专题26滑动变阻器滑动引起的电路动态变化(基础篇)(解析版)
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高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-1)
第二部分恒定电流
专题2.6 滑动变阻器滑动引起的电路动态变化(基础篇)一.选择题
1(多选)(2020江西部分重点中学第一次联考)如图所示,闭合电键S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现向左调节滑动变阻器R的触头P,下列说法正确的是()
A.I变大B.U变大
C.电阻R1的功率变大D.电源的总功率变大
【参考答案】BC
【名师解析】向左调节滑动变阻器,则滑动变阻器连入电路的总电阻增大,所以电路总电阻增大,故电路总电流减小,即电流表示数减小,A错误;电路路端电阻增大,则根据闭合回路欧姆定律可得,电路路端电压增大,即电压表示数增大,B正确;电路总电阻增大,电路总电流减小,故路端电压增大,而通过
的电流减小,所以两端的电压减小,故两端的电压增大,所以根据公式可得的电功率变大,C正确,电路总电流减小,根据公式可得电源的总功率减小,D错误,
2、(2019·大连模拟)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,、为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()
A.电压表示数减小B.电流表示数增大
C.电阻R2消耗的功率增大D.a点的电势降低
【参考答案】BD
【名师解析】基础解法(程序法):P由a端向b端滑动,其阻值减小,则总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,电压表示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I总(R1+r),I总增大,则U2减小,
I2=U2
R2,I2减小,电流表的示数I A=I总-I2增大,B正确;由P2=I
2
2
R2知P2减小,C错误;U ab=φa-φb=φa
=U2,故φa降低,D正确.
能力解法一(结论法):由于R3减小,R2与R3并联,则U2、I2均减小,而P2=I22R2,知P2减小,C错误;U ab=U2=φa-φb=φa减小,D正确;因为R1间接与R3串联,故I1、U1均增大,故电压表示数增大,A错误;根据I A=I1-I2知I A增大,B正确.
能力解法二(极限法):设滑片P滑至b点,则R3=0,φa=φb=0,D正确;R2上电压为零,则功率也为零,C错误;当R3=0时,总电阻最小,总电流最大,R1上电压最大,故A错误;由于I A=I1-I2,此时I1最大,I2=0最小,故I A最大,B正确.
3.(2019黑龙江齐齐哈尔五校联考)如图所示的电路中,电源内阻不能忽略,当开关S断开时,测得
电阻R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则当开关S闭合后,下列说法错误的是()
A. 电压表的示数大于18V
B. 电阻R2两端的电压小于12V
C. 电阻R1两端的电压大于6V
D. 内电阻r上的电压变大
【参考答案】A
【名师解析】当电键S打开时,测得电阻R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则原来路端电压为18V,即电压表的示数为18V.当电键S闭合后,电路的总电阻变小,路端电压变小,即电压表的示数小于18V.故A错误;R2和R3并联后,其并联的阻值比R2小,即使路端电压没有变小的话,其分得的电压也比原来12V小,选项B正确;当电键S闭合后,电路的总电阻变小,根据闭合电路的欧姆定律,总电流变大,则R1两端的电压U1=IR1变大,原来是6V,故现在大于6V选项C正确;R2和R3并联后,其并联的阻值比R2小,总电流变大,内阻所占电压变大,选项D正确。
【方法归纳】当电键S打开时,原来路端电压为18V,当电键S闭合后,电路的总电阻变小,路端电压变小,即电压表的示数小于18V;电路的总电阻变小,则总电流变大,则R1两端的电压变大,大于原来的
6V;R2和R3并联后,其并联的阻值比R2小,则其分得的电压也比原来12V还小。
