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- 2021-05-10 发布
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题号
一、未分类
二、计算题
总分
得分
评卷人
得分
一、未分类
(每空? 分,共? 分)
1、 在图12所示的电路中,电源电压为36伏,且保持不变,电灯的电阻也不变。当开关S1断,S2闭合,滑动变阻器的滑片P置于a端时,电压表的示数为12伏特;当滑动变阻器的滑片P置于b端,将S1、S2均闭合时,电流表的示数为3.6安培;当S2断开,S1闭合,滑动变阻器的滑
18伏特,此时灯L1,恰好正常发光。求灯L1的额定功率。
评卷人
得分
二、计算题
(每空? 分,共? 分)
2、 如图1所示电路,电源电压U=6伏特,且保持不变,电阻R1的阻值为6欧姆,安培表示数为1.5安培。试根据上述给定的条件,运用已学过的电学知识,求出所有能够求得的电学物理量。(浙江92)
3、 在图2所示电路中,灯泡标有“3.8V 0.2V”,电阻R1为11欧,R2为19欧,电源电压保持不变。求:
(1)闭合S1、断开S2时,灯泡恰能正常发光,电源电压是多少伏?
(2)闭合S2、断开S1时,灯泡的实际功率是多大?
4、 如图3所示,已知电压U恒定,R1=1欧姆。R2=4欧姆。当断开S2,闭合S1时,通过R1的电流为I1,R1的功率为P1,当断开S1,闭合S2时,通过R2的电流为I2,R2的功率为P2。
(1)I1和I2相比________大。
(2)若P1=P2,求R的阻值。
5、 如图4所示,L是一盏标有“8V 4W”字样的电灯,R'为变阻箱,电源电压为16伏。求:
(1)灯泡的电阻RL是多少?
(2)将变阻箱的阻值调到多大时,才能使L和R1消耗的功率相等?
(3)当L的实际功率为1瓦特时,L两端的电压UL多大?此时变阻箱阻值应调到多大?
6、 如图5所示,电路两端电压U=6伏特,且保持不变,L是标有“6V 3W”的灯泡,它的电阻不随温度变化,滑动变阻器的金属滑片位于某一位置时,电压表的示数是U1,滑动变阻器消耗的电功率为P1;移动金属滑片到另一位置时,电压表的示数是U2,滑动变阻器消耗的电功率为P2。要使U2=2U1,P2=P1,滑动变阻器的总电阻至少是多少欧姆?
7、 如图6所示电路,电压表示数为6伏特,小灯泡规格为“4V 1W”,
长度时,小灯泡恰能正常发光,假设电源电压和小灯泡电阻均不变,且滑动变阻器的电阻随线圈长度均匀分布。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值。
(2)滑动变阻器消耗功率P1与同一时刻小灯泡的消耗功率P2之比的最小值。
8、 图7所示电路,电源电压不变,电灯L的电阻不变,电键S闭合。已知:滑动变阻器的滑片P在中点c和端点b时,电压表的示数之比为
(1)电灯L的电阻与滑动变阻器ab间的总电阻的比值等于多少?
(2)滑片P在c和b时,电灯L的电功率之比等于多少?
9、 如图8所示电路,电源电压为20伏并保持不变。当电压表示数为10伏时,滑动变阻器R上消耗的电功率为10瓦;移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为5伏,那么这时滑动变阻器R上消耗的电功率又将是多大?(设灯丝电阻不变)
10、 如图9所示,电源电压保持不变,当S闭合时,通过Rl的电流为3安培;当S断开时,R1两端的电压为6伏特,求R2的电功率为12瓦特,求R1的阻值和电源电压。
11、 如图10所示电路,电源电压不变,电阻R1的阻值是2欧,当开关S
R2和R3的功率之和是R1消耗功率的4倍。求:
(l)R3的阻值。
(2)S断开与闭合时,电阻R2消耗的功率之比。
12、 在如图11所示的电路中,电源电压保持不变,当S断开时,电流表读数为2安培,这时电阻R1上消耗的电功率为12瓦特,当S闭合后,电流表读数为3安培,求:
(1)电阻R1、R2的阻值;
(2)当S闭合后,电阻R2在5分钟内产生的热量是多少?
