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专题05 动态电路分析
1.(24-25九年级上·内蒙古赤峰·期末)如图甲,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的( )
A.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω B.电源电压为4V
C.滑片P处于中点时,电压表的示数为3V D.定值电阻R0为20Ω
【答案】C
【详解】ABD.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。当滑片位于最左端时,电路电流最大,根据图乙可知Imax=0.6A,电源电压U=ImaxR0=0.6A×R0①
当滑片位于最右端时,变阻器连入电路的电阻最大,由电阻的串联可知电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中电流最小,由串联分压可知电压表示数最大,根据图乙可知Imin=0.2A,UR=4V,电源电压U=UR+IminR0=4V+0.2A×R0②
由①②可得R0=10Ω,U=6V,滑动变阻器的最大阻值,故ABD错误;
C.滑片P在中点时,电路中电流
滑片P处于中点时,电压表的示数为
故C正确。
故选C。
2.(24-25九年级上·天津)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关系图象 B.电源电压为18V
C.R1的阻值是30Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
【答案】B
【详解】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.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路的总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,由图像可知,A为滑动变阻器R2的I-U关系图像,B为电阻R1的I-U图像,故A错误;
BCD.当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,由图像可知,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,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压U=U1+U2=14V+4V=18V
定值电阻R1的阻值为
滑动变阻器的最大阻值
故B正确,CD错误。
故选B。
3.(24-25九年级上·广东广州·期末)气敏电阻需要用电阻丝加热到一定温度才工作,某气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图1,气敏元件接入电路如图2,图2可视作两个独立的回路如图3,当气体浓度增大时( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变大
C.电压表示数变小 D.电流表示数变小
【答案】C
【详解】由图1知气敏电阻阻值随气体浓度的增加而增大。
AC.图3乙中气敏电阻和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压。当气体浓度增大时,气敏电阻的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律知电路中的电流变小,由U=IR知定值电阻两端的电压变小,电压表的示数变小,故A不符合题意,C符合题意;
BD.图3甲中只有一个定值电阻和电流表串联。当气体浓度增大时,定值电阻的阻值不变,电路的总电阻不变,由欧姆定律知电路中的电流不变,电流表的示数不变,故BD不符合题意。
故选C。
4.(24-25九年级上·江西赣州)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A1测通过灯L1的电流 B.电流表A2测通过灯L2的电流
C.电流表A1和A2示数相等 D.断开S2,电流表A1示数变小
【答案】A
【详解】ABC.由图可知,当开关S、S1和S2都闭合时,灯L1、L2并联,电流表A2在干路上测干路电流,电流表A1和灯L1串联,测通过灯L1的电流,由并联电路电流规律可得
,故A正确,BC错误;
D.并联电路中,各支路用电器工作互不影响,当断开S2,灯泡L2不接入电路,不发光,但L1所在支路正常,电流表A1示数不变,A2示数变小,故D错误。
故选A。
5.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡L上标有“2V,1W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“20Ω,1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S。在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A.电路中最大电流为0.6A B.电路的最大功率为2.25W
C.电压表示数变化范围为0.5~2V D.滑动变阻器阻值变化范围为0~20Ω
【答案】C
【详解】如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测电路中电流。
A.小灯泡的字样“”,小灯泡的额定电流,,所以电路中的最大电流为,故A错误;
B.根据可知,当电压一定时,电流越大,电路中的电功率越大,当电路中的电流为时,电路中的最大功率,故B错误;
CD.小灯泡L的字样“”,根据得小灯泡的电阻
由小灯泡字样“”,小灯泡的额定电压小于,所以电压表的最大示数为时,滑动变阻器接入阻值最小,此时滑动变阻器两端的电压
通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器接入电路中的阻值
当滑片P移到最大阻值端时,电路中的总电阻
电路中的电流
此时通过小灯泡的电流最小,小灯泡两端的电压最小,最小电压
所以电压表示数的变化范围是,滑动变阻器阻值的变化范围是,故C正确,D错误。
故选C。
6.(24-25九年级上·安徽芜湖·期末)如图甲所示为小光研究滑动变阻器的电功率变化规律的电路图,为定值电阻,电源两端的电压保持不变。闭合开关后,在调节滑动变阻器的滑动头从a端滑到b端的过程中,记录了若干组通过的电流与其两端电压的数据,并在分析实验数据后画出了的电功率P随其两端电压U变化关系的图象,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.的阻值为 B.的最大阻值为
C.电源两端的电压为 D.该电路的最大电功率为
【答案】D
【详解】AC.由图甲可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压,由图乙可知,变阻器两端电压U2=3V,变阻器消耗的功率为P2=0.9W,根据P=UI可得此时电路电流
根据串联电路电压规律以及欧姆定律有①
由图甲可知,当滑片P至b端时,R2全部接入电路,由图乙可知,此时变阻器的功率为P2'=0.5W,U2'=5V,此时变阻器接入电路的电阻为其最大值,根据P=UI可得此时电路电流
根据串联电路电压规律以及欧姆定律有②
联立①②可得:R1=10Ω,电源电压U=6V
故AC错误;
B.滑动变阻器R2的最大阻值
故B错误;
D.当滑动变阻器的片在a端时,电路中只有R1,此时电路中总电阻最小,功率最大
故D正确。
故选D。
7.(24-25九年级上·重庆奉节·期末)如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示,下列分析正确的是( )
A.电源电压是8V
B.灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C.移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D.移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表V1测L两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于最右端时,此时电路中的电流最小,则此时灯泡两端的电压最小,电压随着电流变大的图线是电流表示数与电压表V1示数的关系图像,电压随着电流减小的图线是电流表示数与电压表V2示数的关系图像。此时电路电流为0.2A,L两端电压为1V,滑动变阻器两端电压为8V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压
故A错误;
B.根据题意可知,灯泡正常发光,此时电路电流为0.8A,由图2可知,滑动变阻器两端电压为3V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡正常发光时的电压
则正常发光时的功率
故B错误;
C.电压表V1测L两端电压,由图2可知,L两端最小电压为1V,正常发光电压(最大电压)为6V,电压表V1示数的变化范围是1~6V,故C错误;
D.由图2可知U滑大=8V时,通过的电流I小=0.2A,由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大电阻
当滑动变阻器两端的最小电压U滑小=3V时,通过的电流I大=0.8A,则滑动变阻器接入电路的最小电阻
