一、选择题
1.某同学在探究“电流跟电压、电阻的关系”时,根据收集到的数据画出了如图所示的一个图像相符的是 〔 〕
A. 电阻一定时,电流随着电压的增大而增大 B. 电阻一定时,电压随着电流的增大而增大
C. 电压一定时,电流随着电阻的增大而减小 D. 电压一定时,电阻随着电流的增大而减小 【答案】 C
【解析】点拨:从图中可以看出,当电阻增大时,电流在减小,电流与电阻成反比例函数,结合欧姆定律可以知道这个前提是电阻两端的电压一定。并且是因为电阻的变化而导致电流发生变化,所以应该是电流随着电阻的变化而变化。
全解;C
回味:在电路中是因为电阻变化使电流随着变化,电阻是因,电流是果。在物理上这种因果关系不能颠倒,如在光学中光的反射定律中只能讲反射光线与入射光线的关系。
2.如图所示的电路,电源电压U=12V保持不变,滑动变阻器R0标有“100Ω 1A”字样,灯泡L标有“6V 6W”字样(灯丝电阻不随温度而变化),电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V. 为了确保测量准确,要求电表的示数不小于其最大测量值的1/3,要使测量准确并确保电路安全,下列判断正确的是( )
A. 灯泡L消耗的最小功率是0.24W B. 正常发光时灯丝的电阻是12Ω C. 电路中电流的变化范围是0.11A~0.6A D. 滑动变阻器阻值的变化范围是14Ω~48Ω 【答案】A
【解析】【解答】灯泡灯丝的电阻P
,代入数据可得R=6Ω,B不符合题意;考虑到
电表示数要求,电流表的示数为I1= =0.2A时,电路中电流最小,灯泡L消耗的功率
最小,这时P=I2R=(0.2A)2×6Ω=0.24W,A符合题意;当灯泡正常发光时,电路中电流最大,Imax=
=1A,因电流表量程为0~0.6A,所以电路中电流的变化范围是0.2A~
=60Ω,这时
0.6A,C不符合题意;当电路中电流最小时,电路中总电阻为R1=
滑动变阻器连入电路的阻值为R01=R1-R=60Ω-6Ω=54Ω,当电路中电流最时大,电路中的总电阻为R2=
=20Ω,这时滑动变阻器连入电路的阻值为R02=R2-R=20Ω-
6Ω=14Ω,当滑动变阻器的阻值在14Ω~54Ω范围内变动时,电压表的示数符合要求,所以滑动变阻器的阻值变化范围为14Ω~54Ω,D不符合题意。 故答案为:A。
【分析】灯泡L与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流. (1)根据P=UI=求出正常发光时灯丝的电阻;
(2)根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,根据串联电路的电流特点结合电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流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,根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(3)由题意可知,电表的示数不小于其最大测量值的 , 据此求出电流表的最小示数,根据欧姆定律求出此时灯泡灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,再利用P=UI求出灯泡L消耗的最小功率.
3.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独立工作、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:
= = = 故答案为:D。
= ,D符合题意。
【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独立工作、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.
4.如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻R的阻值为20Ω,闭合开关后,使变阻器的阻值减小5Ω,电流表示数变化了0.1A,则下列说法正确的是( )
A. 电流表示数减小了0.1A B. 电压表示数减小了0.5V C. 定值电阻的电功率增大了0.2W D. 电路总功率增大了1.5W 【答案】D
【解析】【解答】由图可知,变阻器R
变
与R串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端电
压,电流表测电路中电流;A、使变阻器的阻值减小5Ω,根据串联电路的电阻特点可知总电阻变小,由于电源电压不变,根据I= 可知电路中电流变大,所以电流表示数变化了0.1A,应是增大0.1A,A不符合题意;
B、设原来变阻器接入电路的阻值为R变 , 变阻器的阻值减小5Ω后,此时变阻器接入电路
的阻值为R
变
-5Ω,由题意可知:△I=I2-I1=0.1A,即:
=
0.1A,所以: 去),所以,I1=
=0.1A,解得:R变=10Ω,R变=-45Ω(舍 =0.5A,I2=
=0.6A,则电压表示数变化量:△U变=I2(R变-5Ω)-I1R变=0.6A×(10Ω-5Ω)-0.5A×10Ω=-2V,所以电压表示数减小了2V;B不符合题意;
C、定值电阻电功率的增大量:△P1=I22R-I12R=(0.6A)2×20Ω-(0.5A)2×20Ω=2.2W,C不符合题意;
D、总功率的增大量:△P=UI2-UI1=15V×0.6A-15V×0.5A=1.5W,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】根据电路中电流的变化和总电阻的变化计算电阻的大小,利用电源电压和电阻计算总电流,结合电流和电阻计算用电器的电功率.