13、 现有电阻R、开关S,标有“12V 2W”字样的灯泡L和滑动变阻器按图13所示连接在电压为16伏特且稳定不变的电源上。
(1)闭合开关S,当滑片P移到M端时,灯泡很亮(但灯丝没有烧断)求灯泡的实际功率;
(2)断开开关S,把滑片P移到N端时,电灯L正常发光,求滑动变阻器的最大阻值?
14、 如图14所示,电源电压U=15伏特且保持不变,R1=5欧姆,R2是0~30欧姆的滑动变阻器,R3是标有“15V 9W”的电热器。
(1)当R3正常工作时,电流表的示数为0.6安培,此时开关S2是闭合的还是断开的?电压表的示数是多大?
(2)当开关S1、S2都断开,电流表的示数是多大?通电10分钟,电热器R3放出的热量是多少?
(3)闭合开关S1、S2,移动R2的滑片P,那么,电流表的最小示数为多大?此时,整个电路消耗的电功率为多少?
15、 如图17所示,电阻R1此时的电功率P1是0.6瓦特,R2的电阻是10欧姆,干路电流I是0.5安培,求电阻R1的值。
16、 如图18所示的电路中,电源电压保持不变,灯L标有“6V 3.6W”字样,滑动变阻器R1的阻值变化范围为0~20欧。
(1)当开关S、S1闭合,S2与a点接触时,观察电压表的示数可知,灯L恰好正常发光,此时电流表的示数为1.1安,求:电源的电压值;电阻R2的阻值。
(2)当开关S闭合,S1打开、S2与b点接触,滑动变阻器的滑片P位于中点时,求:电压表的示数;灯L的实际功率。
17、 如果将两个定值电阻R1和R2以某种形式连接起来接入电路中,则电阻R1消耗的电功率为12瓦特;如果将这两个电阻以另一种形式连接起来,接入原电路中,测得该电路的总电流强度为9安培,此时电阻R1消耗的电功率为108瓦特,求电阻R1和R2的阻值各是多少?
参考答案
一、未分类
1、 【分析】
图示电路用开关改变电路的连接方式。若S1打开,则灯L1被断开;若S2打开,则灯L2被断开。
【解答】
当S1断S2合的时候,滑动变阻器滑动片在a,电路的电阻为灯L2的电阻与变阻器电阻R之和,电压表测量的是灯L2的电压。根据串联电路的特点,灯L2的电压U2、电阻R2,滑动变阻器电压UP、电阻R的
将S1、S2闭合,滑动变阻器滑动片位于b,电路中只有灯L1、L2并联,电路电阻也就是灯L1、L2的并联电阻为
当S2断S1合的时候,滑动变阻器滑动片在距a端等于
根据上述分析,有R=2R2,R=4R1,10欧(R1+R2)=R1·R2。可求出R1=15欧、R2=30欧、R=60欧。
当电压表示数为18伏时,灯L1恰好正常发光,此时功率为额定功率,
【说明】
对于较复杂的电路问题,可以根据题意和电学规律,列出方程求解。
二、计算题
2、【分析】
该电路中电阻R1与R2并联后接入电路,知电路总电压U=6伏、总电流I=1.5安和R1的阻值R1=6欧。根据并联电路特点,我们可知R1、R2两端电压均为6伏,可求出R2的阻值,通过R1、R2的电流,R1、R2和电路的总功率,电路的总电阻等7个物理量。
【解答】
通过R2的电流I2 由I=I1+I2,得I2=I-I1=1.5安-1安=0.5安
电路的总电阻(即R1与R2并联的电阻)R
电路总功率P,P=P1+P2=6瓦+3瓦=9瓦
【说明】
电阻、电压、电流、电功率是电学中应用较多的物理量,它们之间存
通过其中的任意两个量求出另外两个量。
电阻等电路元件连接的基本方式有两种:串联、井联。串联电路主要特点是:电路中各处电流相等,即I=I1=I2;电路总电压等于各段电压之和,即U=U1+U2。并联电路特点是:各支路电压相等,即U=U1+U2;总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2。
