一、初中物理欧姆定律的实际应用问题
1.如图,电源电压U不变,开关S断开与闭合时,电压表的示数之比是5:8,则电阻R1 与R2 的阻值之比是
A.3:5 B.5:3 C.5:8 D.8:5
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
开关断开时,两电阻串联,电压表测量R1上的电压U1;开关闭合时,R2被短路,电压表测量总电压U。因串联电路总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,则
U1:U2=(U-U2):U2=3:5
又因串联电路各处的电流相等,且U=IR,所以
R1:R2=U1:U2=3:5
故选A。
2.如图所示的四个电路图中,电源电压不变,R0为已知阻值的定值电阻,图中可实现测量R x阻值的正确电路图是()
A.B.
C.D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由电路图可知,当S断开时,电路为R0的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可求电源的电压;当开关S闭合时R0、R x并联,电流表测干路电流,因通过R0的电流不变,根据并联电路的电流特点可求通过R x的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆
定律即可求出R x 的阻值,故A 正确;
B .由电路图可知,无论开关闭合还是断开,电压表始终测电源的电压,即无法测出或间接的得出R x 两端的电压,故此电路图不能测出R x 的阻值,故B 不正确;
C .开关S 闭合时,电压表测量电源电压;开关S 断开时,电压表测量R x 两端的电压;根据串联电路总电压等于各分电压之和,求出定值电阻两端的电压,根据0U
I R
=
求出通过定值电阻的电流,根据串联电路电流处处相等,通过R x 电流等于通过定值电阻电流,即
0x I I =,根据x
x x
U R I =
求出R x 的阻值,故C 正确; D .由电路图可知,当开关S 闭合时,电路为R x 的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压
1x U I R =?
当开关S 断开时两电阻串联,电流表测串联电路的电流,根据欧姆定律求出电源电压
()20x U I R R =?+
由于
()120x x I R I R R ?=?+
求出R x 的阻值,故D 正确。 故选ACD 。
3.学校的科技小组设计了一种自动计数器,可以自动记录跳绳的次数,其简化电路如图甲所示。其中R 1是光敏元件,每当绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的电阻会变大,这时自动计数器会计数一次。R 2是定值电阻,信号处理系统能记录AB 间每时刻的电压。已知电源电压为12 V ,某时段AB 间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是
A .A
B 两端电压为2 V 时,跳绳自动计数器会计数一次 B .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1和R 2的阻值相等
C .绳子没有挡住射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的3倍
D .绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍 【答案】AD 【解析】
【分析】 【详解】
A .由题知,当射向R 1的激光被挡时,R 1阻值变大,根据串联电路的分压原理知,R 1分得电压增大,R 2分得电压减小,由图乙知,此时U 2=U A
B =2V ,因为R 1的电阻变大,自动计数器会计数一次,即AB 间电压为2V 计数一次,故A 项正确; B .由串联分压的特点可知
1211
2222
U U U IR R U
U IR R -===, 即
1212V-2V 5
=2V 1
R R =, 所以R 1=5R 2,故B 项错误;
C .当射向R 1的激光没有被挡时,R 1阻值变小,R 1分得电压减小,R 2分得电压增大,由图乙知,此时
U 2'=U AB '=6V ,
由串联电路的分压原理有:
121122
22U U U I R R I R R U U ''''-===''',
即
1212V-6V 1
=6V 1
R R '=, 所以12R R '=,故C 项错误;
