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20届中考物理压轴培优练 专题16 电学变化量(解析版)

1、压轴专题 16 电学变化量一选择题(共 13 小题)1 (2018 秋新乐市期末)如图所示的电路中,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数从 6V 变为 5V,电流表的示数变化了 0.2A则该定值电阻所消耗功率的变化量为( )A0.2W B1.0W C1.2W D2.2W【答案】:D。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表测 R1 两端电压,电流表测电路中的电流,因定值电阻的阻值不变,且电压表的示数从 6V 变为 5V 时,电流表示数的变化量为 0.2A,所以,由 I 可得:II 1I 2 0.2A,解得:R 15 ,该定值电阻所消耗功率的变化量:P 1P 1P 1 2.2W。2

2、(2017济宁模拟)如图所示电路,电源电压为 8V 并保持不变。闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 由一个位置移动到另一位置时,定值电阻 R0 的电功率由 16W 变成了 4W,则电压表的示数可能( )A由 4V 变为 6V B由 3V 变为 6V C由 3V 变为 5V D由 2V 变为 4V【答案】:A。【解析】:设定值电阻 R0 的电功率由 16W 变成了 4W 时,电路中的电流由 I1 变为 I2,则 ,解得:I 12I 2,因 R0 电阻保持不变,所以,U 12U 2;A当电压表原来的示数为 4V 时,R 0 两端的电压 U18V4V4V,当电压表的示数为 6V 时,R 0 两端的

3、电压 U28V 6V 2V,符合 U12U 2,故 A 正确;B当电压表原来的示数为 3V 时,R 0 两端的电压 U18V3V5V ,当电压表的示数为 6V 时,R 0 两端的电压 U28V 6V 2V,不符合 U12U 2,故 B 错误;C当电压表原来的示数为 3V 时,R 0 两端的电压 U18V3V5V ,当电压表的示数为 5V 时,R 0 两端的电压 U28V 5V 3V,不符合 U12U 2,故 C 错误;D当电压表原来的示数为 2V 时,R 0 两端的电压 U18V2V6V,当电压表的示数为 4V 时,R 0 两端的电压 U28V 4V 4V,不符合 U12U 2,故 D 错误。

4、3 (2017 秋高新区校级月考)如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片P,当电流表的示数变化范围为 1A1.5A 时,电压表的示数变化了 5V,则定值电阻 R2 的所消耗功率的变化范围是( )A33.9W B1016.9W C1022.5W D510W【答案】:C。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。由 I 可得:当电路中的电流 I11A 时,电压表的示数 U1I 1R21AR 2,当电路中的电流 I21.5A 时,电压表的示数 U2I 2R21.5AR 2,因电流表的示数变化范围为 1A1.5A 时,

5、电压表的示数变化了 5V,所以,U 2U 11.5AR 21A R25V ,解得:R 210 ,定值电阻 R2 所消耗的最小功率:P2minI 12R2(1A ) 21010W,定值电阻 R2 所消耗的最大功率:P2maxI 22R2(1.5A) 21022.5W,所以,该定值电阻 R2 所消耗功率的变化范围是 10W22.5W。4 (2019泰州)如图,R 1 R2,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表 V1 示数变化量的绝对值为U 1,电压表 V2 示数变化量的绝对值为 U 2,滑动变阻器 R 两端电压变化量的绝对值为U 3,下列说法正确的是( )AV 1 示数变小,V 2 示数变

6、大 BV 1 示数变大,U 1U 2CV 2 示数不变,U 1U 3 DV 2 示数变大,U 1U 3【答案】:D。【解析】:由电路图可知,R 1、R 2、R 串联,电压表 V1 测 R1 两端的电压,电压表 V2 测 R2 两端的电压,由图知,将滑动变阻器的滑片向左滑动,变阻器接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由 I 可知,电路中的电流变大,由 UIR 可知,R 1、R 2 两端的电压均变大,即 V1 示数变大、V 2 示数变大,故 AC 错误;设滑片移动前后电路中的电流分别为 I1、I 2,则电压表 V1 示数变化量的绝对值和电压表 V2 示数变化量的绝对值分别为:U 1U 1U 1