只要我们掌握了以上基本规律,就可以根据题目给出的,或者从实际得到的某些数值,求出电路中的一些待定数据。求解时注意要“对号入座”,也就是说必须清楚各物理量间的对应关系、数据与物理量的对应关系,不可弄错。一般情况下,可在物理量的右下方加脚标予以区分。
3、 【分析】
表面上,该电路是混联电路。实际上,电路中两个支路上的开关只有一个是闭合的,另一个断开,所以在题目所述的两种情况,都是灯泡与一个电阻串联。
【解答】
(1)闭合S1、断开S2时,电阻R1与灯泡RL串联,此时灯泡恰好正常发光,说明灯泡两端电压为额定电压UL。根据串联电路各段电压与总电
(2)闭合S2、断开S1时,电阻R2与灯泡RL串联,此时灯泡两端电压
功率为
解法二 本题可用电流数据求解。
(1)闭合S1、断开S2时,通过电路的电流为灯泡的额定电流0.2安。电阻R1两端电压为U1=IL·R1=0.2安×11欧=2.2伏。电源电压为
U=UL+U1=3.8伏+2.2伏=6伏
(2)闭合S2、断开S1时,电阻R2与灯泡RL串联,灯泡电阻为19欧,电路总电阻为R'=R2+RL=19欧+19欧=38欧。电路总电流为
P实=I2R2=(0.158安)2×19欧=0.47瓦
【说明】
解决一个问题可以用不同的方法,只要使用的规律正确、计算无误,结果应当相同。做题时,应当把问题考虑清楚,尽量多用几种方法求解,训练自己更好地分析问题和处理问题,提高自己的能力。
4、【分析】
电路中的两个电阻R1、R2分别由开关S1、S2控制。电阻R串联在干路中。当S1、S2中有一个断开,另一个闭合时,闭合电路中的电阻与R串联。
【解答】
(1)断开S2、闭合S1时,电路电阻为R1+R,电流
断开S1、闭合S2时,电路电阻为R2+R,电流
比较I1、I2可知,由于R1=1欧、R2=4欧,R1<R2,所以I1>I2。应填入“I1”。
将R1=1欧、R2=4欧代入上式,暂不代入单位
【说明】
计算时,为了方便和简单,可以暂不代入单位,只进行数字运算。在运算结束时,将单位写在得到的数字后边。进行这样的计算时,必须统一使用的单位,千万不要搞错。
5、 【分析】
电路中电灯与电阻箱串联。电灯的电阻由灯泡上标明的额定值确定。电阻箱的电阻可以根据需要调节,其值可由表盘上旋钮位置判定。
【解答】
(2)串联电路中,各元件的电功率之比等于电阻之比,即PL∶P箱=RL∶R箱,要求电阻箱的功率P箱=PL,应当让电阻箱的阻值等于电灯的阻值16欧。
电阻箱的电压U箱=U-U实=16伏-4伏=12伏。
电阻箱电阻R箱∶RL=U箱∶U实
【说明】
串联电路中,各元件的电阻、电压、电功率、电流都有一定关系。若电阻R1、R2串联,它们的电压、电功率分别用U1、U2、P1、P2表示,则有
分析电阻变化引起的电压、电功率变化,或者判断、比较串联电路元件的电压、电功率关系,常利用上述关系。
6、【分析】
电路中的灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量的是灯泡两端电压。移动滑动变阻器的滑动片,滑动变阻器连入电路的线圈电阻改变,电路中电流、各元件电压、电功率也随之变化。
【解答】
设滑动变阻器的滑动片位于某点时,连入电路部分的电阻为R1、消耗的电功率为P1、电流为I1,则U1=I1RL、P1=I12R1、U=I1(R1+RL)。
滑动变阻器的滑动片位于另一点时,连入电路部分的电阻为R2、消
U=I2(R2+RL)。
根据上述关系及题目要求的条件,有
可得到有关R1、R2、RL的方程
2(R2+RL)=R1+RL,RL+2R2=R1
R1=4R2
解得 R1=24欧、R2=6欧
