2023年秋季初三物理动态电路计算期末复习
一.电流、电压取值范围
1.如图所示的电路中,电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值是R1阻值的6倍。则当滑片P由a端移到b端时变阻器R2两端电压的变化范围是( )
A.从0到 B.从U到 C.从0到 D.从U到
2.如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,小灯泡L的电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为28Ω。当开关S闭合时,为了保证小灯泡的安全,电流表的示数范围是 A~ A。
3.如图所示,电源电压保持12V不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样。当开关S闭合时,为了保证滑动变阻器的安全,电流表的示数范围是 A~ A。
4.电话的话筒把声音变化转换为电流变化。如图所示的是碳粒话筒的结构。当加在话筒两端的电压为3V,碳粒的电阻变化范围是50~60Ω时,则电路中电流的变化范围是 。
5.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯L标有“3V 0.3A”的字样(灯泡的阻值不变),滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。
(1)求灯L正常发光时的电阻;
(2)求电流表示数的变化范围。
6.如图所示的电路,电阻R1=12Ω,滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样,电源电压为12V。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2接入电路的电阻阻值;
(3)当移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数的范围。(结果保留一位小数)
7.如图所示电路,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0∽0.6A,电压表量程为0∽3V,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V.求:
(1)电阻R1的阻值为 Ω;
(2)此时滑动变阻器R2两端电压为 V;
(3)为保证电路安全,电阻R1上允许通过的电流范围是 。
8.在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,闭合电键后,电流表A1的示数为0.3安。
(1)求电源电压值。
(2)将变阻器R2的滑片P移至某点时,该电路中某电流表的示数如图(b)所示,求变阻器R2连入电路的阻值。
(3)求流过变阻器R2电流的范围.
二.电流和电压范围
9.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,0.5A”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.5A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.6A,1V~2V
10.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,1W”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.3A~0.6A,1.5V~3V B.0.3A~0.5A,1V~3V
C.0.25A~0.6A,1V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
11.如图所示的电路中,电源电压为6V不变,电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,开关S闭合后,把滑动变阻器的滑片P由左端滑到右端,电压表、电流表示数的变化范围是( )
A.0 2.4V,0 0.12A B.3.6~6V,0.12~0.2A
C.3.6~6V,0.12~0.3A D.2.4 6V,0.12 0.3A
12.如图所示电路中,电源电压为9V,R1=20Ω,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,则闭合开关,滑片P从a端移到b端的过程中,电压表示数的变化范围是 V,电流表示数的变化范围是 A。
13.如图所示的电路中,已知电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω。闭合开关S,当滑片从B端移向A端的过程中,电压表示数变化范围是 ,电流表示数的变化范围是 。
14.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关S后,在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范围是 ,电压表的示数变化范围是 。
三.电阻范围
15.如图所示,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A,变阻器的最大值是20Ω,R0电阻为6Ω,电源电压为6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围( )
A.R≤4Ω B.R≥6Ω C.4Ω<R<6Ω D.6Ω≤R≤20Ω
16.陈声同学连接的电路如图所示,其中R1=50Ω,实验时他想使通过电流表的电流范围为50mA~500mA,他选用的电源电压应为 ,滑动变阻器的阻值范围应为 。
17.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0.5A~1.5A,电压表示数变化范围是6V~3V,变阻器连入电路的电阻变化范围为 ,电源电压为 V。
18.在如图所示的电路中,电源电压恒定,滑片P把变阻器分为RaP=5Ω,RbP=10Ω两部分,要求当开关S闭合时,c、d间的电压不得低于开关断开时c、d间电压的90%,则电阻Rx的取值范围是 。
19.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表示数的最大值为5V,电流表示数的变化范围为0.1A~0.6A。则电源电压为 V,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω。
20.如图所示,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A,变阻器的最大值是50Ω,R0电阻为6Ω,电源电压为6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围?
21.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。
(1)为使灯泡能正常工作,电源电压U= V;
(2)灯泡短路时,电流表的示数是 A;
(3)当电源电压取(1)中数值时,为使超导限流器能正常控制电路,灯泡L的电阻取值范围是 。
22.如图所示电路中,电源电压U=12V恒定不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,小灯泡L正常发光时两端的电压为5V,电流表的量程(0﹣0.6A 或0﹣3A),只闭合S3,且变阻器连入电路的电阻为30Ω时,电流表的示数为0.3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)灯丝电阻。
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值。
(3)闭合S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,变阻器R2的阻值可调范围和电流表示数的变化范围。
23.在如图所示的电路中,电源电压为18伏且不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,电压表“0~15V”量程挡已损坏。闭合电键S后,求:
(1)当电压表示数为2伏时,电流表A的示数以及电阻R1消耗的电功率。
(2)现设想选择一个电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动变阻器滑片P的过程中,电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作。求:
①电阻R0的取值范围。
②满足上述条件的情况下,电路中的最小电流。
四.电功率范围
24.如图为一种测温仪的工作原理图。R是阻值为40Ω的定值电阻,其允许通过的最大电流为0.6A。R0是热敏电阻,阻值随温度升高而减小,其阻值变化范围为10~20Ω。电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压恒为12V。闭合开关S,当环境的温度升高时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小 B.电路总功率不变
C.电压表示数的范围为8~9.6V D.电阻R0消耗的电功率范围为0.4~0.8W
(多选)25.将标有“2V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,其中电源电压恒定为6V,灯丝电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数的范围是0.25A~0.6A B.电压表示数的范围是1V~2V
C.滑动变阻器取值范围是8Ω~20Ω D.变阻器电功率的范围是1.25W~2W
(多选)26.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 10Ω”的字样,当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S,通过灯泡L的电流为0.5A,移动滑动变阻器的滑片P(在电路安全的情况下),下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮 B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.8A
C.R消耗的电功率范围是0.9W~3W D.电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W
27.如图为一种测量温度的工作原理图.R是阻值为40Ω的定值电阻,其允许通过的最大电流为0.6A。R0是热敏电阻,阻值随温度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω。电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压恒为12V.闭合开关S,当环境的温度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小 B.电路总功率不变
C.电压表示数的范围为8V~9.6V D.电阻R0消耗的电功率范围为0.4W~0.8W
28.将标有“4V 16Ω”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关时,为确保电路安全,下列说法正确的是(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.小灯泡的最小实际功率是1W B.总功率的范围是1W~1.5W
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围8Ω~16Ω D.滑动变阻器的电功率的范围0.5W~1W
29.如图所示,滑动变阻器R1、R2的规格都为“10Ω 2A“,灯泡L标有“3.0V 3.0W”的字样(不考虑灯丝电阻的变化)。当两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时,闭合开关S,调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时,灯泡恰好正常发光,此时电流表A的示数为1.6A,求:
(1)电源的电压。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(3)此电路在安全工作的前提下,计算电路消耗的总电功率范围。(结果保留小数点后两位)
30.电源电压U=6V不变,R1=10Ω,电压表的量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。闭合开关,求:
(1)电路中的最大电流;
(2)R1电功率的范围?