因此滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω,故D正确。
故选D。
9.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期末)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V,1.25W”字样,滑动变阻器R0标有“30Ω,1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V。当闭合开关S2、S3,断开S、S1时,电流表示数为1.8A;当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,此时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电源电压为14.4V
B.当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,电流表示数变化范围为0.3~0.5A
C.S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,电路中的最大电流与最小电流之比为8:7
D.在保证电路安全的情况下,任意断开闭合开关,电路消耗的最大功率为50.4W
【答案】D
【详解】A. 开关S2、S3闭合,S、S1断开时,电路中只有R1接入电路,电流表测流过R1的电流,则U=I1R1=1.8A×R1﹣﹣﹣﹣﹣①
当闭合开关S、S3,断开S1、S2,电路中L、R0和R1串联接入电路,电流表测该电路中的电流,电压表测小灯泡L两端电压,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,灯泡恰好正常发光,R0连入的电阻减小了9Ω,串联电路各处电流相等,此时电路电流,小灯泡的电阻,此时电源电压U=UL+U0+U1=UL+IL(R0﹣9Ω)+ILR1,即U=2.5V+0.5A×(30Ω﹣9Ω)+0.5A×R1﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解方程可得R1=10Ω,U=18V,故A错误;
B. 当闭合开关S、S3,断开S1、S2,电路中L、R0和R1串联接入电路,电流表测该电路中的电流,电压表测小灯泡L两端电压;串联电路各处电流相等,根据题意可知电路允许通过的最大电流为0.5A,根据串联电路电阻规律可知滑动变阻器接入电路最大阻值时通过电路的电流最小,根据欧姆定律可得通过电路的最小电流。所以L、R0和R1串联时,电路中电流的变化范围为0.4~0.5A,故B错误;
C. S断开,其余开关均闭合时,R0和R1并联接入电路,电流表测干路电流;与闭合开关S2、S3,断开S、S1相比,R1两端的电压不变,其阻值不变,由欧姆定律可知通过R1的电流不变,即此时通过R1的电流仍然为1.8A;由题知,变阻器允许通过的最大电流为1A,所以当通过变阻器的电流最大为1A时,总电流最大,电路总功率最大,则干路中的最大电流I大=I滑大+I1=1A+1.8A=2.8A<3A,电路消耗的最大功率P大=UI大=18V×2.8A=50.4W,当R0全部接入电路时,电路消耗的功率最小,最小功率,电路消耗的最大功率与最小功率之比P大:P小=50.4W:43.2W=7:6,结合P=UI可知电路中的最大电流与最小电流之比为7:6,故C错误;
D. 任意断开闭合开关,在保证电路安全的情况下,干路中的电流最大时,电路消耗的功率最大,由图知,当所有开关都闭合时,灯泡L、变阻器R0、定值电阻R1并联,但灯泡的额定电压远小于电源电压,根据并联电路的电压特点可知此时灯泡会被烧坏,所以这种情况不可能;由B项解答可知,在保证电路安全的情况下,变阻器R0和定值电阻R1并联时,干路中的最大电流2.8A,则电路消耗的最大功率为50.4W,故D正确。
故选:D。
10.(24-25九年级上·福建泉州·期末)如图甲,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。则( )
A.电源电压为18V B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω D.电路总功率的变化范围为8~12W
【答案】B
【详解】由电路图可知,闭合开关S,灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,电压表V1测L与R0两端的电压之和,电压表V2测R0两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由电压表V1的示数大于电压表V2的示数可知,图乙中左侧图像为电流表示数与电压表V2示数的关系图线、右侧图像为电流表示数与电压表V1示数的关系图线,当滑片位于最左端时,变阻器接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,小灯泡恰好正常发光,此时电路的总功率最大,电压表V1测电源两端的电压,由图乙可知,电路中的最大电流I大=1A,电压表V2的示数U0=6V,电压表V1的示数为12V,即电源的电压U=12V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时灯泡两端的电压UL=U﹣U0=12V﹣6V=6V
则灯泡的额定功率PL=ULI大=6V×1A=6W
电路的最大总功率P大=UI大=12V×1A=12W
(2)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电路的总功率最小,由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.5A,电压表V1的示数UV1=5V,此时滑动变阻器两端的电压UR=U﹣UV1=12V﹣5V=7V
由欧姆定律可得,滑动变阻器的最大阻值
电路的最小总功率P小=UI小=12V×0.5A=6W
所以,电路总功率的变化范围是6W~12W。
综上所述,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.(24-25九年级上·河北邢台·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向上移动时,电压表的示数 ,电路的总功率 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路的电流,电压表测量电源的电压。闭合开关S,当滑片P向上移动时,电源电压不变,则电压表示数不变;滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,即通过灯泡的电流变大,根据可知,电路的总功率变大。
12.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)小明用电压表改装成了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为 Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为 V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是 Ω。
【答案】(1)变小
(2) 10 3
(3)15
【详解】(1)根据题图可知指针OP向右旋转时电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知电路中电流变小,电流表的示数变小。
(2)[1][2]将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;电源电压U=IR0=0.6A×R0
保持R0接入电路阻值不变,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,调节θ为60°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之一,故
电流表示数为0.4A;电源电压U=I(R0+R')=0.4A×(R0+5Ω)
解得R0=10Ω,U=6V;当调节θ为120°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之二,故
此时两个电阻大小相等,分得的电压相等,均为电源电压的一半,故电压表的示数为3V。
(3)θ为180°时电压表示数最大,R''=15Ω;根据串联分压规律知R'0∶R''=(U-U'V)∶U'V,即R'0∶15Ω=(6V-3V)∶3V
解得R'0=15Ω。
13.(24-25九年级上·湖南永州·期末)如图所示,某创新小组设计了一个测量中学生身高的测量仪。定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为21V,均匀电阻丝R2上标有“100Ω 1A”字样,其每1cm长度的电阻丝阻值为1Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当测量者身高变高时,电流表的示数将 ;
(2)测量时电流表的示数为1.2A,则电压表示数为 V;
(3)若R2最下端离地面为110cm,小组同学发现,在保证各元件安全的前提下,该仪器测量的范围有限,为了让测量的最大值刚刚到能测量出190cm的身高,聪明的组员想到在原有的电路设计上,只需更换定值电阻R1,就可以达到目的,则R1应该更换为 Ω的电阻。
【答案】(1)变小 (2)9 (3)32
