2020年广西中考物理复习课件专题十九 电学计算题.pptx

1、1.(2019黑龙江齐齐哈尔,30,9分)如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电路如图乙所示, R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110 ,M是电动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风;当S2接2、3时吹 温风;当S2接3、4时吹热风,此时空调扇的总功率为1 100 W。已知:电源电压为220 V,c冰=2.1103 J/(kg)。求: (1)吹冷风时,在空调扇内加入冰袋会使吹出的风温度变低。若冰袋内冰的质量为1 kg,温度从-16 升高到-6 时,冰从周围吸收的热量是多少? (2)吹冷风时,电动机正常工作1 h消耗的电能为0.11 kWh,此时通过电动机的电流是多少?

2、(3)吹热风时,R2的电阻是多少?,答案 (1)2.1104 J (2)0.5 A (3)88 ,解析 (1)冰吸收的热量 t=-6 -(-16 )=10 Q吸=c冰mt=2.1103 J/(kg )1 kg10 =2.1104 J(2分) (2)方法1: 吹冷风时,电动机的功率P冷= = =0.11 kW=110 W(1分) 通过电动机的电流 I= = =0.5 A(2分) 方法2: 因为W=UIt (1分) 所以I= = =0.5 A(2分),P1= = =440 W(1分) 电阻R2的功率 P2=P总-P冷-P1=1 100 W-110 W-440 W=550 W(1分) R2的阻值 R

3、2= = =88 (2分),(3)吹热风时,R1的功率,2.(2019福建,32,6分)空气质量指数是环境监测的重要指标,下表的空气质量等级是按照空气质量指数A划分 的。某兴趣小组自制的空气质量监测仪,用电压表显示空气质量指数。工作原理电路图如图。已知电源电 压U=18 V,电压表量程为015 V,定值电阻R0的阻值为100 ,气敏电阻阻值R与A的关系为R= 103 。,(1)通过计算,判断电压表示数为10 V时对应的空气质量等级。 (2)更换定值电阻R0可改变监测仪的测量范围,若要使电压表满偏时对应的空气质量指数A=400,则更换后的 定值电阻R0的阻值应为多大?,答案 (1)见解析 (2)

4、75 ,解析 (1)电流I= = =0.1 A 气敏电阻两端的电压UR=U- =18 V-10 V=8 V 根据欧姆定律,气敏电阻阻值R= = =80 由R= 103 ,得 A= =75,所以对应的空气质量等级为良。 (2)当A=400时,由R= 103 ,得气敏电阻阻值R= =15 气敏电阻两端的电压UR=U- =18 V-15 V=3 V 根据欧姆定律,通过的电流I= = =0.2 A 根据欧姆定律,更换的定值电阻R0= = =75 ,3.(2019河北,37,7分)如图甲所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 ,R2=5 ,滑动变阻器R的规格为“30 2.5 A”,电流表A2选用03

5、 A的量程,电压表选用015 V的量程。闭合全部开关,电流表A1的示数为1 A。求: (1)电源电压。 (2)若将表盘如图乙所示的电流表A3接入电路,闭合全部开关,改变滑片位置,A3的指针恰好指在满偏的三分 之二处,变阻器接入电路的可能值。 (3)用一个新的电源替代原来的电源,只闭合S,在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值。,甲 乙,答案 (1)10 V (2)10 5 25 (3)27.5 V,解析 (1)当开关全部闭合时,R1与R并联 则电源电压:U=I1R1=1 A10 =10 V(2分) (2)将A3接入电路,开关全部闭合,分析题意可知,有两种连接方法 A3串联在干路中;A3与R串

6、联 (1分) 当A3串联在干路中时,由于I1=1 A,则A3选用03 A的量程 由题意可知,干路中的电流:I=2 A 通过变阻器的电流:IP1=I-I1=2 A-1 A=1 A 此时变阻器的阻值:RP1= = =10 (1分) 当A3与R串联时,A3可选用03 A和00.6 A的量程 A3选用03 A量程时,IP2=2 A 此时变阻器的阻值:RP2= = =5 A3选用00.6 A量程时,由题意可知,IP3=0.4 A,此时变阻器的阻值:RP3= = =25 (1分) 所以变阻器连入电路中的阻值可能是10 、5 和25 。 (3)只闭合S时,R2与R串联,由题意可知,电路中的电流Imax=2.

