闭合S2断开时,通过R1和R2的电流之比为I1:I2=1:2
C.S1、S2闭合时,甲乙电压表示数之比U甲:U乙=3:1
D.总功率之比P1:P2=9:2
6.如图所示,电源电压不变,当只闭合S1时,电流表A1示数为I1,电流表 A2 示数为I2.当开关S1、S2都闭合时,电流表A1示数为I1',电流表A2 示数为I2′,I2:I1=2:3,I2′:I1′=4:7,则电阻R1:R2:R3的比值为( )
A.2:3:4 B.3:4:7 C.2:1:4 D.4:2:1
7.如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2;只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3,则R1与R2的电阻之比为( )
A.3:5 B.2:3 C.4:3 D.5:3
8.(2014•贺州)如图所示是A、B两定值电阻的I﹣U图象,若把A、B电阻串联在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.通过A、B电阻的电流之比是2:1
B.A的阻值大于B的阻值
C.A、B电阻的两端电压之比是1:2
D.A、B电阻的电功率之比是1:4
9.三个相同的定值电阻都标有“10W 10Ω”字样,它们的连接情况如图所示,若将它们接入电路,在保证三个电阻都安全的前提下,AB两端的电压最高不能超过( )
A.20V B.15V C.10V D.5V
10.如图甲所示,电源电压不变,R1=10Ω,滑动变阻器R2标有“5Ω 1A”字样.当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,电流表的示数为0.4A;当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,灯泡正常发光;当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,电压表的示数为3V;如图乙是灯泡的电流﹣﹣电压图象,下列说法正确的是( )
A.电源电压6V B.灯泡的额定功率是4.8W
C.灯泡正常发光时,灯丝电阻是5Ω
D.当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,灯泡的功率为1.8W
11.请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据,判断分析,该电路可能是电路图中的( )
U/V
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B. C. D.
12.如图甲所示的电路中,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为6V B.R2=20Ω时,电压表示数为4V
C.该电路的最大功率为3.6W
D.P在b端时,电阻R1的功率为0.1W
13.一段导体两端电压是10V时,导体中的电流是0.5A,此导体的电阻是 Ω.如果导体两端的电压降到1V,导体的电阻是 Ω.
14.阻值为10Ω的一段导体,两端加4V电压时,通过它的电流为 A,当它两端的电压减小到2V时,它的电阻为 Ω.
15.电阻R1=5Ω,R2=10Ω,将它们串联在电路中,R1,R2两端的电压之比U1:U2为 ;若将它们并联在电路中,通过R1,R2的电流之比I1:I2为 .
16.如图电路中,灯泡的规格为“6V 2W”,闭合开关,灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,此时电压表的示数 ,电流表的示数 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”).电源电压为 V.
17.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω.
18.如图所示,是某同学根据实验数据分别绘制的R1和R2的I﹣U图象.下列说法正确的是
A.当两个电阻串联时,R1两端的电压较大
B.当两个电阻串联时,R2消耗的功率较小
C.当两个电阻并联时,通过R1的电流较大
D.当两个电阻并联时,R1消耗的功率较小
说明选择理由: .
19.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3,则R1:R2= ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙= .
20.若将分别标有“3V 3W”、“6V 3W”字样的两灯串联接入电路时,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 V,标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率是 W.(灯丝电阻值不变)
21.一个标有“6V 3W”的灯泡接在9V的电源上,要使它正常发光,还应串联一个阻值为 Ω的电阻,此电路工作2分钟一共消耗 J的电能.
22.如图所示的电路中,电源两端的电压不变,定值电阻R的阻值为R0.闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.断开开关S,把电阻R换成阻值为3R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为 Ω.
23.通过两电路元件A和B的电流与其两端电压的关系如图,则元件A的电阻为 Ω,将A和B串联后接在某一电路中,已知电路中电流为0.2A,则电源电压为 V.
24.如图所示的电路中,灯泡的电阻RL=12Ω,正常发光时的电压为12V,R2=12Ω,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2A,这时灯泡正常发光.
