串、并联电路动态变化“递进”突破 -2024-2025学年人教版物理九年级上学期
2024-08-12
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内容正文:
串并联电路动态变化“递进”突破
一、初识串联电路动态变化
根据欧姆定律可知,电路中的电流跟电压成正比,跟电阻成反比。一旦电路中的电阻或电压发生变化,电流就会发生变化。
而在电阻一定的情况下,根据一段电路中电流的变化也可以知道电路两端电压的变化情况。
这就是分析电路变化问题的基本依据。
下面,我们从一道简单的问题入手来分析串联电路的动态变化问题。
例1.如图所示是一个基本的串联电路:电压表测R1两端电压U1,R2两端电压U2,串联电路的电流I。将滑片向右移动,分析电路中各个量的变化情况。
分析:首先要明确电路中一定不会改变的量:电源电压U和定值电阻R1的阻值。再明确引起变化的原因:R2的电阻变大。
因为电源电压对应的是总电阻,所以我们从总电阻的变化入手来逐个分析各个量的变化情况。
(说明一点,为什么要从总电阻的变化入手?这是控制变量的思想。因为我们知道电源电压一定不变,所以要跟电源电压建立联系,电源电压对应的是总电阻。)
具体思路如下:
1.总电阻的变化。滑片右移,R2变大,总电阻R变大。
2.(总)电流的变化。根据欧姆定律I=U/R可知,电源电压一定时,总电阻R变大,所以(总)电流I变小。
3.定值电阻上电压的变化。对定值电阻R1来说,阻值不变,电流变小了,所以根据U=IR可知,电压U1=IR1,I变小了,所以R1两端电压U1也变小了。
(注意:这里也用到了控制变量的思想。为什么先分析定值电阻的电压,就是因为这里只有一个变量I。如果分析R2的话,会有两个变量:R2变大,I变小,两者的乘积如何变化是无法判断的。)
4.可变部分的电压变化。因为电源电压一定,所以U=U1+U2;U1变小了,U2就会变大。
一句话总结:电阻变大,电流变小,分得电压变大,与之串联的电阻分得电压变小。
实战演练一道题:
小郭用如图所示的电路探究“电流与电阻的关系”,电源电压为8V,实验时需要控制电阻R2两端电压为6V不变,改变电阻的大小进行多次实验。某次实验时将定值电阻的阻值由30Ω换为40Ω后,没有调节滑片的位置,闭合开关直接观察电流表和电压表的示数,发现电流表的示数变______;电压表的示数变______。为控制电阻两端的电压保持6V不变,滑动变阻器的滑片应向______(选填“左”或“右”)端移动。
分析:首先确定不变因素是电源电压,当更换R2时,R2的电阻变大,此时由于滑片的位置不变,所以把滑动变阻器R1看作定值电阻。
因此分析出如下结果:
R2变大,电路的总电阻R变大;
根据I=U/R得,I变小;
滑动变阻器R1(看作定值电阻)两端电压U1=IR1,变小;
电阻R2两端电压变大。
这个结果也可以说成:大电阻分大电压;电阻变大,分得的电压变大。
最后一问:“要保持电阻两端电压不变,滑片怎么移动?”这句话怎么理解?因为R2两端的电压变大了,要保持不变就需要让R2的电压变小。那么就要求R1的电压变大,所以根据上面分析可知,需要让R1的电阻变大,这样它分的电压就多了,R2的电压就会变小,才可以保持不变。
因此答案是:电流表的示数变 小 ;电压表的示数变 大 。为控制电阻两端的电压保持6V不变,滑动变阻器的滑片应向 右 (选填“左”或“右”)端移动。
关于串联电路流的动态变化问题,这里先作初步的分析,接下来分析一种变形的问题。总之,解决动态变化问题的主要思想是找准变化原因,看清不变因素,结合欧姆定律分析各个量的变化。
一句话总结:压同流反。(电压与电阻变化相同,电流与电阻变化相反)
二、串联电路动态变化进阶
首先回顾一下串联电路的动态变化问题的一般思路:
1.确定总电阻变化;(一个电阻变大,总电阻就会变大)
2.确定总电流的变化;(电压一定时,电阻越大,电流越小。)
3.判断定值电阻两端电压的变化;(欧姆定律)
4.判断可变电阻两端电压的变化。(U=U1+U2)
也可以考虑用总结的特殊方法记忆:压同流反。电阻变大,电阻两端电压也变大(大电阻分大电压),电流变小。
下面进一步来认识一种混联电路的动态变化问题:先并后串的动态变化问题。
例2.如图所示电路:当滑片向右滑动时,电路中各部分的电压、电流是怎样变化的?