31.如图所示的电路中、电源电压为30V,R1为定值电阻,R2为标有“60Ω 3A”字样的滑动变阻器,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“12V 3.6W”的字样。若只闭合开关S,灯泡恰好能正常发光,求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)电阻R1的阻值;
(3)开关S、S1、S2均闭合时,保证电路安全的情况下,滑动变阻器R2消耗电功率的范围。
32.如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1=16Ω,R2=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为25Ω,电流表的量程为0﹣0.6A。
(1)当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器R的滑片移动到最右端时,电流表的示数为0.4A,求电源电压。
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R消耗电功率的范围。
33.把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R0连接在电源电压恒为18V的电路中,如图所示,假设灯丝电阻不随温度变化,电流表和电压表选择的量程分别为0~0.6A和0~15V。在保证电路安全的情况下,求:
(1)小灯泡正常发光时的电流。
(2)滑动变阻器接入电路的电阻变化范围。
(3)电路消耗的电功率的范围。
34.如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的阻值变化范围是0~20Ω,闭合开关S后,移动滑动变阻器R2的滑片处于某一位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(3)在滑片P移动过程中滑动变阻器R2消耗的电功率范围。
35.在如图所示的电路中,电源电压16伏保持不变,定值电阻R1=5欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω,2A”字样。电流表及电压表的两挡量程均完好。闭合电键S,电流表A的示数为0.6安,求:
(1)电压表V1的示数;
(2)通电10秒钟,R2消耗的电能;
(3)改变滑片的位置,在电路能正常工作的情况下,整个电路中消耗的电功率范围。
36.如图,电源电压保持9V不变,灯泡L标有“6V 3W”的字样,电阻R1=20Ω,滑动变阻器的最大阻值为48Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)只闭合S1,当电流表的示数为0.3A时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)只闭合S2,为了保证电路的安全,小灯泡L的电功率范围。
课后练习
37.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,1W”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.6A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
38.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R1标有“1A 10Ω”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S,通过灯泡L的电流为0.6A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P至中点时时灯泡变暗 B.R1消耗的电功率范围是1.5W﹣3W
C.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A D.电路消耗的总功率范围是2.7W﹣4.5W
39.如图所示,电源电压保持9V不变,电阻R1=10Ω,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。当开关S闭合时,为了保证电压表的安全,电流表的示数范围是 A
~ A。
40.如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,定值电阻R1的阻值为12Ω,滑动变阻器R的规格为“100Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,该电路工作时,要求各元件均安全。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片P滑动的过程中,电压表示数的变化范围是 ,电流表示数的变化范围是 ,滑动变阻器R连入电路的阻值范围是 。
41.如图所示,电源电压保持12V不变,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,电压表的示数为4V,电流表示数为0.4A,求:
(1)电阻R1的电阻值;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)滑片P从最左端移动到最右端的过程,R1消耗电功率的范围?
参考答案与试题解析
1.如图所示的电路中,电压U保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值是R1阻值的6倍。则当滑片P由a端移到b端时变阻器R2两端电压的变化范围是( )
A.从0到 B.从U到 C.从0到 D.从U到
【解答】解:由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R1的简单电路,R1两端的电压即为电源的电压U,R2两端的电压即为0V;
当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,R1两端的电压最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且R2=6R1,
所以,电路中的电流:
I===,
则R2两端的电压:
U2=IR2=×6R1=,
所以,当滑片P由a移到b时,R2两端电压的变化范围是从0到,故A正确。
故选:A。
2.如图所示,电源电压保持12V不变,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,小灯泡L的电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R的最大阻值为28Ω。当开关S闭合时,为了保证小灯泡的安全,电流表的示数范围是 0.3 A~ 0.5 A。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流。
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL===0.5A,
由I=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A;
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,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的最小电流:
I小===0.3A,
所以,为了保证小灯泡的安全,电流表的示数范围是0.3A~0.5A。
故答案为:0.3;0.5。
3.如图所示,电源电压保持12V不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样。当开关S闭合时,为了保证滑动变阻器的安全,电流表的示数范围是 0.4 A~ 1 A。
【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R1两端的电压为电源电压:Umax=12V时,电路中的电流最大,变阻器接入电路中的电阻最小,
则Imax===1.2A>1A,
因串联电路中各处的电流相等,超过滑动变阻器允许通过的最大电流,所以,电路中的最大电流:Imax=1A;
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,
即,Imin===0.4A;
所以,为了保证滑动变阻器的安全,电流表的示数范围是0.4A~1A。
故答案为:0.4;1。
4.电话的话筒把声音变化转换为电流变化。如图所示的是碳粒话筒的结构。当加在话筒两端的电压为3V,碳粒的电阻变化范围是50~60Ω时,则电路中电流的变化范围是 0.06A~0.05A 。
【解答】解:加在话筒两端的电压为3V,
当电路中碳粒的电阻为50Ω时,通过的电流:
Imax===0.06A,
当电路中碳粒的电阻为60Ω时,通过的电流:
Imin===0.05A,
电流的变化范围为0.06A~0.05A。
故答案为:0.06A~0.05A。
5.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,灯L标有“3V 0.3A”的字样(灯泡的阻值不变),滑动变阻器R上标有“50Ω 1A”的字样,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。
(1)求灯L正常发光时的电阻;
(2)求电流表示数的变化范围。
