电学综合计算20题

第 1 页 共 42 页 2016 年年 01 月月 01 日日 156252861 的初中物理组卷的初中物理组卷 一 计算题 共一 计算题 共 24 小题 小题 1 如图所示 R0是阻值为 8 的定值电阻 R 为滑动变阻器 其上标有 100 3A 字样 电流表 A1的量程为 0 0 6A 电流表 A2的量程为 0 3A 灯泡上标有 8V 1 6W 字样 求 1 灯泡的额定电流 2 闭合开关 S 断开开关 S1 S2时 灯泡正常发光 求电源电压的大小 3 开关 S S1 S2都闭合时 在不损坏电流表的前提下 求 R 消耗电功率的最小值和最 大值 2 如图所示 设电源电压 U 恒定不变 R 为定值电阻 R 为滑动变阻器 闭合开关 移动 滑动变阻器滑片改变变阻器阻值 记录多组电压表和电流表的示数分别为 U1和 I1 然后输 入计算机绘制出 U1 I1 图象如下 结合电路和 U1 I1图象 求 1 电源电压 U 和定值电阻 R 的阻值 2 调节滑动变阻器 R 当 R 的阻值多大时 变阻器 R 消耗的功率最大 最大值是多 少 3 已知电源电压 9V R1 15 电路连接如图所示 将滑动变阻器的滑片 P 移到图中位置 使变阻器电阻 Rap R2 此时电压表的示数为 4 8V 保持原电路不变 如果将电压表换成 电流表 求 1 电流表的示数 2 若移动滑片 P 到某一点 使滑动变阻器消耗的电功率为 1 2W 通过 R1的电流 第 2 页 共 42 页 4 在如图甲所示的电路中 R0为定值电阻 R 为滑动变阻器 电源电压不变 闭合开关 S 后 调节滑片 P 从 a 端移动到 b 端过程中 电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如 图乙所示 求 1 电路中电流最小时 1min 内电流通过电阻 R 做的功 2 电源电压和定值电阻 R0 3 若电压表量程为 0 15V 电流表量程为 0 3A 为保证电表正常工作 定值电阻 R0 消耗的功率范围 5 如图所示 电源电压恒为 4V 灯泡标有 4V 2W 字样 灯丝电阻不变 当 S1 S2都 闭合 且滑动变阻器 R2的滑片 P 在中点时 电流表示数为 0 9A 此时灯泡的功率为 P1 当 S1 S2都断开时 灯泡实际消耗的功率为 P2 且 P2 P1 1 4 求 1 灯泡的额定电流 2 R2的最大阻值 3 当 S1 S2都闭合时 电路消耗的最小功率 4 当 S1 S2都断开时 R1工作 2min 消耗的电能 6 如图所示 电源电压保持不变 灯丝电阻不受温度影响 滑动变阻器的最大电阻为 12 当 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 电压表示数为 6V 当 S S1都 闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 电流表的示数为 2A 1 当 S S1都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 电压表的示数是多少 2 电源电压是多少 3 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 在 10min 内消耗的电能是多 少 7 如图所示 电源电压保持不变 小灯泡 L 标有 6V 3W 的字样 滑动变阻器 R1的阻 值变化范围为 0 36 当 S1 S2和 S3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到 a 端时 小灯泡 L 刚好正常发光 电流表示数为 0 75A 不考虑温度对灯泡电阻的影响 求 1 电源电压 第 3 页 共 42 页 2 R2的阻值 3 在功率不为 0 的情况下 电路中最小功率与最大功率之比 8 如图所示电路 电源电压 U 和小灯泡 L 电阻不变 R1 R2是定值电阻 当开关 S 闭合 S1 S2断开时 电压表示数为 3V 电流表的示数为 0 1A 当开关 S S2闭合 S1断开时 电流表的示数为 0 6A 电阻 R2的电功率是 3 6W 请求 1 电阻 R1的电阻值为 电源电压 V 2 当开关 S S1闭合 S2断开时 电流 10s 内通过电阻 R1所产生的热量 3 当开关 S S1 S2都闭合 小灯泡 L 正常发光 小灯泡 L 的额定电功率 9 如图所示 电源电压可调 灯泡 L 规格为 15V 45W 且灯丝电阻不随温度变化 电 流表量程为 O O 6A 和 O 3A 滑动变阻器的规格分别为 25 2A 和 1O 3A 1 将电源电压调到 18V 闭合开关 移动 P 使灯泡正常发光 求灯泡的电阻和灯泡消 耗的最小功率 2 将电源电压调到 l5V 用定值电阻 R0替换灯泡 P 置于中点 A 闭合开关 电流表指 针指到满偏刻度的三分之二位置 可能重新选择了电流表量程和变阻器 R 然后将 P 从 A 移到最左端 B 两表示数的 I U 关系如图所示 通过计算判断所用变阻器的规格 10 如图甲所示电路 电源电压为 3V R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 当开关 S1 S2 都闭合后 电流表的示数为 0 6A 1 求电阻 R1的阻值 2 当 S1闭合 S2断开时 将滑片 P 移到中点 电流表的示数如图乙所示 求电阻 R2的 最大阻值 3 当 S1闭合 S2断开时 将滑片 P 从 a 端移至 b 端 求电路消耗的总功率的变化量 第 4 页 共 42 页 11 如图所示 电源电压不变 L 是标有 12V 6W 的小灯泡 且其电阻不随温度变化 R1 16 