分析:首先要明确的是,这个混联电路的本质是一个串联电路,只是在串联中含有并联的成分。所以要按照串联电路的动态变化思路来分析。
1.总电阻变大。(无论串并联,只要有一个电阻变大,总电阻就变大)
2.总电流 I变小。(I=U/R总)
3.定值电阻R2电压变小。依据:U2=IR2(说明一下:R1虽然也是定值电阻,但是它和滑动变阻器并联在一起,是一个可变的部分,所以要后判断。)
4.可变部分电压U1变大。依据:U=U1+U2
5.可变部分中定值电阻R1的电流变大。依据:I1=U1/R1(说明一下:为什么要先判断R1?这里还是用到控制变量的思想。如果判断R2的话,有两个变量,没法判断。)
6.滑动变阻器的电流I2变小。依据:I=I1+I2。干路电流变小了,支路电流I1变大了,所以另一个支路电流I2变小了。
总结上面的问题也可以看出:
并联部分作为整体,电阻变大,所以这部分的电压变大,电流变小,可以用“压同流反”来判断。
而在具体判断过程中要注意,要判断的对象应该是只有一个变量的才容易判断。
三、初识并联电路动态变化
并联电路的动态变化问题相对来说比较简单。首先要明确并联电路的几个特点:
1.并联电路各支路电压都相等且等于电源电压;
2.并联电路各支路互不影响;
3.并联电路中有一个支路电阻变大,总电阻会变大。
下面通过一个具体的问题来分析并联电路的动态变化问题。
例3.如图所示的电路中,R1和R2并联,当滑片向右滑动时,分析各个电表的示数变化情况。
首先要明确变化的原因:滑片右移,滑动变阻器R2的电阻变大;
其次,根据并联电路电压特点可知:各支路电压都等于电源电压,都没变。
由此可以判断出如下结论:
(1)总电阻变大,所以总电流变小;
(2)R2所在支路的电阻变大,电压不变,所以该支路电流变小;
(3)R1所在支路的电阻不变,电压不变,所以该支路电流不变;
(4)还可以从另一个角度判断出总电流变小,即:R1电流I1不变,R2电流I2变小。所以干路电流I=I1+I2,是变小的。
所以结论是:A1示数不变;A2示数变小;A示数变小;V示数不变。
可以总结出如下规律:两反两不变。
两反:电阻变大(小),本支路电流变小(大),总电流变小(大);
两不变:电压不变;其他支路不变。
再来分析一个由于开关通断引起电路变化的问题。
例4.如图所示,两个开关原来都是闭合的,如果断开S2,则各电表的示数怎样变化?
分析:断开一个支路的开关,相当于这个支路的电阻变大。因此,A2示数变小,A1示数不变,A示数变小,V示数不变。
当然,实际情况是S2断开后,该支路断开,A2电流变为0,R1所在支路不受影响,所以A1示数不变,A示数变小,V示数不变。
最后再强调一下,并联电路的变化问题基本思路:
并联电路各支路互不影响;
哪个支路电阻变化,该支路电流变化;
干路电流随变化的支路而变化。
电压保持不变。
四、并联电路动态变化进阶
回顾并联电路动态变化的一般思路:
1.并联电路各支路电压都相等且等于电源电压,故电压不变。
2.并联电路各支路互不影响。故哪个支路电阻发生变化,这个支路的电流发生变化,其他支路不变。干路电流随变化支路的变化而变化。
①支路电流和干路电流的变化与电阻变化相反;
②其他支路电流和电压不变。
这里利用串并联电路动态变化的基本规律分析一种混联电路的动态变化问题:“先串后并”电路的变化问题。
例5.如图所示的电路,当滑片向右移动时,电路中各部分电流、电压如何变化?