7、5 A、R两端的电压URmax=15 V时,新电源电压最大 (1分) 则R2两端的电压U2=ImaxR2=2.5 A5 =12.5 V 新电源电压的最大值:Umax=URmax+U2=15 V+12.5 V=27.5 V (1分),4.(2019河南,21,9分)某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示,电源电压U恒为15 V,定值电阻R0=10 ,R1 为一竖直固定光滑金属棒,总长40 cm,阻值为20 ,其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定, 滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好,滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M通过无伸缩的轻绳挂 在弹簧下端,重80 N,高60 cm,底面积

8、为100 cm2。当水位处于最高位置A时,M刚好浸没在水中,此时滑片P恰 好在R1最上端;当水位降至最低位置B时,M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量L的 关系如图乙所示。闭合开关S,试问:,(1)当水位下降时,金属棒接入电路的长度 ,电压表示数 。(两空均选填“增大”或“减 小”) (2)当水位处于位置A时,电压表的示数为多少? (3)水位由位置A降至B这一过程,弹簧的长度增加了多少?电压表的示数变化了多少?(已知水=1.0103 kg/m3, g取10 N/kg),答案 (1)减小 减小 (2)10 V (3)30 cm 5 V,解析 (1)当水位下降时,M所受浮力减小,对

9、弹簧的拉力增大,滑片下移,金属棒接入电路的长度减小,即接入 电路的电阻减小,根据“串联分压”可知,R1两端电压减小,电压表示数减小 (2)当水位处于A时,设电压表示数为U1 根据串联电路特点 = ,则U1= U= 15 V=10 V (3)当水位处于A时,M所受浮力F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg10010-40.6 m3=60 N M所受拉力FA=G-F浮=80 N-60 N=20 N 当水位处于B时,M所受拉力FB=G=80 N 由此可知拉力的变化量F=FB-FA=60 N (说明:以上解法也可通过对M的受力分析,直接求出当水位由A降至B时,拉力变化量F=F浮=水gV

10、排=1.0103 kg/m310 N/kg10010-40.6 m3=60 N) 水位由A降至B,由图乙可知,弹簧的长度增加了L=30 cm,当水位处于B时,金属棒接入电路的长度为40 cm- 30 cm=10 cm,设金属棒接入电路的阻值为R1,由题意知: = 得出R1=5 设此时电压表示数为U1 根据串联电路特点, = 则U1= U= 15 V=5 V 水位由A降至B,电压表的示数变化了U=U1-U1=10 V-5 V=5 V,解题思路 根据题中设置的物理情景分析各部分间的相互关系:液面变化浮力变化弹簧形变量变化 金属棒连入电路阻值变化串联电路各部分电压变化电压表示数改变。涉及的物理知识包

11、括阿基米德 原理、弹簧伸长量与所受拉力成正比、欧姆定律和串联电路特点。,易错警示 涉及金属棒的工作过程分析,首先要分清连入电路中的电阻是哪一部分,然后才能根据滑片移 动方向判断连入电路的电阻大小变化情况。,5.(2019江西,21,7分)如图所示,电源电压保持不变,电流表的量程为00.6 A,电压表的量程为015 V,R1=20 ,滑动变阻器R2的规格为“100 1 A”。 (1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,电流表示数为0.4 A,求电源电压; (2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器滑片置于中点位置时,电压表的示数为4 V,求R3的阻值; (3)闭合开关S1、S2和S3,在不

