
\l "_Tc17840" 題型01 電路分析 PAGEREF _Tc17840 \h 2
\l "_Tc23195" 題型02 電路設(shè)計 PAGEREF _Tc23195 \h 4
\l "_Tc7282" 題型03 含滑動變阻器的動態(tài)電路 PAGEREF _Tc7282 \h 6
\l "_Tc32341" 題型04 多開關(guān)動態(tài)電路 PAGEREF _Tc32341 \h 10
\l "_Tc9962" 題型05 含敏感電阻的動態(tài)電路 PAGEREF _Tc9962 \h 13
\l "_Tc13604" 題型06 電路安全與電路極值 PAGEREF _Tc13604 \h 17
\l "_Tc23160" PAGEREF _Tc23160 \h 24
\l "_Tc671" PAGEREF _Tc671 \h 30
題型01 電路分析
1.(多選)如圖所示的電路,下列分析正確的是( )。
A.只閉合Sl時,L1發(fā)光、L2不發(fā)光;
B.只閉合S2時,L1不發(fā)光、L2發(fā)光;
C.閉合Sl、S2時,L1、L2并聯(lián),A2測L2電流;
D.閉合Sl、S2時,L1、L2串聯(lián),A1、A2示數(shù)相等
【答案】AC。
【解析】A.只閉合Sl時,電路中只有L1,故L1發(fā)光、L2不發(fā)光,A正確;
B.只閉合S2時,電路處于開路狀態(tài),L1、L2都不發(fā)光,故B錯誤;
CD.閉合Sl、S2時,L1、L2并聯(lián),A2測L2電流,A1測干路的電流,故C正確,D錯誤。
故選AC。
2.如圖所示,要使燈泡L1和L2組成并聯(lián)電路,應(yīng)( )。
A.只閉合S2 B.只閉合S3 C.只閉合S1和S3 D.只閉合S2和S3
【答案】C。
【解析】A.只閉合時,電路是開路,與兩個燈泡均不發(fā)光,故A錯誤;
B.只閉合時,只有燈亮,不亮,故B錯誤;
C.只閉合和時,兩燈都亮,且并聯(lián),故D正確;
D.只閉合和時,燈L1被短路,電路中只有L2亮,故C錯誤。故選C。
3.如圖所示,當S1、S2都閉合時( )。
A.只有R3接入電路 B.R2和R3接入電路,且R2和R3并聯(lián)
C.R1、R2、R3都接入電路,且它們并聯(lián) D.R1、R2、R3都接入電路,且它們串聯(lián)
【答案】C。
【解析】如圖所示,當S1、S2都閉合時,電流從電源正極出發(fā),分成三支,一支經(jīng)S1、R3回到負極;一支經(jīng)R1、S2回到負極;一支經(jīng)S1、R2、S2回到負極。所以R1、R2、R3都接入電路,且它們并聯(lián)。故ABD不符合題意,C符合題意。故選C。
4.如圖所示,A、B、C、D是四個接線柱,要使L1、L2串聯(lián),應(yīng)用導(dǎo)線分別連接____兩個接線柱;為了防止電源短路,一定不能用導(dǎo)線連接_________兩個接線柱。
【答案】B、C;C、D。
【解析】[1]若把接線柱B與C連接,此時電路中電流只有一條路徑,電源正極→燈泡L1→燈泡L2→電源負極,此時L1、L2串聯(lián)。
[2]若把接線柱C與D連接,直接相當于直接把電源的正極和負極相連,造成電源短路,所以為防止電源短路,一定不能用導(dǎo)線將C、D兩接線柱相連。
5.在唐河縣開展“創(chuàng)文明城市,人人參與”活動中,某學(xué)校LED顯示屏中滾動播放“社會主義核心價值觀”內(nèi)容。如圖所示,當顯示屏中的“諧”字部分未顯示出來時,其他的LED燈仍能正常發(fā)光,由此可知,顯示屏的每個LED燈之間是 聯(lián)的,因為它們彼此之間 (填“能”或“不能”)獨立工作。
【答案】并;能。
【解析】[1][2]由圖可見當顯示屏中的“諧”字部分未顯示出來,其他的LED燈仍能正常發(fā)光,由此可見,當其中一盞燈燒壞,另外的燈仍能正常發(fā)光,由此可知,顯示屏的每個LED燈是互不影響的,它們之間能獨立工作,一定是并聯(lián)的。
6.如圖所示,要使三個燈泡并聯(lián),應(yīng)閉合開關(guān) ,當只閉合S1時, 不發(fā)光。
【答案】S1、S2;L1、L2。
【解析】[1]若要使三個燈泡并聯(lián),電流從電源正極流出應(yīng)分為三路,分別流過燈泡L1、L2、L3,最后匯合回到電源負極,因此需要同時閉合S1、S2。
[2]當只閉合S1時,燈泡L1、L2無電流流過,電路中只有燈泡L3通電,因此L1、L2不發(fā)光,L3發(fā)光。
7.如圖是一個家用電吹風(fēng)的簡化電路圖,其中M是電動機。電吹風(fēng)正常工作時,開關(guān)與A和B接觸時,吹出的是 (選填“熱風(fēng)”或“冷風(fēng)”),此時電動機和電熱絲 (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。
【答案】熱風(fēng);并聯(lián)。
【解析】[1]由電路圖可知,當選擇開關(guān)旋至AB時,電動機和電熱絲同時接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng)。
[2]電熱絲和電動機可以單獨工作,并且互不影響,故為并聯(lián)連接。
題型02 電路設(shè)計
1.醫(yī)院入口處的掃碼測溫系統(tǒng)工作時,若掃碼為綠碼,則開關(guān)S1閉合;若測溫正常,則開關(guān)S2閉合,只有當掃碼為綠碼且測溫正常時,系統(tǒng)才會啟動電動機打開閘門放行。下列電路設(shè)計符合要求的是( )。
