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初中物理电学难点分析——分析电路及计算

图图R3VR1R2AS1aPb S2专题训练分析电路1.热敏电阻广泛应用于控制电路中,其阻值会随环境温度的改变而改变.图21甲中,电源电压U =6V,A是小量程电流表,其允许通过的最大电流为0.02 A,滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω 0.3 A”字样,Rt为热敏电阻,其阻值随环境温度变化关系如图21乙所示。

闭合开关S,求:(1)环境温度为10 ℃、电路中电流为0.0l A时Rt两端的电压。

(2)图甲电路可以正常工作的最高环境温度。

解:(1)当环境温度为10℃时,由乙图可知热敏电阻阻值为:Rt=500Ω由U=IR得U Rt=0.01A×500Ω=5V(2)电路中允许通过的最大电流为:I=0.02A电路中允许的最小总电阻为:R=U/I=6V/0.02A=300Ω滑动变阻器的最大阻值为:200Ω所以热敏电阻连入电路的最小阻值为:100Ω由图乙可知:可以正常工作的最高环境温度为50℃。

【规律总结】关于欧姆定律计算题的解题思路:(1)对于复杂的电路,首先简化电路;(2)弄清电路的连接方式;(3)利用欧姆定律和串并联电路的规律解题。

2. 如图23所示,R0=10Ω,电源电压不变。

当在电路中再串联接入一个R1=30Ω的电阻时,电流表的示数为I1=0.25A。

求:(1)电源电压;(2)要使电流表的示数为I2=1.2A。

需要在图中如何连接电阻?阻值为多大?答案:(1)10V;(2)50Ω。

3.如图24所示的电路中,电源电压为6伏,且保持不变。

电阻R1与R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,其阻值变化范围是0~20欧。

(1)当S1闭合,S2断开,滑片P滑到b端时,电压表的示数为2伏,求电流表的示数。

(2)当S1、S2都闭合,滑片P滑到a 端时,电流表的示数为1.2安,求R2的图21阻值。

答案:(1)0.2安。

(2)R 2=10欧。

4、【2009•北京市】图13中,电阻R 1与R 3相等,电阻R 2与R 4相等。

现有一个两端电压为10V 的电源,当把该电源接在A 、B 两个接线端时,电压表的示数为7.5V ,电阻R 1两端的电压为U 1。

当把该电源接在C 、D 两个接线端时,电压表的示数为5V ,电阻R 2两端的电压为U 2。

则下列选项正确是【 】ACDA.U 1:U 2=1:2B.R 1:R 5=1:3C.R 2:R 5=1:2D.R 1:R 2=1:35、某同学在没有电流表的情况下,利用电压表和已知阻值的定值电阻R 0,测量未知电阻Rx 阻值,图14中可实现测量R 阻值的正确电路图是【 】ACDAB C D6、【2009•茂名市】现有两个阻值不等的未知电阻R 1和R 2,为了分辨它们的阻值大小,几个同学分别设计了如图15所示的四种电路,其中可行的是【 】ABC7、【2009•齐齐哈尔市】如图17所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S ,将滑动变阻器的滑片P 向右移动过程中(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是【 】AA.电压表和电流表示数都变小B.电压表和电流表示数的比值变大C.电压表示数变大,灯变暗D.电流表示数变大,灯变亮8、【2009•兰州市】(6分)如图28所示电路,电源电压保持不变。

在甲图中,闭合开关S ,电压表示数为4V ,电流表示数为0.4A ;乙图中,闭合开关S ,电压表示数为6V 。

求: 图图图图(1)R 1 、R 2的阻值;(2)乙图中电流表示数。

21112212410(20.464225(20.46(2)0.6A 106 1.2A 50.6 1.2 1.8(2V AU U U V V VV AU V I R U V I R I I I A A A ==Ω------=-=-===Ω---------===Ω===Ω=+=+=-------1122U (1)在甲图中R =分)I U R =分)I 在乙图中分)(其它解法求出R 1 给2分,求出R 2给2分,求出乙图中电流表示数给2分。

)9、【2009•长沙市】某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计,图29是其原理图.放在水平地面上的物体A 通过硬质弹簧与拉环相连。

弹簧上端和金属滑片P 固定在一起(弹簧的电阻不计,P 与R 2接触良好且不计摩擦).已知物体A 的质量为100kg ,定值电阻R 1 = 6 Ω,R 2 是一根长为6cm 的均匀电阻线(阻值与其长度成正比),其最大阻值为24Ω,电源电压为6V ,电流表的量程为0~06A .当不拉拉环是时,金属滑片P 刚好处于a 端.已知该弹簧伸长的长度△l 与所受竖直向上的拉力F 间的关系如图30所示,问:(1)要把电流表的表盘改为拉力计的表盘,则拉力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处?(2)闭合开关,当电流表示数为0.6A 时,R 2接入电路中的电阻为多少?(3)在保证电路安全的条件下,物块A 对地面的压力范围是多少?(取g =10N/kg )(1)当不拉拉环时,R 2 = 24Ω,由欧姆定律知,电路中电流I = Ω+Ω=+=246V 621R R U R U = 0.2A 故拉力计的零刻度应标在电流表表盘上示数为0.2A 处.(2)闭合开关,拉动拉环,当电流表示数为0.6A 时,由欧姆定律得 总电阻R '= 0.6AV 6=I U = 10 Ω R 2接入电路的电阻R 2'= R '―R 1 = 10Ω―6Ω = 4Ω(3)由题意要保证电路的安全,则电路中最大电流不能超过0.6A ,当电流为图图300.6A 时,拉环上拉力最大.由第(2)问知R 2'= 4Ω,又R 2的阻值与长成正比,故此时连入电路中的电阻线长度为l = 1 cm ,则弹簧伸长的长度△l = l 0―l = 6cm―1cm = 5cm 据乙图知,此时拉环拉力最大为F max =750N如图所示,A 受重力G 、支持力F N 和拉环拉力F 拉平衡,由平衡知识得F 拉+F N =G ,当F 拉= F max 时,地面对A 的支持力F N 最小,其值为 F N = G―F max = 1000N―750N = 250N当F 拉= 0 时,地面对A 的支持力F N 最大,其值为F N '= G = 1000N 由作用力与反作用力大小相等可得物体A 对地面的压力F 压=F N 故A 对地面的压力F 压的范围为250N~1000N .11、【2009•上海市】在图20所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器R 2上标有“100Ω 1A”字样。

