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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耗的最小功率之比为
2、3:1 。求R3的电功率P。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 39 页 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
3、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一定最小最大PPBRRRURU1323213313RRRRB2R3 = R1+RB. 根据式,可得:R32RC在丙电路中,电流一定,123CCRRPPP= 2PC = 2 10 = 20 1 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 39 页 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
4、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 3 页,共 39 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
5、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=9 2 分由图乙: UI ( R1R2 RL)0.4A (1569)12V 1 分(2)根据 P=RU2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=RU2=9122V)(=16W 2 分UR1R2UIU1R1R2UI2 RLI1 RL精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
6、 - - - - - -第 4 页,共 39 页 注:三个电路全对给1 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 39 页 R1R2S1S2P 图 19 3 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 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
7、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功率最大;并请你计算出这个总电功率。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 39 页 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
8、;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PRRR232132PRRR=总总P499P=45W-2 分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 39 页 图 25 R1R2S1L S2VV1V2V4如图 25所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化
9、。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 8 页,共 39 页 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
10、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。I1 图 R2I2 图 I3 R1R图 R2I4 图 R1R2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 39 页 5、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
11、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
12、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 39 页 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=U
13、0m+URm=6V+3V=9V (3)在实际检测时电源电压不变,由串联电路的电压特点和题意,可列出方程组:U=2.42+0.22R0U=1.85+0.25R0联立、解得 R0 =19,U=6.6V. 因为 20 19=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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 39 页 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
14、(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170 210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?