5.如甲图所示为气敏电阻随有害尾气浓度β变化的曲线,某物理科技小组利用气敏电阻设计了汽车有害尾气排放检测电路,如图乙所示,电源电压恒定不变,R为气敏电阻,L为指示灯.当有害尾气浓度β增大时( )
A. 电压表的示数增大,指示灯亮度增大 B. 电压表的示数减小,指示灯亮度增大 C. 电压表的示数减小,指示灯亮度减小 D. 电压表的示数增大,指示灯亮度减小 【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图甲可知,当有害尾气浓度增大时,气敏电阻的阻值将变小,电路的总电阻变小, 由I=可知,电路中的电流变大,
由U=IR可知,灯泡L两端的电压变大,故指示灯亮度增大;故CD错误; 因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,气敏电阻R两端的电压变小,即电压表的示数变小;故A错误,B正确. 故选B.
【分析】由电路图可知,气敏电阻与指示灯串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,根据甲图得出当有害尾气浓度增大时气敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表示
数的变化;
6.如图所示,若电路中电源两端的电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中( )
A. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变大 B. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变小
C. 电压表V1的示数变大,电流表A的示数变小 D. 电压表V2的示数变大,电流表A的示数变大 【答案】 A
【解析】【解答】解:由图知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量串联电路中的电流。
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动的过程中,滑动变阻器的电阻变小,由串联分压的规律可知,变阻器分担的电压变小,即电压表V2示数变小;电源电压不变,所以定值电阻两端的电压就变大,即电压表V1示数变大;
定值电阻的阻值不变,滑动变阻器的电阻变小,所以整个电路的总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流就变大,即电流表的示数就变大。BCD不符合题意,A符合题意。 故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,串联电路的电阻起分担电压的作用,电阻越大,分担的电压就越大.
7.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.
8.已知R1∶R2=2∶3,将它们接在如右图所示电源电压为12V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比是( )
A. I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =1∶1 B. I1∶I2 =3∶2 U1∶U2 =3∶2 C. I1∶I2 =2∶3 U1∶U2 =1∶1 D. I1∶I2 =1∶1 U1∶U2 =2∶3 【答案】A
【解析】【解答】两电阻并联在电源上,它们两端的电压相等,都等于电源电压,则它们两端的电压之比
,通过它们的电流之比
故答案为:A。
【分析】在并联电路中电压都相等,当电压相等时,电流和电阻成反比.
