在如图1所示的电路中,当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,下列说法正确的是()图1A.R2的功率增大B.R3两端的电压减小C.电流表的示数变大D.R1接入电路部分中的电流增大解析当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路的总电阻增大,则干路电流I减小,路端电压U增大,R3两端的电压等于路端电压,则可知R3两端的电压增大,则通过R3的电流I3增大,通过R2的电流I2=I -I3,I减小,I3增大,则I2减小,故R2的功率减小,选项A、B错误;R2两端电压U2也减小,R4两端的电压U4=U-U2,U增大,U2减小,则可知U4增大,故通过电流表的电流I A增大,电流表的示数变大,选项C正确;流过R1接入电路部分的电流I1=I2-I A,I2减小,I A增大,则I1减小,选项D错误。
答案C(2018·新疆二模)在如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,L1和L2为两个相同的灯泡,每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同,D为理想二极管,C为电容器,开关S处于断开状态,下列说法中正确的是()A.滑动变阻器滑片向右移动,电流表示数变小B.滑动变阻器滑片向右移动,电源内阻的发热功率变小C.开关S闭合后,L2亮度变暗D.开关S闭合后,电流表示数不变解析电容器视为断路,所以只有灯泡L2中有电流通过,滑动变阻器滑片向右移动,电流表的示数不变,故选项A错误;滑动变阻器滑片向右移动,电路电流不变,电源内阻的发热功率不变,故选项B错误;开关S闭合后,因为二极管具有单向导电性,二极管处于截止状态,灯泡L1中无电流,电路总电阻不变,总电流不变,电流表的示数不变,L2亮度不变,故选项C错误,D正确。
答案D 如图所示的电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流。
R0为定值电阻,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,则下列表示电压表示数U、电路总功率P 随电流表示数I变化的关系图线中,可能正确的是()解析由题图知R0与R并联,电压表测路端电压,电流表测R接入电路部分所在支路的电流。
该恒流源提供的电流恒定为I总,流过R0的电流为I0,R0两端的电压为U0,流过R接入电路部分的电流为I,R接入电路部分两端的电压为U。
根据并联电路的特点可知U=U0=I0R0=(I总-I)R0=-IR0+I总R0,其中I总、R0为定值,由U=-R0I+I总R0可知U-I图象为直线,-R0<0,即图象的斜率小于0,故选项A、B错误;由电功率的计算公式P=UI知,电路消耗的总功率P=UI总=(I总-I)R0×I总=-I总R0I+I2总R0,其中I总、R0为定值,由P=-I总R0I+I2总R0可知P-I图象为直线,-I总R0<0,即图象的斜率小于0,且I不会为0,P不会为0,故选项C正确,D错误。
答案C (多选)如图所示,由于理想变压器原线圈的输入电压降低,电灯L的亮度变暗了,下列哪些措施可以使电灯L重新变亮()A.其他条件不变,P1上移,同时P2下移B.其他条件不变,P1下移,同时P2上移C.其他条件不变,断开开关SD.其他条件不变,将滑动变阻器的滑片P向下移动解析P1上移则n1增大,P2下移则n2减小,由理想变压器规律U1U2=n1n2可知U2将会变得更小,所以电灯L不会重新变亮,选项A错误;P1下移则n1减小,P2上移则n2增大,由理想变压器规律U1U2=n1n2可知U2将会变大,所以电灯L会重新变亮,选项B正确;其他条件不变,则电压U2不变,断开开关S,并联部分电阻变大,副线圈电流变小,R1分压变小,电灯L两端的电压将变大,所以电灯L会重新变亮,选项C正确;其他条件不变,将滑动变阻器的滑片P向下移动,总电阻变小,总电流变大,R1分压变大,电灯L两端的电压将变小,所以电灯L不会重新变亮,选项D 错误。
答案 BC 科技小组在探究交变电流的产生及变化规律时,将电流计(0刻度在正中央)与一个保护电阻R 0串联后,接到交流发电机模型的两个输出端,如图所示。
发电机模型线圈匝数可调。
转动手柄使线圈在磁场中匀速转动,观察电流计指针的偏转情况,下列叙述与观察结果相符的是( )A.电流计指针总是左、右摆动B.当转速很小时,电流计指针左、右摆动C.当转速很大时,电流计指示的为交变电流的有效值D.当线圈匝数少时,电流计指针左、右摆动,当线圈匝数多时,电流计指针指向某一侧不为零的定值解析 交流发电机产生的是交变电流,当转速很小时,流过电流计的电流方向变化较慢,电流计指针能随电流方向的变化而左、右摆动;当转速很大时,电流方向变化很快,电流计指针来不及随之变化而摆动,因此稳定时指针指向“0”刻度,不能测定交变电流的有效值,选项A 、C 错误,B 正确;线圈匝数不能改变电流方向变化的频率(由线圈转动的角速度决定),因此选项D 错误。
答案 B2.(多选)在如图所示的电路中,理想变压器原线圈串联两只灯泡L 1、L 2,副线圈并联三只灯泡L 3、L 4、L 5,五只灯泡完全相同。
若交流电源的电压有效值为U ,五只灯泡恰能正常发光,则下列说法正确的是( )A.每只灯泡的额定电压为15UB.每只灯泡的额定电压为23UC.变压器原、副线圈匝数之比为3∶1D.变压器原、副线圈匝数之比为4∶1解析 设每只灯泡的额定电压为U 0,额定电流为I 0,变压器原、副线圈匝数的比值为k ,则原线圈两端电压U 1=kU 0,I 0=1k ·3I 0,且U =2U 0+U 1,解得k =3,U 0=15U ,选项A 、C 正确。