D .结合BC 项,115R R '=,即绳子挡住了射向R 1的红外线时,R 1的阻值是R 2的5倍,故D 项正确。
4.如图,R 1为定值电阻,滑动变阻器R 2的最大阻值为20Ω,电源电压保持不变。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最左端滑到最右端的过程中,电压表V 1的示数从10V 变化到20V ,电压表V 2的示数从14V 变化到34V ,则下列说法中正确的是()
A .电源电压为34V
B .电阻R 1的阻值为12Ω
C .电路中最小电流为1A
D .灯L 的阻值始终是4Ω
【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知灯泡L 、定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电压表V 1测定值电阻R 1两端的电压,电压表V 2测灯泡L 与定值电阻R 1两端的电压,所以灯泡两端电压等于电压表V 2的示数减去电压表V 1的示数。
A .当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,电压表V 2的示数即为电源电压是34V ,故A 项正确;
BC .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,根据串联分压的特点可知滑动变阻器两端分得的电压为
R 2234V 14V 20V U U U =-=-=
由U
I R
=
可得通过电路最小电流 R 2220V
1A 20Ω
U I R =
==小 由U
I R
=
可得定值电阻R 1的阻值 1110V 10Ω1A
U R I =
==小 故B 项错误,C 项正确;
D .当滑动变阻器的滑片处于最左端时,此时滑动变阻器以最大阻值20Ω接入电路,此时通过电路电流最小为1A ,电压表V 1的示数是10V ,电压表V 2的示数是14V ,则灯泡两端电压为
L 2114V 10V 4V U U U =-=-=
由U
I R
=
可得此时灯泡L 的电阻 L L 4V
4Ω1A
U R I =
==小 当滑动变阻器的滑片处于最右端时,此时滑动变阻器没有接入电路,此时通过电路电流最大,电压表V 1的示数是20V ,电压表V 2的示数是34V ,则灯泡两端电压为
L 2134V 20V 14V U U U '''=-=-=
由U
I R
=
可得此时电路电流
1 120V
2A 10
Ω
U
I
R
'
===
大
则由
U
I
R
=可得此时灯泡L的电阻
L
L
14V
7Ω
2A
U
R
I
'
'===
大
电路通过电流最大、最小时灯泡L的阻值不同,故D项错误。
故选AC。
5.如图所示,电源电压不变,a、b为电流表或电压表,滑片P在滑动变阻器R3的中点,电路在工作时均安全。只闭合S1时,a、b均有示数;先闭合S1,再闭合S2,b示数有变化。下列判断正确的是()
A.a是电压表
B.先闭合S1,再闭合S2,b示数可能变大
C.只闭合S1,滑片P向右滑动,b示数的变化量大于a示数的变化量
D.若将b换成另一种电表,开关均闭合,滑片P向左滑动,a示数的变化量与b示数的变化量的比值等于23
R R
+
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.若a是电流表,当S1闭合后,电源短路,所以a是电压表,故A正确;
B.只闭合S1,电路为串联电路,三电阻串联,再闭合S2,R1被短路,如果b是电流表,因为R1和R2一直被短路,电路总电阻不变,b的读数不变。如果b是电压表,R1被短路后,电压表测量的阻值变小,分得电压变小,读数变小,由题意可得,b示数有变化,所以b是电压表,示数一定变小,故B错误;
C.只闭合S1,电路为串联电路,a测量R2和滑动变阻器两端电压,b测R1和R2两端电压,滑片P向右滑动,阻值变小,则
(
)()12b 12
a 22=P P
I R R U R R U I R R R R ?+?+=??++ 分子不变,分母变小,所以?U b :?U a 越来越大,所以b 示数的变化量大于a 示数的变化量,故C 正确;
D .若将b 换成另一种电表,即换成电流表,则R 1和R 2均被短路,a 测量滑动变阻器两端电压,b 测通过滑动变阻器的电流,所以ab 的比值为滑动变阻器的阻值,故D 错误。 故选AC 。
6.如图所示,R 1是定值电阻,电源电压不变,闭合开关S 后,滑动变阻器滑片自B 向A 移动的过程中
A .电压表 V 1 示数变小,V 2 示数变大,电流表 A 的示数变大
B .电压表 V 1 示数与电流表 A 示数之比不变,电压表 V 2 示数与电流表 A 示数之比变大
