A.S、S3闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A B.S、S3闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω C.S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω D.S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器可接入电路的最小阻值为9Ω 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)S、S3闭合,S1、S2都断开,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;由电阻R1允许通过的最大电流,即为电路中的最大电流,根据R?U求出此时电路的总阻值,即可求出此时滑动变阻器接入的阻值,即为最小阻值;I当滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时,根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压值,与电压表的最大量程比较,取其中较小的电压值;若较小电压值为滑动变阻两端的电压值,则滑动变阻器可全部接入电路,再根据I?U求出对应的电流,此时的电流即R为最小电流;若最小电压值为电压表的最大量程值,根据串联电路的电压规律求出电阻R1
UU求出对应的电流,再根据R?求出此时滑动变阻器接入的阻RI值,即为可接入的最大阻值;
两端的电压值,根据I?
(2)S、S1、S2都闭合,S3断开时,R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,而干路电流的最大值为电流表量程的最大值,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器R电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,即为可接入的最小阻值. 【详解】
AB.S、S3闭合,S1、S2都断开,电阻R1与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流;由电阻R1允许通过的最大电流,可知电路中的最大电流为
Imax=1A,根据R?U可知此时电路的总阻值为: IR总?则滑动变阻器接入的最小阻值为:
U18V??18Ω, Imax1ARmin?R总?R1?18Ω?10Ω?8Ω,
当滑动变阻器的滑片移到最大阻值处时,根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压值为:
UR?R40ΩU??18V?14.4V?15V, R?R140Ω?10Ω则滑动变阻器可全部接入电路,再根据I?U可知此时电路中的最小电流为: RImin?U18V??0.36A,
R1+Rmax10Ω?40Ω则S、S3闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,电流表的变化范围是0.36A-1A,滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω-40Ω,故AB正确,不符合题意;
CD.S、S1、S2都闭合,S3断开时,R0与滑动变阻器R并联,电流表测干路电流,由电流表的量程为0-3A可知,干路中的最大电流为0.3A,根据I?U可知通过R0的电流为: RI0?U18V??0.5A, R036Ω根据并联电路的电流特点可知通过滑动变阻器R电流为:
??I?3A?0.5A?2.5A, IRmax?Imax再根据R?U可知此时滑动变阻器接入电路的最小为: I??RminUIRmax?18V?7.2Ω, 2.5A则S、S1、S2都闭合,S3断开时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是7.2Ω-40Ω,故C正确,不符合题意;D错误,符合题意. 【点睛】
本题为动态电路中欧姆定律运用的经典题型,要求学生对串并联电路的分析及电流、电压规律的熟练运用,再根据欧姆定律按电表量程及用电器的要求进行范围计算,综合性比较强.
15.如图甲所示,电源电压恒为6V,R为热敏电阻,其电阻随温度变化如图乙所示,R0是阻值为10Ω的定值电阻,闭合开关S,通过分析,下列说法错误的是
A.图甲中的R0有保护电路的作用
B.温度降低时,电压表与电流表示数的比值变小 C.温度为40℃时,电流表的示数为0.2A D.温度升高时,电压表的示数会变小 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由图可知,R与R0串联在电路中,当热敏电阻随温度的升高而过小时,电路中的总电阻R串=R+R0而不致过小,因此R0起到保护电路的作用,故A正确,但不符合题意; B.由图可知电压表测R两端电压U,电流表测电路电流即R电流I,由欧姆定律可知,UI=R,即电压表与电流表示数的比值表示的是热敏电阻的值,当温度降低时,由图乙可知,其阻值变大,即电压表与电流表的示数比值变大,故B错误,但符合题意; C.由图可知,温度为40℃时,热敏电阻的值为R=20Ω,则电流表示数
I?U6V??0.2A,故C正确,但不符合题意; R?R020??10?D.由图乙而知,当温度升高时,R会变小,根据串联电路的分压特点可知,热敏电阻两端的电压会变小,即电压表示数会变小,故D正确,但不符合题意。
16.体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R1是光敏电阻,信号处理系统记录ab间的电压,每当绳子挡住射向R1的红外线时,R1的阻值会变大,自动计数器会计数一次。若电源电压为6V,ab间电压随时间变化的图像如图乙所示;则( )
A.有红外线照射时,R1与R2阻值之比为2:1 B.自动计数器计数一次时,ab间的电压2V C.若该同学匀速连续跳,1min可跳的次数为120次
D.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为1:4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
由甲图电路知,R1与R2串联,ab间电压为R1两端的电压;
AB.由题知,当射向R1的激光被挡时,R1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R1分得电压增大,R2分得电压减小,由图像知,此时
U1?Uab?4V
因为R1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即ab间电压为4V计数一次,故B不符合题意;
由串联电路的分压原理有
UU1R 1??1 U2U ?U1R2即
R24V ?1? 6V-4VR21即当射向R1的激光被挡时,R1与R2阻值之比为2:1,R1=2R2,当射向R1的激光没有被挡时,R1阻值变小,R1分得电压减小,R2分得电压增大,由图像知,此时
U1'?Uab'?2V
由串联电路的分压原理有
U?U?1R?2V1 1??1?? U U?U1?R26V-2V22?有红外线照射时,R1与R2阻值之比为1:2,R1??C.由图乙知,跳动一次的时间为
1R2 ,故A不符合题意; 20.4s+0.2s=0.6s
所以1min可跳的次数为
60s ?100次 0.6s故C不符合题意;
D.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为
1RR1?221 ??R12R24故D符合题意。 故选D。
17.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重.电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻 R 的阻值随压力增大而增大,滑片P 随身高增高而上滑.下列分析正确的是( )
A.身高越高电压表示数大 C.体重越大电流表示数越大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
B.身高越高通过R0流越小 D.体重越大压敏电阻两端电压越小
AB.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R0接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由I=
U可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高R时,滑片上移,滑片P下方电阻丝的阻值变大,由U=IR可知,滑片P下方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
C D.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而增大可
U可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;R压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
知,R的阻值越大,由I=
18.如图甲所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从a端向b端移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则( )
A.定值电阻R1阻值为20Ω
B.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B点