题目内容

13.如图所示,电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0=20Ω,在开关S闭合的情况下,下列说法中正确的是(  )
A.在a、b两点间接入一个“3V  0.5A”的小灯泡,小灯泡能正常发光
B.在a、b两点间接入一个量程为0~0.6A的电流表,电流表的示数为0.2A
C.在a、b两点间接入一个阻值为10Ω的定值电阻R,则R0两端的电压为4V
D.在a、b两点间接入一个阻值为10Ω的定值电阻R,电路消耗的总电功率为1.8W

分析 (1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,假设灯正常发光,根据串联电路的电压特点求出串联电阻两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出串联电阻的阻值并与其大小比较;
(2)电流表的内阻很小、在电路中相当于导线,在a、b两点间接入一个量程为0~0.6A的电流表,根据欧姆定律即可求出电流表示数;
(3)根据电阻的串联和欧姆定律求出在a、b两点间接入一个10Ω的电阻时电路中的电流,利用U=IR求出R0两端的电压;
(4)由(3)求出的电流大小,根据P=UI求出在a、b两点间接入一个10Ω的电阻时电路消耗的电功率.

解答 解:(1)因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡正常发光时,串联电阻两端的电压:
U串=U-UL=6V-3V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=$\frac{U}{R}$可得,串联电阻的阻值:
R串=$\frac{{U}_{串}}{I}$=$\frac{{U}_{串}}{{I}_{L}}$$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω≠R0=20Ω,
故小灯泡不能正常发光,故A错误;
(2)在ab两点间接入一个电流表时,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表示数为I=$\frac{U}{R}=\frac{6V}{20Ω}$=0.3A,故B错误;
(3)在a、b两点间接入一个10Ω的电阻时,由串联电阻的规律,电路中的总阻值为R=R′+R0=10Ω+20Ω=30Ω,根据欧姆定律,电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{30Ω}$=0.2A;则两端的电压为U0=IR0=0.2A×20Ω=4V,故C正确;
(4)在a、b两点间接入一个10Ω的电阻时,由(3)知,此时电流中的电流大小为0.2A,电路消耗的电功率:
P=UI=6V×0.2A=1.2W,故D错误.
故选C.

点评 本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,综合性较强.

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5.小华利用如图23所示的电路,探究电压一定时,电流通过导体所消耗的功率与导体电阻的关系.他使用的器材有:满足实验要求的可调电压的学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻若干、“15Ω lA”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只,导线若干.
以下是小华的几个主要实验操作步骤:
①按图连接电路,电路中接入的定值电阻R的阻值为5Ω,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数U为2V时,读出电流表的示数I,将R、U、I值记录在实验数据记录表中.
②用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路,闭合开关S后发现电压表示数大于2V,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表示数U为2V时,读出电流表的示数I,将R、U、I 值记录在实验数据记录表中.
③仿照步骤②,用15Ω电阻替换10Ω电阻接入电路进行实验,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终大于2V.
请根据以上叙述回答下列问题:
(1)在步骤②中,为使电压表的示数由大于2V减小到2V,小华应向A 端调节滑片(选填“A”或“B”).
(2)出现步骤 ③中所述现象的原因可能是BD(选填选项前的字母,至少有一个选项正确)
A.电源电压低                B.电源电压高
C.滑动变阻器最大阻值太大    D.滑动变阻器最大阻值太小
(3)针对步骤③中出现的问题,怎样改进才能完成该实验,请写出你的办法:降低电源电压;(或换用阻值大的滑动变阻器或把控制电压改为2V以上或增大定值电阻R值).

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