C .电流表 A 的示数变大,电路消耗的总功率变大,电压表 V 2 示数变小
D .电压表 V 2 示数变化量与电流表 A 示数变化量之比不变 【答案】CD 【解析】 【详解】
由图可知,定值电阻R 1与滑动变阻器R 2串联,电流表测电路电流,V 1并联在定值电阻两端,测R 1两端电压,V 2并联在定值电阻两端,测R 2两端电压;
A .当滑动变阻器的滑片自
B 向A 移动时,R 2的阻值减小,则通过的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR ,R 1是定值电阻,阻值不变,通过的电流增大,则分得的电压增大,即V 1的示数变大,根据串联分压的特点以及电源电压恒定,则R 2分得的电压就减小,即V 2的示数减小,故A 项不符合题意;
B .电压表 V 2 示数与电流表 A 示数之比,即R 2的阻值在减小,电压表 V 1 示数与电流表 A 示数之比,即R 1的阻值是一个定值,故B 项不符合题意;
C .电路消耗的总功率根据公式P=UI 可知,电源电压不变,通过的电流增大,则电路消耗的总功率变大,故C 项符合题意;
D .根据串联分压的特点,则有
211U U U U IR =-=-,
211U U U U I R '''=-=-,
则
()()221111U U U U I R U IR I I R IR '''=-=---=-=-,
即
2
1U R I
=-, 所以,电压表 V 2 示数变化量与电流表 A 示数变化量之比不变,故D 项符合题意。
7.两个小灯泡L 1和L 2,规格分别是“6V ,3W ”和“3V ,3W
”,分别如图甲乙所示接入电路,闭合开关
S ,两灯泡发光,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A .甲电路中,当电源电压为9V 时,两个小灯泡都正常发光
B .甲电路中允许最大的电流为0.5A
C .乙电路中,当L 2正常发光时,干路电流为1.25A
D .乙电路中,电路消耗的最大功率为3W 【答案】BC 【解析】 【详解】
A .由P =UI 可得,两灯泡的额定电流分别为:
1
113W 0.5A 6V
P I U =
==, 2223W 1A 3V
P I U =
==, 因两灯泡的额定电流不相等,由于两只灯泡串联,所以,两只灯泡不可能同时正常发光,故A 错误;
B .因串联电路中各处的电流相等, 所以,电路中的最大电流
10.5A I I ==,
故B 正确; C .由U
I R
=
可得,两灯泡的电阻分别为: 1116V 12Ω0.5A
U R I === ,
2 2
23V
3Ω
1A
U
R
I
===,
两灯的额定电压分别为U1 =6V,U2 =3V,由于并联电路各支路两端的电压相等,所以,两灯泡并联时,电源电压不超过3V,则两支路的电流分别为:
'
1
1
1
3V
0.25A
12Ω
U
I
R
'===,
2
2
2
3V
1A
3Ω
U
I
R
'
'===,
则并联接入电路中时,干路的最大电流:
12
0.25A1A 1.25A
I I I
''
=+=+=。
故C正确;
D.乙电路中,U=3V,I=1.25A电路消耗的最大功率为
3V 1.25A 3.75W
P UI
==?=。
故D错误。
8.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小.如图所示,是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,1R为光敏电阻,2R为滑动变阻器,A、B间接监控装置.则()
A.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压升高
B.当有人通过通道而遮蔽光线时,A、B间电压减小
C.图中2R的滑动头向下移动时,通过1R的电流变大
D.图中2R的滑动头向上移动时,可提高A、B间电压
【答案】B
【解析】
【详解】
由电路图可知,两电阻串联,监控装置与2R并联.由题知,光敏电阻1R的特点是有光照射它时阻值变小;
AB.当有人通过通道而遮蔽光线时,1R阻值变大,电路中的总电阻变大;根据
U
I
R
=可知,电路中的电流变小,根据U IR
=可知,
2
R阻值不变时,其两端的电压变小,即A、B 间电压降低,故B项符合题意;A项不符合题意;
C.2R的滑动头向下移动时,2R连入电路中的阻值变大,电路中的电阻变大;
根据U
I R
=
可知,电路中的电流变小,故C 项不符合题意; D .2R 的滑动头向上移动时,2R 连入电路中的阻值变小,电路中的电阻变小;根据
U
I R
=