A. B. C. D.
【答案】A。
【解析】由題知,只有當掃碼為綠碼、體溫在正常范圍都滿足時,系統(tǒng)才會啟動電動機打開閘門,當掃碼不為綠碼,或體溫不正常時,閘門就不會打開,這說明兩個開關(guān)是相互影響的,所以兩個開關(guān)是串聯(lián)的,然后與電動機串聯(lián)在電路中,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
2.臺燈的插頭插在如圖甲所示的插座上,插座上有一個開關(guān)和一個指示燈。若插座開關(guān)和指示燈分別用S1、L1表示,臺燈的開關(guān)和燈泡分別用S2、L2表示。小明斷開或閉合S1、S2時,記錄現(xiàn)象如表。由小明的記錄可判斷出關(guān)于L1、L2的連接方式可能是圖乙中的( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,閉合S1,斷開S2時,燈L1發(fā)光,燈L2不發(fā)光,兩燈互不影響,說明兩燈是并聯(lián)的;閉合S2,斷開S1時,兩盞燈都不發(fā)光,說明S1在干路中,控制整個電路,S2在支路中,只控制L2;兩個開關(guān)都閉合,則兩盞燈都發(fā)光,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
3.按要求將圖中的各器件連成電路圖,要求:L1與L2組成并聯(lián)電路;S1控制L1,S2同時控制L1與L2。
【解析】S1控制L1,先把S1與L1串聯(lián),再與L2并聯(lián),S2同時控制L1與L2,則S2在干路中。如圖所示:
4.請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。要求:兩燈并聯(lián),開關(guān)S同時控制兩盞燈泡,電流表測L1電流。
【解析】兩燈并聯(lián),開關(guān)S同時控制兩盞燈泡,故開關(guān)應(yīng)接在干路上,電流從電源正極流出后,應(yīng)分為兩支,分別通過兩盞燈泡后再匯合回到電源負極,電流應(yīng)從電流表的正極流入,負極流出,連接如下圖所示:
題型03 含滑動變阻器的動態(tài)電路
1.(多選)在如圖所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片由最右端向左移動至中點的過程中( )。
A.燈泡的亮度不變B.電流表的示數(shù)不變
C.電壓表的示數(shù)變小D.電路的總功率變大
【答案】AD。
【解析】C.由電路圖可知小燈泡與滑動變阻器并聯(lián),電壓表測量電源的電壓;電流表測干路的電流。由于電源電壓不變,所以移動滑片時,電壓表示數(shù)不變,故C不符合題意;
A.并聯(lián)電路各支路可獨立工作、互不影響,移動滑片時,燈泡的電壓不變,通過燈泡的電流不變,根據(jù)P=UI知小燈泡的功率不變,燈泡的亮度不變,故A符合題意;
B.閉合開關(guān),當滑動變阻器滑片由最右端向左移動至中點時,變阻器連入電路的電阻變小,根據(jù),通過滑動變阻器的電流變大,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,干路中的電流變大,即電流表示數(shù)變大,故B不符合題意;
D.因電源電壓不變,干路的電流變大,根據(jù)P=UI可知電路消耗的總功率變大,故D符合題意。
故選AD。
2.(多選)如圖所示,電源電壓為U保持不變,阻值為R1的定值電阻和最大阻值為R2的滑動變阻器串聯(lián)。當S閉合,滑片從最左端向右端滑動的過程中,則下列說法正確的是( )。
A.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)都變小 B.電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
C.電流表的最大示數(shù)為 D.變阻器消耗的最大電功率為
【答案】BD。
【解析】A.分析電路圖可知,滑動變阻器和定值電阻串聯(lián)在電路中,電流表測量電路中的電流,電壓表測的是定值電阻兩端的電壓;當S閉合,滑片從最左端向右端滑動的過程中,滑動變阻器接入電路的阻值在變大,電路總阻值也在變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,電流表示數(shù)變?。桓鶕?jù)U=IR可知,定值電阻兩端的電壓變小,電壓表示數(shù)變小,故A錯誤;
B.電壓表與電流表示數(shù)的比值為定值電阻的值,因此比值不變,故B正確;
C.根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知,當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路的電阻為R1,此時的阻值最小,電流最大,最大電流為,故C錯誤;
D.滑動變阻器消耗的功率為:
當R2=R1時,滑動變阻器消耗的功率最大,所以最大功率為,故D正確。故選BD。
3.(多選)如圖甲所示的電路,電源電壓U0保持不變,滑動變阻器的滑片P從b端向a端滑動的程中,電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是( )。
A.滑動變阻器的最大阻值R是70Ω;
B.電源電壓U0是20V;
C.滑片P在b點時,整個電路5min內(nèi)消耗的電能是1080J;
D.該電路的最大功率為18W
【答案】AC。
【解析】由圖甲可知,閉合開關(guān),兩電阻串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電壓表測滑動變阻器兩端的電壓。
A.因串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,由歐姆定律可知當滑動變阻器接入電路的電阻最大時,通過電路的電流最小,由乙圖可知通過電路的最小電流為0.2A,此時滑動變阻器兩端的電壓為14V,由歐姆定律可知,滑動變阻器的最大阻值,故A正確;
B.串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,串聯(lián)電路中各處電流相等,由歐姆定律可得電源電壓
U0=I小R1+U滑=0.2A×R1+14V ①
由乙圖可知通過電路的電流為0.4A時,電壓表的示數(shù)為10V,由歐姆定律可得電源電壓
U0=I1R1+U滑1=0.4A×R1+10V ②
聯(lián)立①②兩式,解得R1=20Ω,U0=18V,故B錯誤;
C.由圖甲可知,滑片P在b點時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,通過電路的電流最小,則整個電路5min內(nèi)消耗的電能W=U0It=18V×0.2A×5×60s=1080J,故C正確;
D.由P=UI可知電路中的電流最大時,電路的電功率最大,由圖乙可知電路中的最大電流為0.9A,則該電路的最大功率P大=UI大=18V×0.9A=16.2W,故D錯誤。故選AC。
4.如圖,電源電壓恒定,閉合開關(guān)S,滑片P從左端移動到右端的過程中,電流表示數(shù)由I1變到I2,電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU,則下列說法正確的是( )。
A.電阻R1的功率變化量為ΔU(I1+I2) B.電源電壓為
C.整個電路的功率變化范圍為 D.電阻R2的阻值為
【答案】AC。
【解析】D.閉合開關(guān)S,滑片P在左端時,電路為R1的簡單電路,則電路中電流為I1,電壓表V示數(shù)為零,滑片P在右端時,R1、R2串聯(lián),則電路中電流為I2,電壓表V測R2兩端電壓,所以,電壓表示數(shù)變化量為R2兩端電壓;即U2=ΔU;根據(jù)歐姆定律可得,故D錯誤;
B.根據(jù)串聯(lián)電路特點和歐姆定律得:滑片P在左端時,電源電壓U=I1R1┄┄①
滑片P在右端時,電源電壓U=I2R1+U2=I2R1+ΔU┄┄②
由①②得,,故B錯誤;
A.R1的功率變化量,故A正確;
C.滑片P在左端時;
滑片P在右端時;
所以總功率變化范圍為,故C正確。故選AC。
5.在如圖所示的電路中,滑動變阻器滑片P向b端滑動時,電流表A1的示數(shù)______;電流表A2的示數(shù)______;電壓表V的讀數(shù)______。(均選填“減小”、“不變”或“增大”)
【答案】減?。粶p?。徊蛔?。
【解析】[1][2][3]由電路圖可知,R1和R2并聯(lián),電壓表測量并聯(lián)支路(電源電壓)電壓,電流表A1測R2支路的電流,電流表A2測干路電流;
