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1、1如图 23 所示电路 ,电源两端电压为12V 且保持不变 ,灯丝电阻也不变。灯L1与灯 L2电阻之比3:1:21RR,将开关S、S1闭合时 ,3R消耗的功率为1W,电压表的示数为1U,电路消耗的总功率为P总;将开关 S、 S2闭合时 ,4R消耗的功率为4W,电压表的示数为1U,电路消耗的总功率为总P。112UU。请你解决下面问题: (1)画出图23 的等效电路图; (2)求灯 L1的电阻值 ; (3)求 P总与总P之比。解:( 1)等效电路图如图所示2 分(2)当开关S、S1闭合时 ,如图所示三用电器串联323213)(RRRRUP=1W13211RRRRUU当开关 S、S2闭合时 ,如图所
2、示两用电器串联42414)(RRRUP=4WR 4 R 3 S1 图 23 S2 SL2 L 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页1141RRRUU112UU2 分将数值带入以上公式,可解得R1=8,1 分R2=24,R3=16,R4=16(两式1 分,两式1 分,算出电阻R1的值 1 分(3)当开关S、S1闭合时 ,电路消耗的总功率与开关S、S2闭合时电路消耗的总功率之比:总总PP= 22总总RURU= 2148241 分2小阳同学在科技月制作了一个多档位电热器模型。为了分析接入电路的电阻对电热器的电功率的影响
3、,他将电表接入电路中,其电路如图23 所示,电源两端电压不变,R1=30。当开关 S 闭合, S1、S2断开时,电压表示数为U1,当 S、S1、S2都闭合时,电压表示数为U2,已知 U1 U2=38;两种状态时,R2消耗的功率最大值P大和最小值P小之比为 41;R3的最小功率为0.9W。请你帮小阳完成下列问题。画出上述两个状态的等效电路图;计算电阻R2的阻值;计算电源两端的电压;计算这个电热器模型中间两个挡位的功率分别是多少;计算电流表的最大示数是多少。(7 分)图 23 S2 A R1 R2 R3 SS1 V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
4、 - -第 2 页,共 18 页解:两个状态的等效电路图:当开关S 闭合, S1、S2断开时,三电阻串联,各电阻消耗功率最小,三个开关都闭合时,三电阻并联,各电阻消耗功率最大,U2=UR1一定,UUII11=83R2一定,大小PPII22=41,2II=21并联时,1221RRII2I3821III3412RRR2=34R1=34 30=40串联时,13211URRRRU=38R3=33R-5R21=3403-305=10I =31R串P=109W.0=0.3A U=I(R1+ R2+ R3) =0.3A(30+40+10)=24V 这个电热器模型中间两个挡位的功率WVRUP2.1930242
5、121WVRUP6 .5710242323 I1=38I =38 0.3A=0.8A ;I2=2I =2 0.3A=0.6A 电流表最大示数为I1+I2=0.8A+0.6A=1.4A 注:其他解法正确,可相应给分R2R1R3IUU1I1I2I3IR1R2R3U精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页3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
6、= 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耗的最小功率之比为3: 1。 求R3的电功率P。3 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。25932232133RIRIPP5321II(2)当开关
7、S1、S2都断开,变阻器的滑片在C点时,等效电路如图丙所示。2321UU23113CRRRR3R1+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一定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页最小最大PPBRRRURU1323213313RRRRB2R3 = R1+RB. 根据式,可得:R32
8、RC在丙电路中,电流一定,123CCRRPPP= 2PC = 2 10 = 20 4如图 24 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。(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
9、关 S1、S2 同时闭合,滑片P 滑到 a 端时,等效电路如图乙所示, 1 分图 24 - + Rab L I U U1 Rab R0 U2U 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页2111022211211122121216(6 )31129271abLabLLababLabLLLLeLRRUUUURUURRPUIRUUWAUUVUUVUVPWRPPW分分分分分解法二: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=12