【解答】解:由图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
(1)由I=可知灯泡正常发光时的电阻为:
RL===10Ω;
(2)灯泡正常发光时通过灯泡的电流为:I额=0.3A,0.3A<0.6A<1A,所以电路中允许通过的最大电流为0.3A;
当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,电路中的总电阻最小,滑动变阻器接入电路的阻值最小,此时通过滑动变阻器的电流I滑=I额L=0.3A,滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U额L=4.5V﹣3V=1.5V,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为:
R滑最小===5Ω;
当滑动变阻器两端的电压最大时,即电压表示数为3V,灯泡两端的电压最小,UL′=U﹣U滑′=4.5V﹣3V=1.5V,此时电路中的电流最小,I滑′=IL′===0.15A,
此时滑动变阻器接入电路中的阻值为:
R滑最大===20Ω。
答:(1)灯L正常发光时的电阻为10Ω;
(2)电流表示数的变化范围5~20Ω。
6.如图所示的电路,电阻R1=12Ω,滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样,电源电压为12V。闭合开关S,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电阻R1两端的电压;
(2)电阻R2接入电路的电阻阻值;
(3)当移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数的范围。(结果保留一位小数)
【解答】解:由电路图可知,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;
因R1、R2串联,故I=I1=I2=0.3A,
电阻R1两端的电压为:
U1=I1R1=0.3A×12Ω=3.6V;
(2)由串联电路电压的规律知电阻R2两端的电压为:
U2=U﹣U1=12V﹣3.6V=8.4V,
电阻R2接入电路的电阻阻值为:
;
(3)滑片P移到最右端时,R2最大,电路中电流最小
I小==≈0.3A;
滑片P移到最左端时,R2为零,电路中电流最大,
;
故当移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数的范围为0.3A~1A。
答:(1)电阻R1两端的电压为3.6V;
(2)电阻R2接入电路的电阻阻值为28Ω;
(3)当移动滑动变阻器的滑片P时,电流表示数的范围为0.3A~1A。
7.如图所示电路,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”,电源电压恒定为6V,电流表量程为0∽0.6A,电压表量程为0∽3V,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V.求:
(1)电阻R1的阻值为 10 Ω;
(2)此时滑动变阻器R2两端电压为 4 V;
(3)为保证电路安全,电阻R1上允许通过的电流范围是 0.1A~0.3A 。
【解答】解;(1)由欧姆定律得:R1===10Ω;
(2)串联电路的总电压,等于各用电器电压之和,滑动变阻器上电压U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V;
(3)电压表示数为3V时,由欧姆定律得,此时流过电阻R1的电流I===0.3A;
电路中最小电流I最小===0.1A,故电阻R1上允许通过的电流范围是0.1A~0.3A。
故答案为:(1)10Ω;(2)4V;(3)0.1A~0.3A。
8.在图(a)所示的电路中,电阻R1的阻值为20欧,变阻器R2标有“20Ω 2A”字样,闭合电键后,电流表A1的示数为0.3安。
(1)求电源电压值。
(2)将变阻器R2的滑片P移至某点时,该电路中某电流表的示数如图(b)所示,求变阻器R2连入电路的阻值。
(3)求流过变阻器R2电流的范围.
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源的电压值:
U=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
(2)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的示数为0.3A不变,
由图(b)可知,该电流表示数不是0.3A,则该电流表是干路上的电流表A2,且示数为I=0.7A(由大量程读数可得),
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=0.7A﹣0.3A=0.4A,
滑动变阻器接入电路的阻值:
R2===15Ω;
(3)当变阻器R2允许通过的最大电流为2A时,干路的电流I′=I1+I2大=0.3A+2A=2.3A<3A,
所以,通过滑动变阻器的最大电流为2A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,其通过的电流最小,则
I2小===0.3A,
所以,流过变阻器R2电流的范围为0.3A~2A。
答:(1)电源电压值为6V;
(2)变阻器R2连入电路的阻值为15Ω;
(3)流过变阻器R2电流的范围为0.3A~2A。
9.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,0.5A”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.5A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.6A,1V~2V
【解答】解:由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压;
根据题意可知,小灯泡的额定电压为2V,小于3V,即小灯泡两端的最大电压UL=2V,
小灯泡允许通过的最大电流:IL=0.5A,
电流表量程为0~0.6A,所以电路中允许通过的最大电流I大=IL=0.5A;
由I=可知,小灯泡的电阻:RL===4Ω,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大,即R滑=20Ω,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R滑+RL=20Ω+4Ω=24Ω,
电路中的最小电流:I小===0.25A,
由I=可知,小灯泡两端的最小电压:UL小=I小RL=0.25A×4Ω=1V,
所以电流表的示数变化范围为0.25A~0.5A,电压表的示数变化范围为1V~2V。
故选:A。
10.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,1W”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.3A~0.6A,1.5V~3V B.0.3A~0.5A,1V~3V
C.0.25A~0.6A,1V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
【解答】解:由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压;
根据题意可知,小灯泡的额定电压为2V,小于3V,即小灯泡两端的最大电压UL=2V,
由P=UI可知,小灯泡允许通过的最大电流:IL===0.5A,
电流表量程为0~0.6A,所以电路中允许通过的最大电流I大=IL=0.5A;
由I=可知,小灯泡的电阻:RL===4Ω,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大,即R滑=20Ω,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R滑+RL=20Ω+4Ω=24Ω,
电路中的最小电流:I小===0.25A,
由I=可知,小灯泡两端的最小电压:UL小=I小RL=0.25A×4Ω=1V,
所以电流表的示数变化范围为0.25A~0.5A,电压表的示数变化范围为1V~2V。
故选:D。
11.如图所示的电路中,电源电压为6V不变,电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,开关S闭合后,把滑动变阻器的滑片P由左端滑到右端,电压表、电流表示数的变化范围是( )
A.0 2.4V,0 0.12A B.3.6~6V,0.12~0.2A
C.3.6~6V,0.12~0.3A D.2.4 6V,0.12 0.3A
【解答】解:当滑片滑到左端时,滑动变阻器短路,此时电压表测量电源电压,示数为6V;
因电路中电阻最小,则由欧姆定律可得:
I最大===0.3A;
当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,
最小电流为:I最小===0.12A;
此时电压表示数最小,U最小=I最小R1=0.12A×20Ω=2.4V;
因此电压表示数范围为6V~2.4V;电流表示数的范围为:0.3A~0.12A。
故选:D。
12.如图所示电路中,电源电压为9V,R1=20Ω,滑动变阻器的最大阻值为40Ω,则闭合开关,滑片P从a端移到b端的过程中,电压表示数的变化范围是 0~6 V,电流表示数的变化范围是 0.45~0.15 A。
