【知识点详解】
1. 导体电阻的理解:电阻是导体本身的性质,它与导体两端的电压和通过的电流无关。在一定温度下,导体的电阻取决于其材料、长度和横截面积,这是欧姆定律的基础。选项C正确地概括了这一点。
2. 电路功率计算:在电路中,功率P可以通过电流I和电阻R的关系计算,即P=I^2R(电阻功率)、P=UI(电压功率)。在给定条件下,不同情况可能需要使用不同的公式。例如,如果知道电压和电流,可以使用P=IU计算总功率。
3. 电源特性曲线分析:电源的路端电压与电流的关系图,可以用来确定电源的电动势和内阻。电动势是曲线的纵轴截距,而内阻可以通过曲线斜率计算。在给出的题目中,电动势为6.0V,但无法直接得出内阻。
4. 电路故障排查:在电路中,若电压表测得两点间的电压等于电源电压,这表明这两点之间没有电流流动,可能存在开路。根据题目描述,电压表测得b、d两点和a、c两点的电压都是220V,这表明ab或bc之间可能有断路,而cd间应该是通路。
5. 滑动变阻器的应用:滑动变阻器可以调节电路中的电阻,从而改变电流和电压。题目中的滑动变阻器与负载串联,通过调节其阻值可以使负载(如灯泡)获得正常工作所需的电压。选项C表明,当滑动变阻器的滑片在左端时,负载恰好获得4V电压,可能正常工作。
6. 电源与灯泡的组合:给定电源电压和灯泡额定电压,可以计算出最多可以并联多少个灯泡使其正常工作。题目中,灯泡的额定电压低于电源电压,因此可以并联多个灯泡。但由于电源自身也有内阻,不能无限并联,所以需要计算实际可以并联的数量。选项B可能是正确的,但需要具体计算确认。
7. 开关操作对电路的影响:当开关断开时,电路的连接方式改变,这可能会影响电流表和电压表的读数。具体影响取决于开关S前后的电路配置。题目中并未提供足够的信息来确定读数的变化方向,所以无法直接解答。
8. 电源工作状态的比较:比较两个电路的电源做功和输出功率,需要考虑电流、电压和电阻。电阻较大的电路(R1>R2),其内部电阻消耗的功率较大,但并不意味着电源做功较多。而电源输出功率取决于负载上的电压和电流,所以需要具体计算。
9. 火警报警器的工作原理:热敏电阻R2在火灾情况下电阻减小,导致电路电流增大。根据欧姆定律,电流增大意味着电压表读数减小(因为电阻减小,总电阻降低,电压下降),而报警器两端的电压U可能由于电流增大而升高。
10. 电源效率的计算:电源效率η定义为外电路消耗的功率与总功率的比例。从图线中,可以读取不同状态下U/I的值,这对应于电源的内阻。根据η=U/I,可以比较ηa和ηb的大小。通常,当外电压较高时,η也较大。
【实验题】
11. 电阻测量实验:在测量高阻值电阻时,需要选择合适的电流表和电压表。电流表应选择较小量程以减小测量误差,因此选择B;电压表应选择足够高的量程以覆盖待测电阻的电压范围,因此选择C。实验电路的选择通常是伏安法,即电流表并联在电阻两端,电压表串联在电路中,以测量电阻两端的电压和流过的电流。
以上是对题目中涉及的电路动态变化、滑动变阻器接法以及相关知识点的详细解析。这些内容涵盖了电阻的基本概念、电路功率计算、电源特性分析、电路故障排查、滑动变阻器应用、并联电路计算、开关操作的影响、电源工作状态比较、热敏电阻应用以及电源效率计算等多个方面,是高中物理中重要的电路知识。