【详解】(1)由电路图可知,该电路是串联电路,电压表测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中的电流,被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的总电阻变大,电流变小,即电流表的示数将变小。
(2)测量时电流表的示数为1.2A,电路中的总电阻为
滑动变阻器接入的阻值为
则电压表示数为
(3)R2接入电路的最大长度为
R2接入电路的最大阻值为
此时电压表实数达到最大值
则电路中的最小电流为
此时R1的最大阻值为
即R1应该更换为32Ω的电阻。
14.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)图甲是小华设计的天然气浓度测试仪,电源电压U恒为4.5V,R为定值电阻,电压表量程为0~3V,将电压表作为气体浓度的显示装置.气敏电阻Rx阻值与气体浓度的关系如图乙所示。当气体浓度增加时,Rx的阻值将 ,电压表的示数会 (选填“增大” “减小”或“不变”)。要求将电压表示数为1.5V处标为气体浓度0.5%,电阻R的阻值应为 Ω。若长时间使用后,电源电压降低,则测量结果 (选填“大于”、“小于”或“等于”)实际的气体浓度。
【答案】 减小 增大 10 小于
【详解】[1][2]根据图乙可知,当气体浓度增加时,Rx的阻值将减小,R与Rx串联,电压表测量的是定值电阻R两端的电压,因为电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,由可知,R两端的电压增大,电压表的示数会增大。
[3]要求将电压表示数为1.5V处标为气体浓度0.5%,此时,它两端的电压为
电路中的电流为
定值电阻的阻值为
[4]若长时间使用后,电源电压降低,天然气的浓度相同时,此时电路中的电流会偏小,由可知,R两端的电压减小,则测量结果会小于实际的气体浓度。
15.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图所示电路,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”的字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片位置,使灯L1正常发光时,滑动变阻器的电功率为P1;用标有“12V 6W”字样的灯L2替换灯L1为让灯L2正常发光,滑动变阻器滑片P应 (选填“向右端移动”、“向左端移动”或“不移动”),若灯L2正常发光时滑动变阻器的电功率为P2,则P1、P2相差 W。
【答案】 向左端移动 3
【详解】[1]两次实验中,电源电压保持不变,灯L1正常工作时电压为6V,灯L2正常工作电压为12V,则根据串联分压规律,滑动变阻器分到的电压要变少,故灯L2替换灯L1时,滑片要往左端移动。
[2]根据公式可求出灯L1的电阻
同理可求出灯L2的电阻
由题意可知,当两灯正常发光时电路中电流相等,即额定电流,
又由于电压不变,根据欧姆定律可知两次电阻相等,即
可得
由于灯泡L1、L2正常工作时,电流都相等,即滑动变阻器的电流也为0.5A,所以由可知:
16.(24-25九年级上·陕西西安·期末)将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路,其中电源具有6V和另一电压未知的挡位,电流表量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为 A.将电源调到电压未知的挡位,只闭合开关S和S2,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,电流表示数变化了0.2A,R1的最大阻值为 Ω。保障电路安全,只闭合开关S和S1,通过调节滑动变阻器及电源电压,电路的最大功率和最小功率之差为 W。
【答案】 0.5 40 1.95
【详解】[1]由题意已知,小灯泡L的额定电压和额定功率,根据公式可知,小灯泡的额定电流为
[2]根据公式可知,小灯泡的电阻为
只闭合开关S和S2时,L和R1串联,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,此时电路中的电流为0.5A,则电源电压为……①
移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,通过电流减小,电流表示数变化了0.2A,即此时电路中的电流为
则电源电压为……②
由①②可得,R1=40Ω,U=4.5V。
[3]只闭合开关S和S1时,R1和R2串联,根据公式可知,电阻越小,电路的总功率越大,则当电压为6V时,滑片移至最左端,此时电路中只有R2,则电路的最大功率为
当电源电压为另一挡位4.5V时,电压表示数为最大3V时,滑动变阻器接入阻值最大,电路中的电流最小,此时R2两端的电压为
根据公式可知,电路中最小电流为
根据公式可知,电路的最小功率为
则电路的最大功率和最小功率之差为
15.(24-25九年级上·四川成都·期末)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电子身高测量仪,已知定值电阻,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“”,电流表量程为“”电压表量程为“”,b点距离水平地面高度为1.4m,R2阻值与其电阻丝长度L关系如图乙所示。求:
(1)闭合开关S,当电流表示数时,被测者的身高;
(2)为了保证电路中各元件安全工作,该小组设计的电路中滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【详解】(1)由图甲可知,闭合开关S,R1、R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端电压,电流表测电路中的电流;当电流表示数I=0.3A时,总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得R2的接入电阻R′2=R-R1=15Ω-6Ω=9Ω
由图乙可知滑动变阻器R2接入电路的电阻长度为0.3m,则被测者的身高为h=hb+L′=1.4m+0.3m=1.7m
(2)根据R2的规格为“15Ω 0.5A”可知R2允许通过的最大电流为0.5A、电流表量程为0~0.6A,为了保证电路中各元件安全工作,电路中的最大电流为Imax=0.5A,此时的总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得滑动变阻器接入电路的最小电阻R2小=R总-R1=9Ω-6Ω=3Ω
滑动变阻器接入电路的电阻最大时,滑动变阻器两端的电压最大,根据电压表量程为0~3V可知,最大电压为U′2=3V,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定值电阻R1两端电压U′1=U-U′2=4.5V-3V=1.5V
则最小电流
根据串联电路各处电流都相等和欧姆定律得到滑动变阻器接入电路的最大电阻为
滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~12Ω。
16.(24-25九年级上·吉林长春·期末)图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤。某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路(图乙),电路中电源电压恒为6V,R1为拉力敏感电阻,R0为定值电阻,拉力敏感电阻R1的阻值与所受拉力F大小关系如表所示。
拉力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R1/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
(1)当拉力为0时,电流表示数为15mA,则R0的阻值为 Ω。
(2)当电流表示数为24mA时,对应的拉力多大?(写出必要的文字说明,表达式及最后的结果)
(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘,其刻度线分布是否均匀?
【详解】(1)由图乙可知,两电阻串联,电流表测量的是电路中的电流。当拉力为0N时,电流表示数为15mA,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻为
由表格数据可知:当拉力为0N时,拉力敏感电阻的阻值为R1=300Ω,根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得,R0的阻值为
(2)当电流表示数为24mA时,即此时电路中的电流为24mA,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻为
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得,此时拉力敏感电阻的阻值为
由表格数据可知,此时的拉力大小为250N。
(3)由表格数据可知,设拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为
当拉力为200N时,R1是180Ω,则
解得k=0.6Ω/N,所以拉力敏感电阻R1与所受拉力F的关系式为
根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,电流表示数与拉力之间的关系式为
由此可知:电流表示数与拉力不成正比,所以,刻度线分布不均匀。