【解答】解:此电路是一个串联电路,电压表测量R2两端的电压,电流表测通过电路的电流,
当滑片在b端时,滑动变阻器接入电路最大阻值,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电路总电阻R=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω,
根据欧姆定律可得此时通过电路的电流:I===0.15A,
则滑动变阻器两端的电压:U2=IR2=0.15A×40Ω=6V,
当滑片在a端时,电路中只有R1,R2相当于导线,其两端电压为0V,
此时通过电路的电流I′===0.45A,
所以,滑片由a端移到b端的过程中,电压表的示数变化范围是0~6V,
电流表的示数变化范围是0.45~0.15A。
故答案为:0~6;0.45~0.15。
13.如图所示的电路中,已知电源电压为6V且保持不变,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω。闭合开关S,当滑片从B端移向A端的过程中,电压表示数变化范围是 3V~6V ,电流表示数的变化范围是 0.3A~0.6A 。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压。
(1)当滑片位于B端时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,R1分得的电压最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路总的最小电流:
I小===0.3A,
R1两端的最小电压:U1=I小R1=0.3A×10Ω=3V;
(2)当滑片位于A端时,R2的阻值为0,电路为R1接在电源两极的简单电路,电压表的示数为6V,此时电路中的电流最大,
则I大===0.6A。
所以电压表示数变化范围是3V~6V,电流表示数的变化范围是0.3A~0.6A。
故答案为:3V~6V;0.3A~0.6A;
14.如图所示,电源电压为4.5V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R规格为“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 0.5A”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关S后,在保证电路各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范围是 0.3A~0.5A ,电压表的示数变化范围是 2V~3V 。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)灯泡的额定电流IL=0.5A,因串联电路中各处的电流相等相等,且电流表的量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电压表的示数最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电压表的最小示数:UR=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V;
(2)灯泡的电阻:RL===5Ω,
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,电压表的示数最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的最小电流I小===0.3A,
所以,电流表示数变化范围是0.3A~0.5A,
电压表的最大示数UR′=I小R大=0.3A×10Ω=3V,则电压表的示数变化范围是2V~3V。
故答案为:0.3A~0.5A;2V~3V。
15.如图所示,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A,变阻器的最大值是20Ω,R0电阻为6Ω,电源电压为6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围( )
A.R≤4Ω B.R≥6Ω C.4Ω<R<6Ω D.6Ω≤R≤20Ω
【解答】解:由图可知,该电路为R0和滑动变阻器的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压;
电压表量程0~3V,所以R0两端电压最大3V,此时滑动变阻器R分得电压最小,滑动变阻器连入阻值也最小,
由串联电路的特点和欧姆定律可得,此时电路中电流:
I=I0===0.5A<0.6A,
满足电流不超过电流表的量程,
所以,变阻器连入电路的最小值:
R2最小====6Ω;
若滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小,R0分得电压最小,电压表示数最小,两表示数都不会超过其量程。
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是6Ω~20Ω,即:6Ω≤R≤20Ω。
故选:D。
16.陈声同学连接的电路如图所示,其中R1=50Ω,实验时他想使通过电流表的电流范围为50mA~500mA,他选用的电源电压应为 25V ,滑动变阻器的阻值范围应为 0~450Ω 。
【解答】解:当滑动变阻器接入电阻为零时,电流表示数应为500mA; 则由欧姆定律可得:
电源电压U=I1R1=0.5A×50Ω=25V;
当滑动变阻器全部接入时,电路中电流最小,则由欧姆定律可得:
R2=﹣R1=﹣50Ω=450Ω;
故答案为:25V;0~450Ω。
17.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0.5A~1.5A,电压表示数变化范围是6V~3V,变阻器连入电路的电阻变化范围为 2Ω~12Ω ,电源电压为 7.5 V。
【解答】解:由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两点的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,定值电阻两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,
则电流表的示数I1=0.5A时U滑1=6V,电流表的示数I2=1.5A时,U滑2=3V,
由I=可得,滑动变阻器接入电路中的电阻分别为:
R1===12Ω,R2===2Ω,
所以,电阻器连入电路中的阻值变化范围为2Ω~12Ω;
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:
U=I1(R+R滑1)=I2(R+R滑2),即0.5A×(R+12Ω)=1.5A×(R+2Ω),
解得:R=3Ω,
电源的电压U=I1(R+R滑1)=0.5A×(3Ω+12Ω)=7.5V。
故答案为:2Ω~12Ω;7.5。
18.在如图所示的电路中,电源电压恒定,滑片P把变阻器分为RaP=5Ω,RbP=10Ω两部分,要求当开关S闭合时,c、d间的电压不得低于开关断开时c、d间电压的90%,则电阻Rx的取值范围是 ≥30Ω 。
【解答】解:开关S断开时c、d间电压,根据串联分压特得:
Ucd=Ubp=×10Ω=U;
开关S闭合时,c、d间的电压不得低于开关S断开时c、d间电压的90%,
则,Ucd′=Ucd=×U=U;,
开关S闭合时,c、d间的电压不得低于U,
开关S闭合时,Rbp与Rx并联,设并联电阻值为Rbpx,
因并联时c、d间的电压=≥U,
所以≥3,5Rbpx≥3(Rbpx+5),
即:Rbpx≥,
又因并联电阻值Rbpx=≥,
≥,20Rx≥150+15Rx,
所以Rx≥30Ω。
故答案为:≥30Ω。
19.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端的过程中,电压表示数的最大值为5V,电流表示数的变化范围为0.1A~0.6A。则电源电压为 6 V,滑动变阻器R的最大阻值为 50 Ω。
【解答】解: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,
滑片P从a端移动到b端的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可得电压表与电流表示数的比值即滑动变阻器接入电路的阻值,所以电压表与电流表示数的比值变大;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得电源电压U=IR0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
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,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=I′R0+UR=0.1A×R0+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②联立可得:R0=10Ω,U=6V;
滑动变阻器的最大阻值:R===50Ω。
故答案为:6;50。
20.如图所示,电压表量程是0~3V,电流表量程是0~0.6A,变阻器的最大值是50Ω,R0电阻为6Ω,电源电压为6V,为了保证两表使用安全,求变阻器的电阻取值范围?