滑动变阻器的总电阻应大于其中的任意一个电阻,总电阻最小应为24欧。
【说明】
解题时要清楚题意和各物理量之间的关系,可以将滑动变阻器滑动片改变看电路变化(分别连入不同的电阻),确定在每一种情况下的关系式。再根据题意,建立滑动片位于不同位置时物理量的关系式。
此类问题,列联立方程组解较为简单。
7、【分析】
该电路是灯泡L与滑动变阻器串联电路。小灯泡的额定电压U额=4
【解答】
电压表的示数为电源电压U,与灯泡两端电压UL、滑动变阻器两端电压UP的关系是U=UL+UP,由此可知UP=6伏-4伏=2伏。
设滑动变阻器总电阻为R,滑动片向右滑动,接入电路的电阻加大。
(2)滑动变阻器消耗的功率P1与灯泡消耗的功率PL之比最小时,UL应当达到最大值。因为灯泡的最大实际电压只能高出额定电压的
滑动变阻器两端此时的电压为U1=6伏-4.8伏=1.2伏。
电灯泡与滑动变阻器是串联的,电功率之比等于电压之比,即
【说明】
串联电路各电路元件的功率之比等于元件的电压之比,等于它们的电阻之比,即P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2。可以用这个关系分析电功率、电压、电阻之间的关系。
8、【分析】
电灯L与滑动变阻器为串联关系。电压表与滑动变阻器并联,测量滑动变阻器两端电压。当滑动片P移动时,电路的总电阻发生变化,电路中的电流变化,滑动变阻器两端电压变化,电灯的电功率也变化。
【解答】
滑动片位于滑动变阻器的中点C。设滑动变阻器ab间的总电阻为R,电灯的电阻为RL,电源电压为U,则电路的电阻为
滑动片位于滑动变阻器的端点b。电路的总电阻为R2=R+RL,电流
【说明】
解题时注意,移动滑动片位置时,电路的结构发生了变化,相当于改变了与电灯L串联的电阻阻值。我们可以认为滑动片位于c、d点各为一种情况,分别用I、U、R、P表示它们的电流、电压、电阻和电功率,得到用字母表示的结果。还要根据国意,按照已知二次电路间的物理量关系(本题为Uac∶Uab=3∶4),进一步确定待求量之间的关系。
由于题目只给出了比例关系,未给出具体数值的大小,所以本题只能求出比值、比例,无法得到物理量的数值。
9、【分析】
电路中电灯与滑动变阻器串联,电压表并联在电灯的两端,其示数表示电灯两端的电压值。串联电路的特点是I=I1=I2,U=U1+U2。
【解答】
设电灯的电阻为RL,滑动变阻器开始时的电阻为R1,移动滑动片后的电阻变为R2。
移动滑动片前,滑动变阻器两端电压为UP=U-UL=20伏-10伏=10伏。
通过灯泡的电流也是1安,灯泡的电阻为
移动滑动片后,滑动变阻器两端的电压变为UP'=U-U2'=20伏-5伏=15伏。
滑动变阻器消耗的电功率为PP'=IL'·UP'=0.5安×15伏=7.5瓦
【说明】
注意抓住问题中的不变量,本题中的电源电压、灯泡电阻不变。通过不变量的关系确定变化量的关系。如本题电灯电阻RL不变,当它两端的
10、 【分析】
该电路中的开关闭合、断开时,电路结构发生变化。S闭合时,电阻R1与电源直接连接。S断开时,R1与R2串联。可以分步讨论,也可以列方程组求解。
当S闭合时,通过R1的电流I1、电源电压U、电阻R1的关系为
当S断开时,通过R1、R2的电流均为I1'。I1'与电阻R1、R2,
上述四个方程共有7个物理量I1、U、R1、R2、I1'、P2、U1。其中3个物理量已知,它们是P1=3安,U1=6伏,P2=12瓦。另外的4个未知量U、R1、R2、I1'可通过联立方程组求出。
【解答】
将U1=6伏,I1=3安,P2=12瓦代入,求出U=18伏
将U=18伏代入①式,得R1=6欧
【说明】
