一、计算题1、如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样。
(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,求电流表的示数I1。
(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=5I1,求R2的阻值。
(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
2、如图所示的电路,电源电压6V且保持不变,灯L1的电阻为15Ω.(1)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1A,求灯L2的电阻;(2)开关S1、S2都断开时,电流表的示数为0.3A,求灯L3的电阻.3、为了防止酒驾事故的出现,酒精测试仪已被广泛应用.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示.电源电压恒为8V,传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω.使用前要通过调零旋扭(即滑动变阻器R1的滑片)对酒精测试仪进行调零,此时电压表的示数为6V.(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为多少?(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为多少?(3)调零后,R1的电阻保持不变.某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s,若电流表的示数达到0.2A,表明驾驶员酒驾,此时电压表的示数为多少?4、如图所示的电路中,电源电压为6V,且保持不变,电阻R1、R2、R3的阻值分别为8Ω、4Ω、12Ω.求:(1)如果开关S1、S2都断时,电流表电压表的示数?(2)如果开关S1、S2都闭时,电流表的示数是多大?5、如图,已知电源电压为24V,R2上标有“100Ω 3A”的字样,灯泡上标有“12V 3W”的字样,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A的量程为0~3A.(1)求灯泡正常工作时的电阻;(2)当闭合S,断开S1,S2时,灯泡正常工作,求R1的电阻;(3)当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器,求R2的电功率变化范围.6、研究表明:大多数电阻的阻值随温度的升高而增大,但热敏电阻的阻随温度的升高而减小,根据电阻的这一特性人们制作出了电子温度计,如图甲是某测温电路。
己知电源电压为6V且但持不变,R0为定值电阻,R1为热敏电阻,其阻值随温度变化的规律如图乙所示。
(1)当环境温度是40℃时。
电流表示数为0.2A,求此时R1消耗的电功率;(2)R0的电阻值(3)电流表量程为0﹣0.3A,该温度计能测量的最高温度是多少?7、如图甲是定值电阻R0和有“6V 6W”灯泡L的信息图象。
将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L的实际功率为lW.求:(1)R0的阻值;(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量;(3)电源电压;(4)电路消耗的最大电功率。
8、小黄家中新购置了一台挂式电热水器,他查看了电热水器说明书后,将电热水器内部电路结构简化成如图所示电路图,该热水器设有高,中,低三档,电热丝R1=50Ω,电热丝R2=220Ω,电热转化效率为84%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:(1)高温档的加热功率(2)用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间9、(2018•达州)如图所示的电路中,小灯泡上标有“6V 3.6W”字样,滑动变阻器R1的最大电阻为40Ω.当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在中点时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,滑片滑到A端时,A1、A2的示数之比是3:1(灯的电阻保持不变)。
求:(1)电源电压(2)当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,小灯泡两端的实际电压。
(3)小灯泡消耗的最小电功率(不能为0)参考答案一、计算题1、(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2,电路为简单电路,R1=50Ω(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=5I1,R1和R2并联I=5I1=5×0.12A=0.6AI2=I-I1=0.6A-0.12A=0.48A(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,R1和R2并联,电流表示数为0.68A,I1′=I′-I2′=0.68A-0.48A=0.2A2、解:(1)由电路图可知,开关S1、S2都闭合时,灯L1与L2并联接在电源两端,电流表测干路电流,根据欧姆定律可得,通过L1的电流:I1===0.4A,通过L2的电流:I2=I﹣I1=1A﹣0.4A=0.6A,灯L2的电阻:R2===10Ω;(2)由电路图可知,开关S1、S2都断开时,灯L1、L3串联,∵I=,∴电路总电阻:R===20Ω,灯L3的电阻:R3=R﹣R1=20Ω﹣15Ω=5Ω;答:(1)灯L2的电阻为10Ω;(2)灯L3的电阻为5Ω.3、解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当酒精气体的浓度为0时,R2的电阻为60Ω,此时电压表的示数为6V,∵串联电路中各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:I===0.1A;(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴此时R1两端的电压:U1=U﹣U2=8V﹣6V=2V,∴R1===20Ω;(3)调零后,R1的电阻保持不变,此时变阻器两端的电压:U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V,∴电压表的示数:U2′=U﹣U1′=8V﹣4V=4V.