通用版初中物理九年级物理全册第十八章电功率知识点总结归纳
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通用版初中物理九年级物理全册第十八章电功率知识点总结归纳
单选题
1、如图甲所示电路,电源电压不变,电流表的量程为“0~3A”,小灯泡L的规格为“6V3W”,忽略温度对小灯泡电阻的影响。
只闭合开关S2,当滑动变阻器的滑片从b端滑到a端的过程中,滑动变阻器R2的电功率跟电路的总功率之比η与R2的关系如图乙所示,且当滑片滑到b端时,滑动变阻器的阻值为Rb,电流表的示数为0.3A;只闭合开关S1,小灯泡正常发光。
在保证电路安全的情况下,下列说法不正确的是()
A.R L:R b=1:4B.电源电压U=18V
C.R1的阻值为24ΩD.开关均闭合,R2的变化范围为8~24Ω
答案:D
A.只闭合S2,L与R2串联,通过二者的电流相等。
根据图像,R2的功率占总功率的80%,则L的功率占总功率的20%,L与R2的功率比
P L:P b=1:4
根据P=I2R,电流相同时,功率比等于阻值比,则
R L:R b=P L:P b=1:4
故A正确,不符合题意;
B.灯泡的电阻
R L=U L2
P L
=
(6V)2
3W
=12Ω
滑动变阻器的滑片位于b点时的电阻
R b=4R L=4×12Ω=48Ω
只闭合S2,滑片在b点时电路的总电阻
R
总
=R L+R b=12Ω+48Ω=60Ω
电源电压
U=IR
总
=0.3A×60Ω=18V
故B正确,不符合题意;
C.只闭合S1时L与R1串联,此时L可以正常发光,说明L两端的电压为6V,则R1两端的电压为12V,根据串联电路分压规律,元件两端的电压比等于电阻比,所以
R1:R L=U1:U L=12V:6V=2:1
所以
R1=2R L=2×12Ω=24Ω
故C正确,不符合题意;
D.开关全部闭合时,L被短路,R1,R2并联,电流表测量总电流,此时R1的电流
I1=U
R1
=
18V
24Ω
=0.75A
为了保证安全,总电流不能超过3A,则R2的最大电流
I
2大=I
总
−I1=3A−0.75A=2.25A
此时R2的阻值最小
R
2小=
U
I
2大
=
18V
2.25A
=8Ω
所以R2的变化范围为8~48Ω,故D错误,符合题意。
故选D。
2、如图所示的电路中,定值电阻R0和电源电压保持不变,滑片P位于滑动变阻器的中点时,定值电阻的电功率为16W,当滑片从中点向b端移动距离s后,定值电阻的电功率为9W;滑片从中点向a端移动距离s,定值电阻的电功率为()
A.36WB.25WC.23WD.18W
答案:A
第1次操作中,定值电阻与变阻器串联,定值电阻R0,滑片P位于滑动变阻器的中点时,R0的电功率为16W,根
据P=U 2
R
可得,定值电阻的电压
U1=√P1R0=√16W×R0=4√R0
第2次操作中,当滑片从中点向b端移动距离s后,R0的电功率为9W,同理定值电阻的电压
U2=√P2R0=√9W×R0=3√R0
由I=U
R
,在R不变时,电流与电压成正比,两种情况下,对定值电阻来说,电流之比
I1 I2=
U1
U2
=
√R0
3√R0
=
4
3
设变阻器的最大电阻为R,滑片从中点向b端移动距离s后增大电阻为R',由电阻的串联规律可知,两种情况下的滑动变阻器连入电路的电阻之比
R0+0.5R
R0+0.5R+R′
由欧姆定律可知,电压不变时,电流与电阻成反比,第1、2次操作中,对应的电流之比
4 3=
R0+0.5R+R′
R0+0.5R
故
R′=R0+0.5R
3
第3次操作中,根据串联电阻的规律,滑片从中点向a端移动距离s后,此时电路的总电阻
R
总3=R0+0.5R−R0+0.5R
3
=2R0+R
3
①
第2次操作中,滑片从中点向b端移动距离s后变阻器的电阻
R
滑2=0.5R+R′=0.5R+
R0+0.5R
3
根据串联电阻的规律可得,此时电路的总电阻
R
总2=R
滑2
+R0=0.5R+R0+0.5R
3
+R0=2R+4R0
3
②
②除以①得
R
总2 R
总3= 2 1
由欧姆定律可知,电压不变时,电流与电阻成反比,故根据串联电阻的规律可得,滑片从中点向b端移动距离s 后的电流与滑片从中点向a端移动距离s后的电流之比为
I2 I3=
R
总3
R
总2
=
1
2
根据P=I2R可知,在电阻不变时,电功率与电流的平方成正比,故在第2、3次操作中
P2 P3=(
I2
I3
)
2
=
1
4
滑片从中点向a端移动距离s后,R0的电功率
P3=4P2=4×9W=36W