7、I 2R1I 1R1(I 2I 1)R 1U 2U 2U 2I 2R2I 1R2(I 2I 1)R 2由 R1R 2 可知, (I 2I 1)R 1(I 2I 1)R 2,即U 1U 2,故 B 错误;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器 R 两端电压变化量的绝对值:U 3(UI 1R1I 1R2)(UI 2R1I 2R2)(I 2I 1) (R 1+R2)则(I 2I 1)R 1(I 2I 1) (R 1+R2) ,即U 1U 3,故 D 正确。5 (2019内江)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 P 从中点向 b 端移动一段距离,电压表 V1、V

8、 2 示数的变化量分别为 U 1、U 2,电流表示数的变化量为I,阻值相同的定值电阻 R1、R 2 消耗电功率的变化量分别为 P 1、P 2则下列判断正确的是( )AP 1+P 2I 2 (R 1+R2) B|U 1|U 2|C| |+| |R 1+R2 D|U 1|U 2|【答案】:C。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R0、R 2 串联,电压表 V1 测 R0 与 R2 两端的电压之和,电压表 V2 测R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)将滑动变阻器的滑片 P 从中点向 b 端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为 I1、I 2,由 I 可得,电压表 V2 示数的变化量:U

9、 2U 2U 2I 1R2I 2R2(I 1I 2)R 2IR 2,则|U 2| IR 2|,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电压表 V1 示数的变化量:U 1U 1U 1(UI 1R1)(U I 2R1)(I 2I 1)R 1IR 1,则| U 1|IR 1|,因 R1、R 2 的阻值相同,所以,|U 1|U 2|,故 BD 错误;由| |R 1、| |R 2 可知,| |+| | R1+R2,故 C 正确;(2)定值电阻 R1、R 2 消耗电功率的变化量分别为P 1、P 2,则P 1+P 2( I12I 22) (R 1+R2)(I 1I 2) (I 1+I2) ( R1+R2)

10、I(I 1+I2) (R 1+R2) ,故 A 错误。6 (2019岳阳)如图所示,电源电压恒定不变。闭合开关后,滑动变阻器的滑片 P 由 b 端移到某点 c 的过程中,电压表的示数由 4V 变为 3V,电流表的示数由 0.2A 变为 0.3A,由此可知( )A电源电压为 7V BR 1 的阻值为 20 C电路消耗的最小功率为 1.2W D滑片 P 在 b 端时,10 秒内 R1 产生的热量为 12J【答案】:C。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)由“闭合开关后,滑动变阻器的滑片 P 由 b 端移到某点 c 的过程中,电压表

11、的示数由 4V 变为3V,电流表的示数由 0.2A 变为 0.3A, ”可知,R 2 两端电压为 4V,ac 两端电压 Uac3V,当滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时,电流 I0.2A ,当滑片 P 由 b 端移到某点 c 时,电流 I0.3A,设电源电压为 U,则 ,即 ,解得 R110, U6V,故 AB 错误;(2)滑动变阻器滑片 P 在 b 端时,R 1 与 R2 串联,由 PUI 可得,电路消耗的最小功率PUI6V0.2A1.2W ,故 C 正确;(3)滑片 P 在 b 端时,根据串联电路的电压特点可得,R 1 两端电压 U1UU 26V 4V2V,10 秒内 R1 产生的热量 Q

12、WU 1It2V 0.2A10s4J,故 D 错误。7 (2018达州)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关 S,当滑片 P 置于变阻器的 B 端时,电压表的示数为 6V,在 10s 内定值电阻 R1 产生的热量为 36J;当滑片 P 置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了 2V下列结果正确的是( )AR 1 先后两次消耗的电功率之比为 3:4 B滑动变阻器 R2 的最大阻值为 10C电源电压为 10V DR 1 的阻值为 20【答案】:B。【解析】:由电路图可知,R 1 与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当滑片在 B 端时,由欧姆定律可知,电流中的电流:I1 ,则滑动变阻器两