(1)求电源电压;R1的阻值;(2)当开关都断开时,灯泡两端的电压.
25.在图(a)所示的电路中,滑动变阻器R2是规格为“20Ω,2A”和“5Ω,3A”中的一个,闭合电键S,当变阻器连入电路恰好为其最大阻值的一半时,电流表的示数为0.3安,此时:
①若电阻R1的阻值为20欧,求R1两端的电压U1.
②若在电路中正确连入两个电压表,示数分别如图(b),(c)所示,请通过计算判断所用变阻器R2的规格,并求出电阻R1消耗的电功率P1.
26.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω.
求:(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,求此时电流表的示数. (2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压.
27.如图,电阻R1:R2=3:2.闭合开关S后,R1、R2两端电压之比为U1:U2= :电流表A1、A2的示数之比I1:I2= .
28.如图所示电路中定值电阻R1=5Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变.当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值.
参考答案与试题解析
1.(2014•福州)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1、L2都能正常工作,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.1:2 C.3:2 D.2:3
【解答】解: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B.
2.(2014•达州)如图所示,电源电压恒为8V,电压表量程为0~3V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“6V 3W”字样.若闭合开关,两电表示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不超过额定值,不考虑灯丝电阻变化,则下列说法正确的是( )
A.电流表的量程应选0~3A
B.电压表示数的变化范围0~3V
C.滑动变阻器的阻值变化范围4Ω~7.2Ω
D.滑动变阻器的最大功率为1W
【解答】解:从图中可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量灯泡电流;
根据P=UI得:IL===0.5A,由欧姆定律得:灯泡的电阻:RL===12Ω;
∵电流表测量灯泡的电流,灯泡两端电压不允许超过额定值,也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流,即电路中的最大电流Imax=IL=0.5A; 则电流表的量程应选0~0.6A,故A错误;
由于滑动变阻器与灯泡串联,滑动变阻器两端电压的最小电压为URmin=U﹣Umax=8V﹣6V=2V,
由欧姆定律得:滑动变阻器接入电路中的最小阻值Rmin===4Ω;
由于电压表量程为0~3V,所以当电压表示数为3V时,
根据串联电路的电压特点可知:
灯泡两端的电压ULmin=U﹣URmax=8V﹣3V=5V,
∴电路中的电流为Imin===A,
滑动变阻器接入电路中的最大电阻Rmax===7.2Ω<20Ω;
∵滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,
滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4~7.2Ω,故C正确;
则电压表示数的变化范围2~3V,故B错误;
由题意可知,两电表示数均不超过所选量程,灯泡两端的电压不超过额定值,
当变阻器电压取到最大电压为3V时(电压表量程为3V),灯就有最小电压UL=U﹣UP=8V﹣3V=5V,
此时电流最小I最小===A,
最大电流不是0.6A而是灯在额定电压下的电流,I最大===0.5A,
电路中电流范围A~0.5A,
滑动变阻器的功率:
P滑=(U﹣RLI)I
=UI﹣RLI2
=8V×I﹣12Ω×I2
=﹣12Ω(I2﹣I)
=﹣12(I2﹣I+)+(不写单位)
=﹣12(I﹣)2+,
可见在I=A时功率最大,
而I=A=A比最小的A还小,不在电流取值范围之内,所以只有选最接近于的,
这样P滑=﹣12Ω×(A﹣A)2+W=1.25W.故D错误.
故选C.
3.(2014•本溪)某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻Rx的阻值,其中电源电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出Rx阻值的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:A.两电阻串联,电压表测R0两端的电压,滑动变阻器处于最大阻值处时可以测出两端的电压,但其它位置无法测出或准确知道滑动变阻器接入电路中的电阻,所以无法利用串联电路的特点和欧姆定律求出Rx的阻值,故A不正确;
B.两电阻串联,分别利用电流表测出滑片位于最大阻值处和0Ω时电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值,故B正确;
C.当开关S1闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压,当S1断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出Rx的阻值,故C正确;
D.当开关S2闭合或断开时,电压表始终测电源的电压,无法得出Rx两端的电压的通过的电流,测不出Rx的阻值,故D不正确.