電源的電壓不變,所以滑片移動過程中電壓表的示數(shù)不變。因為并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以滑片移動時通過R1的電流不變;
當滑動變阻器滑片P向b端滑動的過程中,接入電路中的電阻變大,并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,根據(jù)歐姆定律可知,該支路的電流變小,因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,干路電流減小,即電流表A2的示數(shù)變小。
6.如圖甲所示的電路,電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑動到a點時,小燈泡恰好正常發(fā)光。在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數(shù)關(guān)系的圖象,則電源電壓為 V,滑動變阻器的最大阻值為______Ω,小燈泡正常發(fā)光時的電阻為______Ω。
【答案】6;10;12.5。
【解析】[1][2]閉合開關(guān)S,該電路為R和L的串聯(lián)電路,電流表測電路中的電流,電壓表V1測R兩端的電壓,電壓表V2測L兩端的電壓。當滑動變阻器的滑片在最右端時,連入電路的阻值最大,由串聯(lián)電阻的規(guī)律,電路的總電阻最大,由歐姆定律可知,電路中的電流最小,由圖乙可知最小電流為I?。?.3A
此時兩壓表的示數(shù) U1=U2=3V;
由串聯(lián)電路的電壓特點,可知電源電壓為U=U1+U2=3V+3V=6V;
滑動變阻器的最大阻值為;
[3]當滑動變阻器的滑片從最右端向左滑動到a點時,連入電路的阻值變小,電路總電阻變小,電路中的電流變大,由圖乙可知此時電流為I=0.4A;
此時燈正常發(fā)光,因滑動變阻器連入電路的阻值變小,由串聯(lián)電路分壓原理可知,其兩端的電壓也變小,則此時滑動變阻器兩端的電壓為UR=1V;
由串聯(lián)電路的電壓特點可知此時L兩端的電壓UL=U﹣UR=6V﹣1V=5V;
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為。
題型04 多開關(guān)動態(tài)電路
1.如圖所示電路,電源電壓不變,當開關(guān)S1閉合、S2斷開時,電流表示數(shù)為0.3A,電壓表示數(shù)為9V;若將兩表互換位置,并同時閉合S1和S2時,電流表示數(shù)為0.5A。則下列說法中錯誤的是( )。
A.電壓表示數(shù)仍為9VB.R1的阻值為18Ω
C.R2的阻值為45ΩD.R2消耗的功率為6.75W
【答案】C。
【解析】按題意可知,第一次當開關(guān)S1閉合、S2斷開時兩個電阻是串聯(lián)的,電壓表測的是兩個電阻的總電壓即電源電壓,電流表測的是兩個電阻的電流;第二次同時閉合S1和S2時兩個電阻是并聯(lián)的,電流表測得是R1的電流,電壓表測得仍是電源電壓。
A.第二次兩個電阻是并聯(lián)的,電壓表測得是電源電壓,所以示數(shù)仍為9V,說法正確,故A不符合題意;
B.第二次兩個電阻是并聯(lián)時,可以知道
所以R1的阻值為18Ω,說法正確,故B不符合題意;
C.第一次兩個電阻是串聯(lián)的,總阻值
所以R2=R-R1=30Ω-18Ω=12Ω,說法錯誤,故C符合題意;
D.同時閉合S1和S2時兩個電阻是并聯(lián)的,R2消耗的電功率;
說法正確,故D不符合題意。故選C。
2.(多選)如圖所示電路中,電源電壓保持不變。只閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電路中電流達到最小值,此時電流表示數(shù)為0.15A,電壓表的示數(shù)為3V,只閉合開關(guān)S2,移動滑片至滑動變阻器的中點c處時,電壓表的示數(shù)為5V,此時電阻R2的電功率為0.5W。下列說法中正確的是( )。
A.電阻R1的阻值是20;
B.電源電壓是9V;
C.滑動變阻器R3的最大阻值是10;
D.當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,電路消耗的總功率是2.52W
【答案】AD。
【解析】A.只閉合開關(guān)S1,該電路為R1和R3的串聯(lián)電路,電流表測電路中的電流,電壓表測R1兩端的電壓。當滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電路中電流達到最小值,已知此時電流表的示數(shù)為0.15A,已知電壓表示數(shù)為3V,由歐姆定律,可知R1的阻值為,故A正確;
BC.只閉合開關(guān)S1,移動滑動變阻器的滑片使變阻器連入電路的電阻最大,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點,可知此時電源電壓U=U1+U3= U1+I1R3=3V+0.15A×R3 ①
只閉合開關(guān)S2,該電路為R2和R3的串聯(lián)電路,電流表測電路中的電流,電壓表測R2兩端的電壓。已知此時電壓表的示數(shù)為5V,R2的電功率為P2=0.5W,由P=UI可知此時電路中的電流為
由歐姆定律可知R2的阻值為
已知此時移動滑片至滑動變阻器的中點c處,即此時滑動變阻器連入電路的阻值為0.5R3,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為U=U2+U3′=5V+I2×0.5R3=5V+0.1A×0.5R3 ②
聯(lián)立①②可解得R3=20Ω,U=6V,故BC錯誤;
D.當開關(guān)S1、S2、S3都閉合時,R3被短路,R1和R2的并聯(lián),由并聯(lián)電阻的規(guī)律,并聯(lián)的電阻為
則電路消耗的總功率為;故D正確。故選AD。
3.在圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S1、S2,兩燈都發(fā)光,當把開關(guān)S2斷開時,燈泡L1的亮度及電流表示數(shù)變化的情況是( )。
A.L1亮度不變,電流表示數(shù)變小 B.L1亮度不變,電流表示數(shù)不變
C.L1變亮,電流表示數(shù)不變 D.L1變亮,電流表示數(shù)變小
【答案】A。
【解析】由電路圖知,當開關(guān)S1、S2都閉合時,兩燈并聯(lián),S1控制干路,S2控制燈L2,電流表測干路電流。
當只斷開S2時,電路是燈L1單獨工作的簡單電路,電流表測L1的電流。而此過程中,電源電壓保持不變,則燈L1兩端的電壓不變,那么燈泡L1亮度不變,但電流表的示數(shù)變小,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
4.如圖甲所示的電路中,電源電壓恒定不變,圖乙是小燈泡L和定值電阻R1的電流與電壓關(guān)系的圖象.當只閉合S1、S2時,電壓表示數(shù)為2V;當只閉合S2、S3時,電壓表示數(shù)為4V。則電源電壓U=_____V,R2=_____Ω。
【答案】8;5。
【解析】(1)由圖象知,R1的電流為0.2A時,電壓為2V,所以R1的阻值為:;
根據(jù)電路圖,當只閉合S1、S2時,R1與L串聯(lián),電壓表測燈泡兩端電壓。
由圖象知,燈泡兩端電壓為2V時的電流為0.6A,串聯(lián)電路中電流處處相等,即通過R1的電流也為0.6A,所以R1兩端的電壓為:
所以電源電壓為:;
(2)當只閉合S2、S3時,R2與L串聯(lián),電壓表仍測燈泡兩端電壓;
燈泡兩端電壓為4V,由圖象知,此時通過燈泡的電流為0.8A,
串聯(lián)電路電流處處相等,所以,
R2兩端的電壓為:;
根據(jù)得R2的阻值為:。
5.如圖(甲)是小燈泡L和電阻R的電流隨電壓變化圖象,將它們按圖(乙)所示接入電路中,只閉合開關(guān)S,小燈泡的實際功率為1W,則電路電源電壓為_____V;再閉合開關(guān)S1,電流表示數(shù)變化了_____A,此時電路lmin消耗的總電能為_____J。
【答案】2;0.2;84。
【解析】(1)當閉合開關(guān)S、斷開開關(guān)S1時,電路為L的簡單電路,由甲圖象可知,燈泡兩端的電壓為2V,通過燈泡的電流IL=0.5A,此時小燈泡的實際功率恰好為1W,所以電源的電壓U=2V;