17.(24-25九年级上·山东·期末)图甲是定值电阻和标有“12V12W”灯泡的关系图像。将定值电阻和灯泡接入图乙所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为20。当开关、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片滑到端时,灯泡的实际功率为1W。
(1)电源电压;
(2)将滑片滑到端,灯泡发光100s,电流通过灯泡所做的功;
(3)当开关、、同时闭合,调节滑片,求电路消耗的最大功率。
【详解】(1)由图可知,当开关、闭合,开关断开,当P位于b端时,灯泡的实际功率为1W,此时灯泡与滑动变阻器最大阻值串联,由图像甲可知, , ,滑动变阻器两端电压为
电源电压为
(2)当开关、闭合,开关断开,当P位于a端时,此时电路中只有灯泡工作,灯泡两端电压为12V,灯泡正常工作,灯泡发光100s,电流通过灯泡所做的功为
(3)三个开关全部关闭,当P位于b端时,灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器最大阻值串联,总电阻最大,由可知电功率最小;当P位于a 端时,灯泡与定值电阻并联,此时电路的总电阻最小,电路消耗的功率最大。由图像可知
则
电路消耗的最大功率
18.(24-25九年级上·福建泉州·期末)我国的智能手机用户数量位居全球第一,智能手机可以手动调节屏幕亮度,也可以根据环境亮度自动调节屏幕亮度,即当环境较亮时屏幕随着变亮、当环境变暗时屏幕亮度也随着变暗,这样的自动调节功能有利于保护视力。调节屏幕亮度的原理可以简化为如图甲所示电路,手机屏幕犹如L (电阻恒为5Ω),电源电压恒为6V,R1是滑动变阻器,R2是光敏电阻,其电阻随外界环境光照强度的变化情况如下表。求:
光照强度E/lx
100
200
300
400
500
光敏电阻R2/Ω
12
6
4
3
2.4
(1)将S接b,当光照强度为时,通过L的电流;
(2)将S接b,当L消耗的功率为1.8W时,外界环境的光照强度;
(3)将S接a,R1的功率P1随整个电路总功率P 的变化情况如图乙所示,图中Px的数值是多少。
【详解】(1)由表格数据可知,光照强度与光敏电阻的乘积为定值即
将S接b, 当光照强度E=375lx时,
R2与L串联, 所以总电阻
由欧姆定律可得通过L的电流
(2)将S接b, L消耗的功率1.8W, L的电压
R2与L串联,则R2电压
则
外界环境的光照强度
(3) 将S接a, L与R1串联, 由图乙可知, P=2.4W, 电源电源U=6V, 则灯泡的电流
灯泡实际功率
R1的实际功率
由总功率 得
将数据代入得
解得I=0.4A或I=0.8A
所以
19.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器铭牌缺失部分参数,仅有“1A”字样。只闭合开关S0和S2,将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数为I1;再将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数为I2;保持滑片位置不动,同时闭合四个开关,电流表示数为I3,此时R1的实际功率为3.6W;已知,。
(1)求灯泡L正常工作30min消耗的电能;
(2)求滑动变阻器的最大阻值和电源电压;
(3)若电压表V的量程为“0~3V”,电流表A的量程为“0~3A”,在保证电路安全的情况下,通过通断开关和调节滑动变阻器,求整个电路电功率的最小值和最大值。
【详解】(1)由电功率公式可得灯泡L正常工作30min消耗的电能
(2)由电功率公式变形可得电灯的灯丝电阻
只闭合开关S0和S2时,灯L与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测串联电路中的电流。将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数
将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数
由
解得滑动变阻器的最大阻值为。同时闭合四个开关,灯泡L被短路,电压表示数为0,此时与并联在电源两端,电流表测量干路电流,由并联电路的电流规律可得
由
解得定值电阻R1的阻值R1=10Ω。此时R1的实际功率为3.6 W,由电功率公式变形可得电源电压
(3)由公式P=UI可知,当电源电压一定时,电路中的电流最小时电功率最小,电路中的电流最大时电功率最大。当只闭合开关S0和S2,滑动变阻器的滑片移至阻值最大处时,由欧姆定律可知此时电路中的阻值最大,电流最小,最小电流
该电流未超过电流表最大值,此时灯泡两端的电压
电压值也未超过电压表的最大值,所以电路最小功率
当同时闭合四个开关,通过移动滑动变阻器的滑片可以使电路中有最大电流,此时通过电阻R1的电流
因为通过滑动变阻器的最大电流只能为1A,所以由并联电路的电流规律可得电路中的最大电流I大=1A+0.6A=1.6A
此时电路的最大电功率P大=UI大=6V×1.6A =9.6W
1.如图所示电路,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A.当滑片移到a端时,电流表示数为0.3A B.当滑片移到中点时,电压表示数为2V
C.电压表示数与电流表示数的比值不变 D.电压表的示数减小
【答案】C
【详解】由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑片移到a端时,电路为定值电阻的简单电路,电流表示数
故A错误;
B.当滑片移到中点时,电路中的电流
定值电阻两端电压即电压表的示数
故B错误;
C.由可知,电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,所以,滑片移动时电压表示数与电流表示数的比值不变,故C正确;
D.当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器连入电路的电阻减小,由电阻的串联可知电路的总电阻减小,由欧姆定律可知电路中的电流增大,由U=IR可知定值电阻两端的电压增大,即电压表的示数增大,故D错误。
故选C。
2.学习小组将装满盐水的气球连接在如图的电路中。闭合开关,当用手拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),下列说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电压表与电流表示数的比值变大
【答案】D
【详解】当用手拉扯连接气球的导线,使气球变长时,由于盐水与导线充分接触且气球不破裂。当气球变长时,长度变长,横截面积变小,接入电路中的电阻会变大。
A.由于电路的总电阻变大,根据欧姆定律(U为电源电压,R为电路总电阻),电路中的电流会变小。而小灯泡的亮度是由其实际功率决定的,实际功率P=I2R灯(R灯为小灯泡电阻),电流变小,所以小灯泡的实际功率变小,灯泡变得更暗。故A错误;
B.电压表测量的是盐水气球的电压,由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,根据串联电路的电压规律可知盐水气球两端的电压变大,即电压表示数变大。故B错误;
C.由A选项分析可知,电路中的电流会变小,所以电流表示数变小。故C错误;
D.电压表与电流表示数的比值实际上是盐水气球的电阻(根据欧姆定律),由B选项分析可知,盐水气球两端的电压变大,电路中的电流I变小,所以电压表与电流表示数的比值变大。故D正确。
故选D。
3.如图,课外兴趣小组运用所学电学知识自制肺活量比较装置。当吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.该电路是一个并联电路 B.当吹气时,电流表示数变小
C.当吹气时,电路总功率变小 D.当吹气时,电压表与电流表的比值变小
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,开关闭合时,定值电阻R1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,故A错误;
BCD.吹气时,气球胀大,隔板向上运动,变阻器滑片向上移动,R0接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;由U=IR可知,R1两端的电压变大;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以在电源电压不变时,R0两端的电压变小,即电压表的示数变小;由于电压表示数不变,电流表示数变大,所以电压表与电流表的比值变小;由P=UI可知,电路总功率变大;故D正确,BC错误。
故选D。
4.在如图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片 P 从a 端移到b 端的过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为 6 V B.定值电阻R0的阻值为10 Ω
C.电路的总功率变化范围是0.8~3.6 W D.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
【答案】C
【详解】ABD.从图甲可以看到,滑片P在a端时,接入电阻为0,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端的过程中,电阻变大,根据串联分压原理,电压表的示数从零开始增大;电路中总电阻变大,电压不变,根据可知,电流表的示数是减小的。所以对应图乙中,滑片P在b端时,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.2A,变阻器的最大阻值为