【解答】解:由图可知,该电路为R0和滑动变阻器的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
(1)当滑动变阻器连入电路的阻值最大时,由串联电路分压的特点可知其两端电压最大,
已知电压表量程是0~3V,即滑动变阻器两端电压最大为:U大=3V,
由串联电路电压特点,可得出此时R0两端的电压为:U0=U﹣U大=6V﹣3V=3V,
此时电路中的电流为:I===0.5A,
则滑动变阻器连入电路的最大阻值为:R大===6Ω;
(2)当滑动变阻器连入电路的阻值最小时,由欧姆定律可知,此时电路中的电流最大,
已知电流表量程是0~0.6A,即电路中最大电流为:I大=0.6A,
此时电路的总电阻最小为:R总===10Ω,
由串联电路的电阻特点可知,滑动变阻器连入电路的最小阻值为:R小=R总﹣R0=10Ω﹣6Ω=4Ω;
由上述分析可知,为了保证两表使用安全,变阻器的电阻取值范围是4Ω~6Ω。
答:变阻器的电阻取值范围是4Ω~6Ω。
21.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理如图甲中虚线框内所示。超导部件的电阻R1随电流I变化关系如图乙所示。已知限流电阻R2=15Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。
(1)为使灯泡能正常工作,电源电压U= 6 V;
(2)灯泡短路时,电流表的示数是 1.2 A;
(3)当电源电压取(1)中数值时,为使超导限流器能正常控制电路,灯泡L的电阻取值范围是 大于等于10Ω 。
【解答】解:(1)灯泡正常工作时的电流:
I===0.5A<0.6A,
所以此时超导部件的电阻为0,限流电阻被短路,故电源电压全部作用在灯泡两端,即电源的电压为6V。
(2)当灯泡短路时,电路中的电流超过0.6A,由乙图可知R1=7.5Ω;
由电路图可知R1、R2并联,
所以电流表的示数为I′=+=+=1.2A。
(3)超导限流器能正常控制电路,则电路中的最大电流为0.6A,
灯泡的最小电阻RL===10Ω,
故灯泡的电阻应大于等于10Ω(或不小于10Ω)。
故答案为:(1)6;(2)1.2;(3)大于等于10Ω(或不小于10Ω)。
22.如图所示电路中,电源电压U=12V恒定不变,R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,小灯泡L正常发光时两端的电压为5V,电流表的量程(0﹣0.6A 或0﹣3A),只闭合S3,且变阻器连入电路的电阻为30Ω时,电流表的示数为0.3A。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)灯丝电阻。
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值。
(3)闭合S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,变阻器R2的阻值可调范围和电流表示数的变化范围。
【解答】解:(1)只闭合S3时,R2与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,
由I=可得,电路中的总电阻:
R===40Ω,
因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,
所以,灯丝的电阻:
RL=R﹣R2=40Ω﹣30Ω=10Ω;
(2)只闭合S3时,灯泡正常发光时的电压为5V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流I′=IL===0.5A,
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:
U2=U﹣UL=12V﹣5V=7V,
滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2===14Ω;
(3)闭合S1、S2、S3时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I1===0.6A,
则电流表的量程为0~3A,
当滑动变阻器接入电路中的电阻R2=50Ω时电流表的示数最小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表的最小示数:
Imin=+=+=0.6A+0.24A=0.84A,
当电流表选接0~3A,且示数为3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时通过滑动变阻器的电流:
I2=Imax﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R2′===5Ω,
即R2取值范围为5Ω~50Ω,电流表的示数范围为3A~0.84A。
答:(1)灯丝电阻为10Ω;
(2)只闭合S3时,要使小灯泡L正常发光,变阻器R2连入电路的阻值为14Ω;
(3)闭合S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,R2取值范围为5Ω~50Ω,电流表的示数范围为3A~0.84A。
23.在如图所示的电路中,电源电压为18伏且不变,电阻R1的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“10Ω 1A”字样,电压表“0~15V”量程挡已损坏。闭合电键S后,求:
(1)当电压表示数为2伏时,电流表A的示数以及电阻R1消耗的电功率。
(2)现设想选择一个电阻R0来替换电阻R1,要求:在移动变阻器滑片P的过程中,电压表能发生满偏且电路各元件均能正常工作。求:
①电阻R0的取值范围。
②满足上述条件的情况下,电路中的最小电流。
【解答】解:
(1)定值电阻两端电压为U1=U﹣U2=18V﹣2V=16V,
电流表的示数为I===0.8A;
电阻R1消耗的功率为P1=U1I=16V×0.8A=12.8W;
(2)
①定值电阻R0的最小阻值为R0最小===15Ω,
当滑动变阻器接入电路电阻最大时,两端电压最大为U2最大=3V,
此时电路电流最小,为I最小===0.3A,
电路总电阻为R总大===60Ω,
所以R0的最大阻值为R0最大=R最大﹣R2最大=60Ω﹣10Ω=50Ω。
答:
(1)电流表的示数为0.8A;R1消耗的功率为12.8W;
(2)①R0的阻值范围是15Ω≤R0≤50Ω;
②电路最小电流为0.3A。
24.如图为一种测温仪的工作原理图。R是阻值为40Ω的定值电阻,其允许通过的最大电流为0.6A。R0是热敏电阻,阻值随温度升高而减小,其阻值变化范围为10~20Ω。电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压恒为12V。闭合开关S,当环境的温度升高时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小
B.电路总功率不变
C.电压表示数的范围为8~9.6V
D.电阻R0消耗的电功率范围为0.4~0.8W
【解答】解: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、当环境的温度增大时,R0阻值随温度增大而减小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B、电源电压不变,电路中电流变大,根据P=UI可知,电路的总功率变大,故B错误;
CD、当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0的电流最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,经过R0的电流最大,I大===0.24A,
则电压表的最大示数为:U最大=I大R=0.24A×40Ω=9.6V,
R0消耗的电功率:P0=(I大)2R0=(0.24A)2×10Ω=0.576W,
当R0′=20Ω时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,
电路中的最小电流:I小===0.2A,
则电压表的最小示数为:U最小=I小R=0.2A×40Ω=8V,所以,电压表示数的范围为8V~9.6V,故C正确;
R0消耗的电功率:P0′=(I小)2R0=(0.2A)2×20Ω=0.8W,所以,电阻R0消耗的功率范围为0.576W~0.8W,故D错误。
故选:C。
(多选)25.将标有“2V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,其中电源电压恒定为6V,灯丝电阻不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是( )
A.电流表示数的范围是0.25A~0.6A
B.电压表示数的范围是1V~2V
C.滑动变阻器取值范围是8Ω~20Ω
D.变阻器电功率的范围是1.25W~2W
【解答】解:(1)由灯泡铭牌可得,灯泡的额定电压为2V,即电压表最大不得超过2V;
由功率公式P=UI得:
灯泡的额定电流为:
IL===0.5A,故电路中电流最大不得超过0.5A;
此时滑动变阻器接入电路的最小电阻为:
R滑小===8Ω,
变阻器电功率为:
P滑小=I2R滑=(0.5A)2×8Ω=2W;
(2)灯泡的电阻为:
R===4Ω;
当滑动变阻器接入电阻最大时,电路中电流最小,
由欧姆定律可得:
最小电流为:
I最小===0.25A,
此时灯泡两端的电压也为最小值,
其值为:U最小=I最小R=0.25A×4Ω=1V
滑动变阻器消耗的电功率为:
P滑小=(0.25A)2×20Ω=1.25W;
所以电流表范围为0.25A~0.5A;电压表范围为1V~2V,滑动变阻器取值范围是8Ω~20Ω,变阻器电功率的范围是1.25W~2W,故BCD正确,A错误。
