成都中考物理综合题专练∶欧姆定律
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一、初中物理欧姆定律问题
1.
在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,则
A.电流表A示数与电流表A1示数的差值变大
B.电流表A示数与电流表A1示数的差值变小
C.电流表A示数与电流表A1示数的比值变大
D.电流表A示数与电流表A1示数的比值变小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,接入电路电阻变大,通过的电流变小,即电流表A1示数变小,但通过定值电阻R2的电流不变,电流表A示数与电流表A1示数的差值就等于通过定值电阻R2的电流,所以电流表A示数与电流表A1示数的差值不变,故A、B错误;
CD.根据欧姆定律可知,I1
1
U
R
=;干路电流I
U
R
总
=,电流表A示数与电流表A
1示数的比值为
1112
12
12
12
+
==
+
R R R R
I
R R
I R R
R R
=
总
,
因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.
2.两江的物理大组长在测完电阻后,把测量过的一个灯泡和一个定值电阻串联起来进行实验.图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I U
-图象,小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示,电源电压8 V,下列说法正确的是
A.小灯泡电阻随温度的增大而减小
B.灯泡的实际电功率为0.6 W
C.定值电阻的阻值为0.05Ω
D .定值电阻的电功率为0.8 W
【答案】B
【解析】
【详解】
A .由图甲结合U R I
=可知,灯泡两端的电压增大时,灯泡的电阻增大;此时灯泡的实际功率增大,灯丝温度也在升高,由此说明,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故A 错误; B .灯泡和定值电阻串联,电流相等,电压之和等于电源电压,由图甲知,当电流为0.3A 时,灯泡两端电压为2V ,定值电阻两端电压为6V ,总电压为8V ,则灯泡的实际功率:
2V 0.3A 0.6W L L P U I ==⨯=
故B 正确;
C .由B 项数据可知,电阻的阻值:
6V 20Ω0.3A
R U R I =
==, 故C 错误;
D .电阻的实际功率: 6V 0.3A 1.8W R R P U I ==⨯=,
故D 错误。
3.灯泡L 的电流随电压变化关系如图甲所示,现把灯泡L 接入如图乙所示的电路中,电路中电源的电压保持不变,闭合开关S ,滑动变阻器的滑片P 向左滑动时,下列判断正确的是
A .电路消耗的总功率保持不变
B .电压表与电流表示数的比值变小
C .电流表的示数增大,电压表的示数减小
D .灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AC .灯与R 串联,电压表测L 的电压,电流表测电路的电流,滑动变阻器的滑片P 向左滑
动时,变阻器连入的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律,电路的电流变大,根据P UI =,电路消耗的总功率变大;通过灯的电流变大,灯的电压变大,故AC 错误; B .由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值即灯的电阻,如下所示,通过灯的电流随电压变大而变大,而且电压的增大量大于电流的增大量,由欧姆定律,灯的电阻变大,即电压表与电流表示数的比值变大,B 错误;
D .电路的总电阻变小,故灯泡电阻的增大量小于滑动变阻器接入电路电阻的减小量,即灯泡电阻的改变量小于滑动变阻器接入电路电阻的改变量,D 正确。
故选D 。
4.如图所示,电源电压不变,电阻115ΩR =,210ΩR =,开关S 、S 1闭合,S 2断开,电流表读数为0.4A ,则开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电流表读数可能为( )
A .0.4A
B .0.5A
C .0.6A
D .0.7A
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】 当开关S 、S 1闭合,S 2断开时,电阻R 0与R 1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R 1两端的电压是
1110.4A 15Ω6V U I R ==⨯=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
011R R R =+总
当开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电阻R 0与R 2串联,同理
022R R R =+总
因为12R R >,所以12R R >总总,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
210.4A I I >=
因为开关S 、S 2闭合,S 1断开时,电路中的电流变大,那么R 0的电压变大,由于电源电压不变,根据串联电路的电压规律可知,R 2两端的电压变小,即
21
6V
U U
<=
所以
1
2
2
6V
0.6A
10Ω
U
I
R
<==
则可知电流表的读数在0.4~0.6A之间。
故选B。
