一、初中物理歐姆定律問題
1.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R為定值電阻,當開關閉合時,標有“8V
8W”的小燈泡L恰好正常發光;若保持定值電阻R不變,將L換成另一只標有“8V
4W”的小燈泡,閉合開關后,小燈泡工作時消耗的實際功率
A.大于4W
B.等于4W
C.小于4W
D.無法確定
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】
根據公式可知,當額定電壓相同時,額定功率越大,電阻越小,所以“8V
8W”的燈泡電阻小,“8V
4W”的燈泡電阻大;根據串聯電路電阻的分壓特點可知,改接后,燈泡兩端的電壓變大,大于8V,所以這只燈泡消耗的功率大于4W.
2.在圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。現有如下兩種操作:①用電壓為2U的電源替換原來的電源;②將滑動變阻器滑片向右移。其中可以使電流表A1示數與A2示數的比值變大的操作有
A.只有①可行
B.只有②可行
C.①②都不行
D.①②都可行
【答案】B
【解析】
【詳解】
由圖可知,R1和R2并聯,電流表A1測量干路中的電流,電流表A2測量通過R2的電流,用電壓為2U的電源替換原來的電源,兩電阻不變,由I=可知電流表A1示數與A2示數大小不變,兩電表示數之比也不變,不可行;
并聯電路中各個用電器兩端的電壓相等,由并聯電路電流的特點和歐姆定律可知,電流表A1示數與A2示數的比值,將滑動變阻器滑片向右移,接入電路中的電阻變大,即R2的阻值變大,R1的阻值不變,變大,變大,電流表A1示數與A2示數的比值變大,②可行,故選B。
3.如圖所示的電路,電源電壓不變,R1為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小.閉合開關S,當監控區的溫度升高時,電壓表示數U與電流表示數I的關系圖象是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】
由電路圖可知,R1與R2串聯,電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
A.因熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,所以,當溫度升高時,熱敏電阻R1的阻值變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,即電流表的示數變大;熱敏電阻R1的阻值變小,由串聯分壓原理可知,R1兩端的電壓減小,即電壓表的示數減小;由上述分析可知,當電流表示數I變大時,電壓表的示數U減小,故A圖象錯誤;
BCD.根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律可得,電壓表示數
U1=U總?U2=U總?IR2
因U總、R2是定值,所以,電壓表示數U1與I為一次函數,其圖象是一條傾斜的直線,且電流增大時,電壓變小,故C圖象正確,BD圖象錯誤。
故選C。
【點睛】
由電路圖可知,R1與R2串聯,電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流.由題意可知溫度升高時熱敏電阻阻值的變化,根據歐姆定律可知電路中的電流和R2兩端的電壓變化,根據串聯電路的電壓特點可知電壓表示數的變化,進而分析可得圖象。
4.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻。閉合開關S后,將滑動變阻器R2的滑片P從最右端移到中間某個位置,R1、R2兩端電壓和電路中電流的示數分別變化了△U1、△U2和△I(皆絕對值),則△U1______△U2(選填“大于”、“小于”或“等于”),再向左移動,△U2和△I的比值將______(選填“增大”、“減小”或“不變”)。()
