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試卷第=page5050頁,共=sectionpages5050頁2022-2023學(xué)年成都市各區(qū)中考物理二診試題匯編:滑輪組、歐姆定律多選題一、多選題:歐姆定律1.如圖所示,豎直固定的測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)滑輪組,繩子A、B能承受的最大拉力分別為400N和160N,每個(gè)滑輪重力均為50N。當(dāng)滑輪組下端掛重340N的物體,用水平向右的力F拉繩子自由端,物體在10s內(nèi)上升了2m,不考慮繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸的摩擦,下列分析正確的是()A.測(cè)力計(jì)的示數(shù)為330NB.繩子自由端拉力F的功率為78WC.此裝置提升重物的最大機(jī)械效率約為88.9%D.滑輪組做的額外功為200J【答案】BC【詳解】A.由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞繩子的段數(shù)n=3,因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦,所以繩子自由端的拉力彈簧測(cè)力計(jì)下的定滑輪受到豎直向下的重力、兩股繩子向下的拉力和彈簧測(cè)力計(jì)向上的拉力,由力的平衡條件可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F示=G動(dòng)+2F=50N+2×130N=310N故A錯(cuò)誤;B.繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×2m=6m拉力做的總功W總=Fs=130N×6m=780J拉力做功的功率故B正確;C.繩子A能承受的最大拉力為400N,繩子B的拉力繩子B不會(huì)被拉斷;此時(shí)提升的最大物重G最大=FA=400N此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為故C正確;D.拉力做的有用功W有=Gh=340N×2m=680J則額外功W額=W總﹣W有=780J﹣680J=100J故D錯(cuò)誤;故選BC。2.某物理興趣小組使用了如圖所示的裝置(細(xì)繩不可伸長(zhǎng)),將質(zhì)量為0.5kg的電動(dòng)小車放置在粗糙水平桌面上,與桌面間的摩擦阻力為1N,滑輪質(zhì)量均為0.1kg。當(dāng)電動(dòng)小車向右運(yùn)動(dòng)時(shí),借助細(xì)繩、滑輪帶動(dòng)質(zhì)量為0.5kg的物體A以0.2m/s的速度沿豎直方向勻速上升,不計(jì)細(xì)繩與滑輪之間的摩擦,不考慮空氣阻力,g取10N/kg,則()
A.細(xì)繩的拉力為2N B.電動(dòng)小車的運(yùn)動(dòng)速度為0.2m/sC.滑輪組的機(jī)械效率為75% D.電動(dòng)小車牽引力的功率為1.8W【答案】AD【詳解】A.物體的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=m動(dòng)g=0.1kg×10N/kg=1N由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞3段繩,不計(jì)細(xì)繩與兩滑輪之間的摩擦,不考慮空氣阻力,細(xì)繩的拉力故A符合題意;B.小車運(yùn)動(dòng)速度v車=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s故B不符合題意;C.滑輪組的機(jī)械效率故C不符合題意;D.玩具電動(dòng)小車在水平方向上受水平向右的牽引力、水平向左的拉力和摩擦力f的作用,牽引力F牽=F+f=2N+1N=3N由可得,牽引力的功率P=F牽v車=3N×0.6m/s=1.8W故D符合題意。故選AD。3.如圖所示,體重為500N的小楷用滑輪組拉著重400N的物體A沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),物體A運(yùn)動(dòng)1m用時(shí)2s,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%,每個(gè)滑輪重40N,繞繩能承受的最大拉力為600N,不考慮繩重和滑輪與軸之間的摩擦,下列計(jì)算結(jié)果正確的是()A.小楷對(duì)地面的壓力為400NB.10s內(nèi)小楷對(duì)物體做功為1000JC.小楷做功的功率為80WD.小楷使用本裝置的機(jī)械效率最高可達(dá)96%【答案】AD【詳解】A.不考慮繩重和滑輪與軸之間的摩擦,滑輪組的機(jī)械效率物體受到的摩擦力f=160N;由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩,繩子自由端的拉力小楷受到重力、繩子的拉力和地面的支持力,地面的支持力F支持=G-F=500N-100N=400N小楷對(duì)地面的壓力和地面對(duì)他的支持力是相互作用力,大小相等,所以小楷對(duì)地面的壓力F壓=F支持=400N故A正確;B.物體A運(yùn)動(dòng)1m用時(shí)2s,即1s運(yùn)動(dòng)的距離是0.5m,10s內(nèi)物體A移動(dòng)的距離s物=10×0.5m=5m10s內(nèi)小楷對(duì)物體做功(有用功)W有=fs物=160N×5m=800J故B錯(cuò)誤;C.拉力端移動(dòng)距離s=ns物=2×5m=10m拉力做的總功W總=Fs=100N×10m=1000J拉力做功功率,即小楷做功的功率故C錯(cuò)誤;D.小楷施加的最大拉力等于自己的體重,為500N;繞繩能承受的最大拉力為600N,所以小楷使用本裝置的最大拉力F最大=500N,不考慮繩重和滑輪與軸之間的摩擦,能克服的最大摩擦力f最大=nF最大-G動(dòng)=2×500N-40N=960N不考慮繩重和滑輪與軸之間的摩擦,最大機(jī)械效率故D正確。故選AD。4.小果家自建新房,小果用如圖所示的滑輪組幫助家人搬運(yùn)建材。他將重力和他同為490N的物體勻速提升了3m,用時(shí)10s,這個(gè)過程滑輪組機(jī)械效率為98%。不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的一切摩擦,下列結(jié)論正確的是()
A.小果施加的拉力大小為245NB.動(dòng)滑輪對(duì)物體做的功為1470JC.小果施加拉力的功率為147WD.小果用該滑輪組豎直向下施力,不能提升重1000N的物體【答案】BD【詳解】B.動(dòng)滑輪對(duì)物體做的有用功為故B正確;A.由可知,拉力做的總功由圖可知,繩子自由端移動(dòng)的距離由可知,拉力故A錯(cuò)誤;C.拉力做功的功率為故C錯(cuò)誤;D.因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r所以動(dòng)滑輪的重力為小果通過滑輪組豎直向下拉繩子時(shí)的最大拉力為因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦,所以該滑輪組豎直向下施力時(shí)能提升物體的最大重力故D正確。故選BD。5.如圖甲所示,質(zhì)量為60kg的小林同學(xué)站在高臺(tái)上豎直向上勻速拉動(dòng)繩子,腳與地面的總接觸面積為,現(xiàn)改變,計(jì)算并繪出機(jī)械效率與的關(guān)系圖像,如圖乙所示,不計(jì)繩重和摩擦,下列說法正確的是()A.