15、(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? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 39 页 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,此时电
16、路的总电阻R=R1R2/(R1+R2)=R1/2=800使用 200s,胶枪消耗的电能W=U2t/R=(220V)2 200s/800 =12100J胶条吸收的热量Q=W=12100J80%=9680J(3)胶枪正常工作时,R1和 R2并联,当电阻最大时(即R1=R2=2200),电流最小,此时电路的总电阻R=R1/2=1100最小电流I=U/R=220V/1100 =0.2A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 39 页 7、小明发现自己家汽车照明大灯的灯泡内有两根灯丝,一根是功率较小的近光灯丝 (主要用于照亮前方较近的路
17、面),另一根是功率稍大的远光灯丝(主要用于照亮前方较远的路面)。当控制手柄拨到“ 近光 ” 位置时,近光灯丝正常发光;当控制手柄拔到“ 远光 ” 位置时,近光灯丝和远光灯丝同时正常发光。该灯泡上标有“l2V 60W54W ”的字样,通过计算回答:(1)当控制手柄拨到“ 近光 ” 位置时,通过近光灯丝的电流多大? (2)近光灯丝正常发光时的电阻多大? (3)小明爸爸驾车在郊区道路上行驶,将控制手柄拨到并保持在“ 远光 ”位置 5 分钟,这段时间内一个照明大灯消耗的电能是多少焦? (4)说明这种灯泡内两根灯丝在电路中的连接方式,并简述理由。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
18、总结 - - - - - - -第 14 页,共 39 页 解:(1)当控制手柄拨到 “ 近光” 位置时,只有近光灯丝工作,且P近=54W 由公式 P=UI 得:通过近光灯丝的电流(2)由公式得 I=RU得:近光灯丝正常发光时的电阻R近=7. 2A5. 4V12近IU(3)当控制手柄拔到 “ 远光” 位置时,近光灯丝和远光灯丝同时正常发光 . 总功率: P=P远+P近=60W+54W=114W ;t=5min=300s. 由公式 P=错误!未找到引用源。 得:这段时间内一个照明大灯消耗的电能W=Pt=114W 300s=34200J (4)这种灯泡内两根灯丝是并联的。因为近光灯丝既可以单独正常
19、发光,也可以和远光灯丝同时正常发光,所以它们是并联的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 39 页 8、如图甲是一种“闯红灯违法证据模拟记录器”的工作原理图,当光控开关接收到红光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化 ( 变化规律如图乙所示) 引起电流大于或等于0.06A 时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机工作拍摄违规车辆。光控开关未受到红光照射自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6V。(g 取 10N kg) 求:(1) 一辆质量为400kg 的车闯红灯时,
20、控制电路中的电流恰好是006A被拍照。此时压敏电阻的阻值是多大? (2) 电磁继电器线圈电阻是多少? (3) 一辆质量是1.2t的汽车违规闯红灯时压敏电阻消耗的电功率是多少? (4) 图丙是一种“超速违法证据模拟记录器”的示意图。如果某一路段要求时速不超过60kmh,当汽车先后通过两个感应线圈上方的时间间隔小于0.5s 时,拍摄系统才会被激活而拍下超速汽车的照片。则两个线圈之间的距离应设计为多少? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 39 页 解:(1)400kg 的车对压敏电阻的压力:F1=G1=m1g=400kg l0
21、Nkg=4000N 由图像可知,此时压敏电阻的阻值是:R1=90(2) I=RU此时控制电路中的总电阻:R=IU=AV06.06=100继电器线圈的电阻: R线圈=R-R1=100-90=10(3)1.2t 的车对压敏电阻的压力:F2=G2=m2g=1200kg l0Nkg=12000N 由图像可知,此时压敏电阻的阻值是:R2=30此时控制电路中的电流:I =线圈RRU2=1030V6=0.15A U2=I2R2 =I R2=0.15A 30=4.5V 此时压敏电阻消耗的电功率:P2=U2I2=4.5V 0.15A=0675W (4)v=60kmh=16.7ms 两个感应线圈之间的距离:S=v
22、t=16.7ms 0.5s=8.35m 说明:第四问结果为8.33m 也对。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 39 页 9、 小伊妈妈为了改善早餐的营养,买了一台全自动豆浆机,如图 A 所示图B 是豆浆机的主要结构:中间部位是一个带动刀头的电动机,用来将原料进行粉碎打浆; 外部是一个金属圆环状的电热管,负责对液体加热煮沸图C 是这个豆浆机的主要技术参数图 D 是豆浆机正常工作做一次豆浆的过程中电热管和电动机交替工作的“ P t” 图象(1)豆浆机正常工作时,通过电热管的电流是多大?(2)若实际电压为200V 时电热管的实
