初中物理电学难题及解析.doc

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资源描述

1、1如图 25 所示电路,电源两端电压保持不变。当开关 S1闭合、 S2断开,滑动变阻器的滑片 P 移到 A 端时, R3的电功率为 P3,电流表的示数为I1;当开关 S1断开、 S2闭合时, R3的电功率为 P3,电流表的示数为I2。已知 P3:P3 = 9:25,(1)求电流表的示数 I1与 I2的比值。(2)当开关 S1、 S2都断开,滑动变阻器的滑片 P 在中间某位置 C 时,变阻器接入电路的电阻为 Rc,电压表 V1的示数为 U1,电压表 V2的示数为U2,已知 U1:U2=3:2, Rc的电功率为 10,这时 R3的电功率为 P。通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片,会形成不同的

2、电路,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为 3:1。求 R3的电功率 P。解:(1)当开关 S1闭合、 S2断开,变阻器的滑片移到 B端时,等效电路如图甲所示;当开关 S1断开、 S2闭合时,等效电路如图乙所示。 259313RIP5321I(2)当开关 S1、 S2都断开,变阻器的滑片在 C 点时,等效电路如图丙所示。 21U313C3 R1+3 RC = 2R +2R12R = R1+3 RC电源两端电压一定,在甲、乙电路中,根据 U=IRI1( R +RB)= I2( R +R1)3RB = 2R +5R1电路消耗功率最大应为开关 S1、 S2都闭合,只有R3接入。消耗功率最小应

3、为 R3、 R1、滑动变阻器RB全部串联接入电路。电路总电压 U 一定 最 小最 大PBR132 1331B2R3 = R1+RB .根据式,可得: R32 RC 在丙电路中,电流一定, 13PP = 2PC = 210 = 201 分1 分1 分1 分1 分1 分1 分用其它方法解题,过程结论正确给分。2. 如图 19 所示电路电源两端电压恒定,定值电阻 R115,忽略灯丝电阻值 RL随温度的变化。只断开开关 S3时,电流表的示数为 I;只闭合开关 S2时,电压表示数为 U1,电流表的示数为 I10.4A;只断开开关 S1,并把电阻箱 R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时,电压表的示数为U

4、2,电流表的示数为 I 2。若 U1 U2710, I I 221。求:(1)灯泡 L 的电阻;(2)在上面的三个电路状态中,电路消耗的最大电功率。图 19解:只断开关 S3,电流表的示数为 I,等效电路如图 7 甲所示;只闭合开关 S2,电流表的示数为 I1,等效电路如图 7 乙所示;只断开开关 S1,电阻箱接入电路的电阻为原来的一半,等效电路如图 7 丙所示UR1 R2UI U1R1 R2UI2RLI1RL甲 乙 丙 = 即 = 21071图乙中 = ; = 1 分 又UL3LR2137= = 2I1L21则 得: = ; 21R67则 = ; R 2=61 分25将 R2=6 代入式得:

5、R L=9 2 分由图乙:UI ( R 1R 2R L) 0.4A(1569)12V 1 分(2)根据 P= 电路中总电压不变,当电路中电阻最小时,电功率最大由甲、乙、两三图分析,图甲电功率最大 P= = =16W 2 分RU2912V注:三个电路全对给 1 分R1R2S1S2P图 193某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图 19 所示的电路,滑动变阻器的最大阻值为R 。当滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时,只闭合开关 S1,滑动变阻器的功率为 P3,电压表的示数为 U1,电路中的电流为 I1;当滑动变阻器的滑片 P置于最左端时,只闭合开关 S2 时,滑动变阻器的功率为

6、P3,电压表的示数为 U2,电路中的电流为 I2,此时电路的总电功率为 4 W。已知 , 8321U,电路中电源两端电压保持不93P变。(6 分)(1)求 I1 与 I2 之比(2)请你计算出电阻 R1 与电阻 R2 的比值。(3)请你回答:如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变,使整个电路消耗的总电功率最大;并请你计算出这个总电功率。解: (1)滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时,只闭合开关 S1;等效电路如图(甲)所示(2)滑动变阻器的滑片 P 置于最左端时,只闭合开关 S2;等效电路如图(乙)所示(3)滑动变阻器的滑片 P 置于最右端时,开关 S1、S 2 都闭合;等效电路

7、如图(丙)所示,电路消耗的电功率达到最大值 P。-(三个电路图正确 1 分)由图甲、图乙得: = = -1 分323RIP49I23 = = -121IU821R4分U 一定: = = R =2 R23 R 1 I3312R=5R 1 -1 分由图(乙)(丙)U 一定:P=P1+P2= = =45W-2 分总总 PR2313总总 49图 25R1R2S1 LS2VV1V2V4如图25所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化。当只闭合开关S 1时,电流表的示数是 I1。当只闭合开关 S2时,电流表的示数是I2。当断开 S1 、S 2 时,电流表的示数是 I3,电压表 V1、V 2 示数之比

8、为 2:1,此时 RL 消耗的电功率为 0.24W;当开 关 S1、S 2 闭合时,灯 L 正常发光,电流表的示数为 I4。已知 I1:I2 =2:1, 求:(1) 电阻 R1 与 R2 之比; (2) 电流 I3 与 I4 之比;(3) 灯 L 的额定功率。38解:S 1 闭合,电路如图 , S2 闭合,电路如图 ,S1、S 2 断开,电路如图 , S1、S 2 闭合,电路如图 ,(1)由图、,有 1221RIL12U 132R(2)由图得: 16/243RI串并(3) L串U912pL额W6.额说明:其它方法正确给分。I1 图(甲)R2I2 图(甲)I3 R1PL=0.24WRL图(甲)U

9、2 U1 R2I4RL 图(甲)R1R25、现有一阻值不变的纯电阻元件 R0,标有“6V 1.8W”字样,由于电路元件 R0 的实际电阻值与其标准值之间可能存在差异,所以导致所标的额定功率值有可 能不准。如果电路元件实际电阻值与其标准电阻值之间的差异超过 1.5 欧,则该电路元件将不能使用,检测人员为检测该电路元件是否合乎标准,设计了如图所示的检测电路,已知电路中电流表的量程为00.6A,电压表的量程为 03V,滑动变阻器标有“20 1A”的字样;(1)请根据电路元件上所标的额定电压和额定功率,算出电路元件的标准电阻值;(2)若电路元件的额定功率刚好是 1.8W,则电路中允许通过的最大电流是多大?电源电压不能超过多少伏?(3)某次元件检测时,检测人员闭合开关 S,移动滑动变阻器的滑片,当电流表示数为 0.22A 时,电压表的示数为 2.42V;当电流表的示数为0.25A 时,电压表的示数为 1.85V,请通过计算判断所检测的电路元件是否可以使用?实际检测时,滑动变阻器的滑片是否能滑至最左端?说出理由。

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