初三物理电学综合题(较难)

1 1 如图所示 电源电压和灯泡电阻不变 当合上开关 S1 断开开关 S2和 S3时 电灯 R1正常发光 电压表示数为 6V 当合上开关 S1 S2 断开 S3时 电流表示数为 1A 当合上 S3 断开 S1 S2时 灯 R1的实际功率为其额定功率 的 1 9 R2消耗的功率为 0 6W 求灯 L 的额定功率和电阻 R3的阻值 2 两只灯泡 L1和 L2分别标有 220V 40W 和 110V 100W 字样 若把它们串联在电路中 总功率最大不得超过 多少瓦 若把它们并联在电路中 总功率最大不得超过多少瓦 已知 求 串联时的最大总功率 并联时的最大总功率 3 如图 16 所示 电源电压为 12V 并且保持不变 滑动变阻器的最大阻值为 18 小灯泡上标有 6V 3W 字样 求 1 灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少 2 当 S 闭合 S1 S2都断开时 要使灯泡正常工作 滑动变阻器接入电路中的阻值为多大 3 保持滑动变阻器的位置不变 闭合 S S1 S2 此时电流表示数变化了 1A 求 R0的阻值是多少 4 闭合 S S1 S2 调节滑动变阻器 使整个电路消耗的总功率为最小 这个最小值是多少 4 在学习了电学知识后 同学们尝试 设计电路和编制习题 老师提供了以 下器材 电源 两个 12V 18W 的电阻和若干开关 导线 1 小虎第一个完成设计 他设计的电路如图所示 他编制的试题是 在如图 a 所示的电路中 闭合开关 S1 通电 5min 产生多少热量 请你解答此题 2 小华思考一会儿 设计了能提供两种功率工作的电路 编制的试题是 在 小虎设计的电路上再加一个开关 使电路能以两种功率工作 其大 小功率之 比是 2 请你在图 a 中完成小华的设计 并将电路大小功率之比填入空格中 3 小明经过认真思考后 用了三个开关 设计了能提供三种功率工作的电路 请你在图 b 的方框内 画出小明所设 计的电路图 5 如图甲所示电路 电源电压为 12V 电阻 R1的阻值为 20 滑动变阻器 R2的 最大阻值为 100 当开关 S 闭合时 电流表 A 的示数为 0 2A 求 1 电压表 V 的示数 2 R2消耗的功率 3 滑动变阻器的滑片 P 移到另一位置时 电压表 V1的示数如图所示乙所示 求此时滑动变阻器 R2接入电路的阻 值 6 在图 11 所示的电路中 电源电压为 12 伏且不变 电阻R1的阻值为 22 欧 滑动变阻器R2上标有 10W 1A 字 样 闭合电键 S 电流表的示数为 0 5 安 求 1 电阻R1两端的电压 2 滑动变阻器R2接入电路的阻值 3 现设想用定值电阻R0来替换电阻R1 要求 在移动滑动变阻器滑片 P 的过程中 两电表的指针分别能达到满 刻度处 且电路能正常工作 现有阻值为 16 欧的定值电阻 若用它替换电阻R1 请判断 满足题目要求 选填 能 或 不能 若能满足题目要求 通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围 若不能满足题目要求 通过计算说明理由 满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为 7 如图所示 电源电压恒为 6V R1 R2是定值电阻 滑动变 阻器最大值为 R 当断开 S2 S3 闭合 S1时 移动滑片 P 电路消耗功率的最大值和最小值之比为 4 1 当断 开 S1和 S3 闭合 S2时 滑片 P 在 a 点 此时滑动变阻 器连入电路中的电阻为 1 4R 和在最右端电流表的示 数之比 2 1 当 S1 S2 S3都闭合时 电流表的示数为 1 25A 求 R1和 R 的比值 R2和 R 的比值 R1 R2 R3的值 评卷人得分 3 二 综合题 每空 分 共 分 8 家庭电路的引线均有一定的电阻 约几欧 因此 当家中空调 电炉等大功率用电器工作时 家中原来开着的 电灯会变暗 某科技小组的同学通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻 如图所示 用r表示家庭电路引 线部分的总电阻 L 为一只普通家用白炽灯泡 M 是一台空调节器 在测试时 先断开开关 S 接通灯泡 L 测得灯 泡两端的电压为 灯泡的功率为 再闭合开关 S 