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文档简介
电学综合计算题一、计算题1. 如图甲所示电路,电源两端电压U不变,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器。当开关S闭合后,改变滑动变阻器接入电路的电阻,其电流与电压的关系如图乙所示。求:(1)请依据题中提供的信息,求滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为多少欧?(2)请分析求出定值电阻R1的电阻值和电源两端电压?(3)电路消耗电功率的最大值?2. 某科技活动小组设计了如图所示的电路。电源电压不变,当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,电流表的示数为0.8A,定值电阻R1消耗的功率为6.4W;变阻器R2的滑片P滑到b端时,电流表的示数变为0.2A;当S1和S2都闭合,变阻器R2的滑片P滑到某点时,电流表的示数为0.6A,小灯泡L消耗的功率为0.9W.求:(1)电源电压;(2)变阻器R2的最大阻值;(3)小灯泡两端电压及此时变阻器R2连入电路的阻值3. 如图1所示,是某家用电热水壶内部的电路简化结构图,其中R1、R2为阻值相同的电热丝,有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式,该电热水壶加热有高温、中温、低温三档,中温档的额定功率为500W,求(1)电热水壶调至中温档正常加热,将2kg温度为30的水烧开(标准大气压下)需要20min,水所吸收的热量及电热水壶的效率;(2)电热水壶高温档的额定功率;(3)若某次电热水壶用高温档加热0.1h,耗电0.09kWh,通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。4. 某种规格的白炽灯泡的铭牌上印着“220V40W”,其灯丝电流随电压变化图象如图所示。(1)这种白炽灯正常工作时,灯丝的电阻是多少?(2)取两只该规格的白炽灯串联起来,接到220V的电源上,两灯总的实际电功率是多少?两灯工作2h共消耗多少度电?(3)取一只该规格的白炽灯接到12V学生电源上,电路连接及灯泡均完好,闭合开关后白炽灯并不发光,请你判断此时白炽灯是否消耗电能?如果消耗,说明能量转化的情况;如果不消耗,说明理由。5. 如图1所示,已知定值电阻R1的阻值为30,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如图2所示。(设电源电压保持不变),求:(1)电源电压U是多少?(2)通过定值电阻R2的电流是多少?(3)现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2。(4)此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值。6. 在如图甲所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为20。闭合开关S,电流表A1和A2的示数分别为0.6A、1A。求: (1)电源电压U;(2)变阻器连入电路的阻值R2;(3)若移动滑片P到某位置时,发现一电流表的示数如图乙所示,求:此时电路中的总电阻R是多少?这个过程R2接入电路的电阻值变化多少?7. 如图所示电路中,电源电压保待不变,R1=10.闭合开关,当滑片P在a端时,电流表示数为0.3A;滑片P在b端时,电压表示数为2V.求:(1)电源电压; (2)滑动变阻器R2的最大阻值8. 如图所示,电源电压为12V保持不变闭合开关S,电流表A1的示数为0.2A,电流表A2的示数为0.6A.求:(1)电阻R1的阻值;(2)电阻R2消耗的功率9. 如图所示的电路中,灯泡L上标有“12V9W”字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,电源电压保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针位置相同;当开关S1、S2断开,S3闭合时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R14,在这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等。(灯泡电阻不随温度的变化而改变)求:(1)电源电压;(2)R2的阻值;(3)电路在何种状态下消耗的功率最小,最小功率是多少?10. 如图所示,电阻R1为8,电源两端电压为12V,开关S闭合后。求:(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为30时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I;(2)当滑动变阻器R接入电路的电阻R3为20时,通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I。11. 