可知,电路中的电流变大,根据U IR =可知,1R 阻值不变时,其两端的电压变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,2R 两端的电压变小,即A 、B 间电压降低,故D 项不符合题意;
9.如图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为 6 V ,保护电阻R 0= 20 Ω是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒,总长为40 cm ,其接入电路的电阻与接人电路的棒长成正比;金属棒cd 和MP (右端P 是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对甲、乙和丙三位同学的身高进行了测量,其数据见下表,若已知乙同学测量时,滑片恰在电阻棒的中点位置,则根据题中提供的信息可知
甲同学 乙同学 丙同学
电流表读数I /A 0.2 0.15 0.12
电压表读数U /V 2 3 3.6
身高h /m 1.6
A .电阻棒的总电阻是40 Ω
B .甲的身高是1.7 m ,丙的身高是1.5 m
C .甲的身高是1.5 m ,丙的身高是1.8 m
D .从理论上分析,该测量仪的身高测量范围
是1.4~1.8 m 【答案】AD 【解析】 【详解】
由电路图可知,滑动变阻器与电阻R 0串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
A .乙测量时,滑片恰在电阻棒ab 的中点位置,两电表的示数分别为:U =3V ,I =0.15A ,则电阻棒的总电阻:
3V 2240Ω
0.15A
U R I =?
=?=总, 故A 符合题意;
BC .已知电阻棒总长为40cm ,其总电阻为40Ω,所以电阻棒上1cm 的电阻为1Ω,由表格数据可得,甲测量身高时,变阻器接入电路的电阻为
1112V =10Ω0.2A
U R I =
=, 则电阻棒接入电路的长度为10cm ,所以甲的身高是
160cm-20cm+10cm=150cm=1.5m ;
丙测量身高时,变阻器接入电路的电阻为
222 3.6V
=30Ω0.12A
U R I =
=, 则电阻棒接入电路的长度为30cm ,所以丙的身高是
160cm-20cm+30cm=170cm=1.7m ,
故B 、C 不符合题意;
D .当滑片在a 点时,滑动变阻器全部接入电路,所以测量范围最大是
160cm-20cm+40cm=180cm=1.8m ,
当滑片在b 点时,滑动变阻器接入电路电阻为0,所以测量范围最小是
160cm-20cm=140cm=1.4m ,
即从理论上分析,该测量仪的身高测量范围是1.4~1.8m ,故D 符合题意。
10.如图所示,电源电压为 5V ,闭合开关 S ,电压表的示数为 1V 。则
A .通过灯泡 L 1的电流比 L 2的电流大
B .灯泡 L 2两端的电压是 1V
C .灯泡 L 1和 L 2的电阻之比是 4:1
D .若灯泡 L 2灯丝烧断,电压表示数为零 【答案】D 【解析】 【详解】
A .由图知,两灯串联在电路中,电压表测L 1两端电压,即L 1两端的电压是1V , 串联电路中电流处处相等,所以通过灯泡的电流和的电流相等,故A 不符合题意;
B .由串联电路的电压特点知,灯泡 L 2两端的电压是:
U 2=U-U 1=5V-1V=4V ,
故B 不符合题意;
C .通过两灯电流相等,由欧姆定律有:
11U R
=2
2
U R ,即: 12R R =12U U =1V 4V =14
, 故C 不符合题意;
D .由图知,若灯泡灯丝烧断,则整个电路断路,所以电压表示数为零,故D 符合题意。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S ,电路正常工作;过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.如故障只发生在电阻R 或灯L 上,则下列判断中正确的是
A .电阻R 一定断路
B .电阻R 一定短路
C .灯L 可能变亮
D .灯L 的亮度可能不变
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R 局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R 断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭. 由以上分析可得,A 、B 、D 判断均错误,C 判断正确.
