电学计算题集锦3.如图23甲所示电路,滑动变阻器的最大阻值为Ω=401R ,电源电压及灯L 的电阻保持不变。
当1S 、2S 均闭合且滑片滑到b 端时,电流表1A 、2A 的示数分别为如图23乙、丙所示;当1S 、2S 均断开且滑片P 置于变阻器的中点时,电流表1A 的示数为0.4A ,求:(1)电源的电压; (2)2R 的电阻; (3)灯L 的电阻;(4)整个电路消耗的最小电功率;(提示:电路的总电阻最大时 消耗的电功率最小)。
4.如图同学们常见的家用饮水机,它的铭牌上标有:额定电压220V ,频率50Hz ,加热功率350W 。
将它接在220V的电压下, (1) 当它处于保温状态时,饮水机中的电流为0.1A ,这时饮水机消耗的电功率是多大?(2)当它处于加热状态时,如果消耗的电能全部用来加热水,它能使热水罐中0.5kg ,20℃的水的温度升高到90℃要多少时间? (3) 它的工作原理比较简单:整个电路由一个电热元件R 1、一个限流电阻R 2和一个温控开关S 组成(如图13)。
当S 接a 时,电热元件R 1被接入电路中,饮水机开始将水加热;当水温达到一定温度时,温控开关自动切换到b 处,饮水机处于保温状态。
请你按上述原理完成图13中的电路图。
5.如图是一条电热毯电路的示意图,R 0是发热电阻丝,R 是串联在电路中的电阻,S 是控温开关。
电热毯标牌上标有“220V 40W ”字样。
问(不考虑温度对电阻值的影响): ⑴、要使电热毯处于低温挡时,开关S 应处于什么状态? ⑵、发热电阻丝R 0的阻值是多大?⑶、当电热毯处于低温挡时,电路中的电流为0.1A ,则在10s 电阻丝R 0产生的热量是多少?7.如图10所示电路中,小灯泡L 标有“6V 6W ”字样,R 2=3Ω,当S 1、S 2都闭合时,电流表示数为1.2A ,这时小灯泡L 正常发光,求: (1)电源电压U (2)电阻R 1的阻值(3)当S 1、S 2都断开时,小灯泡L 消耗的功率 10.如图所示的电路中,电源电压恒定为4.5V 。
开关S 闭合后,电流表的示数为0.5A ,电压表V l 的示数为3V 。
当把滑动变阻器的滑片P 移到最右端时,电流表的示数为0.3A 。
求:① 电压表V 2 的示数; ② 电阻R 1的阻值;③ 滑动变阻器的最大电阻;④ 滑片移到最右端时,V l 的示数及此时电路消耗的总功率。
16.如图是一种测量小汽车油箱油量装置的原理图.压力传感器R 的电阻会随所受压力大小发生变化,油量表(由RR 0S220V电流表改装而成)指针能指示出油箱里的油的多少.已知:压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …电阻R/Ω500 380 310 245 200 170 150 …若压力传感器R的上表面面积为5cm,汽油热值为4.6× 10J/㎏,汽油密度为0.7×103㎏/m3,电源电压为6V.请回答:(1)当油与箱总重为600N时,压力传感器R受到的压强是多大?(2)若油箱油为10㎏时,汽油完全燃烧能放出的热量是多少?(3)如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时,电路中电流是多少?19.如图所示电路,灯泡L上标有“4V 2W”字样,R0=5Ω,R是最大阻值为20Ω的滑动变阻器,其滑片P起初处于中点,电流表的量程是0~0.6A,电压表的量程是0~3V。
则:(1)只闭合S1,灯泡L恰好正常发光,求电源电压;(2)只闭合S2,当变阻器接入电路中的电阻为其最大阻值的一半时,求电路消耗的总功率;(3)只闭合S2,求滑动变阻器允许接入电路的阻值围。
20.在物理实验课上,小强用一根阻值为20Ω的电炉丝做成电热器,接上10V电源能正常工作;小强用这个电热器与一个小灯泡串联接人该电源时,电热器消耗的功率是其额定功率的0.64倍。
求:(1)电热器正常工作的电流和额定功率;(2)小灯泡的电阻值。
