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1、1 电学压轴题3 如图 31所示,电源两端的电压保持不变,滑动变阻器的最大电阻Rab=12,当开关 S1闭合,S2断开,滑片 P 滑到 b 端时,电压表的示数为U1,灯 L 消耗的功率是其额定功率的91;当开关 S1、S2同时闭合,滑片 P 滑到 a 端时,电流表的示数为2A,此时电阻 R0的电功率为12W,电压表的示数为U2,且 U2U1=21,求:(1)当开关 S1、S2 同时闭合,滑片 P 滑到 a 端时,电压表的示数;(2)灯 L 的额定功率答案3. (1)当开关 S1闭合, S2断开,滑片 P 滑到 b 端时,等效电路如图甲所示,当开关 S1、S2 同时闭合,滑片P滑到 a 端时,等
2、效电路如图乙所示,根据题意,由图甲可得,)(1LababRRRUU 由图乙可得,)(222abRRUIUP 将联立,且将U2U1=21,Rab=12, I =2A,PR2=12W代入,解得 U= U2=12V RL=12 (2)当开关 S1闭合, S2断开,滑片 P滑到 b 端时,灯 L 消耗的功率 PL/=91PL,则IL/=31IL,IL=3 IL/=3LabRRU=1.5A,PL=I2 RL=27W 4 如图 24 所示,电路中电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为R。将滑动变阻器的滑片 P 置于 A 端,只闭合开关S1 时,电压表 V1 的示数为 U1,电压表 V2 的示数为U2
3、;将滑动变阻器的滑片P置于 B 端,仍只闭合开关S1时,电压表 V1 的示数为 U1 ,电压表 V2 的示数为 U2 , R1 消耗的电功率为0.72W。 已知 U1: U1 = 4 : 7, U2: U2 = 2 : 1, R2=12。(1)求 R1 的阻值;(2)当滑动变阻器的滑片P 置于 B 端时,闭合开关 S1、S2、S3,通 过计算说明电流表能否使用0-3A 这一量程进行测量。答案4. 将滑片 P 置于变阻器的 A 端,只闭合开关S1时,等效电路如图 1 所示;将滑片 P置于变阻器的 B端,只闭合开关S1时,等效电路abAS2图 31S1R0LRP精选学习资料 - - - - - -
4、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页2 如图 2 所示;开关 S1、S2、S3都闭合时,等效电路如图3 所示。(1)由图 1、图 2 得:II= 22UU= 12(2)由21UU=)(311RRIIR74,得5231RR由于电源电压不变,有:II=221321RRRRR, 得3221RR, 所以 R1=2R2/3=8(2)滑动变阻器的最大阻值为R3=125R=20,由 P1= I 2 R1 得 I =0.3A所以电源电压U总= I (R1+ R2+ R3)=12V,图 3 中I1=1RU总=1.5A;I3=3RU总=0.6A 通过电流表的电流为I1+I3
5、=2.1A,没有超过电流表的量程,可以使用5 如图 30所示电路电源两端电压保持不变,灯L 标有“6V 6W ”字样。只断开开关 S1时,电压表的示数为 U;只闭合 S1 时,电流表的示数为I;开关全断开时,电压表的示数为U ,电流表的示数为 I ,灯 L 的实际功率为 1.5W。已知 UU 75,II 21。不考虑灯丝电阻 RL 的变化。求:定值电阻R2 的电阻值和电路消耗的最大功率。答案5. 只断开 S1、只闭合S1和开关都断开时电路连接分别如下(甲) 、(乙)和(丙)图所示。灯丝电阻不变,RLLLPU2W6V6V66在(乙) 、 (丙)两图中,电源电压不变,II221RRRRRLL12R
6、1RL+R2在丙图中,UULLRRRRR121LLRRRR2222257R234RL346 8精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页3 所以 R1RLR26814I LLRP6W5. 10.5A UI ( R1RLR2) 0.5A(1468)14V 只断开开关 S2时(电阻R2单独接入电路时),电路消耗电功率最大P222RU8V14V1424.5W 6 如图 24所示电路, 灯 L1 和 L2 分别标有 “6V 0.2A” 和“2V 0.2A ”。电源电压及灯丝电阻保持不变。当开关S1、S2、S3 闭合,S4 打开时,灯
7、 L1 恰能正常发光。当开关S1、S2、S4闭合, S3 打开,滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时,灯 L1 也能正常发光;滑动变阻器的滑片P 位于 b 点时,灯 L1 的功率是额定功率的1/4;当开关 S1、S3闭合, S2、S4打开时,灯 L1 的功率是额定功率的16/25。求:(1)电源电压(2)电阻 R2 的阻值(3)滑动变阻器滑片P 位于 a 点和 b 点时接入电路的电阻阻值(4)电流表在以上状态中的最大电流和最小电流答案6. 由 I U / R,灯 L1和灯 L2的灯丝阻值分别为:RL1U1 额定/ I1 额定6V/0.2A =30 RL2 =U2 额定/ I2 额定2V/0.2A