有一些问题,用联立方程组求解更为方便。根据题意和物理规律列出方程后,不必急于将数值代入。可先进行文字运算,用已知量表示未知量,最后再代入数值求出解。在初中阶段,大多数问题可以用逐步推理的方式求解。在高中、大学阶段,则多数问题要列方程求解。
11、 【分析】
总电压。开关S与电阻R3并联,当开关闭合时R3被短路,电路中只有R1、R2串联。
【解答】
(1)开关S断开,电路中R1、R2、R3串联,电流I1=I2=I3。电压表
I1(R1+R3);R1消耗的功率
由②式得 R2=4R1-R3代入①式得
12R3=30R1
(2)电阻R2的阻值R2=4R1-R3=4×2欧-5欧=3欧。
【说明】
当电路中有电流表、电压表时,必须注意判断电路元件的连接方法。分析时,可以先除去电路中的电压表,使电路变得较为简单。
本题电路
很容易看出三个电阻的串联关系。
12、 【分析】
电路中的电流表测量干路电流,开关S改变电路结构。开关断开时,电路中仅有电阻R1;开关闭合时,电阻R2接入电路,与R1为并联关系。
【解答】
解法一 (1)当S断开时,电路中只有电阻R1,电流表的示数为通过
当S闭合后,R2与R1并联,电阻两端电压不变,流过R1的电流仍为2安。流过R2的电流为I2=I-I1=3安-2安=1安。
(2)开关S闭合后,电阻R2在5分钟内产生的热量为
Q=(1安)2×6欧×300秒=1800焦
解法二 S断开时,R1两端电压U1、通过R1的电流I1、R1的电功率P1关系为P1=I1·U1,得到
闭合S后,R2与R1并联,电压U2=U1,电流I2=I-I1=3安-2安=1安,电阻
(2)开关S闭合后,电阻R2在5分钟内产生的热量为
]
【说明】
本题运用并联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等电学规律解题,注意分析电路结构,判断开关通、断所带来的影响。
13、【分析】
当开关S断开时,滑动变阻器与灯L串联;当开关S闭合时,电阻R与灯并联。当滑动片P位于M时,滑动变阻器连入电路部分没有电阻;当滑动片P位于N时,滑动变阻器的线圈全部连入电路。电源电压U=16伏不变。
【解答】
电灯泡上标有“12V 2W”字样,表示这个灯泡P额=2瓦、U额=12
(1)闭合开关S,滑片P位于M时,电路电阻R1=RL=72欧,灯泡两
(2)开关打开,滑动变阻器接入电路的电阻RN就是它的最大电阻,此时灯泡正常发光,表明它两端电压为U额=12伏。
电灯泡RL与滑动变阻器串联,原来与灯并联的电阻因开关S打开而不起作用。电路总电阻为RN+RL,灯泡两端电压UL=U额为
代入U额=12伏,RL=72欧,U=16伏可求得
【说明】
遇到开关的通断、滑动变阻器的移动改变电路时,必须认真分析其影响。当开关断开时,与它串联的电路为断路,在电路中不起作用。当滑动变阻器滑动片移动时,它连入电路的电阻会改变,其值从零至最大电阻。要通过滑动片位置和变阻器的连接方式,判断变阻器被连入电路的电阻变化情况。
14、 【分析】
电路中开关S1与电流表串联、开关S2与滑动变阻器串联。这个电路的连接比较复杂。需要根据S1、S2的通断做具体分析。
【解答】
(1)R3正常工作,表示其两端电压为额定电压15伏,由于电源电压为15伏,所以S1是闭合的。此时R1被短路不起作用。可画出这时候的简化电路图15。
根据该图可知,电流表测量干路电流,电压表测量R3两端的电压。
开关S2应当断开,通过电流表的电流与通过R3的电流相等。电压表的示数为15伏。
(2)当开关S1、S2都断开时,可以去掉与S1、S2串联的电路元件,画出等效电路图16。此种情况R1与R3串联,电流表测量电路电流,电压表测量R3两端电压。