13、端的电压(电压表的示数):U2I 1R2 6V由题意知,当滑片滑到中点处时,滑动变阻器接入电阻变小,变阻器分得电压变小,即电压表示数应减小,所以,滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压为 U26V 2V4V;同理可得,滑动变阻器两端的电压(电压表的示数):U2 4V :可得: ,解得 R1R 2将代入 : 6V,可得电源电压:U12V,故 C 错误;当滑片滑到 B 端时,R 1 两端电压为:U 1UU 212V 6V 6V;由 Q t36J 可得:R 1 10s10,故 D 错误;因 R2R 1,所以变阻器 R2 的最大阻值为 10,故 B 正确;滑片在中点时,R 1 两端的电压为 U1UU 21

14、2V 4V8V,则 R1 先后两次的电压之比为: ,由 P 可得 R1 先后两次消耗的电功率之比: ,故 A 错误。8 (2016南充)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R 1、R 2 是定值电阻,R 3 是滑动变阻器。闭合开关 S 后,当滑片 P 由 a 向 b 滑动的过程中,电压表 V1、V 2 的示数变化量分别为U 1、U 2,电流表的示数变化量为I则下列判断中正确的是( )AU 1U 2B电压表 V1 的示数和电流表 A 的示数均变大,电压表 V2 的示数变小C R2DR 1 和 R2 消耗的总功率变化了U 2I【答案】:C。【解析】:A、滑片向右移动, R3 两端电压增大,R 1

15、 和 R2 两端总电压减小,因为电源电压不变,所以R3 两端电压的增大量等于 R1 和 R2 两端总电压的减小量,则由U R3U R1,又因为U 2UR3,U 1U R1,所以 U2U 1,故 A 错误;B、滑动变阻器滑片向右移动时,连入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,电源电压不变,所以电路中电流变小,R 3 两端电压变小, V1 示数增大,V 2 示数减小,故 B 错误;C、在滑动变阻器和定值电阻 R 串联的电路中,可以证明有关定值电阻 R 的公式,R ,所以R1+R2, R1, R1+R2R 1R 2,故 C 正确;D、设滑片 P 在 s 点时电路中电流为 Ia,在 b 点时电流为 I

16、b,则由 R1 和 R2 消耗的电功率和增加量P(R 1+R2) (R 1+R2)( ) (R 1+R2)(I bI a) (I b+Ia) (R 1+R2)II b(R 1+R2)+Ia(R 1+R2)I(U b+Ua) ,因为 Ub+UaU bU a,而 UbU aU 2,所以PU 2I故 D 错误。9 (2015攀枝花)小梦将定值电阻 R1 与滑动变阻器 R2 接入电源电压不变的电路中,如图所示。闭合开关 S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到一定位置过程中,电流表、电压表 V1 和 V2 示数变化量分别为I、U 1、U 2下列说法正确的是( )AV 1 示数不变,V 2 示数

17、变大 BV 1 示数变小,V 1 示数和电流表示数之比变小CV 2 示数变大,U 1U 2 D电流表示数变小, 不变 【答案】:D。【解析】:由图知:定值电阻和滑动变阻器串联,电压表 V1 测量定值电阻两端电压,电压表 V2 测量滑动变阻器两端电压,电流表测量电路电流。A、在串联电路中,电阻具有分压作用。滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,滑动变阻器两端电压增大,即电压表 V2 示数增大,而电源电压一定,所以电压表 V1 示数减小。此选项错误;B、由 A 知,电压表 V1 示数减小,但定值电阻阻值一定,所以 V1 示数和电流表示