此滑輪組中,動(dòng)滑輪的重力為20NB.當(dāng)時(shí),小林對(duì)繩子的拉力為60NC.當(dāng)時(shí),若此時(shí)的拉力的功率為15W,則物體上升的速度為0.1m/sD.若水平高臺(tái)能承受的最大壓強(qiáng)為15500Pa,則該滑輪組所能提升物體的最大機(jī)械效率為90%【答案】BC【詳解】由圖甲可知,動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)為3股。A.由圖乙可知,當(dāng)物重120N時(shí),機(jī)械效率為80%,由可知解得G動(dòng)=30N故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)G物=150N時(shí),小林對(duì)繩子的拉力故B正確;C.當(dāng)G物=120N時(shí),小林對(duì)繩子的拉力若此時(shí)的拉力的功率為15W,由可知,拉力端移動(dòng)的速度物體上升的速度故C正確;D.若水平高臺(tái)能承受的最大壓強(qiáng)為15500Pa,則水平高臺(tái)能承受的最大壓力F壓=pS=15500Pa×0.05m2=775N小林同學(xué)的重力G林=m林g=60kg×10N/kg=600N小林同學(xué)能使用的最大拉力F拉3=F壓-G林=775N-600N=175N該滑輪組所能提升物體的最大重力該滑輪組所能提升物體的最大機(jī)械效率故D錯(cuò)誤。故選BC。6.如圖所示,支架OB固定于豎直墻面O點(diǎn),且可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)繩BC與支架連接于B點(diǎn),另一端固定在墻上C點(diǎn),此時(shí)支架水平,細(xì)繩與支架夾角為30°?;喗M懸掛于支架A處,OA=2AB,重500N的工人用300N豎直向下的拉力拉動(dòng)繩子自由端,使重540N的物體M在10s內(nèi)勻速上升了5m。工人與水平地面的接觸面積為500cm2,兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等,不計(jì)支架和細(xì)繩重力,不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦。則下列說法正確的是()
A.滑輪對(duì)重物的拉力的功率為150WB.工人對(duì)地面的壓強(qiáng)為4000PaC.細(xì)繩BC對(duì)支架的拉力1280ND.滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】BC【詳解】A.因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以,由二力平衡條件可知,滑輪對(duì)重物的拉力為滑輪對(duì)重物的拉力做的功為則滑輪對(duì)重物的拉力的功率為故A錯(cuò)誤;B.工人靜止于水平地面,對(duì)工人進(jìn)行受力分析如圖所示
則有F支持=G人﹣F=500N﹣300N=200N工人對(duì)地面的壓力和地面對(duì)工人的支持力是一對(duì)相互作用力,則該工人對(duì)地面的壓力F壓=F支持=200N工人對(duì)地面的壓強(qiáng)C.不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦,由得動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-G=2×300N-540N=60N兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等,則定滑輪的重力G定=G動(dòng)=60N支架受到滑輪組的拉力F拉=G定+3F=60N+3×300N=960NF拉的力臂細(xì)繩BC的拉力力臂由杠桿平衡條件FBCl1=F拉l2得D.由圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,則滑輪組的機(jī)械效率故選BC。7.如圖所示,是建筑工地使用的起重機(jī)的滑輪組。一次提升貨物的質(zhì)量為1.2×103kg,拉力F為7.5×103N時(shí),30s內(nèi)貨物被勻速提升了6m。因?yàn)殇摾K的承受力有限,該滑輪組的最大機(jī)械效率為90%。忽略繩重及摩擦,g取10N/kg。下列結(jié)論中正確的是()
A.動(dòng)滑輪的重力為3×103N B.拉力F的功率為3000WC.滑輪組做的有用功為4.2×104J D.鋼繩能承受的最大拉力為3×104N【答案】AB【詳解】A.A的重力G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N由圖可知,2段繩子承擔(dān)物重,忽略繩重及摩擦,由拉力得動(dòng)滑輪的重力為故A正確;B.物體上升的速度鋼繩自由端的移動(dòng)速度拉力F的功率為故B正確;C.滑輪組做的有用功為故C錯(cuò)誤;D.該滑輪組的最大機(jī)械效率為90%,即解得物體的最大重力為G′=2.7×104N鋼繩能承受的最大拉力故D錯(cuò)誤。故選AB。8.兩位工人分別用如圖所示裝置把物體勻速拉到平臺(tái)上。兩圖中將重力均為1000N的物體,從斜面底部勻速拉到2m高的平臺(tái)上(斜面與水平地面的夾角為30°)。兩位工人對(duì)繩子的拉力均為400N,動(dòng)滑輪均為2kg,不考慮繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸的摩擦,下列計(jì)算結(jié)果正確的是()
A.甲裝置中繩子對(duì)物體的拉力為780NB.乙裝置中對(duì)物體做的功為4000JC.甲、乙裝置中斜面上的摩擦力均為280ND.甲、乙裝置的機(jī)械效率均為62.5%【答案】ACD【詳解】A.由圖甲可知,通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=2,工人對(duì)繩子的拉力為F=400N,動(dòng)滑輪的重力為對(duì)動(dòng)滑輪受力分析,受到上面的兩段繩子對(duì)其豎直向上的拉力、豎直向下的重力和下面的繩子對(duì)其豎直向下的拉力F繩,則繩子對(duì)物體的拉力為故繩子對(duì)物體的拉力也為780N,故A正確;B.兩裝置中斜面相同,甲和乙裝置中對(duì)物體做的有用功為故B錯(cuò)誤;C.斜面與水平地面的夾角為30°,平臺(tái)高2m,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知斜面的長(zhǎng)為L(zhǎng)=4m,拉物體繩子做的功為克服斜面對(duì)物體的摩擦力做的功為由可得,斜面對(duì)物體的摩擦力為故C正確;D.斜面相同,兩裝置都有一個(gè)動(dòng)滑輪,通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n都等于2,克服物體重力做的有用功相等,繩端拉力均為400N,繩端移動(dòng)距離s=2L,繩子自由端拉力對(duì)物體做的總功均為所以兩裝置的效率為故D正確。故選ACD。9.某建筑工地上,需要利用電機(jī)和滑輪組從深井中將0.9t的重物吊到地面上,鋼纜繩能承受的最大拉力為6000N?;喗M和電機(jī)裝置如圖甲所示,鋼纜繩的拉力F與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,重物上升的速度v與時(shí)間的關(guān)系如圖丙所示,重物上升的高度h與時(shí)間的關(guān)系如圖丁所示(不計(jì)鋼纜繩與滑輪間的摩擦及繩重)。下列說法正確的是()