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3、小胡同学将生活中常见的例子与能量的转化联系起来,用线连接,其中连线错误的一组是()
A.用磨刀石磨刀——机械能转化为内能
B.保温瓶的瓶盖蹦起——内能转化为机械能
C.电热水器工作——电能转化为内能
D.向上飞行的足球——势能转化为动能
答案:D
A.用磨刀石磨刀时,克服磨刀石和刀之间的摩擦做功,机械能转化为内能,故A正确,不符合题意;
B.保温瓶的瓶盖跳起,是瓶内的水蒸气的内能转化为瓶盖的机械能,故B正确,不符合题意;
C.电热水器工作时,消耗电能,转化为水的内能,故C正确,不符合题意;
D.向上飞行的足球的动能减小,重力势能增大,上升的过程是动能转化为重力势能的过程,故D错误,符合题意。
故选D。
4、小灯泡L和定值电阻R接在如图甲所示的电路中,其两者的I-U关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是()
A.图乙中曲线A表示电阻R的I-U关系图象
B.当电源电压为4V时,电流表示数为0.5A
C.当电源电压为4V时,小灯泡L的实际功率为1.6W
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,电路消耗的总功率为2W
答案:D
A.通过定值电阻R的电流I与电压U成正比,故应为图乙中曲线B表示,故A错误;
B.如图所示,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,当电源电压为4V时,灯泡与电阻R两端电压都为4V,
由图乙可知,灯泡电流为0.3A,电阻R电流为0.1A,电流表示数为
I=I1+I2=0.3A+0.1A=0.4A
故B错误;
C.当电源电压为4V时,灯泡电流为0.3A,小灯泡L的实际功率为
P=UI1=4V×0.3A=1.2W
故C错误;
D.如果将小灯泡L和电阻R串联接在电压为10V的电源两端,灯泡与电阻R电流相同,且两端电压之和为10V,从图乙可查得电流为0.2A时,灯泡两端电压为2V,电阻R两端电压为8V,电路消耗的总功率为
P′=U′I′=10V×0.2A=2W
故D正确。
故选D。
5、如图是小李家电火锅的简化电路图,由图可知()
A.R1和R2是串联的B.开关S1控制整个电路
C.只闭合开关S,是高温档D.开关S和S1都闭合,是高温档
答案:D
A.R1和R2的左端与左端相连,右端与右端相连,R1和R2是并联的,故A不符合题意;
B.开关S在干路上,开关S1在支路上,开关S控制整个电路,开关S1控制R2,故B不符合题意;
C.只闭合开关S,电路中只有R1工作,电路电阻较大,是低温档,故C不符合题意;
D.开关S和S1都闭合,R1和R2是并联的,电路电阻较小,是高温档,故D符合题意。
故选D。
6、如图所示,在电源电压不变时,闭合开关S,向左移动滑片,则下列说法正确的是()
A.灯泡L变亮,电压表的示数变小
B.灯泡L变亮,电压表示数变大
C.电流表示数变大,电压表的示数变大
D.电流表示数变小,电压表的示数变小
答案:A
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流;闭合开关S,向左移动滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由串联分压的特点可知,滑动变阻器分得的电压变小,即电
压表示数变小;由于电源电压不变,则灯泡两端电压变大;滑动变阻器接入电路的阻值变小,总电阻变小,根
据欧姆定律可知,电路中的电流增大,即电流表示数变大;灯泡两端的电压和电流都变大,由P=UI可知,灯
泡的实际功率变大,灯泡变亮。
故A正确,BCD错误。
故选A。
7、将一个标有“36V,40W”的灯泡接入电路时,通过它的实际电流是1A,它的实际功率()
A.大于40WB.等于40W
C.小于40WD.等于36W
答案:C
根据灯泡上所标的额定电压和额定电流可知,小灯泡的电阻
R=U2
P
=
(36V)2
40W
=32.4Ω
若通过它的实际电流是1A,则小灯泡的实际功率
P实=I实2R=(1A)2×32.4Ω=32.4W
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8、某兴趣小组用一根电阻为R的镍铭合金电阻自制了一台电烘箱,下列说法正确的是()
A.由公式R=U
I
得知,R与U成正比,与I成反比
B.电阻丝中的电流是正电荷定向移动形成的