故选BC.
4.(2014•临沂)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,灯泡的电阻及实际功率约为( )
A.24Ω 0.67W B.20Ω 0.8W C.24Ω 0.96W D.20Ω 0.67W
【解答】解:∵三只灯泡串联且规格相同,
∴它们的电流和电阻都相同,即这三只灯泡两端分得的电压都相同,
∴三只灯泡串联接在12V的电源两端时,每只灯泡两端的电压都为U=4V;
由图象可知,当U=4V时,I=0.2A,
则小灯泡的电阻:R===20Ω,
小灯泡的实际电功率:P=UI=4V×0.2A=0.8W.
故选B.
5.(2014•哈尔滨)如图所示的电路中,S1闭合S2断开时,甲、乙是电流表,I甲:I乙=1:3,此时电路的总功率为P1;当S1、S2都闭合时,甲、乙是电压表,此时电路的总功率为P2,则下列说法正确的是( )
A.电阻大小之比R1:R2=2:1
B.当S1闭合S2断开时,通过R1和R2的电流之比为I1:I2=1:2
C.S1、S2闭合时,甲乙电压表示数之比U甲:U乙=3:1
D.总功率之比P1:P2=9:2
【解答】解:(1)当S1闭合S2断开时,R1、R2并联,甲测R2支路电流,乙测干路电流,
则I甲=I2,I乙=I1+I2,
∵I甲:I乙=1:3,
∴I2:(I1+I2)=1:3,
∴I1:I2=2:1,故B错误;
∵U1=U2,
∴由欧姆定律得:R1:R2=:=I2:I1=1:2,故A错误;
(2)当S1、S2都闭合时,甲、乙都是电压表,R1、R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
∵串联电路中电流处处相等,
∴根据欧姆定律得:
甲电压表示数U甲′=I(R1+R2),
乙电压表示数U乙′=IR2,
∴U甲′:U乙′=I(R1+R2):IR2=(R1+R2):R2=(1+2):2=3:2,故C错误;
(3)∵P1=+,P2=,
∴P1:P2=(+):=(R1+R2)2:R1R2=(1+2)2:1×2=9:2,故D正确.
故选D.
6.(2014•鄂州)如图所示,电源电压不变,当只闭合S1时,电流表A1示数为I1,电流表 A2 示数为I2.当开关S1、S2都闭合时,电流表A1示数为I1',电流表A2 示数为I2′,I2:I1=2:3,I2′:I1′=4:7,则电阻R1:R2:R3的比值为( )
A.2:3:4 B.3:4:7 C.2:1:4 D.4:2:1
【解答】解:当只闭合S1时,R3未接入电路,R1、R2并联,电流表A1测干路电流I,电流表A2测支路R2的电流,
∵I2:I=2:3,I=I1+I2,
∴I2:I1=2:1,即I2=2I1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当S1、S2都闭合时,R1、R2和R3并联,电流表A1测干路电流I′,电流表A2测支路R2的电流I2′,
所以I′=I1′+I2′+I3,
因电源电压和R1、R2阻值都不变,I1′=I1,I2′=I2,
则由①可知:I2′=2I1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
∵I2′:I1′=4:7,
∴(I1′+I3):I2′=3:4﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
由②③得:I3=I1
∴R1:R2:R3=::=::=2:1:4.
故选C.
7.(2014•泉州)如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表V1与V2的示数之比为3:2;只闭合开关S2时,电压表V1与V2的示数之比为5:3,则R1与R2的电阻之比为( )
A.3:5 B.2:3 C.4:3 D.5:3
【解答】解:只闭合开关S1时,电阻R1与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R1两端电压;
因为电压表V1、V2示数之比为3:2,即U:U1=3:2,则U1:U0=2:1,
根据串联分压原理可知:R1:R0=U1:U0=2:1,∴R1=2R0;
只闭合开关S2时,电阻R2与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端电压;
因为电压表V1、V2示数之比为5:3,即U:U2=5:3,则U2:U0′=3:2,
根据串联分压原理可知:R2:R0=U2:U0′=3:2,∴R2=R0;
∴R1:R2=2R0:R0=4:3.