本题考查闭合电路欧姆定律的应用,要会根据闭合电路欧姆定律分析路端电压与外电阻的关系,同时分析总电流与外电路总电阻的关系。
4.(2019河北石家庄一模)在如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=4Ω,R1=R2=2Ω,灯泡电阻RL=3Ω,滑动变阻器总阻值R=8Ω,当滑片P位于滑动变阻器正中间,开关S处于闭合状态时,电容器内有一带电微粒恰好处于静止状态,灯泡L正常发光。
当滑片P向N端移动后,下列说法正确的是()
A.微粒向上运动
B.电流表示数变小
C.灯泡L变暗
D.电源输出功率变大
【参考答案】AC
【命题意图】此题考查直流动态电路、含电容电路及其相关知识点。
【解题思路】当滑动变阻器的滑片P向N端移动后,滑动变阻器接入电路中的电阻值减小,电源输出电流增大,灯泡L两端电压减小,灯泡变暗,选项C正确;电流表示数增大,选项B错误;电阻R1两端电压增大,电容器两极板之间的电压增大,微粒所受电场力增大,微粒向上运动,选项A正确;当滑动变阻器滑片位于正中间时,由于外电路等效电阻R=4Ω,等于电源内阻,当滑动变阻器的滑片P向N端移动后,外电路等效电阻减小,小于电源内阻,根据电源输出电功率最大的条件可知,所以电源虽然输出电流增大,但电源输出电功率减小,选项D错误。
【易错警示】解答此题常见错误主要有:一是没有认真分析电路,导致错选;二是没有认真分析,认为电源输出电流增大,就会导致电源输出电功率增大,导致错选D。
5、(2018·广州模拟) 如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R 的阻值,可使电压表的示数减小ΔU(电压表为理想电表),在这个过程中( )
A .通过R 1的电流减小,减少量一定等于ΔU R 1
B .R 2两端的电压增加,增加量一定等于ΔU
C .路端电压减小,减少量一定等于ΔU
D .通过R 2的电流增加,但增加量一定小于ΔU R 2
【参考答案】AD
【名师解析】电压表的示数减小ΔU ,通过R 1的电流减小ΔI =ΔU R 1
,选项A 正确;R 2与电源内阻的总电压增加ΔU ,选项B 错误;R 2两端的电压增加量小于ΔU ,通过R 2的电流增加量小于ΔU R 2
,选项C 错误、D 正确.
6.如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表.现使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V 1的示数变化大小为ΔU 1,电压表V 2的示数变化大小为ΔU 2,电流表A 的示数变化大小为ΔI ,对于此过程下列说法正确的是( )
A .通过电阻R 1的电流变化量大小等于ΔU 1R 1
B .R 0两端的电压的变化量大小等于ΔU 2-ΔU 1
C .路端电压的增加量等于ΔU 2
D .ΔU 1ΔI
为一定值 【参考答案】ABD
【名师解析】电压表V 1测量路端电压,即R 1两端的电压,根据欧姆定律可知,R 1的电流变化量大小等于ΔU 1R 1
,故A 正确;使滑动变阻器R 滑片向左滑动一小段距离,电阻变大,总电阻变大,总电流变小,
内阻所占电压减小,路端电压增大,所以路端电压增大ΔU 1,并联部分的电压增大ΔU 1,通过R 1的电流增大,所以通过滑动变阻器的电流减小,R 0上的电压减小,R 上的电压增大ΔU 1,所以R 两端的电压的变化
量大小等于ΔU 2-ΔU 1,电压表V 1测量路端电压,根据欧姆定律可知r =ΔU 1ΔI
,所以为定值,故B 、D 正确,C 错误.
7.如图所示电路中,R 1、R 2为定值电阻,电源的内阻为r .闭合开关S ,电压表显示有读数,调节可变电阻R 的阻值,电压表示数增大量为ΔU .对此过程,下列判断正确的是( )
A .可变电阻R 阻值增大,流过它的电流增大
B .电阻R 2两端的电压减小,减小量小于ΔU
C .通过电阻R 2的电流减小,减小量等于ΔU R 2
D .路端电压一定增大,增大量小于ΔU
【参考答案】BD
【名师解析】调节可变电阻R 的阻值,电压表示数增大量为ΔU .可变电阻R 阻值增大,流过它的电流减小,选项A 错误.电阻R 2两端的电压减小,电源内电压减小,二者减小量之和等于ΔU ,所以电阻R 2两端的电
压的减小量小于ΔU ,选项B 正确.通过电阻R 2的电流减小,减小量小于ΔU R 2
,选项C 错误.路端电压等于并联部分电路电压与R 2两端电压之和,结合选项B ,选项D 正确.
