电路(计算题)

精品文档 1欢迎下载 电路 计算题 电路 计算题 1 10 分 两个白炽灯 L1 220V 100W 和 L2 220V 40W 的 U I 特性曲线如图所示 现将 L1和 L2串联后接在 220V 的稳压电源上 求 L1和 L2的实际功率比 2 1 P P 有两个学生作出了不同的解答 甲学生的解答是 两灯的实际功率比 1 2 1005 402 P P 乙学生的解答是 L1的电阻 2 1 220 484 100 R L2的电阻 2 2 220 1210 40 R 两灯的实际功率比 11 22 4842 12105 PR PR 你认为以上两位学生的解答正确吗 如果正确 请说明理由 如果不正确 请指出其错误 并给出正确的解答 甲的解法不正确 1 分 该学生求的是两灯额定功率之比 不是实际功率之比 2 分 乙学生的解答不正确 1 分 两灯串联时功率之比等于电阻之比 这时灯的电 阻不等于额定电压时的电阻 2 分 正确解法是 两灯串联时 电流相等 电压之和等于 220 伏 2 分 2 1 2 1 2 1 U U IU IU P P 在图上找出相应的电压值 则两灯的实际功率比 1 35UV 2 185UV 2 分 11 22 357 0 189 18537 PU PU 2 12 分 如图所示的电路中 电阻 R1 12 R2 8 R3 4 当电键 K 断开时 电流表示数为 0 5A 当 K 闭合时电流表示数为 0 72A 则电源的电动势和内电阻分别多大 精品文档 2欢迎下载 12 分 电键 K 断开时 路端电压为 U I1 R2 R3 0 5 8 4 V 6V 2 分 因 R1 R2 R3 12 所以 I 2I1 1A 2 分 由闭合电路的欧姆定律得 U Ir 得 6 r 1 2 分 电键 K 闭合时 路端电压为 U I R2 0 72 8 5 76 V 2 分 由闭合电路的欧姆定律得 U I r 得 5 76 1 2r 2 2 分 由 1 2 联立解得 7 2V r 1 2 2 分 3 如图所示的电路中 电源的电动势为 6 0V 内阻为 1 0 电阻 R1 10 R2 7 5 R3 15 R4 5 不计电流表和电压表的内阻对电路的影响 闭合电 键 S 后 求 1 电压表 电流表的示数 2 电阻 R2上消耗的电功率 12 分 1 2 分 5 5 715 5 715 23 R 2 分 5 1423 1423 RRR RRR R外 2 分 2 分 1 15 6 A rR I 外 总 5116VrIU 外 2 分 33 0 5 7 55 55 4423 23 2 A RRR RU I 外 2 2 分 WRIP833 0 5 733 0 2 2 2 22 4 16 分 我们都有过这样的体验 手电筒里的两节干电池用久了以后 灯泡 发红光 这就是我们常说的 电池没电了 有人为了 节约 在手电筒里 装一节新电池和一节旧电池搭配使用 某同学为了检验此人的做法是否合理 设计了下面的实验 1 该同学设计了如图 甲 所示的电路来分析测量新旧干电池的电动势和内 精品文档 3欢迎下载 电阻 并将测量结果描绘成如图 乙 所示的 U I 图像 由图像可知 新电池 电动势 1 V 内阻 r1 旧电池 电动势 2 V 内阻 r2 2 计算新 旧电池各一节串联作电源使用时的效率 手电筒的小灯泡上标 有 3V 2W 3 计算上小题中旧电池提供的总电功率和它本身消耗的电功率分别是多少 解 1 1 5 0 3 1 2 4 每空 分 2 RL 4 5 分 2 9 2 P U 分 AA Rrr L 31 0 5 443 0 2 15 1 21 21 分 1 51 100 8 8 5 4 100 21 2 2 总 出 rrRI RI P P L L 旧电池提供的总率 分 旧 WWI37 0 31 0 2 1 2 旧电池本身消耗的电功率 分 内 WWrI38 0 431 0 2 2 2 新旧电池搭配使用时 由于旧电池本身消耗的功率过大 整个电 路效率太低 所以这种做法不合理 4 分 5 如图所示 电源内阻 r 0 4 R1 R2 R3 R4 4 当电键 K 闭合时 电流表与电压表读 数分别为 2A 2V 试求 1 电源电动势 E 2 电键 K 断开时 电压表读数为多少 12 分 等效电路图 1 因为 U2 2V 所以 I1 