故选C.
8.(2014•贺州)如图所示是A、B两定值电阻的I﹣U图象,若把A、B电阻串联在同一电路中,下列说法正确的是( )
A.通过A、B电阻的电流之比是2:1
B.A的阻值大于B的阻值
C.A、B电阻的两端电压之比是1:2
D.A、B电阻的电功率之比是1:4
【解答】解:(1)由图象可知,通过两电阻的电流与两端的电压成正比即两电阻是定值电阻,且UA=UB=3V时,IA=0.6A,IB=0.3A;
根据欧姆定律可得,两电阻的阻值分别为:RA===5Ω,RB===10Ω,所以A的电阻值小于B的电阻值,故A错误;
(2)因为串联电路中各处的电流相等,所以通过A、B电阻的电流之比是1:1,故A不正确;
A、B电阻的两端电压之比:====,故C正确;
由P=I2R可知,A、B电阻的电功率之比:===,故D不正确.
故选C.
9.(2014•遂宁)三个相同的定值电阻都标有“10W 10Ω”字样,它们的连接情况如图所示,若将它们接入电路,在保证三个电阻都安全的前提下,AB两端的电压最高不能超过( )
A.20V B.15V C.10V D.5V
【解答】解:由P=可知,电阻额定电压:U===10V,电阻额定电流:I===1A,
由图示电路图可知,两电阻先并联再与第三个电阻串联,为保证安全,电路最大电流为I=1A,
通过并联电路每支路的电流为I′=0.5A,AB两端最大电压:
UAB=I′R+IR=0.5A×10Ω+1A×10Ω=15V;
故选:B.
10.(2014•本溪)如图甲所示,电源电压不变,R1=10Ω,滑动变阻器R2标有“5Ω 1A”字样.当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,电流表的示数为0.4A;当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,灯泡正常发光;当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,电压表的示数为3V;如图乙是灯泡的电流﹣﹣电压图象,下列说法正确的是( )
A.电源电压6V
B.灯泡的额定功率是4.8W
C.灯泡正常发光时,灯丝电阻是5Ω
D.当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,灯泡的功率为1.8W
【解答】解:A、由图甲所示电路图可知,当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S1时,两电阻串联接在电源两端,电源电压:U=I1(R1+R2)=0.4A×(10Ω+5Ω)=6V,故A正确;
B、由图甲所示可知,当R2的滑片P在a端且同时闭合S、S1、S2时,R1与灯泡并联在电源两端,此时灯泡正常发光,则灯泡额定电压UL=U=6V,由图乙所示图象可知,电压为6V时,通过灯泡的电流为0.8A,则灯泡额定功率P=ULI=6V×0.8A=4.8W,故B正确;
C、由I=可知,灯泡正常发光时灯丝电阻:R===7.5Ω,故C错误;
D、由图甲所示电路图可知,当R2的滑片P在b端且只闭合开关S、S2时,滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器与灯泡串联,由题意可知,此时电压表示数为3V,及滑动变阻器两端电压为3V,灯泡两端电压为:6V﹣3V=3V,由图乙所示图象可知,电压为3V时,通过灯泡的电流为0.6A,此时灯泡的实际功率P=UL′I′=3V×0.6A=1.8W,故D正确;
故选ABD.
11.(2014•咸宁)请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据,判断分析,该电路可能是电路图中的( )
U/V
1.0
1.5
2.0
2.2
2.5
2.7
I/A
0.20
0.30
0.40
0.44
0.50
0.54
A. B. C. D.
【解答】解:
A、B、因为电压表的示数可以变化,而A、B中的电压表测量电源电压,示数不变,不符合题意;
C、中的电压表测得是滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器的阻值变大时,电压表示数变大,而电流表示数变小,与表格提供数据规律不一致,不符合题意;
D、中的电压表测得是定值电阻两端的电压,当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,符合题意.