8.如图所示,电源的电动势为E ,内阻为r ,定值电阻R 的阻值也为r ,滑动变阻器的最大阻值是2r .闭合开关,当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动过程中,下列说法中正确的是( )
A .电压表的示数变大
B .电流表的示数变小
C .滑动变阻器消耗的功率变小
D .定值电阻R 消耗的功率先变大后变小
【参考答案】C
【名师解析】当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电路部分的电阻减小,电流表的示数变大,电压表的示数变小,滑动变阻器消耗的功率变小,定值电阻R消耗的功率变小,选项C 正确ABD错误。
9.(2016·湖南浏阳一中月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节,则正确的是()
A.电压表和电流表的示数都增大
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.灯L2变亮,电容器的带电量增加
【参考答案】C
【名师解析】将滑动变阻器的滑片P向下调节,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,路端电压U减小,干路电流I增大,则电压表示数减小,灯L1变亮,U1增大,R与灯L2并联电路的电压U2=U-U1,U减小,U2减小,灯L2变暗,流过电流表的电流I A=I-I2,I增大,I2减小,I A增大,电流表的示数增大。
10.(2016·辽宁沈阳高三质量监测)如图所示的电路,R1、R2、R3是定值电阻,R4是滑动变阻器,电源内阻不可忽略。
闭合开关,在电路稳定后,将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中()
A.电压表示数变小
B.电容器放电
C.电源的总功率变小
D.通过滑动变阻器的电流变大
【参考答案】C
【名师解析】将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中,电路总电阻增大,总电流减小,路端电
压升高,电容器充电,A 、B 错误;电源的总功率P =EI ,总电流减小,导致电源的总功率变小,C 正确;由于路端电压升高,流过R 1电流增大,因总电流减小,所以通过滑动变阻器的电流变小,D 错误。
11.(2016·河北衡水冀州中学一轮)(多选)如图所示电路中,电源电动势为E 内阻为r ,当滑动变阻器R 2滑动端向右滑动后,理想电流表A 1、A 2的示数变化量的绝对值分别为ΔI 1、ΔI 2,理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU 。
下列说法中正确的是( )
A .电压表V 的示数减小
B .电流表A 2的示数变小
C .ΔU 与ΔI 1比值一定小于电源内阻r
D .ΔU 与ΔI 2比值一定小于电源内阻r
【参考答案】BC
【名师解析】当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小,所以电流表A 2的示数减小。
根据串联电路分压的特点分析可知,并联部分电压增大,即电压表V 的示数增大,故A 错误,B 正确;根据并联电路的电流规律I 2=I 1+I ,A 2的示数I 2变小,通过定值电阻R 1的电流增大,则A 1的示数I 1变小,所以ΔI 1一定大于ΔI 2。
电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U
=E -I 2r 可知,ΔU ΔI 2=r ,而ΔI 1大于ΔI 2,所以ΔU ΔI 1
<r ,故D 错误,C 正确。
12.(2016·河北邢台高考摸底)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,当滑动变阻器滑片处在某一位置时,电流表的读数为I =0.5 A ,电压表V 1的读数为U 1=1 V ,电压表V 2的读数为U 2=2 V 。
则向右移动滑动变阻器的滑片后,三个电表可能得到的读数是( )
A.I =2 A ,U 1=2 V ,U 2=0 V
B.I =1 A ,U 1=1.6 V ,U 2=3 V
C.I =0.3 A ,U 1=0.9 V ,U 2=1.1 V
D.I =0.2 A ,U 1=0.8 V ,U 2=2.4 V
【参考答案】 D
【名师解析】滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,故电路的总电流减小,此时电压表V1的示数减小,由U=E-Ir知路端电压增大,则V2的示数增大。
电流表的示数减小,由于内电压减小,则两电压表示数之和增大。
故D正确,A、B、C错误。
13.(2016·湖北襄阳四校联考)(多选)如图所示,电源内阻不可忽略,当滑动变阻器的滑动片向右滑动时,下列说法中正确的是()
A.电流表A1读数变小
B.电流表A2读数变大
C.电压表V读数变大
D.电压表V读数不变
【参考答案】AC
【名师解析】当滑动变阻器的滑动片向右滑动时,滑动变阻器接入电路部分的电阻增大,电流表A1读数变小,电流表A2读数变小,电压表V读数变大,选项AC正确。