滑动变阻器 R2的最大电阻值为 24 只闭合 S S2时灯 L 恰能正常发光 求 1 电源电压 2 同时闭合开关 S S1 S2且滑片 P 位于最下端 B 时 电流表的示数 3 当闭合开关 S 时 电路的最小总功率和此时电压表的示数 12 如图所示 电源电压恒为 20V 灯泡 L 上标有 12V 6W 字样 电流表量程为 0 0 6A 电压表量程为 0 15V 当滑动变阻器 R 的滑片 P 在 B 点 且 RAB R 时 只 闭合 S 和 S1 灯泡 L 恰好正常发光 当只闭合 S 和 S2 滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在中 点 O 和 B 点时 电压表示数之比 UAO UAB 3 2 不考虑温度对灯丝电阻的影响 求 1 滑动变阻器 R 的最大电阻值 2 当滑动变阻器 R 的滑片 P 在中点 O 时 只闭合 S 和 S1 电压表的示数是多少 3 当只闭合 S 和 S2 在保证电路安全的情况下 电阻 R0消耗电功率最小时 滑动变阻 器 R 消耗的电功率是多少 13 如图甲所示的电路 电源电压保持不变 小灯泡 L 标有 4V 1 6W 字样 滑动变阻器 R1的最大阻值为 20 定值电阻 R2 20 电流表的量程为 0 0 6A 电压表的量程为 0 3V 请画出该题的各个等效电路图 求 1 小灯泡正工作时的电阻是多少 2 只闭合开关 S S2和 S3 移动滑动变阻器 R1的滑片 P 使电流表示数为 0 5A 时 R2 消耗的电功率为 1 25W 此时滑动变阻器 R1接入电路中的阻值是多少 第 5 页 共 42 页 3 只闭合开关 S 和 S1 移动滑动变阻器 R1的滑片 P 小灯泡 L 的 I U 图象如图乙所示 在保证各元件安全工作的情况下 滑动变阻器 R1允许的取值范围是多少 14 如图甲所示 在 2015 年某工厂要研发一种新型材料 要求对该材料的承受的撞击力进 行测试 在测试时将材料样品 不计质量 平放在压力传感器上 闭合开关 s 由静止自 由释放重物 经撞击后样品材料仍完好无损 从重物开始下落到撞击样品的这个过程中 电流表的示数 I 随时间 t 变化的图象如图乙所示 压力传感器的电阻 R 随压力 F 变化的图 象如图丙所示 电源的电压 24V 定值电阻 R0 10 求 1 在重物下落的过程中 压力传感器的电阻是多少 2 在撞击过程中 样品受到的最大撞击力是多少 15 如图所示电路 电源电压保持不变 电阻 R1 10 滑动变阻器 R2的最大阻值为 20 小灯泡的额定电压为 12V 闭合开关 S 灯泡电阻不随温度变化 当开关 S1 S2都 断开 滑动变阻器的滑片 P 滑动到中点时 电流表的读数为 0 5A 当开关 S1 S2都闭合 滑动变阻器的滑片 P 滑动到最右端时 电流表的示数为 1A 求 1 电源电压为多少 2 小灯泡的额定功率是多少 3 闭合开关 S 调整开关 S1 S2和滑动变阻器 电阻 R1在 1min 内消耗的最大电能为 多少 16 如图所示 电源电压和灯 L 的电阻保持不变 定值电阻 R1 20 灯 L 标有 6V 3W 字 样 电流表量程为 0 0 6A 电压表量程为 0 15V 求 1 灯泡 L 的电阻为多少 2 将滑动变阻器的滑片移到 b 端 闭合开关 S1 S2 S3时 电压表的示数为 6V 电流 表的示数为 0 4A 滑动变阻器 R2的最大阻值为多少 第 6 页 共 42 页 3 在确保电路安全的情况下 电路消耗的最小功率与最大电功率之比为多少 不考虑 电路中无电流通过的情况 17 在图甲所示的电路中 电源电压不变 电流表量程为 0 3A 小灯泡的额定电压为 4V 变阻器的最大阻值 R 为定值电阻 R0的 5 倍 闭合开关 S S1 当滑片 P 置于中点时 灯正常发光 电流表示数为 I1 滑动变阻器的电功率为 P1 断开 S1 闭合开关 S S2 当 滑片 P 置于最右端时 电流表示数为 I2 滑动变阻器的电功率为 P2 且 P1 P2 8 9 图 乙是该小灯泡 I U 图象 求 1 小灯泡正常发光时的电阻值 2 R0的阻值和电源电压 3 在电路元件安全的情况下 求闭合 S S1与闭合 S S2时两次电路最大总功率的比 值 18 如图所示 电源电压为 6V 小灯泡标有 4V 1 6W 的字样 定值电阻 R 20 不考 虑温度对灯丝电阻的影响 滑动变阻器上标有 20 1A 字样 求 1 小灯泡正常发光时的电阻 2 若只闭合 S S1时 电路消耗的最小功率是多大 3 若电流表的量程为 0 0 6A 电压表的量程为 0 3V 当只闭合 S 与 S2时 在保证 电路中各元件安全的前提下 求滑动变阻器的取值范围 19 实验室里有两只分别标有为 6V 3W 和 6V 6W 的小灯泡 L1和 L2 将它们连接到如图所 示的电源电压可调的电路中 闭合开关 S1 S2 S3 滑片 P 置于最右端时 调节电源电压 使小灯泡 L1正常发光 电流表的示数为 0 8A 电流表电压表均使用大量程 0 3A 0 15V 不计温度对电阻影响 求 1 滑动变阻器的最大电阻 第 7 页 共 42 页 2 只闭合开关 S2时 调节电源电压 保证灯泡安全前提下 电源电压的可调的最大 值 3 只闭合开关 S1时 电路安全前提下 调节电源电压和滑动变阻器阻值 当电源电压 调到最大时 此时滑动变阻器的功率为多少 20 如图 1 所示的电路中 电源电压不变 小灯泡 L 上标有 6V 字样 通过灯泡 L 的电流 与电压关系如图象所示 闭合开关 S 断开 S1和 S2 滑动变阻器的滑片在某处时 电流表 的示数为 0 4A 变阻器的滑片滑到另一处时 电压表的示数由 8V 变化到 4V 电流表的示 数变化了 0 4A 已知 