23、际功率是多少?(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是多少度?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 39 页 解:(1)P=UI 电热管正常工作的电流为I=5.5A;(2)I=U/R 电热管的电阻为 R=40电热管的实际功率为P实=1000W;(3)由“ Pt” 图象可知,豆浆机正常工作做一次豆浆,加热时间是12min,电机打浆时间是 2min,P=W/t,豆浆机正常工作做一次豆浆消耗的电能:W=P1t1+P2t2=1210W 720s+120W 120s=885600J=0.246kW ?h答:( 1)豆浆机正常工
24、作时,通过电热管的电流是5.5A;(2)若实际电压为 200V 时电热管的实际功率是1000W;(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能为0.246kW?h精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 39 页 10、某物理兴趣小组探究电子磅秤的工作原理,设计图l5 甲所示的电路,主要部件是电流表A 和压力传感器R1(相当于电阻值随受到的压力大小而变化的可变电阻),压力传感器R1与受到的压力F 的关系如图l5 乙所示,秤盘与压杠质量均忽略不计。电源电压U=12V ,R2=18 。求:(1) 秤盘上不放重物时压力传感器的电阻 R
25、1=30,此时电流表示数是多少A? R2消耗的功率是多少W? (2) 电流表示数为0.5A 时,秤盘上物体重为多少N? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 39 页 解:(1)由甲图可知, R1和 R2串联,电路总电阻:R=R1+R2=30+18=48 R2消耗的功率:P2=I2R2 =(0.25A)2l8 =1.125W(或 1.13W)(2)电流表示数为 0.5A 时,电路的总电阻:R=IU=AV5. 012=24R1=R-R2=2418=6由图乙可知, G=F=40N.精选学习资料 - - - - - - - - -
26、 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 39 页 11、现有四个电学元件:电流表A、电压表V、阻值为4的电阻 R1和阻值为 6的电阻 R2某物理兴趣小组要设计四个不同的电路,如图甲、乙、丙、丁所示,要求每个电路必须用到上述四个元件中的任意三个,每个电路消耗的总功率分别为P甲、P乙、 P丙、P丁,且 P甲P乙P丙P丁电源电压恒为6V,各元件无故障且电路都能正常工作(1)甲电路如图所示,闭合开关,问:该电路中电流表示数I甲及电路消耗的总功率P甲分别是多大?(2)请你按要求完成另外三个电路的设计(将元件符号填入图中即可)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
27、结 - - - - - - -第 22 页,共 39 页 解:( 1)由欧姆定律得: I1=4V61RU= 1.5A ,I2=6V62RU=1A I甲=I1+I2= 1.5A+1A = 2.5A P甲=U I甲=6V2.5A = 15W 说明:也可算出总电阻,再算出总电流,最后计算总功率。(2)根据 P=U2/R 可知,电压一定时,总功率与总电阻成反比;已知 P甲P乙P丙P丁, 则总电阻的关系是R甲R乙R丙R丁(即甲并联,乙单独接R1,丙单独接 R2,丁图 R1与 R2串联),再考虑元件的连接无故障并使电路正常工作。设计的电路如图所示乙丙丁精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
28、归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 39 页 12、把一个规格为“ 6V 3W ” 的小灯泡与一定值电阻R 串联,如图甲所示,电源电压为9V 不变,此时小灯泡恰好正常发光,不考虑小灯泡电阻受温度的影响求(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)定值电阻R 的阻值;(3)若将它们并联在另一电压为U 的电源两端,如图乙所示,此时小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的 1/4,则通电 5min,定值电阻 R 产生的热量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 39 页 解:( 1)灯泡正常发光时的电压为6V,功率为 3W,根据
29、 P额=U额2/RL,可得灯泡正常发光时的电阻:RL=U额2/P额=(6V)2/3W=12 . (2)因为此时小灯泡恰好正常发光,电路中的电流恰好等于其额定电流,I=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A 根据串联电路的电压特点,可计算定值电阻两端电压:UR=UUL=9V6V=3V 定值电阻 R 的阻值: R=UR/I=3V/0.5A=6 (3) 乙图灯泡 L 与定值电阻 R 并联已知此时小灯泡的实际功率恰好是其额定功率的1/4,即 P实=P额/4=3W/4=0.75W 根据 P实=U实2/RL可得, 0.75W=U实2/12 ,解得 U实=3V. 并联电路中各支路两端的电压相等,通电 5mi
30、n,定值电阻 R 产生的热量:QR=WR=t=t= 5 60s=450J 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 39 页 13、如图甲所示是某生产流水线的产品输送计数装置示意图其中S 为激光源; R2为保护电阻;R1为光敏电阻,每当产品从传送带上通过S 与 R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住,R1阻值变大,现让水平传送带匀速前进,输送边长为0.1m、质量为0.6kg 的正方体产品,光敏电阻两端的电压随时间变化的图象如图乙所示(1)求此产品对传送带的压强(g 取 10N/kg );(2)从图中读出每一产品受到激光照射的