A.0~1s內(nèi),拉力F做的功為480JB.2~3s內(nèi),拉力F的功率為2460WC.2~3s內(nèi),滑輪組的機(jī)械效率約為80%D.該滑輪組最多可以吊起14700N的重物【答案】BD【詳解】A.由圖丙可知,0~1s內(nèi),重物上升的速度為0,在豎直方向上沒有移動(dòng)距離,由做功的條件可知,重物在0~1s內(nèi)不做功,故A錯(cuò)誤;B.由圖乙可知,2~3s內(nèi),拉力F為4100N;由圖丙可知,2~3s內(nèi),重物上升的速度為0.2m/s,由圖甲可知,有3段繩子承擔(dān)重物,所以2~3s內(nèi),繩端的移動(dòng)速度為0.6m/s,由可知,2~3s內(nèi),拉力F的功率故B正確;C.重物的質(zhì)量為0.9t,即900kg,重物的重力由圖丁可知,2~3s內(nèi),重物的上升高度為0.2m,則繩子的移動(dòng)距離為0.6m,所以該滑輪組的機(jī)械效率故C錯(cuò)誤;D.2~3s內(nèi),拉力F為4100N,由可知,動(dòng)滑輪的重力鋼纜繩能承受的最大拉力為6000N,則該滑輪組能吊起的最大物重故D正確。故選BD。10.如圖所示的裝置,每個(gè)滑輪的重力為10N,物體B的重力GB=15N,鐵塊A的重力GA=40N,鐵塊A被恒定水平吸引力吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上。對(duì)B物體施加F1=5N的豎直向下拉力(圖中未畫出),鐵塊A以0.04m/s的速度勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)了10s;撤去拉力F1,在A的下端對(duì)A施加一個(gè)豎直向下的拉力F2(圖中未畫出),使A勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)了10s,同時(shí)B以0.6m/s的速度勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)。繩子足夠長(zhǎng),磁性平板除對(duì)鐵塊A有磁力外對(duì)其它物體均無磁力,繩重及滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦等次要因素忽略不計(jì),則下列說法正確的是()
A.F2肯定比F1大 B.B在下降10s過程中B的重力做功18JC.A受到磁性平板的摩擦力為5N D.F2做功的功率為1W【答案】BD【詳解】對(duì)B物體施加F1=5N的豎直向下拉力時(shí),以物體A和動(dòng)滑輪為研究對(duì)象,它們受物體A的重力GA、動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)、磁性平板對(duì)A的豎直向下的摩擦力f和滑輪組對(duì)它們的拉力FA作用,而處于平衡狀態(tài),則有FA=GA+G動(dòng)+f以B為研究對(duì)象,它受物體B的重力GB、繩的拉力FB和F1的作用而處于平衡狀態(tài),則有FB=GB+F1由圖知,承擔(dān)物重的繩子斷數(shù)為3段,則有FA=3FB即GA+G動(dòng)+f=3(GB+F1)則磁性平板對(duì)A的豎直向下的摩擦力f=3(GB+F1)-(GA+G動(dòng))=3×(15N+5N)-(40N+10N)=10N撤去拉力F1,在A的下端對(duì)A施加一個(gè)豎直向下的拉力F2時(shí),以物體A和動(dòng)滑輪為研究對(duì)象,受物體A的重力GA、動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)、磁性平板對(duì)A的豎直向上的摩擦力f和滑輪組對(duì)它們的拉力FA′作用,而處于平衡狀態(tài),則有FA′=GA+G動(dòng)+F2-f以B為研究對(duì)象,它受物體B的重力GB、繩的拉力FB′的作用而處于平衡狀態(tài),則有FB′=GB則有FA′=3FB′即GA+G動(dòng)+F2-f=3GB則F2=3GB-(GA+G動(dòng)-f)=3×15N-(40N+10N-10N)=5NA.由于F1等于F2,都等于5N,故A錯(cuò)誤;B.物體向上移動(dòng)的距離sA=vAt=0.04m/s×10s=0.4m由題意知,物體B向下移動(dòng)的距離sB=3sA=3×0.4m=1.2m由W=Gh可得,B在下降10s過程中B的重力做功W=GBh=GBsB=15N×1.2m=18J故B正確;C.由于A受到磁性平板的摩擦力為10N,故C錯(cuò)誤;D.B以0.6m/s的速度勻速豎直向上運(yùn)動(dòng),則物體A豎直向下運(yùn)動(dòng)的速度由P=Fv可得,F(xiàn)2做功的功率P=F2v2=5N×0.2m/s=1W故D正確。故選BD。11.如圖所示,滑輪組懸掛在水平支架上,某工人站在水平地面上,豎直向下拉動(dòng)繩子自由端,使物體A以0.3m/s的速度勻速上升,滑輪組的機(jī)械效率為90%,已知物體A重540N,該工人重700N,不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦,關(guān)于該過程,下列說法正確的是()
A.繩子自由端受到豎直向下的拉力為300N B.該工人對(duì)地面的壓力為220NC.繩子自由端拉力的功率為90W D.動(dòng)滑輪重60N【答案】AD【詳解】A.由圖可知n=2,繩子自由端的拉力故A正確;B.由圖可知,工人在重力、地面的支持力和繩子自由端的拉力作用下處于平衡狀態(tài),由力的平衡條件可知,地面的支持力此時(shí)工人對(duì)地面的壓力與地面對(duì)工人的支持力是一對(duì)相互作用力,因此工人對(duì)地面的壓力故B錯(cuò)誤;C.繩子自由端移動(dòng)的速度繩子自由端拉力的功率故C錯(cuò)誤;D.因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r所以動(dòng)滑輪的重力故D正確。故選AD。12.如圖所示是利用滑輪組勻速提升水中物體A的示意圖,滑輪組固定在鋼架上,滑輪組中的兩個(gè)滑輪的質(zhì)量相等。物體A的底面積為20cm2,密度為5×103kg/m3,底面積為50cm2的圓柱形玻璃筒中裝有一定量的水,當(dāng)物體A完全浸沒在水中時(shí)。在繩端拉力F為14N的作用下,物體A從水中始終以0.05m/s的速度勻速上升,直至物體A有的體積露出水面,筒中水的深度變化了4cm。此時(shí),水對(duì)物體A底面處產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p。g取10N/kg,不計(jì)繩重與摩擦,則下列選項(xiàng)正確的是()