22.如图13所示,电源电压12V保持不变,小灯泡L的规格为”6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0-3A.(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min电流通过R1所产生的热量是多少?(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2的电功率的变化围是多少?28.如图10所示,电流电压不变,灯L上标有"10V 2W"字样, S闭合时灯恰能正常发光,电压表示数为2V. S断开时,灯L的实际功率为额定功率的1/4.(灯丝电阻不变)求:(1)电源电压U; (2) 求S断开时,电路消耗的总功率?29.如图23所示电路中,R1=10Ω. 当开关S闭合时,电流表示数为0.2A,电压表示数为4V. 求:(1)电源电压;(2)R2的阻值.R1R2S图2333.可最近注意到家中的灯泡比平常亮,他猜测可能是电压超过了220V。
为了证实猜想,他做了如下的实验,关闭家中其它电器,只开一只“220V100W”的电灯,观察家中标有“3000R/KW·h”的电能表在20min转了121转。
求:⑴这只电灯的电阻多大?⑵在20min这只电灯消耗的电能是多少?⑶可家此时的实际电压多少?⑷为了使这只灯正常发光,应串联一个多大的电阻?(5分)34.如图所示,电源电压恒为6V,R1、R2是定值电阻,滑动变阻器最大值为R,当断开S2、S3、闭合S1时,移动滑片P,电路消耗功率的最大值和最小值之比为4:1;当断开S1和S3、闭合S2时,滑片P在a点(此时滑动变阻器连入电路中的电阻为1/4R)和在最右端电流表的示数之2:1当S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.25A.求:①R1和R的比值; ②R2和R的比值; ③R1、R2、R3的值。
图1535.如图所示的电路中,电源电压保护不变,没有变阻器的最大阴值是40Ω。
闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P置于端时,电流表的示数为0.3A,电压表的示数为6V。
求(1)电阻R1的阻值是多少?(2)当滑动变阻器的滑片置于a端时,电流表和电压表的示数分别是多少?(3)滑动变阻器的滑片在a、b两端点处时,R1消耗的功率之比。
38.如图14所示,电源电压恒定不变,当S断开时,电压表示数为10V。
当开关S闭合后,电压表的示数为6V,电流表的示数为0.4A,求:(1)两灯泡的电压U1和U2分别是多少?(2)两灯泡的总功率?39.(8分)某工厂设计了两种淋浴器。
一种是淋浴时电流直接对流动的水加热;另一种则是备有水箱,待箱中的水加热至合适的温度后再供淋浴。
按一般淋浴要求:淋浴器用水的流量约为10L/min,合适的水温约50℃,用水时间约为5 min,加热前的水温按20℃考虑。
一般家庭供电电路允许的最大电流为20A。
请根据以上情况和要求完成:(1)按淋浴器用水的流量为10L/min,每分钟用水多少kg?(2)电加热的效率为70%,他一次淋浴约消耗多少电能?(3)通过具体的计算,结合数据分析论证哪一种淋浴器不适合一般家庭选用?41.(5分)如图18所示,电源电压保持不变。
滑动变阻器R0的滑片位于右端,当开关S1闭合、S2断开时,电流表的示数为I,电阻R1消耗的电功率P1=2W;当开关S1断开、S2闭合时,电流表的示数为I ',电阻R2消耗的功率为P2=2W。
若I∶I '=2∶1。
求:⑴R0和R2的比值;⑵开关S1断开、S2闭合,滑片位R0中点时,电路消耗的总功率。
42.(9分)2005年省节能宣传周的主题是:科学用电,共建节能型社会。
提倡居民夏季期间空调温度设定在26℃~28℃。