故选D.
12.(2014•绥化)如图甲所示的电路中,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.电源电压为6V
B.R2=20Ω时,电压表示数为4V
C.该电路的最大功率为3.6W
D.P在b端时,电阻R1的功率为0.1W
【解答】解:由图甲所示电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压;
A、由图甲所示电路可知,滑片在a端时,只有定值电阻接入电路,电压表测电源两端电压,由图乙所示图象可知,电源电压U=6V,故A正确;
B、由图示图象可知,R2=20Ω时,电压表示数为2V,故B错误;
C、由图示图象可知,R2=20Ω时,电压表示数为2V,电路电流:I====0.2A,定值电阻阻值:R1===10Ω,当滑片在a端时电路功率最大,最大功率:P===3.6W,故C正确;
D、P在b端时,电路电流I===0.1A,此时电阻R1的功率P1=I2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W,故D正确;
故选ACD.
二、填空题(共11小题)
13.(2014•永州)一段导体两端电压是10V时,导体中的电流是0.5A,此导体的电阻是 Ω.如果导体两端的电压降到1V,导体的电阻是 Ω.
【解答】解:由公式I=得,
导体的电阻:R===20Ω.
因为电阻是导体本身的一种性质,其大小与电压和电流无关,
所以当导体两端的电压降到1V时,导体电阻的大小不变,仍为20Ω.
故答案为:20;20.
14.(2014•阜新)阻值为10Ω的一段导体,两端加4V电压时,通过它的电流为 A,当它两端的电压减小到2V时,它的电阻为 Ω.
【解答】解:当导体两端加4V电压时,通过它的电流:
I===0.4A,
因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,
所以,当导体两端的电压减小到2V时,导体的电阻仍为10Ω不变.
故答案为:0.4;10.
15.(2014•凉山州)电阻R1=5Ω,R2=10Ω,将它们串联在电路中,R1,R2两端的电压之比U1:U2为 ;若将它们并联在电路中,通过R1,R2的电流之比I1:I2为 .
【解答】解:将它们串联在电路中,
U1:U2=R1:R2=5:10=1:2;
将它们并联在电路中,
I1:I2=R2:R1=2:1.
故答案为:1:2;2:1.
16.(2014•抚顺)如图电路中,灯泡的规格为“6V 2W”,闭合开关,灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,此时电压表的示数 ,电流表的示数 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”).电源电压为 V.
【解答】解:由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端电压,电流表测通过滑动变阻器的电流,
滑片向右滑动时,电源电压不变,电压表示数不变,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器两端电压不变,
由欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小,电流表示数变小;
滑片移动时,灯泡两端电压不变,灯泡实际功率不变,灯泡亮度不变;
灯泡两端电压等于电源电压,灯泡正常发光,灯泡电压等于额定电压6V,则电源电压为6V;
故答案为:不变;变小;不变;6.
17.(2014•乐山)如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为 V,R1的阻值为 Ω.
【解答】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I1=1.2A,
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=I1R1=1.2A×R1,
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,由右图可知,I2=0.4A,U2=4V,
滑动变阻器的最大阻值:
R2===10Ω,
串联电路中总电压等于各分电压之和,
电源的电压:U=I2R1+U2=0.4A×R1+4V,
电源的电压不变,
1.2A×R1=0.4A×R1+4V,
解得:R1=5Ω,
电源的电压U=1.2A×R1=1.2A×5Ω=6V.
故答案为:6;5.
18.(2014•宁夏)如图所示,是某同学根据实验数据分别绘制的R1和R2的I﹣U图象.下列说法正确的是
A.当两个电阻串联时,R1两端的电压较大 B.当两个电阻串联时,R2消耗的功率较小
C.当两个电阻并联时,通过R1的电流较大 D.当两个电阻并联时,R1消耗的功率较小
说明选择理由: .