12、损坏电流表、电压表的情况下,求滑动变阻器R2的取值范围。,答案 (1)8 V (2)50 (3)40 100 ,解析 (1)闭合开关S1,断开开关S2、S3,只有R1连入电路,电路中电流I=0.4 A 电源电压为U=IR1=0.4 A20 =8 V (2)闭合开关S3,断开开关S1、S2,滑动变阻器R2与电阻R3串联,电压表并联在R2两端 R2两端电压U2=4 V,R3两端电压U3=U-U2=4 V 因串联电路电流处处相等,R3=R2中= =50 (3)闭合开关S1、S2和S3,电阻R3被短接,电阻R1与R2并联。根据并联电路电压规律,各支路两端电压均等于电 源电压,U15 V,故电压表安全。

13、为保护电流表安全,I最大=0.6 A I1= = =0.4 A I2最大=I最大-I1=0.6 A-0.4 A=0.2 A R2最小= = =40 滑动变阻器R2的阻值取值范围为40100 ,6.(2016广西桂林,27,8分)如图所示的电路,电源电压恒为9 V不变,定值电阻R1的阻值为50 ,求: (1)闭合S1、S2,将变阻器的滑片移至N端,电流表的示数为0.48 A,R2的阻值为多大? (2)闭合开关S1,断开开关S2,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为5 V,电流表的示数为多少?变阻器的功率 为多少?,答案 (1)30 (2)0.08 A 0.4 W,解析 (1)由图知,当闭合S1、S

14、2,将变阻器的滑片移至N端,即变阻器连入阻值为0时,R1与R2并联,电流表测干 路电流,由并联电路特点知:U1=U2=U=9 V, 由欧姆定律可得:I1= = =0.18 A, 所以通过R2的电流I2=I-I1=0.48 A-0.18 A=0.3 A, 所以R2的阻值R2= = =30 ; (2)由图可知,闭合开关S1,断开开关S2,R1与变阻器R串联,电压表测R两端电压,由串联电路特点可得R1两端电 压U1=U-UR=9 V-5 V=4 V, 电流表示数I=IR=I1= = =0.08 A, 由P=UI可得此时变阻器的功率PR=URIR=5 V0.08 A=0.4 W。,方法点拨 (1)闭合

15、S1、S2,将变阻器的滑片移至N端,R1与R2并联,由并联电路特点和欧姆定律计算R2的阻值; (2)闭合开关S1、断开开关S2,R1与变阻器R串联,电压表测R两端电压,由串联电路特点和欧姆定律计算电流 表示数,由P=UI计算变阻器的功率。,7.(2015广西南宁,29,9分)如图甲所示的电路图,电源电压为9 V且保持不变,小灯泡L标有“6 V 6 W”的字 样,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片P从某点A移到另一点B的过程中(图中未标出),电流表与电压表示数的 变化曲线如图乙所示。求: (1)小灯泡正常发光时的电阻; (2)小灯泡正常发光60 s消耗的电能; (3)小灯泡电功率为2.1 W时的电阻

16、; (4)滑片P在A、B位置时,滑动变阻器消耗的电功率之差。,答案 (1)6 (2)360 J (3)4.3 (4)0.5 W,解析 (1)小灯泡正常发光,由公式P=UI得通过小灯泡的电流:I= = =1 A 由I= 得 小灯泡正常发光时的电阻RL= = =6 (2)由P= 得小灯泡正常发光60 s消耗的电能:W=Pt=6 W60 s=360 J (3)当小灯泡的功率:P1=2.1 W时,由图乙可知,小灯泡两端电压U1=3 V,通过小灯泡的电流I1=0.7 A, 此时小灯泡的电阻RL1= = 4.3 (4)由图乙可知,当滑片在A点时,小灯泡两端电压为 2 V,通过小灯泡的电流为0.5 A, 滑

17、动变阻器两端电压UA=9 V-2 V=7 V,通过的电流 IA=0.5 A, 滑动变阻器滑片在A点时的功率: PA=UAIA=7 V0.5 A=3.5 W 当滑片在B点时,小灯泡两端电压为6 V,通过小灯泡的电流为1 A,滑动变阻器两端电压UB=9 V-6 V=3 V,通过的电流 IB=1 A, 滑动变阻器滑片在B点时的功率: PB=UBIB=3 V1 A=3 W 所以,滑片在A、B位置时,滑动变阻器消耗的电功率之差 PA-PB=3.5 W-3 W=0.5 W,8.(2019山东青岛,23,7分)如图甲所示电路,电源电压U保持不变,R1和R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。开关S 闭合、S1断开

