考前突破11:电学图像相关计算
一、单选题
1.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从最左端向中心移动的过程中,下列说法正确的是(? )
A.?电流表A1和电流表A2的示数都变大????????????????????B.?电路总功率变大,电压表的V的示数不变
C.?电路总功率变小,电压表V的示数不变????????????????D.?电流表A2和电压表V的示数都保持不变
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10Ω.闭合开关S,移动滑动变阻器R2的滑片P到最右端b时,电流表的示数为0.6A;移动滑片P到最左端a时,电流表的示数为0.2A.则电源电压和滑动变阻器的最大阻值分别为(?? )
A.?6V 20Ω????????????????????????????B.?12V 20Ω????????????????????????????C.?6V 10Ω????????????????????????????D.?12V 10Ω
3.如图所示电路中,当开关S闭合,滑片P向右移动时,关于两表示数的变化下述正确的是(?? )
A.?电流表、电压表的示数均变大?????????????????????????????B.?电流表、电压表的示数均变小
C.?电流表的示数变小,电压表的示数变大???????????????D.?电流表的示数变大,电压表的示数变小
4.灯L1标有“8V 16W”的字样,灯L2标有“12V 36W”的字样.两灯串联后接在电压为U的电路中,要保证两灯不损坏,电压U的最大值应是(?? )
A.?8V??????????????????????????????????????B.?12V??????????????????????????????????????C.?16V??????????????????????????????????????D.?20V
5.由同种材料制成的 AB 和 BC 两段导体,它们的长度相同, AB 的横截面积比 BC 的小,将它们按照图所示的方式串联在电路中,不计温度的影响,下列判断正确的是( )
A.?通过两段导体的电流:IAB<IBC?????????????????????????????B.?两段导体两端的电压:UAB=UBC
C.?两段导体的电阻值:RAB>RBC??????????????????????????????D.?两段导体发热的功率:PAB<PBC
6.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻.闭合开关 S,在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列四个选项中,判断正确的是(?? )
A.?电压表、电流表示数均变大????????????????????????????????B.?电压表、电流表示数均变小
C.?电压表示数变大,电流表示数变小??????????????????????D.?电压表示数变小,电流表示数变大
7.在图所示的电路中若电源电压为14伏,当电键S闭合时电流表的示数为0.5A,电压表的示数为4V,则R2的电阻值是(?)
A.?0.28Ω?????????????????????????????????????B.?20Ω?????????????????????????????????????C.?8Ω?????????????????????????????????????D.?4Ω
8.当定值电阻两端电压从3V增大到5V时,通过它的电流增大了0.2A,则定值电阻的电功率(?? )
A.?增大1.6W??????????????????????????B.?增大0.9W??????????????????????????C.?增大0.4W??????????????????????????D.?保持不变
9.关于电流跟电压的关系,下列说法中正确的是(???? )
A.?电流跟电压成正比??????????????????????????????????????????????B.?通过导体的电流跟加在导体两端的电压成正比
C.?在电阻一定的情况下,电流和电压成正比???????????D.?无正确答案
10.某同学在探究通过导体的电流与其电压的关系时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,根据图像分析,下列说法错误的是 (????)
