14. 如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时(

A.电流表$\mathrm{A}_1$示数变小,电压表
示数变小
B.电流表$\mathrm{A}_2$示数变大,电压表
示数变大
C.电压表$\mathrm{V}$示数与电流表
示数比值不变
D.电压表$\mathrm{V}$示数与电流表
示数比值不变
C
)A.电流表$\mathrm{A}_1$示数变小,电压表
B.电流表$\mathrm{A}_2$示数变大,电压表
C.电压表$\mathrm{V}$示数与电流表
D.电压表$\mathrm{V}$示数与电流表
答案
14. C
解析
【分析】
首先明确电路为并联电路,电源电压保持不变,电压表V测量电源电压,因此V的示数始终等于电源电压,不会变化。电流表A₁测定值电阻支路的电流,电流表A₂测滑动变阻器支路的电流。当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,结合并联电路的电压规律和欧姆定律分析各电表示数的变化,再逐一判断选项中比值的变化情况。
【解析】
1. 电路分析:定值电阻与滑动变阻器并联,电源电压U不变,电压表V测电源电压,故V的示数始终为U;电流表A₁测定值电阻的电流I₁,电流表A₂测滑动变阻器的电流I₂。
2. 各电表示数变化:
定值电阻两端电压等于电源电压U,定值电阻阻值不变,根据欧姆定律I₁=U/R定值,可知I₁不变,即A₁示数不变;
滑动变阻器滑片右移,接入电阻R滑变大,其两端电压为U,根据欧姆定律I₂=U/R滑,可知I₂变小,即A₂示数变小。
3. 选项判断:
A选项:A₁示数变小(错误,I₁不变),V示数变小(错误,V等于电源电压);
B选项:A₂示数变大(错误,I₂变小),V示数变大(错误);
C选项:电压表V示数与A₁示数的比值为U/I₁=R定值,定值电阻阻值不变,故比值不变(正确);
D选项:电压表V示数与A₂示数的比值为U/I₂=R滑,滑片右移R滑变大,故比值变大(错误)。
综上,答案为C。
【答案】
C
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题考查并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用,关键是明确各电表的测量对象,结合滑片移动分析支路电流变化,进而判断比值的变化,属于电路基础题型。
【难度系数】
0.6
首先明确电路为并联电路,电源电压保持不变,电压表V测量电源电压,因此V的示数始终等于电源电压,不会变化。电流表A₁测定值电阻支路的电流,电流表A₂测滑动变阻器支路的电流。当滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,结合并联电路的电压规律和欧姆定律分析各电表示数的变化,再逐一判断选项中比值的变化情况。
【解析】
1. 电路分析:定值电阻与滑动变阻器并联,电源电压U不变,电压表V测电源电压,故V的示数始终为U;电流表A₁测定值电阻的电流I₁,电流表A₂测滑动变阻器的电流I₂。
2. 各电表示数变化:
定值电阻两端电压等于电源电压U,定值电阻阻值不变,根据欧姆定律I₁=U/R定值,可知I₁不变,即A₁示数不变;
滑动变阻器滑片右移,接入电阻R滑变大,其两端电压为U,根据欧姆定律I₂=U/R滑,可知I₂变小,即A₂示数变小。
3. 选项判断:
A选项:A₁示数变小(错误,I₁不变),V示数变小(错误,V等于电源电压);
B选项:A₂示数变大(错误,I₂变小),V示数变大(错误);
C选项:电压表V示数与A₁示数的比值为U/I₁=R定值,定值电阻阻值不变,故比值不变(正确);
D选项:电压表V示数与A₂示数的比值为U/I₂=R滑,滑片右移R滑变大,故比值变大(错误)。
综上,答案为C。
【答案】
C
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题考查并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用,关键是明确各电表的测量对象,结合滑片移动分析支路电流变化,进而判断比值的变化,属于电路基础题型。
【难度系数】
0.6
15. 在如图甲、乙所示电路中,电源电压相同且不变,电路元件均完好,无论开关$ S_1 $、$ S_2 $同时断开,还是同时闭合,观察到电流表$ \mathrm{A}_1 $与电流表$ \mathrm{A}_2 $示数始终相同。关于电阻$ R_1 $、$ R_2 $、$ R_3 $的判断,以下列式中正确的是 (

A.$ R_3 = R_1 + R_2 $
B.$ R_2 = R_1 + R_3 $
C.$ R_1 > R_2 > R_3 $
D.$ R_3 > R_1 > R_2 $
C
)A.$ R_3 = R_1 + R_2 $
B.$ R_2 = R_1 + R_3 $
C.$ R_1 > R_2 > R_3 $
D.$ R_3 > R_1 > R_2 $
答案
15. C
解析
【分析】
要解决本题,需分开关S₁断开、闭合两种情况,分别分析甲、乙电路的结构,结合电流表A₁与A₂示数始终相同的条件,利用欧姆定律推导电阻关系。首先明确:电源电压U不变,开关断开时甲仅R₁工作,乙为R₂与R₃串联;开关闭合时甲为R₁与R₂并联,乙仅R₃工作,再根据电流相等列等式推导电阻大小。
【解析】