9.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=①÷②可得: =所以U′=3V×因为
,
, <1,所以U′<3V;
×10Ω…②,
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
10.如图甲所示,电源电压恒为12V,闭合开关S,当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W;图乙、丙分别是变阻器滑片P从a端滑到b端的过程中两组物理量的关系图象,则( )
A. 滑片P在 a 端时,R1的阻值为 20Ω、消耗的电功率为2W B. 滑片P在b端时,电路消耗的总功率为1.2W C. 图乙反映的是电压表与电流表示数的关系 D. 图丙反映的 R2 与 R1 的电功率比值 k 与 R2 的关系 【答案】 D
【解析】【解答】解:由图知,两电阻串联,电压表测R2的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片P在a端时,电流表示数为0.1A,R2消耗的电功率为1W, 根据串联电路电流的规律及P=I2R, 故R滑大= =
=100Ω;
AC、P在a端时,变阻器连入电路中的电阻最大,由分压原理,R2的电压最大,即电压表示数最大,电路中的电流最小;
P滑到b端时,变阻器连入电路中的电阻为0,R2的电压为0,电路中的电流最大,故乙图反映的是变阻器的电流随电压的变化关系,即电流表与电压表示数的关系,C选项中,因果关系搞反了,C不符合题意;
当 P在a端时,由图乙知,电压表示数为10V,根据串联电路电压的规律,R1的电压为: U1=12V﹣10V=2V, 根据分压原理, R1=
R滑大=
=
,
×100Ω=20Ω;
R1消耗的电功率为: P1= =
=0.2W,A不符合题意;
B、滑片P在b端时,电路中的电流为0.6A,电路消耗的总功率为: P=UI=12V×0.6A=7.2W;B不符合题意;
D、根据串联电路电流的规律及P=I2R,R2 与 R1 的电功率比值:
k= = ,将R1=20Ω代入得:k=
,
即k与R2成正比,为过原点的直线,当R2=100Ω时,k=5, 即图丙反映的是R2与R1的电功率比值k 与R2的关系,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,根据串联电路电流的规律及P=I2R得出R滑大;P在a端时,变阻器连入电路中的电阻最大,根据分压原理,即电压表示数最大,电路中的电流最小;P滑到b端时,变阻器连入电路中的电阻为0,R2的电压为0,电路中的电流最大,可确定乙反应的是变阻器的电流随电压的变化关系.
当 P在a端时,由图乙知电压表示数,根据串联电路电压的规律求出R1的电压,根据分压原理求出R1;由P=求出R1消耗的电功率;滑片P在b端时可知电路中的电流,根据P=UI求出电路消耗的总功率;根据串联电路电流的规律及P=I2R得出R2 与 R1 的电功率比值,将R1=20Ω代入表达式,结合数学知识分析.
11.如图甲所示,电源电压恒为9V,滑动变阻器的最大阻值为100Ω,电流在0.1A~0.4A之间时电子元件均能正常工作.若通过此电子元件的电流与其两端电压的关系如图乙所示,则下列判断正确的是()
A. 电子元件工作时,电阻保持不变
B. 为使电子元件处于正常工作状态,变阻器的阻值范围应控制在12.5Ω~70Ω C. 当P在中点时,电子元件与滑动变阻器的电压之比为1︰1 D. 电子元件处于正常工作状态时,电路消耗的最小功率为3.6W 【答案】 B 【解析】
【解答】(1)从图象可知,电子元件的电阻是在变化的,故A错误;
(2)电子元件处于正常工作状态时,电路电流最小为0.1A,电子元件两端的最小电压为2V,
所以滑动变阻器两端的最大电压为U1=9V-2V=7V, 此时滑动变阻器接入电路的电阻最大,R大==
=70Ω,
电路电流最大为0.4A,电子元件两端的最大电压为4V, 所以滑动变阻器两端的最小电压为U2=9V-4V=5V, 滑动变阻器接入电路的电阻最小,R小==
=12.5Ω.
所以滑动变阻器的阻值范围应控制在12.5欧~70欧,故B正确; (3)因为电子元件与滑动变阻器串联,通过的电流相等,
所以电子元件与滑动变阻器串联两端的电压之比就等于两电阻之比, 因无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系, 所以无法判断它们两端电压的关系,故C错误;
(4)当电路消耗的功率最小时,电路电流最小,为I小=0.1A, 电路消耗的最小功率P=UI小=9V×0.1A=0.9W,故D错误. 故选B.
【分析】(1)从图象可知,电流与电子元件两端的电压不是正比关系,电子元件处于正常
工作状态时,电路消耗的最小功率根据公式P=UI可求.
(2)当P在中点时,无法判断电子元件与滑动变阻器电阻的大小关系,根据电阻的分压特点可知无法确定当P在中点时电子元件与滑动变阻器的电压之比.
(3)由图象可知,电路电流最小为0.1A,电流最大为0.4A,找到对应的电压,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻.
12.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= 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
,I2=
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.