在如图所示的电路中,电源电压为6V且不变电阻R1的阻值为10,滑动变阻器R2上标有“202A”字样,两电表均为常用电表闭合开关S,电流表示数为0.2A求:(1)电压表的示数;(2)电阻R2连入电路的阻值;(3)若移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,发现电压表和电流表中有一个已达满刻度,此时电压表和电流表的示数12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1=5,R2=10。 若开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.4A,则电源电压是多大?若开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.5A,则电阻R3的阻值是多大?13. 实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:在图乙中R1=14,R2=9.当只闭合S1时,电流表读数I1=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理求电源的电压U和电阻r14. 如图所示的电路中,灯泡L上标有“12V9W”字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,电源电压保持不变当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针位置相同;当开关S1、S2断开,S3闭合时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R14,在这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等(灯泡电阻不随温度的变化而改变)求:(1)电源电压;(2)R2的阻值;(3)电路在何种状态下消耗的功率最小,最小功率是多少?15. 如图所示,将滑动变阻器的滑片P移向M端,闭合开关S,电流表有示数为1.0A,电压表的示数为6V;滑片P移至N端,闭合开关S,电压表的示数为2V.求:(1)电源的电压;(2)电阻R0的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值。16. 如图所示,定值电阻R0=10,滑动变阻器R的最大阻值为20,灯泡L上标有“3V0.6W”的字样。只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表的示数为0.1A。(1)电源电压为多少?(2)若三个开关都闭合,R的滑片移到最左端,此时电路的总功率为多少?17. 在如图所示的电路中,电源电压为6伏且不变。电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2上标有“202A”字样,两电表均为实验室常用电表。闭合开关S,电流表示数为0.2安。求:(1)电压表的示数是多少?(2)此时电阻R2连入电路的阻值多大?18. 在如右图所示电路中,电流表的量程为00.6A,电压表的量程为03V,灯泡的规格分别为L1“9V1.8W“和L2“12V4W”,滑动变阻器R的规格为“501A”,不计温度对灯丝电阻的影响。滑动变阻器的滑片P放在a时,闭合开关S1、S2、S3时,灯L1正常发光。求:(1)灯泡L2的电阻;(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电流表的读数是多少?(3)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路消耗最小功率(要说明电路此时的连接情况)?19. 如图1所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关S后,将滑片P由一端移动到另一端时,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图2所示。求:(1)电源电压;(2)定值电阻R1的阻值及滑动变阻器R2的最大阻值。20. 甲醛对人体的危害非常大因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图电源电压恒为3V,R是阻值为10的定值电阻,R0为可以感知甲醛污染指数的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染,50100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:(1)污染指数为50时,电阻R的阻值是多少?(2)电压表示数为1V时,甲醛污染指数是否属于重度污染?21. 如图所示的电路,灯L标有3.8V字样,电源电压恒为6V。(1)当S1、S2均断开,滑片P移至最左端时,电流表的示数为0.6A,求电阻R1的阻值。(2)当S2断开,S1闭合,移动滑片P使电流表的示数为0.38A,灯正常发光:保持滑片不动,S1断开、S2闭合,电流表的示数变为0.58A,求灯的额定功率。(3)当S1,S2均断开,移动滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为Ra,滑动变阻器消耗的功率为Pa;移动滑片P在b点时,滑动变阻器接入电路中的电阻为Rb,滑动变阻器消耗的功率为Pb,且Rb=4Ra,Pb=Pa,求Ra。答案和解析1.