闭合电键S 后,电流表A 的示数为0.5安,电压表V l 的示数为10伏,电压表V 2的示数为6伏。

求:①定值电阻R 1的阻值。

②此时滑动变阻器R 2消耗的电功率P 2。

③请用定值电阻来替换电阻R 1,并选择合适的电表量程。

要求:在不更换电表量程的情况下,移动变阻器的滑片P ,使所有电表的示数都能达到各自的最大值,且电路能正常工作。

第一,符合上述条件的所有可能的定值电阻阻值:____________。

第二,满足上述要求时,电流表示数的最小值。

(写明必要理由)① R 1=U 1/I 1=10伏/0.5安=20欧② P 2=U 2I 2=6伏×0.5安=3瓦③ 5欧;25欧。

(1)定值电阻为5欧时,电流表、电压表V 1,V 2的量程分别为0.6安、3伏、15伏。

当电压表V 2示数最大时,电流表的示数最小,此时有:安欧伏2.05)1516(1=-=I (2)定值电阻为25欧时,电流表、电压表V 1的量程分别为0.6安、15伏。

电压表V 2示数的最大值为:伏伏欧)欧(伏158.1210025100162<=⨯+=U 所以,电压表V 2的量程只能选3伏。

图当电压表V 2的示数最大时,电流表的示数最小,此时有:安欧伏52.025)316(2=-=I 12、【2009•重庆市】 爱思考的林刚利用图21所示的电路进行实验,当闭合开关S 后,发现标有“6V 3W”的灯L 1和标有“12V 3W”的灯L 2亮度并不相同。

已知电源电压为6V ,不考虑灯丝电阻值随温度的变化。

求:(1)通过灯泡L 1的电流为多大?(2)灯光L 2每分钟消耗多少电能?(3)灯泡L 2的实际功率是多大?电路中灯L 1和L 2哪个更亮?解:(1)、灯L1的额定电压U 1=6V ,额定功率P 1=3 W ,电源电压为6V ∴灯L 1正常发光,通过灯泡的电流A V W U P I 5.063111===: (2分) (2)灯L1正常发光时,每分钟消耗电能:W 1=U 1I 1t =6V×0.5A×60s=180J(3)灯I 2的额定电流A V W U P I 25.0123222===灯L2的电阻Ω===4825.012222AV I U R 通过灯L2的实际电流A V R U I 125.0486212'=Ω==灯L2的实际功率P 2`=U 1I 2`=0.75W∵灯L2的实际功率小于灯L1的功率∴ 灯Ll 较亮 (3分)13、如图24甲所示,当开关S 接a 时,移动滑动变阻器的滑片P ,根据测出的电流、电压值,画出了定值电阻R 0的U —I 图像;当开关S 接b 时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L 的U —I 图像,如图24乙所示。

(1)求定值电阻R 0的阻值;(2)将R 0与灯L 串联接在6V 的电源两端时,求灯丝的实际电阻值; 0.4 R L R 00.2 0.6 0.82 4 6 8 U /V I /A0 甲 L R 0 S P 图(3)将R 0与灯L 并联接入电路并调节电源电压,当 R 0消耗的电功率为4.9W 时,灯L 恰好正常发光,求灯L 的额定电功率。

解:⑴由图像可知:当U 0 =2V 时, I 0=0.2A(利用其它数据也可) ∴000I U R ==A V 2.02=10Ω (2分) (2)分析图像可知:此时U L =2V I L =0.4A∴L L L I U R ==AV 4.02=5Ω (2分) (3)∵R UP 2= ∴U 0′=PR =Ω⨯109.4W =7V∵R 0与R L 并联 且灯正常发光 ∴U L 额=U 0′=7V由图像可知此时:I L 额=0.75A 故:P L 额= U L 额I L 额=7V×0.75A=5.25W (2分) 14图26是某品牌家用电饭锅的工作原理图,已知R 2 的阻值为44Ω;单独闭合开关S 1时,电饭锅处于保温状态,此时的保温功率为40W 。

求:(1)R 1阻值是多少?(2)同时闭合开关S 1、S 2,电饭锅工作1min 消耗多少电能?解:(1)R 1的电阻值:R 1=U 2P 保温=(220V)240W =1210Ω……2分 (2) 同时闭合开关S 1、S 2时,两电阻并联,工作1minR 1消耗的电能:W 1=P 保温t =40W×60s =2.4×103J ………1分R 2消耗的电能:W 2=U 2R 2t =(220V)244Ω ×60s =6.6×104J ………1分 电路消耗电能:W =W 1+W 2=2.4×103J +6.6×104J =6.84×104J ……1分 图24 图26。

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