18、数之比定值电阻阻值不变。此选项错误;C、由 A 知,电压表 V2 示数增大,但电源电压一定,前后两种情况下定值电阻和滑动变阻器两端电压变化程度相同,即,U 1 U2此选项错误;D、定值电阻阻值不变,滑动变阻器滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压一定,由欧姆定律知,电路电流减小,所以电流表示数减小。滑片在不同位置时,定值电阻两端电压变化量与通过的电流变化量之比为 R1,而 R1 是定值电阻,所以不变。此选项正确。10 (2016 秋金牛区校级期中)如图所示,电源两端电压不变,电阻 Rl 的阻值为 2闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 位于 A 点时,电压表

19、Vl 的示数为 4V,电压表 V2 的示数为 10V当滑动变阻器的滑片 P 位于 B 点时,电压表 Vl 的示数为 8V,电压表 V2 的示数为 11V则电阻 R2 的阻值是( )A8 B2.5 C2 D无法计算【答案】:A。【解析】:由题可知,电源电压不变,由图可知,R 1、R 滑 、R 2 串联在电路中,根据串联电路中的电压特点,电压表 V2 的示数与 R1 两端的电压之和即为电源电压。电压表 V1 的示数与电阻 R2 两端的电压之和也为电源电压。结合题意可得出如下等式:10V+I1R111V+I 2R14V+I1R28V+I 2R2化简为R1(I 1I 2)1VR2(I 1I 2)4V将

20、 R12 代入 、,解得:R2811 (2018乌鲁木齐二模)如图所示电路中,闭合电键 S,当滑动变阻器的滑动触头 P 向右滑动时,电流表 A、电压表 V1 和 V2 的示数分别用 I、U 1 和 U2 表示,这三个电表示数变化量的大小分别用 I、U 1和U 2 表示。则下列关于比值正确的是( )A 变大, 变大 B 不变, 变大C 变大, 不变 D 变大, 不变【答案】:C。【解析】:由电路图可知,R 1 与 R2 串联,电压表 V1 测 R1 两端的电压,电压表 V2 测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器的滑动触头 P 向右滑动时,R 1 接入电路中的电阻变大,由

21、 I 可知, R1, R2,所以, 变大, 不变,故 D 不正确;(2)设滑动触头 P 向右滑动前后,电路中的电流分别为 I1、I 2,由 I 可得,R 2 两端的电压分别为:U2I 1R2,U 2I 2R2,则U 2U 2U 2I 2R2I 1R2(I 2I 1)R 2IR 2,即 R2, 不变,故 B 不正确;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 1 两端的电压分别为:U1UU 2,U 1UU 2,则U 1U 1U 1(UU 2)(U U 2)U 2U 2IR 2,即 R2, 不变,故 A 不正确,C 正确。12 (2019深圳二模)如图所示电路中,电源两端电压保持不变。闭合开关

22、S,将滑动变阻器的滑片 P 由b 端向 a 端滑动一段距离,电压表 V1、V 2 示数的变化量分别为 U 1、U 2,电流表示数的变化量为I(本题变化量是指后来电表的示数减去原来的示数) 。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列判断中正确的是( )AU 10,U 20,I0 BU 10,U 20,I 0CU 10,U 20,I0 DU 10,U 20,I0【答案】:D。【解析】:将滑动变阻器的滑片 P 由 b 端向 a 端滑动一段距离,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由 I 可知,电路中的电流变大即电流表的示数变大,所以I 0,由 UIR,灯泡两端电压变大,所以 U 10,由 UIR,R

23、1 两端电压 U1 变大,U 2U U 1 变小,即U 20所以 ABC 错误,D 正确。13 (2016绵阳)小红测电阻 Rx 的阻值,设计的电路如图所示,电源电压保持不变,其中 R0 是 0200的滑动变阻器,R 是未知固定电阻。她把开关 S 掷于 a 时,电压表读数为 2.5 V,电流表读数为 0.5 A;再把开关 S 掷于 b,并调节 R0,得到电压表读数减小 0.7V,电流表读数增加 0.4A最后小红得到 Rx 的阻值为( )A5 B3 C2 D1.75【答案】:B。【解析】:由电路图可知,R x、R 、R 0 串联,电流表测电路中的电流;开关 S 掷于 a 时,电压表测 Rx 与