18、、S2置于a时,调节滑动变阻器,电压表V1的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的所示; 开关S和S1闭合、S2置于b时,调节滑动变阻器,电压表V2的示数与电流表A的示数关系图线如图乙的 所示。 请画出该题的各个等效电路图。求:,(1)电阻R1的阻值; (2)电源电压U和电阻R2的阻值。,答案 图见解析 (1)10 (2)9 V 20 ,解析 (1)开关S闭合、S1断开、S2置于a时,R1与滑动变阻器R3串联,等效电路图如图a所示,调节滑动变阻器, 电压表V1的示数与电流表A的示数关系图线如题图乙的所示。由图线可知,当电压表示数为1 V时,电流 表示数为0.1 A,由I= 得,R1= = =10

19、 ; 图a (2)当电流为0.3 A时,R1两端的电压为U1=I1R=0.3 A10 =3 V。开关S和S1闭合、S2置于b时,这时R2与滑动 变阻器R3串联,等效电路图如图b所示,V2测R3两端电压,调节滑动变阻器,电压表V2的示数与电流表A的示数,关系图线如题图乙的所示,当电流为0.1 A时,R3两端的电压为7.0 V,则U=7 V+0.1 AR2;当电流为0.3 A 时,R3两端的电压为3.0 V,则U=3 V+0.3 AR2;解式得,U=9 V,R2=20 。 图b,9.(2019山东潍坊,26,9分)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4 V 1.6 W”字样,定值电阻R2=20 ,滑

20、动变阻 器R3允许通过的最大电流为1 A,电流表A1的量程为00.6 A,电流表A2的量程为03 A,电压表的量程为03 V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。只闭合开关S2时,电压表的示数为2 V;将滑动变阻器滑片滑到最 左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5 A。求: (1)电源电压; (2)滑动变阻器R3的最大阻值; (3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围。,答案 (1)6 V (2)30 (3)0.2250.9 W,解析 (1)由P= 得,灯泡电阻R1= = =10 (1分) 只闭合S2,R1与R2串联,电压表测量R1两端电压 此时电路中电流I=I2=

21、I1= = =0.2 A(1分) 电源电压U=IR=I(R1+R2)=0.2 A(10 +20 )=6 V(1分) (2)闭合所有开关,R2与R3并联,电流表A2测量干路电流,此时流经R2的电流 I2= = =0.3 A(1分) 流经R3的电流I3=I-I2=0.5 A-0.3 A=0.2 A 滑动变阻器最大阻值R3= = =30 (1分) (3)只闭合开关S3,R1与R3串联,电压表测量R1两端电压,经分析知,为确保电路元件安全,灯泡两端最大电压U1大=3 V,灯泡R1消耗的最大电功率P1大= = =0.9 W(2分) 当滑动变阻器滑片滑到最大阻值处时,电路中电流最小,灯泡R1消耗的电功率最

22、小,最小电流I1小= = =0.15 A(1分) 灯泡最小电功率P1小=(I1小)2R1=(0.15 A)210 =0.225 W (1分) 综上知,小灯泡R1消耗电功率的变化范围是0.225 W0.9 W,10.(2017广西桂林,27,9分)如图所示电路,电源电压恒为12 V,定值电阻R为12 ,灯泡L标有“12 V 0.5 A” 字样,假设灯丝电阻不随温度的变化而变化,求: (1)灯泡L的额定功率是多少? (2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,电路中的总电流是多少? (3)开关S1、S2、S3分别处于什么状态时,整个电路消耗的总功率最小?此时的总功率为多少?,答案 (1)6 W (2)