10、W 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 5. 如图 19 所示电路电源两端电压恒定,定值电阻R1 15,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U2,电流表的示数为I2。若U1U2710,II221。求: (1)灯泡L的电
11、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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页解: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 丙所示甲乙丙21UU=107即UU1=107图乙中UUL=103;LRRR21=37 1分又2II=12LRRR2121=12则得:212121RRRR=67;则22211515RR=67;R2=6 1 分将 R2=6代入式得: RL=
12、9 2 分由图乙: UI ( R1R2RL)0.4A (1569)12V 1 分(2)根据 P=RU2电路中总电压不变,所以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=RU2=9122V)(=16W 2 分6在如图23 所示的电路中,电源两端的电压保持不变。当只闭合开关S 和 S1时,灯L1正常发光,电压表V1的示数 U1与电压表V2的示数 U2之比 U1:U2=2:3,电阻 R3消耗的电功率 P3=2W; 当只闭合开关S和 S2时, 电压表 V1的示数为 U1,且 U1:U1=2:1,电阻R4消耗的电功率P4=2.5W。不计灯丝电阻随温度的变化,求:( 1)在上述变
13、化中,电流表前、后两次示数之比;( 2)灯 L1的额定电功率;( 3)当所有开关全部闭合时,电路消耗的总功率。UR1R2UIU1R1R2UI2 RLI1 RL图 23V2 V1 L1 L2 R3 R4 SS3 S1 S2 A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页解:( 1)设电源两端的电压为U,灯 L1和 L2的电阻分别为R1和 R2。当只闭合开关S、S1时,电路如图1 所示,此时电路中的电流为 I1;当只闭合开关S、S2时,电路如图2 所示,此时电路中的电流为I2。比较图1 和图2,因R2的电阻不变,根据欧姆定律有U
14、1=I1R2,U1=I2R2,所以电流表前、后两次示数之比121121UUII。( 2)依题意,对于图1 所示的电路,根据串联电路的分压关系则有3221221RRRUU,解得2121RR。因为 P3=I12R3=2W;P4= I22R4=2.5W 所以544322143RRIIPP,解得5143RR。比较图 1 和图 2,因电源两端电压不变,所以根据欧姆定律有1232142121RRRRRRII,解得 R3=R1。因为 R3=R1,所以在图1 所示的串联电路中,P1=P3=2W,又因此时灯L1正常发光,所以灯L1的额定功率为2W。( 3)当所有开关全部闭合时,电路如 图3 所示。此时的总电阻R
15、总=4343RRRR=65R1。由图 1 可知,P3=123232116RURRRRU=2W,解得12RU=32W。所以此时电路消耗的总功率1 图 1I1 U2 U1 R1 L1 L2 R2 R3 P3=2W U图 2I2 U1R1 L1 L2 R2 R4 P4=2.5W U图 3UR3 R4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 18 页P总=12256RURU总=38.4W。说明: 其他解法正确的同样得分。7如图 22 所示的电路实物连接示意图中,电源两端电压不变,灯的电阻不变。滑动变阻器的最大阻值为R2。断开 S1、S2
16、,变阻器的滑片P 移至最右端时,灯 L 恰能正常发光,滑片 P移至最左端时,灯L 的电功率PL是其额定功率的9/25,R2消耗的电功率为P2。当闭合S1、S2,变阻器滑片P 移至最左端时,电流表示数为1. 5A, R1消耗的电功率为6W。此时电路总功率 P总P2=754。 (7 分)求:(1)灯 L 的电阻 RL与滑动变阻器最大阻值R2的比值;(2)闭合 S1、 S2,变阻器的滑片P 移至最左端时,滑动变阻器消耗的电功率P2;(3)滑动变阻器的最大阻值R2;(4)灯 L 的额定电功率PL0。(请画出相关电路状态的等效电路图)7 ( 1)当 S1、S2都断开,滑片P 在最右端时,电路如图甲所示;