A.大于
減小
B.大于
不變
C.小于
增大
D.小于
不變
【答案】D
【解析】
【詳解】
由電路圖可知,定值電阻R1與滑動變阻器R2串聯,設滑片移動前后電路中的電流分別為I1、I2,則:
△I=I2-I1,由歐姆定律可得,電路中的電流為I1時,此時的電壓分別為:
U1=I1R1,U2=U-U1-UL=U-I1R1-I1RL,電路中的電流為I2時,電壓分別為:
U1′=I2R1,U2′=U-U1′-
UL
=U-I2R1-I2RL,那么:
△U1=U1′-U1
=I2R1-I1R1=(I2-I1)R1=△IR1,即:,所以,△U1和△I的比值不變;
△U2=U2′-U2=(I1-I2)(R1+RL)=△IR1+△IRL=△U1+△IRL,則△U1<△U2;
故選D。
5.明明設計了一個自動測高儀,給出了四個電路,如圖所示,R是定值電阻,R′是滑動變阻器,其中能夠實現身高越高,電壓表示數越大,而且示數與身高成正比的電路是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【詳解】
A.從圖中可以看到,電壓表測的是電源電壓,身高越高,電壓表示數還是不變,這與題意不符合,A項不合題意;
B.從圖中可以看到,身高越高時,電壓表測量的電阻阻值越大,根據可知,電壓表示數越大,設人的身高是,由題意可知,可得到
由此式可知電壓表示數與身高成正比,選項B符合題意;
C.從圖中可以看到,這是一個串聯電路,身高越高時,滑動變阻器接入電路的電阻越大,根據分壓原理可知,滑動變阻器兩端的電壓越大,電壓表的示數越大,可得到關系式
可知電壓表示數與身高不成正比,C項不合題意;
D.從圖中可以看到,這是一個串聯電路,身高越高時,滑動變阻器接入電路的電阻越大,根據分壓原理可知,滑動變阻器兩端的電壓越大,電阻R兩端的電壓越小,即電壓表的示數越小,這與題意不符合,D項不合題意;
故選B。
6.如圖所示的電路圖,R1與
R2
都是定值電阻,R3
是一個滑動變阻器,當開關閉合后,滑動變阻器的滑片
P
向左滑動時,以下說法中正確的是()
A.電壓表
V5
示數的變化量與電流表示數的變化量比值不變
B.電壓表
V4的變化量與電流表示數變化量的比值變大
C.電壓表
V3
示數的變化量與電流表示數的變化量比值變小
D.電流表示數變大,表
V1、V2
與電流表示數比值都不變,V3與電流表示數比值變大
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】
閉合開關S后,三電阻串聯,電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,電壓表V3測R3兩端的電壓,電壓表V4測R1和R2兩端的電壓之和,電壓表V5測R2和R3兩端的電壓之和,電流表測電路中的電流;
A.由以上分析知
UV5=U?U1=U?IR1,U
V5′=U?U1′=U?I′R1
△UV5=
UV5?
U
V5′=
U?IR1?(U?I′R1)=(I′?I)
R1=△I
R1
即
=R1
故該比值保持不變,故A正確;
B.同理可知
UV4=
U?U1?U2
=U?IR1?IR2,U
V3′=U?U1′?
U2′
=U?I′R1?I′R2
△UV4=
UV4?
U
V4′=
U?IR1?IR2?(U?I′R1?I′R2)=(I′?I)
R1(I′?I)
R2=△I
(R1
R2)
即
=
R1
R2
故該比值保持不變,故B錯誤;
C.電源電壓U=
UV4
UV3,故電壓表
V3
示數的變化量等于電壓表
V4的變化量,則電壓表
V3
示數的變化量與電流表示數的變化量比值不變,故C錯誤;
D.滑動變阻器的滑片
P
向左滑動時,接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,由I=可知,電路中的電流變大,即電流表A的示數變大,由U=IR可知,定值電阻R1和R2兩端的電壓變大,即電壓表Vl、V2的示數變大;因為串聯電路中的總電壓等于各分電壓之和,且R1和R2兩端的電壓變大,V3等于電源電壓減去R1和R2兩端的電壓,所以電壓表V3的示數變小,由R1=,R2=,R3=可知,電壓表V1、V2與電流表示數之比不變,V3與電流表示數比值變小,故D錯誤。