故选:BCD。
(多选)26.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R标有“1A 10Ω”的字样,当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S,通过灯泡L的电流为0.5A,移动滑动变阻器的滑片P(在电路安全的情况下),下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡变亮
B.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.8A
C.R消耗的电功率范围是0.9W~3W
D.电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W
【解答】解:A、灯泡的亮度是由其实际功率决定的,由图可知,滑动变阻器与灯泡并联,滑片向左移动时,灯泡两端的电压UL和通过的灯泡的电流IL不发生改变,根据PL=ULIL可知,PL不发生改变,即灯泡的亮度不变,故A不正确;
BCD、由图可知,滑动变阻器与灯泡并联,当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时通过滑动变阻器的电流和干路电流最小,
通过滑动变阻器的最小电流:I滑小===0.3A,
当滑片位于右端时通过干路的电流:I小=IL+I滑小=0.5A+0.3A=0.8A,
R消耗的最小电功率:P滑小=UI滑小=3V×0.3A=0.9W,
电路消耗的最小总功率:P小=UI小=3V×0.8A=2.4W;
根据题意,由滑动变阻器的铭牌可知,其允许通过的最大电流为I滑大=1A,
R消耗的最大电功率:P滑大=UI滑大=3V×1A=3W,
通过干路的最大电流:I大=IL+I滑大=0.5A+1A=1.5A,
电路消耗的最大总功率:P大=UI大=3V×1.5A=4.5W;
综上所得:
B、滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.8A,故B正确;
C、R消耗的电功率范围是0.9W~3W,故C正确;
D、电路消耗的总功率范围是2.4W~4.5W。
故选:BCD。
27.如图为一种测量温度的工作原理图.R是阻值为40Ω的定值电阻,其允许通过的最大电流为0.6A。R0是热敏电阻,阻值随温度增大而减小,其阻值变化范围为10Ω~20Ω。电压表接入电路的量程为0~15V,电源电压恒为12V.闭合开关S,当环境的温度增大时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小
B.电路总功率不变
C.电压表示数的范围为8V~9.6V
D.电阻R0消耗的电功率范围为0.4W~0.8W
【解答】解: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、当环境的温度增大时,R0阻值随温度增大而减小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A错误;
B、电源电压不变,根据P=UI可知,电路的总功率变大,故B错误;
CD、当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0的电流最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,经过R0的电流最大,I大===0.24A,
则电压表的最大示数为:U最大=I大R=0.24A×40Ω=9.6V,
R0消耗的电功率:P0=(I大)2R0=(0.24A)2×10Ω=0.576W,
当R0′=20Ω时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,
电路中的最小电流:I小===0.2A,
则电压表的最小示数为:U最小=I小R=0.2A×40Ω=8V,所以,电压表示数的范围为8V~9.6V,故C正确;
R0消耗的电功率:P0′=(I小)2R0=(0.2A)2×20Ω=0.8W,所以,电阻R0消耗的功率范围为0.576W~0.8W,故D错误。
故选:C。
28.将标有“4V 16Ω”的小灯泡和“20Ω 1A”的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,电源电压为6V,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。闭合开关时,为确保电路安全,下列说法正确的是(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.小灯泡的最小实际功率是1W
B.总功率的范围是1W~1.5W
C.滑动变阻器接入电路的阻值范围8Ω~16Ω
D.滑动变阻器的电功率的范围0.5W~1W
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡L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。
(1)灯泡的额定电流:
IL===0.25A,
因灯泡的额定电流为0.25A,电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流为I大=0.25A,
此时电路中的总电阻:
R总===24Ω,
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总﹣RL=24Ω﹣16Ω=8Ω,
电路消耗的最大总功率:
P大=UI大=6V×0.25A=1.5W,
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑=I大2R滑小=(0.25A)2×8Ω=0.5W;
(2)当电压表的示数U滑大=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,灯泡和电路消耗的总功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压:
UL′=U﹣U滑大=6V﹣3V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I小===A,
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R滑大===16Ω,
所以,滑动变阻器接入电路的阻值变化范围应控制在8Ω~16Ω,故C正确;
灯泡消耗的最小功率:
PL′=I小2RL=(A)2×16Ω=0.5625W,故A错误;
电路消耗的最小功率:
P小=UI小=6V×A=1.125W,
电路消耗的总功率的变化范围是1.125W~1.5W,故B错误;
滑动变阻器消耗的电功率:
P滑=U滑大I小=3V×A=0.5625W;
(3)滑动变阻器的功率为:
P滑=R滑=====,
当滑动变阻器与灯泡L的电阻相等时,滑动变阻器的功率最大,
P滑大===0.5625W,
所以滑动变阻器的电功率的范围0.5W~0.5625W,故D错误。
故选:C。
29.如图所示,滑动变阻器R1、R2的规格都为“10Ω 2A“,灯泡L标有“3.0V 3.0W”的字样(不考虑灯丝电阻的变化)。当两个滑动变阻器的滑片P都在最左端时,闭合开关S,调节滑动变阻器R2的滑片至某位置时,灯泡恰好正常发光,此时电流表A的示数为1.6A,求:
(1)电源的电压。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(3)此电路在安全工作的前提下,计算电路消耗的总电功率范围。(结果保留小数点后两位)
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与R2串联后再与R1并联,电流表测干路电流。
(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时L支路的电流:
IL===1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1的电流:
I1=I﹣IL=1.6A﹣1A=0.6A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(2)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压:
U2=U﹣UL=6V﹣3V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值:
R2====3Ω;
(3)灯泡的电阻:
RL===3Ω,
当两滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总功率最小,
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,电路中的总电阻:
R===Ω,
电路的最小总功率:
P小==≈6.37W;
因灯泡正常发光时的电流为1A,两滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,
所以,干路的最大电流I大=3A,此时电路的总功率最大,则
P大=UI大=6V×3A=18W,
所以,电路消耗的总电功率范围为6.37W~18W。
答:(1)电源的电压为6V;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为3Ω;
(3)此电路在安全工作的前提下,电路消耗的总电功率范围6.37W~18W。
30.电源电压U=6V不变,R1=10Ω,电压表的量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω。闭合开关,求:
(1)电路中的最大电流;
(2)R1电功率的范围?