A.p的大小為1000PaB.物體A完全浸沒在水中時(shí),拉力F的功率為1.4WC.物體A完全浸沒在水中時(shí),鋼架對(duì)滑輪組的拉力為46ND.物體A完全浸沒在水中時(shí),滑輪組的機(jī)械效率η為83.3%【答案】BC【詳解】A.由物體A有的體積露出水面可知,物體浸在水中的體積是露出體積的2倍,由筒中水的深度變化了4cm可知,物體露出的體積V露=S筒h=50cm2×4cm=200cm3此時(shí)物體排開液體體積V排1=2V露=2×200cm3=400cm3物體的體積V=3V露=3×200cm3=600cm3此時(shí)物體受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N由浮力產(chǎn)生的原因可知,水對(duì)物體底面產(chǎn)生的壓力F向上=F浮﹣F向下=4N﹣0N=4N水對(duì)物體A底面處產(chǎn)生的壓強(qiáng)故A錯(cuò)誤;B.由圖可知滑輪組的動(dòng)滑輪繞繩子的段數(shù)n=2,繩子自由端移動(dòng)的速度v=nv物=2×0.05m/s=0.1m/s物體A完全浸沒在水中時(shí),拉力F的功率故B正確;C.物體A完全浸沒在水中時(shí)排開水的體積V排=V=600cm3此時(shí)物體受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×600×10-6m3=6N物體的質(zhì)量m=ρV=5.0×103kg/m3×600×10﹣6m3=3kg物體的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N由力的平衡條件可知,此時(shí)物體受到的拉力F拉=G﹣F浮=30N﹣6N=24N不計(jì)繩重和摩擦,動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF﹣F拉=2×14N﹣24N=4N由題意可知,定滑輪的重力G定=G動(dòng)=4N由力的平衡條件可知,鋼架對(duì)滑輪組的拉力F鋼=3F+G定=3×14N+4N=46N故C正確;D.滑輪組的機(jī)械效率故D錯(cuò)誤。故選BC。13.在建筑工地上,常用如圖滑輪組吊運(yùn)材料。某次操作中,卷揚(yáng)機(jī)用400N的拉力將總質(zhì)量為78kg的沙箱和沙子勻速吊起,運(yùn)到10m高的樓上,用時(shí)50s。已知沙箱的質(zhì)量為8kg,不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/kg,則下列說法正確的是()
A.卷揚(yáng)機(jī)對(duì)沙子做功為8×103J B.卷揚(yáng)機(jī)做功的功率為160WC.動(dòng)滑輪的重力為40N D.滑輪組的機(jī)械效率為87.5%【答案】BD【詳解】A.沙箱中沙子的質(zhì)量則卷揚(yáng)機(jī)對(duì)沙子做功故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,滑輪組繩子的有效股數(shù)則繩端移動(dòng)的距離卷揚(yáng)機(jī)做的功卷揚(yáng)機(jī)做功的功率故B正確;C.沙箱和沙子的總重力不計(jì)繩重和摩擦,由得,動(dòng)滑輪的重力故C錯(cuò)誤;D.滑輪組的機(jī)械效率故D正確。故選BD。14.小武同學(xué)家里正在修建樓房,他通過調(diào)查了解到工人利用如圖的裝置,20s內(nèi)將重力為700N的物體勻速提升了2m,工人對(duì)繩子施加的拉力F為375N。忽略繩重和機(jī)械之間的一切摩擦。下列說法中正確的是()
A.拉力F做功為750JB.拉力F做的額外功為200JC.拉力的功率為75WD.如用該裝置勻速提升重力200N的物體,則該滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】CD【詳解】A.由圖可知,動(dòng)滑輪上的繩子段數(shù)n=2,繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=2×2m=4m拉力做的總功W總=Fs=375N×4m=1500J故A錯(cuò)誤;B.拉力做的有用功W有=Gh=700N×2m=1400J拉力F做的額外功W額=W總-W有=1500J-1400J=100J故B錯(cuò)誤;C.拉力做功的功率故C正確;D.因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦?xí)r,所以動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-G=2×375N-700N=50N則提升重力200N的物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率故D正確。故選CD。二、多選題:滑輪組與機(jī)械功率15.如圖所示,電源電壓恒定,第一次,閉合S1、S2,斷開S1,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P2調(diào)到最下端,滑動(dòng)變阻器R1的滑片P1從最左端滑到最右端,最終電流為I。第二次,閉合S3,斷開S1、S2,把滑動(dòng)變阻器R2的滑片P2下往上滑,滑到中點(diǎn)時(shí)電壓表V2的讀數(shù)為3V,P2移動(dòng)到最上端時(shí),電流為I′。兩次操作中電流表隨兩電壓表變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。以安全為前提,下列描述正確的是()A.R2的最大電阻為40ΩB.電源電壓為8VC.前后兩次操作的電流比I′∶I=2∶1D.閉合任意開關(guān)和調(diào)節(jié)滑片位置,電流的最大電流與最小電流之差為0.5A【答案】AC【詳解】B.第一次實(shí)驗(yàn),閉合S1、S2,斷開S3時(shí),R1、R2串聯(lián),R1相當(dāng)于定值電阻接入電路中,R2的滑片P2調(diào)到最下端,電流表測(cè)電路中電流;R1的滑片P1滑動(dòng)過程中,總電阻不變,電源電壓恒定,由知,電路中電流不變,即電流表示數(shù)不變;由圖乙知,與U軸平行的為電流表A與電壓表V1的示數(shù)變化圖像,P1在左端時(shí),V1測(cè)電源電壓,此時(shí)V1示數(shù)最大,由圖像知,電源電壓U=6V,故B錯(cuò)誤;A.第一實(shí)驗(yàn)中,P1在右端時(shí),V1測(cè)R2兩端電壓,此時(shí)V1示數(shù)最小,由圖像知UV1=UR2=4V由串聯(lián)電路的分壓原理可得所以即,第二次實(shí)驗(yàn),閉合S3,斷開S1、S2,燈泡與R2串聯(lián),電壓表V2測(cè)燈泡兩端電壓,乙圖中上方的圖線是滑片P2在不同位置電流表A與電壓表V2的示數(shù)變化圖像,R2的滑片P2在最上端時(shí),只有燈泡連入電路中,此時(shí)燈泡兩端電壓最大為6V,電路中電流最大,所以I′=IR2=0.2AP2滑到中點(diǎn)時(shí)電壓表V2的讀數(shù)為3V,即燈泡電壓UL=3V,由圖像知,此時(shí)電路中電流I=IL′=I2=0.15A由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得解得:R2=40Ω,故A正確;C.R1的最大值由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得,第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中電流前后兩次實(shí)驗(yàn)的電流比I':I=0.2A:0.1A=2:1故C正確;D.根據(jù)題意閉合任意開關(guān)和調(diào)節(jié)滑片位置,當(dāng)只閉合開關(guān)S2時(shí),R2的滑片在最上端,調(diào)節(jié)滑片P1,使電路電阻最小,電路中有最大電流,為電流表的量程0.6A。因?yàn)镽2的最大阻值為40Ω,燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為30Ω,且會(huì)隨溫度變化,R1的最大阻值為20Ω,故只閉合開關(guān)S3,滑片P2在最上端時(shí)有最大電阻,如果燈泡電阻小于20Ω,則閉合開關(guān)S1、S2,滑片P1在最左端時(shí)電路電阻最大為60Ω,電路中最小電流為但燈泡電阻是變化的,所以不能確定是燈泡還是R1與R2串聯(lián)時(shí)電路的電阻最大,故不能確定電路中的最小電流,故D錯(cuò)誤。故選AC。16.如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變,滑動(dòng)變阻器R最大阻值為20Ω。閉合開關(guān)S和S2,電壓表V1和V2示數(shù)分別為U1和U2,電流表的示數(shù)為I1;閉合開關(guān)S、S1和S2,電流表的示數(shù)為I2;閉合開關(guān)S和S3,滑動(dòng)片移到b端時(shí),電流表的示數(shù)為0.2A,電壓表U1的示數(shù)為4V。已知U1∶U2=1∶3,I1∶I2=1∶4。下列說法正確的是()