答:(1)电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.1A;(2)电压表的示数为6V时,滑动变阻器R1的电阻值为20Ω;(3)调零后,电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V.4、解:(1)如果开关S1、S2都断时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中电流表的示数:I===0.5A,电压表的示数:U2=IR2=0.5A×4Ω=2V;(2)如果开关S1、S2都闭时,R1、R3并联,电流表测干路电流,因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,电路中的总电阻:R===4.8Ω,干路电流表的示数:I′===1.25A.答:(1)如果开关S1、S2都断时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数为2V;(2)如果开关S1、S2都闭时,电流表的示数是1.25A.5、解:(1)R L=(2分)(2)闭合S,断开S1、S2时,R1与L串联,灯L发光正常,U1=U电-U L=24v-12v=12v I L额= I=I L额R1=(3分)(3)当S、S1、S2都闭合时,R1、R2并联,U1=U2=U电=24V I1=I干max=3A I2max=I干max-I1=3A-0.5A=2.5A P2max=UI2max=24V×2.5A=60WR2max=100ΩP2min=R2的电功率范围为5.76W~60W (3分)(其他正确解法参照此标准给分)6、解:(1)由图甲可知,R0与R1串联,电流表测电路中电流,由图乙可知,当环境温度是40℃时R1连入电路的阻值为25Ω,由串联电路特点可知,I=I1=I0=0.2A,所以此时R1消耗的电功率:P1=I12R1=(0.2A)2×25Ω=1W;(2)由欧姆定律可得,当环境温度是40℃时电路的总电阻:R===30Ω,所以R0的电阻值:R0=R﹣R1=30Ω﹣25Ω=5Ω;(3)由题知,热敏电阻的阻随温度的升高而减小,所以电流表示数达到最大值时所测温度最高,电流表量程为0﹣0.3A,由欧姆定律可得,当电流表示数最大为0.3A时,电路的总电阻最小:R最小===20Ω,热敏电阻能连入电路的最小值:R1最小=R最小﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,由图乙知该温度计能测量的最高温度为90℃。
答:(1)当环境温度是40℃时,R1消耗的电功率为1W;(2)R0的电阻值为5Ω;(3)温度计能测量的最高温度是90℃。
【点评】本题考查了串联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,关键是能从图象中找到有用信息。
7、解:(1)由图甲,根据欧姆定律,R0的电阻:R0===10Ω;(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量:Q=Pt=6W×100s=600J;(3)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,灯泡L的实际功率为lW,由图甲可得,U L=2V,I L=0.5A,由I=可得滑动变阻器两端的电压:U R=IR=I L R=0.5A×8Ω=4V,电源电压等于灯泡L的电压与R两端的电压之和,U=U L+U R=2V+4V=6V;(4)根据P=可知电路中电阻最小时,电功率最大,电路中电阻时,滑动变阻器的滑片在最左端,R=0Ω,灯泡L与R0并联,电路消耗的最大电功率:P=P L+P0=P L+=6W+=9.6W。
答:(1)R0的阻值是10Ω;(2)灯泡正常发光100s,电流通过灯泡产生的热量是600J;(3)电源电压是6V;(4)电路消耗的最大电功率是9.6W8、解:(1)由电路图可知,当三个开关都闭合时,R1与R2并联,电路的总电阻最小,电源电压一定,由P=可知,此时电路的总功率最大,热水器处于高档,所以高温档的加热功率:P高温=P1+P2=+=+=968W+220W=1188W;(2)将22kg水从20℃加热到60℃吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×22kg×(60℃﹣20℃)=3.696×106J,由电路图可知,闭合S、S2时,只有R2连入电路中,电路中电阻最大,功率最小,热水器处于低温档,P高温=P2===220W,由题知,电热转化效率为84%,所以:Q=84%W=84%P低温t,所以加热时间:t===2×104s。
答:(1)高温档的加热功率为1188W;(2)用低温档将22kg水从20℃加热到60℃需要的时间为2×104s9、解:(1)小灯泡上标有“6V 3.6W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3.6W,灯的额定电流:I===0.6A,灯正常发光时的电阻:R L===10Ω,当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在中点时,灯与变阻器串联,小灯泡正常发光,故灯的电压为6V,电路中的电流为0.6A,根据欧姆定律和串联电路电压的规律,电源电压:U=U L+U滑=6V+I×0.5R滑=6V+0.6A×20Ω=18V;(2)当只闭合S、S2,滑动变阻器的滑片P在A端时,灯与变阻器的最大电阻串联,根据电阻的串联,R串联=R L+R滑=10Ω+40Ω=50Ω,由欧姆定律,小灯泡两端的实际电压:U实=I实R L==×10Ω=3.6V(3)所有开关都闭合,滑片滑到A端时,R2与变阻器的最大电阻并联,电流表A2测R2的电流,电流表A1测总电流,A1、A2的示数之比是3:1,根据并联电路电流的规律,通过变阻器的电流为R2的2倍,根据分流原理,R2=2×40Ω=80Ω;当灯的电流最小时,根据P=I2R,灯的实际功率最小,由图知,当R2与灯串联,即闭合S3时,电路的总电阻最大,电路的电流最小,I小===0.2A,故小灯泡消耗的最小电功率:P=I小2R L=(0.2A)2×10Ω=0.4W。