分析:这个电路的本质是并联电路,但是并联中含有串联的成分。所以先利用并联电路的一般思路解释总体的变化,对含有串联成分的支路再利用串联电路的思路解决。
1.各支路电压不变。即R1的电压不变;R和R2的电压之和不变。
2.滑片右移时,R所在的支路电阻变大,所以该支路电流变小,干路电流也变小。R1的电流不变。
3.对R所在支路来说按照串联电路的变化来看:R变大,所以R两端的电压变大;R2两端的电压变小。(大电阻分大电压)
从以上可以看到,混联电路问题解决的关键还是要掌握控制变量的思想,要把找到有唯一变量的元件作为问题的切入点。
【真题演练】
1.(2024年福建省中考题)20.如图所示电路,电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,电压表V1的示数______,电压表V2的示数与电流表A的示数之比______。(均填变化情况)
【答案】①变大;②不变
【解析】分析电路可知,R和Rt串联,电压表V1测Rt电压,电压表V2测R的电压,电流表测电路电流。当热敏电阻Rt的温度降低时,Rt阻值变大,根据串联分压原理,电压表V1的示数变大;根据,电压表V2的示数与电流表A的示数之比即为R的阻值,所以电压表V2的示数与电流表A的示数之比不变。
2.(2024年宁夏回族自治区中考题)9.某科技创新小组设计的体重计电路原理图如图所示,其中R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,是定值电阻,电源电压保持3V不变。闭合开关S,当平板受到的压力增大时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数减小 B.电压表示数减小
C.电压表示数与电流表示数的比值增大 D.电路消耗的总功率增大
选择理由:___________
【答案】①D;②见解析
【解析】AD.R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,所以当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,当电源电压一定时,由欧姆定律表达式可知,电路中电流增大,由P=UI可得电路中的总功率增大,故A错误,D正确;
B.当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,由串联分压特点可知,R两端电压减小,R0两端电压增大,由于电压表测量R0两端电压,所以电压表示数增大,故B错误;
C.由于电压表测量R0两端电压,电流表测量通过R0的电流,所以电压表示数与电流表示数的比值为R0的阻值,由于R0的阻值不变,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故C错误。
故选D
R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,所以当平板受到的压力增大时,R的阻值减小,电路中的总电阻减小,当电源电压一定时,由可知,电路中电流增大,由P=UI可得电路中的总功率增大,故选D。
3.(2024年重庆市中考题A卷)5.如图所示电路,电源电压保持不变,L1和L2是两个相同的小灯泡。先闭合开关S1,记录两电表示数;再闭合开关S2,电流表和电压表的示数变化情况是( )
A.电流表示数减小,电压表示数减小 B.电流表示数增大,电压表示数减小
C.电流表示数增大,电压表示数不变 D.电流表示数不变,电压表示数不变
【答案】C
【解析】由图可知,L1和L2并联,开关S1为干路开关,S2为L1的支路开关,电流表测量干路电流,电压表测量电源电压。先闭合开关S1,只有L2工作,再闭合开关S2,L1和L2同时工作。根据并联电路电流规律可知,闭合S2后,L1和L2并联工作,干路电流变大,即电流表示数变大,电压表测量电源电压,示数不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2024年云南省初中学业水平考题)6.如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S、S1和S2,灯L1、L2都正常发光,下列说法正确的是( )
A.电流表A2测通过灯L2的电流 B.电流表A1和A2示数相等
C.断开S2,电流表A2示数变小 D.断开S2,灯L1变暗
【答案】C
【解析】AB.电路为并联电路,电流表A1与L1串联,所以测量L1所在支路的电流,电流表A2接在干路上,测量总电流,并联电路总电流等于支路电流之和,所以电流表A1的示数小于A2的示数,故AB错误;
CD.断开S2,电路为只有L1的简单电路,并联电路各支路互不影响,所以灯L1所在支路电流不变,灯亮度不变,电流表A2示数等于电流表A1的示数,所以电流表A2示数变小,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2024年四川省凉山州中考题)10.(2分)学校物理兴趣小组的同学参观水文站后,设计了如图所示监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。闭合开关S,随着水流速度的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表测量定值电阻R1两端的电压 B.当滑片P向下运动时,R1消耗的电功率变小
C.当河水流速变大时,电压表示数变大 D.当电流表示数变小时,河水流速变大
【答案】B
【解析】AB.由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压,故A错误;
当滑片向下运动时,R2接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的电流变小,由P=I2R可知,R1消耗的电功率变小,故B正确;
