初中物理电学难题及解析

《初中物理电学难题及解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理电学难题及解析（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

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，会形成不同的电路，电路消耗的 最大功率与电路消

2、耗的最小功率之比为 3:1。求R3的电功率P。解解: :(1)(1)当开关当开关S S1 1闭合、闭合、S S2 2断开，变阻器的滑片移到断开，变阻器的滑片移到B B 端时，等效电路如图甲所示；当开关端时，等效电路如图甲所示；当开关S S1 1断开、断开、S S2 2 闭合时，等效电路如图乙所示。闭合时，等效电路如图乙所示。 25932 232 133RIRI PP 5321II（2 2）当开关）当开关S S1 1、S S2 2都断开，变阻器的滑片在都断开，变阻器的滑片在C C点点 时，等效电路如图丙所示。时，等效电路如图丙所示。 2321UU 23113CRRRR33R R1 1+3+3 R

3、 RC C = = 2 2R R+2+2R R1 1 2 2R R = = R R1 1+3+3 R RC C 电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据电源两端电压一定，在甲、乙电路中，根据U U= =IRIR I I1 1（R R+ +R RB B）= = I I2 2（R R+ +R R1 1） 3 3R RB B = = 2 2R R+5+5R R1 1 电路消耗功率最大应为开关电路消耗功率最大应为开关S S1 1、S S2 2都闭合，只有都闭合，只有 R R3 3接入。消耗功率最小应为接入。消耗功率最小应为R R3 3、R R1 1、滑动变阻器、滑动变阻器 R RB B全部串联接入电路。

4、全部串联接入电路。 电路总电压电路总电压U U一定一定最小最大 PPBRRRURU1323213313 RRRRB2 2R R3 3 = = R R1 1+ +R RB B . 根据根据式式，可得可得：R R3 32 2R RC C 在丙电路中，电流一定，在丙电路中，电流一定，123CCRR PPP P = = 2 2P PC C = = 210210 = = 20201 1 分分1 1 分分1 1 分分1 1 分分1 1 分分1 1 分分1 1 分分用其它方法解用其它方法解 题，过程结论题，过程结论 正确给分。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

5、 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 U2，电流表的示数为I 2。若U1U2710，II 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UR1R2UIU1R1R2U

6、I2RLI1RL甲乙 丙= 即= 21 UU 107 UU1 107图乙中=； = 1 分 又UUL 103LRRR21 37= = 2II 12LRRR212112则得：=； 212121RRRR 67则=； R2=61 分22211515RR 67将 R2=6 代入式得：RL=9 2 分 由图乙：UI ( R1R2RL)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RU2大由甲、乙、两三图分析，图甲电功率最大 P=16W 2 分RU29122V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

7、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 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， 8321UU，电路中电源两端电压保持不4933PP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

8、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、S2都闭合； 等效电路如图（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323233 RIRI PP 49 II 23= = -12121 RIIR UU 8321 RR 41分U 一定：= R=2 R23 R1 II 233132 RRRR R=5R1 -1 分

9、由图（乙）（丙）U 一定：P=P1+P2=45W-2 分总总PRRR232132PRRR总总P499P图 25R1R2S1LS2VV1V2V4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S1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 、S2时，电流表的示数是 I3，电压表 V1、V2示数之比为 2:1，此时 RL消耗 的电功率为 0.24W；当开 关 S1、S2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

10、功率。38解：S1闭合，电路如图， S2闭合，电路如图，S1、S2断开，电路如图， S1、S2闭合，电路如图，（1）由图、，有 12221RR IIL1212121RRRR UUL 1321RR（2）由图得： 111 611/62243RR RR II串并（3）31L串RR UUL9122 UU ppLL额Wpp16. 29L额 说明：其它方法正确给分。I1图（甲）R2I2图（甲）I3R1RL图（甲）U2 R2I4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

11、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，

12、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。解：（1）由 P额=U额2/R0得 R0=U额2/P额=(6V)2/1.8W=20 (2)电路元件的额定电流：I额=P额/U额=1.8W/6V=0.3A 与电流表允许通过的最大电流相比较，可确定电路中允许通过的 最大电流是 0.3A 为保证定值电阻不被损坏，其两端电压最大为其额定电压（即 U0m=6V) 滑动变阻器两端电压最大为 3V(电压表的量程为 03V,即 URm=3V) 电源电压的最大值：Um=U0m+URm=6V+3V=9V (3)在实际检测时电源电压不

13、变，由串联电路的电压特点和题意， 可列出方程组：U=2.42+0.22R0 U=1.85+0.25R0 联立、解得 R0 =19 ，U=6.6V.因为 2019=11.5，所以检测的电路元件可以使用。 若滑动变阻器的滑片滑至最左端，元件 R0两端电压等于电源电 压 6.6V，超过其额定电压，会损坏电路元件，故不能。6、热熔胶是生产中常用的粘合剂，它在常温下是固体，熔化后再冷却就 能将物体牢牢地粘合在起。图 21 甲是热熔胶枪(简称“胶枪”)的外形， 其内部有两只相同的 PTC 加热元件，电路如图 21 乙所示，单只 PTC 加 热元件的电阻与温度的变化关系如图 21 丙所示。胶枪扳机松开时，开

14、关 Sl断开，开关 S2的触片与 b 触点接通，若此时接通电源，胶枪就进入预 热状态，约 60s 后热熔胶熔化成的胶液温度达到正常工作温度(170 210)。此后，若扣动扳机，胶枪就进入正常工作状态：固体胶条向前 挤压，开关 S1闭合，开关 S2的触片与 a 触点接通，枪口冒出温度为 170210的胶液。在近似计算时，可以认为胶液的温度与 PTC 加热 元件的温度相同。接通电源 120 s 后，问： （1）胶枪在预热过程中消耗的最大功率是多大? （2）假设胶枪在温度为 170的条件下工作 200s，它产生热量的 80被 胶条吸收，在这过程中胶条吸收了多少热量? （3）胶枪正常工作时的最小电流是多少?解：（1）胶枪预热时，R1和 R2串联，当电阻最小时（即 R1=R2=1000）， 胶枪消耗的功率最大，此时电路的总电阻 R=R1+R2=1000+1000=2000. 最大功率 P=UI=U2/R=(220V)2/2000=24.2W (2)胶枪正常工作时，R1和 R2并联，由图丙可知，当温度为 170，R1=R2=1600，