C.换档减小接入电路的电阻丝长度,电烘箱的功率减小
D.电烘箱工作时是将电能转化为内能
答案:D
A.电阻与材料、长度、横截面积、温度有关,与电压和电流无关,故A错误;
B.电阻丝是金属制成的,金属靠自由电子导电,电阻丝中原子核带正电,电子带负电,电流是电子的定向移动
形成的,即负电荷定向移动形成的,故B错误;
C.电阻大小与长度有关,其他因素相同时,长度越长电阻越大,换档减小接入电路的电阻丝长度,即电阻减小,根据
P=U2 R
电烘箱的功率增大,故C错误;
D.电烘箱消耗电能,产生内能,因此工作时是将电能转化为内能,故D正确。
故选D。
9、某品牌智能电热毯能够根据环境温度自动实现多挡位加热,以增强人体舒适度。
其等效电路简化图如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,R1>R2,S为智能开关,可根据实际选择不同电阻接入电路。
某段工作过程,加热功率随环境温度变化如图乙所示。
下列说法中正确的是()
A.环境温度为25℃时,开关S连接接线柱1和2
B.环境温度为35℃时,开关S连接接线柱2和3
C.开关S连接接线柱1和2,工作1h产生的热量为0.1kW•h
D.开关S连接接线柱2和3,电路总电阻为484Ω
答案:D
A.环境温度为25℃时,观察图乙,可知,这时加热功率为100W,功率较大,根据电功率公式P=U2
可知,电
R
路的总电阻较小,观察图甲,智能开关S连接接线柱1和2时,只有电阻R1接入电路,智能开关S连接接线柱2和3时,R1和R2并联接入电路,电路的总电阻比智能开关S连接接线柱1和2时的,还要小,则环境温度为25℃时,应该是智能开关S连接接线柱2和3,故A错误;
B.环境温度为35℃时,观察图乙,可知,这时加热功率为44W,功率较小,根据电功率公式P=U2
可知,电路
R
的总电阻较大,由A解析可知,只有仅仅电阻R1接入电路时,电路的总电阻才较大,则智能开关S是连接接线柱1和2,故B错误;
C.开关S连接接线柱1和2,只有电阻R1接入电路,电路的总电阻较大,加热功率较小,为44W=0.044kW,则工作1h产生的热量为
Q=W=Pt=0.044kW×1h=0.044kW⋅h
工作1h产生的热量为0.044kW⋅h,故C错误;
D.开关S连接接线柱2和3时,加热功率较大,为100W,电源电压为220V,根据电功率公式P=U2
R
可知,电路的总电阻为
R 总=
U2
P′
=
(220V)2
100W
=484Ω
电路总电阻为484Ω,故D正确。
故选D。
10、如图所示,将定值电阻R1、R2按甲、乙两图接在电压不同的电路中,已知两图中R1两端的电压相等,乙图中流过R1、R2的电流之比为2:1。
下列说法中正确的是()
A.两电阻的阻值之比为R1:R2=2: 1
B.两图中电源的电压之比为U1:U2=3:2
C.两图中流过R2的电流之比为I2甲:I2乙 =3:2
D.两图电路消耗的总功率之比为P甲:P乙=2: 1
答案:D
A.由图乙可知,R1和R2并联,根据并联电路的分流性
R1 R2=
I2
I1
=
1
2
故A 错误;
B .由图甲可知,R 1与R 2串联,则电路的总电阻为
R 甲=R 1+R 2=3R 1
根据串联电路的分压性可得
U 1U R 1=R 甲R 1=3R 1R 1=31
两图中R 1两端的电压相等,又由图乙知, R 1和R 2并联,则
U 2=U R 1
′=U R 1 所以
U 1U 2=31
故B 错误;
C .由图甲可知,R 1与R 2串联,串联电路中各处的电流相等,通过R 2的电流为
I 2甲=
U 1R 甲=U 1R 1+R 2=U 13R 1 由图乙可知,R 1和R 2并联,关联电路中各支路两端的电压相等且与电源电压相等,则通过R 2的电流为
I 2乙=
U 2R 2=U 22R 1 所以
I 2甲I 2乙=U 13R 1U 22R 1
=U 13R 1×2R 1U 2=21 故C 错误;
D .由图乙可知,R 1和R 2并联,电路的总电阻为
R 乙=
R1R2
R1+R2
=
R1⋅2R1
R1+2R1
=
2R1
3
由P=UI及欧姆定律可得
P=U2 R
则图甲电路消耗的总功率为
P 甲=
U12
R
甲
=
U12
3R1
图乙电路消耗的总功率为
P 乙=
U22
R
乙
=
U22
2R1
3
=
3U22
2R1
所以
P 甲P 乙=
U12
3R1
3U22
2R1
=
U12
3R1
×
2R1
3U22
=
2
1
故D正确。
故选D。