12.在如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S ,在滑动变阻器的滑片P 向左移动的过程中( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变大B.电流表的示数变大,电压表的示数不变C.电流表的示数变小,电压表的示数变小D.电流表的示数变小,电压表的示数不变【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,电流表测滑动变阻器支路的电流,电压表测电源的电压;电源电压不变,滑片移动时,电压表的示数不变,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,接入电路中的电阻变大,因并联电路中各支路两端的电压相等,且均等于电源
的电压,所以由I
U
R
可知,该支路的电流变小,即电流表的示数变小.故D正确.
13.如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R2的规格为“?Ω 2A”,在电路安全的前提下,操作如下:
①当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;
②当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L 和滑动变阻器的总功率为9.72W;
③当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4。已知P1:P4=5:6,I2:I3=10:9。
则下列数据错误的是()
A.电源电压为20V
B.电流表的示数I1:I4=5:6
C.R1的电阻为8Ω
D.该电路消耗的功率最小时,滑动变阻器R2的阻值为32Ω
【答案】A
【解析】 【分析】 【详解】
①当只闭合S 、S 3时,只有灯泡连入电路,如图A 所示;
②当只闭合S 2、S 3时,电阻R 1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R ,如图所示B ;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R ,如图C 所示; ③当只闭合S 、S 1、S 2时,电阻R 1、滑动变阻器并联,如图D 所示;
B .由2
U P R
=可得灯泡的电阻
22
(24V)=8Ω72W
L U R P ==额
额
电源电压不变,在图AD 中,由P =UI 得
1
1144456
P I P U P I P U
=== 故B 正确,不符合题意; AC .在图B 中,其总电阻
R 总2=R 1+R +R L
在图C 中,其总电阻
R 总3=R 1+2R +R L ,
则
212L U U
I R R R R ==++总 3132L
U U
I R R R R =
=++总 已知I 2:I 3=10:9,则
111092L L
U U
R R R R R R =++++: :
化简可得
R 1=8R ﹣R L =8R ﹣8Ω①
图B 中电阻R 1和滑动变阻器的总功率
P′=I22(R1+R)
即
I22(R1+R)=10W②图C中灯泡和滑动变阻器的总功率
P″=I32(R L+2R)
即
I32(8Ω+2R)=9.72W③
由于I2:I3=10:9,则由②
③
化简可得
3R1=20Ω+2R④
解①④方程得
R=2Ω
R1=8Ω
故C正确,不符合题意;
由②得
2
I==
根据图B可知,电源电压
U=I2(R1+R+R L)=1A×(8Ω+2Ω+8Ω)=18V
故A错误,符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S2、S3时,R1、灯泡和滑动变阻器串联,总电阻最大,此时该电路消耗的功率最小,由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的总功率最小;串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以此时灯泡两端的电压
U L=U﹣U′=18V﹣15V=3V
此时电路中的电流
L
3V
=0.375A
8Ω
L
L
U
I I
R
'===
由
U
I
R
=得此时电路的最大电阻为
18V
48
0.375A
U
R
I'
===Ω
最大
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器连入电路的最大阻值
R滑=R最大﹣R1﹣R L=48Ω﹣8Ω﹣8Ω=32Ω
故D正确,不符合题意。
故选A。