(2)當再閉合開關(guān)S1時,燈泡與定值電阻R并聯(lián),電流表測干路電流,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以,此時R兩端的電壓為2V,由圖象可知IR=0.2A,因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以,通過L的電流不變,則電流表示數(shù)的變化量:△I=IR=0.2A;
(3)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,干路電流表的示數(shù):I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,此時電路lmin消耗的總電能:W=UIt=2V×0.7A×60s=84J。
題型05 含敏感電阻的動態(tài)電路
1.為防控新冠疫情,進入公共場所必須接受體溫檢測,使用的電子測溫儀及原理圖如圖所示,其電源電壓保持不變,R是熱敏電阻,R0為定值電阻。測溫時,圖乙中顯示儀的示數(shù)隨體溫升高而增大,下列分析正確的是( )。
A.圖乙中的顯示儀相當于電流表 B.R0阻值變小,測相同體溫,顯示儀示數(shù)變大
C.熱敏電阻R的阻值隨著溫度的升高而減小 D.被測體溫越高,整個電路的電功率越大
【答案】B。
【解析】A.由電路圖可知,顯示儀與R并聯(lián),則顯示儀是由電壓表改裝成的,故A錯誤;
B.測相同體溫時,R的阻值不變,將R0更換為阻值更小的電阻后,電路的總電阻變小,由可知,電路中的電流變大,由可知,R兩端的電壓變大,即顯示儀示數(shù)變大,故B正確;
C.由題意可知,人的體溫越高,電壓表的示數(shù)越大,由串聯(lián)電路的分壓特點可知,R的阻值變大,則熱敏電阻R的阻值隨著溫度的升高而增大,故C錯誤;
D.由C選項可知,人的體溫越高時,R的阻值越大,電路的總電阻越大,由 可知,電路中的總功率變小, 故D錯誤。故選B。
2.電梯超載報警器工作原理示意圖如圖所示,R0為定值電阻,壓敏電阻R的阻值隨著壓力的增大而減小,A為電流表,其示數(shù)超過設(shè)定值時自動報警。電梯處于運行狀態(tài),開關(guān)S閉合,有人進入電梯后( )。
A.電流表示數(shù)變小,R和R0的總電功率變大 B.電流表示數(shù)變小,R和R0的總電功率變小
C.電流表示數(shù)變大,R和R0的總電功率變大 D.電流表示數(shù)變大,R和R0的總電功率變小
【答案】C。
【解析】由圖可知,兩個電阻串聯(lián),開關(guān)S閉合后有人進入電梯后,壓敏電阻受到的壓力增大,則其接入電阻減小,電路電流增大,電流表示數(shù)變大,由可知電路總功率變大。
故選C。
3.酒駕易造成交通事故,利用酒精測試儀可以檢測司機是否酒駕,其電路原理如圖甲所示。R1為“氣敏傳感器”,它的電阻值與它接觸到的酒精氣體濃度的關(guān)系如圖乙所示,R2為定值電阻,阻值為60Ω,電源電壓恒為12V。若酒精氣體濃度≥0.2mg/mL時,則判定被檢者為酒駕,以下說法正確的是( )。
A.被檢者的酒精氣體濃度越高,電流表示數(shù)越?。?br>B.電流表的示數(shù)為0.12A時,判定被檢者為酒駕;
C.電壓表示數(shù)為3V時,R2消耗的電功率為0.45W;
D.被檢者酒精氣體濃度為0.2mg/mL時,電壓表的示數(shù)是4V
【答案】D。
【解析】A.由電路圖甲可知,傳感器R1和定值電阻R2串聯(lián),電壓表測傳感器R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流;由圖乙可知,當酒精濃度增大時,傳感器R1的阻值會減小,則電路總電阻減小,由歐姆定律可得電路中電流增大,即電流表示數(shù)增大,故A錯誤;
B.當電流表的示數(shù)為0.12A時,電路中的總電阻;
此時氣敏電阻的阻值R1=R﹣R2=100Ω﹣60Ω=40Ω;
由圖象乙可知,此時酒精氣體濃度為0.1mg/mL<0.2mg/mL,所以此時被檢者不是酒駕,故B錯誤;
C.電壓表示數(shù)為3V時,定值電阻R2兩端的電壓U2=U﹣U1=12V﹣3V=9V
此時R2消耗的電功率,故C錯誤;
D.根據(jù)圖象乙可知,被檢者酒精氣體濃度為0.2mg/mL時,氣敏電阻的阻值為,根據(jù)歐姆定律可知此時電流為
根據(jù)歐姆定律可得:氣敏電阻兩端電壓
即電壓表示數(shù)為4V,故D正確。故選D。
4.如圖是一種測定油箱內(nèi)油量的裝置。其中R是滑動變阻器的電阻片,滑動變阻器的滑片跟滑桿連接,滑桿可以繞固定軸轉(zhuǎn)動、另一端固定著一個浮子。從電路連接方式可分析出,此油量表實際上是一個_______(選填“電流表”或“電壓表”)。當油箱中的油量減少時,油面下降,浮子隨液面落下,帶動滑桿使滑動變阻器接入電路的電阻變_______,從而使油量表的示數(shù)_______(選填“變大”、“不變”或“變小”),定值電阻R0的作用是_______。
【答案】電流表;大;變??;保護電路。
【解析】[1]電流表與待測電路串聯(lián),從圖中可知,油量表串聯(lián)在電路中,故油量表為電流表。
[2][3]油量減少時,油面下降,浮子隨液面落下,帶動滑桿使滑動變阻器滑片向上移動,使滑動變阻器連入電路的阻值變大,因串聯(lián)電路中總電阻等于各個用電器電阻之和,所以電路中總電阻增大,而總電壓不變,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流會減小,油量表示數(shù)變小。
[4]若電路中沒有定值電阻R0,當油箱內(nèi)裝滿油時,變阻器連入電路的電阻較小,電路的電流過大,有可能損壞電流表,故定值電阻R0的作用是保護電路。
5.如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的壓力計電路原理圖,當閉合開關(guān)S,A板受到向下的壓力增大時,R2接入電路的阻值______(填“增大”或“減小”),滑動變阻器中電流______(填“增大”或“減小”)。為實現(xiàn)壓力增大,電表示數(shù)增大,應(yīng)把______表改裝為壓力計。
【答案】增大;減?。浑妷?。
【解析】[1][2][3]由電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路電流,當A板上壓力增大時,滑動變阻器滑片向下移動,滑動變阻器接入電路的阻值增大,滑動變阻器分壓變大,電壓表示數(shù)變大,電路總電阻變大,由歐姆定律可知,電路中的電流變小,電流表示數(shù)變小,即滑動變阻器中的電流減??;
因此為使壓力增大時,壓力計的示數(shù)增大,應(yīng)把電壓表改裝為壓力計。
6.初一年級男同學(xué)小剛對體質(zhì)健康測試中的坐位體前屈項目非常感興趣。他利用家中器材自制了一個坐位體前屈項目測試儀,原理圖如圖所示,電源的電壓6V,R1的電阻為30Ω。其中電阻絲R2粗細均勻,總長度為30cm,推擋板P在B端時,坐位體前屈成績?yōu)?,電流表的示數(shù)為“0.05A”。推擋板P在A端時,坐位體前屈成績?yōu)?0cm。
(1)如原理圖所示:電壓表此時測量 ______的電壓(選填“AB段”“AP段”或“BP段”);
(2)求電阻R2的阻值;( )
(3)求推動擋板P到A端時電壓表示數(shù);( )
(4)國家體質(zhì)標準中初一年級男生坐位體前屈成績大于14.8cm為優(yōu)秀。小剛進行測試時電壓表示數(shù)為3V時。請計算判斷小剛同學(xué)成績是否達到優(yōu)秀?( )
【答案】BP段;90Ω;4.5V;達到優(yōu)秀。
【解析】(1)[1]由電路圖可知,R1和R2串聯(lián),電壓表測量與R2并聯(lián)部分兩端的電壓,電流表測量電路電流,因此電壓表此時測量BP段的電壓。
(2)[2]電流表的示數(shù)為0.05A,由可知,R1兩端的電壓U1=IR1=0.05A×30Ω=1.5V
因串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓值,所以R2兩端的電壓U2=U-U1=6V-1.5V=4.5V
電阻R2的阻值
(3)[3]推動擋板P到A端時,電壓表并聯(lián)在R2兩端,測量R2的電壓,示數(shù)為4.5V。
(4)[4]小剛進行測試時電壓表示數(shù)為3V,此時電壓表所并聯(lián)的電阻絲的電阻
已知推擋板P在B端時,坐位體前屈成績?yōu)?,推擋板P在A端時,坐位體前屈成績?yōu)?0cm,故小剛同學(xué)的成績?yōu)椋?br>20cm大于14.8cm,故成績達到優(yōu)秀。
題型06 電路安全與電路極值
1.圖甲所示電路中燈泡的額定電壓為12V。閉合開關(guān),將滑片P從最右端滑到最左端的過程中,兩電表示數(shù)關(guān)系如圖乙所示。則( )。