故選A。
7.為了能自動記錄跳繩的次數,某科技小組設計了一種自動計數器,其簡化電路如圖甲所示,R1是一種光敏元件,每當繩子擋住了射向
R1的紅外線時,R1的電阻會變大,自動計數器會計數一次,信號處理系統能記錄AB間每時刻的電壓。若己知電源電壓為12V,某時段AB
間的電壓隨時間變化的圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是()
A.AB兩端電壓為6V時,跳繩自動計數器會計數一次
B.繩子擋住了射向R1的紅外線時,R1和R2的阻值相等
C.繩子沒有擋住射向R1的紅外線時,R1兩端的電壓是R2兩端電壓的3倍
D.繩子擋住了射向R1的紅外線時,R1兩端的電壓是R2兩端電壓的5倍
【答案】D
【解析】
【詳解】
A.由甲圖電路知,R1與R2串聯,AB間電壓為R2兩端電壓。由題知,當射向R1的激光被擋時,R1阻值變大,根據串聯電路的分壓原理知,R1分得電壓增大,R2分得電壓減小,由圖象知,此時U2=UAB=2V,因為R1的電阻變大,自動計數器會計數一次,即AB間電壓為2V計數一次,故A錯誤;
B.由串聯電路的分壓原理有:,即:,所以:R1=5R2,故B錯誤;
C.當射向R1的激光沒有被擋時,R1阻值變小,R1分得電壓減小,R2分得電壓增大,由圖象知,此時,由串聯電路的分壓原理有:,即:,所以:
R1'=R2,故C錯誤;
D.由C知
R1'=R2
且
R1=5R1',即繩子擋住了射向R1的紅外線時,R1的阻值會變為原來的5倍,故D正確。
8.如圖所示的電路中,當開關閉合,將滑動變阻器的滑片慢慢向右滑動的過程中,電流表與電壓表的示數變化府況,下列說法正確的是
A.電流表Al的示數變大
B.電流表A2的示數變小
C.電壓表示數與電流表Al的示數的比值變小
D.電壓表示數與電流表A2的示數的比值變小、【答案】D
【解析】
【詳解】
由電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器并聯,電流表A1測定值電阻支路的電流,電流表A2測變阻器支路的電流,電壓表測電源兩端的電壓。
AC.因電源的電壓不變,所以,滑片移動時,電壓表的示數不變;因并聯電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,滑片移動時,通過定值電阻的電流不變,即電流表A1的示數不變,所以電壓表示數與電流表A1示數的比值也不變,故AC錯誤;
B.將滑動變阻器滑片慢慢向右滑動的過程中,接入電路中的電阻變小,由可知,通過滑動變阻器的電流變大,即電流表A2的示數變大,故B錯誤;
D.電壓表示數不變而電流表A2示數變大,所以電壓表示數與電流表A2示數的比值變小,故D正確。
9.如圖所示電路中,電源電壓恒定,定值電阻R的阻值為10Ω.閉合開關后,將滑動變阻器的滑片從某個位置向右滑動一段距離,使變阻器阻值增大了5Ω,電流表示數減小了0.04A,則電壓表示數的變化是
A.增加了0.2
V
B.減少了0.2
V
C.增加了0.4
V
D.減少了0.4
V
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】
電阻和滑動變阻器串聯,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓,電流表測量電路中的電流,將滑動變阻器的滑片從某個位置向右滑動一段距離,設通過電路的電流分別為I1、I2,R兩端的電壓分別為U1、U2,因變阻器連入電路中的電阻變大,由分壓原理,電壓表示數增大,由串聯電路電壓的規律,R的電壓減小;,根據串聯電路電壓的規律得到變阻器增加的電壓等于R減小的電壓,即電壓表示數增加了0.4V.
故選C.