电流表示数为0.6A时,电路中只有R0,电源电压为
电流表示数为0.2A时,R0和滑动变阻器串联,电源电压为
联立上面两式解得、,故ABD正确,不符合题意;
C.因为,电路最大电流是0.6A,电路最大功率是
电路最小电流是0.2A,电路最小功率是
故C错误,符合题意;
故选C。
5.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端时,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示、下列说法正确的是( )
A.电源电压是12V B.定值电阻的阻值是12Ω
C.电路消耗的最小功率为4.5W D.滑动变阻器的最大阻值为18Ω
【答案】C
【详解】A.当滑片位于a端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时电流表和电压表的示数均最大,且电压表测电压电源,由图象可知,电源的电压,电路中的电流,故A错误;
B.定值电阻的阻值是
故B错误;
C.当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,由图象可知,电路中的最小电流,R两端的电压,电路消耗的最小功率
故C正确;
D.当滑片位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,滑动变阻器的最大阻值为
故D错误。
故选C。
6.如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比的绝对值变大
C.电压表V1的示数变小,电路消耗的总功率变小
D.电压表V2的示数变小,电路消耗的总功率变小
【答案】C
【详解】闭合开关S,R1与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。
A.滑动变阻器滑片自a向b移动过程中,滑动变阻器的阻值变大,R1电阻不变,根据串联电阻规律可知,电路总电阻变大,总电压不变,根据可知,电路中的电流变小,所以电流表A的示数变小。电压表V2的示数与电流表A示数之比应该是滑动变阻器的阻值。在滑片移动过程中,滑动变阻器阻值变大,所以这个比值应该变大,故A不符合题意;
B.在滑片移动过程中,滑动变阻器阻值变大,电流表A示数变小,这是对的。电压表V2的示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值变大,这一句不对。因为总电压不变,根据串联分压可知,电压表V2的示数变化量数值上等于电压表V1的示数变化量,而电压表V1的示数变化量与电流表A示数变化量之比,应该是定值电阻R1的阻值,定值电阻R1的阻值不变,这个比值应该不变,所以电压表V2的示数变化量与电流表A示数变化量之比的绝对值不变,故B不符合题意;
CD.在滑片向右移动过程中,滑动变阻器阻值变大,根据串联分压可知,滑动变阻器分得的电压变大,电压表V2的示数应该变大,电源电压不变,电阻R1分得的电压变小,所以电压表V1的示数变小。滑片向右移动,电路中的总电阻变大,电路中电流变小,总电压不变,根据可知,电路消耗的总功率变小,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
7.如图所示,是肺活量测试仪的电路原理图,其中R1为定值电阻,可变电阻R2是封闭在储气囊中的气体传感器,且R2的电阻随气体压强的增大而减小,电源电压不变。闭合开关,如果向储气囊中吹的气越多,则( )
A.电流表的示数变小 B.定值电阻R1消耗的电功率变大
C.传感器R2两端的电压变大 D.电路消耗的总功率变小
【答案】B
【详解】AC.由电路图可知与气体传感器串联,电流表测电路电流。若吹的气越多,气压越大,则气体传感器的电阻越小,电路的总电阻越小,由可知,电路中电流越大,即电流表的示数变大,由可知定值电阻的电压增大,由串联电路电压特点可知传感器的电压变小,故AC不符合题意;
B.因电路中电流变大,由可知,定值电阻消耗的电功率变大,故B符合题意;
D.电源电压不变,电路中电流变大,由可知电路中消耗的总功率变大,故D不符合题意。
故选B。
8.如图所示电路,电源电压恒为7V,电压表量程为0-3V,电流表量程为0-0.6A,滑动变阻器的规格为20Ω 1A,灯泡标有“6V 3W”字样闭合开关,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,不考虑灯丝电阻变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围1V-3V
B.电流表示数变化范围0.2A-0.5A
C.滑动变阻器的最大功率为5W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围3Ω-9Ω
【答案】A
【详解】分析电路图可知,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。由可得,灯泡的额定电流
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,所以,电路中的最大电流为
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,所以,电压表的最小示数
由可得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值
灯泡的电阻
当电压表的示数时,灯泡两端的电压
电路中的电流
滑动变阻器接入电路中的最阻值
电源电压为7V,电路中的最大电流为0.5A,整个电路的最大电功率为
根据串联电路中的电功率关系,滑动变阻器的功率一定小于电路的总功率,所以滑动变阻器的最大功率一定小于3.5W。
综上所述,电压表的示数变化范围为1V~3V,电流表示数变化范围0.33A~0.5A,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围2Ω~9Ω,滑动变阻器的最大功率小于3.5W,故A正确。
故选A。
9.如右图所示电路中,电源电压恒为9V,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω,则闭合开关后,当滑片Р在滑动变阻器上滑动时,电流表最小的示数是 A,此时电压表示数为 V;如果电流表量程为0~0.6A,变阻器接入电路的最小阻值是 Ω。
【答案】 0.3 6 5
【详解】[1]由图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。电源电压恒为9V,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。当R2接入电路的电阻最大时,电路中的总电阻最大,此时电路电流最小,电流表最小的示数是
[2]此时电压表的示数为
[3]电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值最小,则电路中总电阻为
变阻器接入电路的最小阻值是
10.小明用电压表改装成了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为 Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为 V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是 Ω。
【答案】(1)变小
(2) 10 3
(3)15
【详解】(1)根据题图可知指针OP向右旋转时电阻变大,电路的总电阻变大,根据可知电路中电流变小,电流表的示数变小。
(2)[1][2]将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;电源电压U=IR0=0.6A×R0
保持R0接入电路阻值不变,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,调节θ为60°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之一,故
电流表示数为0.4A;电源电压U=I(R0+R')=0.4A×(R0+5Ω)
解得R0=10Ω,U=6V;当调节θ为120°时,接入电路的电阻为总电阻的三分之二,故
此时两个电阻大小相等,分得的电压相等,均为电源电压的一半,故电压表的示数为3V。
(3)θ为180°时电压表示数最大,R''=15Ω;根据串联分压规律知R'0∶R''=(U-U'V)∶U'V,即R'0∶15Ω=(6V-3V)∶3V
解得R'0=15Ω。
11.如图(a)所示是电子天平的结构原理图,它是由几个部分构成的电路:电源(电压保持不变)、定值电阻R0、压力电阻R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、托盘、质量显示仪表M(实质是一只电流表)、开关。使用时,闭合开关,当托盘上所放物体的质量越大,仪表M的指针向右偏转的角度也越大。
(1)由上述信息可知:压力电阻R所受的压力越大,通过它的电流越 ,其阻值越 (均选填“大”或“小”);
(2)若用一只电压表作为质量显示仪表M并联在电路中,如图(b)所示。则此质量显示仪表的“0(千克)”刻度线位于表盘的 (选填“左”或“右”)端。
【答案】(1) 大 小 (2)左
【详解】(1)[1][2]由图a示电路图可知,压力电阻R与定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流,闭合开关,当托盘上所放物体的质量越大,压力电阻R所受的压力越大,仪表M的示数变大,即电流表的示数变大,因定值电阻阻值R不变,电路中电流变大,由可知电路总电阻变小,由电阻的串联可知压力电阻R阻值变小。