A.?通过导体a的电流与其两端电压成正比
B.?导体a的电阻大于b的电阻
C.?当导体b两端电压是1V时,通过b导体中的电流为0.1A
D.?将a、b两导体串联接在电压为3V的电源上时,通过导体的
11.某建筑工地需要架设临时供电线路,实现照明和电加热功能,其简化电路如图所示,供电处电压U不变,从供电处到工地用长导线(有电阻)连接。闭合开关S1、S2时加热器和照明灯同时工作。断开S2后与断开S2前相比较,下列说法正确的是(?? )
A.?照明灯亮度不变??????????????????????????????????????????????????B.?照明灯亮度变暗
C.?相同时间内长导线上消耗的电能不变??????????????????D.?相同时间内整个供电线路消耗的电能减少
12.如图所示电路,电源电压为3V。当开关S闭合时,却只有一灯发光,若故障只发生在灯泡上,则下列分析判断错误的是?()
A.?灯L1不亮,灯L2亮,灯L1不可能短路。
B.?灯L2不亮,灯L1亮,灯L2一定是断路。
C.?灯L1不亮,灯L2亮,灯L1、L2两端的电压均为3V。
D.?灯L1不亮,灯L2亮,灯L1两端的电压为0V。
13.如图甲所示电路,电源两端电压保持不变, 为定值电阻, 为滑动变阻器.闭合开关 ,将滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路中电流表示数和电压表示数的关系如图乙所示,下列说法正确的是(??? )
A.?电源两端电压为
B.?滑动变阻器的最大阻值为
C.?滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电路总功率的最大值为
D.?滑动变阻器滑片由一端移到另一端的过程中,电阻 消耗电功率最大值与最小值之差为
二、多选题
14.如图所示的电路,闭合开关S,将滑片P向右移动时(?? )
A.?电流表示数变大,电压表示数变小??????????????????????B.?电流表示数变小,电压表示数变大
C.?电流表示数变小,灯泡亮度变暗?????????????????????????D.?电压表示数与电流表示数的比值不变
15.如图所示电路电源电压一定,灯L的电阻不受温度影响.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P 向右移动时,下列说法正确的是(?? )
A.?电压表V1的示数变小??????????????????????????????????????????B.?电压表V2的示数变小
C.?电流表A的示数变大????????????????????????????????????????????D.?灯L的实际功率不变
三、填空题
16.如图所示,电源两端电压U保持不变。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为RA时,电压表的示数为U1 , 电流表的示数为I1 , 电阻R1的电功率为P1;当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为RB时,电压表的示数为U2 , 电流表的示数为I2 , 电阻RB的电功率为PB , R1:R2=2:1,U1:U2=3:2,则Il:I2=________;若P1:PB=1:8,则电阻RA:RB=________。
17.如图,电源电压不变,闭合开关 S1 , 当开关 S2由断开到闭合,则电压表V的示数将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、计算题
18.如图所示的电路,小灯泡标有“6V,3W”的字样,电源电压恒为9V,小灯泡电阻不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,小灯泡恰好正常工作,求:
(1)小灯泡正常工作的电流;
(2)滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)滑动变阻器的功率。
19.某课外活动小组需要对两只定值电阻R1、R2和一只滑动变阻器R3的电阻进行测量,将这些元件连成如图所示的电路。闭合Sl , 断开S2 , 将滑动变阻器的阻值调到最大时,电流表的示数为0.2 A,电压表的示数为2 V;若将Sl、S2都闭合,将滑动变阻器的阻值调到0时,电压表的示数为6 V,电流表的示数为0.9 A。求:
(1)R1的阻值是多少?
(2)滑动变阻器的最大阻值R3是多少?
(3)R2的阻值是多少?
20.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)R1 的电功率P1。
21.如图的电路中,电源电压为12V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω.闭合开关S,电流表的示数为0.4A.求:
(1)R1两端的电压;
(2)电阻R2的阻值。
22.小刚观察了市场上的“测重仪“后,画出了如图所示的原理图:A为托盘,P为金属滑片且固定在托盘下的轻质弹簧上,并能随轻质弹簧一起上下滑动,当托盘中不放物体时,P位于R的最上端已知R0=10Ω.R的最大阻值为20Ω,电源电压恒为6V,请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)图中的质量表与电阻R、R0________(选填“串联”或“并联”)接入电路,所以质量表是用________选填“电流表”或“伏特表”)改装的:
(2)当开关S闭合,不称量物体时,此时电路中的电流是多少A?
(3)当开关S闭合,不称量物体时,通电5min电阻R消耗的电能是多少J?
23.图甲所示的新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图乙所示, 和 均为电热丝, 是自动控制开关。煮饭时,把电饭锅接入 电路中,在电饭锅工作的一段时间内,电路中总电流随时间变化的图像如图丙所示。求:
(1)电热丝 的电阻。
(2)0~10min 内电饭锅消耗的电能。
五、综合题
24.安装在车辆前挡风玻璃上的行车记录仪,可以记录车辆行驶途中的影像,以保存证据,还原真相.在一次A、B两车追尾相撞交通事故中,交警调阅A车行车记录仪,看到道路前方正常行驶的车子纷纷“倒退”.突然发现B车超车变向,并道到A车前后却又放缓车速,即恶意别车.A车避让不及,追尾相撞,如图所示.请用物理知识回答以下问题:
(1)如何理解:道路前方的车子纷纷“倒退”?
(2)夜间行车时,司机都要将车内灯光关闭,请说出其中道理?
25.电源电压为25V且保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“50Ω 2A”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,灯泡L标有“5V 1W”的字样
(1)灯泡L正常工作时的电流是多大?