【答案】解:(1)当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R2与电阻R1串联,电压表测R2两端的电压,此时电路中的电流最小;由乙图可知,U1=6V,I最小=0.1A,变阻器R2接入电路的最大阻值:R2=U1I最小=6V0.1A=60;(2)当滑片位于最左端时电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,由乙图可知I最大=0.7A,由I=UR可得,电源的电压:U=I最大R1=0.7AR1;根据欧姆定律和串联电路中总电压等于各分电压之和,故电源的电压:U=I最小R1+U2=0.1AR1+6V,因电源的电压不变,故0.7AR1=0.1AR1+6V,解得:R1=10;电源的电压U=0.7AR1=0.7A10=7V;(3)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路消耗的总功率最大,此时有:P=UI=7V0.7A=4.9W。答:(1)滑动变阻器R2接入电路的最大阻值为60欧;(2)定值电阻R1的电阻值为10,电源两端电压为7V;(3)电路消耗电功率的最大值为4.9W。【解析】(1)由电路图可知,当滑片位于最右端时,滑动变阻器的最大阻值R2与电阻R1串联,电压表测R2两端的电压,此时电路中的电流最小,由乙图读出两电表的示数,由欧姆定律求出R2的最大阻值;(2)当滑片位于最左端时电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大并由乙图读出其大小,利用欧姆定律表示出电源的电压;利用电源的电压不变建立等式即可求出定值电阻的阻值和电源的电压;(3)利用P=UI分析电路有最大功率的条件,求出电路消耗的最大功率。本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是分析好滑片移动时两电表示数的对应关系。2.【答案】解:(1)当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,电路中只有R1连入电路,电流表测R1的电流,根据P=UI可得电源电压:U=P1I=6.4W0.8A=8V;(2)由欧姆定律可得R1的阻值:R1=UI=8V0.8A=10,当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到b端时,R1与R2的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得此时的总电阻值:;根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得:R2=R总R1=4010=30;(3)当S1和S2都闭合,变阻器R2的滑片P滑到某点时,R1与灯泡并联后与R2串联,电流表测干路电流,设灯泡两端的电压为UL,则根据串联电路的电流特点可得:I=I1+IL,根据I=UR和P=UI可得:I=ULR1+PLUL,所以,0.6A=UL10+0.9WUL,解得:UL=3V,根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:U2=UUL=8V3V=5V,由欧姆定律可得R2连入电路的阻值:。答:(1)电源电压为8V;(2)变阻器R2的最大阻值为30;(3)小灯泡两端电压为3V,此时变阻器R2连入电路的阻值为8.3。【解析】(1)当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到a端时,电路中只有R1连入电路,电流表测R1的电流,已知定值电阻R1消耗的功率,利用P=UI即可求出电源电压;(2)根据欧姆定律求出R1的阻值;当S1闭合、S2断开,变阻器R2的滑片P滑到b端时,R1与R2的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R2的最大阻值;(3)当S1和S2都闭合,变阻器R2的滑片P滑到某点时,R1与灯泡并联后与R2串联,电流表测干路电流,已知灯泡的功率和干路电流,则根据并联电路的电流特点和欧姆定律得出干路电流的表达式,然后先求出灯泡两端的电压,再根据欧姆定律求出R2连入电路的阻值。本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断。3.【答案】解:(1)标准大气压下水的沸点为100,则水吸收的热量:Q吸=cm(tt0)=4.2103J/(kg)2kg(10030)=5.88105J,由P=Wt可得,消耗的电能:W=P中t=500W2060s=6105J,电热水壶的效率:=Q吸W100%=5.88105J6105J100%=98%;(2)由题知,R1、R2为阻值相同的电热丝,设R1=R2=R,甲图为开路,P甲=0,乙图中两电阻串联,R乙=2R,P乙=U2R乙=U22R,丙图中只有电阻R1工作,R丙=R,P丙=U2R丙=U2R,丁图中两电阻并联,R丁=12R,P丁=U2R丁=U212R=2U2R,由以上可知,丙图为中温档,丁图为高温档,则电热水壶高温档的额定功率:P高=2P中=2500W=1000W;(3)电热水壶的实际功率:,则此时电热水壶不是正常工作。答:(1)水所吸收的热量为5.88105J,电热水壶的效率为98%;(2)电热水壶高温档的额定功率为1000W;(3)此时电热水壶不是正常工作。【解析】(1)标准大气压下水的沸点为100,根据Q吸=cm(tt0)求出水吸收的热量,根据P=Wt求出消耗的电能,利用=Q吸W100%求出电热水壶的效率;(2)先分析四图的连接方式,求出四种连接的电阻大小,电源电压不变,根据公式P=U2R求出各自的电功率,然后比较得出答案;(3)根据P=Wt求出电热水壶的实际功率,然后与额定功率相比较得出答案。