(2)当托盘上所放物体的质量越大,压力电阻R所受的压力越大,其阻值越小。电源电压保持不变,总电阻变小,电路中的电流变大,定值电阻R0两端的电压变大,电压表的指针偏转角度变大,则质量显示仪表盘的右侧表示的质量越大,此质量显示仪表的“0(千克)”刻度线位于表盘的左端。
12.如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端滑至A端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如下:图乙描述电压表示数随电流表示数的变化规律,图丙描述效率η(同一状态下,滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比)随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则定值电阻R0的阻值为 Ω,图乙阴影部分的面积为 W。
【答案】 2 2.88
【详解】[1]由电路图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片位于A端时,滑动变阻器接入电路中电阻为零,此时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为3A,由欧姆定律可知,定值电阻的阻值
[2]当滑片位于B端时,滑动变阻器最大值与定值电阻串联,串联电路中各处的电流相等,由可知可知滑动变阻器与定值电阻电功率之比就是电阻阻值之比,由并可知,则所以,故,R滑大=8Ω;
由图乙可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流为
此时电压表的示数即滑动变阻器电压为
则乙图阴影部分面积为
13.如图所示,M、N为两根相同的电阻丝,开关S可以分别与A、B、C接通连成电路,S和C接触,移动P (选填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。P在最右端时,S和A接触时灯泡的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)S和B接触时灯泡的功率。
【答案】 不能 小于
【详解】[1]S和C接触,CN电阻丝接入电路,P无论怎样移动,CN的长度均不变,即电路中的电阻不变,则由欧姆定律可知,电路中的电流不变,即灯泡亮度不变。
[2]同一个灯泡可以比较电流大小来比较功率大小(亮暗)。
P在最右端时,S和A接触时,MB和CN电阻丝都接入电路,此时电路总电阻大,则由欧姆定律可知,电路中的电流小,灯泡暗,功率小。
P在最右端时,S和B接触时,只有CN电阻丝接入电路,此时电路总电阻变小,则由欧姆定律可知,电路中的电流变大,灯泡变亮,功率大。
故S和A接触时灯泡的功率小于S和B接触时灯泡的功率。
14.如图所示,电源电压为6V,电阻,电流表的量程是0~3A,电压表的量程是0~15V,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2.5A,R2的最大阻值为30Ω。闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,滑动变阻器连入电路的最小电阻为 Ω,整个电路的最小电功率为 W。
【答案】 2.5 4.8
【详解】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。
[1]电源电压为6V,电阻,通过R1的电流
电流表的量程是0~3A,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2.5A,因为并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以干路的最大电流,则通过R2的最大电流
滑动变阻器连入电路的最小电阻
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路的总电阻最大,根据,此时电路的总功率最小。整个电路的最小电功率为
15.如图甲所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求:
(1)R2的最大阻值;
(2)电源电压。
【详解】(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,由乙图可知I2=0.2A,U2=4V,则滑动变阻器的最大阻值
(2)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,由乙图可知I1=0.6A,此时电源电压为U=I1R1=0.6A×R1……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,由乙图可知I2=0.2A,U2=4V,此时电源电压为U=U1+U2=I2R1+4V=0.2A×R1+4V……②
①②联立,得R1=10Ω,U=6V。
16.如图所示为青少年科技创新大赛的作品--温度报警电路,电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V,热敏电阻 Rt(阻值随温度变化规律如表所示),电阻箱 R0(阻值0-999Ω),数字电压表(电压升高到7.2V时报警),数字电流表(电流升高到0.6A时报警),开关,导线若干。求∶
温度t/℃
0
10
20
30
40
热敏电阻Rt
30
18
12
8
6
(1)若闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,此时电路中的电流;
(2)若闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,应该把电阻箱的阻值调为多少;
(3)若只闭合开关S,断开S1,将电阻箱R0阻值调至12Ω,环境温度在什么范围内时,报警器不报警。
【详解】(1)据图可知,若闭合开关S、,电流表被短路,和Rt串联,电压表测Rt电压。依题意可知,当温度为0℃时,电压表示数为7.2V,由表可知此时Rt阻值为。则此时电路电流为
(2)此时电阻箱的阻值为
(3)若只闭合开关S,和Rt串联,电压表测Rt电压,电流表测电路电流。当电流表示数为0.6A时,电阻总电阻为
此时Rt阻值为
由表可知,此时的温度为30℃,当电压表示数为7.2V时,电路电流为
则此时Rt阻值为
由表可知,此时的温度为10℃,分析电路可知,当温度升高时,Rt阻值变小,则总电阻变小,根据可知电流表示数变大,根据串联分压原理可知电压表示数变小。所以环境温度在范围内时,报警器不报警。
17.在如图甲所示的电路中,电源电压可调,小灯泡L规格为“6V 3.6W”,R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω”字样。
(1)闭合开关S和S1,将滑动变阻器滑片置于中点,发现小灯泡恰好正常发光,求:
①小灯泡正常发光电流IL;
②此状态下电源电压U0;
(2)调节电源电压为U且保持不变,并将一电压表并联在滑动变阻器两端,电路中电表表盘如图乙所示。闭合开关S和S2在保证电路元件均安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为50Ω,接入最小阻值为8Ω,求电路消耗的最大功率。
【详解】(1)[1]由小灯泡规格“6 V 3.6 W”,根据公式可得,其小灯泡正常发光电流为
[2]闭合开关和,将滑动变阻器滑片置于中点,即,小灯泡和滑动变阻器串联,发现小灯泡恰好正常发光,此时电路电流为,根据串联电路电压规律,总电压等于各用电器两端电压之和,以及欧姆定律推导式U=IR,所以此状态下电源电压为
(2)滑动变阻器接入的电阻值最大时,电压表满量程。假设电压表所选量程是,此时滑动变阻器两端电压,由串联电路分压原理,电压比等于电阻比,可得,则有
此时电源电压
所以此时电路消耗的最大功率
假设电压表所选量程是,此时滑动变阻器两端电压,同理可得,,则有
此时电源电压
此时电路消耗的最大功率
综上所述,电路消耗的最大功率为。
18.“富平尖柿”距今已有两千多年的历史,为国家地理标志保护产品。为筛选优质的柿子,某科技小组设计了自动筛选装置,其工作原理如图甲所示,放在水平轻质传送带上的柿子,经过装有压敏电阻R的检测区时,压敏电阻R的阻值随压力F变化,当电路中电流表的示数小于0.2A时,机械装置启动将重力不达标的柿子推出传送带,实现自动筛选功能。图甲电路中,电源电压恒为12V,定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随压力F变化的关系如图乙所示,当压力检测区上没有物体时,电流表的示数为0.1A。问:
(1)压敏电阻R的阻值随受到的压力增大而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)当压力检测区上没有物体时,电路消耗的总功率是多少?
(3)重力至少达到多少N的柿子才是达标的?
【详解】(1)由图像乙可知,随着压力F逐渐增大,电阻R逐渐减小。
(2)由乙图,当压力F为0时,压敏电阻R为100Ω,电源电压为12V,此时电路中的电流为,电路消耗的总功率为。
(3)当电路中电流表的示数小于0.2A时,机械装置启动将重力不达标的柿子推出传送带,因此当电流为0.2A时为柿子的最小质量。当电路中电流为0.2A时,电路中总电阻为,此时压敏电阻阻值为。由图乙可知,当压敏电阻阻值为40Ω时,压力值为2N。水平传送带上,压力大小等于柿子重力大小。
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专题05 动态电路分析