23、1.5 A (3)S1、S3断开,S2闭合 4 W,解析 (1)灯泡L标有“12 V 0.5 A”字样,表示灯的额定电压为12 V,额定电流为0.5 A,则灯的额定功率: P=UI=12 V0.5 A=6 W; (2)当断开开关S2、闭合S1和S3时,灯与R并联,因电源电压为12 V,故灯正常发光,通过的电流为0.5 A,根据欧 姆定律通过R的电流: IR= = =1 A, 根据并联电路电流的规律,电路中的总电流是: I=IL+IR=0.5 A+1 A=1.5 A; (3)由欧姆定律I= ,灯的电阻: RL= = =24 , P=UI= ,当电路的总电阻最大时,电路的总功率最小,根据并联的总电

24、阻小于其中任一电阻,串联的总电阻 大于其中任一电阻,故当灯与R串联时,即S1、S3断开,S2闭合,灯与R串联时,串联的总电阻最大,根据串联电路,电阻的规律,此时电路的总电阻: R串联=RL+R=24 +12 =36 , 电路的最小电功率: P最小= = =4 W。,11.(2018广西北部湾经济区,29,9分)如图甲是定值电阻R0和标有“6 V 6 W”灯泡L的信息图像。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8 。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1 W。求: (1)R0的阻值; (2)灯泡正常发光100 s,电流通过灯泡产生的热量;

25、 (3)电源电压; (4)电路消耗的最大电功率。,答案 (1)10 (2)600 J (3)6 V (4)9.6 W,解析 (1)由图甲可知,当U0=2 V,通过电阻R0的电流I0=0.2 A (1分) 由I= 得R0阻值R0= = =10 (用1 V 0.1 A或3 V 0.3 A也可行) (1分) (2)灯泡产生的热量Q=W=Pt (1分) =6 W100 s=600 J(1分) (3)只闭合开关S、S1,滑片P位于最右端时,L与R串联,此时R接入电路的阻值最大。 由图像可知,灯泡L的实际功率为1 W时,UL=2 V,IL=0.5 A (1分) 因串联电路中各处的电流相等(或IL=IR=0

26、.5 A),R两端的电压 UR=IRR=ILR=0.5 A8 =4 V 电源的电压U=UR+UL=4 V+2 V=6 V(1分) (4)根据P=UI= 可知,当总电阻最小时,电路消耗的电功率最大。此时电路闭合开关S、S1、S2,滑片P位于 最左端时,灯泡L与R0并联。 R0两端的电压U0=UL=U=6 V(1分),R0的实际功率P0= = =3.6 W(1分) 此时灯泡正常发光,则PL=P额=6 W 电路消耗的最大电功率P=P0+PL=3.6 W+6 W=9.6 W(1分),12.(2019陕西,34,8分)如图-1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热 敏电阻,

27、阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝,且R1=R2=400 。闭合开关S1、S2,电热器开始加热。 图-1 图-2,(1)控制电路中,电磁铁的上端是 极。 (2)加热时,动触点a与上方静触点b、c接通,工作电路的总功率是多少? (3)电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图-2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为1 N时,动 触点a与下方静触点d接通,进入保温状态,此时热敏电阻Rt的阻值是多少?(电磁铁线圈电阻不计) (4)保温状态下,R1的功率为64 W,则工作电路30 s消耗的电能是多少?,答案 (1)N(或北) (2)242 W (3)30 (4)2 640 J,解析 (

28、1)由安培定则可得电磁铁的上端为N(或北)极 (1分) (2)加热时,R1与R2并联 根据P=UI和I= 得 R1工作时的功率P1= = =121 W(1分),根据R1=R2得,R2的功率等于R1的功率P2=P1=121 W 工作电路的总功率P并=P1+P2=121 W+121 W=242 W(1分) (3)由图-2可知,F=1 N时,控制电路中电流I=0.2 A(1分) 根据I= 得 此时热敏电阻的阻值Rt= = =30 (1分) (4)保温时,R1与R3串联 根据P=UI和I= 得,电路中的电流I串= = =0.4 A(1分) 工作电路消耗的电能W=UI串t=220 V0.4 A30 s=