10.如圖電路,電源電壓保持不變.閉合開關S,向右移動滑動變阻器滑片P的過程中,下列說法正確的是()
A.滑片可在R2上向右任意移動
B.電流表A1示數不變,A2示數變小
C.電壓表V示數與電流表A2示數的比值變大
D.滑動變阻器功率的變化量與整個電路功率變化的量相等
【答案】D
【解析】
【詳解】
A.從電路圖可以看到,當滑片P向右移動到最右端時,此時滑動變阻器接入電路中的電阻阻值為零,電路會被短路,電路會損壞,沒有電流流過電阻,所以滑片不可在R2上向右任意移動,A錯誤;
B.從電路圖可以看到,這是一個并聯電路,電阻和滑動變阻器并聯接在電路中,兩端的電壓是電源電壓,大小不變,自身電阻大小不變,根據歐姆定律可知,流過的電流大小不變,即電流表A1示數不變,但是滑動變阻器接入電路的電阻在變小,那么流過的電流在變大,電流表A2測的是干路電流大小,根據并聯電路電流規律,干路電流在變大,即電流表A2示數在變大,B錯誤;
C.從電路圖可以看到,電壓表V示數是電阻兩端電壓大小,也是電源電壓大小,大小不變,但是電流表A2示數在變大,那么電壓表V示數與電流表A2示數的比值變小,C錯誤;
D.當滑動變阻器接入電路的阻值從變為時,電功率的變化量為
整個電路電功率變化的量為
即,滑動變阻器功率的變化量與整個電路功率變化的量相等,D正確。
11.實驗中,某同學認為在沒有電流表的情況下,利用電壓表和已知阻值的定值電阻R0也可以測量未知電阻Rx的阻值,并設計了電路圖,下列圖中不可以實現測量Rx阻值的電路圖是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】
A.當開關閉合時,R0短路,電壓表測電源電壓,設此時示數為U1;當開關斷開時,R0與Rx串聯,電壓表測Rx的電壓,設此時示數為U2,則此時R0兩端的電壓為U1-U2;根據串聯電路電流處處相等可列出等式
Rx可求出,故此電路可以測出Rx阻值;故A不符合題意;
B.當開關閉合時,Rx被短路,電壓表測電源電壓,當開關斷開時,RX與R0串聯,電壓表仍測電源電壓,無法推導出通過Rx的電流,故此電路不能測出Rx阻值;故B符合題意;
C.當開關擲到1檔時,只有RX接入電路,電壓表示數等于電源電壓,設此時示數為U1,當開關擲到2檔時,Rx與R0串聯,電壓表測Rx的電壓,設此時示數為U2,則此時R0兩端電壓為U1-U2,根據串聯電路電流處處相等可列出等式
可求出出Rx,故此電路可以測出RX阻值;故C不符合題意;
D.當開關擲到1檔時,只有R0接入電路,電壓表示數等于電源電壓,設此時示數為U1,當開關擲到2檔時,Rx與R0串聯,電壓表測R0的電壓,設此時示數為U2,則此時RX兩端電壓為U1-U2,根據串聯電路電流處處相等可列出等式
可求出出Rx,故此電路可以測出Rx阻值;故D不符合題意。
故選B。
12.如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P向右移動,下列說法正確的是()
A.電壓表V1與電壓表V2的示數之和保持不變
B.電流表A的示數變小,電壓表V2的示數變大
C.電流表A的示數變小,電壓表V1的示數變大
D.電壓表V2與電流表A的示數之比保持不變
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】
觀察電路圖分析可得:R1與R2串聯,電流表A測串聯電路電流,電壓表V1測串聯電路總電壓(電源電壓),電壓表V2測滑動變阻器R2兩端電壓。讀題知電源電壓不變,所以電壓表V1的示數不變,將滑動變阻器的滑片P向右移動時,R2阻值變大,電路中電流變小,即電流表A的示數變小,由U=IR得R1兩端電壓變小,由串聯電路電壓規律知,R2兩端電壓變小,即V2示數變大,故B正確。
故選B。
【點睛】
動態電路分析;電壓表、電流表、滑動變阻器使用;串聯電路電壓規律應用;歐姆定律應用。
13.定值電阻R1、R2和滑動變阻器R3接入如圖電路中,電源電壓不變。當開關S1閉合,S2斷開,滑片P位于a點時,電壓表V1和V2的示數之比,電流表的示數I1=1A;滑片P位于最右端時,電壓表V1和V2的示數之比