1.(24-25九年级上·内蒙古赤峰·期末)如图甲,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。滑片P从最右端向最左端滑动过程中,电压表与电流表的示数变化关系如图乙。则下列说法正确的( )
A.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω B.电源电压为4V
C.滑片P处于中点时,电压表的示数为3V D.定值电阻R0为20Ω
2.(24-25九年级上·天津)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关系图象 B.电源电压为18V
C.R1的阻值是30Ω D.滑动变阻器R2的最大阻值为300Ω
3.(24-25九年级上·广东广州·期末)气敏电阻需要用电阻丝加热到一定温度才工作,某气敏电阻阻值与气体浓度的关系如图1,气敏元件接入电路如图2,图2可视作两个独立的回路如图3,当气体浓度增大时( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变大
C.电压表示数变小 D.电流表示数变小
4.(24-25九年级上·江西赣州)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A1测通过灯L1的电流 B.电流表A2测通过灯L2的电流
C.电流表A1和A2示数相等 D.断开S2,电流表A1示数变小
5.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡L上标有“2V,1W”字样(忽略灯丝电阻的变化),滑动变阻器R规格为“20Ω,1A”,电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”。闭合开关S。在不损坏电路元件情况下,下列选项正确的是( )
A.电路中最大电流为0.6A B.电路的最大功率为2.25W
C.电压表示数变化范围为0.5~2V D.滑动变阻器阻值变化范围为0~20Ω
6.(24-25九年级上·安徽芜湖·期末)如图甲所示为小光研究滑动变阻器的电功率变化规律的电路图,为定值电阻,电源两端的电压保持不变。闭合开关后,在调节滑动变阻器的滑动头从a端滑到b端的过程中,记录了若干组通过的电流与其两端电压的数据,并在分析实验数据后画出了的电功率P随其两端电压U变化关系的图象,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.的阻值为 B.的最大阻值为
C.电源两端的电压为 D.该电路的最大电功率为
7.(24-25九年级上·重庆奉节·期末)如图1所示,电源电压不变,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,使其从最右端向左滑动,直到灯泡L正常发光时停止滑动。电流表示数与两电压表示数的关系如图2所示,下列分析正确的是( )
A.电源电压是8V
B.灯泡L正常发光时的功率是5.6W
C.移动滑动变阻器滑片的过程中,两电压表示数的变化范围都是1~8V
D.移动滑动变阻器滑片的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围是3.75~40Ω
9.(24-25九年级上·重庆九龙坡·期末)如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,灯L标有“2.5V,1.25W”字样,滑动变阻器R0标有“30Ω,1A”字样,电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V。当闭合开关S2、S3,断开S、S1时,电流表示数为1.8A;当闭合开关S、S3,断开S1、S2,滑动变阻器滑片P从最右端移动到某一位置时,R0连入的电阻减小了9Ω,此时灯泡恰好正常发光。在保证电路安全的情况下(不考虑灯丝电阻变化),下列说法正确的是( )
A.电源电压为14.4V
B.当闭合开关S、S3,断开S1、S2时,电流表示数变化范围为0.3~0.5A
C.S断开,S1、S2、S3开关均闭合时,电路中的最大电流与最小电流之比为8:7
D.在保证电路安全的情况下,任意断开闭合开关,电路消耗的最大功率为50.4W
10.(24-25九年级上·福建泉州·期末)如图甲,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,滑片从最右端滑至最左端时,小灯泡恰好正常发光。电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙。则( )
A.电源电压为18V B.小灯泡的额定功率为6W
C.滑动变阻器的最大阻值为20Ω D.电路总功率的变化范围为8~12W
11.(24-25九年级上·河北邢台·期末)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向上移动时,电压表的示数 ,电路的总功率 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
12.(24-25九年级上·江苏无锡·期末)小明用电压表改装成了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为 Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为 V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是 Ω。
13.(24-25九年级上·湖南永州·期末)如图所示,某创新小组设计了一个测量中学生身高的测量仪。定值电阻R1=10Ω,电源电压恒为21V,均匀电阻丝R2上标有“100Ω 1A”字样,其每1cm长度的电阻丝阻值为1Ω,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~3A。根据以上信息,请回答下列问题。
(1)当测量者身高变高时,电流表的示数将 ;
(2)测量时电流表的示数为1.2A,则电压表示数为 V;
(3)若R2最下端离地面为110cm,小组同学发现,在保证各元件安全的前提下,该仪器测量的范围有限,为了让测量的最大值刚刚到能测量出190cm的身高,聪明的组员想到在原有的电路设计上,只需更换定值电阻R1,就可以达到目的,则R1应该更换为 Ω的电阻。
14.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)图甲是小华设计的天然气浓度测试仪,电源电压U恒为4.5V,R为定值电阻,电压表量程为0~3V,将电压表作为气体浓度的显示装置.气敏电阻Rx阻值与气体浓度的关系如图乙所示。当气体浓度增加时,Rx的阻值将 ,电压表的示数会 (选填“增大” “减小”或“不变”)。要求将电压表示数为1.5V处标为气体浓度0.5%,电阻R的阻值应为 Ω。若长时间使用后,电源电压降低,则测量结果 (选填“大于”、“小于”或“等于”)实际的气体浓度。
15.(24-25九年级上·河北石家庄·期末)如图所示电路,电源电压不变,灯L1标有“6V 3W”的字样。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片位置,使灯L1正常发光时,滑动变阻器的电功率为P1;用标有“12V 6W”字样的灯L2替换灯L1为让灯L2正常发光,滑动变阻器滑片P应 (选填“向右端移动”、“向左端移动”或“不移动”),若灯L2正常发光时滑动变阻器的电功率为P2,则P1、P2相差 W。
16.(24-25九年级上·陕西西安·期末)将标有“2A”但最大阻值未知的滑动变阻器R1、阻值为15Ω的R2和标有“2.5V 1.25W”的灯泡L(不计灯泡电阻变化)接入如图所示的电路,其中电源具有6V和另一电压未知的挡位,电流表量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为 A.将电源调到电压未知的挡位,只闭合开关S和S2,当R1接入电路的阻值为其最大阻值的时,灯泡正常发光,移动滑片使R1接入电路的阻值增大6Ω,电流表示数变化了0.2A,R1的最大阻值为 Ω。保障电路安全,只闭合开关S和S1,通过调节滑动变阻器及电源电压,电路的最大功率和最小功率之差为 W。
15.(24-25九年级上·四川成都·期末)物理兴趣小组设计了如图甲所示的电子身高测量仪,已知定值电阻,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“”,电流表量程为“”电压表量程为“”,b点距离水平地面高度为1.4m,R2阻值与其电阻丝长度L关系如图乙所示。求:
(1)闭合开关S,当电流表示数时,被测者的身高;
(2)为了保证电路中各元件安全工作,该小组设计的电路中滑动变阻器接入电路的阻值范围。
16.(24-25九年级上·吉林长春·期末)图甲是大型机械厂用来称重的电子吊秤。某物理小组设计了“吊秤”的模拟电路(图乙),电路中电源电压恒为6V,R1为拉力敏感电阻,R0为定值电阻,拉力敏感电阻R1的阻值与所受拉力F大小关系如表所示。
拉力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R1/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…
(1)当拉力为0时,电流表示数为15mA,则R0的阻值为 Ω。
(2)当电流表示数为24mA时,对应的拉力多大?(写出必要的文字说明,表达式及最后的结果)
(3)若将电流表改装成“吊秤”刻度盘,其刻度线分布是否均匀?
