初中物理电学大题.doc

北京慧通文府培黎校区理化组电学大题1如图20，电路中电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大阻值为R。将滑动变阻器的滑片P置于A端，只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2；将滑动变阻器的滑片P置于B端，仍只闭合开关S1时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，R1消耗的电功率为0.21W。已知U1U1= 78 ，U2U2= 32，R2=9W 。（1）求R1的阻值；（2）当滑动变阻器的滑片P置于B端时，闭合开关S1、S2、S3，求电流表的示数。R1 A BPS1S2S3V2V1图20R3I2R1R2UR1R3UR2U1U2U1U2IR3R1UR2P1I11解： 1分（1） 1分 1分 1分（2） 1分 1分图24R3S1SR1V1V2A1PR2AB2如图24所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的A端时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为I1，滑动变阻器R2消耗的电功率P2为3W。当只闭合开关S，将滑片P移至滑动变阻器R2的中点时，电压表V1的示数为U1，电压表V2的示数为U2，电流表A的示数为I2。闭合开关S、S1，当滑片P移至滑动变阻器R2的B端时，电流表A的示数为I3，电阻R3的电功率为P3。已知U1U1，U24U2。求：（1）电流I1与I2的比值。（2）电功率P3的大小。 （3）通过断开、闭合开关及移动滑动变阻器滑片P，电路所消耗的最小电功率Pmin 。（结果保留1位小数）36题答（图2） I2R1R2/2R3U2UU136题答（图3） P3 R3UI3U1 U2R2R3UI1P2 36题答（图1） 2解：当P在A端，闭合S、S1时,等效电路如图1；当P在中点，闭合S、断开S1时,等效电路如图2；当P在B端，闭合S、S1时,等效电路如图3。 （1分）解可得：2R1=9R2 （1分）电源电压不变，有：由可得：R2=3R3 （1分）联立解得：（1分）36题答（图4） IR1R2R3U （1分）3如图18所示的电路中，电源电压稳定不变（忽略温度对电阻的影响）。当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P位于某点A时，电压表V1和V2的示数之比U1:U2=2：3，电流表示数为0.6A；当滑动变阻器滑片P位于右端时，电压表V1、V2示数分别为U1、U2；当开关S、S2闭合、S1断开时，电压表V1、V2示数为分别U1、U2。U1：U1=2：3， U2：U2=4：3.滑动变阻器的最大阻值为20。求（1）定值电阻R2的阻值（2）电源电压（3）通过开关闭合与断开，调节滑动变阻器的滑片P的位置，电路消耗的最小功率。 - +30.6ASL+电源 - +315V1S1S2 - +315V2R3R2图183解：画出各状态等效电路如下：开关S、S1闭合，S2断开，P位于某点A，如图（1）开关S、S1闭合，S2断开，P位于右端时，如图（2）当开关S、S2闭合，S1断开，如图（3）开关S、闭合，S1、S2断开，如图（4）U2图（1）LI1=0.6AR3AU1U2图（2）LI2R3=20U1U2图（3）LI3R2U1I4R3R2L图（4） （1）（2） （3）图274如图27所示电路中，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变，定值电阻R1=25W。只闭合开关S1时，灯L正常发光；只闭合开关S3时，灯L的实际功率为其额定功率的，R2消耗的功率为0.5W；改变三个开关的状态，在保证R1工作的条件下，若R1消耗的最大功率和最小功率之比为41。求：（1）灯丝的电阻R灯；（2）电源两端的电压U；（请画出相关的等效电路图）4.解：（1）只闭合开关S1时，电路结构如图1所示。 只闭合开关S3时，电路结构如图2所示。 1分图1P额R灯UI额图2P实R灯UIR1R2图4R1ULR2A图3R1UA由题意可知 ，所以I额=4I 1分同时对于图1、2所示的两电路状态有I额R灯=I（R1+ R2+ R灯） 1分保证R1处于工作状态，有如下三种电路情况：第一，开关S3闭合，如图2所示；第二，开关S2、S3闭合，如图3所示；第三，开关S1、S2、S3均闭合，如图4所示。对图2、图3、和图4分析可知，处于图2所示的状态时R1消耗的功率最小，记为P1小；处于图3、图4所示的状态时，R1消耗的功率等大，均为最大功率，记为P1大。所以依题意有，解得R2+R灯=25W 1分联立上述三式，可解得：R灯=12.5W， R2=12.5W。 1分（2）对图2所示电路状态有P2=I2R2=0.5W，解得I=0.2A。对此电路状态根据欧姆定律有U=I（R1+ R2+ R灯）=0.2A（25W+12.5W+12.5W）=10V。 1分5如图19所示的电路中，电源两端电压保持不变。