R1 R2 1 4 R2为滑动变阻器的最大阻值 求 1 小灯泡正常发光时的电阻 2 电源电压 3 若电压表选择 0 15V 的量程 电流表选择 0 3A 的量程 通过调整开关的状态和滑片 的位置 求整个电路的最大和最小电功率 最小电功率不可为零 21 如图所示电路 电源电压保持不变 灯 L 标有 6V 字样 通过灯泡 L 的电阻的电流与 电压的关系如图象所示 只闭合 S3滑动变阻器的滑片在某一位置 C 阻值为 RC时 电流表 的示数为 0 8A 滑动变阻器的功率为 Pc 只闭合 S2时 R2的功率为 P2 已知 Pc P2 8 5 Rc R2 2 5 滑动变阻器的最大阻值 25 电压表量程 0 15V 电流表 量程 0 3A 求 第 8 页 共 42 页 1 小灯泡正常发光的电阻和额定功率 2 电源的电压和 Rc的电阻 3 通过开关的通断和滑片的调节电路的最大功率和最小功率 22 如图所示 电源电压恒定不变 小灯泡 L 标有 6V 3W 字样 当开关 S1 S2闭合 滑 片 P 置于 b 端时 小灯泡正常发光 此时电流表的示数为 0 8A 求 1 电源的电压 U 2 滑动变阻器的最大阻值 R1 3 当开关 S1闭合 S2断开 滑片 P 置于 a 端时 电流表的示数为 0 2A 求此时 R2的 电功率 23 如图所示电路 电源电压恒为 12V 电阻 R1的阻值为 5 滑动变阻器 R2上标有 10 3A 的字样 小灯泡 L 上标有 12V 6W 的字样 电流表的量程为 0 3A 1 当开关 S1 S2 S 都闭合时 求通过灯泡 L 的电流 2 当开关 S1 S2 S 都闭合时 电流表的示数为 2A 时 求 R2消耗的电功率 3 当开关 S1 S2都断开 S 闭合时 为了确保测量准确 要求电流表示数不小于其量 程的 1 3 求滑动变阻器 R2接入电路的最大阻值 24 如图 R1 20 已知 R2 RL 求 1 S1 S2 S3闭合时 R1的功率为 1 8W 电流表的示数变为 1 05A 求灯泡的电 阻 请写出思路 2 只闭合 S3 当滑动变阻器滑片滑至中点与滑至阻值最大处时 电流表变化了 0 125A 求 此状态下灯泡功率的变化范围 第 9 页 共 42 页 2016 年年 01 月月 01 日日 156252861 的初中物理组卷的初中物理组卷 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一 计算题 共一 计算题 共 24 小题 小题 1 2016 黔西南州 如图所示 R0是阻值为 8 的定值电阻 R 为滑动变阻器 其上标有 100 3A 字样 电流表 A1的量程为 0 3A 电流表 A2的量程为 0 3A 灯泡上标有 8V 1 6W 字样 求 1 灯泡的额定电流 2 闭合开关 S 断开开关 S1 S2时 灯泡正常发光 求电源电压的大小 3 开关 S S1 S2都闭合时 在不损坏电流表的前提下 求 R 消耗电功率的最小值和最 大值 分析 1 根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率 可利用公式 I 计算出灯泡 L 额 定电流 2 闭合 S 断开 S1 S2 灯泡 L 与电阻 R0串联 而此时灯泡正常工作 从而可以判断 出灯泡两端的电压和电路中的电流 利用 U IR 求出 R0两端的电压 进而关口 根据串联 电路的电压特点求出电源电压 3 开关 S S1 S2都闭合时 电阻 R0和滑动变阻器 R 并联 灯泡被短路 电流表 A1 测通过电阻 R0的电流 电流表 A2测干路中的总电流 知道滑动变阻器的最大电阻 可利 用公式 P 计算出 R2上消耗电功率的最小值 知道定值电阻 R1两端的电压和 R1的阻值 可利用公式 I 计算出此时通过 R0的电流 又知道电流表 A2量程为 0 3A 从而可以判 断出干路中的最大电流 再利用并联电路电流的特点计算出通过 R 的最大电流 再利用公 式 P UI 计算出求 R 上消耗电功率的最大值 解答 解 1 由 P UI 得灯泡 L 额定电流为 I额 0 2A 2 闭合 S 断开 S1 S2 灯泡 L 与电阻 R0串联 灯泡正常发光 则此时灯泡两端的电压为 UL I额 8V 此时电路中的电流为 I I额 0 2A 由 I 可知 电阻 R0两端的电压为 U0 IR0 0 2A 8 1 6V 所以 电源电压 U U0 UL 1 6V 8V 9 6V 第 10 页 共 42 页 3 开关 S S1 S2都闭合时 电阻 R0和滑动变阻器 R 并联 灯泡被短路 电流表 A1 测通过电阻 R0的电流 电流表 A2测干路中的总电流 由于滑动变阻器的最大电阻为 R大 100 则 R 消耗电功率的最小值为 Pmin 9 62 100 0 9216W 此时通过 R0的电流为 I0 9 6 8 1 2A 电流表 A1测通过电阻 R0的电流 电流表 A2测干路中的总电流 电流表 A1的量程为 0 3A 电流表 A2的量程为 0 3A 所以 通过 R 的最大电流为 Imax I I0 3A 1 2 A 1 8A R 消耗电功率的最大值为 Pmax UImax 9 6V 1 8A 17 28W 点评 本题综合性较强 考查的内容较多 会辨别串 并联 会用欧姆定律计算 会用 电功率公式计算 知道串 并联电路的电压规律 电流规律 关键是公式及其变形的灵活 运用 难点是开关断开闭合过程中对电路连接情况的影响 2 2016 大庆 如图所示 设电源电压 U 恒定不变 R 为定值电阻 R 为滑动变阻器 闭 合开关 移动滑动变阻器滑片改变变阻器阻值 记录多组电压表和电流表的示数分别为 U1 和 I1 然后输入计算机绘制出 U1 I1 图象如下 结合电路和 