备战中考物理欧姆定律的综合复习附详细答案
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一、初中物理欧姆定律问题
1.如图所示,电源电压恒为9V,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器的规格为“24Ω 0.8A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样。闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是()
A.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是0~24Ω
B.电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
C.电压表示数的变化范围是1V~3V
D.灯泡的最小功率是0.54W
【答案】D
【解析】
【详解】
从图中可以看到,灯泡和滑动变阻器串联,根据电功率公式P UI
=可知灯的额定电流是
L
L
L
1.5W
0.5A
3V
P
I
U
===
额
额
额
还可知道灯泡的电阻是
L
L
L
3V
6Ω
0.5A
U
R
I
===
额
额
因为电压表的量程是0到3V,所以当灯泡两端的电压是3V,电路中的电流最大,大小是
max L
0.5A
I I
==
额
由此可计算得电路中的最小总电阻是
min
max
9V
18Ω
0.5A
U
R
I
===
总
那么滑动变阻器接入电路的最小阻值是
L
min min
-18Ω-6Ω12Ω
R R R
===
滑总
而当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,灯泡两端的电压最小,电流也是最小的,电路是安全的,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是12Ω~24Ω;电路中的最大总电阻是
L
max
6Ω24Ω30Ω
R R R
=+=+=
总
电路中的最小电流是
min
max
9V
0.3A
30Ω
U
I
R
===
总
所以电流表示数的变化范围是0.3A~0.5A;也可知道灯泡两端的电压最小值是
Lmin min L 0.3A 6Ω 1.8V U I R ==?=
所以电压表示数的变化范围是1.8V~3V ;当电路中电流最小时,灯泡的电功率最小,大小是
()2
2
Lmin min L 0.3A 6Ω0.54W P I R ==?=
故选D 。
2.如图所示,电源电压为4.5V ,电流表量程为“0~0.6A ”,滑动变阻器规格为“10Ω 1A ”,小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项正确的是( )
A .小灯泡的额定电流是0.6A
B .电流表的示数变化范围是0.3A ~0.6A
C .电压表的示数变化范围是2V ~3V
D .滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是6Ω~10Ω 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .小灯泡L 标有“2.5V 1.25W ”,由
2
U P UI R
==
得小灯泡的额定电流为
1.25W 0.5A
2.5V
P I U =
== A 选项错误;
BCD .由于不考虑温度对灯丝电阻的影响,则根据欧姆定律得灯泡的电阻
L 2.5V
5Ω0.5A
U R I =
== 串联电路电流值处处相等,则电路中的最大电流
max L R 0.5A I I I ===
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,其两端电压也最小。根据串联电路电压规律,得滑动变阻器两端最小电压为
min 总L 4.5V 2.5V 2V U U U =-=-=
此时滑动变阻器接入电路最小阻值为
min
min
min
2V
4Ω
0.5A
U
R
I
===
当滑动变阻接入电路阻值最大时,电压表示数最大,电路电流最小。由题知
max
10Ω
R=
则电路最小电流
总
min
L max
4.5V
0.3A
5Ω10Ω
U
I
R R
===
++
此时滑动变阻器两端最大电压
max max
0.3A10Ω3V
U IR
==?=
由此得电流表的示数变化范围是0.3A~0.5A,电压表的示数变化范围是2V~3V,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω。BD选项错误,C选项正确。
故选C。
3.如图所示,电源电压不变,电阻115Ω
R=,
2
10Ω
R=,开关S、S1闭合,S2断开,电流表读数为0.4A,则开关S、S2闭合,S1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、S1闭合,S2断开时,电阻R0与R1的串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,R1两端的电压是
111
0.4A15Ω6V
U I R
==?=
因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
01
1
R R R
=+
总
当开关S、S2闭合,S1断开时,电阻R0与R2串联,同理
02
2
R R R
=+
总
因为12
R R
>,所以
12
R R
>
总总
,因为电源电压不变,所以根据欧姆定律可得
21
0.4A
I I
>=
因为开关S、S2闭合,S1断开时,电路中的电流变大,那么R0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,R2两端的电压变小,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。
4.如图所示的电路中,电源电压恒定,0R为定值电阻,闭合开关后,在移动滑动变阻器滑片过程中,下列图像中不正确的是( )
A.电压表示数随电流表示数变化图像
B.电流表示数随变阻器变化图像
C.变阻器的功率和定值电阻的功率的比值Q随变阻器电阻R的变化图像
D.电流表示数变化量△I随电压表示数变化量△U的变化图像
【答案】B
【解析】
【详解】
A .从图中可以看到,定值电阻R 和滑动变阻器串联接在电路中,在移动滑动变阻器滑片过程中,设电流表的示数是I ,电压表的示数是U ,电源电压的大小是U 电,由题意可以得到
U U
R I I
=+电 化简可得到
-U IR U =+电
I 和U 电大小不变,可知电压U 与I 是一次函数关系,A 正确,不合题意;
B .设电流表的示数是I ,滑动变阻器的电阻大小是R ,电源电压的大小是U 电,由欧姆定律可以得到
0U R R I
=+电
变换可得
1
I U R R =
?+电 从这条式子可以看到,随着滑动变阻器的电阻R 的增大,电流表的示数变小,电流减小得越来越慢,这个图像不对,B 错误,符合题意;
C .由题意可知,变阻器的功率是2
R P I R =,定值电阻的功率是02
R 0P I R =,那么变阻器
的功率和定值电阻的功率的比值是
02R 2R 00
1
P I R Q R P I R R ===?