。當開關S1斷開,S2閉合,兩個電壓表V1和V2的示數之比,通過開關的閉合與斷開及調節滑動變阻器的滑片,使電路消耗的功率最小為9W。下列說法正確的是()
A.電源的電壓為24V
B.滑動變阻器的最大阻值是24Ω
C.當開關S1斷開,S2閉合,電路消耗的功率為32W
D.當開關S1合,S2斷開,調節滑片P位置,R3消耗的最大功率為9W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【詳解】
A.當開關S1閉合,S2斷開,R3滑片P位于a點時等效電路為圖1所示:;
當開關S1閉合,S2斷開,R3滑片P位于最右端時等效電路為圖2所示:;
當開關S1斷開,S2閉合的等效電路如圖3所示:;
在可能得到的各種電路中,只有當開關S1、S2都斷開,并且滑動變阻器的滑片位于最右端時,電路的總電阻最大,消耗的電功率最小,此時的等效電路如圖4所示:;
圖1中:由于串聯電路中各處的電流相等,且,根據可得
所以
根據歐姆定律和串聯電路中總電阻等于各分電阻之和可得,電源電壓
圖2中:根據可得
即
圖3中:根據串聯電路的電阻特點和可得
解得
圖4中
由①②兩式可得:R1=16Ω,U=24V,故A正確;
B.滑動變阻器的最大阻值
故B錯誤;
C.電阻R2的阻值
當開關S1斷開,S2閉合,則電阻R1與R2串聯,電路消耗的功率
故C錯誤;
D.當開關S1閉合,S2斷開,電阻R1與R3串聯,R3消耗的功率
所以,當R3=R1時,R3消耗的功率最大,為
故D正確。
故選AD。
14.如圖所示,電源電壓恒為6V,小燈泡L標有“4V
1.6W”字樣(阻值保持不變),R1=20Ω。滑動變阻器R2標有“30Ω
1A”。電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。下列說法正確的是()
A.閉合S2,斷開S1、S3時,通過電阻R1電流為0.2A
B.斷開S2,閉合S1、S3時,滑動變阻器R2連入阻值范圍5Ω~10Ω
C.閉合開關S3,斷開S1、S2時,電燈L消耗的功率范圍為0.225W~0.9W
D.閉合所有開關,滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比為3:1
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【詳解】
A.從圖中可以看到,閉合S2,斷開S1、S3時,燈泡和電阻R1串聯接在電路中,燈泡的電阻大小是
根據歐姆定律可知,通過電阻R1電流大小是
即通過電阻R1電流是,A正確;
B.斷開S2,閉合S1、S3時,只有滑動變阻器R2接入電路,電流表的量程為0~0.6A,當電路的電流最大是0.6A,滑動變阻器接入電路的阻值大小是
這個阻值大小是滑動變阻器接入電路的最小阻值,所以滑動變阻器R2連入阻值范圍是10Ω~30Ω,B錯誤;
C.閉合開關S3,斷開S1、S2時,燈泡和變阻器R2串聯接在電路中,根據可知,當電路中的電流最小時,燈泡的電功率最小,這時電路中的總電阻最大,電路中的電流大小是
這個電流值大小沒有超過電流表的量程,也沒有超過滑動變阻器的最大電流限度
電壓表的示數是
這個電壓值沒有超過電壓表的量程,這時燈泡的最小電功率是
當電路中的電流最大時,燈泡的電功率最大,這時電路中的總電阻最小,假如電流大小是0.6A,那么電壓表的示數是
這個電壓的數值大過了電壓表的量程,所以電流不能是0.6A,假如電壓表的示數達到最大3V,這時電流最大,大小是
這個電流值大小符合電路的安全要求,所以燈泡的最大電功率是
綜上所述,電燈L消耗的功率范圍為0.225W~0.9W,C正確;
D.閉合所有開關,燈泡被短路,電阻R1、R2并聯接在電路中,根據可知,當R2的電阻最小時,其電功率最大,流過它的電流最大,是0.6A,其阻值大小是
電功率大小是
當R2的電阻最大時,其電功率最小,流過它的電流最小,假如R2的電阻是30Ω,其電流大小是
這個電流大小符合電路的安全要求,那么其電功率大小是