U1 I1图象 求 1 电源电压 U 和定值电阻 R 的阻值 2 调节滑动变阻器 R 当 R 的阻值多大时 变阻器 R 消耗的功率最大 最大值是多 少 分析 1 闭合开关 S R 和 R 串联 电压表测量的是滑动变阻器两端电压 在图象上 选出两组数据 根据电源电压不变列出等式 解出电源电压和定值电阻的阻值 2 根据欧姆定律和串联电路的特点 利用 P I2R 2R 即可判断变阻器 R 消耗的最大功率 并求出 解答 解 1 闭合开关 S R 和 R 串联 由图象可知 当电流为 I 0 5A 时 滑动变 阻器两端电压为 3V 根据串联电路的特点和欧姆定律得 第 11 页 共 42 页 U IR 3V 即 U 0 5A R 3V 当电流为 I 1A 时 滑动变阻器滑片在左端 电压表示数为 0 根据串联电路的特点和欧姆定律得 U I R2 即 U 1A R 解两式联立得 R2 6 U 6V 2 根据串联电路的特点和欧姆定律得 变阻器 R 消耗的功率 P I2R 2R 所以当 R R 6 时 变阻器 R 消耗的功率最大为 P最大 2R 6 1 5W 答 1 电源电压 U 为 6V 定值电阻 R 的阻值为 2 当 R 的阻值为 6 时 变阻器 R 消耗的功率最大 最大值是 1 5W 点评 本题考查的是学生对欧姆定律 串联电路的分压特点的理解和掌握 能够读懂图 象和根据电压不变列出等式是解决此题的关键 难点是根据串联电路的特点和欧姆定律得 出变阻器 R 消耗的功率表达式 3 2016 济宁 已知电源电压 9V R1 15 电路连接如图所示 将滑动变阻器的滑片 P 移到图中位置 使变阻器电阻 Rap R2 此时电压表的示数为 4 8V 保持原电路不变 如 果将电压表换成电流表 求 1 电流表的示数 2 若移动滑片 P 到某一点 使滑动变阻器消耗的电功率为 1 2W 通过 R1的电流 分析 1 电压表的内阻很大 在电路中相当于断路 据此可知电路中 R1与 R2的最大 阻值串联 电压表测滑片右侧部分电阻丝的阻值 根据串联电路的特点和欧姆定律得出等 式即可求出滑动变阻器的阻值 将电压表换成电流表后 R1与R2串联 电流表测电路中 的电流 根据电阻的串联和欧姆定律求出电流表的示数 2 设出滑动变阻器消耗的电功率为 1 2W 时电路中的电流 根据串联电路的电压特点和 欧姆定律表示出滑动变阻器两端的电压 根据 P UI 表示出滑动变阻器消耗的电功率得出 等式 解方程求出电路中的电流 根据欧姆定律和串联电路的特点求出滑动变阻器接入电 第 12 页 共 42 页 路中的电阻为零时的最大电路 滑动变阻器接入电路中的电阻最大时的最小电流 然后确 定电路中的电流即为通过 R1的电流 解答 解 1 因电压表的内阻很大 在电路中相当于断路 所以 由电路图可知 电路中 R1与 R2的最大阻值串联 电压表测滑片右侧部分电阻丝的 阻值 因串联电路中总电压等于各分电压之和 且各处的电流相等 所以 电路中的电流 I1 即 解得 R2 30 将电压表换成电流表后 R1与R2串联 电流表测电路中的电流 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以 电流表的示数 I2 A 0 43A 2 设滑动变阻器消耗的电功率为 1 2W 时电路中的电流 I 则 R2两端的电压 U2 U IR1 9V I 15 则滑动变阻器消耗的电功率 P2 U2I 9V I 15 I 1 2W 整理可得 15I2 9A I 1 2A2 0 解得 I 0 2A 或 I 0 4A 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的最大电流 I大 0 6A 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的最小电流 I小 0 2A 因 0 2A 和 0 4A 均在 0 2A 0 6A 之间 所以 电路中的电流可能为 0 2A 也可能是 0 4A 答 1 电流表的示数为 0 43A 2 若移动滑片 P 到某一点 使滑动变阻器消耗的电功率为 1 2W 通过 R1的电流可能为 0 2A 也可能是 0 4A 点评 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 要注意电压表更换 为电流表时电路连接方式的判断 4 2016 德州 在如图甲所示的电路中 R0为定值电阻 R 为滑动变阻器 电源电压不 变 闭合开关 S 后 调节滑片 P 从 a 端移动到 b 端过程中 电流表示数 I 与电压表示数 U 的变化关系如图乙所示 第 13 页 共 42 页 求 1 电路中电流最小时 1min 内电流通过电阻 R 做的功 2 电源电压和定值电阻 R0 3 若电压表量程为 0 15V 电流表量程为 0 3A 为保证电表正常工作 定值电阻 R0 消耗的功率范围 分析 由电路图可知 R 与 R0串联 电压表测 R 两端的电压 电流表测电路中的电 流 1 由图乙可知 电路中的最小电流和 R 两端的电压 根据 W UIt 求出 1min 内电流通 过电阻 R 做的功 2 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小 根据串联电路的电压特点 和欧姆定律表示出电源的电压 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时 电路中的电流最 大 根据图象读出电路中的电流 根据欧姆定律表示出电源的电压 利用电源的电压不变 得出等式即可求出 R0的阻值 进一步求出电源的电压 3 当电路中的电流最大时定值电阻 R0消耗的功率最大 根据 P I2R 求出 