I2 0 5A I3 1 5A I 2 5A 3 分 U I3 R3 6V 1 分 E U Ir 6 2 5 0 4 7V 2 分 2 4 分 3 20 外R rR E I 2 分 VIRU96 3 2 6 如图 14 所示 已知R1 2 R2 5 灯L标有 3V 1 5W 电源内阻 r 1 滑 V A K R1 R2 R3 R4 E r R1 R2 R3 R4 K 闭合 K 断开 精品文档 4欢迎下载 A 线变阻器最大值为Rx 当滑片P滑到最右端A时 电流表读数为 1A 此时灯L恰好正常发光 试求 当滑片P滑到最左端B时 电流表读数 当滑线变阻器PB段上的电阻为 时 变阻器 上消耗的功率 一同学的部分解法如下 解 灯L的电阻RL 6 灯L和 Rx R2 并联 并联电阻为 R 由RL IA Rx R2 I2 IA I2分别为通过电流表和R2的电流 2 I 流过电源的电流为I IA I2 问 此部分解法正确否 如正确 则继续解出最后结果 如不正确 则说明错在何 处 纠正后继续解出最后结果 12 分 当 P 滑到 A 时 电路图如下 R2被短路 A 灯正常发光 2 分 6 5 1 33 2 L L L P V R A V P I L L L 5 0 3 5 1 总电流为 AI1 AIx5 0 即 2 分 6 x R 1 lx lx RR RR rRI 312 1 2 分 v6 一同学的解法得出是对的mRl6 错在 R2已被短路 它没有看出 A 当 P B 时 电图如下 2 分 A rR I2 12 6 1 如图 x R 2 1 P u灯 2 5 1 32 2 2 RRR RRR xL xl 2 RR R x l 2 分 R1 Rx R2 L R2 R1 Rx A 精品文档 5欢迎下载 A 2 36 36 2 1 2 1 xl xl RR RR R并 并 总 RrR I 1 A2 1 212 6 VRIV4 222 1 并总 3 4 24 2 2 1 2 x x R V P 2 分 92 1w 7 12 分 在如图所示的电路中电源电动势 100V 内电阻不计 R1 R2 100 并且 R1 R2的电阻大小不随温度变化 白炽灯的伏安特性曲线如图中 I U 实线所示 求当电键 S 闭合时灯泡的实际功率 现有某同学的解法如下 将 R1看作电源的内电阻 由 U E Ir 得一次函数 U 100 100I 在 I U 图上绘得直线 如 图中虚线所示 与白炽灯的伏安特性曲线近似交于点 40 0 6 于是灯泡的实际功率 P 40V 0 6A 24W 试判断上述解法是否正确 如果不对 请说明理由 并给出正确的解 答 不正确 2 分 式 U 100 100I 中的 I 并不是灯 L 中的电流 2 分 正确解法如下 设灯 L 的电压 为 U 其中的电流为 I 则有 E U R1 I U R2 U 50 50I 2 分 在 I U 图上画出直 线 U 50 50I 3 分 得交点坐标近似为 27V 0 47A 2 分 于是灯的实际功率 P UI 27 0 47W 12 7W 1 分 8 12 分 如图所示电路 已知 R3 4 闭合电键 安培表读数为 0 75A 伏特表读数 为 2V 经一段时间 一个电阻被烧坏 使安培表读数变为 0 8A 伏特表读数变为 3 2V 问 1 哪个电阻发生故障 是短路还是断路 2 R1的阻值是多少 3 能否求出电源电动势 E 和内阻 r 如果能 求出结果 如果不能 说明理由 解答 1 R2断路 3 分 2 R2断路后 伏特表读数的读数就是 R1两端的电压 因此有 R2 R1 x R 2 1 x R 2 1 精品文档 6欢迎下载 3 分 4R 2 2 1 I U 3 由 2 分 4 3 111 11 422 Rr R URI RIE RrIUE 可得 1 4 4 Rr VE 因为 R4未知 所以不能求出 r 的值 2 分 9 如图所示电路中所有电压表均相同 在电路两端加恒定的电压U 9V 电压表U1 2V 其 余电压表示数分别是多少 答案 立意 掌握各元件的基本性质 电压表的处理 节点与回路的规律 10 如图所示电路中 电源电动势E 12V 内阻r 1 电阻R1 R4 15 R2 R3 3 求 1 开关S断开时 A B D三点的电势 2 开关S闭合后 通过开关的电流 答案 