11、在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现,电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化,这是因为二者的()
A.电阻不同B.电流不同
C.密度不同D.通电时间不同
答案:A
导线和电阻丝串联连接,由于电阻丝的阻值远远大于导线的阻值,而串联电路处处电流相等,因此通过电阻丝
和导线中的电流和通电时间都相等,由Q=I2Rt可知,在电流和通电时间都相同时,电阻丝产生的热量较多,导
线产生的热量较少,所以电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化,故A符合题意,BCD不符合题意。
12、如图甲所示电路,电源电压恒定不变,R1为定值电阻。
电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~15V”,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω。
在保证电路元件安全的情况下,小心移动滑片,R2消耗的电功率P与电压表
示数U的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是()
A.定值电阻R1的阻值为20ΩB.电压表的最小示数为9V
C.电路消耗总功率的最大值为9WD.滑动变阻器R2消耗功率的最大变化量为2.7W
答案:D
由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表并联在滑动变阻器两端,电流表测电路中的电流。
A.由图乙可知,当R2两端的电压为13V时,R2消耗的功率为6.5W,此时的电流为
I=P
U
=
6.5W
13V
=0.5A
此时电源电压为
U=U1+U2=0.5A×R+13V ①
由图乙可知,当R2两端的电压为15V时,R2消耗的功率为4.5W,此时的电流为
I′=P′
U′
=
4.5W
15V
=0.3A
此时电源电压为
U=U1+U2=0.3A×R+15V ②联立①①得
U=18V
故A错误;
B.由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电压表的示数最小,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,因为电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,此时电压表的示数,即定值电阻R2两端的电压
U2小=U-U1大=U-I大R1=18V-0.6A×10Ω=12V
故B错误;
C.由B可知,电路中的最大电流为0.6A,则电路消耗总功率的最大值为
P大=UI大=18V×0.6A=10.8W
故C错误;
D.由B可知,滑动变阻器接入电路的电阻最小时,电路中的电流最大为0.6A,由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻
R 总=
U
I
大
=
18V
0.6A
=30Ω
由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值
R2小=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω
由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,因为电压表的量程为0~15V,因此滑动变阻器两端的最大电压
U2大=15V
由串联电路的电压特点可知,此时定值电阻R1两端的电压
U小=U-U2大=18V-15V=3V
此时电路中的电流
I 小=
U
1小
R1
=
3V
10Ω
=0.3A
由欧姆定律可知,此时电路中的总电阻
R′=U
I
小
=
18V
0.3A
=60Ω
由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值R2大=R-R1=60Ω-10Ω=50Ω
滑动变阻器消耗的电功率为
P R=I2R2=(U
R1+R2)
2
R=
U2
(R1+R2)2
R2
=
U2
(R1−R2)2+4R1R2
R2
=
U2
(R1−R2)2
R2+4R1
滑动变阻器消耗的电功率最大时滑动变阻器的电阻为
R2=R1=10Ω
滑动变阻器接入电路的最小阻值为20Ω,则当滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω时,此时电路中的电流最大为0.6A,滑动变阻器消耗的电功率最大