5.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L1、L2分别标有“6V 3W”和“6V 6W”的字样,滑动变阻器R的阻值变化范围为0~12Ω,当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,两灯都正常发光。
不考虑温度对灯泡电阻的影响,则()
A.电源电压为12V
B.两灯都正常发光时电流表的示数为3A
C.整个电路的最小功率2.25W
D.整个电路的最大功率9W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)当S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,两灯泡均正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点求出电源的电压。
(2)根据P UI
=求出两灯泡都正常发光时通过的电流,根据并联电路的电流特点求出两灯都正常发光时电流表的示数。
(3)根据欧姆定律求出两灯泡的电阻,两灯泡的最大电阻和R的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和
2
U
P UI
R
==求出电路的最小总功率。
(4)当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,此时两灯泡的实际功率和额定功率相等,两灯泡的功率之和即为电路的总功率。
【详解】
A.当S1、S2、S3都闭合,滑动变阻器滑到a端时,灯泡L1和灯泡L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,且两灯都正常发光,则电源的电压
126V
U U U
===
故A错误;
B.由P UI
=可得,两灯泡都正常发光时通过的电流
1
1
1
3W
0.5A
6V
P
I
U
===,2
2
2
6W
1A
6V
P
I
U
===
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两灯都正常发光时电流表的示数
12
0.5A1A 1.5A
I I I
=+=+=
故B错误;
C.由
U
I
R
=可得,两灯泡的电阻
1
1
1
6V
12Ω
0.5A
U
R
I
===,2
2
2
6V
6Ω
1A
U
R
I
===
当S1、S3闭合且滑片位于b端时,R1与R的最大阻值串联,电路中的总电阻最大,电路的总功率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则电路的最小总功率
()2
2
12
6V
1.5W
12Ω12Ω
U
P
R R
===
++
小
故C错误;
D.当S1、S2、S3都闭合且滑片位于a端时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路的总功率最大,因此时两灯泡均正常发光,所以整个电路的最大功率
12
3W6W9W
P P P
=+=+=
大
故D正确。
故选D。
6.如图所示的电路中,当开关闭合,将滑动变阻器的滑片慢慢向右滑动的过程中,电流表与电压表的示数变化府况,下列说法正确的是
A.电流表A l的示数变大
B.电流表A2的示数变小
C.电压表示数与电流表A l的示数的比值变小
D.电压表示数与电流表A2的示数的比值变小、
【答案】D
【解析】
【详解】
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器并联,电流表A1测定值电阻支路的电流,电流表A2测变阻器支路的电流,电压表测电源两端的电压。
AC.因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过定值电阻的电流不变,即电流表A1的示数不变,所以电压表示数与电流表A1示数的比值也不变,故AC错误;
B.将滑动变阻器滑片慢慢向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,由
U
I
R
可知,
通过滑动变阻器的电流变大,即电流表A2的示数变大,故B错误;
D.电压表示数不变而电流表A2示数变大,所以电压表示数与电流表A2示数的比值变小,故D正确。
7.小明设计了一种输液提示器,能让护士在护士站通过观察电压表的示数知道药液量的多少,并且当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小。
下列电路图中符合要求的是
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【详解】
A.电压表测滑动变阻器电压,电压表的读数始终都不变,故A不符合题意;
B.电压表测滑动变阻器下部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之增大,故B 不符合题意;
C.电压表测滑动变阻器上部分的电压,当袋中药液量减少时,电压表示数随之减小,故C 符合题意;
D.电压表测电源电压,当袋中药液量减少时,电压表示数不变,故D不符合题意。
8.如图所示,MN间电压恒定,1R为定值电阻,滑动变阻器2R的最大阻值为20欧.当滑动变阻器滑片P处于a端时,电流表示数为0.25安;当滑片P处于ab中点时,电流表示数为0.40安,则MN间的电压是
A .6
伏
B .5伏
C .4伏
D .3伏
【答案】D
【解析】
【详解】 R 1与滑动变阻器R 2并联,设MN 间的电压为U ,根据并联电路的电流关系,
则21
0.25U U A R R +=……………….① 120.412
U U A R R +=………………② 联立①②,将R 2=20Ω代入,解得 U=3V 。
故D 正确为答案.