只闭合开关S1，当滑动变阻器的滑片P位于A点时，电压表Vl的示数U1为10V，电压表V2的示数U2为8V，电路中的电流为I1，电阻R1与此时滑动变阻器消耗的电功率P1为4W；当滑动变阻器的滑片P位于B点时，电压表Vl的示数U1，电压表V2的示数为U2，电流表示数为I2，电阻R1与此时滑动变阻器消耗的电功率P2为2.5W，且电压U1 ：U1 2：1求：(1)电流I1与I2的比值；(2)电源两端的电压U；(3) 当开关S1 、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，电路的电功率P3。（6分）S2S1PR2R121图195 解：当只闭合开关S1时，滑动变阻器的滑片P位于A点时，等效电路如图19甲所示；当只闭合开关S1时，滑动变阻器的滑片P位于B点时，等效电路如图19乙所示；当开关S1 、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P位于最左端时，等效电路如图19丙乙所示。（1分）UR2甲P1=4WR1R2RAUU2=8vU1=10vI1R1R2RBUU2U1I2P2=2.5W乙I3R1U丙UR2图19由图19甲、乙得：=（1分）I1=0.5A I2=0.25AU2=10V（1分）= 解得：U=12V（1分）R2=R1=（1分）由图19丙得：P2=W（1分）（其他解法正确的，均可相应得分）6如图21所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1时，电压表V的示数为U1，电阻R1消耗的功率P1为1.8W；只闭合开关S2、S3时，电压表V的示数为U2，电流表A1和A2的示数分别为I 1和I 2；所有开关都闭合时，电流表A 2的示数比I2增加了0.9A。已知U1U213，I 1I 241，求电源电压及开关都闭合时电阻R3消耗的电功率。6解: 只闭合开关S1时，等效电路如图甲所示 只闭合开关S2、S2时，等效电路如图乙所示R1R2UI20.9AR3R1R2UU1R3R3UU2I1I2R2甲乙丙闭合开关S1、S2、S2时，等效电路如图丙所示由得：由得：2由1.8W 0.9A 得：U21.8W9 1.8W 9 18VR3的功率P318181.8W32.4W7. 图19所示的电路中，电源两端电压U保持不变。当滑动变阻器的滑片P置于a端时，图19R2 SR1S1PR3ab 闭合开关S，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1，电阻R1消耗的电功率P1=4W，电阻R2消耗的电功率为P2；当滑动变阻器的滑片P置于距a端2/3时，电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的电功率为P2。已知P2 :P2=4:9，U1:U2=4:3。求：（1）I1与 I2的比值；（2）滑动变阻器滑片P在a端时，R3消耗的功率；（3）滑动变阻器滑片P在b端时，R2消耗的功率。7.解：（1）当滑动变阻器的滑片P置于a端时，电路如图甲所示；当滑动变阻器的滑片P置于距a端2/3时，电路如图乙所示；滑动变阻器滑片P在b时，电路如图丙所示。图甲P1=4WR1R2R3I1P2U1U图乙R1R2R3/3I2P2U2U图丙R1R2I3P2 U 1分（2）由图甲和图乙：R2一定 1分 1分又U一定 1分由式得由图甲： 1分（3）由图甲和图丙： 1分8如图22所示，电源两端电压不变，电阻R1的阻值为4。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于左端时，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U1，变阻器的功率为P1，R2的电功率为1W。当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为I2，电压表V2的示数为U2，变阻器的功率为P2。已知：U1=U2，P1：P2=8：9。求：（1）电流表的两次示数之比I1：I2；（2）电阻R2的阻值；图22SR1V1R2V2PR3（3）移动滑动变阻器的滑片，电路所消耗的最大电功率P最大。8.解：闭合开关S，当滑片P位于左端、中点和右端时，等效电路分别如 图甲、乙、丙所示；P2甲=1W图甲U1R14R3R2UI1P1图乙R14R2U2UI2R3/2P2图丙R14R2UI3P最大 （1）由图甲、乙： 解得： （2）由图甲、乙：U一定 又U1= U2 由、式联立，将R1=4代入解得：R2=6，R3=20 （3）当滑片P在右端时，电路的总功率最大.由图甲、丙：U一定 将R1、R2、R3值代入解得： 图24SR1S1R2abbbcbL9.如图24所示电路，电源两端的电压保持不变。R1是定值电阻，其阻值是6，R2是滑动变阻器，小灯泡L的铭牌上标有“6V 3W”。当闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡恰好正常发光，此时定值电阻的功率是P11.5W；调节滑片P的位置使其位于b点时，灯泡的实际功率是PL/，定值电阻的功率是P1/，滑动变阻器的功率是Pb；再调节滑片P的位置使其位于c点时，灯泡的实际功率是PL/，定值电阻的功率是P1/，滑动变阻器的功率是Pc。