1.如图16所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为18Ω,小灯泡上标有“6V 3W”字样。
求:(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少?(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?(3)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S2,此时电流表示数变化了1A,求R0的阻值是多少?(4)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,使整个电路消耗的总功率为最小,这个最小值是多少?2. 将灯L接到电压为U的电路上时,灯的电功率为25瓦,若将灯L与一个电阻R串联后仍接在原电路上时,灯L消耗的电功率为16瓦,设灯丝电阻不变,则此电阻消耗的电功率是()A. 2瓦B. 4瓦C. 8瓦D. 9瓦3. 如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S1,断开开关S2和S3时,电灯R1正常发光,电压表示数为6V;当合上开关S1,S2,断开S3时,电流表示数为1A;当合上S3,断开S1、S2时,灯R1的实际功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为0.6W,求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。
4. 如图所示,电源两端电压U保持不变。
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为R A时,电压表的示数为U1,电流表的示数为I1,电阻R1的电功率为P1,电阻R A的电功率为P A;当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为R B时,电压表的示数U2为2V,电流表的示数为I2,电阻R B的电功率为P B;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于最右端时,电阻R2的电功率为8W。
已知:R1:R2=2:1,P1:P B=1:10,U1:U2=3:2。
求:(1)电源两端的电压U;(2)电阻R2的阻值;(3)电阻R A的电功率P A。
5. 小明家的电热饮水机,有加热和保温两种工作状态,饮水机热水箱内水温达到92℃时开关S1自动断开,处于保温状态;当水温降至一定温度t时,S1又闭合重新加热.饮水机的铭牌数据与电路原理图如下:(1)求电阻R1的阻值;(2)求正常加热时通过饮水机的电流;(3)在无人取水情况下,饮水机重新加热一次的时间为5min.加热一次消耗的电能是多少?重新加热前的水温t是多少?(不计能量损失,c水=4.2×103J/(kg•℃))6. 小华设计了一个三个档位的电火锅,其内部电路如图20所示,R1R2为电热丝,R3为电位器(图中用变阻器表示),通过控制开关S1S2S3的通断可使电火锅在三个不同的档位工作,其中档位I、II功率较小,功率大小可通过电位器调节;档位III功率为最大值且不可调节。
(1)说明此电路处于最大电功率档时,需要闭合的开关。
(2)为使此电火锅能在电压不足的山区使用,小华按以下要求进行设计:当电压200V,最大功率1000W;只闭合开关S1时电路处于档位I,功率可从100W调节到400W,请按上述要求计算出满足要求的电热丝R1的阻值和电位器的最大电阻值R3。
(3)只闭合开关S2时,电路处于档位II,请计算处于这个档位时流过电阻丝R2的电流的变化范围。
7. 在用电流表、电压表测小灯泡额定功率的实验中,已知小灯泡标有“3.8V”字样。
小刘同学正确连接好实验电路,如图所示。
(1)请你根据小刘同学的实验电路图画出相应的电路图。
(2)实验过程中,小刘同学闭合开关,发现灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数且接近电源电压,请分析电路出现故障的原因之一:__________。
(3)排除故障后,小刘同学调节滑动变阻器滑片,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为_____W。
(4)假若电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电压电压为6V且稳定不变,仍利用现有器材完成实验,你认为应如何操作?_______。
8.湖北省荆门市2007年中考物理试题小强做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线。
图9是小强没有连接完的实物电路。
(1)请你用笔画线代替导线,帮小强将实物电路连接完整;(2)小强连好电路闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是(写出一种即可);(3)小强排除故障后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向端滑动(选填“左”或“右”);(4)小强通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图10所示的U-I图像。
根据U-I图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是___ W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是_______Ω。
9. 要测量一个额定电压是3.8V的小灯泡的额定功率,估计小灯泡工作时的电阻约为10Ω。
现有电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为“10Ω1A”、“50Ω0.5A”和“1kΩ0.1A”的滑动变阻器,导线若干,电源(8V左右)一个。
(1)小星设计了图甲所示的电路图,通过分析你认为小星应选用规格为_________________________的滑动变阻器。