R0消耗的最大 功率 当电压表的示数最大时电路中的电流最小 R0消耗的电功率最小 根据串联电路的 电压特点求出 R0两端的电压 根据 P 求出 R0消耗的最小功率 然后求出定值电阻 R0 消耗的功率范围 解答 解 由电路图可知 R 与 R0串联 电压表测 R 两端的电压 电流表测电路中的 电流 1 由图乙可知 电路中的最小电流 I小 0 2A R 两端的电压 UR 20V 1min 内电流通过电阻 R 做的功 WR URI小t 20V 0 2A 60s 240J 2 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小 因串联电路中总电压等于各分电压之和 所以 电源的电压 U I小R0 UR 0 2A R0 20V 当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时 电路中的电流最大 由图象可知 电路中的最大电流 I大 1 2A 则电源的电压 U I大R0 1 2A R0 因电源的电压不变 所以 0 2A R0 20V 1 2A R0 解得 R0 20 电源的电压 U I大R0 1 2A 24 24V 3 当电路中的电流最大时定值电阻 R0消耗的功率最大 则 R0消耗的最大功率 P0 大 I大 2R0 1 2A 2 20 28 8W 第 14 页 共 42 页 当电压表的示数最大时电路中的电流最小 R0消耗的电功率最小 此时 R0两端的电压 U0 小 U UR 大 24V 15V 9V R0消耗的最小功率 P0 小 4 05W 定值电阻 R0消耗的功率范围为 4 05W 28 8W 答 1 电路中电流最小时 1min 内电流通过电阻 R 做的功为 240J 2 电源电压为 24V 定值电阻 R0为 20 3 定值电阻 R0消耗的功率范围为 4 05W 28 8W 点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律 电功率公式 电功公式的应用 关键是 从图象中读出有用的信息 5 2016 玉林 如图所示 电源电压恒为 4V 灯泡标有 4V 2W 字样 灯丝电阻不变 当 S1 S2都闭合 且滑动变阻器 R2的滑片 P 在中点时 电流表示数为 0 9A 此时灯泡 的功率为 P1 当 S1 S2都断开时 灯泡实际消耗的功率为 P2 且 P2 P1 1 4 求 1 灯泡的额定电流 2 R2的最大阻值 3 当 S1 S2都闭合时 电路消耗的最小功率 4 当 S1 S2都断开时 R1工作 2min 消耗的电能 分析 1 已知额定电压和额定功率即可利用 P UI 即可求出额定电流 2 当 S1 S2都闭合时 R2与灯泡 L 并联 电流表测干路电流 由于此时灯泡两端的实 际电压与额定电压相等 则根据并联电路的电流特点求出通过变阻器的电流 利用欧姆定 律求出滑动变阻器 R2的滑片 P 在中点时连入电路的电阻 即可得出 3 当 S1 S2都闭合时 R2与灯泡 L 并联 当滑动变阻器为最大阻值时 电路消耗的功 率最小 利用 P 求出 R2功率 最后即可求出电路消耗的最小功率 4 当 S1 S2都断开时 R1与灯泡 L 串联 根据灯泡实际消耗的功率求出灯泡两端的电 压和通过灯泡的电流 然后根据串联电路的电压特点求出 R1两端的电压 利用 W UIt 即 可求出 R1工作 2min 消耗的电能 解答 解 1 由 P UI 可得 灯泡的额定电流 IL 额 0 5A 2 当 S1 S2都闭合时 R2与灯泡 L 并联 电流表测干路电流 由于此时 UL 实 U 4V UL 额 所以灯泡正常发光 则 P1 PL 额 2W 通过灯泡的实际电流 IL IL 额 0 5A 第 15 页 共 42 页 根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可知 通过变阻器的电流 I2 I IL 0 9A 0 5A 0 4A 由 I 得 滑动变阻器 R2连入电路的电阻 R2 10 此时滑片 P 在中点 所以 R2的最大阻值 R2 2R2 2 10 20 3 当 S1 S2都闭合时 R2与灯泡 L 并联 当滑动变阻器为最大阻值时 电路消耗的功 率最小 则变阻器 R2的功率 P变 0 8W 并联电路各支路独立工作 互不影响 故灯泡的功率不变 仍然为 PL 额 2W 所以电路消耗的最小功率 P最小 PL 额 P变 2W 0 8W 2 8W 4 根据 P 可得 灯泡的电阻 RL 8 当 S1 S2都断开时 R1与灯泡 L 串联 已知 P2 P1 1 4 则 P2 P1 2W 0 5W 由 P 可得 灯泡两端电压 UL 2V 串联电路中的电流 I 0 25A 由串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和可知 R1两端的电压 U1 U UL 4V 2V 2V R1工作 2min 消耗的电能 W1 U1I t 2V 0 25A 2 60s 60J 答 1 灯泡的额定电流为 0 5A 2 R2的最大阻值为 20 3 当 S1 S2都闭合时 电路消耗的最小功率为 2 8W 4 当 S1 S2都断开时 R1工作 2min 消耗的电能为 60J 点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用 分清电路的连接方式和利用好 灯泡的电功率之比是解题的关键 6 2016 遵义 如图所示 电源电压保持不变 灯丝电阻不受温度影响 滑动变阻器的最 大电阻为 12 当 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 电压表示数为 6V 