24、R 两端的电压之和,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由 I 可得:Rx+R 5,开关 S 掷于 b 时,电压表测 R 两端的电压,因电压表读数减小 0.7V,电流表读数增加 0.4A,所以,U bU a0.7V2.5V0.7V1.8V ,电路中的电流 II+0.4A0.5A+0.4A0.9A,则 R 的阻值:R 2,则 Rx 的阻值:Rx5 R 5 2 3。二填空题(共 7 小题)14 (2019淮安)如图所示。电源电压恒定不变,R 为定值电阻。闭合开关,当滑动变阻器滑片 P 位于 1位置时,电压表的示数为 4V,电流表示数为 0.2A;当滑片由 1 移至 2 位置(如图虚线位置)时

25、,电压表示数为 3V,电流表示数为 0.3A则滑片置于 1 位置时滑动变阻器接入电路的阻值为 20 ,滑片由 1 移至 2 位置的过程中,定值电阻 R 的电功率变化量为 0.5 W。【答案】:20;0.5。【解析】:由电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变附器滑片 P 位于 1 位置时,变阻器两端的电压 U14V,电路中的电流 I10.2A,由 I 可得,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R1 20,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:UU 1+I1R4V+0.2AR当滑片由 1 移至 2 位置时,变阻器两端的电压 U

26、23V ,电路中的电流 I20.3A,则电源的电压:UU 2+I2R3V+0.3AR联立可得: R10,滑片由 1 移至 2 位置的过程中,定值电阻 R 的电功率变化量:P R PR PRI 22RI 12R(0.3A) 210(0.2A) 2100.5W。15 (2016达州)小华用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系” ,闭合开关 S 时,发现电压表有示数,但电流表无示数,请你帮他分析电路故障可能是 R 1 断路 ;排除故障后,在移动滑片的过程中,观察电压表示数从 2V 到 4V,电流表的示数变化了 0.2A,则电阻 R1 为 10 ,R 1 变化的功率为 1.2 W。【答案】:R 1 断

27、路;10;1.2 。【解析】:闭合开关后,电流表无示数,说明电路有断路故障;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为 R1 断路;移动滑动变阻器的滑片压表示数从 2V 到 4V,则U4V2V2V ;电流表的示数变化了 0.2A,则I0.2A;R1 10;由 P 可知,R 1 变化的功率:P 1.2W。16 (2017达州)小华用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系” ,闭合开关 S 时,发现电压表有示数,但电流表无示数,请你帮他分析电路,故障可能是 R 1 断路(或电流表 A 短路) ;排出故障后,他发现在移动滑动变阻器滑片的过程中,电压表示数从 2V 变到 4V,电

28、流表的示数变化了 0.2A,则电阻R1 为 10 ; R1 变化的功率为 1.2 W。【答案】:R 1 断路(或电流表 A 短路) ;10;1.2。【解析】:闭合开关后,电流表无示数,说明电路有断路故障;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为 R1 断路(或电流表 A 短路) ;移动滑动变阻器的滑片压表示数从 2V 到 4V,则U4V2V2V ;电流表的示数变化了 0.2A,则I0.2A;R1 10;由 P 可知,R 2 变化的功率:P 1.2W。17 (2019遂宁)如图所示电路,电源电压恒定,R 0 为定值电阻,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 从位置 a

29、移到另一位置 b 的过程中,电流表的示数变化范围为 0.4A0.2A ,电压表的示数变化范围为2V4V,则定值电阻 R0 的阻值为 10 ,电源电压为 6 V:滑动变阻器的滑片 P 在 a 位置和 b 位置时,电路消耗的总功率之比为 2:1 。【答案】:10;6;2:1。【解析】:由电路图可知,电阻 R0 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)因滑片 P 从位置 a 移到另一位置 b 的过程中,电流表的示数变化范围为 0.4A0.2A ,电压表的示数变化范围为 2V4V,所以,滑片位于位置 a 时,电路中的电流 Ia0.4A ,电压表的示数 Ua2V,滑