14.某同学想用一只“1.5V、5Ω”的小灯泡制作一个简易手电筒,采用电压为6V的蓄电
池作电源。为了保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,该同学又从实验室里找到了一捆标有“1Ω/cm 0.2A ”的电阻线。该同学应如何利用这捆电阻线才能保证小灯泡正常发光( )
A .应并联一段15cm 长的电阻线
B .应串联一段20cm 长的电阻线
C .二段30cm 长的电阻线并联后与灯串联
D .应串联一段15cm 长的电阻线
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .电源电压6V ,小灯泡额定电压1.5V ,根据串并联电路电压规律,应串联一段合适长度的电阻线进行分压,才能保证小灯泡在使用时不至于因为电压太大而烧毁,A 选项不符合题意;
BCD .串联电路中电流值处处相等,由题可知电阻线允许通过的最大电流为0.2A ,小灯泡的额定电流
1.5V 0.3A 5Ω
U I R =
== 由于灯的额定电流大于电阻线允许通过的最大电流,故单纯将电阻线与灯泡串联不能保证灯泡正常发光,需将电阻线并联分流后再与灯泡串联。又由串联电路电源电压等于各部分用电器两端电压之和。则串联上的电阻线部分两端电压
总灯-6V-1.5V 4.5V U U U ===
根据串联分压
灯灯
R U
R U = 有
4.5V
5Ω
1.5V
R
=
解得电阻线并联后总阻值并15
ΩR =。 电阻线规格为“1Ω/cm 0.2A ”,则30cm 长的电阻线的阻值
R =L ?1Ω/cm =30cm ?1Ω/cm=30Ω
两根30cm 长的电阻线并联后总电阻
12并1215Ω2
R R R
R R R =
==+
BD 不符合题意,C 符合题意。 故选C 。
15.如图所示电路中闭合S 2,断开S 1和S 3,两个电表均有示数,再断开S 2,闭合S 1和S 3,则下面判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电压表示数和电流表示数的比值变小
D.电压表示数和电流表示数的乘积变小
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.由题中的电路图可知,闭合S2、断开S1和S3时,两电阻串联,电压表测2R两端的电压,电流表测电路中的电流;再断开S2同时闭合S1和S3时,两电阻并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以电压表的示数由测串联电路中2R两端的电压变为测电源两端的电压,所以电压表的示数变大;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以两电阻并联时的总电阻小于串联时的总电阻,由欧姆定律可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数变大,故AB项错误;C.由欧姆定律可知,电压表示数和电流表示数的比值原来等于2R的阻值、现在等于两电阻并联后的总电阻,所以电压表示数和电流表示数的比值变小,故C项正确;
D.当闭合S2,断开S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示2R消耗的电功率;断开S2,闭合S1和S3时,电压表示数和电流表示数的乘积表示电路消耗的电功率,所以电压表示数和电流表示数的乘积变大;故D项错误;
16.李明同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,如表所示,根据数据分析,图中所示的电路图可能是()
U/A0.30.60.9 1.2 1.5 1.8
I/A0.450.400.350.300.250.20
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
解:A、根据电路图可知,电压表测量定值电阻两端电压,当电压表示数变大时,电流表示数也变大,且比值不变,故A不符合题意;
BD、根据电路图可知,电压表测电源的电压,示数不变,故B、D不符合题意;
C、根据电路图可知,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路中的电流,当电压表示数变大时,说明变阻器接入电路的阻值增大,则电流表示数减小,且比值改变,故C 符合题意.
故选C.
【点评】题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析表格中的数据得出电表所测的电路元件,并能正确的分析选项中电路图的特点.