从这条式子可以看到,Q 与 R 成正比,那么它的关系图像是一条过原点的直线,C 正确,不合题意;
D .设滑动变阻器接入电路中的阻值在变小,从A R 变小到B R ,那么电流表示数变化量是
00-B A
U U
I R R R R ?=
++
同样可以知道电压表示数变化量是
00-A B A B
U U
U R R R R R R ?=
??++
00000-1-B A A B A B
U U
R R R R I U U U R R R R R R R ++?==???++
即
1
I U R ?=
?? 从这条式子可以知道,电流表示数变化量△I 随电压表示数变化量△U 的变化图像是一条过原点的直线,D 正确,不合题意。
5.明明设计了一个自动测高仪,给出了四个电路,如图所示,R 是定值电阻,R ′是滑动变阻器,其中能够实现身高越高,电压表示数越大,而且示数与身高成正比的电路是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】B 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,电压表测的是电源电压,身高越高,电压表示数还是不变,这与题意不符合,A 项不合题意;
B .从图中可以看到,身高越高时,电压表测量的电阻阻值越大,根据U IR =可知,电压
表示数越大,设人的身高是h ,由题意可知'
'
-h l R S
ρ=,可得到
''
--h l I I l U I h S S S
ρρρ==? 由此式可知电压表示数与身高成正比,选项B 符合题意;
C .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电压表的示数越大,可得到关系式
'
'
--U h l U h l S R S
ρρ=?+电源 可知电压表示数与身高不成正比,C 项不合题意;
D .从图中可以看到,这是一个串联电路,身高越高时,滑动变阻器接入电路的电阻越大,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压越大,电阻R 两端的电压越小,即电压表的示数越小,这与题意不符合,D 项不合题意; 故选B 。
6.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
12
6V
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
120.5A 1A 1.5A I
I I =+=+=
故B 错误; C .由U
I R
=
可得,两灯泡的电阻 1116V 12Ω0.5A U R I =
==,2226V 6Ω1A
U R I === 当S 1、S 3闭合且滑片位于b 端时,R 1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
2126V 1.5W 12Ω12Ω
U P R R ==
=++小 故C 错误;
D .当S 1、S 2、S 3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
123W 6W 9W P P P =+=+=大
故D 正确。 故选D 。
7.如图所示,电源电压保持不变。闭合开关S 后,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,则( )
A .电压表V 示数与电流表A 1示数的比值变小
B .只有电压表V 的示数不发生变化
C .电压表V 示数与电流表A 2示数的比值变小
D .电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积变小 【答案】D 【解析】 【详解】
从图中可以看到,这是一个并联电路,当移动滑动变阻器R 2滑片P 的位置时,电阻R 1两端的电压大小等于电源电压,大小不变,电阻阻值不变,那么根据U
I R
=
可知,流过电阻R 1的电流大小不变,即电流表A 1示数不变,而电流表A 1示数与电流表A 2示数的比值变大,这说明了电流表A 2示数在变小,根据U
R I
=
可知,电阻R 2的阻值在变大; A .电压表V 示数等于电源电压大小,即示数大小不变,由上述可知电流表A 1示数不变,那么电压表V 示数与电流表A 1示数的比值也不变,A 项不合题意;
B .由上述可知,电压表V 示数不变,电流表A 1示数也不变,B 项不合题意;
C .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的比值在变大,C 项不合题意;
D .电压表V 示数不变,电流表A 2示数在变小,那么电压表V 示数与电流表A 2示数的乘积在变小,选项D 符合题意。
8.如图甲所示,已知电流表的量程为0~0.6A ,电压表的量程为0~6V ,滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”。闭合开关S 后,调节滑动变阻器的滑片P ,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法中正确的是( )
A .R 1的阻值为20Ω
B .电压表的变化范围是3V~6V
C .滑动变阻器的取值范围是6Ω~40Ω
D .电路总功率的变化范围是1.28W~4W 【答案】B 【解析】 【分析】
根据图像,利用串联电路特点和欧姆定律,求出电源电压和电阻R 1的值,根据变阻器铭牌和电表的量程,求出变阻器接入电路的阻值范围,由P UI =求电路的总功率。 【详解】