CD.当河水流速变大时,探头上表面所受河水流速大于下表面河水流速,则上表面所受河水压强小于下表面所受河水的压强,探头向上运动,带动滑处P向上移动,R2接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电源电压一定时,电路中的电流变大,根据U=IR可知,R1两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压变小,即电压表示数变小,故C错误。
同理可知,当电流表示数变小时,河水流速变小,故D错误。
故选:B。
6.(2024年四川省广元市初中学业水平考题)11.小文设计并连接了如图的电路,电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S,保证电路安全的前提下,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中( )
A.滑动变阻器接入电路的电阻变大,灯泡变暗 B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.可以将滑动变阻器滑片滑到最左端
【答案】C
【解析】A.如图所示,滑动变阻器和灯泡并联,滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中,滑动变阻器的电阻在减小,滑动变阻器所在支路的电流变大,因为并联,小灯泡的电流、电压都不变,灯泡亮度不变,故A错误;
B.滑动变阻器和灯泡并联,电压表测电源电压,则电压表示数始终不变,滑动变阻器的电阻在减小,滑动变阻器所在支路的电流变大,则总电流变大,故B错误;
C.电压表示数始终不变,总电流变大,电流表示数变大,电压表示数与电流表示数的比值变小,故C正确;
D.将滑动变阻器滑片滑到最左端,会造成电路短路,所以不能将滑动变阻器滑片滑到最左端,故D错误。
故选C。
7.(2024年陕西省初中学业水平考题A卷)8.如图,电源电压不变。闭合开关S1和S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表有示数。下列分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.若断开开关S2,电流表示数会变小
C.若小灯泡L1比L2亮,原因是小灯泡L1两端的电压比L2两端的电压大
D.若只闭合开关S2,电路中只有小灯泡L2发光
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据实物图可知,电流有两条路径回到电源负极,可知小灯泡L1和L2并联,故A错误;
B.根据实物图可知,由于小灯泡L1和L2并联,电流表测干路的电流,若断开开关S2,小灯泡L2所在的这条支路的电流为0,则电流表示数会变小,故B正确;
C.根据实物图可知,小灯泡L1和L2并联,所以小灯泡L1和L2两端的电压相等,故C错误;
D.根据实物图可知,开关S2控制小灯泡L2所在的支路,所以只闭合开关S2,电路断路,两个灯泡都不亮,故D错误。
故选B。
8.(2024年山东省枣庄市中考题)11.如图所示是一款电子握力计电路原理图,M、N均为金属板,N固定不动,当握力F增大时,则( )
A.滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B.电压表示数增大
C.电阻R的功率一定减小 D.电阻R0的功率增大
【答案】B
【解析】ABD.如图所示,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,当握力F增大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电压表示数增大,电路中的总电阻增大,电路中的电流减小,由
P=I2R
知电阻R0的功率减小,故AD错误,B正确;
C.当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值相同时,电阻R的功率最大,当握力F增大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,当定值电阻R0和滑动变阻器R阻值大小关系不确定,故电阻R的功率不一定减小,故C错误。
故选B。
9.(2024年山东省临沂市初中学业水平考题)18.闭合如图所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中( )
A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变
C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变小
【答案】B
【解析】C.由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过灯泡的电流;因电源的电压不变,所以滑片移动时,电压表的示数不变,故C错误;
AB.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过灯泡的电流和灯泡的实际功率不变,则灯泡的亮暗不变,故A错误,B正确;
D.将滑动变阻器滑片向左移动,变阻器接入电路的电阻变小,由可知,通过滑动变阻中的电流变大,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,由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D错误。
故选B。
10.(2024年山东省菏泽市初中学业水平考题)12.如图所示,电源电压恒定。下列说法正确的是( )
A.只闭合S1,电阻R与灯泡L并联 B.只闭合S1,电压表测量电阻R两端电压
C.先闭合S1,再闭合S2,灯泡L亮度变大 D先闭合S1,再闭合S2,电流表示数变大
【答案】C
【解析】AB.只闭合,电路依次经过电阻R与灯泡L回到负极,电阻R与灯泡L串联,电压表并联在电源两端,测电源电压,故AB错误;
CD.先闭合,电阻R与灯泡L串联,电流表测电路电流,有示数,再闭合,电阻R与电流表被短路,则电流表无示数,所以电流表示数变小,总电阻变小,根据,电路中电流变大,则灯泡L亮度变大,故C正确,D错误。
故选C。