已知 P1/P1/P116425，PL/PL/ =81，PbPc1317。求：电源两端的电压，滑动变阻器分别在a端、b点、c点时电路中的电流Ia、Ib、Ic；滑动变阻器滑片P在b点和c点时，接入电路的电阻阻值Rb、Rc；灯泡的实际功率PL/和PL/各是多少。（6分）9.解： 当滑动变阻器的滑片P位于a端时，小灯泡L与定值电阻R 1串联，其等效电路如图所示UR1LIa灯泡正常发光，其两端电压UL =6V，功率PL =3W根据P =UI，I a=PL /UL =3W/6V =0.5AR 1两端电压U 1 =P1 /Ia =1.5W/0.5A =3V根据欧姆定律, I =U /R ,此时灯丝的电阻R L= U L/I a =6V/0.5A=12 1分电源两端的电压U = U LU 1 =6V3V =9V 1分当滑动变阻器的滑片P位于b点、c点时，小灯泡L、滑动变阻器与定值电阻R 1串联，其等效电路分别如图所示UR1LIcRcUR1LIbRb根据P =I2R ，P1/P1/P1（I b2R1）（I c2R1）（I a2R1 ）= I b2I c2I a2 =16425I b= 4 I a/5 =40.5A/5 =0.4A I c= 2 I a/5 =20.5A/5 =0.2A 1分根据P =I2R, PL/PL/ =（ I b2RL/）（I c2RL/ ）= 81(0.4A)2RL/(0.2A)2R L/ =81得到: RL/ =2 RL/ 由PbPc（I b2Rb）（I c2Rc ）= 1317, (0.4A)2Rb(0.2A)2R c =131 URL/R1Rc URL/R1Rb得到: Rb=13 R c/68 根据欧姆定律和串联电路特点, I b= I c=RL/6Rb =9V/(0.4A) =22.5 , RL/Rb = 16.5 RL/6Rc =9V/(0.2A) =45 , RL/Rc = 39 由四式联立,解出Rb = 6.5, Rc = 34 , 1分RL/ = 10 , RL/ = 5 1分PL/= I b2RL/ =(0.4A)210 =1.6WPL/= I c2RL/ =(0.2A)25 =0.2W 1分10如图24所示电路，电源两端的电压保持不变，定值电阻R1=2R3。当只闭合开关S1时，移动滑动变阻器的滑片使其接入电路中的电阻达到最大阻值R2，此时滑动变阻器消耗的功率为7.2W；再将滑动变阻器的滑片移至中点，此时电压表V1的示数与电压表V2的示数之比为1:2。求：（1）滑动变阻器的最大电阻R2与定值电阻R3的阻值之比；（2）当开关S1和S2都闭合时，电阻R1所消耗的电功率；（3）当开关S1和S2都闭合时，若电流表示数为1A，则定值电阻R3的阻值为多大。 图24R1R2R3V1V2AS1S210.解：（1）设电源两端的电压为U，当只闭合开关S1，滑动变阻器的滑片在阻值最大端时，电路如图1所示；当滑动变阻器的滑片在中点时，电路如图2所示。图1R1R2UR3P2=7.2W图2U/2R1R2/2UR3图3R1UR3由图2可知，因电压表V1、V2的示数之比为1：2，所以R1两端的电压为电源两端电压的一半，因此有R1= +R3。又因为R1=2R3，所以R2：R3=2：1。（2）因为R1=2R3， R2：R3=2：1，所以R1=R2，因此在图1中，R1消耗的功率P1=P2=7.2W。又根据串联电路分压关系可知，在图1中电阻R1两端的电压U1=U。当开关S1和S2都闭合时，电路如图3所示。根据串联电路的分压关系可知，电阻R1两端的电压U1=U。设此时R1消耗的电功率为P1，则有，解得P1=20W。（3）若在图3所示电路中电流I=1A，根据P1=I2R1可解得R1=P1/I2=20W/（1A）2=20。又因R1=2R3，所以R3=10。11. 如图24所示，电源电压为12V保持不变。当闭合开关S0和S1时，电流表A1的示数为0.8A；调整开关S0、S1和S2的开闭状态，发现某一状态时，电路消耗的电功率最大为P1，电流表A2的示数为3.6A，R3消耗的功率为P2；当电路消耗的最小功率为P3时，R1和R2消耗的总功率为P4；已知P1：P3=11：1，求：图24R3A1A2R2R1S1S0图4S2（1）R3的阻值； （2）当S0闭合，S1、S2都断开时，电压表的示数；（3）P2和P4的比值。11解：（1）当闭合开关S0和S1时，等效电路如图4甲所示；可得R3=15（2分）（2）当开关S0、S1和S2都闭合时，等效电路如图4乙所示，此时电路消耗的功率最大为P1，干路电流为I=3.6A+0.8A=4.4A；当开关S0闭合，S1和S2都断开时，等效电路如图4丙所示，此时电路消耗的功率最小为P3，电路中电流为I。= 解得：I=0.4A （1分）U3=IR3=0.4A15=6V （1分）（3）R1、R2的电压之和为U，解得= （1分）注：正确画出等效电路图 （1分）（其他解法正确的，均可相应得分）12. 如图21所示电路，电源电压保持不变，当开关S断开，滑动变阻器接入电路的电阻为RA时，电阻R2和滑动变阻器消耗的功率之和为8