A .由甲图知道,R 1 与R 2 串联,电压表测R 2 的电压,根据串联电路特点,由图乙可知
1111.3V A 50U U I R R =+=+?滑------① 2112.5V A 30U U I R R =+=+?滑------②
由①②解得:R 1 =10Ω,U =8V ,故A 错误;
BCD .由滑动变阻器R 2的规格为“40Ω 0.5A ”,当移动滑片使电流表示数达到I 大=0.5A 时,变阻器接入电路的电阻最小,电压表的示数最小,由P=UI 可得此时电路的总功率最大,则电压表的示数最小为
18V 0.5A 10Ω=3V U U I R --?==小大
变阻器接入电路的最小电阻
Ω3V
0 6.5A
R U I =
==小小大 电路的最大总功率
8V 0.5A 4W P UI ==?=大大
根据串联电路的分压特点,变阻器接入电路的电阻越大,其两端电压越高,最高电压不超
过6V ,定值电阻R
1两端的电压为
18V 6V 2V U U U =-=-=大
此时的总电流为
112V 0.2A 10Ω
U I R =
==小 滑动变阻器的最大电阻为
6V
30Ω0.2A
U R I =
==大大小 电路的最小功率为
22
1W ()8V 1.610Ω30Ω
U P R R ===++小大 综上所述,电压表的变化范围是3V~6V ;滑动变阻器的取值范围是6Ω~30Ω;电路总功率的变化范围是1.6W~4W ,故B 正确、CD 错误。 故选B 。
9.图所示电路中,电源两端电压为U ,且保持不变,R 1、R 2和R 3为三个定值电阻,已知R 1=5Ω,当只闭合开关S 2时,电流表的示数为0.3A ,电路消耗的总功率为P ;当三个开关都闭合时,电流表的示数变化了1.95A ,电路消耗的总功率为P ′,当只断开开关S 1时,电流表的示数为0.45A ,电路消耗的总功率为P ′′,下列判断正确的是
A .U =6V ,R 2=20Ω
B .U =9V ,R 3=30Ω
C .R 3=10Ω,P ∶P ′′=3∶2
D .R 2=20Ω,P ∶P ′=2∶15 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
当只闭合开关S 2时,电阻2R 、3R 串联,则
23
U
R R +=0.3A ,P =0.3U
当三个开关都闭合时,电阻1R 、2R 并联,则
1
U
R+
2
U
R=0.3A+1.95A,P′=2.25U
当只断开开关S1时,电路中只有2R,则
2
U
R=0.45A,P′′=0.45U
解三式得
U=9v,R2=20Ω,R3=10Ω,P∶P′=2∶15,P∶P′′=2∶3
所以D正确。
故选D。
10.定值电阻R1、R2和滑动变阻器R3接入如图电路中,电源电压不变。当开关S1闭合,S2断开,滑片P位于a点时,电压表V1和V2的示数之比1221
U U=
::,电流表的示数
I1=1A;滑片P位于最右端时,电压表V1和V2的示数之比1225
U U
''=
::。当开关S1断开,S2闭合,两个电压表V1和V2的示数之比12
''''31
U U=
::,通过开关的闭合与断开及调节滑动变阻器的滑片,使电路消耗的功率最小为9W。下列说法正确的是()
A.电源的电压为24V
B.滑动变阻器的最大阻值是24Ω
C.当开关S1断开,S2闭合,电路消耗的功率为32W
D.当开关S1合,S2断开,调节滑片P位置,R3消耗的最大功率为9W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于a点时等效电路为图1所示:
;
当开关S1闭合,S2断开,R3滑片P位于最右端时等效电路为图2所示:
;
当开关S 1断开,S 2闭合的等效电路如图3所示:
;
在可能得到的各种电路中,只有当开关S 1、S 2都断开,并且滑动变阻器的滑片位于最右端时,电路的总电阻最大,消耗的电功率最小,此时的等效电路如图4所示:
;
图1中:由于串联电路中各处的电流相等,且1221U U =::
,根据U
I R
=可得 1
111221
21
a U R I U U R U I === 所以
112
a R R =
根据欧姆定律和串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电源电压
1111113
1A (1A 22
())a U I R R R R R =+=?+=?…①
图2中:根据U
I R
=
可得 1121222
25
b U R I U U R U I ''==='' 即
152
b R R =
图3中:根据串联电路的电阻特点和U
I R
=
可得 ()31211223223
1
I R R U R R U I R R +"+===" 解得
211
2
R R =
图4中
222
min
121
111
9W 15422
b U U U P R R R R R R R ====++++…②
由①②两式可得:R 1=16Ω,U =24V ,故A 正确; B .滑动变阻器的最大阻值
155
16Ω40Ω22
b R R =
=?= 故B 错误; C .电阻R 2的阻值
2111
16Ω8Ω22
R R =
=?= 当开关S 1断开,S 2闭合,则电阻R 1与R 2串联,电路消耗的功率
()2
2
1224V =24W 16Ω+8Ω
U
P R R ==
+ 故C 错误;
D .当开关S 1闭合,S 2断开,电阻R 1与R 3串联,R 3消耗的功率
()22
2
3332
13131