9V 1 8V 7 2V 1 33A 方向为 D C 精品文档 7欢迎下载 11 把一个 10V 2W 的用电器A 纯电阻 接到某一电动势和内电阻都不变的电源上 用电器A实际消耗的电功率是 2W 换上另一个 10V 5W 的用电器B 纯电阻 接到这一 电源上 用电器B实际消耗的功率有没有可能反而小于 2W 如果你认为不可能 试说明理 由 如果认为可能 试求出用电器B实际消耗的功率小于 2W 的条件 设电阻不随温度改 变 答案 精品文档 8欢迎下载 立意 换用相同种类但参数不同的元件 如换电源 换电阻等 12 如图所示电路中 R1 R2 4 欧 R3 5 欧 R0 0 2 欧 电源电动势E 3 伏 内电阻 r 0 8 欧 求当电键 S 分别接通 1 2 3 时 安培表 A 的示数和 R0发出的热功率 答案 精品文档 9欢迎下载 立意 开关改变电路结构 13 如图所示是一小灯泡亮度可调装置 已知电源电动势E 24V 内电阻不计 滑动变阻器 电阻R0 120 额定电流 1 2A 为 问 为保证滑动变阻器始终能正常工作 所接小灯泡 的的阻值应该满足什么条件 答案 不小于 24 14 图中 电源电动势E 36 伏 内阻r 2 欧 定值电阻R1 12 R2 12 可变电阻R3的 最大值为 36 欧 当可变电阻的滑动端从a端滑到b端的过程中 安培表的读数变化范围应 是 答案 2 1A 3 1A 15 如图所示 电动势E 1 5 伏特 内阻r 2 欧姆的电池共n 40 个 图中R 5 欧姆 求 1 电池串联的个数x为多少时 才能使R中的电流最大 2 R中最大电流是多少 精品文档 10欢迎下载 答案 精品文档 11欢迎下载 16 如图所示的电路是一个无穷网络 每个电阻的阻值均为r 试求A B间的电阻 答案 17 如图所示 已知电源的电动势 E 18V 内电阻 r 1 电阻 R2 5 电阻 R3 6 两平行 金属板水平放置 相距 d 2cm 当变阻器 R1的触头 P 恰好在中点时 一个带电量 q 6 10 7C 的油滴恰好可静止在两板中间 此时 电流表的示数为 2A 1 求变阻器 R1的阻值 2 求带电油滴的质量 精品文档 12欢迎下载 3 当触头 P 迅速滑到最低点后 油滴怎样运动 当油滴达到上板或下板时具有多大 的速度 答案 12 3 10 5kg 向上 0 32m s 18 由双刀双掷开关 S 两节干电池 每节干电池的电动势 1 5V 内阻 r 1 和一个小 灯泡 额定电压为 2 5V 额定电流为 0 15A 组成的电路 如图 2 28 所示 那么 当触 刀掷向 a b 时 a 和 e d 接通 b 和 f c 接通 两个电池是怎样连接的 小灯泡消耗的 功率是多少 答案 19 如图所示 R1 R2是输电线对地的绝缘电阻 电源电压U 600V 不变 将开关 S 接 1 时 伏特表 V 的示数为 300V 接 2 时 伏特表 V 的示数为 120V 已知伏特表 V 的内是 200k 试求R1 R2的阻值 答案 精品文档 13欢迎下载 立意 开关改变电路结构 电压表的处理 20 如图所示是一小灯泡亮度可调装置 已知电源电动势E 24V 内电阻不计 滑动变阻器 电阻R0 36 小灯泡的规格为 12V 6W 问 为不烧坏小灯泡 合上S前 滑动变 阻器滑片c应靠近哪一端 合上S后 要使小灯泡正常发光 bc间电阻应为多少 合 上S后 由于操作不慎 将滑片滑至b端 小灯泡的实际功率为多少 答案 精品文档 14欢迎下载 立意 滑动变阻器改变电路结构 21 如图所示的电路中 电源电动势E 24V 内电阻r 2 R1 4 R2 10 R3 3 当在A B之间连接一个伏特表 读数为多大 当在A B之间连接一个安培表 读数又为 多大 答案 精品文档 15欢迎下载 立意 电表改变电路结构 22 如图所示的电路中 电池电动势为E 内阻为r0 R为可变电阻器 求 1 R为何值时 电池的输出功率最大 2 R两端并联一个电阻r r r0 R为何值时 电池的输出功率最大 3 R两端并联电阻r后 R为何值时 可变电阻器消耗的功率最大 答案 精品文档 16欢迎下载 23 如图 R0为定值电阻 R为滑动变阻器 电源电动势为E 内电阻为r 电流表内阻不 计 当滑动头P由a移向b的过程中 电流表示数如何变化 变化范围如何 答案 当Rx 0 