8、 =10 当开关 S1、S2、S3闭合,S4打开时,等效电路如图 1 所示由已知和欧姆定律可得:U I1 额定(RL1R2)当开关 S1、S2、S4闭合,S3打开,滑动变阻器的滑片 P位于 a 点时和滑动变阻器的滑片 P位于 b 点时,等效电路如图2 和图 3 所示由已知和欧姆定律可得:U I1 额定(RL1Ra)U Ib(RL1Rb) 由 PI2/ R ,灯丝电阻不变,得 : P额定/ PbI1 额定2/ Ib2Ib2 PbI1 额定2/ P额定(P额定/4 )(0.2A)2/ P额定0.01A2Ib0.1A 当开关 S1、S3闭合, S2、S4打开时,等效电路如图4 所示由已知和欧姆定律可
9、得:U I4(RL1RL2R2)由 PI2/ R ,灯丝电阻不变,得 P额定/ P4 = I1额定2/ I42I42 P4I1 额定2/ P额定( 16P额定/25 )( 0.2A)2/ P额定160.04/25A2 I4 0.16A 由式得:S1A L2L1S2P S3 R1 R2 S4图 1 L1R2U I1额定L1图 2 U RaIbL1U Rb图 3 L1L2I4 R2图 4 U 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页4 图 25 图( 4)I1 额定(RL1R2) I4(RL1RL2R2)0.2A(30 R2)
10、 0.16A(3010 R2),解出: R210U I1 额定(RL1R2)0.2A(3010) 8V 由可得:I1 额定(RL1R2) I1 额定(RL1Ra)Ra= R210由可得: I1 额定(RL1Ra)= Ib(RL1Rb)0.2A(3010) =0.1A (30Rb) ,解出:Rb50当开关 S1、S2、S3闭合,S4打开时,电流表通过电流最小为0 当开关 S1、S2、S4闭合, S3打开,滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时,电流表通过电流为 0.2A;滑动变阻器的滑片P位于 b 点时,电流表通过电流为0.1A 当开关 S1、S3闭合, S2、S4打开时,电流表通过电流为0.16A
11、 所以,当开关 S1、S2、S4闭合, S3打开,滑动变阻器的滑片P 位于 a 点时,电流表通过电流最大为0.2A。7(08 宣武一模) 如图 25 所示的电路实物连接示意图中,电源两端电压不变,灯电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为 R1。当滑动变阻器的滑片P 在 B 端,只闭合 S2 时,电压表 V1 示数为 U1, 电流表示数为 I1; 滑片 P 在 B 端,开关都断开时,电压表V2 示数为 U2,滑动变阻器的功率 P1=2W;当滑片在 A 端,只闭合 S1 时,灯泡正常发光, 电流表的示数为 I3。 已知 U1U2=53, I1I3=23;电阻 R2=9 。求:(1)灯的额定功率 PL0;
12、(2)电源电压 U ;(3)电源不发生短路的情况下,通过不同变化,电路消耗的最大功率Pmax。(请画出相关电路状态的等效电路图)答案7. (1)当滑片 P 在 B 端,只闭合 S2 时,电路如图( 4)甲所示;当滑片P 在 B端,且 S1、S2都断开时,电路如图( 4)乙所示;当滑片 P在 A端,只闭合 S1时,电路如图( 4)丙所示。U1=U总U / UU总 / U5/3 U总/ U 5/2 ( R RR) / R1-P总/ P1U总/ U15 / 2 P总5P1/2 5 /2 5由甲、乙图可知 U总一定,则:I 1 / I 3 2/3 RL/ ( R1R2) R/( R RR) 2/5 -
13、由、式得:RR1R218,P2 P 总/5 2 5 / 5 2由丙、乙图可知:灯的电阻RL一定, U总/ UL5/2 PL0 / P L( U总 / UL)2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页5 PL025P L /4 252W / 4 = 12.5W (2) UUL0PL0RL 12.5W 18 =15V (3) 当 P在 A端,只闭合 S2时,电路中电阻值最小,电路如图丁所示:Pmax= U 2 / 2(15V)2 / 9 = 25W 8(08石景山二模)如图23 所示,电路中的总电压和灯L 的电阻保持不变,两
14、电阻左为R2,右为 R1,电阻 R2 的阻值为 10 。当闭合开关 S1,断开开关 S2 和 S3时,灯 L 正常发光,电流表示数为 I;当闭合开关 S1、S2,断开 S3 时,电流表示数为I ,且 I:I =3:5;当闭合开关S3,断开 S1、S2 时,灯 L 的实际功率为其额定功率的91,电阻R1 消耗的功率为 0.3W,求:(1)灯 L 的额定功率;(2)电源电压。答案 8. 如图所示由图甲、乙:53LRRII并231LRR由图丙:2311LLRRPPWPPL2.0321WWPPLL8.12.099又91LLPP31UUL2131RRRURULL代入得: RL=20U =VWRPLL6208 .1图 23 AVL S3 S1 S2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页