【变式4】 (2016?灵璧县一模)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、U1和U2表示,这三个电表示数变化量的大小分别用△I、△U1和△U2表示.则下列关于比值正确的是( )
A.C.
变大,变大,
变大 B.不变 D.
不变,变大,
变大 不变
【分析】由电路图可知,R1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)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知(2)根据欧姆定律表示出R2两端电压的变化量,然后得出电压特点表示出R1两端的电压,然后得出
比值的变化.
、
的变化;
的变化,根据串联电路的
【解答】解:由电路图可知,R1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,R1接入电路中的电阻变大, 由I=可知,所以,
变大,
=R1,
=R2,
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、I2, 由I=可得,R2两端的电压分别为:
U2=I1R2,U2′=I2R2,
则△U2=U2′﹣U2=I2R2﹣I1R2=(I2﹣I1)R2=△IR2, 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,R1两端的电压分别为: U1=U﹣U2,U1′=U﹣U2′,
则△U1=U1′﹣U1=(U﹣U2′)﹣(U﹣U2)=U2﹣U2′=﹣△IR2, 即
=﹣R2,
不变,故A不正确,C正确.
故选C.
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问题-三个电阻
【例2】 (2016?昆山市二模)如图所示电路,电源两端电压保持不变.闭合开关S,当滑
动变阻器的滑片P从C点滑至B时,电压表V1的示数从U1变为U1′,电压表V2的示数从U2变为U2′,电流表A的示数从I变为I ′,下列判断正确的是( )
A.
>
B.|U1′﹣U1|<|U2′﹣U2|
D.U1′<U1,U2′>U2,I′<I
C.U1′>U1,U2′>U2,I′<I
【分析】由图知,两个定值电阻和滑动变阻器串联,电压表V1测量电阻R1和滑动变阻器两端电压;电压表V2测量两个定值电阻的总电压;电流表测量电路电流.根据欧姆定律和串联电路的特点,确定符合题意的选项. 【解答】解:
A、电压表V2测量两个定值电阻的总电压,电流表测量电路电流.由于定值电阻阻值不变,所以
.此选项错误;
B、当滑动变阻器的滑片P从C点滑至B时,滑动变阻器接入电路电阻增大,因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以滑动变阻器两端电压增大,定值电阻R1、R2两端电压都减小,电压表V2示数由UU2变为U2′,变化幅度较大;而电压表V1示数由于R1两端电压减小,滑动变阻器两端电压增大,示数从U1变为U1′,所以变化幅度较小.此选项正确;
C、D、当滑动变阻器的滑片P从C点滑至B时,滑动变阻器接入电路电阻增大,因为串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,所以滑动变阻器两端电压增大,定值电阻R1、R2两端电压都减小,所以U2′<U2,U1′>U1;
由于电源电压不变,整个电路电阻增大,所以I′<I.此两选项均错误. 故选B.
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【变式5】 (2016?玉林模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1、R2是两个定
值电阻.闭合开关S、滑片P向左滑动,当电流表示数变化量的绝对值为△I时,电压表示数变化量的绝对值为△U;当电流表示数变化量的绝对值为△I′时,电压表示数变化量的绝对值为△U′.若△I<△I′,则( )
A.C.
=>
B.
<
D.以上三种情况都有可能
【分析】由电路图可知,三电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表测量R1和R2两端的
总电压;根据滑片的移动判断滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的电压变化;根据欧姆定律可知电流表的示数变化、电表示数变化的比值,根据电阻的串联特点可知它们电表变化量比值关系.
【解答】解:滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小; 根据I=可知,电路中的电流变大,即I1<I2;则△I=I2﹣I1,
因为电压表测量R1和R2两端的总电压;U1=I1(R1+R2),U2=I2(R1+R2), 所以△U=U1﹣U2=I1(R1+R2)﹣I2(R1+R2)=(I1﹣I2)(R1+R2); 则
=
=R1+R2
同理,当电流表示数变化量的绝对值为△I′时,电压表示数变化量的绝对值为△U′ 电压表测量R1和R2两端的总电压;U1′=I1′(R1+R2),U2′=I2′(R1+R2), 所以△U′=U1′﹣U2′=I1′(R1+R2)﹣I2′(R1+R2)=(I1′﹣I2′)(R1+R2); 则
=
=R1+R2
∵R1、R2为定值电阻, ∴
=
.