时 IA有最大值 当Rx R r 2 时 IA有最小值 rR E I max 精品文档 17欢迎下载 0 2 min 4R rR rR E I 分析 思考 若此题改为将电流表与 R 串联 则当 P 由 a 移向 b 的过程中 的示数 A A 又如何变化 24 电路如图所示 R1 2 R2 3 滑动变阻器最大电阻 R3 5 电源电动势 E 12V 内阻 r 0 5 问 l 滑动头滑至何处 电流表读数最小 最小电流为多少 2 滑 动头滑至何处 电压表读数为零 此时电流表示数为多少 答案 A14 4 I 22A4I 31 min 外外外外外外外外外 acac RR 25 如图甲所示 电源电动势 2 伏 电阻丝R的直径D 3mm 电流表内阻不计 移动滑 动头P得安培表示数的倒数 1 与电阻丝长度l的变化图线如图乙所示 求 1 电阻 丝的电阻率 2 电源的内电阻r 精品文档 18欢迎下载 甲 乙 答案 9 04 10 m 0 8m 26 如图所示 其中R两端电压随通过该电阻的直流电流i的变化关系如图所示 电源电动 势为 7 0 伏特 内阻不计 且R1 1 03欧姆 不随温度变化 保持环境温度为 25 不变 试求 1 改变R2 使AB与BC间的电势差相等 这时R的阻值为多少 通过R的电流为多少 2 改变R2的值 使R和Rl上所消耗的电功率相等 这时通过R的电流为多少 BC间的 电势差为多少 并设每秒钟R向外散射热与周围温度每相差 1 时为 1 5 10 4卡 热功当 量为 4 2 焦耳 卡 则此时R的温度为多少 答案 精品文档 19欢迎下载 27 如图 电流表的读数I 0 75A 电压表读数为U 2V 某一电阻烧断后 电流表的读数 变为I 0 8A 电压表的读数U 3 2V 已知R3 4 试判断发生故障的电阻值是多 少 电源电动势为多少 答案 精品文档 20欢迎下载 28 在图 2 31 所示的电路中 L1 L2 都是额定电压为 220V 的灯泡 在正常情况下 当开 关 S 闭合时 电压表 V1 V2 和电流表 A 的读数分别为 220 V 110 V 和 0 2A F 是熔断电 流为 0 35A 的保险丝 在下列情况下 可能在电路的什么地方发生了什么故障 1 两灯不亮 V1 V2 的读数都是 220V A 的读数是零 2 两灯不亮 V1 的读数是 220V V2 A 的读数是零 答案 2 电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具 某厂生产的一种电动自行车 设计质量 包括人 为m 80kg 动力电源选用能量存储为 36V 10Ah 即输出电压为 36 伏 工作电 流与工作时间的乘积为 10 安培小时 的蓄电池 不计内阻 所用电动机的输入功率有两档 分别为P1 120W 和P2 180W 考虑到传动摩擦以及电机发热等各种因素造成的损耗 电动自 行车行驶时的功率为输入功率的 80 如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行 驶速率和自行车对地面的压力都成正比 即Ff kmgv 其中k 5 0 10 3s m 1 g取 10m s2 求 1 该电动自行车分别选用两档行驶时 行驶的最长时间分别是多少 2 电动自行车在平直公路上能到达的最大速度 3 估算选用 功率高档 时电动自行车在平直公路上的最大行程 解 1 根据公式P IU 可得两档电流分别为 I1 A I2 5 A 2 分 10 3 再根据电池容量可得 t1 3h t2 2h 2 分 10 I1 10 I2 2 当电动自行车以最大功率行驶且达匀速运动时速度最大 有 3 分 m Fkmgv 牵 1 而 2 分 2 m P F v 牵 2 联立以上两式得 6m s 3 分 2 3 0 8 180 5 0 1080 10 m P v kmg 30 30 14 分 如图所示电路 电源内阻r 1 R1 2 R2 5 灯 L 标有 3V 1 5W 滑线变阻器最大值为R 当滑片 P 滑到最右端 A 时 电流表读数为 1A 此时灯 L 恰好正常发光 试求 1 当滑片 P 滑到最左端 B 时 电流表读数 2 当滑片 P 位于滑线变阻器的中点时 变阻器上消耗的功率 精品文档 21欢迎下载 解解 1 灯L的电阻 l 分 22 3