当 S S1都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 电流表的示数为 2A 1 当 S S1都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 电压表的示数是多少 2 电源电压是多少 3 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 在 10min 内消耗的电能是多 少 第 16 页 共 42 页 分析 1 当 S S1闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 灯 L 与 R 并联 电压表测量 电流表两端的电压 电压表测量电流表两端电压 根据电流表相当于导线判断电压表的示 数 2 当 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 与 R 串联 电压表测量 R 两端的电压 电流表测量电路电流 根据串联电路电压规律表示出电源电压 S S1 都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 灯 L 与 R 并联 电流表测量干路电流 根 据并联电路电流规律表示出电流关系 联立关系式即可求出电源电压和灯泡的阻值 3 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 与 R 串联 直接根据 W I2Rt 即可求出灯 L 在 10min 内消耗的电能 解答 解 1 当 S S1闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 灯 L 与 R 并联 电压表测量电流表 两端的电压 因为电流表的内阻很小 所以电压表的时数为零 几乎为零 2 当 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 与 R 串联 电压表测量 R 两端的电压 电流表测量电路电流 电路中的电流 I IR 0 5A 设灯 L 的电阻为 RL 电源电压为 U 由串联电路电压规律和欧姆定律可得 Ua IRL U 即 6V 0 5A RL U 当 S S1都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 灯 L 与 R 并联 电流表测量干路电流 由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和 则 I IL I滑 即 2A 联立 解得 U 12V RL 12 3 当 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 与 R 串联 此时电路电流 为 0 5A 则灯 L 在 10min 内消耗的电能 WL I2RLt 0 5A 2 12 10 60s 1800J 答 1 当 S S1都闭合 滑动变阻器的滑片 P 在 b 端时 电压表的示数是 0 2 电源电压是 12V 3 S 闭合 S1断开 滑动变阻器的滑片 P 在 a 端时 灯 L 在 10min 内消耗的电能是 1800J 点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律 电功公式的应用 关键是两开关闭合 后滑片位于不同的端点时电路连接方式的判断 7 2016 乐山 如图所示 电源电压保持不变 小灯泡 L 标有 6V 3W 的字样 滑动变 阻器 R1的阻值变化范围为 0 36 当 S1 S2和 S3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到 a 端时 小灯泡 L 刚好正常发光 电流表示数为 0 75A 不考虑温度对灯泡电阻的影响 求 1 电源电压 2 R2的阻值 第 17 页 共 42 页 3 在功率不为 0 的情况下 电路中最小功率与最大功率之比 分析 1 当 S1 S2和 S3都闭合 滑动变阻器的滑片滑到 a 端时 灯泡 L 与 R2并联 由于灯泡 L 刚好正常发光 根据并联电路的电压特点即可得出电源电压 2 开关 S S1和 S2都闭合 由灯泡铭牌可以找出灯泡的额定电压与额定功率 根据 P 求出灯泡的阻值 根据欧姆定律求出流过灯泡的电流 然后由并联电路的特点求出流 过电阻 R2的电流 由欧姆定律可以求出 R2的阻值 3 电源电压一定 当电路电阻最大时 电路的总功率最小 由电路图判断电路电阻最大 和最小值 即电路总功率最小和最大的条件 然后由串并联电路特点及功率公式求出最小 功率与最大功率 最后求出比值 解答 解 1 当 S1 S2 S3都闭合 滑动变阻器滑到 a 端时 为 R2和 L 的并联 且 小灯泡刚好正常发光 U源 UL 6V 2 小灯泡正常发光时 由 P 得指示灯的电阻 RL 12 则 IL 0 5A 开关 S S1和 S2都闭合 R2和 L 的并联 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知 I2 I IL 0 75A 0 5A 0 25A 由 I 得 R2 24 3 由上数据可知 RL R2 所以当滑动变阻器的滑片滑到 b 端 开关 S1断开 S2 S3 闭合时 R1和 R2串联 电路中总电阻最大 电路中总功率最小 Pmin 0 6W 当滑动变阻器的滑片滑到 a 端 S1 S2 S3都闭合时 R2和 L 的并联 电路中的总电阻最 小 电路中的总功率最大 第 18 页 共 42 页 则 Pmax UI 6V 0 75A 4 5W 