本题考查了吸热公式、电功公式、效率公式、电功率公式的灵活运用,分清电热水壶处于不同档位时电路的连接方式是关键。4.【答案】解:(1)由P=UI=U2R可得,白炽灯正常工作时灯丝的电阻:RL=UL2PL=(220V)240W=1210;(2)取两只该规格的白炽灯串联起来接到220V的电源上时,它们分得的电压相等,即UL=U2=220V2=110V,由图象可知,电路中的电流I=0.14A,则两灯总的实际电功率P=UI=220V0.14A=30.8W=0.0308kW,由P=Wt可得,两灯工作2h共消耗的电能:W=Pt=0.0308kW2h=0.0616kWh=0.0616度;(3)白炽灯接到12V学生电源上时,电路是通路,根据W=UIt可知,白炽灯消耗电能,消耗的电能转化为内能。答:(1)这种白炽灯正常工作时,灯丝的电阻是1210;(2)取两只该规格的白炽灯串联起来,接到220V的电源上,两灯总的实际电功率是30.8W,两灯工作2h共消耗0.0616度电;(3)白炽灯接到12V学生电源上时,白炽灯消耗电能,消耗的电能转化为内能。【解析】(1)白炽灯正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=UI=U2R求出灯丝的电阻;(2)取两只该规格的白炽灯串联起来接到220V的电源上时,它们分得的电压相等,根据图象读出通过灯泡的电流,根据P=UI求出两灯总的实际电功率,根据W=Pt求出两灯工作2h共消耗的电能;(3)白炽灯接到12V学生电源上时,电路是通路,根据W=UIt判断是否消耗的电能,用电器工作时把电能转化为其它形式的能。本题考查了电功率公式、电功公式的灵活运用,从图象中获取有用的信息是关键。5.【答案】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流,电压表测电源的电压。(1)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针的位置相同,所以,电流表A的量程为03A,分度值为0.1A,干路电流I=1.5A,电流表A1的量程为00.6A,分度值为0.02A,通过R1的电流I1=0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,由I=UR可得,电源电压:U=U1=I1R1=0.3A30=9V;(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过电阻R2的电流:I2=II1=1.5A0.3A=1.2A;(3)由题知,用电阻Rx替换电阻R1、R2中的一个,替换前后,只有一个电流表的示数发生了变化;若用Rx替换电阻R1,则电流表A1所在支路的电阻发生变化,电流表A1的示数会发生变化,同时干路电流也会发生变化,即电流表A的示数发生变化,不符合题意;因此只能是用Rx替换电阻R2;(4)替换后电流表示数减少了0.3A,则干路电流变为:I=II=1.5A0.3A=1.2A,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,此时通过Rx的电流为:Ix=II1=1.2A0.3A=0.9A,根据I=UR可得Rx的阻值:Rx=UIx=9V0.9A=10。答:(1)电源电压U是9V;(2)通过定值电阻R2的电流是1.2A;(3)Rx替换的是电阻R2。(4)未知电阻Rx的阻值为10。【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A测干路电流,电流表A1测R1支路的电流。(1)根据并联电路的电流特点和电流表指针的位置确定A1、A2电流表的量程,再根据分度值读出示数,进一步即可求出通过L1的电流。利用欧姆定律求出电源电压;(2)根据并联电路的电流特点求出通过L2的电流;(3)根据“替换前后只有一个电流表的示数发生了变化”确定替换的电阻;(4)替换后电流表示数减少了0.3A,求出干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过Rx的电流,再根据欧姆定律求出Rx的阻值。本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用以及电路的动态分析,关键是电流表量程的确定和读数以及根据题意确定出替换的电阻。6.【答案】解:由图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1的电流I1=0.6A,电流表A2测干路电流I=1A,(1)并联电路中总电压等于各支路两端的电压,则由欧姆定律可得,电源电压:U=U2=U1=I1R1=0.6A20=12V;(2)由并联电路的电流特点可得,通过R2的电流:I2=II1=1A0.6A=0.4A,变阻器连入电路的阻值:R2=U2I2=12V0.4A=30(3)由甲图可知,电流表A1测R1的电流,因并联电路各支路独立工作、互不影响,故A1的示数为0.6A且不会随滑片的移动而改变,所以,可知乙图为电流表A2的示数,由于A2所用为03A量程,最小分度值为0.1A,则此时的干路电流,此时电路中的总电阻:此时通过R2的电流:,此时R2接入电路的电阻:,即这个过程R2接入电路的电阻值变化了:答:(1)电源电压U为12V;(2)变阻器连入电路的阻值R2为30;(3)此时电路中的总电阻R是10,这个过程R2接入电路的电阻值变化量为10【解析】本题考查并联电路的计算,要熟练掌握欧姆定律,正确分析电路,难度不大。