A.燈泡的額定功率為12WB.滑動變阻器的最大阻值為10Ω
C.電路的最小總功率為2WD.燈泡正常發(fā)光時的電阻為2Ω
【答案】B。
【解析】A.燈泡和滑動變阻器串聯(lián),電壓表并聯(lián)在燈泡兩端。當電壓表示數(shù)達到12V時,燈泡消耗的電功率為額定功率。由圖乙可知當燈泡兩端電壓為12V時,通過燈泡的電流為3A,所以燈泡的額定功率為
故A不符合題意;
B.當滑片P在滑到最左端時,滑動變阻器阻值為0,此時電壓表示數(shù)為電源電壓,即電源電壓為12V。當滑片P在最右端時,滑動變阻器的最大阻值接入電路。由圖乙可知滑片P在最右端時電路中電流為 ,燈泡兩端電壓為UL=2V。串聯(lián)電路中,電源電壓等于各用電器兩端電壓之和,所以滑片P在最右端時,滑動變阻器兩端電壓為
滑動變阻器的最大阻值為,故B符合題意;
C.當滑片P在最右端時,電路中電流最小,電路消耗的總功率最小,即電路的最小電功率為
故C不符合題意;
D.當燈泡兩端電壓為額定電壓時,燈泡正常發(fā)光,所以燈泡正常發(fā)光時的電阻為
故D不符合題意。故選B。
2.(多選)如圖所示,電源電壓U=4.5V、R1=5Ω、R2的最大阻值是20Ω,又知道電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V。移動滑動變阻器的滑片時,為保證各電路元件的安全,則下列說法中正確的是( )。
A.電路中的最小電流為0.18AB.電路中的最大電流為0.6A
C.R2接入電路中的最小阻值為2.5ΩD.R2接入電路中的最大阻值為20Ω
【答案】BC。
【解析】A.由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表測電路中的電流。因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知,當電壓表的示數(shù)最大為U2=3V
時,變阻器接入電路的阻值最大,此時R1兩端的電壓U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V
此時電路中的電流,則電流表示數(shù)的最小示數(shù)為0.3A,故A錯誤;
D.滑動變阻器接入電路中的最大阻值,故D錯誤;
BC.當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流最大,最大為
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,且電流表的量程為0~0.6A,所以,電路中的最大電流I大=0.6A
則電路中的最小總電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,滑動變阻器接入電路中的最小阻值
R2小=R-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω
故BC正確。故選BC。
3.如圖甲所示電路中,R0為定值電阻,R1為滑動變阻器。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片從a端滑至b端,將滑動變阻器消耗的電功率與電流關(guān)系的繪制成如圖乙的圖像。則下列判斷( )。
①該電路的最大電流是1A;
②該滑動變阻器的最大阻值是50Ω;
③該過程中電壓表的示數(shù)可達10V;
④R0的功率變化范圍為0.4~14.4W。
A.只有①③正確B.只有②③④正確
C.只有②④正確D.只有①②③正確
【答案】B。
【解析】由電路圖可知,閉合開關(guān),定值電阻R0與變阻器R1串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
②當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電路中的電流最小,由圖像可知,電路中的最小電流I=0.2A時,此時R1的電功率P1=2W,由P=I2R可得,滑動變阻器的最大阻值 ,故②正確;
①由圖像可知,當電路中的電流I′=0.4A時,R1的電功率P1′=3.2W,此時R1接入電路的電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,由可得,
電源電壓U=I′(R0+R1′)=0.4A×(R0+20Ω)①
當電路中的電流I=0.2A時,電源的電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(R0+50Ω)②
因電源的電壓不變,所以0.4A×(R0+20Ω)=0.2A×(R0+50Ω)
解得R0=10Ω
則電源電壓U=I(R0+R1)=0.2A×(10Ω+50Ω)=12V
當變阻器接入電路的阻值為0時,電路中電流最大,則電路中的最大電流
故①錯誤;
③從圖中可知電路中電流的最小值為0.2A,根據(jù)歐姆定律可知R0兩端的電壓最小值為
U0小=I小R0=0.2A×10Ω=2V
此時電壓表的示數(shù)為U1=12V﹣2V=10V,故③正確;
④電路中電流的最小值為0.2A,最大值為1.2A,根據(jù)P=I2R可知R0的最小功率為
P0?。絀小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W
R0的最大功率為P0大=I小2R0=(1.2A)2×10Ω=14.4W
故R0的功率變化范圍為0.4W~14.4W,故④正確。故選B。
4.如圖所示,電路電源電壓不變,滑動變阻器為“20Ω 0.5A”、小燈泡的額定電壓為6V,電流表的量程為“0~0.6A”,只閉合開關(guān)S2時,小燈泡正常發(fā)光,將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處,再閉合開關(guān)S1,電流表的示數(shù)為0.5A,閉合開關(guān)S1、S2,在電路安全情況下,下列說法不正確的是( )。
A.小燈泡的額定功率為1.2W;
B.電路功率最小時工作10s所消耗的電能為18J;
C.電路的最大功率為3.6W;
D.滑動變阻器連入的阻值范圍是15Ω~20Ω
【答案】B。
【解析】A.只閉合開關(guān)S2時,只有燈泡串聯(lián)接入電路,小燈泡正常發(fā)光,說明電路電源電壓為6V,將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處,再閉合開關(guān)S1,燈泡與變阻器并聯(lián),電流表測量干路電流,變阻器所在支路電流為
由并聯(lián)分流可知,燈泡所在支路的電流為
則小燈泡的額定功率為,故A正確,A不符合題意;
B.滑動變阻器接入最大阻值時,電路中的電流最小,消耗最小功率,由題意可知干路電流為0.5A,即
工作10s所消耗的電能為,故B錯誤,B符合題意;
C.閉合開關(guān)S1、S2,當滑動變阻器接入阻值越小時,干路電流越大,當干路電流達到最大量程0.6A時,此時電路消耗最大功率,為,故C正確,C不符合題意;
D.當干路電流達到最大量程0.6A時,滑動變阻器接入阻值最小,此時變阻器支路電流為
此時滑動變阻器接入阻值為
滑動變阻器接入阻值越大,電路越安全,則連入的阻值范圍是15Ω~20Ω,故D正確,D不符合題意。
故選B。
5.如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片從b點滑到a點過程中,兩個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖象如圖乙所示。
甲 乙
(1)圖乙中_______(填“dc”或“ec”)表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖象;
(2)該過程中電路的總功率最大值為________W。
【答案】dc;36。
【解析】由電路圖知,滑動變阻器R和電阻R0串聯(lián),電壓表V1測R0兩端電壓,V2測R兩端電壓,電流表測電路中電流.
(1)滑動變阻器的滑片P從b點滑到a點的過程中,滑動變阻器R連入電路的電阻變小,電路中的電流變大,根據(jù)可知:R0兩端的電壓變大,則滑動變阻器兩端的電壓變??;故圖乙中dc是表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線,ec是表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖線;
(2)由乙圖知,當電路中的電流最大即電流為3A時,定值電阻和滑動變阻器兩端的電壓都為6V,由于電源電壓不變,所以電源電壓為:;
(根據(jù)電流最小時,即電流為1A時,兩電阻兩端的電壓之和同樣可以得出電源電壓.)