17.如图所示热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,它在温度为 80℃和 100℃时的阻值分别为 240Ω和200Ω;阻值不计的报警器在电流达到 12mA 时开始报警,超过 25mA 时将损坏;相关器材规格已在图中标明.当电路开始报警温度为 100℃时,滑动变阻器接入电路的阻值和电路的最高报警温度分别用0R和0t表示,则
A.将 P 向左移,可降低该电路开始报警时的温度
B.能求得0t的值
C.利用此电路,可将开始报警时的温度设定为 80℃
D.不能求得0R的值
【答案】A
【解析】
【详解】
A.报警电流不变,即总电阻
10250Ω
R R
+=
不变,将P向左移,则变阻器接入电路中的电阻变小,1R接入电路中的电阻会变大,而1
R的阻值随温度的升高而减小,即其电阻变大时,温度应该变低,故A项符合题意;B.热敏电阻1R的阻值随温度的升高而减小,但题中没有具体的图象,因而无法求解;故
B 项不符合题意;
C .将开始报警时的温度设定为80℃,由题可知,1R 接入电路中的电阻为240Ω,则变阻器接入电路的电阻为:
'250Ω240Ω10ΩR =-=
在变阻器的阻值变化范围以内,但移动滑片,只能判断变阻器接入电路中的阻值变化,而不能读出其接入电路中的具体阻值.故C 项不符合题意; D .1R 与变阻器0R 串联,温度为100℃时,1R =200Ω,可得:
01250Ω200Ω50ΩR R R =-=-=总
故D 项不符合题意;
18.如图所示的电路,电路接通后,移动滑动变阻器的滑片,电压表的最大值为6V ,电流表的最大值为3A 、最小值为1A ,由此可以确定( )
A .电源电压为9V
B .定值电阻的阻值为6Ω
C .滑动变阻器的最大阻值为2Ω
D .定值电阻最大功率为18W 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,电路为定值电阻R 1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流,当滑动变阻器接入阻值最大时,由串联分压及欧姆定律可知,电压表此时示数最大为6V ,对应电流最小为1A ,此时电源电压为
U =U 1+U 2=1A×R 1+6V
当滑动变阻器接入阻值最小为0Ω时,电路为R 1的简单电路,由欧姆定律可知此时电流最大为3A ,此时电源电压为
1211=3A U U I R R '==?
联立求解可得电源电压为9V ,电阻R 1阻值为3Ω,当滑动变阻器全部接入时,电路总电阻为
19V
=91A
U R I =
=Ω总 则滑动变阻器最大阻值为
R 滑=R 总-R 1=9Ω-3Ω=6Ω
定值电阻阻值不变,由
2
U P
R
=可知定值电阻两端电压最大时,功率最大,当滑动变阻器接入阻值为0Ω时,定值电阻两端电压最大,等于电源电压9V,此时功率为
()2
2
1max
1
9V
==27W
3
U
P
R
=
Ω
故选A。
19.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B.身高越高通过R0流越小
C.体重越大电流表示数越大D.体重越大压敏电阻两端电压越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
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
R
可知,通过R0的电流不变,故B错误;当身高越高时,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知,R的阻值越大,由I=
U
R
可知,通过R的电流越小,即电流表的示数越小,故C错误;压敏电阻R两端的电压不变,仍等于电源电压,故D错误.
20.如图所示,电源电压保持不变,当变阻器滑片P滑到A端时,闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,以下说法正确的是()
A.滑片P仍在A端,开关S1断开,S2闭合,灯泡L仍正常发光
B.滑片P仍在A端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光
C.滑片P滑到B端,同时闭合开关S1和S2,灯泡L仍正常发光
D.滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,灯泡L仍正常发光
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当变阻器的滑片滑至A端,闭合开关S1和S2,变阻器和灯泡并联,此时灯泡两端的电压等于电源电压,灯泡正常发光;由于开关S1为干路中的开关,因此开关S1断开,电路为断路,灯泡不发光;
B.当开关S1闭合,S2断开,为灯泡的基本电路,并且灯泡两端的电压等于电源电压,故灯泡正常发光.
C.当滑片P滑到B端,同时闭合两个开关,灯泡被短路,因此灯泡不会发光;
D.当滑片P滑到B端,开关S1闭合,S2断开,变阻器和灯泡串联,因为串联电路中各部分电压等于各部分电压之和,因此灯泡两端的电压小于电源电压,故灯泡不会正常发光.故选 B.