(1)分析电路,根据并联电路的特点,由欧姆定律求出电源电压;(2)根据并联电路的特点求出通过变阻器的电流,由R=UI求解;(3)根据电流表示数,由欧姆定律求出此时R2接入电路的电阻,再求其变化量。7.【答案】解:(1)当滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=UR可得,电源的电压:U=IR1=0.3A10=3V;(2)当滑片P在b端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=UU2=3V2V=1V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I=U1R1=U2R2,即1V10=2VR2,解得:R2=20答:(1)电源电压为3V; (2)滑动变阻器R2的最大阻值为20【解析】(1)当滑片P在a端时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;(2)当滑片P在b端时,R1与R2的最大阻值串联,电压表测R2两端的电压,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出滑动变阻器R2的最大阻值本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题8.【答案】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=UR可得,电阻R1的阻值:R1=UI1=12V0.2A=60;(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流:I2=II1=0.6A0.2A=0.4A,电阻R2消耗的功率:P2=U2I2=12V0.4A=4.8W答:(1)电阻R1的阻值为60;(2)电阻R2消耗的功率为4.8W【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电阻R1的阻值;(2)根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用P=UI求出电阻R2消耗的功率本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题9.【答案】解:(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与灯泡并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等,所以,电源的电压U=UL=12V;(2)根据P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL=PLUL=9W12V=0.75A,根据欧姆定律可得,灯泡的电阻:RL=ULIL=12V0.75A=16,因两电流表指针位置相同,且大量程的示数是小量程示数的5倍,所以,干路电流I=5I2,因并联电路中总电流等于各分电流之和,所以,I=5I2=I2+IL,解得:I2=14IL=140.75A=0.1875A,R2的阻值:R2=UI2=12V0.1875A=64;(3)当开关S1、S2断开,S3闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1、R14时电路中的电流:I1=UR1+RL=12VR1+16,I2=U14R1+RL=12V14R1+16,因P=I2R,且在这两种情况下滑动变阻器消耗的功率相等,所以,I12R1=I22R14,即(12VR1+16)2R1=(12V14R1+16)2R14,解得:R1=32,当开关S1、S3断开,S2闭合,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的总电阻最大,电路消耗的总功率最小,最小总功率为:Pmin=U2R1+R2=(12V)232+64=1.5W。答:(1)电源电压为12V;(2)R2的阻值为64;(3)当开关S1、S3断开,S2闭合,滑动变阻器接入电路的电阻最大时电路消耗的功率最小,最小功率是1.5W。【解析】(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与灯泡并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A测干路电流,根据并联电路的电压特点和灯泡正常发光时的电压和额定电压相等可知电源的电压;(2)根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,利用电流表指针位置相同时大量程的示数是小量程示数的5倍和并联电路的电流特点求出通过R2的电流,利用欧姆定律求出R2的阻值;(3)当开关S1、S2断开,S3闭合时,滑动变阻器与灯泡串联,根据欧姆定律和电阻的串联分别求出滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1、R14时电路中的电流,利用P=I2R表示出滑动变阻器消耗的功率,利用两者相等求出滑动变阻器的阻值R1,根据P=U2R可知,当电路中电阻最大时即R1的最大阻值和R2串联时电路的电功率最小,进一步利用P=U2R和电阻的串联求出最小功率。