根據(jù)知,電壓不變,當電流最大時,電路中功率最大,所以最大功率為:
。
6.如圖所示,電源電壓保持不變,小燈泡標有“6V ?W”,其電阻不隨溫度變化,電流表的量程為0~3A。當開關(guān)S、S2閉合時,滑片P在a端時電壓表示數(shù)為U1,電流表示數(shù)為I1;滑片P在b端時電壓表示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為I2,此時R2消耗的電功率為P2。當開關(guān)S、S2、S3閉合時,燈泡恰好正常發(fā)光。當開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時,R2消耗的電功率為P2',P2∶P2'=25∶121,U1∶U2=11∶9,R2=10Ω。電源電壓為________V;小燈泡電阻RL和R2的電阻之比RL∶R2=________;當開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時,電路消耗的總功率最小為________W。
【答案】6;6∶5;13.8。
【解析】[1]當開關(guān)S、S2、S3閉合時,此時中只有燈泡L接入電路,燈泡恰好正常發(fā)光,電源電壓
U=U額=6V
[2]當開關(guān)S、S2閉合時,滑片P在b端時,燈泡L與定值電阻R2串聯(lián),電壓表示數(shù)為U2,R2消耗的電功率
當開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時,滑動變阻器R1與燈泡L、定值電阻R2并聯(lián),此時R2兩端的電壓為電源電壓,R2消耗的電功率為
因為P2∶P2′=25∶121
得
當開關(guān)S、S2閉合時,滑片P在b端時,燈泡L兩端的電壓
通過燈泡L的電流
燈泡L的電阻
小燈泡電阻RL和R2的電阻之比RL∶R2=12Ω∶10Ω=6∶5
[3]由于U1∶U2=11∶9,且
解得;
當開關(guān)S、S2閉合時,滑片P在a端時,電壓表測量的是滑動變阻器R1和定值電阻R2兩端的電壓,此時燈泡L兩端的電壓
此時電路中的電流I1等于通過燈泡L的電流IL′,即
則總電阻
滑動變阻器R1的最大阻值R1=R總-R2=15Ω-10Ω=5Ω
當開關(guān)S、S1、S2、S3閉合時,滑動變阻器R1與定值電阻R2并聯(lián),當滑動變阻器接入電路的電阻最大時,電路中的電流最小,電路中的總功率最小,所以當滑動變阻器接入電路的電阻為5Ω時,通過滑動變阻器的電流
通過燈泡L的電流
通過R2的電流
電路中的總電流I總=I滑+IL+IR2=1.2A+0.5A+0.6A=2.3A
此時電路中的電功率P總=UI總=6V×2.3A=13.8W。
7.如圖所示,電源電壓恒為12V,滑動變阻器的最大阻值為48Ω,電流表量程為0~0.6A,小燈泡標有“6V,3W”字樣,忽略溫度對燈絲電阻的影響。當S、S1和S2都閉合時,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電路中的總功率最小且為6W,定值電阻R1的阻值為______Ω;當只閉合S時,要確保電路中各元件安全滑動變阻器接入電路的最小阻值為______Ω。
【答案】48;12。
【解析】[1]當S、S1 和S2都閉合時,燈泡被短路,滑動變阻器和定值電阻并聯(lián)接入電路,并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等滑動變阻器接入電路最大阻值時,由歐姆定律可知此時通過滑動變阻器的電流最小,并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和則此時通過電路的電流最小,根據(jù)P=UI可知此時電路中的總功率最小,滑動變阻器的最大阻值為48Ω,由歐姆定律可得通過滑動變阻器的電流
此時電路中的電流為
則流過定值電阻的電流為I1=I-I2=0.5A-0.25A=0.25A
所以定值電阻的阻值為
[2]當只閉合S時,燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,電流表測通過電路的電流,電流表量程為0 ~ 0.6A,小燈泡標有“6V 3W”字樣,電流表允許通過的最大電流為0.6A,燈泡允許通過的最大電流為
串聯(lián)電路各處電流相等,所以電路中允許通過的最大電流為0.5A,即流過滑動變阻器的電流I滑=0.5A,此時燈泡正常發(fā)光,燈泡兩端的電壓等于燈泡的額定電壓6V,串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,所以滑動變阻器兩端的電壓U滑=U-UL=12V-6V=6V
此時滑動變阻器接入的最小阻值為。
1. (2023·衡陽)喜愛物理的小明想設(shè)計一個雙鑰匙電動安全鎖,這里鑰匙相當于“開關(guān)”,要求是兩把鑰匙同時使用(開關(guān)閉合)才能開鎖,以下符合設(shè)計要求的電路圖是( )。
A. B. C. D.
【答案】C。
【解析】A.只使用鑰匙1,電動機與電源連通,電動機就工作了;再用鑰匙2時,電動機和電源發(fā)生短路,故A不符合題意;
B.只用鑰匙2,電動機連入電路,電動機可工作,再用鑰匙1時,電動機和電源發(fā)生短路,故B不符合題意;
C.兩鑰匙是串聯(lián)的,只有兩個開關(guān)都使用(都閉合)時,電路才接通,電動機才能工作,單獨只閉合其中一個開關(guān),電路是斷路,電動機不工作,故C符合題意;
D.兩個開關(guān)是并聯(lián)的,只閉合其中任一個開關(guān),電路就接通,電動機就工作了,故D不符合題意。
故選C。
2. (2023·大連)下列各電路中,電源電壓不變。先閉合開關(guān)S,再閉合開關(guān),電流表示數(shù)不變的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】C。
【解析】A.當S閉合時,電阻R1和電阻R2串聯(lián),根據(jù)歐姆定律得到此時電流表示數(shù)
再閉合S1后,R2被短路,只有R1接入電路,此時電流表示數(shù)
S1斷開前后電流表示數(shù)不相等,發(fā)生了變化,故A不符合題意;
B.當S閉合時,只有電阻R2的簡單電路,電流表的示數(shù)為零,再閉合S1后,兩個電阻并聯(lián),電流表測量通過電阻R1支路的電流,此時電流表有示數(shù),所以電流表示數(shù)發(fā)生了變化,故B不符合題意;
C.當S閉合時,電阻R1和電流表串聯(lián)接入電路,此時電流表測量通過電阻R1的電流,再閉合S1后,兩個電阻并聯(lián),由并聯(lián)電路的特點可知,通過R1的電流不變,此時電流表仍然測量通過電阻R1的電流,電流表的示數(shù)不變,故C符合題意;
D.當S閉合時,電阻R1和電流表串聯(lián)接入電路,此時電流表測量通過電阻R1的電流,再閉合S1后,兩個電阻并聯(lián),電流表測量干路中的電流,由并聯(lián)電路電流的特點可知此時電流表的示數(shù)變大,故D不符合題意。故選C。
3. (2023·本溪、遼陽、葫蘆島)如圖所示電路,閉合開關(guān),滑動變阻器的滑片由右向左最大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的過程中,下列說法正確的是( )。
A. 電流表示數(shù)不變;
B. 電壓表V示數(shù)變??;
C. 電流表示數(shù)與電流表示數(shù)之差變小;
D. 電壓表V示數(shù)與電流表示數(shù)的乘積變大
【答案】D。
【解析】AB.變阻器與燈并聯(lián),電壓表測變阻器的電壓即電源電壓(不變),A1測干路電流,A2測燈的電流,滑動變阻器的滑片由右向左最大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的過程中,變阻器連入電路的電阻變小,由歐姆定律可知通過變阻器的電流變大,根據(jù)并聯(lián)電路各支路可獨立工作、互不影響,通過燈的電流即A2示數(shù)不變,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,電流表示數(shù)變大;故AB錯誤;
C.電流表示數(shù)與電流表示數(shù)之差,即通過變阻器的電流,故電流表示數(shù)與電流表示數(shù)之差變大,故C錯誤;