A.U=6V B.I=0.1A C.R2=40Ω D.U2=4V【答案】BC【詳解】A.閉合開關(guān)S和S3,滑動(dòng)變阻器的滑片移到b端時(shí),滑動(dòng)變阻器和R1串聯(lián),滑動(dòng)變阻器的阻值全部接入電路,電壓表V1測(cè)量R1兩端電壓,V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得電源電壓故A錯(cuò)誤;BCD.根據(jù)可得R1的阻值為①閉合開關(guān)S和S2,R1、R2、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R1兩端電壓,V2測(cè)量R2和R3兩端的總電壓,電流表測(cè)電路中的電流,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知整理可得②電流表示數(shù)閉合開關(guān)S、S1和S2,只有R3連入電路,則電流表示數(shù)則整理可得③解①②③可得綜上分析知,故BC正確,D錯(cuò)誤。故選BC。17.如圖所示,電源電壓U保持不變。只閉合開關(guān),滑片P從最右端移至最左端,電壓表示數(shù)為變?yōu)樽畛醯模娏鞅硎緮?shù)變?yōu)樽畛醯?倍。閉合、、,滑片P在最右端時(shí),電流表示數(shù)為1.2A,的電功率為7.2W。下列結(jié)論中正確的是()A.B.C.通過調(diào)節(jié)開關(guān)和滑動(dòng)變阻器,電流表示數(shù)的最大值可以達(dá)到最小值的6倍D.滑片P在最右端時(shí),通過調(diào)節(jié)開關(guān),電路的最大總功率是最小總功率的9倍【答案】BC【詳解】B.當(dāng)只閉合開關(guān)S1,滑片P在最右端時(shí),等效電路圖如圖1,滑片P移至最左端,等效電路圖如圖2圖1中,電壓表的示數(shù)
①電流表的示數(shù)
②圖2中,電壓表的示數(shù)
③電流表的示數(shù)④根據(jù)題意知道
⑤
⑥將②④代入⑤解得
⑦將①③代入⑥解得
⑧由⑦⑧知道所以故B正確;A.閉合、、,滑片P在最右端時(shí),等效電路圖如圖3,此時(shí)三個(gè)電阻并聯(lián),根據(jù)題意知道,此時(shí)電流表示數(shù)為1.2A,的電功率為7.2W,由知道,電阻R1的阻值由歐姆定律知道,電源電壓故A錯(cuò)誤;C.由以上分析知道,當(dāng)只閉合開關(guān)S1,滑片P在最右端時(shí)(圖1中),三個(gè)電阻串聯(lián),電路總電阻最大,電流最小,電流表示數(shù)最小當(dāng)只閉合開關(guān)S2,滑片P在最左端時(shí),是R1的簡(jiǎn)單電路,電流表示數(shù)最大,此時(shí)即電流表示數(shù)的最大值可以達(dá)到最小值的故C正確;D.電源電壓U保持不變,由知道,當(dāng)電路總電流最大時(shí),電路的總功率最大,反之,當(dāng)電路總電流最小時(shí),電路的總功率最小,由C選項(xiàng)分析知道,最小功率當(dāng)閉合、、,滑片P在最右端時(shí),等效電路圖如圖3,此時(shí)三個(gè)電阻并聯(lián),電路總電阻最小,總電流最大,且則最大功率即滑片P在最右端時(shí),通過調(diào)節(jié)開關(guān),電路的最大總功率是最小總功率的11倍,故D錯(cuò)誤。故選BC。18.如圖所示的電路,電源電壓U保持不變,只閉合開關(guān)S1,將最大阻值為R2的滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過程中,電壓表V2的示數(shù)最小值為3V,電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了2V。閉合開關(guān)S1和S2,將滑片P從最下端移動(dòng)到最上端的過程中,電阻R3的最大功率為0.9W,當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí)電壓表V1與V2的示數(shù)之比為,電路總功率為P總,下列結(jié)論正確的是()
A.R1∶R2=3∶2 B.R3=3Ω C.U=6V D.P總=2.4W【答案】AC【詳解】A.只閉合開關(guān)S1時(shí),因電壓表在電路中相當(dāng)于斷路,所以,滑片P移動(dòng)時(shí)變阻器接入電路中的電阻不變,此時(shí)R1與R2的最大阻值、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R1和R2的滑片上方電阻絲兩端的電壓之和,如下面圖1所示:
滑片移動(dòng)時(shí)變阻器接入電路中的電阻不變,由可知,電路中的電流不變,電壓表V1的示數(shù)也不變,當(dāng)滑片P位于最上端時(shí),電壓表V2測(cè)R1兩端的電壓,其示數(shù)最小,即U1=3V,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,所以,電路中的電流電壓表V2的最小示數(shù)①滑片在最上端時(shí),電壓表V1的示數(shù)電壓表V2的示數(shù),V1與V2的示數(shù)之差為滑片在最下端時(shí),電壓表V1的示數(shù)電壓表V2的示數(shù)V1與V2的示數(shù)之差為因?qū)⒒瑒?dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過程中,電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了2V,所以即R2兩端的電壓U2=2V,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以②故A正確;BC.閉合開關(guān)S和S2時(shí),R2滑片下方電阻絲被短路(即下方電阻絲沒有接入電路),R1與R2滑片上方電阻絲、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R1和R2兩端的電壓之和,如上面圖2所示;當(dāng)滑片P位于上端時(shí),變阻器接入電路中的電阻為零,此時(shí)電路中的電流最大,電阻R3的功率最大,此時(shí)電路中的電流電阻R3的最大功率③當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),設(shè)此時(shí)電路中的電流為,已知電壓表V1與V2的示數(shù)之比為,則兩電壓表的示數(shù)之比解得④把②④代入①可得U=6V,將結(jié)果帶入③可得,R1=7.5Ω,則故B錯(cuò)誤,C正確;D.當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電路總功率為故D錯(cuò)誤。故選AC。19.在如圖所示的電路中,電源電壓U保持不變。只閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過程中,電壓表的示數(shù)最小值為2V,電壓表與的示數(shù)之差變化了4V。閉合開關(guān)和,將滑片P從最下端移動(dòng)到最上端的過程中,電阻的最大功率為9W,當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電路總功率為,電壓表與的示數(shù)之比為2∶1,下列結(jié)論正確的是()