17.(24-25九年级上·山东·期末)图甲是定值电阻和标有“12V12W”灯泡的关系图像。将定值电阻和灯泡接入图乙所示的电路中,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为20。当开关、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片滑到端时,灯泡的实际功率为1W。
(1)电源电压;
(2)将滑片滑到端,灯泡发光100s,电流通过灯泡所做的功;
(3)当开关、、同时闭合,调节滑片,求电路消耗的最大功率。
18.(24-25九年级上·福建泉州·期末)我国的智能手机用户数量位居全球第一,智能手机可以手动调节屏幕亮度,也可以根据环境亮度自动调节屏幕亮度,即当环境较亮时屏幕随着变亮、当环境变暗时屏幕亮度也随着变暗,这样的自动调节功能有利于保护视力。调节屏幕亮度的原理可以简化为如图甲所示电路,手机屏幕犹如L (电阻恒为5Ω),电源电压恒为6V,R1是滑动变阻器,R2是光敏电阻,其电阻随外界环境光照强度的变化情况如下表。求:
光照强度E/lx
100
200
300
400
500
光敏电阻R2/Ω
12
6
4
3
2.4
(1)将S接b,当光照强度为时,通过L的电流;
(2)将S接b,当L消耗的功率为1.8W时,外界环境的光照强度;
(3)将S接a,R1的功率P1随整个电路总功率P 的变化情况如图乙所示,图中Px的数值是多少。
19.(24-25九年级上·四川成都·期末)如图所示,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器铭牌缺失部分参数,仅有“1A”字样。只闭合开关S0和S2,将滑动变阻器滑片滑到中点,此时电流表示数为I1;再将滑动变阻器滑片滑到最右端,此时电流表示数为I2;保持滑片位置不动,同时闭合四个开关,电流表示数为I3,此时R1的实际功率为3.6W;已知,。
(1)求灯泡L正常工作30min消耗的电能;
(2)求滑动变阻器的最大阻值和电源电压;
(3)若电压表V的量程为“0~3V”,电流表A的量程为“0~3A”,在保证电路安全的情况下,通过通断开关和调节滑动变阻器,求整个电路电功率的最小值和最大值。
1.如图所示电路,电源电压6V保持不变,定值电阻的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,当开关闭合,滑片由b端向a端移动的过程中,以下说法正确的是( )
A.当滑片移到a端时,电流表示数为0.3A B.当滑片移到中点时,电压表示数为2V
C.电压表示数与电流表示数的比值不变 D.电压表的示数减小
2.学习小组将装满盐水的气球连接在如图的电路中。闭合开关,当用手拉扯连接气球的导线,使气球变长(盐水与导线充分接触且气球不破裂),下列说法正确的是( )
A.小灯泡变得更亮 B.电压表示数变小
C.电流表示数变大 D.电压表与电流表示数的比值变大
3.如图,课外兴趣小组运用所学电学知识自制肺活量比较装置。当吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.该电路是一个并联电路 B.当吹气时,电流表示数变小
C.当吹气时,电路总功率变小 D.当吹气时,电压表与电流表的比值变小
4.在如图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片 P 从a 端移到b 端的过程中,电压表与电流表的示数变化如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.电源电压为 6 V B.定值电阻R0的阻值为10 Ω
C.电路的总功率变化范围是0.8~3.6 W D.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
5.如图1所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从一端滑到另一端时,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图2所示、下列说法正确的是( )
A.电源电压是12V B.定值电阻的阻值是12Ω
C.电路消耗的最小功率为4.5W D.滑动变阻器的最大阻值为18Ω
6.如图所示电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变化量与电流表A的示数变化量之比的绝对值变大
C.电压表V1的示数变小,电路消耗的总功率变小
D.电压表V2的示数变小,电路消耗的总功率变小
7.如图所示,是肺活量测试仪的电路原理图,其中R1为定值电阻,可变电阻R2是封闭在储气囊中的气体传感器,且R2的电阻随气体压强的增大而减小,电源电压不变。闭合开关,如果向储气囊中吹的气越多,则( )
A.电流表的示数变小 B.定值电阻R1消耗的电功率变大
C.传感器R2两端的电压变大 D.电路消耗的总功率变小
8.如图所示电路,电源电压恒为7V,电压表量程为0-3V,电流表量程为0-0.6A,滑动变阻器的规格为20Ω 1A,灯泡标有“6V 3W”字样闭合开关,若两电表示数均不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定电压,不考虑灯丝电阻变化,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变化范围1V-3V
B.电流表示数变化范围0.2A-0.5A
C.滑动变阻器的最大功率为5W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围3Ω-9Ω
9.如右图所示电路中,电源电压恒为9V,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω,则闭合开关后,当滑片Р在滑动变阻器上滑动时,电流表最小的示数是 A,此时电压表示数为 V;如果电流表量程为0~0.6A,变阻器接入电路的最小阻值是 Ω。
10.小明用电压表改装成了电子量角器,电路如图所示,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻丝RMP与指针旋转角度θ成正比,整根电阻丝RMN的电阻为15Ω,R0为电阻箱。将滑片OP旋转至M处,调节R0的阻值,使电路中电流为0.6A;保持R0接入电路阻值不变,然后调节θ为60°时,电流表示数为0.4A(不考虑导线电阻对电路的影响)。
(1)当指针OP向右旋转时,电流表的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)将滑片OP旋转至M处时,电阻箱连入电路阻值为 Ω;当调节θ为120°时,电压表的示数为 V。
(3)为能满足测量0~180°的要求,重新调节电阻箱R0,满足要求的R0的最小阻值是 Ω。
11.如图(a)所示是电子天平的结构原理图,它是由几个部分构成的电路:电源(电压保持不变)、定值电阻R0、压力电阻R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、托盘、质量显示仪表M(实质是一只电流表)、开关。使用时,闭合开关,当托盘上所放物体的质量越大,仪表M的指针向右偏转的角度也越大。
(1)由上述信息可知:压力电阻R所受的压力越大,通过它的电流越 ,其阻值越 (均选填“大”或“小”);
(2)若用一只电压表作为质量显示仪表M并联在电路中,如图(b)所示。则此质量显示仪表的“0(千克)”刻度线位于表盘的 (选填“左”或“右”)端。
12.如图甲所示,电源的电压U=6V,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端滑至A端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如下:图乙描述电压表示数随电流表示数的变化规律,图丙描述效率η(同一状态下,滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比)随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。则定值电阻R0的阻值为 Ω,图乙阴影部分的面积为 W。
13.如图所示,M、N为两根相同的电阻丝,开关S可以分别与A、B、C接通连成电路,S和C接触,移动P (选填“能”或“不能”)改变灯泡的亮度。P在最右端时,S和A接触时灯泡的功率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)S和B接触时灯泡的功率。
14.如图所示,电源电压为6V,电阻,电流表的量程是0~3A,电压表的量程是0~15V,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2.5A,R2的最大阻值为30Ω。闭合开关,在不损坏电路元件的情况下,滑动变阻器连入电路的最小电阻为 Ω,整个电路的最小电功率为 W。
15.如图甲所示,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。求:
(1)R2的最大阻值;
(2)电源电压。
16.如图所示为青少年科技创新大赛的作品--温度报警电路,电阻箱R0是可以调节并显示阻值的变阻器。电源电压恒为12V,热敏电阻 Rt(阻值随温度变化规律如表所示),电阻箱 R0(阻值0-999Ω),数字电压表(电压升高到7.2V时报警),数字电流表(电流升高到0.6A时报警),开关,导线若干。求∶
温度t/℃
0
10
20
30
40
热敏电阻Rt
30
18
12
8
6
(1)若闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,此时电路中的电流;
(2)若闭合开关S、S1,若想让环境温度达到0℃时报警,应该把电阻箱的阻值调为多少;
(3)若只闭合开关S,断开S1,将电阻箱R0阻值调至12Ω,环境温度在什么范围内时,报警器不报警。
17.在如图甲所示的电路中,电源电压可调,小灯泡L规格为“6V 3.6W”,R1=10Ω,滑动变阻器R2上标有“100Ω”字样。
(1)闭合开关S和S1,将滑动变阻器滑片置于中点,发现小灯泡恰好正常发光,求:
①小灯泡正常发光电流IL;
②此状态下电源电压U0;
(2) 调节电源电压为U且保持不变,并将一电压表并联在滑动变阻器两端,电路中电表表盘如图乙所示。闭合开关S和S2在保证电路元件均安全的情况下,滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值为50Ω,接入最小阻值为8Ω,求电路消耗的最大功率。
18.“富平尖柿”距今已有两千多年的历史,为国家地理标志保护产品。为筛选优质的柿子,某科技小组设计了自动筛选装置,其工作原理如图甲所示,放在水平轻质传送带上的柿子,经过装有压敏电阻R的检测区时,压敏电阻R的阻值随压力F变化,当电路中电流表的示数小于0.2A时,机械装置启动将重力不达标的柿子推出传送带,实现自动筛选功能。图甲电路中,电源电压恒为12V,定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随压力F变化的关系如图乙所示,当压力检测区上没有物体时,电流表的示数为0.1A。问:
(1)压敏电阻R的阻值随受到的压力增大而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)当压力检测区上没有物体时,电路消耗的总功率是多少?
(3)重力至少达到多少N的柿子才是达标的?
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