9.如图的电路中,电路元件及连接均完好,电源电压恒为6V,小灯泡L 1、L 2和L 3各自正常工作时流过的电流均为0.5A,下列说法正确的是( )
A .开关S 1和S 2断开,电压表的示数为6V,再闭合S 2,电压表示数变小
B .开关S 1和S 2断开,电流表A 1测L 2的电流,再闭合S 2,A 1仍测L 2的电流
C .先闭合开关S 2,再闭合开关S 1,电流表A 1示数不变,A 2示数变大
D .开关S 1和S 2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,电流表A 1的示数为1.5A
【答案】B
【解析】
【详解】
A .从实物图可以看到,当开关S 1和S 2断开时,只有灯泡L 2和L 3串联接入电路,电压表测的是电源电压,示数为6V ;再闭合S 2时,L 3被短路,只有灯泡L 2接入电路,电压表测的是电源电压,示数不变;A 错误;
B .开关S 1和S 2断开,只有灯泡L 2和L 3串联接入电路,电流表A 1是测L 2的电流,再闭合S 2,只有灯泡L 2接入电路,A 1仍测L 2的电流,B 正确;
C .先闭合开关S 2,电流表A 1只测L 2的电流,A 2所在支路断路,示数为零;再闭合开关S 1,电流表A 1测L 1和L 2的总电流,即电流表A 1示数变大,A 2测L 2的电流,示数变大;C 错误;
D .开关S 1和S 2闭合,有电流流过的灯泡恰好都正常发光,这时只有L 1、L 2并联接入电路,流过它们的电流都是0.5A ,电流表A 1测的是总电流,大小为1.0A ,D 错误。
10.实验中,某同学认为在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R 0也可以测量未知电阻R x 的阻值,并设计了电路图,下列图中不可以实现测量R x 阻值的电路图是()
A .
B .
C .
D .
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .当开关闭合时,R 0短路,电压表测电源电压,设此时示数为U 1;当开关断开时,R 0与R x 串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端的电压为U 1-U 2;根据串联电路电流处处相等可列出等式
1220X
U U U R R -= R x 可求出,故此电路可以测出R x 阻值;故A 不符合题意;
B .当开关闭合时,R x 被短路,电压表测电源电压,当开关断开时,R X 与R 0串联,电压表仍测电源电压,无法推导出通过R x 的电流,故此电路不能测出R x 阻值;故B 符合题意;
C .当开关掷到1档时,只有R X 接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R x 的电压,设此时示数为U 2,则此时R 0两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
212X 0
U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R X 阻值;故C 不符合题意;
D .当开关掷到1档时,只有R 0接入电路,电压表示数等于电源电压,设此时示数为U 1,当开关掷到2档时,R x 与R 0串联,电压表测R 0的电压,设此时示数为U 2,则此时R X 两端电压为U 1-U 2,根据串联电路电流处处相等可列出等式
212X 0
U U U R R -= 可求出出R x ,故此电路可以测出R x 阻值;故D 不符合题意。
故选B 。
11.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片在滑动过程中,电压表V 1、数的变化量的大小分别为1U ∆和2U ∆,那么( )
A .12U U ∆∆<
B .12U U ∆∆>
C .12U U ∆=∆
D .因为无具体数据,故无法比较
【答案】B
【解析】
【详解】
滑动变阻器R 与电阻1R 并联,再与2R 、3R 串联,电压表V 1测并联部分电路两端的电压;V 2测中间定值电阻2R 两端的电压;当滑动变阻器滑片由B 向A 移动时,滑动变阻器的阻值减小,引起并联电路部分的总电阻变小,即电压表V 1的示数变小,变化量为1U ∆,根据串联电路的电阻分压特点可知,定值电阻2R 、3R 两端的电压变大;因为:
123U U U U =--
所以:
123U U U ∆=∆+∆
故:
12U U ∆>∆
故B 项符合题意、ACD 项不符合题意;
12.在图甲所示的电路中,电源电压不变,R 0为定值电阻,滑动变阻器的滑片P 从a 端移到b 端的过程中,电压表与电流表示数的变化规律如图乙所示。
下列说法正确的是( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为8Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0﹣20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
【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,则电压表示数为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,滑动变阻器全部接入电路,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示数为4V,电流表示数为0.2A,则可求滑动变阻器最大阻值及电源电压为
2
4V
==20
0.2A
U
R
I
=Ω
滑
滑
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
2
U
P
R
=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。
13.在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”实验中电流表取0~0.6A的量程,电压表取0~15V的量程,选择阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻,先后与滑动变阻器R2串联,在能完成实验的前提下,下列判断正确的是()
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R 2最大阻值为20Ω,控制电压为2V ,则电源的选取范围是2~3V
C .若R 2变阻器最大阻值为40Ω,电源电压为6V 不变,则控制电压的选取范围是2~6V
