动,滑动变阻器R电阻变小,电路电流变大,电压表V1示数变大,电压表V2示数变小。 A. 从图中可以获得信息,Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等即
IR=IL,UR=UL
灯泡与变阻器串联,所以二者电压之和等于电源电压,即
UL+UR=8V
所以
UR = UL =4V
故A错误;
B. 设灯泡正常发光时的灯丝电阻为RL1,灯泡两端电压为4V的时候灯丝电阻为RL2,
RL1=
2U额P额8V=??8W2=8Ω
灯泡L的电阻在变化,随着电压增大,灯丝的温度变高,电阻变大。电压减少时,灯丝温度较低,电阻较小,即:RL1>RL2,则:RL2<8Ω。Q点为二者的交点,Q点表示二者此刻的电流、电压都相等。所以Q点时电流,
U?4V4VIQ==>=0.5A RL2RL28Ω故B错误;
C. 由于IQ>0.5A,所以此时电路总功率
PQ=UIQ>8V×0.5A=4W
故C错误; D. 灯泡的实际功率
PLS=UIL2=4V×IL2>4V×0.5A=2W
故D正确。 故选D。
11.如图,电源的电压U保持6V不变,R=5Ω,当开关S闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A,则灯泡的电阻是( )
A.5Ω 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
如图所示,当开关S闭合时,电路中只有电灯,此时电路中的电流为
B.10Ω
C.15Ω
D.25Ω
I1?U6V= R灯R灯当开关S未闭合,电灯和电阻R串联,此时电路中的电流为
I2?U6V=
R?R灯5Ω?R灯6V6V?=0.2A R灯5Ω?R灯因为开关S闭合前后,通过电灯的电流变化了0.2A,所以
I1?I2?解之得R灯=10Ω。 故选B。
12.如图所示,电源电压为18V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“100Ω 2A”,电流表的量程为“0~0.6A”,小灯泡上标有“12V 6W”字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全,则( )
A.S、S1、S2都闭合,电路消耗的总功率最小值为5.4W
B.S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是30Ω C.S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是6~100Ω D.S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的功率变化范围是0.5~6W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.S、S1、S2都闭合,灯被短路,滑动变阻器与R0并联,电流表测干路电流,通过定值电阻的电流
I0?U18V?=0.3A R060Ω当滑动变阻器接入电路阻值最大时,通过滑动变阻器的最小电流
Imin?U18V?=0.18A R滑100Ω因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流
I?I0?Imin?0.3A+0.18A=0.48A
电路消耗的总功率最小值
P小?UI?18V?0.48A=8.64W
故A错误;
B.由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,此时通过滑动变阻器的最大电流
?I滑?I??I0?0.6A-0.3A=0.3A
滑动变阻器接入电路中的最小阻值
?R滑?U18V?=60Ω ?I滑0.3A故B错误;
C.S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,由P= UI可得,灯泡的额定电流
IL?PL6W?=0.5A UL12V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2A,电流表的量程为0~ 0.6A所以,电路中的最大电流
I大?0.5A
由I?U可得,灯泡的电阻和电路中的最小总电阻分别为 RRL?UL12V??24? IL0.5AR?U18V??36? I大0.5A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?RL?36??24??12?
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围是12 ~ 100Ω,故C错误;
D.当变阻器的最大电阻连入电路中时,电路中电流最小,灯的实际功率最小,串联电阻的规律
R总?RL?R滑?24??100??124?
由欧姆定律,电路小的最小电流
I最小?灯的最小功率
U18V9?=A R总124Ω62?9?2P灯?I最小?RL??A??24??0.5W
?62?故灯泡的功率变化范围是0.5~ 6W,故D正确。 故选D。
13.如图所示电路,当S闭合后,电压表V1的示数为4V,电压表V2的示数为6V,电流表A的示数为1A,将R1、R2对换位置后,V1、V2、A三只表的示数均不变,则( )
A.通过三只电阻R1、R2、R3的电流之和是1A B. R1的电阻值是2Ω C.电源电压 U=10V D. R2两端的电压为3V 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.由电路图知,三个电阻串联,所以串联电路中电流处处相等,故A不符合题意; B.由题意可得,电压表V1测R1、R2的总电阻,电压表V2测R2、R3的总电阻,故
R1?R2?R2?R3?U14V??4Ω I1AU26V??6Ω I1A将R1和R2对换位置后,电流表、电压表示数均不变,说明
R1?R2
则
R1?R2?2Ω
R3?4Ω
故B符合题意; C.电源电压
U?IR?I?R1?R2?R3??1A?(2Ω?2Ω?4Ω)?8V
故C不符合题意; D.R2两端的电压
U2?IR2?1A?2Ω?2V
故D不符合题意。 故选B。
14.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压恒定不变,闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法不正确的是( )
A.当水流速度增大时,电压表的示数变小 B.当水流速度增大时,电流表的示数变大
C.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数之比变大 D.当水流速度减小时,电压表与电流表的示数的乘积不变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
流体的压强和流速有关,流速越大的位置,压强越小;水流速度增大时,机翼状的探头上下表面的压强不同,下表面压强大于上表面压强,滑片上移,接入的阻值减小,两个电阻串联在电路中,电压表测量滑动变阻器两端电压:
A.当水流速度增大时,根据串联电阻分压特点,滑动变阻器两端电压减小,即电压表的示数变小,故A正确,A不符合题意;
B.当水流速度增大时,电路总电阻减小,电流表的示数变大,故B正确,B不符合题意; C.当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数之比就是滑动变阻器接入的电阻,即变大,故C正确,C不符合题意;
D.当水流速度减小时,滑片下移,接入的阻值增大,电压表与电流表的示数的乘积表示滑动变阻器的功率,表达式为
U22R22P?U2I2??U
R2(R1?R2)2即功率随着接入的阻值不同而变化,故D错误,D符合题意。 故选D。
15.某同学做“调节灯泡亮度”的实验,电路图如图所示,电源电压恒定为4.5V,电压表量程为“0-3V”,电流表量程为“0-0.6A”,滑动变阻器标有“20Ω 1A”,灯泡标有“3V 1.5W”字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),为保证电路安全,小灯泡两端电压不超过额定电压,两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是( )