A. B. C. D.【答案】AD【詳解】A.只閉合開關(guān)S1時(shí),因電壓表在電路中相當(dāng)于斷路,所以,滑片移動(dòng)時(shí)變阻器接入電路中的電阻不變,此時(shí)R1與R2的最大阻值、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R1和R2的滑片上方電阻絲兩端的電壓之和,滑片移動(dòng)時(shí)變阻器接入電路中的電阻不變,由可知,電路中的電流不變,電壓表V1的示數(shù)也不變,當(dāng)滑片P位于最上端時(shí),電壓表V2測(cè)R1兩端的電壓,其示數(shù)最小,即U1=2V,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,電路中的電流電壓表V2的最小示數(shù)U1=IR1,即①滑片在最上端時(shí),電壓表V1的示數(shù)UV1=U2+U3電壓表V2的示數(shù)UV2=U1V1與V2的示數(shù)之差為U2+U3-U1滑片在最下端時(shí),電壓表V1的示數(shù)UV1=U2+U3電壓表V2的示數(shù)UV2′=U1+U2V1與V2的示數(shù)之差為U2+U3-U1-U2因?qū)⒒瑒?dòng)變阻器的滑片P從最上端移動(dòng)到最下端的過程中,電壓表V1與V2的示數(shù)之差變化了4V,所以U2+U3-U1-(U2+U3-U1-U2)=U2=4V即R2兩端的電壓U2=4V,則U1∶U2=2V∶4V=1∶2因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以U1∶U2=IR1∶IR2=R1∶R2=1∶2②故A正確;BCD.閉合開關(guān)S1和S2時(shí),R2滑片下方電阻絲被短路(即下方電阻絲沒有接入電路),R1與R2滑片上方電阻絲、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R2和R3兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)R1和R2兩端的電壓之和,當(dāng)滑片P位于上端時(shí),變阻器接入電路中的電阻為零,此時(shí)電路中的電流最大,電阻R3的功率最大,此時(shí)電路中的電流電阻R3的最大功率③當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),設(shè)此時(shí)電路中的電流為I2,已知電壓表V1與V2的示數(shù)之比為2∶1,則兩電壓表的示數(shù)之比解得R2∶R3=2∶3④把②④代入①可得U=12V⑤把④⑤代入③可得R2=6Ω則當(dāng)滑片P在中點(diǎn)時(shí),電路總功率為故BC錯(cuò)誤,D正確。故選AD。20.如圖所示,電源電壓12V,、為定值電阻,,R3為滑動(dòng)變阻器,其銘牌上標(biāo)有“?;2A”字樣。電壓表接入電路的量程為0~3V,電壓表接入電路的量程為0~15V,電流表A所選量程為0~3A,電流表A1所選量程為0~0.6A。將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至最左端,當(dāng)只閉合開關(guān)時(shí),電流表A的示數(shù)為0.4A;保持滑片位置不變,當(dāng)只閉合開關(guān)時(shí),電壓表的示數(shù)為3V。下列結(jié)論正確的是()
A.R3的最大阻值為30B.R1的阻值為20C.只閉合S3時(shí),R3連入電路的阻值不能小于4D.改變電路連接,為保障各元件安全,電流表A的最大示數(shù)和最小示數(shù)之比為26:3【答案】AD【詳解】A.由圖示知,滑片調(diào)到滑動(dòng)變阻器的最左端,變阻器接入電路的阻值最大,只閉合時(shí),變阻器單獨(dú)工作,電流表示數(shù)為0.4A,則變阻器的最大阻值故A正確;B.只閉合,滑片位置不變時(shí),、串聯(lián)在電路中,電壓表測(cè)測(cè)兩端的電壓,此時(shí)兩端的電壓電路中的電流的阻值故B錯(cuò)誤;C.只閉合,電流表A測(cè)電路中的電流,其量程為0~3A,變阻器允許通過的最大電流為2A,則電路中的最大電流為2A,連入電路的阻值最小為故C錯(cuò)誤;D.因?yàn)?,所以?dāng)、串聯(lián),且變阻器接入電路的阻值最大時(shí),電路中的電阻最大,電路中電流最小,兩個(gè)電流表都測(cè)電路的電流,由選項(xiàng)B的分析知,此時(shí)電路的電流為0.3A,兩個(gè)電表都安全,也沒超過變阻器允許通過的最大電流,所以A的最小示數(shù)為0.3A。開關(guān)和都閉合,、并聯(lián)連接,電流表A測(cè)干路電流,測(cè)通過的電流,示數(shù)為沒超過量程,符合題意條件;變阻器允許通過的最大電流為2A,所以干路的最大電流,即A的最大示數(shù)所以電流表A的最大示數(shù)和最小示數(shù)之比故D正確。故選AD。21.如圖所示電路,電源電壓U恒定不變。只閉合S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電流的示數(shù)為0.2A時(shí),電壓表V1的示數(shù)為1V。只閉合S1,電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2,電流表的示數(shù)為I1。只閉合S2、S3,將滑片移動(dòng)到最上端時(shí),電流表的示數(shù)為I2,此時(shí)電路的功率為P1,保持滑片位置不變,再閉合S1,電流表的示數(shù)變化了0.2A,此時(shí)電路的功率為P2。已知I1:I2=1:9,U1:U2=2:1。下列結(jié)果正確的是()
A.R2=5Ω B.U=6VC.I1=0.2A D.P1:P2=9:11【答案】AD【詳解】ABC.只閉合S1,R1、R2、R3串聯(lián),電流表測(cè)電路的電流I1,電壓表V1測(cè)R1、R2兩端的電壓U1,電壓表V2測(cè)R3兩端的總電壓U2,由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和分壓原理可知解得
①此時(shí)電路中的電流只閉合S2、S3,將滑片移動(dòng)到最上端時(shí),R2、R3并聯(lián),電流表測(cè)干路電流I2,由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可知,此時(shí)電路中的電流已知即
②由①②解得R1=3R2,R3=2R2保持滑片位置不變,再閉合S1,R1、R2、R3并聯(lián),電流表測(cè)干路電流,電流表的示數(shù)變化了0.2A,由并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,電流表變化的示數(shù)為通過R1的電流,則此時(shí)通過R1的電流I1'=0.2A,由并聯(lián)電路的分流原理可知,通過R1、R2的電流之比則通過R2的電流I2'=3I1'=3×0.2A=0.6A此時(shí)通過R3、R2的電流之比通過R3的電流則由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,R2、R3并聯(lián)時(shí),干路電流I2=I2'+I3'=0.6A+0.3A=0.9A由I1:I2=1:9可知,R1、R2、R3串聯(lián),電路中的電流故C錯(cuò)誤;只閉合S2,R2、R3串聯(lián),電壓表V2測(cè)滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓,串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可知,電源電壓U=U2'+U3'=U2'+IR3=1V+0.2A×R3③根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知,R1、R2、R3串聯(lián)時(shí)的電源電壓