P大=I大R2小=(0.6A)2×20Ω=7.2W
当滑动变阻器接入电路的电阻为50Ω时,此时电路中的电流最大为0.3A,滑动变阻器消耗的电功率最小
P小=I小R2大=(0.3A)2×50Ω=4.5W
则滑动变阻器R2消耗功率的最大变化量
ΔP=P
大−P
小
=7.2W−4.5W=2.7W
故D正确。
故选D。
13、连接如图所示的电路,闭合开关后,调节滑动变阻器,观察到白炽灯泡L1比L2亮,说明L1的实际功率比L2大。
关于该实验,下列说法中正确的是()
A.可以验证电功与电压大小的关系B.L1对应的电压表示数比L2小
C.通过L1的电流比L2大D.L1、L2规格是相同的
答案:A
A.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流和时间相等,观察到白炽灯泡L1比L2亮,可知两灯实际功率不等,由P=UI可知,两灯获得的电压不同,在电流和时间相等,电压不等的情况下,根据W=UIt,可知此电路可以验证电功与电压大小的关系,故A正确;
B.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流相等,而白炽灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的实际功率比L2大,由P=UI 可知,L1对应的电压表示数比L2大,故B错误;
C.灯泡L1和L2串联,通过两灯泡的电流相等,故C错误;
D.L1两端的电压比L2大,通过两灯的电流相等,根据R=U
可知,L1的电阻大于L2的电阻,两灯规格不相同,故
I
D错误。
故选A。
14、将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中(如图所示),接通电路后发现L2要亮一些,则下列判断不正确的是()
A.L2的实际电功率要大一些
B.L1的额定功率比L2的大
C.L1的电阻比L2的小
D.通过L2的电流要大一些
答案:D
A.灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率,L2亮一些,说明L2的实际功率略大一些,故A正确,不符合题意;CD.串联电路中电流相等,L2要亮一些说明P1<P2,由P=I2R可得:R1<R2,故C正确,不符合题意;D错误,符合题意;
B.两灯的额定电压相等,则由P=U2
R
,R1<R2可知,P1额>P2额,故B正确,不符合题意。
故选D。
15、如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,小灯泡的电阻R L=8Ω,R2<R L,闭合开关S,当滑片P置于b端时,小灯泡的实际功率为2W,忽略温度对小灯泡电阻的影响,则滑片P置于a端时小灯泡的实际功率可能是()
A.18WB.28WC.38WD.48W
答案:A
当滑片P置于b端时,小灯泡的实际功率为2W,小灯泡的电阻R L=8Ω,由P=I2R可知,小灯泡两端的电流为
I L=√P L
R L=√
2W
8Ω=0.5A
串联电路中电流处处相等,所以流过电阻R2和滑动变阻器R1的电流都为0.5A。
当电阻R2=0,小灯泡两端电压为
U L=I L R L=0.5A×8Ω=4V
滑动变阻器R2两端的电压为
U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V
所以电源电压为
U
总
=U L+U1=4V+10V=14V
当滑片P置于a端时,电阻R2和滑动变阻器R1的阻值都为0,小灯泡两端的电压等于电源电压,所以小灯泡的实际功率为
P L'=U L2
R L=
(14V)2
8Ω
=24.5W
当电阻R2=8Ω时,小灯泡两端电压为
U L=I L R L=0.5A×8Ω=4V
滑动变阻器R2两端的电压为
U1=I1R1=0.5A×20Ω=10V
电阻R2两端的电压为
U2=I2R2=0.5A×8Ω=4V
所以电源电压为
U
总
'=U L+U1+U2=4V+10V+4V=18V
当滑片P置于a端时,滑动变阻器R1的阻值为0,电路中只有小灯泡与电阻R2串联,电源电压等于小灯泡和电阻R2两端的电压之和,由于小灯泡和电阻R2的阻值相等,所以根据串联分压原理可知,小灯泡两端的电压等于电阻R2两端的电压,即
U L=U2=U
总
′
2=9V
所以小灯泡的实际功率为
P L'=U L2
R L=
(9V)2
8Ω
=10.125W
因为R2<R L,所以
10.125W<P L'<24.5W