=600秒,Q=(0.5安)2×25欧×600秒=3750焦。
(3)闭合开关S1、S2,R1被短路、R2与R3并联,我们可根据图分析。当滑动片位于滑动变阻器的右端时,滑动变阻器的线圈被全部接入电路,接入电路的电阻为30欧。此时,并联电路的总电阻最大,电流表、的示数最小。
电路消耗的电功率P总=I2·U=1.1安×15伏=16.5瓦。
【说明】
对于较为复杂的电路,应当根据具体情况作简化处理,去掉一些不起作用的电路元件,画出简化电路图。然后根据简化的电路图进行分析。画简化的电路图是解决较复杂问题的基础和关键,我们必须掌握这个基本功。
画等效电路图时,要根据电流分流会合法、等电压分析电路元件的作用,决定其取舍和连接方式。
15、 【分析】
该电路为R1、R2并联电路,应根据电学规律和本题条件求解。可以用不同方法求。
【解答】
解法一 设电阻R1的电流为I1、电功率为P1,电阻R2的电流为I2,总电流为I,有
三式联立解得
解法二 设电阻R1的电流为I1、电压为U1、电功率为P1,电阻R2的电流为I2、电压为U2,总电流为I,有
将上面三式联立,且考虑到U=U1=U2,有
P1=I1·(I-I1)R2
解得I1有两个解0.2安、0.3安;R1有相应的两个解
解法三 设R1的电功率为P1,总电阻为R、总电压为U,且根据U=U1,有
上述三式联立解得
【说明】
题目的解法很多,可思考、运用不同解法求解,最后答案一定相同。
用联立方程组解题,可省略中间的数字运算过程,最后代入数据得到结果。
有时物理量需加脚标加以区分,如I1、I2等。
16、 【分析】
先除掉电路图中的电压表。开关S1与电压表并联,当S2与b接触时,也与滑动变阻器并联。S2为单刀双掷开关,当S2与a接触时,灯L与R2并联;S2与b接触时,灯L与滑动变阻器R1串联。
【解答】
(1)开关S、S1闭合,S2与a点接触时,滑动变阻器被断开,灯L与电阻R2并联。此时灯L恰好正常发光,电压表的示数为6伏,此示数与电源电压相同。电源电压U=6伏。通过电灯L的电流为额定电流
通过电阻R2的电流I2=I-IL=1.1安-0.6安=0.5安。
(2)开关S闭合、S1打开、S2与b点接触,灯L与滑动变阻器R1串联。滑动变阻器阻值为0~20欧,位于中点时电阻为R中=10欧。
【说明】
要注意分析电路中各元件的连接方式和开关所起的作用。除掉电压表后很容易看出灯L、电阻R2、滑动变阻器R1的连接情况。
在电路中,有时用单刀双掷(或多掷)开关。掷刀是一个接点,接口有二个或多个,也是一个接点。图中S2是一个单刀双掷开关,刀与灯L相连;接口b与滑动变阻器R1连接;接口a与电阻R2相接。当S与b相连时,灯与R1连接,R2不起作用。当S与a相连时,灯与R2相连,R1被断开不起作用。对于这样的开关,应当特别细心观察其连接情况。
开关S1起的作用虽仍是通、断,但与一般开关作用不同。由于S1被并联在电压表两端,所以当它闭合时,电压表被短路,电流通过S1直接到达灯L。
本题讨论了S、S1闭合,S2与a接触;S闭合、S1打开,S2与b接触的两种情况。当S仍闭合使电路接通时,S1闭合S2与b接触时,电路中只有灯L与电源连接,R2被断开。
17、【分析】
两个电阻连接方式只有串联与并联两种。根据题意,电阻连接后接入同一个电路,电压U不变,电流变化。对于电阻R1,串联时电流
【解答】
电阻R1=3欧,电阻R2=2R1=6欧。
【说明】
有个电阻的连接方式只有串联、并联两种。如果电阻连接后接在同一个电源上(即路端电压相同),则可根据电路中电流、电压、电功率的情况判断其连接方式,并联时的各物理量均比串联时同一个物理量大。