13.如图所示,电源电压不变,L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于两灯的亮度情况,说法正确的是( )、
A. L1始终比L2暗 B. L1始终比L2亮 C. L1和L2都变暗 D. L1和L2都变亮 【答案】 A
【解析】【解答】解:图示电路中灯泡与滑动变阻器的连接方式分别为串联和并联;灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。
左图:灯泡L1与滑动变阻器串联,右图:灯泡L2与滑动变阻器并联。
已知两只灯泡规格相同,也就是电阻相同,滑动变阻器滑片没有移动时,L1两端电压小于L2两端电压,由P= 知,L1实际功率较小,发光较暗;
当滑片从中点向右滑动的过程中,左图中滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流减小,根据功率的计算公式P=I2R可得,R不变,I减小,因此灯泡L1的实际功率减小,即灯泡的亮度变暗;
右图中并联电路中各支路用电器互不影响,或根据P= 进行分析,R和U都不变,因此灯泡L2的实际功率不变,故灯泡的亮度不变。 因此L1始终比L2暗。 故答案为:A。
【分析】结合电路图,理清元件的连接方式,利用决定灯泡明暗程度的物理量,根据串、并联电路的特点判断灯泡明暗程度的变化即可.
14.图是一种输液时所用报警电路:电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器(图中未画出)报警,则M接触药液后( )
A. M的电阻RM变大 B. 电路消耗的总功率变大
C. 电压表与电流表的示数乘积不变 D. 电压表与电流表的示数之比变大 【答案】B
【解析】【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.
由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,
由I= 的变形式U=IR可知,电压表示数增大时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,
则电压表与电流表的乘积变大,故C错误;
由P=UI可知,电源电压不变时,电路消耗的总功率变大,故B正确; 由R= 可知,电路中的总电阻变小, 因串联电路中总电阻等于各分电压之和, 所以,M的电阻RM变小,故A错误;
由R= 可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D错误. 故选B.
【分析】由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流.根据题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,进一步可知电压表V与电流表A的乘积变化;根据P=UI可知电路消耗总功率的变化,根据欧姆定律可知电路中总电阻的变化,根据电阻的串联可知M的电阻变化;根据欧姆定律结合定值电阻的阻值可知电压表V与电流表A的比值变化.
15.如图所示,电源电压为12V,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,L1和L2分别标有“6V 3W”和“6V 9W”的字样,闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下(不考虑温度对灯丝的影响),下列说法正确的是( )
A. L2能正常发光 B. 滑动变阻器接入电路的最小阻值是8Ω C. 电流表示数的变化范围是0~0.5A D. 电路消耗的最大功率是12W 【答案】 B
【解析】【解答】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L1、L2串联,电流表测电路中的电
流。A.由P=UI可得,灯泡的额定电流分别为: ,
,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,因串联电路中各处的电
流相等,所以,电路中的最大电流为I最大=I额1=0.5A,则L1能正常发光;A不符合题意; B.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据
,灯泡的电阻分别为:
因串联电路的总电阻等于各电阻之和,所以变阻器接入电路中的
最小阻值:R滑小=R总小-R1-R2=24Ω-12Ω-4Ω=8Ω,B符合题意;C.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,则R总大=R滑+R1+R2=50Ω+12Ω+4Ω=66Ω; 电路中的最小电流:
,所以,电流表示数的变化范围是
=UI
=12V×0.5A=6W,D不符合 可得,最小总电阻:
,C不符合题意;D.电路消耗的最大功率:P
题意。 故答案为:B
最大最大
【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P=UI求出灯泡的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,比较灯泡的额定电流和、滑动变阻器允许通过的最大电流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,根据串联电路的电压特点求出数滑动变阻器两端的最小电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电路中的最小电流;根据P=UI求出电路消耗的最大电功率.
16.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4:3.此时灯L1和L2的电阻之比为( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 3:4 D. 4:3 【答案】A
【解析】【解答】由图知,如果甲、乙两个电表中任何一个为电流表,将会形成短路,因此甲、乙都为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表乙测量L2两端电压,电压表甲测量电源电压;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,且甲、乙两个电表的示数之比是4:3,所以灯L1、L2两端电压之比:U1:U2=(4﹣3):3=1:3;又因为串联电路电流相
等,即I1=I2;所以,由I= 可得,R1:R2= : =U1:U2=1:3。 故答案为:A。
【分析】首先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.