【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测电压电压,示数保持6V不变,
当花瓶位于a端时,电路中的电流最大,
I最大===0.6A;
(2)R1的最大功率为:
P最大=IR1=(0.6A)2×10Ω=3.6W;
当滑片位于b端时,电路中的电流最小,
I最小===0.1A,
此时R1的电功率最小为:
P最小=IR1=(0.1A)2×10Ω=0.1W,
所以R1电功率的范围为0.1~3.6W。
答:(1)电路中的最大电流是0.6A;
(2)R1电功率的范围为0.1~3.6W。
31.如图所示的电路中、电源电压为30V,R1为定值电阻,R2为标有“60Ω 3A”字样的滑动变阻器,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“12V 3.6W”的字样。若只闭合开关S,灯泡恰好能正常发光,求:
(1)灯泡正常发光时的电流;
(2)电阻R1的阻值;
(3)开关S、S1、S2均闭合时,保证电路安全的情况下,滑动变阻器R2消耗电功率的范围。
【解答】解:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,由P=UI可得灯泡正常工作电流:
I===0.3A;
(2)由图知,当闭合S,断开S1、S2,R1与L串联,灯泡正常工作,
由串联电路电流特点知通过R1的电流:
I1=I=0.3A,
由串联电路电压特点知R1两端电压:
U1=U﹣UL=30V﹣12V=18V,
由欧姆定律可得R1的阻值:R1===60Ω,
(3)由图知,S、S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表A2测干路电流,由题意可知,当滑动变阻器R2=60Ω时消耗的电功率最小;
由并联电路特点知,U=U1′=U2=30V,
P2最小===15W;
由欧姆定律可得通过R1的电流:
I1′===0.5A,
因为电流表A2的量程为0~3A,所以通过R2的最大电流:
I2=IA2﹣I1′=3A﹣0.5A=2.5A,小于滑动变阻器允许通过的最大电流3A,
所以R2上消耗电功率的最大值:
P2最大=UI2=30V×2.5A=75W。
滑动变阻器R2消耗电功率的范围15W﹣75W。
答:(1)灯泡正常工作时的电流是0.3A;
(2)R1的阻值为60Ω。
(3)开关S、S1、S2均闭合时,保证电路安全的情况下,滑动变阻器R2允许消耗的电功率的范围是15W﹣75W。
32.如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1=16Ω,R2=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为25Ω,电流表的量程为0﹣0.6A。
(1)当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器R的滑片移动到最右端时,电流表的示数为0.4A,求电源电压。
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,在保证各元件安全工作的情况下,求滑动变阻器R消耗电功率的范围。
【解答】解:(1)由图知,当开关S2闭合,S1、S3断开,滑动变阻器R的滑片移动到最右端时,电路中只有R2工作,此时电流表的示数为0.4A,
由I=得电源电压为:
U=IR2=0.4A×10Ω=4V;
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,定值电阻R2被短路,定值电阻R1和滑动变阻器并联,电流表测量干路的电流;
通过定值电阻R1的电流为:
I1===0.25A,
由于电流表的量程为0~0.6A,所以通过滑动变阻器的最大电流为:
I滑大=I总﹣I1=0.6A﹣0.25A=0.35A,
滑动变阻器的最大电功率为:
P滑大=UI滑大=4V×0.35A=1.4W;
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器的电功率最小,最小为:
P滑小===0.64W,
则滑动变阻器R消耗电功率的范围为0.64W~1.4W。
答:(1)电源电压为4V;
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R消耗电功率的范围为0.64W~1.4W。
33.把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100Ω的滑动变阻器R0连接在电源电压恒为18V的电路中,如图所示,假设灯丝电阻不随温度变化,电流表和电压表选择的量程分别为0~0.6A和0~15V。在保证电路安全的情况下,求:
(1)小灯泡正常发光时的电流。
(2)滑动变阻器接入电路的电阻变化范围。
(3)电路消耗的电功率的范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:
IL===0.5A;
(2)由I=可得,灯泡的电阻:
RL===12Ω;
已知电压表的量程为“0~15V”,则当电压表的示数UR大=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得此时灯泡两端的电压:
UL小=U﹣UR大=18V﹣15V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:I小===0.25A,
根据I=可得:
R大===60Ω;
因灯泡的额定电流为0.5A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=I额=0.5A,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
此时电路中的总电阻:
R总===36Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,变阻器接入电路中的最小阻值:
R小=R总﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω,
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为24Ω~60Ω;
(3)已知电源电压为U=18V,则电路消耗总电功率的最大值为P大=UI大=18V×0.5A=9W;
电路消耗总电功率的最小值为:P小=I小U=0.25A×18V=4.5W,
所以电路消耗的电功率的范围为4.5W~9W;
答:(1)小灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值范围为24Ω~60Ω;
(3)电路消耗的电功率的范围为4.5W~9W。
34.如图所示的电路中,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的阻值变化范围是0~20Ω,闭合开关S后,移动滑动变阻器R2的滑片处于某一位置时,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压。
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值;
(3)在滑片P移动过程中滑动变阻器R2消耗的电功率范围。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测R2两端的电压。
(1)电阻R1两端的电压:
U1=I1R1=0.3A×10Ω=3V,
因串联电路中的总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=U1+U2=3V+6V=9V;
(2)由I=可得,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值:
R2===20Ω;
(3)在滑片P移动过程中滑动变阻器R2消耗的电功率为:
P滑=I2R滑=R滑===,
当R滑=R1=10Ω时,滑动变阻器的电阻最大,最大为:
P滑大===2.025W,
当滑动变阻器的电阻为0时,滑动变阻器的电功率最小,最小零,
所以滑动变阻器R2消耗的电功率范围为0~2.025W。
答:(1)电源电压为9V;
(2)此时滑动变阻器R2接入电路的阻值为20Ω;
(3)在滑片P移动过程中滑动变阻器R2消耗的电功率范围为0~2.025W。
35.在如图所示的电路中,电源电压16伏保持不变,定值电阻R1=5欧,滑动变阻器R2上标有“100Ω,2A”字样。电流表及电压表的两挡量程均完好。闭合电键S,电流表A的示数为0.6安,求:
(1)电压表V1的示数;
(2)通电10秒钟,R2消耗的电能;
(3)改变滑片的位置,在电路能正常工作的情况下,整个电路中消耗的电功率范围。
【解答】解:由图可知:R1与滑动变阻器R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)由I=得,U1=IR1=0.6A×5Ω=3V;
(2)根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
U2=U﹣U1=16V﹣3V=13V,
则W2=U2It=13V×0.6A×10s=78J;
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,所以电路中的最大电流为2A,则Pmax=UImax=16V×2A=32W;
根据串联分压的知识,滑动变阻器的电阻越大,电压表U2的示数越大,由于电压表的最大量程为15V,所以,滑动变阻器两端的电压最大为U2max=15V,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:R1两端的电压U1min=U﹣U2max=16V﹣15V=1V,
则Imin===0.2A;
所以,Pmin=UImin=16V×0.2A=3.2W;
则整个电路中消耗的电功率范围是3.2W~32W。
答:(1)电压表V1的示数为3V;
(2)通电10秒钟,R2消耗的电能为78J;
(3)整个电路中消耗的电功率是3.2W~32W。