D.電壓表V示數(shù)不變,而電流表示數(shù)的變大,故電壓表V示數(shù)與電流表示數(shù)的乘積變大,故D正確。故選D。
4. (2023·聊城)如圖所示,是列車上煙霧報警器的簡化原理圖。內(nèi)裝有一個激光發(fā)生器及帶有一光敏電阻R的電路,其中電源電壓恒定,為定值電阻。有煙霧產(chǎn)生時,激光被煙霧遮擋而使光敏電阻的阻值發(fā)生變化,從而改變電路中的電流。當電路中的電流增大至某一數(shù)值時報警器開始報警。下列說法中正確的是( )。
A. 光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大;
B. 煙霧越濃,電流表示數(shù)越?。?br>C. 煙霧越濃,電壓表示數(shù)越??;
D. 若要提高警報靈敏度,可以適當增大的阻值
【答案】C。
【解析】由圖可知,定值電阻R0和光敏電阻R串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測光敏電阻兩端的電壓。
A.當有煙霧時報警,已知電路中的電流增大至某一數(shù)值時報警器開始報警,故有煙霧時,光照減弱,電路中電流增大,當電路電阻減小時,電流增大,光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故A錯誤;
B.已知光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故煙霧越濃,光照強度越弱,電阻越小,電路的總電阻越小,由歐姆定律定律電路中的電流越大,故B錯誤;
C.已知光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而減小,故煙霧越濃,光照強度越弱,電阻越小,由串聯(lián)分壓可知電壓表的示數(shù)越小,故C正確;
D.要提高警報靈敏度,需減小電路中的電阻以增大電流,使報警器更快報警,增大R0的阻值會增大電路電阻減小電流,不能提高警報靈敏度,故D錯誤。故選C。
5. (2023·上海)R1與R2此時接入電路中的阻值相同,S1斷開,S2閉合;求下列操作中,一定可以使電流表示數(shù)變大的是( )。
A. 閉合,斷開B. 閉合,向右滑動滑片P
C. 減小電源電壓,閉合D. 增大電源電壓,向右滑動滑片P
【答案】B。
【解析】S1斷開,S2閉合時,只有R2接入電路,電流表的示數(shù)。
A.閉合S1 ,斷開 S2時,只有R1接入電路,由于R1與R2此時接入電路中的阻值相同,則電流表的示數(shù)不變,故A不符合題意;
B.閉合S1 ,R1與R2并聯(lián),由于R1與R2此時接入電路中的阻值相同,則
由并聯(lián)電路的總電阻比任何一個分電阻都小可知,向右滑動滑片P,總電阻總是比R1小,則,故,故B符合題意;
C.閉合S1 ,R1與R2并聯(lián),由于R1與R2此時接入電路中的阻值相同,電路的總電阻為
電流表的示數(shù),故電流表可能變小、不變也可能變大,故C不符合題意;
D.向右滑動滑片P,R2接入電路的阻值變大,當增大電源電壓時,由可知,電流表的示數(shù)可能變大、可能不變、也可能變小。故D不符合題意。
6. (2023·錦州)(多選)如圖甲所示電路,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,滑動變阻器R1的滑片從最右端向左滑動到某點時,小燈泡正常發(fā)光;保持滑動變阻器R1的滑片位置不變,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,再將滑動變阻器R1的滑片繼續(xù)向左滑動到最左端;兩次電流表示數(shù)與電壓表示數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示:下列說法中正確的是( )。
A. 定值電阻R2阻值是10Ω B. 電源電壓是6V
C. 小燈泡的額定功率是3W D. 滑動變阻器R1最大阻值是25Ω
【答案】ABD。
【解析】AB.如圖所示,閉合開關(guān)S、S2,斷開S1,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測總電流,根據(jù)變阻器阻值不變,電流與電壓成反比的知識,圖像右側(cè)為直線,由圖像和歐姆定律可知,此時R2的電阻為
再將滑動變阻器繼續(xù)滑到最左端時,只有R2接入電路,此時電路中的最大電流為0.6A,則R2兩端的電壓即為電源電壓,故AB正確;
C.當切換開關(guān),滑動變阻器的兩端的電壓為U1=U-U2=6V-4V=2V
故此時滑動變阻器接入電路的電阻為
閉合開關(guān)S、S1,斷開S2,滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測燈泡兩端的電壓,電流表測總電流,從最右端到左端某點時,小燈泡正常發(fā)光,由乙圖可知,燈泡的最大電壓為3.5V,滑動變阻器的電壓為
此時電路中的電流即為燈泡正常發(fā)光的電流,即
故燈泡的額定功率為P=ULIL=3.5V×0.5A=1.75W,故C錯誤;
D.滑動變阻器滑到最右端時,燈泡的電壓為1V,電流為0.2A,此時滑動變阻器的電壓為
故此時滑動變阻的最大電阻為
故D正確。故選ABD。
7. (2023·臨沂)圖甲所示電路的電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后,將滑動變阻器的滑片由最右端向最左端移動的過程中,兩電壓表與電流表的示數(shù)變化關(guān)系如圖乙所示,則( )。
A. a是燈泡的U-I圖線B. 燈泡電阻的最小值為
C. R的最大阻值為D. 電路的最大功率為1.2W
【答案】C。
【解析】A.分析電路圖可知,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),電壓表V1測燈泡兩端電壓,電壓表V2測滑動變阻器兩端電壓,電流表測電路電流?;瑒幼冏杵鞯幕勺钣叶讼蜃钭蠖艘苿拥倪^程中,電阻越來越小,電路總電阻越來越小,根據(jù)歐姆定律可知,電路電流變大,當滑動變阻器阻值最小時,電路電流最大,此時滑動變阻器兩端電壓為零,因此a是滑動變阻器的U-I圖線,故A錯誤;
B.b是燈泡的U-I圖線,由圖可知,小燈泡的電阻隨電壓的增大而增大,當電壓為6V時,燈泡有最大電阻,故B錯誤;
C.a(chǎn)是燈泡的U-I圖線,由圖可知,當電流最小時,滑動變阻器在最大阻值處,即
故C正確;
D.根據(jù)圖像可知,當滑動變阻器阻值為零時,電流最大,此時燈泡兩端電壓等于電源電壓,因此電源電壓為6V,根據(jù)P=UI,當電流最大時,電路的功率最大P大=UI大=6V×0.6A=3.6W;
故D錯誤。故選C。
8. (2023·通遼)(多選)如圖所示,電源電壓不變,定值電阻,小燈泡標有“6V 3W”字樣(燈絲電阻不變),電流表量程為0~3A。當只閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片P從阻值最大處移動到某一位置時,滑動變阻器連入電路中的阻值減小了12,電流表示數(shù)變化了0. 1A,此時小燈泡恰好正常發(fā)光。在保證電路安全的情況下,下列說法正確的是( )。
A. 滑動電阻器的最大阻值為48 B. 電源電壓為12V
C. 所有開關(guān)閉合后,滑動變阻器的最大功率為33. 6W D. 電路消耗的最小功率為9. 6W
【答案】ACD。
【解析】AB.燈泡的額定電流為
燈泡的電阻為
只閉合開關(guān)S時,滑動變阻器與燈泡串聯(lián)。滑動變阻器的滑片P從阻值最大處移動到某一位置時,電阻減小,電流增大,故阻值最大時,電流為I=0.4A。滑動變阻器電阻最大時
當小燈泡正常發(fā)光時
代入數(shù)據(jù),聯(lián)立以上兩式,解得U=24V,R滑=48Ω,故A正確,B錯誤;
C.所有開關(guān)閉合后,R與R0并聯(lián),R0兩端電壓和滑動變阻器兩端電壓均為U=24V,根據(jù)P=UI知,當通過滑動變阻器電流最大時,此時電流表示數(shù)達到最大,滑動變阻器的功率最大,此時R0通過的電流為
則通過R的電流為
故滑動變阻器的最大功率為,故C正確。
D.根據(jù)P=UI知,當電路總電流最小,電阻最大時,電功率最小,此時應(yīng)將滑動變阻器與燈泡串聯(lián),且滑動變阻器滑片置于阻值最大值處,由AB可知,此時電路中的電流為0.4A,故電路中消耗的最小功率為