D .若电源电压6V 不变,控制电压为2V ,R 2最大阻值为30Ω,则只能完成三次实验
【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始终为1.5V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
1.5V 13V 2
R U R U ===滑滑定定 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
1120Ω=10Ω22
R R =
=⨯滑定 故A 正确; 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实验接入阻值均为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 ,则电源的选取范围是2~4V ,故B 错误;
C .由于始终保证定值电阻两端电压不变,则当换用更大阻值的定值电阻时,由串联分压可知,滑动变阻器接入阻值应相应增大,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
min 4max 6V 0.1A 40Ω20Ω
U I R R =
==++滑 则定值电阻两端最小电压为 min min 40.1A 20Ω=2V U I R ==⨯
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
max max 10.6A 5Ω=3V U I R ==⨯
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始终为4V ,根据串联电路电压之比等于电阻之比可知
2V 14V 2
R U R U ===定定滑滑 则当滑动变阻器接入阻值最大为20Ω时,对应可进行实验的最大阻值,为
1130Ω=15Ω22
R R ==⨯滑定
则只能进行前三次实验,故D 正确。
故选AD 。
14.小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R 是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好.物体M 只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P 移动,电压表示数可反映物体M 移动的距离.开始测量前,将金属滑片P 置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5 V 和0.2 A .由此可知
A .电阻丝的总电阻为7.5 Ω
B .当电压表示数为2 V 时,物体M 向左移动了5 cm
C .当电压表示数为1 V 时,物体M 向左移动了5 m
D .若开始测量前,将金属滑片P 置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30 cm
【答案】BD
【解析】
【分析】
滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A 不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。
【详解】
A .滑片在中点时,电压表测量的是一半电阻丝分得的电压,其阻值为
1.5V '7.50.2A
U R I ===Ω 则电阻丝的总电阻为15Ω,所以A 错;
B .当电压表示数为2 V 时,比滑片在中点时增大了0.5V ,则与电压表并联的电阻增大了
110.5V =2.5Ω0.2A
U R I =
= 电阻丝的长度增加了 2.5Ω=
=5cm 0.5Ω/cm l ∆ 所以物体M 向左移动了5 cm ,B 对;
C .当电压表示数为1 V 时,比滑片在中点时减小了0.5V ,则与电压表并联的电阻减小了
2.5Ω,电阻丝的长度减小了5cm ,所以物体M 向右移动了5 cm ,C 错;
D .若开始测量前,如果将金属滑片P 置于电阻丝的左端,电压表测的是整根电阻丝的电压,所以可测量的最大距离是
max
15Ω
==30cm
0.5Ω/cm
l
D对。
故选BD。
15.如图电路,电源电压不变,闭合S,当滑片P从a端向b端滑动时()
A.电压表V1示数与电流表A示数比值不变
B.电流表A示数变大,电压表V2不变
C.电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大
D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积不变
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流,电压表V1示数与电流表A示数比值为定值电阻R1的阻值,所以其比值不变,故A正确;
B.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,所以分得的电压变小,即V2示数变小;电路中的总电阻变小,所以电路中的电流变大,即A示数变大,故B错误;
C.当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,R2接入电路中的电阻变小,V2示数变小,所以V1示数变大,电流表A的示数也变大,所以电压表V1示数与电流表A示数的乘积增大,故C正确;
D.电压表V2示数与电流表A示数的乘积为滑动变阻器R2的功率
22
22
22
2
1
1
12
21
12
2
2
()
()4
2
U U U
P I R R
R
R
R R R R
R R
R
R
====
++
++
由上式可知,R2的电功率随着R2阻值的变化而变化,当R2与R1阻值相等时,R2功率最大,故D错误。
故选AC。
二、初中物理欧姆定律的实际应用问题
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,当开关闭合时,标有“8V
8W”的小灯泡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”的小灯泡,闭合开关后,小灯泡工作时消耗的实际功率
A.大于4W B.等于4W C.小于4W D.无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
根据公式可知,当额定电压相同时,额定功率越大,电阻越小,所以“8V 8W”的灯泡
电阻小,“8V 4W”的灯泡电阻大;根据串联电路电阻的分压特点可知,改接后,灯泡两端的电压变大,大于8V,所以这只灯泡消耗的功率大于4W.