36.如图,电源电压保持9V不变,灯泡L标有“6V 3W”的字样,电阻R1=20Ω,滑动变阻器的最大阻值为48Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V.(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)只闭合S1,当电流表的示数为0.3A时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值;
(3)只闭合S2,为了保证电路的安全,小灯泡L的电功率范围。
【解答】解:(1)由题知,灯泡的额定电压和额定功率,由P=可得,小灯泡L正常发光时的阻值:
RL===12Ω;
(2)只闭合S1时,电阻R1与滑动变阻器R2串联,
此时电路总电阻,
因为在串联电路中R总=R1+R2,
所以此时滑动变阻器接入电路中的阻值R2=R总﹣R1=30Ω﹣20Ω=10Ω;
(3)只闭合S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,当灯泡正常发光时消耗的功率最大为Pmax=3W;
根据P=I2R可知,当电路中的电流最小时,灯泡L消耗的功率最小,此时滑动变阻器的阻值最大为Rmax=48Ω,
此时电路中的电流为,
此时灯泡消耗的最小功率为Pmin=I2RL=(0.15A)2×12Ω=0.27W,
所以只闭合S2,为了保证电路的安全小灯泡L的电功率范围为0.27W~3W。
答(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω;
(2)只闭合S1,当电流表的示数为0.3A时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω;
(3)只闭合S2,为了保证电路的安全,小灯泡L的电功率范围为0.27W~3W。
37.如图所示电路中,电源电压6V恒定不变,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V,小灯泡上标有“2V,1W”(灯丝电阻不变),滑动变阻器标有“20Ω,1A”。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,在不损坏电路元件的前提下,电流表、电压表示数的范围分别是( )
A.0.25A~0.6A,1V~2V B.0.3A~0.5A,1V~1.5V
C.0.25A~0.5A,1.5V~2V D.0.25A~0.5A,1V~2V
【解答】解:由图可知,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量小灯泡两端的电压;
根据题意可知,小灯泡的额定电压为2V,小于3V,即小灯泡两端的最大电压UL=2V,
由P=UI可知,小灯泡允许通过的最大电流:IL===0.5A,
电流表量程为0~0.6A,所以电路中允许通过的最大电流I大=IL=0.5A;
由I=可知,小灯泡的电阻:RL===4Ω,
当滑动变阻器接入电路的阻值最大,即R滑=20Ω,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流最小,
根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=R滑+RL=20Ω+4Ω=24Ω,
电路中的最小电流:I小===0.25A,
由I=可知,小灯泡两端的最小电压:UL小=I小RL=0.25A×4Ω=1V,
所以电流表的示数变化范围为0.25A~0.5A,电压表的示数变化范围为1V~2V。
故选:D。
38.如图所示的电路,电源电压为3V且保持不变,滑动变阻器R1标有“1A 10Ω”的字样。当滑动变阻器的滑片P在最右端时闭合开关S,通过灯泡L的电流为0.6A,移动滑动变阻器的滑片P,在电路安全工作的情况下,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片P至中点时时灯泡变暗
B.R1消耗的电功率范围是1.5W﹣3W
C.滑片P在最右端时通过干路中的电流是0.9A
D.电路消耗的总功率范围是2.7W﹣4.5W
【解答】解:(1)由电路图可知,滑动变阻器与灯泡并联,并联电路独立工作、互不影响,滑片的移动不能改变灯泡的亮暗,故A错误;
(2)当滑片位于右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时通过滑动变阻器的电流和干路电流最小,
并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得,通过滑动变阻器的最小电流:
I1min===0.3A,并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
通过干路的电流:Imin=IL+R1min=0.6A+0.3A=0.9A,故C正确;
R1消耗的最小电功率:P1min=UI1min=3V×0.3A=0.9W,
电路消耗的最小总功率:Pmin=UImin=3V×0.9A=2.7W;
(3)由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,
R1消耗的最大电功率:P1max=UI1max=3V×1A=3W,
R1消耗的电功率范围是0.9W~3W,故B错误;
通过干路的最大电流:Imax=IL+R1max=0.6A+1A=1.6A,
电路消耗的最大总功率:Pmax=UImax=3V×1.6A=4.8W;
电路消耗的总功率范围是2.7W~4.8W,故D错误。
故选:C。
39.如图所示,电源电压保持9V不变,电阻R1=10Ω,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。当开关S闭合时,为了保证电压表的安全,电流表的示数范围是 0.18 A~ 0.3 A。
【解答】解:由电路图知滑动变阻器R2与定值电阻R1串联,电压表测量定值电阻两端的电压,电流表测量电路中的电流;
当变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路电阻的规律和欧姆定律得,
电路中的最小电流为:I小===0.18A;
当电压表的示数达到最大值时,电路中的最大电流为:I大===0.3A。
则电流表的示数范围是0.18A~0.3A。
故答案为:0.18;0.3。
40.如图所示的电路中,电源电压为18V且保持不变,定值电阻R1的阻值为12Ω,滑动变阻器R的规格为“100Ω 1A”,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,该电路工作时,要求各元件均安全。闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片P滑动的过程中,电压表示数的变化范围是 10.8V~15V ,电流表示数的变化范围是 0.25A~0.6A ,滑动变阻器R连入电路的阻值范围是 18Ω~60Ω 。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻与变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,则电路中的最大电流I大=IA=0.6A,此时电压表的示数最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,
由I=可知,定值电阻两端电压:U1=IR1=0.6A×12Ω=7.2V,
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以,电压表的最小示数:UR=U﹣U1=18V﹣7.2V=10.8V,则电压表的示数变化范围是10.8V~15V;
由I=可知,滑动变阻器接入电路中的最小电阻:R小===18Ω;
(2)当电压表的示数UR′=15V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由I=可知,定值电阻两端电压:U1′=U﹣UR′=18V﹣15V=3V,
电路中的最小电流:I小===0.25A,
所以,电流表的示数变化范围是0.25A~0.6A;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R大===60Ω,所以,滑动变阻器的阻值变化范围为18Ω~60Ω。
故答案为:10.8V~15V;0.25A~0.6A;18Ω~60Ω。
41.如图所示,电源电压保持12V不变,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,电压表的示数为4V,电流表示数为0.4A,求:
(1)电阻R1的电阻值;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)滑片P从最左端移动到最右端的过程,R1消耗电功率的范围?
【解答】解:(1)由电路图可知,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,R1与R2串联,电压表测变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R1两端电压:
U1=U﹣U2=12V﹣4V=8V,
由I=可得,电阻R1的电阻值:
R1===20Ω;
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻:
R2===10Ω,
则滑动变阻器R2的最大阻值:
R2=2×10Ω=20Ω。
(3)当滑片位于左端时,电路为R1的简单电路,R1消耗的电功率最大,最大功率为:
P1大===7.2W;
当滑片位于右端时,电路中的电流最小,R1的功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I′===0.3A,
R1的最大功率:
P1小=(I′)2R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W,
滑片P从最左端移动到最右端的过程,R1消耗电功率的范围为7.2W~1.8W。
答:(1)电阻R1的电阻值为20Ω;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω;
(3)滑片P从最左端移动到最右端的过程,R1消耗电功率的范围为7.2W~1.8W。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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