3
)(4U U P I R R R R R R R R ==?=+-+
所以,当R 3=R 1时,R 3消耗的功率最大,为
()2
23124V =9W 44?16Ω
U P R ==最大
故D 正确。 故选AD 。
11.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R 2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R 2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 1
3V 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
11
20Ω=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
2V1
4V2
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
11
30Ω=15Ω
22
R R
==?
滑
定
则只能进行前三次实验,故D正确。
故选AD。
12.如图甲所示的电路,电源电压U=10V(恒定不变),R2=8Ω,闭合开关S后,V2表的示数为7V,把甲电路中的两个电压表换成两个电流表,如图乙所示,闭合开关S后,A1表的示数为1.75A,下列说法正确的是()
A.甲电路中V1表的示数为3V B.乙电路中A2表的示数为2.25A
C.R1=12ΩD.乙电路中R3的电流为0.5A
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.图甲中R1、R2和R3串联,V1表的测量电阻R1和R2的电压,V2表的测量电阻R2和R3的电压,电源电压U=10V,闭合开关S后,V2表的示数为7V,根据串联电路电压规律,R1两端电压为:
10V-7V=3V
V1表的示数肯定大于3V,故A错误;
BCD.图乙中三个电阻并联,电流表A1测量R2和R3中的电流,电流表A2测量R1和R2中的电流,通过R2的电流:
I2=
2
U
R
=
10V
8Ω
=1.25A
通过R3的电流:
I3=I A1?I2=1.75A?1.25A=0.5A
故D正确;
根据欧姆定律可得,R3的阻值:
R 3=
3U I
=10V 0.5A
=20Ω 图甲中,三个电阻串联,电路中的电流:
I =
V223U R R +=7V
8Ω20Ω
+=0.25A
根据串联电路电压的特点,
U 1=U ?U V2=10V?7V=3V
由I =
U
R
可得,R 1的阻值: R 1=
1U I =3V 0.25A
=12Ω 故C 正确;
图乙中三个电阻并联,电流表A 2测量R 1和R 2中的电流,
I A2=I ′1+I 2=1U R +I 2=10V
12Ω
+1.25A=0.83A+1.25A=2.08A
故B 错误;
13.如图,电源电压不变,电路元件及导线均完好,R 1、R 2为定值电阻,R 为滑动变阻器。下列分析正确的是( )
A .只闭合S 1时,电流表、电压表均有示数
B .只闭合S 3时,滑片右移,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C .闭合S 1、S 2、S 3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小
D .闭合S 1、S 3,滑片右移,电压表示数变大,电流表示数变小 【答案】ABD 【解析】 【分析】
(1)只闭合S 1时,电路为R 2的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路中的电流;
(2)只闭合S 3时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路特点和欧姆定律判断两表变化量比值的变化;
(3)同时闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与R 并联,电压表测电源电压,电流表测干路中的电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R 2的电流不变,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滑动变阻器通过的电流,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化;
(4)同时闭合S 1、S 3时,R 1与R 串联后再与R 2并联,电压表测R 两端的电压,电流表测干路电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,由串联电路的电压特点确定电压表示数的变化,根据并联电路的电流特点确定电流表示数的变化。 【详解】
A .只闭合S 1时,电路为R 2的简单电路,等效电路图如下图所示:
图中电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,则电流表、电压表均有示数,故A 正确;
B .只闭合S 3时,R 1与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流,等效电路图如下图所示:
滑片P 向右移动时,接入电路中的电阻变大,由串联电路的分压原理知,R 两端电压变大,R 1两端电压变小,由串联电路的电压特点可得
1R U U ?=?