故D正確。故選ACD。
9. (2023·錦州)如圖所示,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,當滑動變阻器滑片從中點向右移動時,電流表A1示數(shù)_________。電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值_________。(以上兩空均選填“變大”、“變小”或“不變”)
【答案】①不變;②變大。
【解析】[1]閉合開關(guān)S,R1、R2并聯(lián),A2測干路電流,A1測R1支路電流,V測電源電壓,當滑動變阻器滑片從中點向右移動時,故電壓表V示數(shù)不變,由可知,R1支路電阻不變,電壓不變,所以電流不變,故電流表A1示數(shù)不變。
[2]當滑動變阻器滑片從中點向右移動時,滑動變阻器R2電阻變大,電路總電阻變大,由可知,總電壓不變,總電阻變大,所以總電流變小,A2示數(shù)變小,則電壓表V與電流表A2示數(shù)的比值變大。
1. (2023·江西)如圖所示,電源電壓恒定不變,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向右移動,下列說法正確的是( )。
A. A的示數(shù)變大,V1的示數(shù)不變B. A 的示數(shù)變大,V2的示數(shù)變大
C. V1的示數(shù)與V2的示數(shù)之和不變D. V2的示數(shù)與A的示數(shù)之比變小
【答案】D。
【解析】ABC.由電路圖可知,滑動變阻器與定值電阻R2串聯(lián)在電路中,電流表A測電路的電流,V1測量滑動變阻器的電壓,V2測量電源電壓,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小,則電路中的電流增大,定值電阻R2兩端的電壓增大,又電源電壓恒定不變,可知滑動變阻器兩端的電壓減小,即V1的示數(shù)變小,V2的示數(shù)不變,V1的示數(shù)與V2的示數(shù)之和變小,故ABC錯誤
D.由于V2測量電源電壓,示數(shù)不變,電路中的電流增大,A的示數(shù)增大,則V2的示數(shù)與A的示數(shù)之比變小,故D正確;故選D。
2. (2023·泰安)如圖所示的電路中,電源電壓U恒定,燈泡L上標有“2.5V 1.25W”字樣(忽略溫度對燈絲電阻的影響),定值電阻阻值為15Ω,滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V。閉合開關(guān),斷開開關(guān)、,在確保電路各元件安全的情況下,滑動變阻器接入電路的最小阻值為,當滑動變阻器滑片移至中點時,電流表示數(shù)為0.3A;閉合開關(guān)、、,在確保電路各元件安全的情況下,滑動變阻器在電路中消耗的最大功率為P,定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q。下列說法中( )。
① ② ③ ④
A. 只有①④正確B. 只有①③正確C. 只有②③正確D. 只有②③④正確
【答案】C。
【解析】閉合開關(guān)S、斷開開關(guān)S1、S2,變阻器R2與燈泡L串聯(lián),電流表測量電路中的電流,電壓表測量燈泡兩端的電壓,當滑動變阻器滑片移至中點時,電流表示數(shù)為0.3A,即接入電路的電阻為10Ω,由得,此時滑動變阻器兩端電壓為
由得,燈泡電阻為
由得,此時電壓表示數(shù)即燈泡兩端電壓為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知,電源電壓為各部分電壓之和,即
由得,燈泡正常工作電流為
已知電流表量程為0~0.6A為,則為了確保電路各元件安全,電路中最大電流為0.5A,由題意知,此時燈泡電壓為2.5V,則滑動變阻器兩端電壓為
由得,滑動變阻器接入電路的最小阻值為,即
閉合開關(guān)S、S1、S2,小燈泡被短路,R1、R2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點可知
由得,通過R1的電流為
由于電流表量程為0~0.6A,則通過滑動變阻器的最大電流為
由可得,滑動變阻器在電路中消耗的最大功率為P,即
由Q可知,定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q,即
故選C。
3. (2023·棗莊)如圖甲所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑動變阻器滑片P從b點滑向a點的過程中,兩個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像如圖乙所示。
(1)圖乙中__________(選填“dc”或“ec”)表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像;
(2)該電路消耗的最大總功率與最小總功率之比為__________。
【答案】①ec;②3∶1。
【解析】(1)[1]由甲圖可知,R0與R串聯(lián),電壓表V1測R0兩端的電壓,電壓表V2測R兩端的電壓,電流表測電路中的電流,滑動變阻器滑片P從b點滑向a點的過程中,滑動變阻器R接入電路的阻值變小,電路中的電流變大,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,滑動變阻器兩端的電壓變小,R0兩端的電壓變大,所以圖乙dc表示電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像,ec表示電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的圖像。
(2)[2]滑片P在a點時,電路中的電阻最小,電流最大,電流,由可知,電路總功率最大,滑片P在b點時,電路中的電阻最大,電流最小,電流,由可知,電路總功率最小,則該電路消耗的最大總功率與最小總功率之比為。
4.圖甲中標有“”字樣小燈泡的電流電壓關(guān)系如圖乙所示。定值電阻。由三段材料不同、橫截面積相同的均勻直導(dǎo)體、、連接而成(總長度為35),其中一段是銅導(dǎo)體,其電阻可忽略不計,另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比,是與接觸良好并能移動的滑動觸頭。小燈泡正常發(fā)光時電阻為________;若只閉合、時,電流表示數(shù)與向左移動距離之間的關(guān)系如圖丙所示,導(dǎo)體間電阻為________;若只閉合與,為確保燈絲不被燒壞,滑片向左移動距離的變化范圍___________。
【答案】9;15;x≤9cm(或0~9cm)。
【解析】[1]從圖乙可知,當小燈泡的電壓為2.7V時,電流為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光時電阻為
[2]若只閉合、時,滑動變阻器與R1串聯(lián),當x=35cm時,此時的電流為0.6A,此時只有定值電阻R1接入,則電源電壓為
當x為零時,全部接入,則根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式為
經(jīng)整理可知,當x=15cm時,此時的電流為0.4A,則根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可以列等式為
經(jīng)整理可知,當15cm≤x≤25cm,此時電流不變,電源電壓不變,故滑動變阻器的阻值不變,即FG段的電阻為零。那么GH段的電阻為
[3]若只閉合與,燈泡與滑動變阻器串聯(lián),為確保燈絲不被燒壞,電流不超過0.3A,此時滑動變阻器的阻值為
則滑動變阻器的阻值為
,則滑片P在GH段,且此時的阻值為
另兩段導(dǎo)體的阻值與自身長度成正比,從長度為15cm,總阻值也為15Ω,故每厘米的阻值為1Ω,故滑片P離最左端的距離為6cm,則此時滑片向左移動距離的變化范圍
故滑片向左移動距離的變化范圍x≤9cm。
開關(guān)狀態(tài)
插座指示燈(L1)
臺燈(L2)
閉合S1,斷開S2
亮
不亮
閉合S2,斷開S1
不亮
不亮
S1和S2都閉合
亮
亮
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