所以最小功率与最大功率之比为 Pmin Pmax 0 6W 4 5W 2 15 答 1 电源电压为 6V 2 R2的阻值为 24 3 在功率不为 0 的情况下 电路中最小功率与最大功率之比为 2 15 点评 本题考查了串联电路和并联的电路的特点以及欧姆定律 电功率公式的应用 关 键是开关闭合 断开时电路连接后的最大和最小电阻判断 8 2016 咸宁 如图所示电路 电源电压 U 和小灯泡 L 电阻不变 R1 R2是定值电阻 当开关 S 闭合 S1 S2断开时 电压表示数为 3V 电流表的示数为 0 1A 当开关 S S2 闭合 S1断开时 电流表的示数为 0 6A 电阻 R2的电功率是 3 6W 请求 1 电阻 R1的电阻值为 30 电源电压 6 V 2 当开关 S S1闭合 S2断开时 电流 10s 内通过电阻 R1所产生的热量 3 当开关 S S1 S2都闭合 小灯泡 L 正常发光 小灯泡 L 的额定电功率 分析 1 当开关 S 闭合 S1 S2断开时 电阻 R1 R2和灯泡串联 电压表测量 R1两 端的电压 根据欧姆定律求出 R1的电阻值和电路的总电阻 当开关 S S2闭合 S1断开时 电阻 R1和灯泡 L 断路 只有 R2工作 根据 P UI 求出电 源电压 根据欧姆定律和串联电路电阻规律求出 R2的阻值和灯丝的阻值 2 当开关 S S1闭合 S2断开时 电路为 R1的基本电路 根据 Q t 即可求出电流 10s 内通过电阻 R1所产生的热量 3 当开关 S S1 S2都闭合 电阻 R1 R2和灯泡并联 根据 P 即可求出小灯泡 L 的额定电功率 解答 解 1 当开关 S 闭合 S1 S2断开时 电阻 R1 R2和灯泡串联 电压表测量 R1两端的电压 由欧姆定律得 电阻 R1的电阻值 R1 30 当开关 S S2闭合 S1断开时 电阻 R1和灯泡 L 断路 只有 R2工作 由 P UI 得 电源电压 U 6V 电阻 R2的电阻值 R2 10 当开关 S 闭合 S1 S2断开时 电路的总电阻 R 60 因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和 所以阻值 R2 60 30 10 20 第 19 页 共 42 页 2 当开关 S S1闭合 S2断开时 电路为 R1的基本电路 电流 10s 内通过电阻 R1所产生的热量 Q t 10s 12J 3 当开关 S S1 S2都闭合 电阻 R1 R2和灯泡并联 小灯泡 L 的额定电功率 PL 1 8W 答 1 30 6 2 当开关 S S1闭合 S2断开时 电流 10s 内通过电阻 R1所产生的热量为 12J 3 当开关 S S1 S2都闭合 小灯泡 L 正常发光 小灯泡 L 的额定电功率为 1 8W 点评 解决本题的关键是要根据开关的状态来判断各个电器是串联还是并联 判定串并 后再根据串并电路的特点来解答 9 2016 河北 如图所示 电源电压可调 灯泡 L 规格为 15V 45W 且灯丝电阻不随 温度变化 电流表量程为 O O 6A 和 O 3A 滑动变阻器的规格分别为 25 2A 和 1O 3A 1 将电源电压调到 18V 闭合开关 移动 P 使灯泡正常发光 求灯泡的电阻和灯泡消 耗的最小功率 2 将电源电压调到 l5V 用定值电阻 R0替换灯泡 P 置于中点 A 闭合开关 电流表指 针指到满偏刻度的三分之二位置 可能重新选择了电流表量程和变阻器 R 然后将 P 从 A 移到最左端 B 两表示数的 I U 关系如图所示 通过计算判断所用变阻器的规格 分析 由电路图可知 滑动变阻器 R 与灯泡 L 串联 电压表测灯泡 L 两端的电压 电流 表测电路中的电流 1 知道灯泡的额定电压和额定功率 根据 P 求出灯灯泡的电阻 根据 P UI 求出灯 泡的额定电流 然后根据灯泡的额定电流判断出使用的滑动变阻器 利用电阻的串联求出 电路中的最大阻值 然后根据 P 求该电路的最小功率 2 将电源电压调到 l5V 用定值电阻 R0替换灯泡 根据 P 在 A 和 B 点的滑动变阻器接 入电路中的电阻 利用欧姆定律求出电路中的电流 根据图乙得出电流的关系 即可得出 电阻与变阻器的电阻关系 最后根据 P 置于中点 A 时电流表指针指到满偏刻度的三分之二 位置判断出电路中的可能电流值 再根据欧姆定律求出变阻器的最大电阻值 解答 解 由电路图可知 滑动变阻器 R 与灯泡 L 串联 电压表测灯泡 L 两端的电压 电流表测电路中的电流 第 20 页 共 42 页 1 由 P 得 RL 5 由 P UI 可得 灯的额定电流 IL 额 3A 因串联电路中各处的电流相等 且灯泡能正常发光 所以使用滑动变阻器是 1O 3A 则当滑动变阻器连入的电阻最大阻值为 1O 电路中的电流最小 电功率最小 总电流 I 1 2A 灯泡消耗的最小功率 P灯小 I2R灯 1 2A 5 7 2W 2 将电源电压调到 l5V 用定值电阻 R0替换灯泡 当滑动变阻器 P 置于中点 A 时 根 据电阻的串联和欧姆定律可得 IA 当滑动变阻器 P 置于 B 时 滑动变阻器连入的电阻为 0 则根据电阻的串联和欧姆定律可 得 IB 由图乙可知 IA IB 即 解得 R R0 由于 P 置于中点 A 电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置 即 IA的可能值为 0 4A 或 2A 根据 IA IB可知 IB的可能值为 0 6A 或 3A 所以 由 I 得 R 与 R0可能值为 R01 25 R02 5 根据题干可知 滑动变阻器的规格为 25 2A 答 1 灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率分别为 