(2)闭合S,断开S1、S2 , 灯泡恰好正常工作,求R1的阻值
(3)S、S1、S2均闭合,求滑动变阻器R2连入电路的阻值为多大时电路功率最大?并求出此种情况下电路1min消耗的电能
答案解析部分
一、单选题
1. B
【解析】解答:解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.
因电源电压不变,
所以,滑片移动时,电压表V的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
在滑片P从最左端向中心移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变小,
由I= 可知,通过变阻器的电流变大,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变大,即电流表A2的示数变大,故D错误;
由P=UI可知,电路总功率变大,故B正确、C错误.
故选B.
分析:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1电流的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过变阻器电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,利用P=UI可知电路总功率的变化.本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分析电路的串并联和电表所测的电路元件是关键.
2. A
【解析】解答:解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,
由I= 可得,电源的电压:
U=IR1=0.6A×10Ω=6V,故BD错误;
当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的总电阻:
R= = =30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的最大阻值:
R2=R﹣R1=30Ω﹣10Ω=20Ω,故A正确、C错误.
故选A.
分析:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片位于b端时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律求出电源的电压;当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,根据电阻的串联求出R2的最大阻值.
3. C
【解析】解答:解:两个电阻是串联,电压表测滑动变阻器R1两端的电压;
当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,由欧姆定律知,电路中的电流随电阻的变大而变小;
由U=IR知,定值电阻R2两端的电压变小,而串联电路中总电压等于各个用电器的电压之和,故滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大.
故选C.
分析:判断出电压表是测哪部分的电压,由滑动变阻器的阻值的变化,得到电路中的电流的变化,再由串联的特点分析各个用电器的电压变化.
4. C
【解析】解答:解:I1= = =2A,I2= = =3A,
∵I1<I2 ,
∴电路中的电流为2A,
R1= = =4Ω,R2= = =4Ω,
U=IR=I(R1+R2)=2A×(4Ω+4Ω)=16V.
故选 C.
分析:灯L1和灯L2是串联后接在电路中的,因此通过它们的电流相等,为了保证两灯不损坏,因此取两灯正常发光时通过电流较小的为电路中的电流,先利用公式I= 计算出电流,再利用公式R= 计算出电阻,最后利用公式U=IR计算出电压.
5. C
【解析】解答:A、串联电路电流处处相等,IAB=IBC , A不符合题意;
B、C、D由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,横截面积越大电阻越小,所以RAB>RBC , ,根据欧姆定律U=IR,所以UAB>UBC , 根据P=I2R知PAB>PBC , B、D不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
分析:A、根据串联电路电流的规律分析;B、C、D先根据影响电阻大小的因素判断电阻的大小(影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面,当材料、长度相同时,横截面越大,电阻越小。),再分别根据U=IR和P=I2R分析导体两端的电压和电功率的大小。
6. C
【解析】解答:解:由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.
在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I= 可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故AD错误;
由U=IR可知,R2两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误、C正确.
故选C.
分析:由电路图可知,定值电阻R2与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R2两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化.
7. C
解析:由电路图可知,当电键S闭合时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,根据欧姆定律求出R2的电阻值.
解答:当电键S闭合时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压,则R2 ===8Ω.
故选C.
【点评】本题考查了欧姆定律的简单计算,关键是会判断电路的连接方式和电表所测的电路元件
8. A
【解析】解答:根据 可知,当U1=3V时,电路中的电流为
当电压U2=5V时,电路中的电流为
因为
所以
根据 可知,该电阻R消耗的电功率为
所以电功率增大1.6W,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
分析:结合用电器两端的电压和用电器的电阻,利用功率公式P=U2/R求解功率即可。
9. C
【解析】
分析:根据欧姆定律的内容进行解答.
解答:欧姆定律内容是导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.也就是说在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比;在电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
故选C.
【点评】在分析电流与电压和电阻的关系时,一定要抓住结论的前提条件,不能随便下结论,这是学生最容易出错的地方
10. B
解析:从图象可以得出的信息:
(1)在一定电压下通过导体的电流;
(2)运用欧姆定律求电阻值;
(3)通过比较相同电压下的电流大小,比较电阻的大小关系;
(4)通过导体的电流与其两端的电压成正比.
解答:A、通过导体a、b的电流都与其电压成正比,这是正比例函数图象,该选项说法正确;
B、由图象可得,当电压同为2.0V时,Ia=0.4A,Ib=0.2A,
∴a导体电阻Ra===5Ω,b导体电阻Rb===10Ω
所以Ra<Rb , 该选项说法错误;
C、对照图线,b导体两端电压是1V时,对应的电流是0.1A,因此该选项说法正确;
D、将a、b两导体串连接在电压为3V的电源时,根据串联电路电阻的特点和欧姆定律,
电流中的电流I===0.2A,该选项说法正确.
故选B.
【点评】图象中反映的是电流与电压的关系,都是正比例函数,通过两段导体的电流与电压成正比.当取相同的电压时,可以从图象中分别得到对应的电流,从而求出两导体的电阻.
11. D
【解析】解答:设长导线的电阻为R0 , 由图知,
AB、闭合开关S1、S2时,灯泡与加热器并联后再与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL ,
断开开关S2时,灯泡与R0串联,设此时灯泡两端电压为UL′;
由于并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,
所以,断开开关S2时,灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,
导线的电阻不变,因灯泡的电阻大于灯泡与加热器并联的总电阻,根据串联电路的分压规律可知,灯泡两端的电压变大,即UL′>UL ,
灯泡的电阻可认为不变,由P= 知,PL′>PL , 即断开开关S2时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮;A、B不符合题意;
C、由前面解答可知,断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律知,电路中电流减小,导线的电阻不变,由公式W=I2Rt知,单位时间内长导线上消耗的电能减少,C不符合题意;
D、断开开关S2时,整个电路的电阻变大,电源电压不变,由W= ?t知,单位时间内整个供电线路消耗的电能减少,D符合题意。
故答案为:D。
分析:结合题意,根据电阻的并联可知照明灯与加热器并联的总电阻变化情况,再根据串联电路的分压特点可知并联部分的电压和导线两端电压的变化,根据P=可知照明灯和导线实际功率的变化,进一步判断灯泡亮暗的变化,根据W=I2Rt和W=t判断出单位时间内长导线上消耗电能的变化以及相同时间内整个供电线路消耗的电能的变化情况.
12. D
【解析】
分析:由电路图知,两灯泡并联,接在电源两端,灯泡两端电压等于电源电压;
应根据故障现象:一灯发光,一灯不发光,分析故障原因.
解答:由电路图知,两灯并联,只有一灯发光,则发光的灯正常,不发光的灯一定断路,不会短路;
如果不发光的灯短路,由于两灯并联,则另一灯同时被短路,两灯都不发光,与事实不符,
所以故障原因是不发光的灯断路;两灯并联在电源两端,一灯发光,一灯断路,则两灯两端的电压都等于电源电压3V.
分析各选项,ABC都正确,不符合题意;D错误,符合题意.
故选D.
【点评】本题考查了电路故障的分析能力,平时做实验时试一试,掌握灯短路或开路对电路的影响,多积累这方面的经验,提高分析能力.
13. C
【解析】解答:A、由图可知,两电阻串联,电压表测Rp两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,电路消耗的功率最大,
由图乙可知I最大=0.6A,
由 可得,电源电压 ;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小,
由图乙可知,I最小=0.1A,Up=5V,
根据串联电路电压特点和欧姆定律可知:
电源电压 ;
由于电源电压不变,则 ,
所以, ;
则电源电压 ;A不符合题意;
B、由 可得,滑动变阻器的最大电阻:
;B不符合题意;
C、电路消耗的最大功率:
,C符合题意。
D、电路消耗的最大功率即为R0消耗的最大功率,
最小值为: ,
则电阻 消耗电功率最大值与最小值之差为: ;D不符合题意。
故答案为:C。
分析:结合电路图,理清元件的连接方式及电表的测量对象,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;根据P=UI求出电路消耗的最大功率;根据P=I2R即可求出定值电阻R0消耗电功率最大值与最小值之差.
二、多选题
14.B,C
【解析】解答:1、由图示可知,灯泡与滑动变阻器是串联的,电压表测滑动变阻器两端电压;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路中的电流减小,电流表示数减小,灯泡会变暗,而滑动变阻器分得的电压增大,电压表的示数增大,A不符合题意,B、C符合题意
2、电压表与电流表示数的比值即为滑动变阻器接入电路的电阻,应该是增大的.D不符合题意
故答案为:BC.
分析:首先判断该电路的串并联情况,再根据滑片移动判断出电阻大小变化,利用欧姆定律即可判断电流表、电压表示数变化以及灯泡的亮暗.
15.AC
【解析】解答:解:
由图可知,灯L和滑动变阻器串联,电压表V2测量的是电源电压,电压表V1测量的是滑动变阻器两端的电压.
当滑片P向右移动时,变阻器连入的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,所以电压表V1的示数变小;而电压表V2测量的是电源电压,示数不变;同时电路中的电流变大,电流表的示数变大;根据PL=I2R可知灯的实际功率变大,灯变亮.故BD错、AC正确.
故选:AC.
分析:分析电路图,灯L和滑动变阻器串联,电压表V2、V1分别测量的是串联电路两端的总电压和滑动变阻器两端的电压;
开关闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入的电阻变小,根据串联电路的分压关系可知滑动变阻器两端的电压变小;同时电路中的电流变大,灯变亮,据此分析判断.
三、填空题
16. 1:2;4:7
【解析】解答:当开关S1闭合、S2断开,三电阻串联,电压表测电阻R1和R2 , 又由于R1:R2=2:1,则可以设R1=2R0 , R2=R0 , 则电路中的电流为
则当开关S1、S2都闭合,电阻R1被短路,此时电阻R2和滑动变阻器串联,故此时电路中的电流为
则电流Il:I2为
故Il:I2= 1:2 若P1:PB=1:8,则电功率P1为
电功率P2为
则电功率的比值为
化简可得
当开关S1闭合、S2断开,三电阻串联,此时电路中的电流为
则当开关S1、S2都闭合,电阻R1被短路,此时电阻R2和滑动变阻器串联,故此时电路中的电流为
电流之比为
化简可得
电阻RA:RB为
则电阻RA:RB= : =4:7
故 RA:RB=4:7。
分析:根据电压和总电阻的比值计算电流,并计算电流的比值;根据电流和电阻计算电功率,并计算电功率的比值;根据电压和总电阻计算电流,结合电流关系计算未知电阻的大小。
17. 增大
【解析】解答:当开关 闭合, 断开时,两电阻串联,电压表测 两端的电压,根据串联电路电压的特点知
当开关 、 均闭合时, 被短路,电路中只有 接入电路,电压表测 两端的电压,即
故当开关 S2 由断开到闭合,则电压表V的示数将增大。
分析:开关都闭合,电阻R2被短路,电阻R1分得电源全部电压,电压表示数变大。
四、计算题
18. (1)解:
(2)解:R1与L串联,灯泡恰好正常工作,则此时电路中的电流 , ,所以 ,
所以 ,则
(3)解:
解析:(1)根据灯泡的电功率和电压计算电流的大小;
(2)根据电源电压和灯泡的分压计算滑动变阻器的分压,结合灯泡的电流计算滑动变阻器的电阻;
(3)根据滑动变阻器的电压和电流计算滑动变阻器的电功率。
19. (1)解:当闭合开关S1 ,断开S2 ,等效电路图如图1所示,此时电压表测的是电阻R1 两端的电压,电流表测的是通过电阻R1 的电流;根据I=U/R可知,
R1 =U1/I=2V/0.2A=10Ω;
(2)解:当将开关S1 、S2
都闭合,等效电路图如图2示,由图可知电源的电U=6V,由图1可知滑动变阻器最大阻值两端的电压:
U3=U-U1
=6V-2V=4V,
根据I=U/R可知,滑动变阻器最大阻值:
R3 =U3/I=4V/0.2A=20Ω;
(3)解:根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知:在图2中当通过R1
的电流
I1 =U/R1=6V/10Ω=0.6A
时;通过R2 的电流为
I2 =I-I1
=0.9A-0.6A=0.3A;
根据I=U/R可知:R2的阻值是:
R2 =U/I2=6V/0.3A=20Ω
解析:(1) 闭合开关S1 ,断开S2 , 分析电路结构,定值电阻和滑动变阻器是串联关系,利用欧姆定律求解定值电阻点电流;
(2) 开关S1 、S2 都闭合, 分析电路结构,两个定值电阻是并联关系,明确电流表和电压表的测量对象,利用欧姆定律求解定值电阻的阻值;
(3)两个定值电阻是并联关系,利用并联电路的电流规律求解电流,再利用欧姆定理求解定值电阻的阻值即可。
20. (1)解:由题意知,源电压保持不变,电阻R2的阻值为10Ω,闭合开关S后,电流表的示数为1A,通过电阻R2的电流为0.6A。根据并联电路电流的规律,则流经R1的电流为
根据并联电路电压的规律可知
电阻R1的阻值
答:电阻R1的阻值为15Ω;
(2)解:R1 的电功率P1为
答:R1 的电功率P1为2.4W。
解析:(1)根据并联电路电流规律,计算支路电流,根据电流和电阻的乘积计算电压;利用电压和支路电流的比值计算电阻;(2)利用电压和电流的乘积计算电功率。
21. (1)解:串联电路中电流处处相等,
R1两端的电压U1=I R1=0.4A×10Ω=4V
答:R1两端的电压4V
(2)解:串联电路中总电压等于各部分电压之和,
R2两端的电压U2=U﹣U1=12V﹣4V=8V;
电阻R2的阻值 R2= = =20Ω
答:电阻R2的阻值20Ω。
解析:(1)结合定值电阻的阻值和电流,利用欧姆定律求解电压即可;
(2)两个电阻串联,结合串联电路电压规律和欧姆定律求解电阻的阻值即可。
22. (1)串联;电流表
(2)当开关S闭含,不称量物体时,R与R0串联, 10Ω+20Ω=30Ω
此时电路中的电流为I= = =0.2A;
(3)R消耗的电能为:W= =(0.2A)2 Ω 5 240J
【解析】解答:(1)由图知,R与R0串联,质量表与电阻串联:故为电流表;
分析:(1)结合电路图可知,质量表与电阻串联,为电流表;
(2)不称量物体时,R与R0串联,由电源电压和总电阻求出电流,再根据W=I2Rt求出电阻R消耗的电能.
23. (1)解:由图乙可知,当只闭合开关S时,只有R1连入电路中。当开关S、S1均闭合时,R1、R2并联,电流中的电流增大,故由图丙可知,此时电流I=3A,当只闭合开关S时,电流I1=2A。
电阻R1的电阻
答:电热丝 的电阻是 ;
(2)解:由图丙可知,0~10min内电路中的电流I=3A,电饭锅消耗的电能
答: 0~10min 内电饭锅消耗的电能是 。
解析:(1)根据电压和电流的比值计算电阻;(2)根据电压、电流和时间的乘积计算消耗的电能。
五、综合题
24. (1)解:前方车辆相对A车速度较慢,以A车上的行车记录仪为参照物,可以观察到前方的车子相对A车纷纷“倒退”
(2)解:若开灯,则灯光将车内物体照亮,同时使车内物体在风挡玻璃中所成的像更亮,司机会将虚像和路上行人混淆,干扰司机准确判断
解析:(1)参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物。 运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。(2)我们能看到不发光的物体是因为这些物体反射的光射入了我们的眼睛。
25. (1)解:?由P=UI可得,灯泡的额定电流I额=P额U额==0.2A
答:灯泡正常工作时的电流是0.2A
(2)解: ?闭合S、断开S1、S2 , R1与L串联,灯泡正常工作,则UL=5V,IL=0.2A,
R1两端的电压U1=U﹣UL=25V﹣5V=20V;
由I=得,定值电阻的电阻大小为:R1===100Ω
答;R1的阻值为100Ω
(3)解:S、S1、S2均闭合时,电路电压为25V,L短路,R1与R2并联,此时通过R1的电流是一个定值,大小为:
IR1===0.25A,
R1的电功率为PR1=UR1IR1=25V×0.25A=6.25W,
如果电路干路中的电流为电流表A2允许通过的最大电流3A,而R1的电流为0.25A,这时R2通过的电流为:
IR2=I总﹣IR1=3A﹣0.25A=2.75A>2A,超过了变阻器允许通过的最大电流,所以R2中能通过的最大电流为2A,于是此时滑动变阻器R2连入电路的阻值为:
R2=UI2最大==12.5
R2最大功率为PR2大=UIR2大=25V×2A=50W
从而电路中最大功率为P总大=PR1+PR2大=6.25W+50W=56.25W;
由P=得,电路1min消耗的电能最大值W=P总大t=56.25W×60s=3375J
答:滑动变阻器R2为12.5Ω时电路功率最大,此时电路1min消耗的电能值是3375J
解析:(1)根据公式I=计算灯泡的额定电流;
(2)闭合S,断开S1、S2 , 灯泡与R1串联,根据灯泡的额定电压求出R1两端的电压,通过R1的电流等于灯泡的额定电流,由欧姆定律可求得R1的阻值;
(3)根据题意,确定出电路中的最大电流值,便可得出变阻器对应的阻值;
由W=UIt可计算出1min内消耗的电能.