29、2 640 J (2分),13.(2019浙江温州,34,10分)温州地区常受台风侵袭。为测量风速,小明设计了一台简易风速仪,其工作原理 如图甲所示。装有挡风板和滑片P的轻质滑块与轻质弹簧套在滑杆MN上,弹簧左端固定,右端与滑块相 连。挡风板的挡风面积为0.2米2,均匀电阻丝AB长为20厘米,阻值为10欧,电源电压U0恒为6伏,保护电阻R0为 14欧,电压表量程03伏。弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系如图乙所示。无风时,滑片P在A处。有风 时,滑块移动,稳定后读出电压表示数,计算并查阅下表数据可知风速及风级。,表中风压p是指与风向垂直的受风面上单位面积增加的压力(即单位面积受到的风力)。测量

30、时保证风 垂直吹在挡风板上,不计一切摩擦阻力。 甲,(1)在滑片P左移的过程中,电路的总电阻 。(选填“变大”、“不变”或“变小”) (2)当电压表示数U为2伏时,风速仪所测的风为几级?(写出计算过程) (3)小明想在风速仪的电压表上直接标出风速,查阅资料后获知该挡风板所受的风力与风速的平方成正 比。经计算,他画出风速v与电压表示数U的关系曲线,如图丙所示。后因保护电阻R0损坏,他将其换成了阻,值为5欧的电阻,请你在图丙坐标系中大致画出更换电阻后的风速v与电压表示数U的关系曲线,并在曲线上 标出所能测量的最大风速的对应点Q。,答案 (1)不变 (2)五级 计算过程见解析 (3)如图所示,解析

31、(1)因电压表与滑片相连且电压表在电路中相当于断路,所以,电流要流经全部电阻丝,在滑片P左移 的过程中,始终是全部电阻丝与电阻R0串联,所以电路的总电阻不变; (2)由图知,电压表测滑片以右电阻丝两端的电压, 根据串联电路电阻的规律和欧姆定律可得,电路中的电流为: I= = =0.25 A, 当电压表示数U为2 V时,由欧姆定律可得,AP段电阻丝的阻值: RAP= = =8 , 因均匀电阻丝AB长为20 cm,阻值为10 , 故AP段电阻丝的长度:LAP= 20 cm=16 cm, 由图乙知,此时弹簧的弹力F=14 N, 此时风对挡风板的压强(风压)为:p= = =70 Pa;,由表知,此时风

32、力为五级; (3)由图丙可知,风速最大时,原来电压表最大示数为2.5 V, 由欧姆定律可得,AP段电阻丝的最大电阻为: RAP= = =10 , 因均匀电阻丝AB长为20 cm,阻值为10 ,故弹簧的最大压缩长度为20 cm, 由图乙知,此时弹力F=14 N+ =17.5 N; 若换成了阻值为5 的电阻,电路中的电流: I= = =0.4 A, 因电压表量程为03 V,故电压表最大示数为3 V,由欧姆定律可得,AP段电阻丝的最大电阻为: RAP= = =7.5 , 此时AP段电阻丝的长度:LAP= 20 cm=15 cm,弹簧弹力F与弹簧长度改变量x的关系为过原点的直线,由图乙可知F与x的关系

33、为F= N/cmx, 则当LAP=15 cm时,弹簧的弹力F= N/cm15 cm=13.125 N; 因该挡风板所受的风力与风速的平方成正比, 故有 = , 解得此时的最大风速:v0.87v最大, 即UV=3 V时,v0.87v最大,可在图像中大致描出Q点, 此时风速v与电压表示数UV的大致关系曲线,如答案图所示。,思路分析 (1)因电压表与滑片相连且电压表在电路中相当于断路,故电流要流经全部电阻丝,据此分析电 路的总电阻变化情况;(2)电压表测滑片以右电阻丝两端的电压,根据串联电路电阻的规律和欧姆定律得出 电路中的电流,由欧姆定律,求出RAP,因均匀电阻丝AB长为20 cm,阻值为10 ,