为响应倡导,小明将家中的一台额定电压为220V,制冷额定功率为1000W的空调,温度设定从原来24℃改为28℃,仅此一项措施,家中的电能表平均每天少走2.5kW·h。
求:(1)这台空调正常制冷时,工作电流是多少?(计算结果保留一位小数)(1)这台空调一个月(按30天计算)可节约电能多少kW·h?(3)若某边远山区的“希望小学”,每间教室仅有两盏“220V 40W”电灯,那么小明家中的这台空调一个月所节约的电能,可供这两盏电灯正常发光多少小时?45.(6分)如图17所示电路中,电源电压U恒定,L是标有"6V 3.6W"的小灯泡,电阻R1=R2=10Ω当S1、S2都闭合时,小灯泡正常发光.求:(1)当S1、S2都断开时,电压表的示数是多大?灯泡的实际功率是多大?(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数是多大?电路中的总电功率多大?46.(6分)如图18所示,当开关S闭合后,滑动变阻器滑片P在B端时,电压表示数为9V,电流表示数为0.15 A;滑片P在中点C时电压表的示数为6V.求:(1)滑动变阻器R1的最大阻值;(2)电源电压和R2的阻值.47.(8分)如图15所示,电源电压12V且保持不变,小灯泡标有"6V 3W"字样。
(1)只闭合开关S时,小灯泡恰好正常发光,求电流表的示数和R,的阻值;(2)当开关S、S2、S3都闭合时,电流表示数是3A;求R2的阻值;(3)求通电10min,电流对R3所做的功。
50.如图14所示,L是“12V 6W”的小灯泡,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器(阻值0 — 24Ω),设电源电压和灯泡电阻不变.(1)求小灯泡的电阻值.(2)闭合开关S、S1.滑片P在a端时,小灯泡恰能正常发光,电流表示数为0.9A,求R1的阻值.若滑动变阻器的滑片向右移至某处时,电流表示数为0.8A,求此时电路消耗的总功率.(3)闭合开关S ,断开开关S 1,求在滑片P 移动过程中,灯泡消耗的最小功率.51.在如图所示的电路中,电源电压U=12V,且保持不变,灯L 上标有”10V 5W ”字样,R 1=10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,不考虑灯丝电阻随温度的变化。
(1)开关S 闭合,S 1断开,移动滑动变阻器滑片P ,使电压表示数为10V 时,滑动变阻器接入电路的电阻是多少?(2)开关S 、S 1都闭合,将滑动变阻器滑片P 移至最左端时,若灯L 仍然能发光,电流表的示数是多大?此时灯L 是正常发光吗?57.如图13所示电路,已知电源电压为6V ,R 1的阻值为2Ω,R 2的阻值为3Ω,R 3的阻值为6Ω。
求(1)S 1、S 2都闭合时电流表的示数;(2)S 1、S 2都断开时电路的总功率。
3.解:(1)A A A I I I R 3.06.09.0211=-=-=V A R I U R 12403.011=Ω⨯==(2)Ω===206.01222AVI U R(3)V A R I U R 840214.021'1'11=Ω⨯⨯=⋅= V V V U U U R L 4812''=-=-=Ω===104.0411'A V I U R L L(4)∵当电路中电阻最大时,消耗的电功率最小∴当1S 、2S 断开,滑片P 滑到b 端时电路中电阻最大,最大值为: Ω=Ω+Ω=+=5010401L R R R 总最小功率值为:W V R U P 28850)12(22=Ω==总.4.(1)=p UI=220W A 221.0=⨯ (3分)(2)设需要的时间为t ,因Q=pt W W Q t cm ==∆,, (1分)t cm pt ∆= (1分)m in 7420350705.0)/(102.43==︒⨯⨯︒⋅⨯=∆=s WCkg C kg J P t cm t (2分)(3)(3分)评分标准:本题10分。