而电流表测串联电路中的电流,则有
1R
1U U R I I
??=
=?? 即电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变,故B 正确;
C .同时闭合S 1、S 2、S 3时,R 2与R 并联,电压表测电源电压,则其示数不变,电流表测干路中的电流,等效电路图如下图所示:
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则滑片移动时,通过R2的电流不变,滑片P向
右移动,接入电路中的电阻变大,由
U
I
R
=可知,通过滑动变阻器的电流变小,因并联电
路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流变小,即电流表示数变小,故C错误;
(4)同时闭合S1、S3时,R1与R串联后再与R2并联,电压表测R两端的电压,电流表测干路电流,等效电路图如下图所示:
滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,由
U
I
R
=可知,滑动变阻器所在支路的电流
变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则电压表的示数变大,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,则通过R2的电流不变,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数变小,故D正确。
故选ABD。
14.小华连接了如图甲所示的电路,电流表的量程为0~3A,两滑动变阻器的最大阻值相等,闭合开关S、S1,将变阻器R2滑片置于最下端,将变阻器R1滑片从最下端向最上端移动;闭合开关S、S2,将变阻器R2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端。两种情况电流表示数与电压表示数变化情况如图乙,下列说法正确的是()
A.电源电压为6V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.电路中消耗的最大功率为3. 6W
D.同时闭合三开关,将变阻器R2滑片置于最上端,滑动变阻器R1的取值范围为2.
5Ω~20Ω
【答案】ABD
【解析】
【分析】 【详解】
A .闭合开关S 、S 1,1R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测1R 两端的电压,将变阻器R 2滑片置于最下端,则是将2R 的最大阻值连入了电路,将变阻器R 1滑片从最下端向最上端移动,1R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知2R 两端电压变大,则电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而减小的图像知,1R 阻值最大时,分压最大为3V ,因两滑动变阻器的最大阻值相等,所以电源电压为
U 电源=3V+3V=6V
由图像可知1R 阻值为0时,此时电路中的电流最大为0.3A ,两滑动变阻器的最大阻值相等,1R 与2R 的最大阻值为
1R 大=
6V
0.30A
=20Ω 故A 正确;
B .闭合开关S 、S 2,0R 与2R 串联,电流表测电路中的电流,电压表测0R 两端的电压,将变阻器R 2滑片由最下端逐渐向上移动至最上端,2R 连入电路的电阻变小,则电路的总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,根据I =
U
R
可知0R 两端电压变大,即电压表示数变小,由图乙电压随电流增大而增大的图像知,2R 阻值为0时,电路中电流最大为0.6A ,0R 两端电压最大为电源电压6V ,所以0R 的阻值为
0R =
U I 大=6V 0.6A
=10Ω 故B 正确。
C .只闭合开关S 、S 2时,电路的最大功率为
P 大=U I 大=6V 0.6A=3.6W
当闭合开关S 、1S 、2S 时,用电器并联,电路总电阻减小,电流增大,总功率肯定比3.6W 大,故C 错误;
D .同时闭合三开关,将变阻器R 2滑片置于最上端,0R 与1R 并联,通过0R 的电流0.6A 不变,电流表的量程为0~3A ,通过1R 的最大电流
3A -0.6A=2.4A
1R 允许连入电路的最小电阻为
1R 小=
6V
2.4A
=2.5Ω 由A 解析可知1R 的最大电阻为20Ω,电阻越大电流越小,电流表不会损坏,所以同时闭
合三个开关,将变阻器R2滑片置于最上端,滑动变阻器R1的取值范围为2.5Ω~20Ω,故D正确。
故选ABD。
15.在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,R1,R2,R3为定值电阻.移动滑动变阻器的滑片,使电压表V1,V2的示数分别增大△U1,△U2,在这个过程中()
A.△U2 △U1B.通过电阻R1的电流增加△U1/R1
C.通过电阻R2的电流减小△U2/R3D.电阻 R3两端的电压增大△U2
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据串联电路电压的规律有:
U=U1+U R2+△U R3,
即原来:
U1=U-(U R2+△U R3)-----①,
移动滑片后,
U1′=U-(U R2′+△U R3′)----②
②-①得:
U1′-U1=(U R2+△U R3)-(U R2′+△U R3′)=(U R2-U R2′)+(△U R3-△U R3′)=△U R2+△U R3,即:
△U1=△U R2+△U R3---③,
根据串联电路各部分电压之和不变,故:
△U2=△U R3----④,
由③④得:
△U2<△U1
故A正确;
B.由欧姆定律,原来通过R1的电流:
I1=1
1
U
R------⑤
移动滑片后: