《2022-2023学年新高一物理冲刺练习 电学分班考冲刺1(解析版)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
电学分班考冲刺练习1【同步练习-解析】一、选择题1.如甲图所示的电路中,电源电压为16V恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动电阻,闭合开关S后,在滑片P滑动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图像信息可知,下列判断不正确的是( )A.R0的阻值是10ΩB.电路的最大总功率是25.6WC.滑动变阻器的最大功率是2.8WD.滑动变阻器的最大阻值是70Ω【答案】C【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;A.当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,此时电路的功率最大,由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,由可得,R0的阻值故A正确,不符合题意;B.电路的最大功率故B正确,不符合题意;C.根据可知,当滑动变阻器接入电路的阻值R=R0=10Ω时,滑动变阻器的功率取得最大值,其最大值为故C错误,符合题意;D.滑动变阻器的最大阻值故D正确,不符合题意。2.如图甲,R1为定值电阻,Rp为滑动变阻器,闭合开关,Rp
1的滑片从一端移动到另一端,得到电压与电流图象如图乙,下列说法正确的是( )A.R1阻值为1.8ΩB.电路消耗的最小功率为0.2WC.当Rp总阻值的接入电路时,它与定值电阻消耗的功率之比为5:6D.当电流为0.4A时,R1与Rp连入电路的阻值之比为2:1【答案】D【解析】A.由乙图可知,电源的电压为3V,电路中的电流为0.6A,因为,代入数值可得R1=5Ω,故A错误。B.当滑动片位于右端时,接入电路中的电阻最大,电路中电流最小,电压表的示数最小,由乙图可知,电路中的最小电流I’=0.2A,电源的电压为3V,电路中消耗的最小功率为:,故B错误。C.因串联电路中各处的电流相等,所以当Rp总阻值的接入电路时,Rp与定值电阻消耗的功率之比:,故C错误。D.当电流为0.4A时,电路的总电阻:,RP接入电路的阻值为:,R1与Rp连入电路的阻值之比为:,故D正确。3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端,电压表示数与滑动变阻器的阻值R2的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
2A.R1的阻值为15Ω,电源电电压为6VB.当R2=20Ω时,变阻器两端的电压为2VC.当P在b端时,R1的电功率为0.5WD.电路电功率的变化范围为0.6W~3.6W【答案】D【解析】A.由图甲知道,当滑片于a端时,只有R1接入电路,电压表测电源电压,由乙图知道,电源电压U=6V,当P在b端时,R1、R2串联,由乙图知道,R2接入电路的电阻为Rb=50Ω,电压表示数即R1两端电压U1=1V,由串联电路的分压特点知道,所以,R1的阻值为故A不正确;B.当R2=20Ω时,由乙图知道,电压表示数即R1两端电压为2V,由串联电路的电压特点知道,此时变阻器R2两端电压U2'=6V-2V=4V故B不正确;C.当P在b端时,R1、R2串联,由图乙知道,R2接入电路的电阻为Rb=50Ω,电压表示数即R1两端电压U1=1V,则R1的电功率为故C不正确;D.当P于a端时,电路中电阻最小,由知道,此时电路总功率最大,则当P于b端时,电路中电阻最大,电路总功率最小,则即电路电功率的变化范围为0.6W~3.6W,故D正确。
34.在图所示的电器中,A、B两点之间电压U保持不变,电路连接完好且使用的电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时( )A.电压表V1和电流表A的示数之比增大B.电压表V2和电流表A的示数之比不变C.电压表V1示数的变化量和电流表A的示数变化量的比值绝对值增大D.电压表V2示数的变化量和电流表A的示数变化量的比值绝对值不变【答案】D【解析】A.由电路图知,R1、R2、R3串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,因为,且R1为定值电阻,故V1和A的示数之比不变,故A错误;B.因为,当滑片P向右滑动,R2变大,因此V2和A的示数之比变大,故B错误;CD.因为故即电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值不变,故C错误,D正确。5.如图所示的电路,电源电压不变,灯L标有“6V6W”字样,不考虑灯丝电阻的变化。当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开,此时I甲=0.5A,电路消耗的总功率为P1;当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,此时U乙=2.4V,电路消耗的总功率为P2。下列说法正确的是( )A.电阻R的阻值为3ΩB.电路的总功率之比
4C.当甲、乙都是电压表,S1、S2闭合时,灯L的实际功率为0.48WD.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,两表示数之比【答案】D【解析】A.由可得,灯泡的电阻当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,乙测干路电流,甲测灯泡L的电流;因IL=I甲=0.5A由并联电路的电压特点可知,电源电压U=UL=ILRL=0.5A×6Ω=3V当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,R与L串联接在电路中,甲电压表测总电压U,乙测L两端电压,且UL=U乙=2.4V根据串联电路电流的特点可得,电路中的电流由串联电路电压特点可知,电阻R两端的电压UR=U-UL=3V-2.4V=0.6V由欧姆定律得,电阻R的阻值故A错误;B.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,乙测干路电流,甲测灯泡L的电流;通过电阻R的电流电路的总功率当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,R与L串联接在电路中,甲电压表测总电压U,乙测L两端电压,电路的总功率电路的总功率之比故B错误;
5C.当甲、乙都是电压表,S1、S2都闭合,R与L串联,甲电压表测总电压U,乙测L两端电压,此时UL=U乙=2.4V灯泡的实际功率故C错误;D.当甲、乙都是电流表,S1闭合、S2断开时,R与L并联,乙测干路电流,甲测灯泡L的电流;由可得,通过R的电流因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表乙的示数则有故D正确。6.如图甲所示的电路中,为定值电阻,为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关后,滑片从端移动到端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是( )A.电源的电压为B.的阻值为20欧C.的最大功率为D.图乙中C点表示滑片位于中点时的状态【答案】C【解析】AB.由图甲可知,电阻R1和变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,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,由图乙可知I1=0.6A,电源的电压U=I1R1=0.6A×R1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,由图乙可知I2=0.2A,U2=4V则滑动变阻器的最大阻值R2==20Ω因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压U=I2R1+U2=0.2A×R1+4V
6因为电源的电压不变,所以0.6A×R1=0.2A×R1+4VR1=10Ω所以电源的电压U=0.6A×R1=0.6A×10Ω=6V故AB错误;C.电路中的电流最大是0.6A,R1的最大功率P1最大=I12R1=(0.6A)2×10Ω=3.6W故C正确;D.滑片位于中点时,变阻器接入阻值为R2,此时电路中电流I′==0.3A由图象知,C点时电路中电流为0.4A,所以C点不是滑片位于中点时的状态,故D错误。7.如图所示,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。只闭合开关S2时,电压表的示数为2V。若闭合所有开关,在不损坏各电路元件的情况下,移动滑片,滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3∶1。则下列说法正确的是( ) A.小灯泡R1的阻值为20ΩB.电源电压为9VC.若闭合所有开关时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~30ΩD.若只闭合开关S3,小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.25W~0.9W【答案】C【解析】A.小灯泡的阻值R1==10Ω故A错误;B.只闭合开关S2时,灯泡和R2
7串联,电压表测量灯泡两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流I==0.2AR2两端的电压U2=IR2=0.2A×20Ω=4V因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=U1+U2=2V+4V=6V故B错误;C.闭合所有开关,电阻R2和变阻器R3并联,电流表测量通过R3的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,其消耗的电功率最小,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,滑动变阻器R3消耗的最小功率P3小=,因滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~0.6A,所以,通过滑动变阻器的最大电流I3大=0.6A,则滑动变阻器R3消耗的最大功率P3大=UI3大,因滑动变阻器R3消耗的最大功率和最小功率之比为3∶1,所以R3==30Ω变阻器连入电路的最小阻值R3最小==10Ω闭合所有开关时,滑动变阻器接入电路的阻值范围是10Ω~30Ω,故C正确;D.只闭合开关S3,灯泡和变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流,灯泡正常发光时的电流I1额==0.4A电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为3V时,通过灯泡的电流I1==0.3A电流表的量程为0~0.6A,所以通过电路的最大电流为0.3A,小灯泡R1消耗的最大功率P1最大=I12R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W变阻器连入电路的电阻最大时,电路的总电阻最大,通过电路的电流最小,小灯泡R1消耗的最小功率P1最小=I最小2R1=()2R1=()2×10Ω=0.225W只闭合开关S3,小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.255W~0.9W,故D错误。8.如图,电源电压不变,R0为定值电阻,灯L1,L2分别标有“6V6W”、“6V
83W”字样,设灯的电阻不变,当S与a接触时,电流表示数为0.3A,R0消耗的电功率为P1;当S与b接触时,R0消耗的电功率为P2;已知P1:P2=9:4,下列说法正确的是( )A.L1、L2的电阻之比为1:2B.电源电压为6VC.定值电阻R0的阻值为6ΩD.S分别与a,b接触时,电路的总功率之比为3:2【答案】ACD【解析】A.灯泡的电阻则故A正确;BC.根据P=I2R可得则由图可知:当S与a接触时,电阻R0与L1串联,根据欧姆定律和串联电路的特点可得电源电压当S与b接触时,R0与L2串联;电源电压由①②可得R0=6Ω,U=3.6V故B错误,C正确;D.总功率之比为
9故D正确。9.如图,电源电压18V且保持不变,电流表接“0~0.6A”量程,电压表接“0~15V”量程,灯泡上标有“6V,3W”字样,灯丝电阻保持恒定不变,要求两电表示数均不超过量程,灯泡两端电压不能超过额定电压,下列说法正确的是 ( )A.滑动变阻器的滑片向左移动时,两电表的示数都将变大B.当电流表示数为0.4A时,电压表示数为12VC.该电路的最大功率是10.8WD.滑动变阻器允许调节的范围是24欧~60欧【答案】D【解析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。滑动变阻器的滑片向左移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误;由P=UI可得,灯泡的额定电流:,由可得,灯泡的电阻:,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.5A,此时电路中的总电阻:,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑小=R﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω,电路消耗的最大功率:P大=UI大=18V×0.5A=9W,故C错误;当电压表的示数最大为15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑大=18V﹣15V=3V,
10因串联电路中各处的电流相等,,即,解得:R滑大=60Ω,所以,滑动变阻器允许调节的范围是24Ω~60Ω,故D正确;当电流表示数为0.4A时,灯泡两端的电压:UL″=IRL=0.4A×12Ω=4.8V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表的示数:U滑=U﹣UL″=18V﹣4.8V=13.2V,故B错误。10.如图甲所示,电源电压U0保持不变,滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P在最右端,闭合开关后,滑片P向左滑过一段距离x后电流表才有示数,这是由于变阻器出现了一定的故障。电压表示数U、电流表示数I与距离x的关系图像如图乙、图丙所示,下列分析正确的是( )A.x在06厘米内,滑动变阻器出现的故障是变阻器上的电阻丝发生了短路B.U0为15伏,定值电阻R1为4欧C.该滑动变阻器在不出现故障的情况下,则最大电阻应为30欧D.若电压表示数U=6伏,则x=24厘米,通过R1的电流为0.8A【答案】C【解析】A.06厘米内,滑动变阻器两端的电压不变,电流表无示数,故电路故障是变阻器上的电阻丝发生了断路,故A错误;B.由乙、丙图可知,电压表示数为9.6V时,电流表示数为0.4A,电压表示数为9V时,电流表示数为0.5A,两电阻串联,电源电压不变,由串联电路的电压关系可得解得则电源电压为故B错误;C.当x=6cm时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为,则
11当x=12m时,设滑动变阻器接入电路中的电阻为R2,则所以从断点处滑片P向左滑动的过程中,该滑动变阻器滑片P每滑动1cm的阻值变化是1Ω,该滑动变阻器没有断路时的总电阻值R总=24Ω+6cm×1Ω/cm=30Ω故C正确;D.电压表示数U=6伏,则电阻R1两端的电压为通过R1的电流为故D错误。11.如图所示,R为定值电阻。闭合开关后,当滑片P在某两点之间滑动时,电流表示数变化范围是0.5~1.5A,电压表示数变化范围是6~3V。则下列几种情况中说法错误的是( )A.R的电阻为3ΩB.电源电压为7.5VC.变阻器连入电路的电阻变化范围为12~2ΩD.实验中R两端的电压变化范围为2~4.5V【答案】D【解析】AB.定值电阻R与变阻器串联,电压表测变阻器的阻值,电流表测总电流。当电流为0.5A时,电压表的示数为6V,根据U总=U1+U2知道,U总=6V+0.5A×R ①;当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,根据U总=U1+U2知道,U总=3V+1.5A×R ②;①②联立解得:U总=7.5V,R=3Ω;故A、B正确不符合题意;C.当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值
12当电流为1.5A时,电压表的示数为3V,变阻器的阻值故C正确不合题意;当电压表的示数为3V时,R两端的电压为U=U总-U变=7.5V-6V=1.5VD.当电压表的示数为1.5V时,R两端的电压为U'=U总-U变'=7.5V-3V=4.5V那么R两端电压的变化范围为1.5V~4.5V,故D错误符合题意。12.如图甲所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I-U关系图像如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I-U关系图像B.电源电压为18VC.R1的阻值是15ΩD.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【答案】B【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;A.当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时,它接入电路中的阻值由最大值变为最小值,故电路中的电流变大,定值电阻R1分得的电压增大,滑动变阻器分得的电压减小,因此图线B是定值电阻的I-U关系图像,图线A是滑动变阻器的I-U关系图像,故A错误;B.从图线A可知,当电路中的电流为0.9A时,滑动变阻器分得的电压为零,从图线B可知,当电路中的电流为0.9A时,定值电阻两端的电压为18V,即电源电压为18V,故B正确;C.取图线B上任意一点,可计算出R1的阻值,取(6V,0.3A)一点,则R1的阻值故C错误;D.由图线A可知,当滑动变阻器取最大值时,它两端的电压为14V,此时电路中的电流为0.2A,故滑动变阻器的最大阻值为
13故D错误。13.如图电路,电源电压为12伏且保持不变。闭合开关S,当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数为4伏;当滑片P置于变阻器的b端时,电压表的示数变化了2伏,在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦。则下列结果正确的是( )A.电路中的最大电流为1安B.电路消耗的最小电功率为9.6瓦C.R1先后两次消耗的电功率之比为16∶9D.滑片P在中点时,10秒内滑动变阻器R做功为60焦【答案】C【解析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;滑片从中点到b端时,变阻器接入电路的阻值增大,由串联分压的规律可知,电压表示数(变阻器的电压)将增大,电压表示数增大了2V,即滑片在b点时电压表的示数为4V+2V=6V在10s内定值电阻R1产生的热量为36J,由可得,R1的阻值A.当滑片在a点时,变阻器接入电路的阻值为0,电路中的电流最大,则最大电流故A错误;B.当滑片在b点时,变阻器接入的阻值最大,电路中的电流最小,电路中的最小电流则电路消耗的最小电功率故B错误;C.由P=UI可得,R1先后两次消耗的电功率之比:
14故C正确;D.串联电路中各处的电流相等,滑片在中点时,电路中的电流10s内滑动变阻器R消耗的电能W滑=U滑It=4V×0.8A×10s=32J故D错误。14.如图所示为电阻R1和R2的I-U图像,下列说法中,正确的是( )A.当电阻R1两端电压为2伏时,R1=0.4欧B.电阻R2为定值电阻C.如图乙所示,当开关闭合,电路电流为0.2安时,电路总电阻为15欧D.如图丙所示,当开关闭合,电源电压为2伏时,电路总电流为0.4安【答案】C【解析】A.由图象可知,当R1两端电压为2V时,通过的电流为0.4A,由可得故A错误;B.由图象可知,R1对应的电流与电压成正比,根据欧姆定律可知R1为定值电阻,而R2的电流与电压不成正比,所以电阻R2不是定值电阻,故B错误;C.将R1、R2串联且电路中电流为0.2A时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两电阻的电流均为0.2A,由图象可知,两电阻两端的电压分别为U1′=1V,U2=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=U1′+U2=1V+2V=3V电路的总电阻故C正确;
15D.将R1、R2并联且电源电压为2V时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两电阻两端的电压均为2V,由图象可知,通过两电阻的电流分别为I1′=0.4A,I2=0.2A因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路中的总电流I′=I1′+I2=0.4A+0.2A=0.6A故D错误。15.如图所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数变化范围为0.4A~1.2A之间,电压表的示数变化范围为2V~6V之间。则定值电阻R0的阻值及电源电压分别为( )A.5Ω8VB.5Ω10VC.10Ω10VD.10Ω8V【答案】A【解析】由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑动变阻器接入电路中的阻值较大时,电路中的电流较小,由串联分压的规律可知,变阻器两端的电压较大;反之当滑动变阻器的阻值较小时,电路中的电流较大,变阻器两端的电压较小;所以当电路中的电流为0.4A时,电压表的示数为6V,因为串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,所以电源的电压U=I1R0+U滑=0.4A×R0+6V……①当电路中的电流为1.2A时,电压表的示数为2V,电源的电压U=I2R0+U′滑=1.2A×R0+2V……②因为电源的电压不变,所以联立①②可得:R0=5Ω,U=8V。16.如图所示,三只电阻R1、R2、R3分别以甲、乙、丙三种方式接在同一个电源上。已知R1=12Ω,I2=1/2I1,I3=3/4I1,则R2、R3的大小分别为( )A.R2=12Ω,R3=12ΩB.R2=6Ω,R3=12ΩC.R2=12Ω,R3=6ΩD.R2=R3=6Ω
16【答案】C【解析】由甲电路图可得乙电路中的总电阻为R2的阻值为R2=R乙-R1=24Ω-12Ω=12Ω丙电路图的总电阻为R1、R3并联后的电阻为R并=R丙-R2=16Ω-12Ω=4Ω因所以17.如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”字样,当开关S1、S2都断开,滑片P从b端滑到某一位置c时(图中未标出),滑动变阻器R的电阻减小了6Ω,电流表示数变化了0.1A,此时灯泡恰好正常发光;保持滑片P的位置不变,闭合开关S1、S2,电流表示数又变化了1.5A,设灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )A.灯泡的电阻为2ΩB.电源电压为9VC.滑动变阻器的最大电阻为12ΩD.当S1、S2都闭合时,调节滑片P,电路消耗总功率的最小值为20W【答案】D【解析】A.灯泡正常发光时的电流
17IL==0.5A灯泡的电阻RL==12Ω故A错误;BC.当开关S1、S2都断开,滑片P在b端,变阻器连入电路的阻值最大,与灯泡串联,滑片P从b端滑到某一位置c时,电变阻器连入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,由I=可知通过电路的电流变大,通过电路的电流是0.5A,滑片P在b端的电流为Ib=0.5A-0.1A=0.4A因为电源的电压不变,由串联电路特点和欧姆定律得到U=Ib(RL+Rab)=Ib(RL+Rac)0.4A×(12Ω+Rab)=0.5A×(12Ω+Rab-6Ω)解得Rab=18Ω,Rac=12Ω电源电压U=0.4A×(12Ω+18Ω)=12V故BC错误;D.当开关S1、S2都闭合,变阻器和电阻R0并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路电阻的规律可知总电阻变小,总电流变大,所以干路电流I=0.4A+0.1A+1.5A=2A并联电路中各支路两端的电压相等,所以通过滑动变阻器的电流I滑==1AR0的阻值R0=当S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,则电路的最小功率Pmin=故D正确。18.如图所示,电源电压U=2V不变,R=4Ω,虚线框内所有电阻均未知。闭合开关,电流表示数为1A。如果用一个2Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为( )
18A.2AB.1.5AC.1.2AD.0.5A【答案】B【解析】设虚线框内所有电阻的等效电阻为R′,由电路图知道,定值电阻R与R′并联,电流表测量干路的电流;由欧姆定律知道,R所在支路的电流是=0.5A由于闭合开关时,电流表示数为1A,所以,由并联电路电流的特点知道,等效支路的电流是IR′=1A-0.5A=0.5A当用一个2Ω的定值电阻替换R时,R所在支路的电流是=1A而等效支路的电流不变,故此时电流表示数是I=1A+0.5A=1.5A。19.如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压不变。闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )A.电源电压U=2VB.滑动变阻器R2的最大阻值为10ΩC.定值电阻R1的阻值为20ΩD.R1两端的电压变化范围1V到3V【答案】D【解析】AC.由图甲可知,两电阻串联,电压表测R2两端的电压,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,由图乙可知I1=0.3A,由可得,电源的电压U=I1R1=0.3A×R1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,由图乙可知,I2=0.1A,U2
19=2V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=I2R1+U2=0.1A×R1+2V因电源的电压不变,所以0.3A×R1=0.1A×R1+2V解得R1=10Ω电源的电压U=0.3A×R1=0.3A×10Ω=3V故AC错误;B.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,由图乙可知,I2=0.1A,U2=2V,则滑动变阻器的最大阻值故B错误;D.由图像知,当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,R1两端的电压等于电源电压,为3V,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压为2V,则R1两端的电压为1V,故R1两端的电压变化范围1V到3V,故D正确。20.如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中,变阻器的电功率与其电阻的关系图像。下列说法错误的是( )A.电源电压为6VB.电压表的最大示数为4VC.滑片是从右端移到左端D.整个过程,电路功率变化了0.1W【答案】D【解析】A.由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙知道,当R1=10Ω时,P1=0.9W,当R1′=20Ω时,P1′=0.8W,由于串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI=I2R知道,电路中的电流分别
20由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,所以,由知道,电源的电压U=I1(R+R1)=I2(R+R1′)即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω)解得R=10Ω,故电源的电压U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V故A正确,不符合题意;B.当R1′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,则电压表的最大示数U1′=I2R1′=0.2A×20Ω=4V故B正确,不符合题意;D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,则当R1′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,则P小=UI2=6V×0.2A=1.2W所以,整个电路功率变化了故D错误,符合题意;C.根据题意结合变阻器的电功率与其电阻的关系图像知道,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路的总电阻最小,所以,滑片是从右端移到左端,故C正确,不符合题意。21.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“”的字样,滑动变阻器R的最大阻值为36Ω,为定值电阻。当S闭合,S1、断开,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电流表的示数变化了。不考虑灯丝电阻的变化,下列说法不正确的是( )A.电源电压是B.小灯泡正常发光,整个电路消耗的电能是C.的阻值为12Ω D.当滑片位置保持不变,开关都闭合时,电路消耗的总功率是
21【答案】C【解析】A.当S闭合,S1、S2断开时R与L串联,滑片P由b端向a端滑动,使其连入电路的电阻是最大阻值的三分之一时,小灯泡恰好正常发光。此时电路中的电流为由知道,加在此时滑动变阻器两端的电压为故电源电压为U=UL+U′=12V+6V=18V故A正确,不符合题意;B.由以上知,小灯泡正常发光时的电流为0.5A,所以小灯泡正常发光10s,整个电路消耗的电能W=UI1t=18V×0.5A×10s=90J故B正确,不符合题意;C.当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,由串并联电路规律知道,此时电路中的电流大于刚才的串联电路电流,所以电流表的示数变化了2A即增大了2A,此时电路中的电流I2=2A+0.5A=2.5A此时流过R′的电流为则由并联电路的电流关系知流过R0的电流为I0=I2-I″=2.5A-1.5A=1A由知道,R0的电阻为故C错误,符合题意;D.由以上分析知道,当滑片位置保持不变,开关都闭合时电路是R′与R0的并联电路,此时电路中的电流是I2=2.5A.则此时电路消耗的总功率是P=UI2=18V×2.5A=45W故D正确,不符合题意。22.如图甲,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电压表的量程为0~15V。闭合开关S。移动滑动变阻器的滑片,得到电压表示数与滑动变阻器接入电路的电阻关系图像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
22A.电源电压为15VB.R1的阻值为15ΩC.R2的最大功率为8.1WD.为保证电压表安全,滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω【答案】C【解析】AB.由图知,两电阻串联,电压表测R1两端电压,由图像知当电压表示数为UV=9V,变阻器连入阻值R2=10Ω,由欧姆定律可得此时电路中电流电源电压由图像知当电压表示数UV'=6V,变阻器连入阻值R2'=20Ω,此时电路中电流电源电压由①②可得,R1=10Ω,U=18V,故A错误,B错误。C.当变阻器R2的阻值与R1相等时,它的电功率最大,那么故C正确。D.因为电压表的量程为0~15V,所以当电压表示数为15V时,滑动变阻器阻值最小,定值电阻分担电压最大,为15V,此时滑动变阻器两端的电压U=U-UR1=18V-15V=3V根据串联电路电压与电阻成正比可得
23解得R2=2Ω故D错误。23.如图甲所示滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )A.滑片向左移动时,电压表示数变大B.滑动变阻器的最大阻值为60C.电源电压为5V,R0的阻值为10D.滑片移动过程中,两电表变化量的比值不变【答案】D【解析】A.如图甲所示,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,由串联分压规律知,滑动变阻器两端的电压变小,电压表示数变小,故A错误;B.当滑片位于b端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的电流I小=0.1A,UR=5V,由可得,滑动变阻器的最大阻值故B错误;C.R0与R串联,则根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和,结合欧姆定律可得电源电压U=I小(R0+R)=0.1A×(R0+50Ω)当滑片位于a端时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流I大=0.6A,则根据欧姆定律可得电源电压U=I大R0=0.6A×R0
24因电源的电压不变,所以0.1A×(R0+50Ω)=0.6A×R0解得R0=10Ω电源电压U=I大R0=0.6A×10Ω=6V故C错误;D.电压表测量R两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑片移动过程中,R两端的电压分别为U1=U-I1R1U2=U-I2R1则UR=U2-U1=U-I2R1-(U-I1R1)=I1R1-I2R1=(I1-I2)R1=IR1即故滑片移动过程中,电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值始终不变。故D正确。24.如图所示的电路中,电源电压不变,电流表、电压表都是理想电表,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中( )A.电压表示数先减小后增大,电流表示数一直变大B.电压表示数先减小后增大,电流表示数先增大后减小C.电压表示数先增大后减小,电流表示数一直变小D.电压表示数先增大后减小,电流表示数先减小后增大【答案】C【解析】【分析】
25【详解】滑动变阻器被分成了两个电阻并联,电路由滑动变阻器部分的电阻R并,与R、R0串联组成,电压表测R与并联部分的总电压,当P在a、b两点时,滑动变阻器都短路,所以P从a端滑到b端的过程中,滑动变阻器部分的电阻R并先变大后变小(中点时电阻最大),根据串联电路电阻特点,当滑动变阻器R'的滑片P从a端移到b端的过程中,则电路的总电阻先变大后变小;总电压一定,根据I=可知,电路中电流先减小后增大,由U=IR,R0两端电压U0先减小后增大,根据串联电路的电压特点,R与并联部分的总电压,即电压表示数UV=U-U0先增大后减小;当滑动变阻器的滑片P从a端移到中点的过程中,变阻器总电阻增大,干路中电流减小,变阻器的电压增大,而变阻器Pbp部分的电阻减小,则变阻器Pbp部分的电流增大,所以通过通过Pap部分的电流减小。当滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中,变阻器总电阻减小,干路中电流增大,变阻器的电压减小,变阻器Pap部分的电阻增大,所以通过通过Pap部分的电流减小,故电流表的读数减小。所以电流表示数不断减小。综上所述在给出的选项中,只有C选项符合要求。故选C。25.如图甲所示,电源电压U0保持不变,滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比;开关闭合前,滑动变阻器的滑片P在最右端,闭合开关后,滑片P向左滑动,电压表示数U、电流表示数I与滑动距离x的关系如图乙、图丙所示下列说法正确的是( )A.x在0~6厘米内,滑动变阻器的电阻丝可能发生了短路B.U0为,定值电阻R1为C.该滑动变阻器在不出现故障的情况下,最大电阻为D.若电压表示数,则,R1消耗的电功率为【答案】C【解析】
26A.由电路图知道,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;由图乙知道,当x<6cm时,电压表示数保持不变,且等于电源电压,则断点处离变阻器右端x=6cm处,故A错误;B.当R2两端电压为9.6V时,电路中电流为0.4A,则9.6V+0.4A•R1=U0----①当R2两端电压为9V时,电路中电流为0.5A,则9V+0.5A•R1=U0-----②联立①和②得U0=12V,R1=6Ω故B错误;C.设滑动变阻器电阻丝长为L,当R2两端电压为9.6V时,电路中电流为0.4A,根据欧姆定律,R2的电阻为24Ω,此时接入电路中电阻丝的长度为L-6cm;当R2两端电压为9V时,电路中电流为0.5A,根据欧姆定律,R2的电阻为18Ω,此时接入电路中电阻丝的长度为L-12cm;由于滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比,故解得L=30cm;即解得R总=30Ω,故C正确;D.电压表示数为6V,根据串联电路电压规律,定值电阻R1两端电压12V-6V=6V电路中电流为R1的功率为P1=U1I=6V×1A=6W当前R2接入电路中的电阻为6Ω,接入电路中的长度为6cm,故D错误。26.下图为测量坐位体前屈成绩的装置,测试时需要从刻度尺上读数,小柯同学对该仪器进行了改进,改进后可以直接从电表的表盘上刻度读出对应的长度值。下列四种方案中,表盘上的长度刻度值均匀的是( )
27A.B.C.D.【答案】A【解析】A.由电路图知道,电阻丝和滑动变阻器串联,电压表测滑片(即挡板)右侧电阻丝两端的电压,由于电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,挡板移动时电阻丝接入电路中的电阻不变,电路中的总电阻不变,由知道,电路中的电流不变,挡板向左移动时,滑片(挡板)右侧电阻丝的长度变长,滑片右侧电阻丝的阻值变大,由U=IR知道,电压表的示数与滑片右侧电阻丝的阻值成正比,其表盘上的长度刻度值均匀,故A图符合题意;B.由电路图知道,电阻丝和滑动变阻器串联,电压表测电阻丝两端的电压,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路中的电流则电压表的示数则挡板向左移动时,电阻丝接入电路中的电阻变大,但电压表的示数与电阻丝的阻值不成正比,所以,表盘上的长度刻度值不均匀,故B图不符合题意;CD.由电路图知道,电阻丝和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时电路中的电流
28则电流表的示数与电阻丝的阻值不成正比,也不是一次函数关系,所以表盘上的长度刻度值不均匀,故CD两图不符合题意。27.现有一个粗细均匀的金属圆环,它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性,小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时,小科先将触点M与圆环上的A点连接,再移动滑动变阻器R1的滑片P移至最右端后,闭合开关S,将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周,在触点N滑动的过程中,触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻,记为RMN。设滑过弧MN的长为x,电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V,铜丝的阻值不计,触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。下列说法错误的是( ) A.该金属圆环中铜丝的长度是10cmB.在触点N滑动过程中,RMN的最大值是4ΩC.每lcm电阻丝的阻值是0.1ΩD.在触点N滑动过程中,电路消耗的最大功率为4.05W【答案】C【解析】A.当滑片在铜丝上移动时,金属圆环的总电阻不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流不变,由图乙可知,x从30cm到40cm的过程中,电路的电流不变,则该金属圆环中铜丝的长度为40cm-30cm=10cm故A正确,不符合题意;B.当x=0或x=50cm时,金属圆环接入电路中的电阻为零,此时电路为R1的简单电路,由图乙可知,电路中的电流I大=0.9A,变阻器接入电路中的电阻为当电路中的电流最小时,电路的总电阻最大,金属圆环接入电路中的电阻最大,由图乙可知,电路中的电流I小=0.5A,此时电路的总电阻为则M、N之间的最大值RMN大=R总-R1=9Ω-5Ω=4Ω故B正确,不符合题意;C.由题意可知,M、N之间两段弧形金属丝并联,分别设为R3、R4;那么并联电路的总电阻
29因金属圆环中电阻丝的总电阻一定,即R3+R4的值不变,所以当R3=R4时,M、N之间的总电阻最大,即解得R3=R4=8Ω金属圆环中电阻丝的总电阻R环=R3+R4=8Ω+8Ω=16Ω由图乙可知,金属圆环中电阻丝的总长度L=50cm-10cm=40cm所以,每1cm电阻丝的阻值是故C错误,符合题意;D.在触点N滑动过程中,通过电路的最大电流为0.9A,则电路的最大电功率为P总=U总I总=4.5V×0.9A=4.05W故D正确,不符合题意。28.如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A,滑动变阻器R的最大阻值。为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图象,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )A.电源电压为16VB.当电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的阻值为45ΩC.若滑动变阻器连入电路的阻值变小,则电压表V与电流表A示数之比变小D.若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为18Ω~50Ω【答案】D【解析】
30A.根据乙图可知,当电路中电流为0.6A时,小灯泡两端电压为6V;由图丙可知,滑动变阻器R连入电路中的电阻R=10Ω此时变阻器两端的电压为U变=I变R变=0.6A×10Ω=6V则电源的电压U总=UL+U变=6V+6V=12V故A错误。B.由图乙可知,当电流表示数为0.25A时,灯泡两端电压UL'=1V,此时滑动变阻器R两端的电压U变=U-UL'=12V-1V=11V滑动变阻器接入的阻值为故B错误。C.电压表测灯泡的电压,电流表测通过灯泡的电流,根据可知,电压表与电流表的比值为灯泡的电阻。当变阻器的阻值变小时,通过电路的电流变大,根据乙图可知,则灯泡的电阻变大,即比值变大,故C错误。D.若将电压表量程换成0~3V,则灯泡两端电压最大为3V,此时滑动变阻器接入电路电阻最小;由图乙可知当灯泡两端电压为3V时,通过小灯泡L即电路中的电流I''=0.5A此时滑动变阻器R两端电压U滑′=U−UL″=12V−3V=9V则滑动变阻器R接入电路中的最小阻值滑动变阻器R接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,小灯泡L两端电压最小,由图丙可知,滑动变阻器R接入电路中的最大阻值为50Ω,所以滑动变阻器R允许接入电路的阻值范围为:18Ω~50Ω,故D正确。29.如图甲所示的电路中,R2为滑动变阻器,R1、R3为定值电阻,电源两端电压保持恒定不变。改变滑片P的位置,两电压表的示数与电流表的示数对应关系的图像分别表示在图乙所示的坐标系中。下列说法中不正确的是( )
31A.R1的阻值为1ΩB.电源的电压为9VC.当滑片移至b端时,电路中的电流为1AD.当滑片移至a端时,对应的是图乙中的B点【答案】B【解析】A.因串联电路中电阻越大分得的电压越大,所以,当滑片移至b端时,R1两端的电压最小,则图像中AB是R1的I-U图像;此时U1=1V,电路中的电流I最小=1A,可得:B.由图像可知,滑片位于a端时,V2的示数为3V,电路中的电流I最大=3A;滑片位于b端时,V2′的示数为9V,电路中的电流I最小=1A,因串联电路中的总电压等于各分电压之和,且电源的电压不变,所以则即解得R3=3Ω电源的电压故B错误。C.当滑片移至b端时,电路中总电阻最大,电流最小,为1A,故C正确。D.当滑片移至b端时,电路中总电阻最小,电流最大,对应的是图乙中的B点,故D正确。30.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作。一段时间后,电流表A的示数变小,电压表V的示数不变。现用另一定值电阻R3替换R2,替换后电流表的示数再次变小。若故障只可能发生在电阻R1、R2、R3上,则下列判断正确的是( )
32A.R1一定断路B.R2可能断路C.R2一定断路D.R3可能断路【答案】A【解析】电压表示数不变,说明电源完好;电流表示数变小,说明有支路出现断路;若R1断路,用定值电阻R3替换R2,如果R3>R2,那么电流表的示数减小,电压表的示数不变;若R2断路,用定值电阻R3替换R2,电流表的示数增大,电压表的示数不变;所以R1一定断路、R2没有断路。若R3断路,用定值电阻R3替换R2前不会出现不会出现电流表示数变小的情况,所以R3不可能断路。故B、C、D错误,而A正确。31.下图所示,电源电压恒为5v,电压表的量程为“0∼3V”,电流表的量程为“0∼0.6A”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,灯泡标有“3V1.8W”字样。闭合开关,在电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻的变化),则下列说法中正确的是( )A.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是0∼20Ω B.电流表的示数变化范围是0.1∼0.6AC.电压表示数的变化范围是1V∼3VD.小灯泡的最小功率是1W【答案】C【解析】A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测串联电路的电流。灯泡标有“3V 1.8W”,根据P=UI可得,灯泡的额定电流灯泡正常发光时的电阻
33电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A,则灯泡两端最大电压为3V,通过灯泡的最大电流由欧姆定律可得,电路的最小总电阻由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小阻值已知滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”,所以滑动变阻器的电阻允许调节的范围是3.3Ω~20Ω,故A错误。B.电路中的最大总电阻是则电路中的最小电流所以电流表的变化范围为0.2A~0.6A,故B错误。C.灯泡两端最小电压所以电压表示数变化范围为1V~3V,故C正确。D.此时灯泡的功率最小为故D错误。32.如图a所示,在一个电阻均匀的金属圆环上有两A、B、C、D四点,其中O为圆心,AB、CD为圆环的两条互相垂直的直径。现把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时,发现电流表示数为I0,当换接A、D两点,则此时电流表的示数应为( )A.I0/4B.3I0/4C.I0D.4I0/3【答案】D【解析】
34设每圆周弧的电阻为R,电源的电压为U;(1)把A、B两点接入电源时,ACB弧的电阻与ADB弧的电阻并联,则RACB=RADB=2R那么电路中的总电阻R总=R电流表的示数(2)当换接A、D两点时,ACBD弧的电阻与AD弧的电阻并联,则RACBD=3R,RAD=R电路的总电阻电流表的示数。33.如图电路中,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V。在电路安全的情况下,闭合开关S,当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为4伏,10秒内定值电阻R1做功为5焦;当滑片P移到滑动变阻器的中点时,电压表的示数为3伏。下列说法正确的是( )A.电源电压为8VB.定值电阻R1为16ΩC.为保证电路安全,滑片移动过程中,变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为0Ω~20ΩD.为保证电路安全,滑片移动过程中,变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W~1.125W【答案】D【解析】A.由电路图可知,R1与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;由图可知,当滑片滑到b处时,变阻器接入电路的电阻最大为R且与电阻R1串联,滑动变阻器两端电压为
35U大=4V即①当滑片在中点时,变阻器接入电路的电阻为且与R1串联,此时滑动变阻器两端电压为U中=3V即②由①②可得R=2R1,U=6V故A错误。B.当滑片移到滑动变阻器的b端时,电压表的示数为4伏,R1两端电压UR1=U-U大=6V-4V=2V由题可知,此时10秒内定值电阻R1做功为5焦,由W=UIt可得此时电路中的电流定值电阻R1为滑动变阻器的最大阻值为故B错误。C.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流为根据电流表的量程为0~0.6A,可知电路中的最大电流为0.6A,此时电路中的总电阻为此时滑动变阻器R接入电路中的电阻最小,为当滑动变阻器在b端时,电压表示数为4V,电流为0.25A,不超过电压表和电流表量程,故滑动变阻器R接入电路的阻值允许变化范围为2Ω~16Ω,故C错误。D.当滑动变阻器接入电路中的电阻为2Ω时,电路中的电流为0.6A,其功率为P小=I2R=(0.6A)2×2Ω=0.72W
36当滑动变阻器接入电路中的电阻等于R1时,即接入电阻为8Ω时,滑动变阻器的功率最大,此时电路中的电流为此时滑动变阻器功率为P大=I2R=(0.375A)2×8Ω=1.125W故变阻器R消耗功率允许的变化范围为0.72W~1.125W,故D正确。34.如图所示的天平可用来测定磁铁间相互作用的磁力F,天平的右臂下挂有磁铁A,其南、北两极如图所示,磁铁A的正上方挂有另一未知南、北极的磁铁B,将其上下两端标为b、a,在如图所示情况下,天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡。若将磁铁B翻转180°(a端在上b端在下),磁铁B仍挂在原来位置,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,已知重力和质量的比值为g,由此可知( )A.磁铁B的a端为S极,力F的大小为(m1-m2)gB.磁铁B的a端为N极,力F的大小为C.磁铁B的a端为N极,力F的大小为(m1-m2)gD.磁铁B的a端为S极,力F的大小为【答案】B【解析】AD.由图结合题意可知,磁铁B的a端在下面时,天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡;磁铁B的b端在下面,且磁铁B仍挂在原来位置时,右边再加上质量为m的砝码后,天平才能重新平衡;说明磁铁B的a端与磁铁A的N极相互排斥,磁铁B的b端与磁铁A的N极相互吸引,所以磁铁B的a端为N极,故AD不符合题意;BC.当磁体B的b端在上a端在下时,两磁铁相互排斥,根据天平是等臂杠杆可知,天平两侧受到的力相等,即m1g=m2g+Ga+F①当磁体B的a端在上b端在下时,两磁铁相互吸引,根据天平是等臂杠杆可知,天平两侧受到的力相等,即m1g=m2g+Ga+mg-F②
37由①②两式可得故B符合题意,C不符合题意。35.如图所示,滑动变阻器的总阻值R0>R1≠0,当滑动变阻器的触头位于它的中点时,电压表的度数为U,电流表的读数为I,则滑动变阻器的触头继续向上移动的过程中( ) A.电压表的读数总小于UB.电压表的读数先减小后增大C.电流表的读数总大于ID.电流表的读数先减小后增大【答案】C【解析】滑动变阻器的触头向上移动的过程中,因R0>R1≠0,先简化电路,除去两电表,相当于两个电阻并联后与R3、R2串联,电压表测并联部分与R2的电压之和,电流表测通过R1的电流。滑动变阻器位于中点时,上、下两并联支路电阻不等,当滑动触头移到两支路电阻相等时,总电阻最大,总电流最小,即总电流先变小后变大。根据U2=I2R2可知,不难看出电压表的示度先增大后减小;将整个过程分为两阶段:两支路电阻相等前,总电流减小,并联电路的电压U并=U电源-I(R+R3)U并增大,电流表支路电阻减小,电流表读数增大;两支路电阻相等后,总电流增大,R0下部分电压减小,电阻增大,电流减小,则电流表支路电阻减小,根据并联电路的电流规律可知,此时电流表读数增大。故电流表的读数总大于I。故C正确,ABD错误。36.如图所示,电源电压U保持不变,滑动变阻器R0的最大电阻是50Ω。当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数是U1,R1的功率是P1;当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数是U1′,R2和R3的功率之和是3.2W;当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1的功率是P1′`;已知R2︰R3=3︰1,U1︰U1′=3︰2,P1︰P1′=1︰36。下列结论正确的是( )
38A.电源电压是12VB.R2的阻值是30ΩC.电流表的最大示数是2.1AD.该电路的最大功率是64W【答案】C【解析】第一过程:当开关S1闭合、S2和S3断开,滑动变阻器的滑片在最右端时,R1和滑动变阻器R0的全部串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1。第二过程:当开关S2闭合、S1和S3断开,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3串联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是U1′,已知R2:R3=3:1,串联电路中功率比等于电阻比,所以P2:P3=3:1,R2和R3的功率之和是3.2W,P2+P3=3.2W,所以P2=2.4W,P3=0.8W。第三过程:当开关S1、S2和S3都闭合,滑动变阻器的滑片在最左端时,R1、R2、R3并联在电路中,电压表测量R1的电压,电压表示数是电源电压U,电流表测量R1、R2的总电流。R2、R3串联在电路中,串联电路中电压比等于电阻比,R1=10Ω,R2+R3=80Ω,已知R2:R3=3:1,所以,R2=60Ω,R3=20Ω,又因为P2=2.4W,P3=0.8W所以可求得,U1′=2V,U2′=12V,U3′=4V,所以电源电压为:U=U1′+U2′+U3′=18V;,同理I2=0.3A,I3=0.9AA.电源电压是18V,故A错误。B.R2=60Ω,故B错误。C.电流表最大示数为I1+I2=2.1A,故C正确。D.电路中并联电路电阻最小,电流最大,最大电流为:I1+I2+I3=3A所以电路最大功率为P=UI=18V×3A=54W,故D错误。37.如图甲所示,电源电压恒定不变。滑动变阻器R2标有“50Ω,1A”字样,其消耗的功率P与其电阻R2标的关系图象如图乙所示,则电源电压与R2标消耗的最大功率分别是( )A.6V,0.45WB.8V,0.45WC.6V,0.20WD.8V,0.20W【答案】A【解析】由甲电路图可知,R 1与R 2串联,由图象乙可知,R2消耗的电功率P 2=0.4W时,R2的阻值分别为10Ω和40Ω,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I 2R可得,电路中的电路:可分别求出不同状态下电路中的电流大小,并结合串联电路电压规律及欧姆定律列两组不同状态下的方程:
39当R2=10Ω时,I=0.2A,此时电源电压可表示为U=0.2A(R1+10Ω)①;当R2=40Ω时,I′=0.1A,此时电源电压可表示为U=0.1A(R1+40Ω)①;联立①②解得:R1=20ΩU=6V;同时观察图乙中可以看出,电阻R2消耗的电功率达到最大值时,其功率的大小一定大于0.4W,可以排除CD选项,所以A选项正确;38.如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P 从右端滑到左端的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象B.电源电压为14VC.R1的阻值是20ΩD.滑动变阻器R2的最大阻值为30Ω【答案】C【解析】A、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,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图象可知,A为滑动变阻器R2的U-I关系图象,B为电阻R1的U-I图象,故A错误;B、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,由U-I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,串联电路中总电压等于各分电压之和,电源电压:U=U1+U2=14V+4V=18V,故B错误;C、由图乙中的B线(R1的I-U)可知,当R1两端电压为4V时,通过的电流为0.2A,则R1的电阻:,故C正确;D、由图甲可知,当R2接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙中的A线(R2的I-U)可知,通过R2的最小电流为0.2A,此时R2两端电压为14V时,则R2的电阻:,故D错误。39.如图所示电路中,电源电压不变,灯L上标有“6V 3W”的字样(灯丝电阻不变),导体ab长为10cm且是均匀电阻,电压表所选量程为0~3V,电流表所选量程为0~3A。当开关S闭合,滑片P移到a端时,灯L正常发光;当开关S断开,滑片P移到距a端4cm时,电压表示数为2V。在保证电路安全的条件下,下列说法中正确的是( )
40A.电源电压为8VB.导体ab的最大阻值为10ΩC.当S断开时,导体ab消耗的最大功率为0.75WD.当S断开时,灯泡消耗的功率变化范围是0.7W-3W【答案】C【解析】A.当开关S闭合,并且滑片P在a端时,灯泡L与滑动变阻器R并联,灯泡正常发光,灯L上标有“6V3W”字样,且灯泡正常发光,所以电源的电压为6V,故A错误。B.当开关S断开,滑片P移到距a端4cm时,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测变阻器滑片以左部分电阻丝Pa部分的电压,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡两端电压UL=U-U表=6V-2V=4V灯泡的电阻此时通过灯的电流(即串联电路电流)设变阻器连入电路的最大电阻为R滑,则此时变阻器连入电路中的电阻为R滑由欧姆定律有故变阻器的最大电阻故B错误。C.滑动变阻器消耗的电功率所以,当R=RL=12Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,滑动变阻器的最大功率
41故C正确。D.当开关S断开,灯泡与滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片在a端时,电路的电流最大,电流为灯泡的额定电流0.5A,电流表安全,此时灯泡的功率最大,即灯泡的额定功率3W。当电压表示数为3V时,滑动变阻器的阻值最大,此时小灯泡两端的电压为U=6V-3V=3V此时电路中的电流为小灯泡的功率最小为故小灯泡功率范围为:0.75W-3W,故D错误。40.如图甲所示电路中,电源电压不变,R1是定值电阻,R2由三段材料不同、横截面积相同的均匀直导体EF、FG、GH连接而成,其中一段是铜导体,其电阻可忽略不计,另两段导体的阻值与自身长成正比,P是与R2良好接触并能移动的滑动触头。闭合开关S将P从H端移到E端时,电流表示数I与P向左移动距离x之间的关系如图乙所示。已知R=10Ω,则下列判断正确的是( )A.电源电压为12VB.GH导体的电阻为10ΩC.当电流表示数为0.5A时,x的值为31cmD.P位于x=0cm时,R两端的电压为4V【答案】C【解析】A.当P位于x=35cm时,电路为R1的简单电路,电路中的电流最大,图乙可知I大=0.6A,则电源的电压U=I大R1=0.6A×10Ω=6V故A错误。B.当P位于x=0cm时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由图乙可知I小=0.2A,则电路中的总电阻滑动变阻器的最大阻值
42REH=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω由图乙可知,滑片从G向F移动时,电路中的电流I=0.4A不变,即GF段为铜导线,此时电路的总电阻EF段的总电阻REF=R总′-R1=15Ω-10Ω=5Ω所以,GH导体的电阻RGH=REH-REF=20Ω-5Ω=15Ω故B错误。C.由图像的拐点可知GH=15cm,FG=25cm-15cm=10cm,EF=35cm-25cm=10cm因EF段导体的阻值与自身长成正比,所以EF段导体每1cm的电阻当电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻此时R2接入电路中电阻R2=R总″-R1=12Ω-10Ω=2Ω由REF>R2可知,滑片应位于EF段,此时接入电路中的长度所以x=35cm-4cm=31cm故C正确。D.当P位于x=0cm时,滑片在H处,此时变阻器全部接入电路,此时总电流最小为0.2A,则R两端的电压为U=IR=0.2A×10Ω=2V
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