U?6V
R1?2?则
R?5R1?10?
只闭合开关S1时,当变阻器滑片在A端时,电路中电阻最小,电路总功率最大,为
P?UI?6V?1.2A?7.2W
当所有开关都闭合时,电路为
三个用电器并联,当变阻器连入电路中电阻为其最大阻值时,电路的总功率最小,为
U2U2U2(6V)2(6V)2(6V)2P?P??=???33.6W 1?P2?滑?PR1R滑R23?10?2?故选项A、B、D正确,不符合题意;选项C错误,符合题意。 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( )
U1?U1不变,不变
?IIU?U2B.2变大,不变
?IIU?U3C.3变大,变大
I?IA.
D.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;
B.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
IIU?U1?U1不变;综上所述,1不变,不变;A正?I?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-II-I根据U?IR可知
UR3?IR3
''UR?IR3 3两式相减可得
''UR3-UR?I-I??R3 3变换可得
R3?由上述可知
'UR3-UR3I-I'
R3?由于电阻R3的阻值大小不变,那么C错误,符合题意;
'UR3-UR3I-I'??U3 ?I?U3U?U3的大小不变;综上所述,3变大,不变,
I?I?ID.由上述可知,电流在变小,根据P?I2R可知,电阻R1和R3的电功率在变小,即P1、P3在变小;而变阻器的功率
??UU22P2?IR2???R2?2?R1?R3?R2? ?R1?R2?R3?R2让电阻R1和R3串联的电阻是R13,那么上式可转化为
2P2?U2?R13?R2?R22?U2?R13-R2?2?4R13R2
R2由上式可知,当R2?R13时,分母部分最小,电功率P2最大,所以当滑动变阻器的滑片向下滑动,当R2?R13时,功率最大,电功率P2先变大后变小;D正确,不合题意。 故选C。
14.如图所示的电路中,电源电压恒定,R0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电U?R? II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
U电?R0?R I变换可得
I?1?U R?R0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;
2C.由题意可知,变阻器的功率是PR?IR,定值电阻的功率是PR0?IR0,那么变阻器
2的功率和定值电阻的功率的比值是
PRI2R1Q??2??R
PR0IR0R0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RA变小到RB,那么电流表示数变化量是
?I?同样可以知道电压表示数变化量是
UU-
R0?RBR0?RA?U?UU?RA-?RB
R0?RAR0?RBUU-R0?RBR0?RA?I1??
UU?UR0?RA-?RBR0?RAR0?RB即