(2)请你根据电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的器材连成实验电路(要求减小误差,导线不要交叉)。
(3)小星正确选择了滑动变阻器,按图连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零)。
具体原因是_______________________________。
(4)小星排除故障后,继续实验.当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为________A,该灯泡的额定功率是________W。
10. 小红和小明分别用下图所示的装置,探究电流一定时,电流产生的热量与电阻的关系。
他们分别将两段阻值不同的电阻丝()密封在完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与气球相连。
(设他们所用的各种同类器材性能相同)(1)在这个实验中电流产生热量的多少是通过什么现象体现出来的?________________________________。
(2)他们同时开始进行实验,在a、b、c、d四个气球中,鼓起来最快的是。
(3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的,是哪一个,为什么?________________________________。
答案:1. 1)R灯=U额2/P额=(6V)2/3W=12ΩI额=P额/U额=3W/6V=0.5A(2)当S闭合,S1、S2都断开时,灯L和滑动变阻器串联U滑=U-U额=12V-6V=6V R滑=U滑/I额=6V/0.5A=12Ω(3)闭合S、S1、S2时,R0与滑动变阻器并联I=I额+1A=0.5A+1A=1.5A I滑=U/R滑=12V/12Ω=1AR0=U/(I-I滑)=12V/(1.5A-1A)=24Ω(4)闭合S、S1、S2,滑动变阻器的滑片调到b端时,整个电路消耗的功率最小I最小=I0+I R=12V/24Ω+12V/18Ω=7/6A P最小=UI最小=12V×7/6A=14W2. 此题目为两种电路状态,即灯L直接接在电源两端,P L=25W,此状态可列出方程P L=U 2/R L=25W,当灯L与电阻R串联后接到原电路中,灯L两端电压为U2,此状态可列出方程,将此二方程求比:,则U/U L=5/4,U L/U R=4/1,根据分压公式:U L/U R=R L/R=4/1,在串联电路中,P L/P R=R L/R=4/1,则P R=4W。
正确答案为B。
3. 解析:由于电路变化大,所以在求解过程中,首先作出等效电路图,再根据电路特点,联系各量列方程求解。
答案:(1)当S1闭合,S2,S3断开时,等效电路如图7所示,电压表示数为6V,恰好是电源电压,同时灯泡正常发光,此时灯泡功率为额定功率,①图7(2)当S1,S2合上,S3断开时,等效电路如图8所示,此时灯泡正常发光。
因为故,即图8(3)当S3闭合,S1,S2断开时,等效电路如图9所示,由于灯L及R2,R3串联,根据题目所给条件,联系串联电路的分压特点。
图9因为,即所以,而此时又因为,即③即④将③式代入④式得:,代入②式得:解得或(舍去),故因为,故由图可知,,解得易错分析:求解电学综合题的思路很多,本题用常规按电路变化的顺序,列方程求解的方法,解本题的关键是按题目要求画出各种情况下对应的等效电路图,然后各个电路分步求解,思路明晰、清楚。
4. 解:当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器接入电路中的电阻为R A时,等效电路如图3甲所示;当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器接入电路中的电阻为R B时,等效电路如图3乙所示;当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P位于最右端时,等效电路如图3丙所示。
(1)已知:U1∶U2=3∶2 R1∶R2=2∶1由图3甲、乙得:U1=I1(R1 + R2 ) U2=I2 R2解得:=已知:P1∶P B=1∶10由图3甲、乙得:P1 = I12R1P B = I22R B解得:R1 =R B由电源两端电压U不变I1(R1+R2+R A) = I2(R2+R B)解得:R A =9R2由图3乙得:=U2=2V解得:U=12V(2)由图3丙得:=解得:U2¢= 4VP2=8W R2 === 2W(3)由U1∶U2=3∶2 解得:U1=3V U A=U-U1=9VR A=9R2=18WP A==4.5W5. 分析:(1)已知额定电压和保温时的功率,根据公式可求保温时的电阻.(2)已知加热时的功率和额定电压,根据公式可求通电电流.(3)已知加热时的功率和加热时间,根据做功公式W=Pt可求加热一次消耗的电能,消耗的电能就等于水吸收的热量,根据热量公式W=cm(t0﹣t),可求水的初温.解答:解:(1)R1==Ω.答:电阻R1的阻值为1210Ω.(2).答:正常加热时通过饮水机的电流为2A.(3)W=P额t=440W×5×60s=1.32×105J,因为W=cm(t0﹣t),所以1.32×105J=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(92℃﹣t),t≈76.3℃.答:加热一次消耗的电能是1.32×105J ,重新加热前的水温t 是76.3℃.点评:本题考查电阻的计算,电流的计算以及电功和热量的计算.∴并联电路的电阻:R=R 1+R 2,(错)∴实际总电功率: P 总==P 额,6. 解:等效电路图正确。
……………………(1)此电路处于最大电功率档时,应闭合的开关是S 1,S 2,S 3 ……………………(2)当只闭合S 1 ,电路状态如答图5所示,且R 3处于阻值为零处时,档位I 功率为最大值: 解得: ……………………当只闭合S 1 ,且R 3处于阻值最大处时,档位I 功率为最小值: 解得: ……………………(3) 当S 1,S 2,S 3都闭合时,电路如答图4所示,电路的功率为最大值:;将代入,得66.67 ………………当只闭合S 2时,电路如答图6所示: ……………………电流的变化范围约为0.5—3A。