那么滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比是
D正確。
故選ACD。
15.如圖甲所示,閉合開關S,調節滑動變阻器的滑片,從最右端滑至最左端時,小燈泡恰好正常發光。電流表示數與兩電壓表示數的關系圖像如圖乙。下列說法中正確的是()
A.電源電壓為9V
B.滑動變阻器的最大阻值為14Ω
C.小燈泡的額定功率為6W
D.電路總功率的變化范圍是6W~12W
【答案】BCD
【解析】
【分析】
由電路圖可知,燈泡L與定值電阻R0、滑動變阻器R串聯,電壓表V1測L與R0兩端的電壓之和,電壓表V2測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流;當滑片位于最左端時,接入電路中的電阻為零,此時電路中的電路中的電流最大,電路的總功率最大,兩電壓表的示數最大且電壓表V1測電源兩端的電壓,根據圖像讀出電表的示數,根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓,利用求出燈泡的電功率即為額定功率,利用求出電路的最大總功率;當滑片位于最右端時,接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,電路的總功率最小,根據圖像讀出V1的示數和電路中的電流,根據串聯電路的電壓特點求出R兩端電壓,利用歐姆定律求出變阻器的最大阻值,利用求出電路的最小總功率,然后得出電路總功率的變化范圍。
【詳解】
由電路圖可知,燈泡L與定值電阻R0、滑動變阻器R串聯,電壓表V1測L與R0兩端的電壓之和,電壓表V2測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流;
AC.當滑片位于最左端時,接入電路中的電阻為零,此時電路中的電路中的電流最大,電路的總功率最大,兩電壓表的示數最大且電壓表V1測電源兩端的電壓;由圖乙可知,電路中的最大電流,電壓表V2的示數,電壓表V1的示數為12V,即電源的電壓U=12V;因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,則此時燈泡兩端的電壓
因此時小燈泡恰好正常發光,則燈泡的額定功率
電路的最大總功率
故A錯誤、C正確;
BD.當滑片位于最右端時,接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,電路的總功率最小,由圖像可知,電路中的最小電流,電壓表V1的示數U1=5V,此時滑動變阻器兩端的電壓
由可得,滑動變阻器的最大阻值
電路的最小總功率
則電路總功率的變化范圍是6W~12W,故BD正確。
故選BCD。
二、初中物理歐姆定律的實際應用問題
16.圖甲是身高、體重測量儀,當體檢者站在臺面上時,能自動顯示身高和體重.電路原理如圖乙所示,電壓表、電流表分別顯示身高和體重的大小,壓敏電阻
R的阻值隨壓力增大而增大,滑片P
隨身高增高而上滑.下列分析正確的是()
A.身高越高電壓表示數大
B.身高越高通過R0流越小
C.體重越大電流表示數越大
D.體重越大壓敏電阻兩端電壓越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】
AB.由電路圖可知,R與R0并聯,電壓表測滑片P下方電阻絲兩端的電壓,電流表測壓敏電阻R支路的電流,因電壓表的內阻很大、在電路中相當于斷路,所以,人的身高變化即滑片移動時,R0接入電路中的電阻不變,因并聯電路中各支路兩端的電壓相等,且各支路獨立工作、互不影響,所以,由I=可知,通過R0的電流不變,故B錯誤;當身高越高時,滑片上移,滑片P下方電阻絲的阻值變大,由U=IR可知,滑片P下方電阻絲兩端的電壓變大,即電壓表的示數變大,故A正確;
C
D.當體重越大時,壓敏電阻受到的壓力越大,由壓敏電阻R的阻值隨壓力增大而增大可知,R的阻值越大,由I=可知,通過R的電流越小,即電流表的示數越小,故C錯誤;壓敏電阻R兩端的電壓不變,仍等于電源電壓,故D錯誤.