5 7 2W 2 所用变阻器的规格为 25 2A 点评 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 关键是根据灯泡的 额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流 对于选择题并不一定完全解答选项 只 要有不正确的地方 本选项即为不正确 10 2016 广西 如图甲所示电路 电源电压为 3V R1为定值电阻 R2为滑动变阻器 当开关 S1 S2都闭合后 电流表的示数为 0 6A 1 求电阻 R1的阻值 第 21 页 共 42 页 2 当 S1闭合 S2断开时 将滑片 P 移到中点 电流表的示数如图乙所示 求电阻 R2的 最大阻值 3 当 S1闭合 S2断开时 将滑片 P 从 a 端移至 b 端 求电路消耗的总功率的变化量 分析 1 当开关 S1 S2都闭合后 电路为 R1的基本电路 电流表测量电路电流 根 据欧姆定律的应用即可求出电阻 R1的阻值 2 当 S1闭合 S2断开时 定值电阻与滑动变阻器串联 电流表测量电路电流 根据电 流表的量程 分度值以及指针的位置读出滑片在中点时电流表的示数 然后根据欧姆定律的应用求出电路中的总电阻 再根据串联电路电阻规律求出滑动变阻器 接入电路的阻值 进一步得出电阻 R2的最大阻值 3 根据欧姆定律和 P UI 分别求出滑片在 a 端和 b 端时电路消耗的总功率 从而得出总 功率的变化量 解答 解 1 当开关 S1 S2都闭合后 电路为 R1的基本电路 电流表测量电路电流 由 I 可得 电阻 R1的阻值 R1 5 2 当 S1闭合 S2断开时 定值电阻与滑动变阻器串联 电流表测量电路电流 根据图乙可知 电流表的量程为 0 0 6A 分度值为 0 02A 示数为 0 2A 因此滑片在中 点时 电路电流为 0 2A 由 I 可得 电路的总电阻 R 15 因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和 因此此时滑动变阻器接入电路的阻值为 15 5 10 则电阻 R2的最大阻值为 2 10 20 3 当 S1闭合 S2断开时 定值电阻与滑动变阻器串联 电流表测量电路电流 当滑片在 a 端时 电路为 R1的基本电路 则电路的电流为 0 6A 电路消耗的总功率 Pa UI 3V 0 6A 1 8W 当滑片在 b 端时 定值电阻与滑动变阻器串联 电路的电流 I A 电路消耗的总功率 Pb UI 3V A 0 36W 故当 S1闭合 S2断开时 将滑片 P 从 a 端移至 b 端 电路消耗的总功率的变化量 P Pa Pb 1 8W 0 36W 1 44W 答 1 电阻 R1的阻值为 5 2 电阻 R2的最大阻值为 20 3 电路消耗的总功率的变化量为 1 44W 点评 本题考查了串联电路的特点 欧姆定律和功率计算公式的灵活应用 关键明确开 关处于不同状态时电路的连接方式 第 22 页 共 42 页 11 2016 达州 如图所示 电源电压不变 L 是标有 12V 6W 的小灯泡 且其电阻不 随温度变化 R1 16 滑动变阻器 R2的最大电阻值为 24 只闭合 S S2时灯 L 恰能正 常发光 求 1 电源电压 2 同时闭合开关 S S1 S2且滑片 P 位于最下端 B 时 电流表的示数 3 当闭合开关 S 时 电路的最小总功率和此时电压表的示数 分析 1 只闭合 S S2时 电路为灯泡的基本电路 根据灯泡正常发光和灯泡的额定 电压可知电源电压 2 同时闭合开关 S S1 S2且滑片 P 位于最下端 B 时 灯 L R1 滑动变阻器并联 并 且滑动变阻器的全部阻值接入电路 电流表测得是 R1与滑动变阻器两条支路的电流之和 先根据并联电路电阻规律求出总电阻 然后根据欧姆定律求出干路电流 即电流表的示数 3 当闭合开关 S 时 R1 滑动变阻器以及灯泡串联 当滑动变阻器接入电路的阻值最 大时 电路中的电流最小 由 P UI 可求出电路消耗的最小功率 根据 P 的变形公式求出灯丝的阻值 然后根据 U IR 求出电压表的示数 解答 解 1 只闭合 S S2时 电路为灯泡的基本电路 由于灯泡正常发光 所以电 源电压等于灯泡的额定电压 即 12V 2 同时闭合开关 S S1 S2且滑片 P 位于最下端 B 时 灯 L R1 滑动变阻器并联 并 且滑动变阻器的全部阻值接入电路 电流表测得是 R1与滑动变阻器两条支路的电流之和 电路的总电阻 R总 9 6 电流表的示数 I 1 25A 3 当闭合开关 S 时 R1 滑动变阻器以及灯泡串联 由 P 可知 灯丝的阻值 RL 24 电路中最小电流 I最小 0 1875A 电路的最小总功率 P UI最小 12V 0 1875A 2 25W 由欧姆定律可知 电压表的示数 U I最小RL 0 1875A 24 4 5V 答 1 电源电压为 12V 第 23 页 共 42 页 2 同时闭合开关 S S1 S2且滑片 P 位于最下端 B 时 电流表的示数为 1 25A 3 当闭合开关 S 时 电路的最小总功率和此时电压表的示数分别为 2 25W 和 4 5V 点评 本题是一道电路动态分析题 分析清楚电路结构是正确解题的关键 分析清楚电 路结构后应用串并联电路特点 欧姆定律以及功率计算公式即可正确解题 12 2016 遂宁 如图所示 电源电压恒为 20V 灯泡 L 上标有 12V 6W 字样 电流表量 程为 0 0 6A 电压表量程为 0 15V 当滑动变阻器 R 的滑片 P 在 B 点 且 RAB R 时 只闭合 S 和 S1 灯泡 L 恰好正常发光 当只闭合 S 和 S2 滑动变阻器 R 的滑片 P 分别在 中点 O 和 B 点时 电压表示