A.电阻R一定断路 C.灯L可能变亮 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B.电阻R一定短路 D.灯L的亮度可能不变
两表一个示数变大,另一示数变小有两种可能:
电流表的示数变大,电压表的示数变小,则应该是电路中电阻R局部短路,导致总电阻变小,电压表的示数为零,而灯泡中电流增大,即灯泡变亮;
电压表的示数变大,电流表的示数变小,则应该是电路中电阻R断路,电流表的示数为零,电压表的示数为电源电压值,此时电路中电流为零,灯泡熄灭. 由以上分析可得,A、B、D判断均错误,C判断正确.
20.如图,电源电压恒定,灯L的规格为“24V 72W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15V,电流表的量程为0~3A,滑动变阻器R2的规格为“?Ω 2A”,在电路安全的前提下,操作如下:
①当只闭合S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;
②当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻器的总功率为9.72W;
③当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4。已知P1:P4=5:6,I2:I3=10:9。 则下列数据错误的是( )
A.电源电压为20V
B.电流表的示数I1:I4=5:6 C.R1的电阻为8Ω
D.该电路消耗的功率最小时,滑动变阻器R2的阻值为32Ω 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
①当只闭合S、S3时,只有灯泡连入电路,如图A所示;
②当只闭合S2、S3时,电阻R1、滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器的阻值为R,如图所示B;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,如图C所示;
③当只闭合S、S1、S2时,电阻R1、滑动变阻器并联,如图D所示;
.由P?U2BR可得灯泡的电阻
U2额(24V)2RL?P?=8Ω
额72W电源电压不变,在图AD中,由P=UI得
PI11I?U?P1?5 4P4P46U故B正确,不符合题意; AC.在图B中,其总电阻
R总2=R1+R+RL
在图C中,其总电阻
R总3=R1+2R+RL,
则
IU2?R?U 总2R1?R?RLIU3?R?U 总3R1?2R?RL已知I2:I3=10:9,则
URR?R: U2R?R?10:1?LR1?L化简可得
R1=8R﹣RL=8R﹣8Ω①
图B中电阻R1和滑动变阻器的总功率
P′=I22(R1+R)
即
I22(R1+R)=10W②
图C中灯泡和滑动变阻器的总功率
P″=I32(RL+2R)
即
9
I32(8Ω+2R)=9.72W③
由于I2:I3=10:9,则由
②化简可得 ③3R1=20Ω+2R④
解①④方程得
R=2Ω R1=8Ω
故C正确,不符合题意; 由②得
I2?根据图B可知,电源电压
P?10W?=1A R1?R8Ω+2ΩU=I2(R1+R+RL)=1A×(8Ω+2Ω+8Ω)=18V
故A错误,符合题意;
D.由电路图可知,只闭合S2、S3时,R1、灯泡和滑动变阻器串联,总电阻最大,此时该电路消耗的功率最小,由于此时电压表测量R1和滑动变阻器两端的电压,则电压表示数U′为最大15V时,电路中的电阻最大,电流最小,此时的总功率最小;串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以此时灯泡两端的电压
UL=U﹣U′=18V﹣15V=3V
此时电路中的电流
I??IL?由I?UL3V?=0.375A RL8ΩU得此时电路的最大电阻为 RR最大?U18V??48? I?0.375A根据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大阻值
R滑=R最大﹣R1﹣RL=48Ω﹣8Ω﹣8Ω=32Ω
故D正确,不符合题意。 故选A。