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
多选题
16、把标有“6V3W”的小灯泡与最大阻值为100Ω的滑动变阻器连接在电源电压恒为18V电路中,各电表选择的
量程如下图所示,要求闭合开关后两电表的示数均不超过所选量程,且灯泡两端电压不允许超过额定值(灯丝
电阻不变)。下列说法正确的是()
A.在滑动变阻器滑片向左移动的过程中,电流表示数变大,电压表示数变小
B.电路的总功率最大值为10.8W
C.小灯泡的电功率最小值为0.75W
D.滑动变阻器允许调节的范围是18Ω~60Ω
答案:AC
A.由实物图可知:灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量串联电路的电流(所选量程为0~0.6A),电压表测量
滑动变阻器两端的电压(所选量程为0~15V)。
由图可知,滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小,
电路的总电阻变小,根据I=U
R
可知电路中的电流变大,即电流表的示数变大;根据滑动变阻器连入电路的电阻
变小,由分压原理,所以其两端分得电压变小,即电压表的示数变小,故A正确;
B.由P=U2
R
可得,灯泡电阻
R L=U L2
P L
=
(6V)2
3W
=12Ω
灯正常发光时的电流
I L=U L
R L
=
6V
12Ω
=0.5A<0.6A
因串联电路中电流处处相等,为了保证灯泡和电流表的安全,所以电路中的最大电流应为0.5A,此时变阻器连入电路的电阻最小,根据串联电阻的规律和欧姆定律,变阻器连入电路的最小电阻为
R
滑小=U
I L
−R L=18V
0.5A
−12Ω=24Ω①
根据P=UI可知,当电路的电流最大时,电路的功率最大,此时电路的总电功率最大为
P大=UI L =18V×0.5A=9W
故B错误;
C.为保护电压表的安全,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入电路的电阻最大,根据串联电路中总电压等于各电阻两端电压之和,所以小灯泡两端的最小电压
U L′=U-U R=18V-15V=3V
此时电路中的最小电流
I′=U L′
R L
=
3V
12Ω
=0.25A
此时,变阻器连入电路的电阻最大,根据串联电阻的规律及欧姆定律,滑动变阻器连入的最大电阻为
R
滑大=U
I′
−R L=18V
0.25A
−12Ω=60Ω②
此时小灯泡的电功率最小P小=U L I′=3V×0.25A=0.75W 故C正确;
D.由①②可知,滑动变阻器允许调节的范围为24Ω~60Ω,故D错误。
故选AC。
17、如图所示电路,电源电压为6V,定值电阻R的阻值为10Ω,电压表接入0~3V量程,电流表接入0~0.6A量程,滑动变阻器标有“20Ω0.5A”,闭合开关,在保证各元件安全的情况下,下列说法正确的是()
A.电流表示数变化范围0.3~0.6A
B.电压表示数变化范围2~3V
C.滑动变阻器阻值变化范围10~20Ω
D.电路总功率最大值2.7W
答案:BC
A.由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
当电压表的示数U R=3V时,电路中的电流
I=U R
R
=
3V
10Ω
=0.3A
因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电
路中的最大电流I大=0.3A,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,由I=U
R
可知,电路中的电流最小,则电路中的最小电流
I 小=
U
R+R
大
=
6V
10Ω+20Ω=0.2A
所以,电流表示数变化范围0.2~0.3A,故A错误;
B.电压表接入0~3V量程,当电压表的示数3V时,电压表的示数最大,电路中的最小电流是0.2A,电压表的最小示数
U R′=I小R=0.2A×10Ω=2V
所以,电压表示数变化范围2~3V,故B正确;
C.电路中的最大电流I大=0.3A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路中的总电阻
R 总=
U
I
大
=
6V
0.3A
=20Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
R滑小=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω
又因为滑动变阻器接入电路的阻值最大为20Ω时,电流表和电压表的示数都最小,可以保证各元件安全的情况,则滑动变阻器阻值变化范围10~20Ω,故C正确;
D.电路中的最大电流I大=0.3A,电路消耗的最大功率
P大=UI大=6V×0.3A=1.8W
故D错误。
故选BC。
18、如图所示电路,电源电压不变,滑动变阻器R2的最大阻值与R1的阻值均为R0,a、b、c分别为电阻(阻值
为R0)、电流表、电压表其中之一,且不相同。
当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为I02R0,下列有关说法正确的是()
A.a一定是电阻,c一定是电流表
B.开关都闭合时,电路消耗功率为2I02R0
C.只闭合S1,若b为电压表,滑片P向右移动,b的示数变小
D.只闭合S1,移动滑动变阻器的滑片可以使电路消耗的最大功率为I02R0
答案:BD
A.当S1、S3闭合时,移动滑片P,电路中消耗的功率始终为
P=I02R0
说明滑动变阻器没有接入电路,a和c串联接入电路,由此可知a是电阻;若c为电流表,则b为电压表;若c 为电压表,则b为电流表;根据欧姆定律可知,此时电源电压为
U=I0R0
故A错误;
B.开关都闭合时,滑动变阻器被短路,a和R1并联,此时总电阻为
R=R0 2
电流为
I=U
R
=
I0R0
R0
2
=2I0
功率为
P=I2R=(2I0)2R0
2
=2I20R0
故B正确;
C.只闭合S1,a和滑动变阻器串联,电压表b测量滑动变阻器两端的电压,滑片P向右移动,滑动变阻器接入
电路的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变大,所以b的示数变大,故C错误;D.只闭合S1,与滑动变阻器串联接入电路中,要使电路的总功率最大,根据
P=U2 R
此时电路的总电阻最小,根据串联电路的电阻关系可知,当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,此时电路中的最小电阻为R0,则电路消耗的最大功率为
P=I02R0
故D正确。
故选BD。
19、如图所示的电路中,电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值R3=R1=R2,a、b为电流表或电压表,且不相同。
当闭合开关S2、S3、S4时,两个电表中只有一个电表有示数。
此时断开S3,电路中的两个电表示数没有变化。
下
列有关说法正确的是()
A.a一定是电流表,b一定是电压表
B.当开关全部闭合,R3的滑片向左移动时,b表示数变小
C.当闭合开关S2、S3时,R3的滑片向左移动时,电表b的示数变化量与电表a的示数变化量之比变大
D.若将a、b两表互换,此电路的最大功率与最小功率之比为4:1
答案:AD
A.当闭合开关S2、S3、S4时,两个电表中只有一个电表有示数,R3短路,电路为R1的简单电路,若a为电流表,有示数,b为电压表,无示数;若a为电压表,无示数,b为电流表示数;此时断开S3,若a为电流表,R3短路,电路仍为R1的简单电路,则a表示数不变,b表仍无示数,符合电路中的两个电表示数没有变化的条件;若b
为电流表,a为电压表,此时R1、R3串联,电压表测R3两端电压,则两表都有示数,不符合电路中的两个电表示数没有变化的条件。
综上分析可知,a一定是电流表,b一定是电压表,故A正确;
B.当开关全部闭合,R1与R2并联,R3短路,所以移动R3的滑片,电表的示数都不会发生变化,故B错误;C.当闭合开关S2、S3时,R1与R3串联,电表a(电流表)测电路中电流,电表b(电压表)测R3两端的电压,由串联电路特点知,电表b(电压表)的示数变化量为
ΔU3=ΔU1
所以
ΔU3ΔI=ΔU1
ΔI=R1
即电表b的示数变化量与电表a的示数变化量之比不变,故C错误;
D.由题知,滑动变阻器的最大阻值R3=R1=R2,若将a、b两表互换,如图所示:
当开关都闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,电源电压一定,由P=U 2
R
知,此时电路的总功率最大为
P
最大=
U2
1
2R1
=
2U2
R1
当只S2、S4闭合,R1与R3串联,滑片在右端(或只闭合S1,R2与R3串联,滑片在右端),电路的总电阻最大,电路的总功率最小为
P
最小=
U2 2R1
所以
P
最大:P
最小
=
2U2
R1
:
U2
2R1
=4:1
故D正确。