本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及利用滑动变阻器消耗的电功率相等得出滑动变阻器的最大阻值,同时要注意电流表指针位置相同时大量程的示数是小量程示数的5倍。10.【答案】解:(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为30时,R1与R2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过两电阻的电流分别为:I1=UR1=12V8=1.5A,I2=UR2=12V30=0.4A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电路的总电流:I=I1+I2=1.5A+0.4A=1.9A;(2)当滑动变阻器R接入电路的电阻R3为20时,通过两电阻的电流:I1=UR1=12V8=1.5A,I3=UR3=12V20=0.6A,则电路的总电流:I=I1+I3=1.5A+0.6A=2.1A。答:(1)当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为30时,通过电阻R1的电流为1.5A,电路的总电流为1.9A;(2)当滑动变阻器R接入电路的电阻R3为20时,通过电阻R1的电流为1.5A,电路的总电流为2.1A。【解析】由电路图可知,R1与R2(或R3)并联,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过两电阻的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流。本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。11.【答案】解:(1)因为I=UR,所以电压表示数UV=U1=IR1=0.2A10=2V;(2)电阻R2两端的电压U2=UU1=6V2V=4V;因为I=UR,所以此时R2连入电路的阻值:R2=U2I=4V0.2A=20;(3)电源电压是6V,如果电压表量程为015V,因为R1=10,滑动变阻器接入电路阻值为零时,电路电流最大,电路最大电流为I=UR1=6V10=0.6A,因此电流表量程应为00.6A;由电路图可知,当滑片向左移动时,电压表和电流表的示数都变大;电流表量程为00.6A,当电流表指针达到满偏时,电路电流最大为I最大=0.6A,此时电压表示数为UV=I最大R1=0.6A10=6VR2,故只闭开关S1和S3,滑动变阻器与灯泡L1串联时,整个电路消耗的功率最小。因电压表量程为03V,即变阻器的最大电压为UV=3V,根据串联电路电压的规律,此时灯L1的电压为:U2=UUV=9V3V=6V,即变阻器的电压为灯L1的电压为3V6V=12倍,由分压原理,变阻器连入电路中的最大电阻为:R滑接=1245=22.5,根据电阻的串联,电路允许的最大总电阻:R大=R滑接+R1=22.5+45=67.5,则整个电路消耗最小功率:P小=U2R大=(9V)267.51.2W。答:(1)灯泡L2的电阻为36;(2)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电流表的读数是0.45A;(3)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路消耗的最小电功率为1.2W。【解析】(1)知道灯泡L2的额定电压和额定功率,根据P=U2R求灯泡L2的电阻;(2)滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3时,分析电路连接,根据灯L1正常发光求出电源电压;根据P=UI求出灯泡L1的额定电流;由欧姆定律求出通过灯泡L2的电流;根据并联电路电流的规律求出电流表的示数;(3)由欧姆定律求出灯泡L1的电阻;根据P=U2R,当电路中的总电阻最大时,电路消耗的电功率最小,根据串联电阻大于其中任一电阻,并联电阻小于其中任一电阻,且R1R2,分析电阻最大的电路连接,因电压表量程为03V确定变阻器的最大电压,根据串联电路电压的规律得出此时灯L1的电压,由分压原理求出变阻器连入电路中的最大电阻,根据电阻的串联求出电路允许的最大总电阻,根据P=U2R求整个电路消耗最小功率。本题考查串联并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是明确整个电路消耗的最小电功率的条件。19.【答案】解:(1)当滑片P在a端时,电路中仅有电阻R1,由图象可知:电源电压U=6V;(2)当滑片P在b端时,电路中电阻R1、R2串联,R1两端电压为2V,电路中的电流为0.2A由I=UR可得,电阻R1:R1=U1I1=2V0.2A=10;滑动变阻器R2的最大阻值:R2=U2I2=UU1I2=6V2V0.2A=20。答:(1)电源电压是6V;(2)定值电阻R1的阻值是10,滑动变阻器R2的最大阻值是20。【解析】由图分析R1与R2连接情况,电压表测R1两端电压,当滑片P从b端移动到a端时,R2接入电路的电阻逐渐变小,分析电流表与电压表的示数变化,在
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