串聯電路動態分析

2021-01-19 國文物理工作室

串聯電路動態分析

例．如圖所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P從a端向b端滑動時（　　）

 

A．電壓表V2示數與電流表A示數比值變大

B．電壓表V1示數與電流表A示數比值變小

C．電流表A示數變大，電壓表V1變大

D．電流表A示數變大，電壓表V2變大

解析：由電路圖可知，R1和R2串聯，電壓表V1測R1兩端的電壓，V2測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；

當開關S閉合，滑片由a端向b端移動的過程中，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，

由I=可知，電路中的電流變大，即電流表的示數變大；

因電壓表V2示數與電流表A示數比值等於滑動變阻器接入電路的阻值，因此比值變小，故A錯誤；

因電壓表V1示數與電流表A示數比值等於R1的阻值，所以，滑片移動時，電壓表示數與電流表示數的比值不變，故B錯誤；

由U=IR可知，R1兩端電壓變大，故C正確；

因串聯電路總電壓等於各分電壓之和，

所以由U2=U﹣U1可知：即電壓表V2讀數會變小，故D錯誤．

故選C．

 

練習：

1.如圖是自動測量油箱的油量裝置圖．其中Rˊ是定值電阻，R是弧形變阻器，它的金屬滑片與是金屬槓桿的一端，下列判斷正確的是（　　）

A.油量表是電壓表改裝而成的

B．R和Rˊ是並聯的

C．油位越高，通過R的電流越大

D．油位越低，R兩端的電壓越小

2．如圖所示，電源電壓不變，閉合開關後，下列關於電壓表示數變化的說法正確的是（　　）

 

A．滑片P向右移動，V1表示數變大，V2表示數不變

B．滑片P向右移動，V1表示數變小，V2表示數變大

C．滑片P向左移動，V1表示數變小，V2表示數變大

D．滑片P向左移動，V1表示數變大，V2表示數不變

3．如圖甲是某生產流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖．其中S為雷射源，R1為光敏電阻（有光照射時，阻值較小；無光照射時，阻值較大），R2為定值保護電阻，a、b間接「示波器」（示波器的接入對電路無影響）．水平傳送帶勻速前進，每當傳送帶上的產品通過S與R1之間時，射向光敏電阻的光線會被產品擋住．若傳送帶上的產品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關係如圖乙所示．已知計數器電路中電源兩極間的電壓恆為6V，保護電阻R2的阻值為400Ω．則（　　）

 

A．有光照射時光敏電阻R1的阻值為800Ω

B．有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比為1：2

C．有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1：2

D．每lh通過S與R1之間的產品個數為6000個

答案：

1．解：A．圖中油量表串聯在電路中，是由電流表改裝而成的，故A錯誤．

B．由電路圖可知，R和R′依次串聯，電流只有一條路徑，則兩電阻是串聯的，故B錯誤；

C．油位越高，浮標上移，滑片下移，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，由I=U/R可知，電路中的電流變大，即通過R的電流越大，故C正確；

D．油位越低，浮標下移，滑片上移，接入電路中的電阻變大，電路中的總電阻變大，由I=U/R可知，電路中的電流變小，由U=IR可知，R′兩端的電壓變小，因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，所以R兩端的電壓越大，故D錯誤．

故選C．

 

2．解：由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯，電壓表V1測R兩端的電壓，電壓表V2測電源的電壓，因電源電壓不變，所以滑片移動時，電壓表V2的示數不變，故BC錯誤；

當滑片P向右移動時，接入電路中電阻變大，電路中的總電阻變大，

由I=U/R可知，電路中的電路變小，

由U=IR可知，R兩端的電壓變小，即電壓表V1的示數變小，故A錯誤；

同理可知，滑片P向左移動，接入電路中電阻變小，電路中的電路變大，R兩端的電壓變大，電壓表V1的示數變大，故D正確．

故選D．

 

3．解：（1）由甲圖可知：R1、R2串聯，

由光敏電阻有光照射時阻值較小可知，當有光照射時，R1的阻值變小，電路的總電阻變小；

根據I=U/R可知，電路中的電流變大；

根據U=IR可知，R2兩端的電壓變大；

根據串聯電路總電壓等於各分電壓之和可知，R1兩端的電壓變小，即R1兩端的電壓較低，由圖象知R1的電壓U1=2V，則

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，

電路中的電流：II=U2/R2=4V/400Ω=0.01A，

光敏電阻的阻值：R1=U1 /I=2V/0.01A=200Ω，故A不正確．

（2）R1無雷射照時，由圖象可得U1′=4V，

U2′=U﹣U1′=6V﹣4V=2V，

所以，有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比U2：U2′=4V：2V=2：1，故B不正確；

I′=U2′/R2   =0.005A，

此時電阻R1的阻值：R1′=U1′/I′=4V/0.005A=800Ω，

所以，光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比R1：R1′=200Ω：800Ω=1：4，故C不正確；

（3）由圖象可知：每經過0.6s，就有一個產品通過計數裝置．

n=3600/0.6=6000個，故D正確．

故選D．


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