④由③④解得R3=10Ω,U=3V故B錯(cuò)誤;故A正確;D.由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知,R1、R2、R3并聯(lián)時(shí)干路的電流I'=I2+0.2A=0.9A+0.2A=1.1A由P=UI可知故D正確。故選AD。22.如圖的電路電源電壓不變,定值電阻R1=2Ω、R2=3Ω,滑動(dòng)變阻器最大阻值為R,電流表量程為0~0.6A或0~3A。閉合開關(guān)S和S2,滑片P移至最左端,電壓表V1的示數(shù)為U1,電壓表V2的示數(shù)為U2。再將滑片P移至最右端,電壓表V1的示數(shù)為U1',電壓表V2的示數(shù)為U2′,電流表的示數(shù)為0.2A;已知U1∶U1′=1∶2。開關(guān)S、S1和S3閉合時(shí),此電路在電路安全情況下,最小電功率為P。下列結(jié)論正確的是()
A.R=10Ω B.U2∶U2′=2∶1C.P=3.9W D.電流表選擇0~.6A量程【答案】AC【詳解】A.閉合開關(guān)S和S2,滑片P移至最左端,變阻器R接入電阻為0,定值電阻R1、R2串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R1兩端電壓,示數(shù)為U1,電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓,示數(shù)為U2,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的規(guī)律表示出U1;設(shè)電源電壓為U,根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律,電路中的電流R1兩端電壓為閉合開關(guān)S和S2,滑片P移至最右端,變阻器R接入電阻最大,定值電阻R1、R2與變阻器R串聯(lián),電壓表V1測(cè)量R與R1兩端總電壓,示數(shù)為U1',電壓表V2測(cè)量R與R2兩端的總電壓,示數(shù)為U2',根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律,電路中的電流R與R1兩端總電壓,示數(shù)為所以有解得,變阻器的最大電阻值為R=10Ω故A正確;B.電流表測(cè)量電路中的電流,示數(shù)為根據(jù)歐姆定律可得,電源電壓閉合開關(guān)S和S2,滑片P移至最左端,電路中的電流電流表的量程為0~0.6A,R2兩端的電壓閉合開關(guān)S和S2,滑片P移至最右端,變阻器R接入電阻最大,電壓表V2測(cè)量R與R2兩端的總電壓,示數(shù)為所以故B錯(cuò)誤;C.開關(guān)S、S1和S3閉合時(shí),定值電阻R2與變阻器R并聯(lián)接在電源兩端,電流表測(cè)量干路的電流,電壓表V2測(cè)量電源電壓,當(dāng)變阻器的接入電阻最大時(shí),電路中的電流最小,根據(jù)電功率的計(jì)算公式可知,最小電功率為故C正確;D.由歐姆定律和并聯(lián)電路電流規(guī)律可得,電流表的示數(shù)電流表的量程為0~3A,故D錯(cuò)誤。故選AC。23.如圖所示電路,電源電壓恒定,R1、R2為定值電阻,R2=5Ω,R3為滑動(dòng)變阻器,閉合開關(guān),當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)(圖中未標(biāo)出),電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2,R1的電功率為P1;當(dāng)滑片位于b點(diǎn)時(shí)(圖中未標(biāo)出),電壓表V1、V2的示數(shù)分別為U1′、U2′,R3的電功率為P2。前后兩次R2的電功率之差為1W。電流表A有兩個(gè)待選量程分別為0~0.6A和0~3A,已知U1∶U2=1∶1,U1′∶U2′=3∶5,P1∶P2=27∶8,R3的最大阻值為30Ω,下列說法正確的是()
A.R1∶R2=3∶2B.電源電壓為12VC.電流表A選擇量程為0~3A會(huì)更合適D.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,R3的最大功率為1.8W【答案】BD【詳解】由電路圖可知,R1、R2、R3串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R1、R3兩端的總電壓,電流表測(cè)電路中的電流。AB.因?yàn)閁1′∶U2′=3∶5所以,當(dāng)滑片位于b點(diǎn)時(shí),由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知,R1與R3兩端的電壓之比為由串聯(lián)電路的分壓原理可知,R1與R3接入電路的電阻之比為即,,由P=UI=I2R可知,兩次電路中的電流之比為即;由P=UI=I2R可知,兩次R2的電功率之差為解得則當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí)電路中的電流為當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí),由U1∶U2=1∶1可知,R3兩端的電壓為零,因此R3接入電路的電阻為零,由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知,兩次的電源電壓分別為U=Ia(R2+R1)=0.6A×(5Ω+R1)
①
②由①②可知,R1=15Ω,因此R1、R2的電阻之比為R1∶R2=15Ω∶5Ω=3∶1電源電壓為U=Ia(R2+R1)=0.6A×(5Ω+15Ω)=12V故A錯(cuò)誤;B正確;C.由歐姆定律可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零時(shí),電路中的電流最大,由題意可知,當(dāng)滑片位于a點(diǎn)時(shí),當(dāng)U1∶U2=1∶1時(shí),R3接入電路的電阻為零,此時(shí)電路中的電流最大為0.6A,因此電流表A選擇量程為0~0.6A會(huì)更合適,故C錯(cuò)誤;D.由串聯(lián)電路的電阻可知,R1、R2的總電阻為R=R1+R2=15Ω+5Ω=20Ω滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為所以,當(dāng)R3=R=20Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大;滑動(dòng)變阻器消耗電功率的最大值為故D正確。故選BD。24.如圖所示電路,電源電壓恒定不變,小燈泡L上標(biāo)有“6V
