一、初中物理电路类问题
1.如图所示,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 15Ω”的字样.当滑动变阻器的滑片P在最右端时,闭合开关S,通过灯泡的电流为0.4A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮 B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A C.R接入电路的阻值变化范围是5Ω﹣15Ω D.电路总电阻的最大值为5Ω 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联,由于并联电路独立工作、互不影响,所以滑片的移动不能改变灯泡的亮暗,故A错误;
B.当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由于并联电路中各支路两端的电压相等,则通过滑动变阻器的最小电流:
I1min=则干路的电流
U3V=?0.2A R最大15?Imin=IL+R1min=0.4A+0.2A=0.6A,
故B错误;
C.由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,根据欧姆定律可得滑动变阻器的最小电阻为:
Rmin?UIRmax?3V?3? 1A所以R接入电路的阻值变化范围是3Ω﹣15Ω,故C错误;
D.由于当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电阻最大,干路电流最小,所以,根据欧姆定律可得最大总电阻为:
Rmax?故D正确.
UIRmin?3V ?5? 0.6A
2.如图所示,两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光.过了一会儿,两盏电灯突然同时都
不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零.如果电路中只有一处故障,则故障可能是 ( )
A.电灯L1断路 C.电灯L1短路 【答案】A 【解析】 【分析】
B.电灯L2断路 D.电灯L2短路
电路故障分为短路和断路.如图灯L1和灯L2串联,电压表测灯L2两端电压.在闭合开关后两盏电灯突然同时都不亮了,且电压表和电流表的示数均变为零.如果是电路短路,电路中还有电流.则电路为断路,电路中无电流. 【详解】
A.电灯L1断路,则整个电路中都没有电流,灯都不亮,电表无示数.符合题意; B.电灯L2断路.则电压表会与灯L1串联,电压表分担电源电压有示数,灯不亮,电流表无示数.不合题意;
C.电灯L1短路,灯L2会分担电源电压,会变亮,电表有示数.不合题意; D.电灯L2短路,电压表也短路无示数.但灯L1会分担电源电压,会变亮,电流表有示数.不合题意; 故选A。
3.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑片置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,R1的功率为3.6W;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V.下列判断正确的是
A.电源电压为10V B.R1的阻值为20Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω D.滑片P在中点时,R1的电功率为6.4W 【答案】D 【解析】 【分析】
本题考查动态电路,主要应用串联电路的特点、欧姆定律、电功率来解答
【详解】
A.由电路图可得,两个电阻串联,电压表测变阻器的电压,当滑片P置于B端时,R2的阻值最大。此时电阻R2的电压U2=6V,R1的电功率P1=3.6W。假设此时R1两端的电压是U1,则有:
I?即得①式
U1U2? R1R2U16V? R1R2当P置于变阻器中点时,变阻器的电阻变为
1R2。即变阻器的电阻变小,根据串联电路的2电阻特点得,电路总电阻变小,而电源电压不变,再由欧姆定律I?U总得,电路电流变R总大。而电阻R1的阻值不变,那么它的电压变大,变阻器两端的电压会变小,所以电压表示数变化了2V,即是变阻器此时的电压
U2′= U2-2V=6V-2V=4V
电阻R1的电压
U1′= U1+2V
则有:
U1′U2′I??
R1R2′′即得②式
U1?2V4V?1 R1R22联合①②式得
R1=R2
而U2=6V,根据串联电路的特点:串联电路中,两个电阻的阻值相等,那么两个电阻两端的电压也相等,可得,
U1=U2=6V
所以电源电压
U=U1+U2=6V+6V=12V
故A不正确
BC.滑片P置于变阻器的B点时,电阻R1的功率P1=3.6W,则
U12?6V?R1???10Ω P3.6W1变阻器的最大阻值R2=R1=10Ω,故BC都不正确 D.当滑片P置于变阻器中点时,变阻器的电阻
2
R2′?此时电路的总电阻
1R2?5Ω 2R总?R1?R2′?10Ω?5Ω?15Ω
电流
I′?那么R1的电功率
U12V??0.8A R总15Ω′′22P1?IR1?(0.8A)?10Ω?6.4W
故D正确
4.考试试卷保密至关重要,为确保试卷万无一失,存放试卷的保密室有厚厚的大门,要想开门,需要主考用钥匙闭合开关S,或者两名副主考同时使用钥匙闭合开关S1、S2,使电动机工作拉开大门。为防止有小偷从窗户或排气扇处翻入,在窗户和排气扇处还分别设有自动感应开关S3、S4,当小偷闯入时感应开关自动闭合,警铃报警。下列电路图符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可知,闭合开关S或者同时闭合开关S1、S2时,电动机工作,说明开关S1、S2串联后再与开关S并联;闭合开关S3或S4时,警铃工作,说明开关S3和S4并联。 A.由电路图可知,开关S、S1、S2中任意一个闭合时电动机都可以工作,故A不符合题意;
B.由电路图可知,开关S3、S4同时闭合时,警铃才工作,故B不符合题意; C.由电路图可知,开关S或者同时闭合开关S1、S2时,电动机工作,闭合开关S3或S4时,警铃工作,故C符合题意;
D.由电路图可知,开关S、S1、S2都闭合时电动机才工作,开关S3、S4同时闭合时警铃才工作,故D不符合题意。
故选C。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电路正常工作。过了一会儿,灯熄灭了,两个电表中只有一个电表的示数变大,则下列判断中正确的是( )
A.可能灯短路 B.一定灯断路 C.电阻R断路 D.以上情况都有可能 【答案】C 【解析】 【详解】
假设灯短路,那么灯会不亮,电压表测的是电阻R两端的电压,此时大小等于电源电压大小,电压表的示数变大,根据欧姆定律I?U可知,流过电阻R的电流变大,即电流表的R示数变大,两表的示数都变大,这与题意不符合,所以不可能灯短路;假设灯断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表也没有示数,两表的示数都变小,这与题意不符合,所以不可能灯断路;假设电阻R断路,那么没有电流流过灯泡,灯会不亮,电流表没有示数,电压表此时测的是电源电压,电压示数变大,这与题意相符合;故选C。
6.如图,电源电压保持不变,闭合开关后,将滑动变阻器R2的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变小 示数的比值不变
C.电流表A的示数变小,电压表V2的示数不变 和不变 【答案】D 【解析】
B.电压表V2 的示数与电流表A的D.电压表V1与电压表V2的示数之