17、当 S1、S2都断开,滑片P 在最左端时,电路如图乙所示;当 S1、S2都闭合,滑片P 在最左端时,电路如图丙所示。-(三个等效电路图都正确得1分)(1) PL = 9 PLO /25,RL一定I2 / I1= 3/5 U/( L2) : U/L 3 : 5 L32/2 L: 23/2 -(1 分)2 图 22 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 18 页(2)2U22/(L2)2总6 U2/224总/75由式得:-(1 分)U22/(L2)2 (6 U2/2) 4/75 把L32/2 代入式整理得:U2/26/2 3 即:
18、 2U2/23 -(分)(3)总1 2总6 3 9 又总U I3 U 总/ I39/1.5A 6-(1 分)2 U2/2( 6)2/3 12 -(1 分)(4)L 32/2 3 12/ 18 L0U2L0/L( 6)2/182 -( 1 分)8如图所示,电源电压不变。当开关S1闭合 S2断开时,电压表示数为4V ,电流表示数为I1,电阻 R2与 R3的电功率之和为2.8W;当开关S1、S2闭合时,电流表示数为I1,电阻 R2的电功率为3.6W。求: (1)电阻 R1的阻值。(2)电源电压。S1S2AR3R2R1V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
19、- - -第 10 页,共 18 页R1R2S1S2P 图 19 解:1 分)()(2123211RRIURRRIU3221II2132RRR1分2223221W6.3)(W8.2RIRRI2334RR1 分3123RR1 分2221211W6.3RIRIPW8.01P20W8 .0V)4(21211PUR1分3211V4RRRRUV18U1 分9 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
20、最左端时,只闭合开关S2时,滑动变阻器的R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 3.6WU U 4V I1 P1 2.8WI2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 18 页图 25 R1R2S1L S2VV1V2V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,4933PP,电路中电源两端电压保持不变。(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
21、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:323233RIRIPP=49II=23 -1分2121RIIRUU=8321RR=41 -1分U 一定:II=23=3132RRRRR=2 R23 R1 R=5R1 -1 分由图(乙)(丙) U 一定:P=P1+P2=总总PRRR
22、232132PRRR=总总P499P=45W-2 分10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 的额定功率。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页
23、,共 18 页解: 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12221RRIIL1212121RRRRUUL1321RR(2)由图得:111611/62243RRRRII串并(3)31L串RRUUL9122UUppLL额Wpp16.29L额说明:其它方法正确给分。11在图 17 所示的实物电路中,电源电压保持不变,电阻1R的阻值为10,当开关 S闭合,滑动变阻器的滑片滑到b 点时,电压表V1与 V2的示数之比为57,电阻2R与R消耗的电功率之和是1R消耗电功率的4 倍。求:I1 图 R2I2 图 I3 R1R图 R2I4 图
24、R1R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 18 页(1)请按实物电路的要求,画出当开关S闭合,滑动变阻器的滑片滑到b 点时的完整电路图;(2)通过 R1和 R2的电流之比; (3)滑动变阻器的最大阻值abR; (4)滑动变阻器滑片在a、b 两点时1R消耗的功率之比。 (6 分)11 (1)如图示。(1 分)(2)当开关S 闭合,因电阻R1、R2串联,所以通过电阻 R1、R2的电流相等,即1121II( 1 分)(3)当开关 S 闭合,滑动变阻器滑片移到b 点时,变阻器接入电路的电阻最大,此时电阻R1、 R2、Rab串联,
25、电压表V1测 R1、R2串联后两端的电压,V2测 R1与 Rab串联后两端的电压,因串联电路中电压与电阻成正比,所以有751010212121ababRRRRRRUU因串联电路中,电功率与电阻成正比,所以有41021212abababRRRRRPPP(1 分)解两式可得152R,25abR。(1 分)(4)当滑片移到a 点时,变阻器接入电路的电阻0R,电阻1R消耗的电功率为12211211)(RRRURIP;P S V1V2R1R2Rb 38 题答图b P v 0123051015+ 3 15 v 0123051015+ 3 15 S R1R2R V2V1a 图 17 精选学习资料 - - -