17.體育中考跳繩的次數是自動記錄,其簡化電路如圖甲所示。是光敏電阻,信號處理系統記錄間的電壓,每當繩子擋住射向的紅外線時,的阻值會變大,自動計數器會計數一次。若電源電壓為6V,間電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示;則()
A.有紅外線照射時,與阻值之比為
B.自動計數器計數一次時,間的電壓2V
C.若該同學勻速連續跳,可跳的次數為120次
D.有紅外線照射和無紅外線照射時,光敏電阻的阻值之比為
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】
由甲圖電路知,R1與R2串聯,ab間電壓為R1兩端的電壓;
AB.由題知,當射向R1的激光被擋時,R1阻值變大,根據串聯電路的分壓原理知,R1分得電壓增大,R2分得電壓減小,由圖像知,此時
因為R1的電阻變大,自動計數器會計數一次,即ab間電壓為4V計數一次,故B不符合題意;
由串聯電路的分壓原理有
即
即當射向R1的激光被擋時,R1與R2阻值之比為2:1,R1=2R2,當射向R1的激光沒有被擋時,R1阻值變小,R1分得電壓減小,R2分得電壓增大,由圖像知,此時
由串聯電路的分壓原理有
有紅外線照射時,R1與R2阻值之比為1:2,故A不符合題意;
C.由圖乙知,跳動一次的時間為
所以1min可跳的次數為
故C不符合題意;
D.有紅外線照射和無紅外線照射時,光敏電阻的阻值之比為
故D符合題意。
故選D。
18.在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合電鍵S,向右移動滑動變阻器滑片P的過程中()
A.電流表A1的示數變小
B.總電阻R總的阻值變小
C.電流表A2示數與電流表A示數的比值變小
D.電流表A1示數與電流表A2示數的比值變小
【答案】C
【解析】
【詳解】
從圖可知,電阻R1與滑動變阻器R2并聯,電流表A1測量通過R1的電流,電流表A2測量通過R2的電流,電流表A測量電路總電流;電源的電壓保持不變。
A.當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電阻R1兩端的電壓和電阻都不變,根據歐姆定律可知,通過電阻R1的電流不變,所以電流表A1示數不變,A項不合題意;
B.當滑動變阻器的滑片P向右移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據可得
由于R2在變大,那么可知在變大,B項不合題意;
C.電流表A2示數可知是,電流表A1示數是,電流表A示數是
電流表A2示數與電流表A示數的比值是
由于R2在變大,那么可知在變小,選項C符合題意;
D.電流表A1示數與電流表A2示數的比值是
由于R2在變大,那么可知在變大,D項不合題意。
19.如圖所示電路,電源電壓保持不變。閉合開關S,調節滑動變阻器阻值從最大變化到最小,R1和R2中的某個電阻,其“I-U”關系圖象如圖所示,作出另一個電阻的“I-U
”關系圖象,其中正確的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】
由圖2可知,電壓和電流值沒有為零的坐標,故圖2為R1的“I-U”圖象,當滑片P在最左端時,兩端的電壓最大,即為電源的電壓,則電源的電壓,根據可得
當滑片在最右端時,R1與R2串聯,電路中的電流最小,R2兩端的電壓最大,由圖象可知,R1兩端的電壓,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和
由可得,滑動變阻器兩端的電壓
綜上可知,滑動變阻器的圖線為一條傾斜的線段,令U2=0,則I=0.6A;令U2=4V,I=0.2A,則故D正確。
故選D。
20.如圖所示,電源電壓不變,L1、L2兩個燈泡的規格相同。閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P都從中點向右滑動的過程中,關于兩燈的亮度情況,說法正確的是()
A.L1逐漸變亮
B.L1先變亮再逐漸變暗
C.L2逐漸變暗
D.L2逐漸變亮
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】
左圖為串聯電路,滑動變阻器的滑片P從中點向右滑動,阻值變大,電流變小,L1變暗。
右圖中定值電阻和滑動變阻器串聯,當滑動變阻器的滑片P從中點向右滑動,滑動變阻器分得的電壓變大,因為燈泡L2和滑動變阻器并聯,故L2兩端電壓也變大,根據公式知,燈泡實際功率變大,亮度也變亮。