测得灯泡两端的电压为 空调的功率为 远大于 试写出估算 r 的表达式 只用 和表示 设电源电压恒定 8 分 9 某电热水器的简化电路 如图所示 请你设计虚线框内的指示灯电路 供选择的器材有 220V 10W 灯泡一 只 2 5V 0 75W 灯泡一只 2V 10mA 发光二极管一只 各种阻值的电阻 导线若干 1 在指示灯能正常工作的情况下 请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格 2 将电路图中的虚线框部分补充完整 10 电阻 R1 与电阻 R2 组成并联电路 试证明总电阻小于电阻 R1 小于电阻 R2 三 选择题 每空 分 共 分 评卷人得分 4 11 图所示的电路中 电源电压恒定 闭合开关 S 后 电路正常工作 过了一会儿 两电表的示数突然都变为零 则该电路中出现 的故障可能是 A 电阻 R 断路 B 电阻 R 短路 C 灯 L 断路 D 灯 L 短路 12 在下图的电路中 R 为待测电阻 阻值约为 5 欧 给你的器材有 滑动变阻器 2A 0 10 欧 电压表 有 2 个量程 分别为 0 3V 0 15V 电流表 有 2 个量程 分别为 0 0 6A 0 3A 电池组为新干电池 3 节串联 两只电表的量程可采用以下 4 种选法 但为使测量时能较准确地读数 最后 两只电表的量程应采用 A 0 0 6A 和 0 1 5V B 0 3A 和 0 15V C 0 0 6A 和 0 3V D 0 3A 和 0 3V 13 如图 4 所示电路 电阻 R1标有 6 lA R2标有 3 1 2A 电流表 A1 A2的量程均为 0 3A 电压表量程 0 15V 在 a b 间接入电压可调的直 流电源 闭合开关 s 后 为保证 R1 R2均不损坏 则允许加的电源电压和通 过电流表 A1的电流不得超过 A 9V 1A B 3 6V 0 6A C 9 6V lA D 3 6V 1 8 14 如图所示 电源电压不变 闭合开关 S 后 滑动变阻器滑片自 a 向 b 移动的过程中 A 电压表 V1 示数变大 v2 示数变大 电流表 A 的示数变大 B 电压表 V1 示数不变 V2 示数变大 电流表 A 的示数变小 C 电压表 V1 示数不变 V2 示数变小 电流表 A 的示数变大 D 电压表 V1 示数变小 V2 示数变大 电流表 A 的示数变小 5 15 如图所示 物体 M 在水平导轨上平移时 带动滑动变阻器的滑片 P 移动 通过电压表显示的数据 可反映出物 休移动距离的大小 下列说法正确的是 A 物体 M 不动时 电流表 电压表都没有示数 B 物体 M 不动时 电流表有示数 电压表没有示数 C 物体 M 向右移动时 电流表 电压表示数都增大 D 物休 M 向右移动时 电流表示数不变 电压表示数增大 四 实验 探究题 每空 分 共 分 16 有一个电阻值已看不清楚的电阻器 R1 我们想要测出它的电阻值 但手边只有一个电池组 一个伏特表 一个 电阻值看得清楚的电阻器 R2 和几根导线 试用两个电路图表示出测量 R1 电阻值的方法 五 填空题 每空 分 共 分 17 为测量待测电阻 Rx 阻值 小敏设计了如图所示的电路 R0 的阻值已知且电源电压不变 她 测出 Rx 的阻值 填 能 或 不能 因为 评卷人得分 评卷人得分 6 六 多项选择 每空 分 共 分 18 如图所示的电路中 电源两端的电压保持不变 电阻 R2 与 R3 的阻值均为 10 闭合开关 S 电流表 A1 和 A2 的示数之比为 3 2 若把电流表 A1 和 A2 分别换成电压表 V1 和 V2 后 电压表 V1 的示数为 U1 电压表 V2 的示数为 U2 则下列选项正确的是 A R1 5 B R1 20 C U1 U2 3 4 D U1 U2 4 3 19 如图所示电路 电源两端电压 U 7 5V 且保持不变 R 为保护电阻 L 为标有 6V 3W 的小灯泡 不考虑 灯丝电阻随温度的变化 电流表量程为 0 0 6A 电压表量程为 0 3V 闭合开关 S 后 要求灯 L 两端的电压不超过 额定电压 且两电表的示数均不超过各自的量程 则关于保护电阻 R 和滑动变阻器允许接入电路的最大阻值 R 下 列说法正确的是 当 R3 时 R 可以等于任何值 无论 R 取什么值 R 都等于 10 20 在图 9 所示的电路中 A B 两点之间电压 U 