30、片位于位置 b 时,电路中的电流 Ib0.2A ,电压表的示数 Ub4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源电压恒定,所以,由 I 可得,电源的电压:UI aR0+UaI bR0+Ub,即 0.4AR0+2V0.2AR 0+4V,解得:R 010 ,电源的电压 UI aR0+Ua0.4A10+2V6V;(2)滑动变阻器的滑片 P 在 a 位置和 b 位置时,电路消耗的总功率之比:。18 (2019重庆)如图的电路中,电源电压可调,灯 L 上标有“6V 6W“的字样,R 1 的阻值为 10,滑动变阻器 R2 上标有“50 2A”的字样,两表的量程分别是 03A 和 015V闭合 S1、S

31、 2、S 3,调节电源电压使灯 L 正常发光,则此时通过灯 L 的电流为 1 A当只闭合开关 S2 时,移动滑片 P,保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,则电源可调的最高电压与最低电压的差值为 26 V。【答案】:1;26。【解析】:(1)闭合 S1、S 2、S 3 时,灯泡 L 与电阻 R1 并联,电流表测干路电流,因额定电压下灯泡正常发光,所以,由 PUI 可得,此时通过灯 L 的电流:IL 1A;(2)当只闭合开关 S2 时,R 1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,且两表的量程分别是 03A 和 015

32、V ,所以,当电压表的示数 U2 15V 且电路中的电流 I2A 时,电源的电压最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由 I 可得,电源的最大电压:U 大 IR 1+U2 2A10+15V35V,因保证电路安全前提下,要求至少有一个电表示数不低于量程的一半,所以,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数 U27.5V 时,电源的电压最小,此时电路中的电流:I 0.15A,此时 R1 两端的电压:U1IR 10.15A10 1.5V ,则电源的最小电压:U 小 U 1+U 21.5V+7.5V9V,所以,电源可调的最高电压与最低电压的差值:UU 大 U 小 35V9V 26V。1

33、9 (2010北京)如图所示,电源两端电压不变,电阻 R1 的阻值为 2闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 位于 A 点时,电压表 V1 的示数为 4V,电压表 V2 的示数为 10V当滑动变阻器的滑片 P 位于 B 点时,电压表 V1 的示数为 8V,电压表 V2 的示数为 11V则电阻 R2 的阻值是 8 。【答案】:8。【解析】:根据总电压不变,电压表 V2 的示数与 R1 两端的电压之和应为电源电压。电压表 V1 的示数与电阻 R2 两端的电压之和也为电源电压。根据电源电压相等,结合题意可得出如下等式:10V+I1R111V+I 2R14V+I1R28V+I 2R2化简为R1(I 1

34、I 2)1VR2(I 1I 2)4V将 R12 代入 、,解得:R2820 (2015 秋西城区校级期中)如图所示电路,电源两端电压不变,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P位于 A 点时,电压表 V1 的示数为 6V,电压表 V2 的示数为 10V当滑动变阻器的滑片 P 位于 B 点时,电压表 V1 的示数为 9V,电压表 V2 的示数为 11V则电源两端电压是 12 V。【答案】:12。【解析】:由电路图可知,R 1、R 2 与滑动变阻器串联,电压表 V2 测滑动变阻器和电阻 R2 的电压,电压表 V1 测滑动变阻器和电阻 R1 的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由 I 可