答案 AC (多选)(2018·湖南衡阳三模)在如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,ab 两端接入图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),图中电压表和电流表均为理想电表,D 为理想二极管,R 0为定值电阻,L 为电阻恒定的指示灯,R T为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小。
下列说法中正确的是()A.电压表的示数为22 VB.若R T处出现火灾时,电压表示数将变大C.若R T处出现火灾时,电流表示数将变大D.若R T处出现火灾时,指示灯L将变暗解析由二极管特点可知U1=110 2 V,由U1U2=n1n2可知U2=11 2 V,即电压表的示数为11 2 V,故选项A错误;由于U2由U1决定,所以若R T处出现火灾时,电压表示数将不变,故选项B错误;若R T处出现火灾时,电阻减小,总电阻R减小,由I2=U2R知I2将变大,由I1I2=n2n1可知电流表示数也将变大,故选项C正确;若R T处出现火灾时,并联电阻减小,由串联分压原理可知并联电压减小,即指示灯的电压减小,指示灯L将变暗,故选项D正确。
答案CD (2017·全国卷Ⅲ,15)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。
现让金属杆PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是()A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向解析金属杆PQ突然向右运动,由右手定则可知,PQRS中有沿逆时针方向的感应电流,穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小,由楞次定律可知,T中有沿顺时针方向的感应电流,故选项D正确,A、B、C错误。
答案D (2018·全国卷Ⅰ,17)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。
现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则B ′B 等于( ) A.54 B.32 C.74 D.2解析 设OM 的电阻为R ,OM 的长度为l 。
过程Ⅰ,OM 转动的过程中产生的平均感应电动势大小为E 1=ΔΦ1Δt 1=B ·ΔS Δt 1=B ·14πl 2Δt 1=πBl 24Δt 1,流过OM 的电流为I 1=E 1R =πBl 24R Δt 1,则流过OM 的电荷量为q 1=I 1·Δt 1=πBl 24R ;过程Ⅱ,磁场的磁感应强度大小均匀增加,则该过程中产生的平均感应电动势大小为E 2=ΔΦ2Δt 2=(B ′-B )S Δt 2=(B ′-B )πl 22Δt 2,电路中的电流为I 2=E 2R =π(B ′-B )l 22R Δt 2,则流过OM 的电荷量为q 2=I 2·Δt 2=π(B ′-B )l 22R ;由题意知q 1=q 2,则解得B ′B =32,选项B 正确,A 、C 、D 错误。
答案 B (2018·河南濮阳一模)如图甲所示,光滑“∠”形金属支架ABC 固定在水平面上,支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中,一金属导体棒EF 放在支架上,用一轻杆将导体棒与墙固定连接,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,取垂直于水平面向下为正方向,则下列说法中正确的是( )A.t 1时刻轻杆对导体棒的作用力最大B.t 2时刻轻杆对导体棒的作用力最大C.t 2到t 3时间内,轻杆对导体棒的作用力先增大后减小D.t 2到t 4时间内,轻杆对导体棒的作用力方向不变解析 由E =n ΔΦΔt ,可知t 1时刻感应电动势为0,感应电流为0,安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,故选项A 错误;t 2时刻感应电动势为最大,感应电流最大,但磁场为0,安培力为0,轻杆对导体棒的作用力为0,故选项B 错误;t 2到t 3时间内,安培力先增大后减小,所以轻杆对导体棒的作用力先增大后减小,故选项C 正确;t 2到t 4时间内,感应电流方向改变,安培力方向改变,则轻杆对导体棒的作用力方向改变,故选项D 错误。
答案C2.(多选)如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,导轨间距为L=1 m。
一质量m=2 kg、阻值r=2 Ω 的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,g=10 m/s2。
金属棒的v-x图象如图乙所示,则从起点发生x=1 m位移的过程中()A.拉力做的功W=9.25 JB.通过电阻R的电荷量q=0.125 CC.整个系统产生的总热量Q=5.25 JD.x=1 m时金属棒的热功率为1 W解析金属棒在运动位移x=1 m的过程中,克服摩擦力做功为W f=μmgx=5 J,x=1 m时金属棒的安培力大小为F安=BIL=B2L2R+rv,结合图象可知,安培力大小与位移成正比,则金属棒克服安培力做功为W安=Fx=F安x2=B2L22(R+r)v x=0.25J,由动能定理得W-W安-W f=12m v2,得W=9.25 J,选项A正确;流过电阻R的电荷量q=ΔΦR+r=0.25 C,选项B错误;系统产生的焦耳热等于金属棒克服安培力做功大小,等于0.25 J,系统产生的热量等于摩擦生热和焦耳热之和,大小为5.25 J,选项C正确;x=1 m 时,回路中I=BL vR+r=0.5 A,由P=I2r得金属棒的热功率为0.5 W,选项D错误。