故选A.
附加练习
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1. (2013?渠县校级一模)如果加在某定值电阻两端的电压从5V升高到10V,通过该电
阻的电流变化了0.2A,则该电阻的电功率变化了( ) A.1.6W B.4.0W C.1.8W D.3.0W
【分析】电阻大小不变,已知电阻两端电压的变化和电流的变化, 根据公式I=可求电阻的大小,根据公式P=
可知该电阻的电功率变化.
【解答】解:电阻两端的电压变化,电阻保持不变, 当电阻两端的电压为5V时,通过电阻的电流为I1=当电阻两端的电压为10V时,通过电阻的电流为I2=电流的变化量△I=I2﹣I1=0.2A…③, 由①②③解得R=25Ω, 电阻电功率变化量: △P=P2﹣P1=
﹣
=
﹣
=3W.
==
…①, …②,
故选D.
【点评】本题考查电功率和电流以及电阻的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是求电阻的阻值,这也是本题的难点,也是此题的突破点.
2. (2013?常州模拟)如果加在定值电阻两端的电压从8V增大到10V时,通过的电流相
应地变化了0.2安,则定值电阻消耗的功率的变化量为〔〕 A.0.4W B.2.8W C.3.6W D.无法确定
【分析】根据欧姆定律表示出两种情况下电路中的电流得出等式求出电阻R的阻值,再根据P=
求出两种情况下电阻R消耗的电功率,进一步求出该电阻R所消耗电功率的变化.
【解答】解:根据欧姆定律可得: 当U=8V时,电路中的电流I1=当U′=10V时,电路中的电流I2=则
﹣
=0.2A,
==,
,
解得:R=10Ω,
该电阻R所消耗电功率的变化: PR′﹣PR=
﹣
=
﹣
=3.6W.
故选C. 【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据电流的变化确定定值电阻的阻值.
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3. (2014春?利川市校级期中)小明同学在一次实验中,将灯泡两端的电压从12V增加到
14V,他观察到和灯泡串联的电流表的示数变化了0.2A,下面的说法中正确的是(灯丝电阻不变)( )
A.该灯泡消耗的电功率变化了0.4 W B.该灯泡消耗的电功率变化了2.8 W C.该灯泡消耗的电功率变化了2.4 W D.该灯泡消耗的电功率变化了5.2 W
【分析】灯泡的电阻不变,根据欧姆定律表示出灯泡两端的电压变化即可求出灯泡的电阻,根据P=
求出该灯泡消耗的电功率变化量.
【解答】解:灯泡电阻不变,由I=可得: U2﹣U1=I2R﹣I1R=(I2﹣I1)R=△IR, 则灯泡的电阻: R=
=
=
=10Ω,
由P=可得,该灯泡消耗的电功率变化了:
△P=故选D.
﹣=﹣=5.2W.
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率公式的应用,要注意R=
成立的条件是定值电阻.
4. (2013?泉州)如图所示的电路中,电源电压不变,移动滑动变阻器R1的滑片P,当电
流表的示数变化范围为1A~1.3A时,电压表的示数变化了3V,则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是( )
A.3W~3.9W B.3W~5.07W C.3.9W~10W D.10W~16.9W
【分析】根据欧姆定律分别表示出R2两端的电压,根据电压表的示数变化了3V建立等式
2
即可求出R2的阻值,利用P=IR分别求出定值电阻R2所消耗最大和最小功率即可得出答案. 【解答】解:根据欧姆定律可得:
当电路中的电流I1=1A时,电压表的示数U1=I1R2=1A×R2, 当电路中的电流I2=1.3A时,电压表的示数U2=I2R2=1.3A×R2,
因电流表的示数变化范围为1A~1.3A时,电压表的示数变化了3V,
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