31、时间,并求出产品的运动速度;(3)已知电源电压恒为6V,保护电阻R2的阻值为 40 ,求传送带输送产品过程中光敏电阻1h 消耗的电能精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 39 页 解:( 1)产品对传送带的压力F=G=mg=0.6kg 10N/kg=6N,产品对传送带的压强P= =600Pa;(2)已知射向光敏电阻的光线被产品挡住时,R1阻值变大,其两端电压将变大 . 由图象可知,无光照射的时间t=0.2s,产品受到激光照射的时间为 0.4s. 产品的速度 v= =0.5m/s;(3)R1与 R2串联,有激光照 R1时,由图
32、象可得 U1=2V,U2=UU1=6V2V=4V,I=0.1A,R1无激光照时,由图象可得U1=4V ,U2=UU1=6V4V=2V ,I =0.05A,由图象可知:每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置,其中 0.4s有光照射,电阻 R1消耗的电能W1=U1It1=2V0.1A 0.4s=0.08J ;其中 0.2s无光照射,电阻 R1消耗的电能W1=U1I t2=4V0.05A 0.2s=0.04J;因此每经过 0.6s,电阻 R1消耗的电能为W=W1+W1=0.08J+0.04J=0.12J1h=3600s,则光敏电阻 R1在 1h内消耗的电能为W总=0.12J =720J精选学习资料
33、 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 39 页 14、( 2013 山东聊城市)如图所示电路中,电源电压不变,R1=20,滑动变阻器R2的最大阻值为60,小灯泡 L 的额定电压为5V,电流表的量程(0 0.6A 或 03A)。只闭合S2时,电流表的示数为0.4A;只闭合S3,且变阻器的滑片P在正中点时,电流表的示数为0 .3A 。(不考虑温度对灯丝电阻的影响) (1)电源电压和灯丝电阻。(2)只闭合 S3时,要使小灯泡L 正常发光,变阻器R2连入电路的阻值。(3)闭合 S1、S2、S3,为保证不损坏电流表,变阻器R2的阻值可调范围和电流
34、表的变化范围。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页,共 39 页 解:(1)设电源电压为 U,灯丝的电阻为 RL,只闭合 S2时, R1与 L 串联, U=I1(Rl+RL)=0.4A (20+RL) 只闭合 S3时, R2与 L 串联,U=I2(22R+RL)=0.3A (30+RL) 联立、解 得 U=12V ,RL=l0. (2)只闭合 S3时,若 L 正常发光, IL=LLRU=105V=0.5A 所以 R2=LLIUU=AVV5.0512=14(3)当闭合 S1、S2、S3时,R2与 R1并联,电流表测总电流 . R2
35、最大时,总电阻最大,电流表示数最小. Imin=I1+I2=1RU+2RU=2012V+6012V=0.8A 所以电流表接 03A 的量程R2最小时,总电阻最小,电流表示数最大,最大为3A. 由于 R1的电阻不变且电压也不变, 所以通过的电流 I1也不变,恒为 0.6A. 电 流 表 示 数 为3A时 ,2I=I-I1=3A-0.6A=2.4A , 所 以2R=2IU=AV4. 212=5即 R2取值范围为 560,电流表的示数范围为0.8 A3 A或 3 A0.8 A. 说明:本题第三问也有其它解法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
36、 29 页,共 39 页 15、PTC 是一种新型的半导体陶瓷材料,它的发热效率较高,PTC 材料的电阻随温度变化而变化。如图甲所示的陶瓷电热水壶就使用了这种材料,它的工作电路如图乙所示,电源电压为220V,R0是定值电阻,其阻值不受温度变化的影响,RT是 PTC 的电阻。电热水壶在刚开始工作时,RT为24, 电路消耗的总功率1100W。 求:(1)R0的阻值为多少 ? (2)当 RT的温度为100时, RT电阻边为180, RT的实际功率为多少 ? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页,共 39 页 解:( 1)电热水壶刚开始
37、工作时,RT为 24 ,RT与 R0串联,由 P=U2/R 得电路总电阻 R总=U2/P=(220V)2/1100W=44R0的阻值: R0=R总RT =44 24=20(2)当 RT的温度为 100时,RT电阻边为 180电路总电阻 R总=RT +R0=180+20=200电路中的总电流I=U/R总=220V/200=1.1ART的实际功率 :P=UTI=I2RT=(1.1A)2 180=217.8W精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页,共 39 页 16、如图 18 所示电路,电源电压为6 V 且保持不变,电阻R1=30 ,
38、电流表 A 仅有一个00.6 A 的量程。(1)求通过电阻R1的电流;(2)滑动变阻器R2的滑片P 在最右端时,R2消耗的功率为0.72 W ,求 R2的最大阻值;(3)在保证电流表安全工作的情况下,R2连入电路的最小阻值是多少?A S R2 R1 P图 18 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页,共 39 页 解:( 1)由图可知, R1与 R2并联,R1两端的电压 :U1=U2=U=6V 通过电阻 R1的电流 :I1=U1/R1=6V/30 =0.2A(2)滑动变阻器R2的滑片 P 在最右端时,R2接入电路的阻值最大,由 P