11.(2024年山东省滨州市初中学业水平考题)10.如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数变小 B.电流表A1与电流表A2的示数相等
C.电流表的示数变大 D.电压表V与电流表A1示数的比值变大
【答案】C
【解析】ABC.由图得,闭合开关S,R、R0并联,电流表A2测量R0电流,电流表A1测量干路电流,所以电流表A1的示数大于电流表A2的示数,电压表测量电源电压,则R0、R电压等于电源电压。滑动变阻器滑片P从最上端向中点移动过程中,R接入电路中电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,则电压表示数不变,由欧姆定律得,R电流变大,电路总电流变大,则电流表A1示数变大,A2示数不变,故AB错误,C正确;
D.由于电压表V的示数不变,电流表示数变大,则电压表V的示数与电流表示数的比值变小,故D错误。
故选C。
12.(2024年江苏省连云港市中考题)10.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中( )
A.电流表示数变小,灯变暗 B.电流表示数变大,灯变亮
C.电压表示数不变,灯亮度不变 D.电压表示数变小,灯亮度变亮
【答案】A
【解析】由图可知滑动变阻器与灯泡串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流;将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,根据知,电源电压不变,电路中的总电阻变大,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;串联电路电流处处相等,通过小灯泡的电流也减小,故又根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,电压表的示数变小,而P=UI且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,故灯泡的实际功率变小,灯泡变暗。
故选A。
13.(2024年湖北武汉市中考题)9.如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,杠杆的右端是滑动变阻器的滑片,杠杆左端固定着一个浮子,油箱内油量变化时,滑片就在电阻片R两端之间滑动。下列说法错误的是( )
A.定值电阻R0和滑动变阻器是串联的 B.油量减少时,滑动变阻器接入电路的电阻变大
C.油量增加时,电流表示数变大 D.油箱中没有油时,电流表示数为零
【答案】D
【解析】A.如图所示,定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中电流,故A正确,不符合题意;
B.当油箱中的油量减少时,浮子向下运动,滑杆会向上运动,变阻器接入电路中电阻增大,故B正确,不符合题意;
C.当油箱中的油量增加时,浮子向上运动,滑杆会向下运动,变阻器接入电路中电阻变小,由欧姆定律得,电路中电流变大,故C正确,不符合题意;
D.油箱中没有油时,滑片在最上端,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时R0与R串联,电路中电阻最大,电流最小,但不为0,电流表有示数,故D错误,符合题意。
故选D。
14.(2024年黑龙江省绥化市初中学业题)8.如图所示电路中,R0是定值电阻,R1是阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,关于两个电表示数的说法中,正确的是( )
A.电压表和电流表的示数都增大 B.电压表和电流表示数的比值增大
C.电流表示数减小,电压表示数增大 D.电流表示数增大,电压表示数减小
【答案】D
【解析】ACD.分析电路可知,R0、R1联,电压表测R1电压,电流表测电路电流。闭合开关S,逐渐增大光敏电阻的光照强度,则R1阻值变小,则总电阻变小,根据可知电流表示数增大,根据U=IR可知R0电压增大,根据串联分压规律,则电压表示数减小,故AC错误,D正确;
B.根据,电压表和电流表示数的比值即为R1阻值,所以电压表和电流表示数的比值减小,故B错误。
故选D。
15.(2024年黑龙江省牡丹江市初中学业水平考题)14.如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,电表示数的变化情况是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大 B.电流表示数不变,电压表示数不变
C.电流表示数变大,电压表示数不变 D.电流表示数变小,电压表示数变大
【答案】C
【解析】由图可知,电路为并联电路,电流表测干路电流,电压表测电源电压。滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,根据可知,通过滑动变阻器电流变大,则干路电流增大,即电流表示数变大;由于电压表测电源电压,故电压表示数不变。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
16.(2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题)10.天然气是一种清洁能源,方便居民使用的同时,存在着泄漏的安全隐患。物理兴趣小组在老师的指导下设计了天然气泄漏检测电路,如图电源电压恒定不变,为定值电阻,R为气敏电阻。R阻值随天然气浓度的增大而减小,则天然气( )
A.浓度增大,电流表示数变小 B.浓度增大,电压表示数变小
C.浓度减小,电流表示数变大 D.浓度减小,电压表示数变小
【答案】D
【解析】由图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB.天然气浓度增大时,R阻值减小,电路中的总电阻变小,由可知,电路中的电流增大,即电流表示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB不符合题意;