故選D。
21.所示電路中,電源兩端電壓保持不變。閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P由B端向A端滑動一段距離,電壓表、示數的變化量分別為、,電流表示數的變化量為。下列判斷中正確的是()
A.定值電阻的阻值為
B.電阻消耗的電功率增大了
C.電壓表示數變大,電壓表示數變大,電流表示數變大
D.電壓表示數與電流表示數的比值不變
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】
A.由題圖可知,兩電阻與滑動變阻器串聯,電壓表測量與滑動變阻器兩端的電壓,電壓表測量兩端的電壓,兩端的電壓是
所以
故
故A正確;
B.滑片由B端向A端滑動過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變大,所以電路電流減小,由可知,電阻消耗的電功率減小,而不是增大,故B錯誤;
C.將滑動變阻器的滑片P由B端向A端滑動一段距離,接入電路中的電阻變大,電路中的總電阻變大,由歐姆定律可知,電路中的電流變小即電流表的示數變小,所以兩端的電壓變小即電壓表的示數變小,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以和滑動變阻器兩端的電壓之和變大即電壓表的示數變大,故C錯誤;
D.由于電壓表的示數變大,電流表的示數變小,所以電壓表示數與電流表示數的比值變大,故D錯誤。
故選A。
22.如圖甲所示是一個用電壓表的示數反映溫度變化的電路原理圖,其中電源電壓U=4.5
V且保持不變,電壓表量程為0~3V,R0是300
Ω的定值電阻,Rt是熱敏電阻,其電阻隨環境溫度變化的關系如圖乙所示。若閉合開關S,則()
A.環境溫度為40
℃時,熱敏電阻阻值是150
Ω
B.電壓表V示數越小,環境溫度越高
C.電壓表的最小示數是1.5
V
D.此電路允許的最高環境溫度為60
℃
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】
由甲圖可知,R0、R1串聯,電壓表測R0兩端電壓
A.由圖乙可知,環境溫度為40℃時,熱敏電阻阻值是200Ω,故A不符合題意;
B.因串聯電路中各處的電流相等,由I=可知,當電壓表V示數越小時,電路中的電流越小,由R=可知,電路中的總電阻越大,因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,熱敏電阻的阻值越大,由圖乙可知,環境的溫度越低,故B不符合題意;
C.由圖象可知,溫度每升高20℃,R1的阻值減小50Ω,所以溫度為0℃時,熱敏電阻的阻值最大R1大=300Ω,由串聯電路的分壓原理可知,此時電壓表的示數最小,此時電路中的電流
I最小==0.0075A
電壓表的最小示數
U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V
故C不符合題意;
D.當電壓表的示數最大,即U0=3V時,電路允許測量的溫度最高,此時電路中的電流
I==0.01A
電路中的總電阻
R==450Ω
熱敏電阻連入的阻值
R1=RR0=450Ω300Ω=150Ω
由圖象可知,此電路允許的最高環境溫度為60℃,故D符合題意。
故選D。
23.兩個小燈泡L1和L2,規格分別是“6V,3W”和“3V,3W”,分別如圖甲乙所示接入電路,閉合開關S,兩燈泡發光,不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是()
A.甲電路中,當電源電壓為9V時,兩個小燈泡都正常發光
B.甲電路中允許最大的電流為0.5A
C.乙電路中,當L2正常發光時,干路電流為1.25A
D.乙電路中,電路消耗的最大功率為3W
【答案】BC
【解析】
【詳解】
A.由P=UI可得,兩燈泡的額定電流分別為:,因兩燈泡的額定電流不相等,由于兩只燈泡串聯,所以,兩只燈泡不可能同時正常發光,故A錯誤;
B.因串聯電路中各處的電流相等,所以,電路中的最大電流,故B正確;
C.由可得,兩燈泡的電阻分別為:,兩燈的額定電壓分別為U1
=6V,U2
=3V,由于并聯電路各支路兩端的電壓相等,所以,兩燈泡并聯時,電源電壓不超過3V,則兩支路的電流分別為:,則并聯接入電路中時,干路的最大電流:。
故C正確;
D.乙電路中,U=3V,I=1.25A電路消耗的最大功率為。
故D錯誤。