39、2=U22/R2得 R2=U22/P2=(6V)2/0.72W=50(3)为保证电流表安全工作,电流表示数最大0.6A(即 I总m=0.6A) 因为 R1两端的电压不变,其阻值也不变,所以通过R1的电流 I1恒为 0.2A. 通过滑动变阻器R2的最大电流 :I2m=I总mI1=0.6A0.2A=0.4A R2连入电路的最小阻值 :R2min= U2/I2m=6V/0.4A=15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 33 页,共 39 页 17、某水果自动筛选装置(如图所示),它能将质量小于一定标准的水果自动剔除。其原理如下:传送带上的水
40、果经过检测点时,使压敏电阻R 的阻值发生变化。AB 间的电压也随之发生改变。当UAB3V 时,机械装置启动,将质量不达标的小水果推出传送带,实现自动筛选功能。已知:电源电压为12V,R0=20, 压敏电阻 R 的阻值随压力变化关系如图所示。求:(1)当检测点上没有水果时,电路中的电流是多大?(2)不同等级的水果筛选的质量标准是不同的。请你对电路进行改进,使该装置能够方便筛选不同水果。(3)当压力改变时,压敏电阻R 的最大功率是多少?此时在检测点上的水果质量是多少?(提示:y=a(xb)+c,则顶点yc)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
41、 34 页,共 39 页 解: (1)由电路图可知, R 与 R0串联. 无水果时, F=0N,由图像可得 R=100 ,电路中的总电流:=U总/(R+R0)12V/(100 20 )A0.1A (2)在电路中串一个滑动变阻器。(其它改进有理也可)(3)压敏电阻 R 的功率:P=UI=(U总U)I(12IR0)I (1220I)I=20(I0.3)+1.8 当 I=0.3时, P最大1.8W 此时压敏电阻两端电压:U=P最大/I1.8W/0.3A6V 压敏电阻的阻值: R=U/I =6V/0.3A 20由图像可知 R=20 时,F=5N G=F=5N mG/g5N/(10N/kg)0.5kg
42、说明:第三问还有其它解法,都要用二次函数求最值。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 35 页,共 39 页 18、如图(甲)所示是生活中常见的自动加热、保温的电水壶,它的铭牌如下面表格现将它接在220V 的电压下工作额定电压220V 频率50Hz 容积6L 加热功率1000W 保温功率40W (1)如图(乙) 所示为电水壶的电路图,其中R0是电热水壶中的电热管,R 是与电热水壶的电热管串联的电阻,S 是一个自动切换的温控开关,此热水壶是在热胆中储水,由电热管加热工作的,请根据电路图判断:当温控开关闭合还是断开时,电水壶处于加热状态(2)
43、按铭牌上所标电水壶的加热功率、保温功率,计算R0和 R 的阻值分别是多少?(3)当它处于加热状态时,如果消耗的电能全部用来加热水,使热胆中2kg、20的水温度升高到90至少需要多少时间?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 36 页,共 39 页 解:( 1)由电路图知:当温控开关闭合时,电阻R 短路, R0接在电源两端,此时消耗的功率为P1=;当温控开关断开时,电阻R 和 R0串联在电源两端,此时消耗的功率为 P2=因为 U 一定,R+R0R,所以 P1P2,即温控开关闭合时,电水壶处于加热状态(2)P=电阻 R0的阻值为 R0= =4
44、4 ;保温状态下的电路总电阻为R串= =1210 ,电阻 R 的阻值为 R=R串R0=1210 44 =1166 ;(3)水吸收的热量为Q=cmt=4.2 103J/(kg?) 2kg (9020)=5.88 105J,P=W/t=Q/t 电热壶的加热时间为t=588s精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 37 页,共 39 页 19、如图 21 所示,电源电压保持不变,定值电阻R=20,滑动变阻器的最大阻 值是 12,灯泡的额定电功率为2W。(1)当只闭合开关S1,滑动变阻器的滑片P位于最左端a 时, 电流表的读数为0.3 A,求:电源
45、电压U;(2)保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关 S2,灯泡恰好正常发光,求:灯泡的电阻RL;(3)当断开 S1,闭合 S2,将滑片P 移至最右端 b,求:此时灯泡所消耗的电功率PL。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 38 页,共 39 页 解:(1)当只闭合开关 S1,滑动变阻器的滑片P 位于最左端 a 时,电路只有 R 工作. 电源电压: U=IR=0.3A 20 =6V (2)保持滑动变阻器滑片位置不变,再闭合开关S2,R 与 L 并联. 此时灯泡恰好正常发光,所以有U额=U=6V 根据 P额=U额2/RL,可得灯泡的电阻:RL=U额2/P额=(6V)2/2W=18.(3)当断开 S1,闭合 S2,将滑片 P 移至最右端 b,灯 L 与变阻器的最大阻值串联 . 电路中的电流: I=U/(RL+Rm)=6V/(18+12 )=0.2A 此时灯泡所消耗的电功率:PL=I2RL=(0.2A)2 18 =0.72W 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 39 页,共 39 页