26、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 18 页当滑片移到b 点时,电阻1R消耗的电功率12211211)(RRRRURIPab( 1分)滑动变阻器滑片在a、b 两点时 R1消耗的功率之比为14)2550()1510251510()(222212111RRRRRPPab( 1 分)12如图 22 所示电路图中,电源两端电压保持不变。当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片 P 在某点 C 时,电压表V1、V2的示数之比为的示数为34,定值电阻R2消耗的电功率为 18W 。当开关 S1闭合、 S2断开,滑动变阻器的滑片P 移到某点A 时,电压表V1、V
27、2的示数之比为23,R2两端电压为U2。当开关 S1断开、 S2闭合时, 电压表 V1、V2的示数之比仍为23,R2两端电压为U2。求:U2U2;当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P 在某点 C 时,滑动变阻器消耗的电功率PC;当开关 S1闭合、 S2断开,滑动变阻器的滑片P 移到某点 A 时,滑动变阻器消耗的电功率 PA。12当 S1、S2都断开,变阻器的滑片P在 C 点时,电路连接如图甲当 S1闭合、 S2断开,变阻器的滑片P 在 A 点时,电路连接如图乙当 S1断开、 S2闭合时,电路连接如图丙 1 分在乙图中,UUA32;U231U在丙图中,12UU23;U253U总电压相等,所
28、以22UUUU5331951 分图 22精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 18 页在丙图中, R1和 R2串联,21RR21UU321分在甲图中, R1、RC和 R2串联,C2C1PPPPC2C1UUUU43PC3P24P13P2432P231P23118W 6W 1 分2CRR2CPPW18W631在乙图中,2ARR2AUU121 分在甲图和乙图中,总电压不变,所以II2A2C1RRRRR2222223132RRRRR32PA22A2RIRIP22A2RRIIP22321218W16W 1 分13如图 26所示的电路中
29、,电源两端电压不变,灯的电阻不变。当开关S1闭合, S2断开,滑动变阻器的滑片P移到 B端时, R1的电功率为 P1,电流表示数为I1 ;当开关 S1断开, S2 闭合时, R1 的电功率为P1,电流表示数为I2,此时灯正常发光。已知P1P1925。当开关 S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在C点时,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 U1U232,RC的电功率为 9,电路消耗的总功率为 P总。此电路通过断开、闭合开关以及移动滑动变阻器的滑片P,形成的不同电路所消耗的最大电功率与最小电功率之比为3 1。求:(1) 电流表 I1与I2的比
30、值;( 2)灯的电阻与滑动变阻器最大阻值之比;( 3)总功率为 P总;(4) 灯的额定功率 PL0。(请画出相关电路状态的等效电路图)V1图 26 R1S1S2L V2ABCR3P精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 18 页答案:(1) I1 : I2 = 3:5 ;(2)RLl:R3= 1:3 ; (3) P总=36W ; (4) PL0=16W 14. 在图 26 所示电路中,电源电压一定。电阻R15。当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P 在中点 C 时,电压表V1示数为U1;当开关S断开,再将滑片P 调至 B 端,电压表
31、V1示数为 U1,电压表V2示数为 U2,电流表示数为0.4A 。若 U1U149, U1U223。(要求画出相应的等效电路图)求: (1)滑动变阻器R2的最大阻值;(2)电源电压U;(3)当开关 S断开,滑片P调至 B端时,电阻R3的电功率P3。. 三状态电路图:电路图1 分由图(甲)、图(乙)可知电阻 R3一定21II22UU211 分图 26 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 18 页电源两端电压不变21II3213221RRRRR211 分R123R2+R3 U1+U2U1+U223U1+21U2U1+U2U1U2在图(乙)中R321UUR2R2101 分R123R2+R32310+10251 分电源两端电压不变,由图(乙)、图(丙)可知I23231RRRRI310101025 0.4A0.7A 2分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 18 页