【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
U2电阻最大,电路的总功率最小,根据电阻的串联和P?UI?求出电路的最小总功率。
R(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
U?U1?U2?6V
故A错误;
B.由P?UI可得,两灯泡都正常发光时通过的电流
I1?PP3W6W1??0.5A,I2?2??1A U16VU26V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
I?I1?I2?0.5A?1A?1.5A
故B错误; C.由I?U可得,两灯泡的电阻 RUU6V6VR1?1??12Ω,R2?2??6Ω
I10.5AI21A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
?6V??1.5W U2P小??R1?R212Ω?12Ω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
2P大?P1?P2?3W?6W?9W
故D正确。
故选D。
11.两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R?U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I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:
PL?ULI?2V?0.3A?0.6W
故B正确;
C.由B项数据可知,电阻的阻值:
R?故C错误;
D.电阻的实际功率:
UR6V??20Ω, I0.3APR?URI?6V?0.3A?1.8W,
故D错误。
12.如图所示电路,电源电压恒为6V,定值电阻R1为10Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 0.5A”,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6 A。则( )
A.电压表测量的是电阻R1两端的电压
B.当变阻器R2的滑片P向左移动时,电压表的示数变小
C.为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R2接入电路的阻值范围是2~10Ω D.当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时,通电1min电阻R1产生的热量是53.3J 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)根据电压表的正确使用判断所测的电路元件;
(2)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变化;
(3)比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定电路中的最大电流,此时变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器接入电路中最大阻值,从而得出答案;
(4)当变阻器R2接入电路中的阻值是8Ω时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电
2流,根据Q?IRt求出1min电阻R1产生的热量。
【详解】
A.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,故A错误;
B.由电路图可知,滑动变阻器滑片右侧接入电路,当变阻器R2的滑片P像左移动时,接入电路的电阻增加,电压表的示数变大,故B错误;
C.因为滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”,所以接入滑动变阻器的最大电流是0.5A,电路的最小电阻是
R?滑动变阻器接入电路中的最小电阻
U6V??12Ω I0.5AR小?R?R1?12Ω?10Ω?2Ω
当电压表的最大测量值为3V时,滑动变阻器接入的电阻最大,为10Ω,故C正确; D.当变阻器R2接人电路中的阻值是8Ω时,电路的总电阻
R??R1?R2?10Ω?8Ω?18Ω
此时电路中的电流
I??通电1min电阻R1产生的热量
U6V1??A R?18Ω31Q?I?2R1t?(A)2?10Ω?1?60s?66.7J
3故D错误。 故选C。
13.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最上端向下端滑动时,四个电表的示数都发生了变化,电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示,电表示数变化量的大小分别用?I、?U1、?U2和?U3表示,电阻R1、R2、R3(R2>R1+R3)消耗的电功率分别用P1、P2、P3表示,下列判断不正确的是( )
A.B.
U1?U1不变,不变
?IIU2?U2变大,不变
?IIU?U3C.3变大,变大
I?ID.滑动变阻器的滑片向下滑动时,P1变小,P2先变大后变小,P3变小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.从图中可以看到,电压表V1测的是电阻R1的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R1的电流大小,可知R1?UU1,电阻R1的阻值大小不变,那么1不变;滑片P从最上端向II下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流
'''分别是I、I',电压表V1的示数前后分别是U1、U1,可知U1?IR1、U1?IR1,那么
U1-U1'??I-I'?R1
变换可得
U1-U1'?U1 R1??'I-I?I由于电阻R1的阻值大小不变,那么确,不合题意;
U?U1?U1不变;综上所述,1不变,不变;A正?I?IIB.从图中可以看到,电压表V2测的是变阻器R2的电压,电流表的示数大小等于流过电阻R2的电流大小,可知R2?U2U,电阻R2的阻值在变大,那么2变大;滑片P从最上端向
II下端滑动时,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流在变小,设前后的电流分别是I、I',那么电阻R1和R3的电压之和在变小,电源电压大小不变,变阻器R2的电
''压在变大,那么前后的电压大小U2?U2,这个电压变化量U2-U2大小等于电阻R1和R3
的电压之和变化量,即
''U13-U13?U2-U2
这个电流变化量?I也等于电阻R1和R3的电流变化量,可知道
''?U2U2-U2U13-U13 ??''?II-II-I根据U?IR可知
U13?I?R1?R3?
'U13?I'?R1?R3?
两式相减可得
'U13-U13??I-I'??R1?R3?
变换可得
'U13-U13 R1?R3?I-I'由上述可知
'U13-U13?U2 R1?R3??'I-I?I由于电阻R1和R3的阻值大小不变,那么大小不变;B正确,不合题意;
?U2?U2U的大小不变;综上所述,2变大,的
I?I?IC.从图中可以看到,电压表V3测的是电阻R1和R2的电压之和,电流表的示数大小等于流过电阻R1和R2的电流大小,可知R1?R2?么
U3,因为电阻R1和R2的阻值之和在变大,那IU3在变大;由上述可知,电路中的电流在变小,电阻R3的电压在变小,电阻R1和R2I''的电压之和在变大,前后的电压大小U3?U3,这个电压变化量U3-U3大小等于电阻R3的
电压变化量,即
''U3-U3?UR3-UR 3这个电流变化量?I也等于电阻R3的电流变化量,可知道
'?U3U3'-U3UR3-UR3 ???II-I'I-I'