35、得:U10V+I 1R1 11V+I2R1U6V+I 1R2 9V+I2R2得:R1(I 1I 2)1VU10VI 1R1R2(I 1I 2)3VU6VI 1R2由两式相比可得:,由两式相比可得:,解得:U12V。三计算题(共 1 小题)21 (2017长沙)如图甲所示,已知电源电压为 60V 且保持不变,电阻 R1 标有“35V245W”的字样,R 2是一个最大阻值为 70的滑动变阻器,电阻 R3 的额定电流为 7A(不计温度对电阻的影响) 。求:(1)R 1 的阻值;(2)R 1 正常工作 100s 消耗的电能;(3)闭合 S,当 R2 的阻值为 Rm 时,V 1 的示数为 U1,V 2

36、的示数为 U2;当 R2 的阻值为 R0 时,V 1 的示数为 U 1,V 2 的示数为 U 2;已知 U 1 U1,U 2 U2,U 1 U2,求 R3 的阻值;(4)在电路安全的前提下,小天同学用以上器材组成一个如乙图所示的电路:在 R1、R 2 和 R3 中任选两个电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处,组成不同的电路,在同一电路中两个电阻的功率之差如果超过 200W,电路外的检测装置将自动报警,请通过计算和推导,判断哪些电路始终不会导致检测装置报警,哪些电路会导致检测装置报警,并计算报警时 R2 的取值范围。【答案】:(1)R 1 的阻值为 5;(2)R 1 正常工作 100s 消耗的

37、电能为 2.45104J;(3)R 3 的阻值为 10;(4)R 1 和 R3、R 1 和 R2 分别接入电路始终不会导致检测装置报警,R 2 和 R3 分别接入电路会导致检测装置报警,报警时 R2 的取值范围 02 。【解析】:(1)由题知 R1 的额定电压和额定功率,由 P 可得 R1 的阻值:R1 5;(2)由 P 可得 R1 正常工作 100s 消耗的电能:WP 额 t245W 100s2.4510 4J;(3)由图甲知,三个电阻串联,电压表 V1 测 R1 和 R2 的电压,电压表 V2 测 R3 和 R2 的电压,由串联电路特点当 R2 的阻值为 Rm 时:I R1I R3,欧姆定

38、律有: 因为 U1 U2,所以: ,即: 同理,当 R2 的阻值为 R0 时,I R1I R3,因为 U 1 U1,U 2 U2,所以: ,即:得: U226U 20,解得:U 250V,所以:U 1 U2 50V 40V;将 U1、U 2 代入可得:R 32R 125 10;(4)已知 R1 的额定电压 35V,额定功率 245W,由 PUI 可得 R1 正常工作电流:I 17A;变阻器最大值 R270 ;R 310,额定电流 I37A。电阻分别连入电路的“AB”和“CD”处两电阻串联,若将 R1 和 R3 分别接入 AB、CD 间,由串联电路特点和欧姆定律可得电路中电流:I 4A,由 PI

39、 2R 可得:P 3P 1I 2R3I 2R1(4A) 210(4A) 2580W 200W,不会导致检测装置报警;若将 R1 和 R2 分别接入 AB、CD 间,电路中最大电流 II 17A,此时变阻器连入阻值最小,此时 R1 正常工作,即 P1245W,P2U 2I(UU 额 )I(60V35V)7A175W,P1P 2245W175W70W200W,由串联电路特点和欧姆定律以及电功率公式有:R2 的功率:P 2I 2R2( ) 2R2当 R1R 25 时 R2 的功率有最大值, P2 最大 180W,此时 R1 的功率:P 1P 2 最大 180W,两电阻功率差不超过 200W;若将 R2 和 R3 分别接入 AB、CD 间,若连入阻值为 0,功率为 0,则 P3 360W,两电阻功率差大于 200W,检测装置会报警;两电阻功率差不超过 200W,由串联电路特点、欧姆定律和电功率公式有:P3P 2I 2R3I 2R2I 2(R 3R 2)( ) 2(R 3R 2)200W,即:( ) 2(10R 2)200W,解得:R 22 、R 240 (舍去) ,所以报警时变阻器 R2 的取值范围为 02 。