3W”字樣(不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響),為定值電阻,為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)開關(guān)S、閉合,斷開,滑片P位于a點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),電壓表和的示數(shù)之比為,電流表的示數(shù)為0.5A,當(dāng)滑片P位于最右端時(shí),電壓表和的示數(shù)之比為;當(dāng)開關(guān)S、閉合,斷開,滑片P位于最左端時(shí),小燈泡L的實(shí)際功率為,電壓表和的示數(shù)之比為(所有操作都在保證電路安全的情況下進(jìn)行)。下列結(jié)論正確的是()
A.的最大阻值為30ΩB.電源電壓為8VC.閉合S、,斷開時(shí),電路的最大功率為8WD.【答案】AC【詳解】AB.由可知,燈泡的電阻為當(dāng)開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,滑片P位于最左端時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零,燈泡與R1串聯(lián),電壓表V1測(cè)電源兩端的電壓,電壓表V2測(cè)燈泡兩端的電壓,由串聯(lián)電路的分壓原理可知,R1與燈泡的電阻RL之比為則R1的阻值為當(dāng)開關(guān)S、S1閉合,S2斷開,滑動(dòng)變阻器R2與定值電阻R1串聯(lián),電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓,電壓表V2測(cè)R2兩端的電壓,由串聯(lián)電路的分壓原理可知,R1與滑片P位于a點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R2a之比為則滑片P位于a點(diǎn)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知,電源電壓為由電路圖可知,滑片P位于最右端時(shí),滑動(dòng)變阻器R2接入電路的電阻最大,由串聯(lián)電路的分壓原理可知,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值與R1之比為則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為故A正確,B錯(cuò)誤;C.當(dāng)開關(guān)S、S1閉合,S2斷開時(shí),滑動(dòng)變阻器R2與定值電阻R1串聯(lián),由P=UI可知,電源電壓一定時(shí),電路中的電流最大時(shí),電路的功率最大,由歐姆定律可知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為零時(shí),電路中電流最大,由歐姆定律可知,電路中的最大電流為電路的最大功率為故C正確;D.當(dāng)開關(guān)S、S2閉合,S1斷開,滑片P位于最左端時(shí),由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,此時(shí)電路中的總電阻為電路中的電流為則燈泡的電功率為故D錯(cuò)誤。故選AC。25.圖甲中R0為定值電阻,電源電壓保持不變?;瑒?dòng)變阻器R1標(biāo)有“20Ω,1A”字樣,電流表量程0~0.6A,燈泡L的額定電流是0.5A。當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開或都閉合兩種情況中,移動(dòng)滑片P(所有元件都安全)得到了兩次電流表示數(shù)與R1阻值變化關(guān)系的圖像(如圖乙所示),燈泡在工作時(shí)正常發(fā)光。下列說法中正確的是()
A.電源電壓為4VB.R0的阻值為20ΩC.燈泡L的額定功率為3WD.開關(guān)都斷開與都閉合時(shí),電路最大功率之比為6∶11【答案】CD【詳解】由甲圖可知,當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器R1與燈泡L并聯(lián),若R1接入電路的阻值為零,則會(huì)造成電源短路,所以R1接入電路的阻值不能為零,由此可判斷出圖乙中的上邊的曲線為S1、S都閉合時(shí)電流表示數(shù)與R1阻值變化關(guān)系的圖像,則下邊的曲線為S1、S2都斷開時(shí)電流表示數(shù)與R1阻值變化關(guān)系的圖像;如下圖:
A.開關(guān)S1、S2都閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器R1與燈泡L并聯(lián),由圖像中上邊的曲線可知,當(dāng)R1=20Ω時(shí),通過R1的電流I1=0.3A。由可得電源電壓U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V故A錯(cuò)誤;B.開關(guān)S1、S2都斷開時(shí),R1與R0串聯(lián),當(dāng)R1=0Ω時(shí),電路中只有R0連入電路,由圖像中下邊的曲線可知I最大=0.6A,由可得R0的阻值故B錯(cuò)誤;C.已知燈泡在工作時(shí)正常發(fā)光(其額定電壓等于電源電壓6V),且燈泡L的額定電流是0.5A,則燈泡L的額定功率P額=PL=ULIL=6V×0.5A=3W故C正確;D.開關(guān)都閉合時(shí),變阻器R1與燈泡L并聯(lián),干路的最大電流I閉合=I1最大+IL=0.6A+0.5A=1.1A開關(guān)都斷開時(shí),R1與R1串聯(lián),由圖像中下邊的曲線可知串聯(lián)電路的最大電流I斷開=0.6A,則開關(guān)都斷開與都閉合時(shí),電路最大功率之比為P斷開∶P閉合=UI斷開∶UI閉合=I斷開∶I閉合=0.6A∶1.1A=6∶11故D正確。故選CD。26.如圖所示,電源電壓不變。當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)I1為0.3A,電壓表示數(shù)為U1,電阻R2與R3的電功率之和為8.1W;當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),電壓表示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為I2,電阻R2的電功率為12.5W,U1∶U2=3∶5.則下列計(jì)算結(jié)果正確的是()
A.I1∶I2=2∶3 B.R2∶R3=4∶5 C.R1=10Ω D.U=30V【答案】CD【詳解】AB.由電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2斷開時(shí),三電阻串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,由歐姆定律可知,R1兩端的電壓U1=I1R1=0.3A×R1……①由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和P=UI=I2R可知,電阻R2與R3的電功率之和……②當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時(shí),R1、R2串聯(lián),電壓表測(cè)R1兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流,由歐姆定律可知,R1兩端的電壓U2=I2R1……③電阻R2的電功率P2=I22R2=12.5W……④由①②可知……⑤由②④⑤可知解得,故AB錯(cuò)誤;CD.由⑤可知由④可知?jiǎng)t由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和歐姆定律可知,當(dāng)開關(guān)S1
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