设电源电压为U,分两种情况分析:
1. 当S₁断开时:
甲电路:只有R₁接入,电流表A₁示数 $ I_1 = \frac{U}{R_1} $;
乙电路:R₂与R₃串联,电流表A₂示数 $ I_2 = \frac{U}{R_2 + R_3} $;
由题意 $ I_1 = I_2 $,故 $ \frac{U}{R_1} = \frac{U}{R_2 + R_3} $,化简得:$ R_1 = R_2 + R_3 $ ①。
2. 当S₁闭合时:
甲电路:R₁与R₂并联,电流表A₁测干路电流,示数 $ I_1' = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} $;
乙电路:R₂被短路,仅R₃接入,电流表A₂示数 $ I_2' = \frac{U}{R_3} $;
由题意 $ I_1' = I_2' $,故 $ \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = \frac{U}{R_3} $,两边除以U得:$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_3} $ ②。
将①中 $ R_3 = R_1 - R_2 $ 代入②:
$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_1 - R_2} $,通分左边得 $ \frac{R_1 + R_2}{R_1 R_2} = \frac{1}{R_1 - R_2} $,交叉相乘得:
$ (R_1 + R_2)(R_1 - R_2) = R_1 R_2 $,即 $ R_1^2 - R_2^2 = R_1 R_2 $,整理为 $ R_1^2 - R_1 R_2 - R_2^2 = 0 $;
解此一元二次方程,取正根得 $ R_1 = \frac{(1+\sqrt{5})}{2} R_2 \approx 1.618 R_2 $,故 $ R_1 > R_2 $;
再由① $ R_3 = R_1 - R_2 \approx 0.618 R_2 $,故 $ R_2 > R_3 $;
因此电阻关系为 $ R_1 > R_2 > R_3 $,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路规律
【点评】
本题通过开关通断改变电路结构,结合电流相等的条件推导电阻关系,需分情况分析电路,利用欧姆定律和串并联的电流、电阻规律解题,考查学生的电路分析与推导能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分开关S₁断开、闭合两种情况,分别分析甲、乙电路的结构,结合电流表A₁与A₂示数始终相同的条件,利用欧姆定律推导电阻关系。首先明确:电源电压U不变,开关断开时甲仅R₁工作,乙为R₂与R₃串联;开关闭合时甲为R₁与R₂并联,乙仅R₃工作,再根据电流相等列等式推导电阻大小。
【解析】
设电源电压为U,分两种情况分析:
1. 当S₁断开时:
甲电路:只有R₁接入,电流表A₁示数 $ I_1 = \frac{U}{R_1} $;
乙电路:R₂与R₃串联,电流表A₂示数 $ I_2 = \frac{U}{R_2 + R_3} $;
由题意 $ I_1 = I_2 $,故 $ \frac{U}{R_1} = \frac{U}{R_2 + R_3} $,化简得:$ R_1 = R_2 + R_3 $ ①。
2. 当S₁闭合时:
甲电路:R₁与R₂并联,电流表A₁测干路电流,示数 $ I_1' = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} $;
乙电路:R₂被短路,仅R₃接入,电流表A₂示数 $ I_2' = \frac{U}{R_3} $;
由题意 $ I_1' = I_2' $,故 $ \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} = \frac{U}{R_3} $,两边除以U得:$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_3} $ ②。
将①中 $ R_3 = R_1 - R_2 $ 代入②:
$ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{R_1 - R_2} $,通分左边得 $ \frac{R_1 + R_2}{R_1 R_2} = \frac{1}{R_1 - R_2} $,交叉相乘得:
$ (R_1 + R_2)(R_1 - R_2) = R_1 R_2 $,即 $ R_1^2 - R_2^2 = R_1 R_2 $,整理为 $ R_1^2 - R_1 R_2 - R_2^2 = 0 $;
解此一元二次方程,取正根得 $ R_1 = \frac{(1+\sqrt{5})}{2} R_2 \approx 1.618 R_2 $,故 $ R_1 > R_2 $;
再由① $ R_3 = R_1 - R_2 \approx 0.618 R_2 $,故 $ R_2 > R_3 $;
因此电阻关系为 $ R_1 > R_2 > R_3 $,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路规律
【点评】