【解答】解:当两个电阻串联时,通过两个电阻的电流相等,由图象可得,通过两个电阻的电流相等时,R2两端的电压较大,故A错误;根据P=UI可知:R1消耗的功率较小,故B错误;
当两个电阻并联时,则两个电阻两端的电压相等,由图象可得,两个电阻两端的电压相等,通过R1的电流较大,故C正确;根据P=UI可知:R1消耗的功率较大,故D错误,
故答案为:C;当两个电阻并联时,两个电阻两端的电压相等,由图象可得,两个电阻两端的电压相等,通过R1的电流较大.
19.(2014•绥化)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3,则R1:R2= ;当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:I乙= .
【解答】解:由电路图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测串联总电压,乙测R2两端电压,
两表的示数之比U甲:U乙=5:3,设R2两端两端电压为3U,则R1两端电压为5U﹣3U=2U,两电阻串联,电阻阻值之比:
====;
由电路图可知,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两电阻并联,甲测通过R2的电流,乙测干路电流,
两表示数之比:=====;
故答案为:2:3;2:5.
20.(2014•眉山)若将分别标有“3V 3W”、“6V 3W”字样的两灯串联接入电路时,在长时间工作过程中,允许加在它们两端的最高电压是 V,标有“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率是 W.(灯丝电阻值不变)
【解答】解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:
I1===1A,I2===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===3Ω,R2===12Ω,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,两灯泡串联时,电路中的最大电流I=0.5A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,允许加在它们两端的最高电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(3Ω+12Ω)=7.5V,
此时“3V 3W”字样的灯实际消耗的电功率:
P1′=I2R1=(0.5A)2×3Ω=0.75W.
故答案为:7.5;0.75.
21.(2014•凉山州)一个标有“6V 3W”的灯泡接在9V的电源上,要使它正常发光,还应串联一个阻值为 Ω的电阻,此电路工作2分钟一共消耗 J的电能.
【解答】解:电阻R和灯泡L串联;灯泡的电阻RL===12Ω;
灯泡正常工作时电路中的电流:I===0.5A;
电阻R两端的电压:UR=U﹣U1=9V﹣6V=3V;
电阻R的阻值:R===6Ω;
该电路工作2min消耗的电能W=UIt=9V×0.5A×120s=540J.
故答案为:6;540.
22.(2014•北京)如图所示的电路中,电源两端的电压不变,定值电阻R的阻值为R0.闭合开关S,当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.断开开关S,把电阻R换成阻值为3R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,则此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为 Ω.
【解答】解:设电源电压为U,此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R,
由“当滑动变阻器接入电路中的电阻值为10Ω时,电压表的示数为U0.”根据串联电路电流处处相等可得,﹣﹣﹣﹣①,
当“电阻R换成阻值为3R0的另一定值电阻,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置使电压表的示数仍为U0,”
则=﹣﹣﹣﹣②,
由①②解得R=30Ω.
故答案为:30.
23.(2014•绥化)通过两电路元件A和B的电流与其两端电压的关系如图,则元件A的电阻为 Ω,将A和B串联后接在某一电路中,已知电路中电流为0.2A,则电源电压为 V.
【解答】解:由图示图象可知,电阻阻值:
RA===5Ω;
由图示图象可知,I=0.2A时,
UA=1V,UB=2V,
则电源电压:U=UA+UB=1V+2V=3V;
故答案为:5;3.
三、解答题(共7小题)
24.(2014•青海)如图所示的电路中,灯泡的电阻RL=12Ω,正常发光时的电压为12V,R2=12Ω,当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2A,这时灯泡正常发光.
(1)求电源电压;R1的阻值;
(2)当开关都断开时,灯泡两端的电压.
【解答】解:(1)开关S1、S2都闭合时的等效电路图如图1所示,
此时灯泡正常发光,电源电压U=UL=12V;
通过灯泡的电流:IL===1A,
通过R1的电流:I1=I﹣IL=1.2A﹣1A=0.2A,
R1的阻值:R1===60Ω;
(2)开关S1、S2都断开时的等效电路图如图2所示,
根据电路图2,由欧姆定律得:电路电流I===0.5A,
灯两端的电压UL′=IRL=0.5A×12Ω=6V;
答:(1)电源电压为12V,R1的阻值为60欧姆;
(2)当开关都断开时,灯泡两端的电压为6V.