17.如图所示电路(电源电压保持不变),闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右端移动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数不变,电流表示数变大 B. 电压表示数变大,电流表示数变小 C. 电压表示数变小,电流表示数变小 D. 电压表示数变大,电阻R1的电功率变大 【答案】 D
【解析】【解答】由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,电路总电阻减小,而电源电压一定,由 知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据 的电压也增大,根据 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,根据滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路中的电阻的变化并结合欧姆定律电压表和电流表示数的变化及功率变化.
、电功率计算公式
分析
,电阻R1的电流增大,两端
知,电阻R1的电功率变大,可见ABC不符合题意、D符合题
18.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻R1产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列结果正确的是( )
A. R1先后两次消耗的电功率之比为3:4 B. 滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω C. 电源电压为10V D. R1的阻值为20Ω
【答案】 B
【解析】【解答】由电路分析可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,当滑片P置于变阻器的B端时滑动变阻器的阻值最大,根据Q=
得R2=
=10Ω,B符合题意;滑片P置于变阻器的B端时电路中的电流I1=
=0.6A,U
时电路中的电流I’=
=U1+U2=0.6AR1+6V……①,当R1=10Ω时电压表的示数=6V-2V=4V,此
=0.8A,U总=U1+U2=0.8AR1+4V……②,根据P=I2R得P1:P1’=
总
(0.3A)2R1:(0.4A)2R1=9:16,A不符合题意;解由①②组成的方程组得:电源电压为12V、R1的阻值为10Ω,C、D不符合题意。 故答案为:B。 【分析】根据Q=
求出R2的值,根据欧姆定律I= 求出滑片P置于变阻器的B端和位
于中点时电路中的电流,根据P=I2R得出R1的功率之比,根据串联电路电压的规律列出方程①②,求出电源电压、R1的阻值。
19.如图是某实验小组测量未知电阻Rx的实验电路,电源两端电压不变,其中Ro为阻值已知的定值电阻。当开关S、S1闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;当开关S、S2闭合,S1断开时,电压表的示数为U2。则下列四个选项中Rx的表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】【解答】由电路图可知,当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压,即U=U1 , 当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,即Ux=U2 , 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U−Ux=U1−U2 ,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I=
,即
,解得:
Rx=
。
故答案为:B。
【分析】当开关S、S1闭合,开关S2断开时,R0与Rx串联,电压表测电源两端的电压;当开关S、S2闭合、S1断开时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出Rx的阻值.
20.要测量一个阻值约为200Ω的电阻阻值,能提供的器材有:新干电池两节、电流表一只(量程为0﹣0.6A、0﹣3A)、电压表一只(量程为0﹣3V、0﹣15V)、滑动变阻器R(100Ω 2A)一只、100Ω的定值电阻R0一只、开关和导线若干。利用上述器材设计以下电路,其中能粗略测出Rx阻值的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解答】两节新干电池串联组成电源的电压为3V。
A.由电路图可知,R与Rx串联,电压表测Rx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零时,电路中的电流最大为I= 可行;
B.由电路图可知,两开关均闭合时,电路为Rx的简单电路,电压表测电源两端的电压U;当只断开上面开关时,R0与Rx串联,电压表测Rx两端的电压Ux , 因串联电路中各处的电流相等,所以I=
,因两电阻的阻值相差不大,由串联电路的分压特点可
=0.015A,该电流
小于0﹣0.6A电流表的分度值,所以电流表的示数无法准确读出,不能测出Rx阻值,A不
知,两电压表的示数均可准确读出,能测出Rx阻值,B可行;
C.由电路图可知,两开关均闭合时,R0与Rx并联,电流表测通过Rx的电流;当只断开上面开关时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx的电流;虽然Rx两端电压等于电源电压3V,但由于电路中电流太小,所以不能测出Rx阻值,C不可行;
D.由电路图可知,上面开关断开、下面开关闭合时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流I= 电流表测干路电流,此时电流表的示数I′=
;两开关均闭合时,R0与Rx并联,
0.045A,两次电流
表的示数太小,相差不大,不易读出示数,所以不能测出Rx阻值,D不可行。 故答案为:B。
【分析】电阻测量电路的设计,不仅会设计正确的方案,同时还要注意合理性,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量未知电阻两端电压和通过的电流.