本题通过开关通断改变电路结构,结合电流相等的条件推导电阻关系,需分情况分析电路,利用欧姆定律和串并联的电流、电阻规律解题,考查学生的电路分析与推导能力。
【难度系数】
0.5
16. 海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,$R_0$为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是(

C
)答案
16. C
解析
【分析】
要解决此题,需先明确:海水盐浓度越大,A、B间海水电阻越小。再逐个分析各选项的电路结构,判断电表测量对象,结合欧姆定律分析电表示数随电阻变化的规律:
1. 选项A:电压表并联在电源两端,示数等于电源电压,不受AB电阻影响,故示数不变;
2. 选项B:AB与R₀串联,电压表测AB两端电压,根据串联分压规律,AB电阻越小,其分压越小,电压表示数越小;
3. 选项C:AB与R₀并联,电流表测干路电流,并联电路各支路电压等于电源电压,AB电阻越小,其支路电流越大,干路电流等于两支路电流之和,因此干路电流随AB电阻减小而增大;
4. 选项D:电流表测R₀支路电流,R₀为定值电阻,两端电压等于电源电压,电流不变,故示数不变。
综上,只有选项C符合要求。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:电路中AB与R₀串联,电压表并联在电源两端,测量电源电压。电源电压恒定,因此无论AB间电阻如何变化,电压表示数始终不变,不符合要求。
选项B:AB与R₀串联,电压表测AB两端电压。总电阻$R_{总}=R_{AB}+R_0$,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R_{AB}+R_0}$,AB两端电压$U_{AB}=IR_{AB}=\frac{UR_{AB}}{R_{AB}+R_0}=\frac{U}{1+\frac{R_0}{R_{AB}}}$。当海水盐浓度增大,$R_{AB}$减小,$\frac{R_0}{R_{AB}}$增大,$U_{AB}$减小,电压表示数变小,不符合要求。
选项C:AB与R₀并联,电流表测干路电流。并联电路各支路电压等于电源电压,AB支路电流$I_{AB}=\frac{U}{R_{AB}}$,R₀支路电流$I_0=\frac{U}{R_0}$,干路电流$I=I_{AB}+I_0=\frac{U}{R_{AB}}+\frac{U}{R_0}$。当海水盐浓度增大,$R_{AB}$减小,$\frac{U}{R_{AB}}$增大,干路电流I增大,电流表示数变大,符合要求。
选项D:AB与R₀并联,电流表测R₀支路电流。R₀为定值电阻,两端电压等于电源电压,因此电流$I_0=\frac{U}{R_0}$恒定,电流表示数不变,不符合要求。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题结合海水导电性与电阻的关系,考查电路识别和欧姆定律的应用,需明确电表测量对象,结合电阻变化分析电表示数,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先明确:海水盐浓度越大,A、B间海水电阻越小。再逐个分析各选项的电路结构,判断电表测量对象,结合欧姆定律分析电表示数随电阻变化的规律:
1. 选项A:电压表并联在电源两端,示数等于电源电压,不受AB电阻影响,故示数不变;
2. 选项B:AB与R₀串联,电压表测AB两端电压,根据串联分压规律,AB电阻越小,其分压越小,电压表示数越小;
3. 选项C:AB与R₀并联,电流表测干路电流,并联电路各支路电压等于电源电压,AB电阻越小,其支路电流越大,干路电流等于两支路电流之和,因此干路电流随AB电阻减小而增大;
4. 选项D:电流表测R₀支路电流,R₀为定值电阻,两端电压等于电源电压,电流不变,故示数不变。
综上,只有选项C符合要求。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:电路中AB与R₀串联,电压表并联在电源两端,测量电源电压。电源电压恒定,因此无论AB间电阻如何变化,电压表示数始终不变,不符合要求。
选项B:AB与R₀串联,电压表测AB两端电压。总电阻$R_{总}=R_{AB}+R_0$,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{U}{R_{AB}+R_0}$,AB两端电压$U_{AB}=IR_{AB}=\frac{UR_{AB}}{R_{AB}+R_0}=\frac{U}{1+\frac{R_0}{R_{AB}}}$。当海水盐浓度增大,$R_{AB}$减小,$\frac{R_0}{R_{AB}}$增大,$U_{AB}$减小,电压表示数变小,不符合要求。
选项C:AB与R₀并联,电流表测干路电流。并联电路各支路电压等于电源电压,AB支路电流$I_{AB}=\frac{U}{R_{AB}}$,R₀支路电流$I_0=\frac{U}{R_0}$,干路电流$I=I_{AB}+I_0=\frac{U}{R_{AB}}+\frac{U}{R_0}$。当海水盐浓度增大,$R_{AB}$减小,$\frac{U}{R_{AB}}$增大,干路电流I增大,电流表示数变大,符合要求。