25.(2014•上海)在图(a)所示的电路中,滑动变阻器R2是规格为“20Ω,2A”和“5Ω,3A”中的一个,闭合电键S,当变阻器连入电路恰好为其最大阻值的一半时,电流表的示数为0.3安,此时:
①若电阻R1的阻值为20欧,求R1两端的电压U1.
②若在电路中正确连入两个电压表,示数分别如图(b),(c)所示,请通过计算判断所用变阻器R2的规格,并求出电阻R1消耗的电功率P1.
【解答】解:①当电流表的示数为0.3安,由欧姆定律得U1=IR1=0.3A×20Ω=6V;
②由电路图可知:R1与变阻器R2串联,当变阻器连入电路恰好为其最大阻值的一半时,
∵电路中电流为I=0.3A,
∴若变阻器R2的规格为
Ⅰ、R2=20Ω,则R2′=R2=×20Ω=10Ω,
由欧姆定律得:U2′=IR2′=0.3A×10Ω=3V;
Ⅱ、R2=5Ω,则R2′=R2=×5Ω=2.5Ω,
由欧姆定律得:U2′=IR2′=0.3A×2.5Ω=0.75V;
由图所示电压表示数分别为:(b)0.9V或4.5V,(c)1.5V或7.5V,
与U2′比较可知,均大于U2′,电压表一定不会并联在R2两端;
故一只电压表是并联在R1两端,另一只电压表测量电源电压;
∴两只电压表示数之差为U2′,即3V或0.75V,
比较电压表示数可知只有3V符合,故取R2=20Ω;
∴两只电压表组合方式有:
Ⅰ、(b)测量电源电压,示数为4.5V,(c)测R1两端电压,示数为1.5V;
Ⅱ、(b)测R1两端电压,示数为4.5V,(c)测量电源电压,示数为7.5V;
∴电阻R1消耗的电功率P1=U1I1=1.5V×0.3A=0.45W,
或P1=U1I1=4.5V×0.3A=1.35W.
答:①若电阻R1的阻值为20欧,R1两端的电压U1为6V.
②通过计算判断所用变阻器R2的规格为20Ω,电阻R1消耗的电功率P1为0.45W或1.35W.
26.(2014•沈阳)如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω.
(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,求此时电流表的示数.
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压.
【解答】解:(1)当S1,S2闭合,P置于b端时,R2与L并联
小灯泡正常发光U=U2=U额=6V,
由P=UI得:IL===0.5A,
则I2===0.3A,
∵并联电路干路电流等于各支路电流之和;
∴I=IL+I2=0.5A+0.3A=0.8A.
(2)当S1闭合,S2断开,P置于a端时,R1与R2串联,I2′=I′=0.2A;
由欧姆定律得:U2′=I2′R2=0.2A×20Ω=4V;
U1=U﹣U2′=6V﹣4V=2V.
答:(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.8A.
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,R1两端的电压为2V.
27.(2014•来宾)如图,电阻R1:R2=3:2.闭合开关S后,R1、R2两端电压之比为U1:U2= :电流表A1、A2的示数之比I1:I2= .
【解答】解:由电路图可知,两电阻并联,电流表A1测R1支路的电流,A2测R2支路的电流,
∵各支路两端的电压相等,
∴U1:U2=1:1.
根据欧姆定律可得:I1:I2=:=R2:R1=2:3.
故答案为:1:1;2:3.
28.(2014•黔南州)如图所示电路中定值电阻R1=5Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变.当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值.
【解答】解:(1)当滑片在a端时,滑动变阻器被短路,电阻R1两端的电压U=I1R1=0.6A×5Ω=3V;所以电源电压也为3V;
答:电源电压为3V.
(2)电阻R1两端的电压U1=U﹣U2=3V﹣2V=1V;电路电流I===0.2A;
滑动变阻器R2的最大阻值R2===10Ω;
答:滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω.
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