保持不变 电路连接完好且使用的电表均为理想电表 当滑动变阻 器的滑片 P 向右滑动时 评卷人得分 7 A 电压表 V1和电流表 A 的示数之比不变 B 电压表 V2和电流表 A 的示数之比不变 C 电压表 V1示数的变化量和电流表 A 示数变化量比值的绝对值增大 D 电压表 V2示数的变化量和电流表 A 示数变化量比值的绝对值不变 参考答案 一 计算题 1 解析 由于电路变化大 所以在求解过程中 首先作出等效电路图 再根据电路特点 联系各量列方程求解 答案 1 当 S1闭合 S2 S3断开时 等效电路如图 7 所示 电压表示数为 6V 恰好是电源电压 同时灯泡正常发光 此时灯泡功率为额定功率 图 7 2 当 S1 S2合上 S3断开时 等效电路如图 8 所示 此时灯泡正常发光 因为 8 故 即 图 8 3 当 S3闭合 S1 S2断开时 等效电路如图 9 所示 由于灯 L 及 R2 R3串联 根据题目所给条件 联系串联电 路的分压特点 图 9 因为 即 所以 而此时又因为 即 即 将 式代入 式得 代入 式得 解得或 舍去 故 9 因为 故 由图可知 解得 易错分析 求解电学综合题的思路很多 本题用常规按电路变化的顺序 列方程求解的方法 解本题的关键是按题 目要求画出各种情况下对应的等效电路图 然后各个电路分步求解 思路明晰 清楚 2 分析 该题属 照顾弱者 一类典型题 即为了二者都不损坏 在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电 流较小的 在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的 解 串联时 如图 1 甲 图 1 10 并联时 如图 1 乙 3 1 R灯 U额2 P额 6V 2 3W 12 I额 P额 U额 3W 6V 0 5A 2 当 S 闭合 S1 S2都断开时 灯 L 和滑动变阻器串联 U滑 U U额 12V 6V 6V R滑 U滑 I额 6V 0 5A 12 3 闭合 S S1 S2时 R0 与滑动变阻器并联 I I额 1A 0 5A 1A 1 5A I滑 U R滑 12V 12 1A R0 U I I滑 12V 1 5A 1A 24 4 闭合 S S1 S2 滑动变阻器的滑片调到 b 端时 整个电路消耗的功率最小 I最小 I0 IR 12V 24 12V 18 7 6A P最小 UI最小 12V 7 6A 14W 4 1 电阻的阻值 R U2 P 12V 2 18W 8 通过电阻的电流 I U R串 U 2R 12W 2 8 0 75A 电路通电 5min 产生的热量 Q IR串t 0 75A 2 2 8 60 5s 2 7 103J 2 2 1 图略 3 图略 5 1 4V 2 1 6W 3 100 或 4 6 1 U1 IR1 1 分 0 5 安 22 欧 11 伏 1 分 2 R2 U2 I2 U U1 I 1 分 12 伏 11 伏 0 5 安 2 欧 1 分 3 能 1 分 电流表量程为 0 0 6 安 11 由I最大 0 6 安 R最小 12 伏 0 6 安 20 欧 R滑小 20 欧 16 欧 4 欧 1 分 由U滑大 3 伏 U1 U U滑大 12 伏 3 伏 9 伏 I U1 R0 9 伏 16 欧 0 563 安 R滑大 U滑大 I 3 伏 0 563 安 5 33 欧 1 分 所以 滑动变阻器使用范围 4 5 33 欧 R0的取值范围为 15 20 欧 7 断开 S2和 S3 闭合 S1时 R1与 R 串联 P 在最左端时电路有最大功率 P大U2 R1 当 P 在最右端时 电路有最 小功率 P小U2 R1 R P大 P小U2 R1 R1 R U24 1 R11 3 R 即 R1 R1 3 当断开 S1和 S3 闭合 S2时 P 在 a 点时 R2和 R 串联 IaU R2 1 4R P 在最右端时 I右U R2 R Ia I右U R2 1 4R R2 R U2 1 R21 2R 即 R2 R1 2 当 S1 S2 S3都闭合时 R 被短路 R1 R2并联 有 R总R1R2 R1 R2 1 3R 1 2R 1 3R 1 2R 1 5R I总U R总6V 1 5R1 25A R24 R11 3 R8 R21 2R12 二 综合题 8 9 1 若选 220V 10W 指示灯电