【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?UU?;干路电流I,电流表A示数与电流表A1示数的比值为 R总R1RR1R+RI?1==12R1R2I1R总R2, R1+R2因为R1在变大,所以比值变大,故C正确;D错误.
12.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Al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Al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I?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。
U可知,R
13.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如
图乙所示,则
A.电源电压为20V
B.EF是V1表示数随A表示数变化的图像 C.滑动变阻器的最大阻值为10Ω D.整个电路的最大功率为14.4W 【答案】D 【解析】 【详解】
AB.由图甲可知,R1与滑动变阻器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,电流表测串联电路的电流。滑片P从B端至A端的过程中,R2变小,根据串联分压原理,V2示数变小,又根据串联电路的电压规律,V1示数变大。因此图乙中EF是V2表示数随A表示数变化的图像,图线MN是V1表示数随A表示数变化的图像;当滑片P在A点时,V1示数最大为电源电压,则电源电压U=12V,故AB错误;
C.当滑片在B端时,由图乙可知,R2两端电压U2=8V,此时对应的电流I=0.4A,由欧姆定律可得,
R2=
故C错误;
D.电源电压一定,当电路中电流最大I=1.2A时,电路的总功率最大
P=UI=12V×1.2A=14.4W,
故D正确; 故选D。
U28V?=20Ω I0.4A
14.如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当闭合开关S2和S3,断开S1,灯泡L正常发光;当闭合开关S1和S3,断开S2,电压表示数为6V,电流表示数为1.6A;当只闭合开关S2时,灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的说法正确的是( )
1,R1与R2消耗的功率之比为3∶1,下列9
A.电源电压为10V B.灯泡L的额定功率为3.6W C.R2的阻值为15Ω
D.当只闭合S2时,R1的电功率为1.2W 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】
A.当闭合开关S1和S3,断开S2时,电阻R1与R2并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,即电源电压为6V,故A错误;
BCD.当只闭合开关S2时,电阻R1、R2与灯泡串联,电压表测R1两端的电压,由R1与R2消耗的功率之比为3∶1,根据P?I2R可知,R1与R2之比为3∶1,即R1=3R2;则电阻R1与R2并联时的电流之比为1∶3,根据并联电路的电流规律可知
I?I1?I2?I1?3I1?1.6A
解得:I1?0.4A,I2?1.2A;根据欧姆定律可知,R1与R2的阻值分别为
R1?U6VU6V??15Ω,R2???5Ω I10.4AI21.2A当闭合开关S2和S3,断开S1时,电路为灯泡的简单电路,此时灯泡L正常发光,则灯泡L
1U2的额定电压为6V;又灯泡L消耗的实际功率为其额定功率的,根据P?可知,灯泡
9RL的实际电压为额定电压的
1,即实际电压为 311U实?U额??6V?2V
33根据串联电路的电压规律可知,R1与R2的总电压为
U总?U?U实?6V?2V?4V
此时电路中的电流为
I??则灯泡L的额定功率为
U总4V??0.2A
R1?R215Ω?5ΩP额?9P实?9U实I??9?2V?0.2A?3.6W
当只闭合S2时,R1的电功率为
?21??0.2A??15Ω?0.6W P1?IR故B正确,CD错误; 故选B。
2
15.如图所示的电路中,电源电压为 6V且保持不变,滑动变阻器 R 的规格为“40Ω 1A”,定值电阻 R1的规格为“10Ω 0.5A”。只闭合开关 S、S2,当滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 B 端和中点时,R 消耗的功率之比为 8:9。则下列判断正确的是( )
① 只闭合开关 S、S1,将 R 的滑片 P 从中点向右移动一段距离,电压表示数的变化量和电流表示数变化量的比值不变
② 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器 R 接入电路的阻值范围是 2Ω~40Ω ③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,定值电阻 R1 的功率变化范围是 0.144W~0.9 W ④ 定值电阻 R2 的阻值是10Ω A.① ② 【答案】B 【解析】 【详解】
① 从图中可以看到,当只闭合开关 S、S1时,R1与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1的电压,将R的滑片 P 从中点向右移动一段距离,由U?IR可知,两次电压表的读数分别是U1?I1R1、U2?I2R1,两式相减,可得到
B.① ③
C.② ④
D.① ④
U1-U2?I1R1-I2R1
即?U??IR1,可得到R1??U,由于R1是定值电阻,所以电压表示数的变化量和电流?I表示数变化量的比值不变,① 正确;
② 滑动变阻器R的规格为“40Ω 1A”,表示R的最大电阻是40Ω,允许通过的最大电流是1A,定值电阻R1的规格是“10Ω 0.5A”,表示R1的电阻是10Ω,允许通过的最大电流是0.5A,由串联电路电流的规律可知,电路的最大电流只能是0.5A,从图中可以看到,电压表选用小量程,最大示数是3V,由串联电路电压的规律可知,变阻器的最小电压是
6V-3V?3V
由分压原理可知,变阻器连入电路的最小电阻R1?10Ω,电路是串联的,根据欧姆定律可知此时电路的电流是
I'?6V?0.3A?0.5A
10Ω?10Ω变阻器R连入电路的电阻越大,电压表的示数越小,电路的电流越小,所以变阻器R连入电路的最大电阻是40Ω,故只闭合开关S、S1,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~40Ω,② 错误;
U2③ 只闭合开关 S、S1,为保证电路安全,根据P?可知,当R1的电压最小时,其功率
R也最小,当R1的电压最大时,其功率也最大,即滑动变阻器R接入电路的阻值范围是40Ω时,电压表的示数最小,由分压原理可知,此时R的电压为R1电压的4倍,由串联电路电压规律可知,R1的最小电压是
1U1min??6V?1.2V
5这时定值电阻R1的最小功率是
P1min21.2V??U1min???0.144W R110Ω2电压表的示数最大为3V,这时定值电阻R1的最大功率是
P1max23V??UV???0.9W R110Ω2所以定值电阻R1的功率变化范围是0.144W~0.9 W,③ 正确;
④ 只闭合开关 S、S2,则R2与变阻器串联,电流表测电路的电流,电压表测R2的电压,滑动变阻器的滑片分别在B端和中点时,R消耗的功率之比为8:9,根据P?I2R可知
??IR?:?I?2122R?9 ??8:2?解得I1:I2?2:3;根据电压不变时,电流与电阻成反比,可知
R2?RI2?RI1 R2?2解得R2?20Ω,④ 错误。 故选B。
16.小明利用图甲的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了I—
1图像,如图乙,由图可知( ) R