21.如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将变阻器滑片向左移动时( )
A. 灯泡L1亮度不变、L2变亮 B. 电流表示数变小,电压表示数不变 C. 电流表示数不变,电压表示数变大 D. 电流表、电压表示数均不变2 【答案】 C
【解析】【解答】灯泡L2与滑动变阻器的最大阻值串联后再与灯泡L1并联,电流表测L1支路的电流,电压表测滑片P右侧部分的电压; 因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,L1支路的电流不变,L1的实际功率不变,即电流表示数不变,灯泡L1亮度不变,故B不正确;变阻器滑片向左移动时,不能改变接入电路中的电阻,但电压表所测部分电阻的阻值变大,由I=U/R可知,该支路电流不变,灯泡L2的实际功率不变,亮度不变,故AD不正确;由U=IR可知,电压表的示数变大,故C正确; 故答案为:C.
【分析】本题考查学生动态电路的分析能力。动态电路的分析。当电路中的电阻发生变化时,导致电路中的电流和电压也发生变化。要会利用欧姆定律和串并联规律来解释。
22.在如图所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,电流表A1的示数比A2大,下列方案中有可能使两电流表示数相同的有( )
方案:①用一个更小的电阻替换R3 ②将如图(a)中的R2与(b)中的R1互换 ③用一个更大的电阻替换R2 ④将如图(a)中的R1与(b)中的R3互换
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个 【答案】C
【解析】【解答】a图R1、R2并联,电流表A1在干路上,b图R1、R3串联,电源电压相同且不变,电流表A1的示数比A2大,要使两电流表示数相同,可以减小A1的示数或者增大A2的示数,根据欧姆定律可知,可以用一个更小的电阻替换R3或者用一个更大的电阻替换
R2 , 故①③符合题意;因R1、R2、R3的大小未知,故②④不确定。 故答案为:C.
【分析】由(a)电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路中的电流;由(b)电路图可知,R1与R3串联,电流表A2测电路电流;电流表A1、A2的示数相同,且电源电压相等且保持不变,根据欧姆定律可知它们的电阻关系,根据并联电路的电阻特点可知R3与R1、R2之间的关系.
23.如图所示是小刚同学测定小灯泡电功率的电路图,当闭合开关时,发现灯L不亮,电流表有明显示数,电压表示数为零,若故障只出现在灯L和变阻器R中的一处,则下列判断正确的是( )
A. 灯L断路 B. 灯L短路 C. 变阻器R断路 D. 变阻器R短路 【答案】B
【解析】【解答】A. 灯L断路时,电压表串联在电路中,会有示数,而电压表的电阻很大,所以电流表无示数,A不符合题意;
B. 灯L短路时,电压表同时被短路,不会有示数,此时电路是通路,所以电流表会有示数,B符合题意;
C. 变阻器R断路时,整个电路是断路状态,两电表都不会有示数,C不符合题意; D. 变阻器R短路时,只有灯连接在电路中,电压表和电流表都应该有示数,D不符合题意; 故答案为:B。
【分析】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障,小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路.
24.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.
25.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从最左端向中心移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电流表A1和电流表A2的示数都变大 B. 电路总功率变大,电压表的V的示数不变
C. 电路总功率变小,电压表V的示数不变 D. 电流表A2和电压表V的示数都保持不变 【答案】 B
【解析】【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变, 因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误; 在滑片P从最左端向中心移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变小, 由I= 可知,通过变阻器的电流变大, 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A2的示数变大,故D错误; 由P=UI可知,电路总功率变大,故B正确、C错误. 故选B.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电
流,电流表A2测干路电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1电流的变化,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变阻器电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,利用P=UI可知电路总功率的变化.本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分析电路的串并联和电表所测的电路元件是关键.
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