17.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R 的阻值随压力增大而增大,滑片P 随身高增高而上滑.下列分析正确的是()
A.身高越高电压表示数大B.身高越高通过R0流越小
C.体重越大电流表示数越大D.体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路
独立工作、互不影响,所以,由I=U
R
可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高
时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
C D.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可知,R的阻值越大,由I=
U
R
可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
18.如图所示,电源电压保持6V不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻的规格为“10Ω0.5A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
闭合开关,为了保证电路安全,在变阻器滑片移动过程中,下列说法正确的是()
A.电阻R1消耗功率允许的变化范围为0.4W~0.9W
B.电流表示数允许的变化范围为0.2A~0.5A
C.电路消耗总功率允许的变化范围为l.2W~3W
D.变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω
【答案】D
【解析】
【分析】
滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;根据串联电路的分压原理(电阻越大,电阻两端的电压越高),当电压表的示数最大时,变阻器接入电路的电阻最大;当电流表的示数达到最大值时,变阻器接入电路的电阻最小;根据欧姆定律的应用可分别求出电路中的总电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻值,同时可以确定电压表示数、电流表示数以及电路中总功率的变化。
【详解】
由图知,R2与定值电阻R1串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中电流;AB.由题意知,当电压表的最大测量值为3V时,由串联电路特点知,此时定值电阻R1两端的电压U1=3V,由欧姆定律可得此时电路中的电流:
1
21
1
3V
0.3A
10Ω
U
I I I
R
=====,
因此电路中的最小电流为0.3A,故B错误;
电阻R1消耗功率最小功率:
1min1
3V0.3A0.9W
P U I
==⨯=,
故A错误;
C.电路消耗的最小功率:
min
6V0.3A 1.8W
P UI
==⨯=;
故C错误;
D.此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大:
2max
2max 3V 10Ω0.3A U R I =
==; 当电路中的电流最大为0.5A 时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,由欧姆定律可知此时
电路中的总电阻最小: min max 6V 12Ω0.5A
U R I =
==总, 滑动变阻器接入电路中的电阻最小: min 1min 12Ω10Ω2ΩR R R =-=-=2总,
则变阻器R 2接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~10Ω,故D 正确。
19.如图所示,电源电压不变,L 1、L 2两个灯泡的规格相同。
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 .L 1逐渐变亮
B .L 1先变亮再逐渐变暗
C .L 2逐渐变暗
D .L 2逐渐变亮
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 左图为串联电路,滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动,阻值变大,电流变小,L 1变暗。
右图中定值电阻和滑动变阻器串联,当滑动变阻器的滑片P 从中点向右滑动,滑动变阻器分得的电压变大,因为灯泡L 2和滑动变阻器并联,故L 2两端电压也变大,根据公式
2
U P R
=知,灯泡实际功率变大,亮度也变亮。
故选D 。
20.如图所示电路中,R 为定值电阻闭合开关后当滑片P 在某两点之间滑动时电流表的示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围是3~6V 小丽通过推算,得出四个结论,错误的是()
A .变阻器连入电路的电阻变化范围为2~12Ω
B .定值电阻R 的阻值为3Ω
C .实验中R 两端的电压变化范围为2V~4.5V
D .电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W
【答案】C
【解析】
【分析】
根据电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;滑动变阻器接入电路阻值越大,电路电流越小,电压表示数越大。
【详解】
A .电流表示数变化范围是0.5~1.5A ,电压表的示数变化范围3~6V ,由欧姆定律可知滑动变阻器接入电路的阻值为
min min max 3V 215A U R I .=
==Ω滑 max max min 6V 1205A
U R I .===Ω滑 则变阻器连入电路的阻值变化范围为2Ω~12Ω,故A 正确,A 不符合题意;
B .由欧姆定律得,当电压表示数为3V 时,电源电压
V 3V+1.5A U U IR R =+=⨯
当电压表示数为6V 时,电源电压
V 6V+0.5A U U IR R =+=⨯
联立解得
3R =Ω ,7.5V U
故B 正确,B 不符合题意;
C 、当电流表示数为0.5A 时,R 两端的电压
1105A 315V U I R ..==⨯Ω=
当电流表示数为1.5A 时,R 两端的电压
2215A 345V U I R ..==⨯Ω=
R 两端的电压变化范围是1.5~4.5V ,故C 错误,C 符合题意;
D .电路消耗的最大电功率
==75V 15A=11.25W P UI ..⨯最大最大
电路消耗的最小电功率
==75V 05A=3.75W P UI ..⨯最小最小
则电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W ,故D 正确,D 不符合题意; 故选C 。
21.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。
空气中尘埃量较少时,光源发出来的光被挡板挡住了。
当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到。