CD.天然气浓度减小时,R阻值增大,电路中的总电阻变大,由可知,电路中的电流变小,即电流表示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,即电压表示数变小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
17.(2024年黑龙江省大庆市中考题)10.如图所示的电路中,电源电压恒定。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V读数与电流表A1读数的比值变大 B.电流表A2读数与电流表A1读数的差值变大
C.电流表A2读数变小,电压表V读数变大 D.电压表V读数与电流表A2读数的比值变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电压表V读数与电流表A1读数的比值为R2电阻,R2电阻变大,故A正确;
B.电流表A1读数与电流表A2读数的差为R1电流,R1电阻、电压不变,电流也不变,B错误;
CD.电阻R1与R2并联,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中电阻R2变大,电流表A2变小,电压表V示数不变;电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故CD错误。
故选A。
18.(2024年广东省广州市初中学业水平考题)9.如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时( )
A.电压表的示数越大 B.电压表的示数越小
C.电流表的示数越大 D.电流表的示数越小
【答案】A
【解析】由题图可知,两电阻串联,电流表测的是电路电流,电压表测的是变阻器滑片P上部分的两端电压。闭合开关S,车辆总质量越大时,滑片P向下滑动,变阻器连入电路的电阻不变,电路的总电阻不变,根据欧姆定律,电路电流不变,因此电流表示数不变;跟电压表并联的那部分电阻变大,根据欧姆定律,跟电压表并联的那部分电阻的两端电压变大,电压表示数变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
19.(2024年甘肃省兰州市中考题)8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.滑动变阻器R2消耗的功率变大 B.电流表A的示数变小
C.电压表V的示数变大 D.电压表V与电流表A的示数之比变大
【答案】A
【解析】由电路图可知,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表测量滑动变阻器的电流,电压表测量电源电压;
AB.将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向左移动到中点的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,所以通过滑动变阻器的电流变大,即电流表示数变大,由于定值电阻和滑动变阻器并联,所以滑动变阻器两端电压不变,根据P=UI可知,滑动变阻器R2消耗的功率变大,故A正确,B错误;
C.电压表测量电源电压,电源电压不变,则电压表示数不变,故C错误;
D.电压表V与电流表A的示数之比等于滑动变阻器连入电路的阻值,由于滑动变阻器连入电路的电阻变小,所以电压表V与电流表A的示数之比变小,故D错误。
故选A。
20.(2024年江西省中考题)13.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合,将滑片P向右移动,关于电流表和电压表示数变化情况,以下说法正确的是( )
A.电流表示数变小 B.电流表示数变大
C.电压表示数变小 D.电压表示数变大
【答案】AD
【解析】由电路图可知,R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路中的电流。
AB.当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,即电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故A正确,B错误;
CD.R0与滑动变阻器串联, 当滑动变阻器滑片P向右移动时,电路中的电流变小,因R0为定值电阻,据U=IR,得R0两端电压减小,因电源电压不变,故滑动变阻器电压增加。故C错误,D正确。
故选AD。
21.(2024年山东省聊城市初中学业水平考题)13.小慧乘坐公交车时发现,加速前行时乘客上身向后仰,减速前行时乘客上身向前倾,她受此启发设计了一款可显示物体相对运动方向的装置。装置中滑片P与物体M可一起移动,当物体M相对导轨向后移动时,电表示数增大;当物体M相对导轨向前移动时,电表示数减小。下列电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A.图中电压表测的是滑动变阻器滑片P右侧电阻丝的电压,滑片P与物体M向前移时,滑片P右侧电阻丝电阻变小,电压表示数变小,滑片P与物体M向后移时,滑片P右侧电阻丝电阻变大,电压表示数变大,故A符合题意;
B.图中电压表测的是滑动变阻器滑片P左侧电阻丝的电压,滑片P与物体M向前移时,滑片P左侧电阻丝电阻变大,电压表示数变大,滑片P与物体M向后移时,滑片P左侧电阻丝电阻变小,电压表示数变小,故B不符合题意;
C.图中电流表与滑动变阻器滑片P右侧电阻丝串联接入电路,滑片P与物体M向前移时,滑片P右侧电阻丝电阻变小,电流表示数变大,滑片P与物体M向后移时,滑片P右侧电阻丝电阻变大,电流表示数变小,故C不符合题意;
D.图中电流表与滑动变阻器滑片P左侧电阻丝串联接入电路,滑片P与物体M向前移时,滑片P左侧电阻丝电阻变大,电流表示数变小,滑片P与物体M向后移时,滑片P左侧电阻丝电阻变小,电流表示数变大,故D符合题意。
故选AD。
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