选项D:AB与R₀并联,电流表测R₀支路电流。R₀为定值电阻,两端电压等于电源电压,因此电流$I_0=\frac{U}{R_0}$恒定,电流表示数不变,不符合要求。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题结合海水导电性与电阻的关系,考查电路识别和欧姆定律的应用,需明确电表测量对象,结合电阻变化分析电表示数,难度适中。
【难度系数】
0.5
17. 在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,$R_1$为定值电阻,$R_2$为滑动变阻器。闭合开关S,调节滑动变阻器,将滑片P从最左端滑到最右端,两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程的图线如图乙所示。则(

A.图乙中线B反映电压表$\mathrm{V}_1$示数随电流的变化
B.改变$R_2$的阻值,$\mathrm{V}_1$示数的变化量与$\mathrm{V}_2$示数的变化量不相等
C.图乙中线A的延长线不一定过坐标原点
D.滑动变阻器的最大阻值等于$R_1$的阻值
D
)A.图乙中线B反映电压表$\mathrm{V}_1$示数随电流的变化
B.改变$R_2$的阻值,$\mathrm{V}_1$示数的变化量与$\mathrm{V}_2$示数的变化量不相等
C.图乙中线A的延长线不一定过坐标原点
D.滑动变阻器的最大阻值等于$R_1$的阻值
答案
17. D
解析
【分析】
首先明确电路连接:$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。根据欧姆定律,定值电阻$R_1$的电压随电流增大而增大,滑动变阻器$R_2$的电压随电流增大而减小,据此判断图乙中两条线对应的电压表;再结合串联电路电压规律、欧姆定律分析各选项。
【解析】
1. 电路与线的对应:$R_1$是定值电阻,由$U_1=IR_1$可知,$\mathrm{V}_1$的示数随电流增大而增大,故图乙中线A对应$\mathrm{V}_1$示数变化;$R_2$的电压$U_2=U_{\mathrm{总}}-U_1$,随电流增大而减小,故线B对应$\mathrm{V}_2$示数变化,因此选项A错误。
2. 选项B:电源电压不变,$\Delta U_{\mathrm{总}}=\Delta U_1+\Delta U_2=0$,即$\mathrm{V}_1$示数的变化量与$\mathrm{V}_2$示数的变化量大小相等,选项B错误。
3. 选项C:线A是$R_1$的$U-I$图像,定值电阻的$U-I$图像是过原点的直线,延长线一定过坐标原点,选项C错误。
4. 选项D:当滑片$P$在最右端时,$R_2$接入阻值最大,电路电流最小,此时图乙中$U_1=U_2$;串联电路电流$I$相同,由$R=\frac{U}{I}$可知,滑动变阻器的最大阻值等于$R_1$的阻值,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、U-I图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点与欧姆定律,通过$U-I$图像分析电阻关系,关键是明确电压表测量对象及图像对应物理量的变化规律,需掌握定值电阻与滑动变阻器的$U-I$图像特点,属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路连接:$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。根据欧姆定律,定值电阻$R_1$的电压随电流增大而增大,滑动变阻器$R_2$的电压随电流增大而减小,据此判断图乙中两条线对应的电压表;再结合串联电路电压规律、欧姆定律分析各选项。
【解析】
1. 电路与线的对应:$R_1$是定值电阻,由$U_1=IR_1$可知,$\mathrm{V}_1$的示数随电流增大而增大,故图乙中线A对应$\mathrm{V}_1$示数变化;$R_2$的电压$U_2=U_{\mathrm{总}}-U_1$,随电流增大而减小,故线B对应$\mathrm{V}_2$示数变化,因此选项A错误。
2. 选项B:电源电压不变,$\Delta U_{\mathrm{总}}=\Delta U_1+\Delta U_2=0$,即$\mathrm{V}_1$示数的变化量与$\mathrm{V}_2$示数的变化量大小相等,选项B错误。
3. 选项C:线A是$R_1$的$U-I$图像,定值电阻的$U-I$图像是过原点的直线,延长线一定过坐标原点,选项C错误。
4. 选项D:当滑片$P$在最右端时,$R_2$接入阻值最大,电路电流最小,此时图乙中$U_1=U_2$;串联电路电流$I$相同,由$R=\frac{U}{I}$可知,滑动变阻器的最大阻值等于$R_1$的阻值,选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、U-I图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点与欧姆定律,通过$U-I$图像分析电阻关系,关键是明确电压表测量对象及图像对应物理量的变化规律,需掌握定值电阻与滑动变阻器的$U-I$图像特点,属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
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