34、求出LAP,由图乙知F大小,根据p = 求出压强大小,由表知风力大小;(3)图中原来电压表最大示数为2.5 V,由欧姆定律,得出AP段电阻丝的最 大电阻,从而求出压缩长度;由图乙知F大小;若换成了阻值为5欧的电阻,同理得出电路中的电流,因电压表 量程为03 V,由欧姆定律得出AP段电阻丝的最大电阻,从而得出弹簧压缩的最大长度,根据弹簧弹力F与弹 簧长度改变量x的关系为过原点的直线,由图乙所示F与x关系,可得出当LAP=15 cm时风力大小,根据该挡风 板所受的风力与风速的平方成正比,可求出v与v最大的关系,据此作图。 解题关键 本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从题中获取有效的信息

35、,最后一问难度较大。,14.(2018广西桂林,27,8分)如图所示,电源电压恒定,R1的阻值为20 ,R2的阻值为10 。当S闭合,S1、S2断开 时,电流表的示数为0.5 A。求: (1)电源电压; (2)通电10 s内电路消耗的总电能; (3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数变化了0.4 A。则R3的阻值是多大?,答案 (1)15 V (2)75 J (3)100 ,解析 (1)当S闭合,S1、S2断开时,R1和R2串联接入电路中,根据电阻的串联和I= ,电源电压U=I(R1+R2)=0.5 A (20 +10 )=15 V; (2)通电10 s内电路消耗的电能为:W=UIt=15

36、 V0.5 A10 s=75 J; (3)当S、S1、S2都闭合时,R2被短路,此时R1和R3并联接入电路中,电流表测干路中的电流,R1和R3并联的总电 阻小于R1和R2串联的总电阻, 由欧姆定律可知,当S、S1、S2都闭合时,干路中的电流变大,故并联后干路中的电流I=0.4 A+0.5 A=0.9 A,通 过R1的电流I1= = =0.75 A,通过R3的电流I3=I-I1=0.9 A-0.75 A=0.15 A, 则R3= = =100 。,15.(2018广西玉林,27,8分)如图所示,R0是阻值为10 的定值电阻,R为滑动变阻器,灯泡上标有“4 V 2 W” 字样,且小灯泡的阻值始终保

37、持不变。当断开S2,闭合S、S1时,灯泡恰好正常发光,电压表示数为U1;断开S1, 闭合S、S2,将滑动变阻器的滑片P置于中点时,电压表示数为U2,已知U2与U1相差1 V,求: (1)灯泡的额定电流; (2)电源的电压; (3)滑动变阻器最大阻值;,(4)该电路消耗的最小电功率。,答案 (1)0.5 A (2)9 V (3)32 (4)2.025 W,解析 (1)由P=UI得: 灯泡的额定电流I= = =0.5 A; (2)当断开S2,闭合S、S1时,R0和灯泡串联,灯泡正常发光,根据欧姆定律可得,R0两端的电压U1=IR0=0.5 A10 =5 V,电源电压U=U额+U1=4 V+5 V=

38、9 V; (3)断开S1,闭合S、S2,R和灯泡串联,由第(2)问可知,U1=5 V,灯泡两端的额定电压为4 V,所以U2应比U1大1 V, 即U2=U1+1 V=6 V, 那么灯泡两端的电压UL=U-U2=9 V-6 V=3 V, 由P= 得,灯泡的电阻RL= = =8 ,根据串联分压特点可知, = , = , 解得:R滑=16 ,此时滑动变阻器的滑片P置于中点,所以滑动变阻器最大阻值R滑大=2R滑=216 =32 ;,(4)断开S1,闭合S、S2,将滑动变阻器的滑片P置于最大电阻位置时,R和灯泡串联,电路总电阻最大,总功率最 小,该电路消耗的最小电功率P小= = =2.025 W。,16.

39、(2018广西柳州,27,8分)如图所示,滑动变阻器R2最大阻值为10 ,将其滑片移到b端,只闭合开关S,电流表 的示数为0.3 A,小灯泡的实际功率为0.9 W;闭合开关S、S1,将滑动变阻器滑片移到a端,小灯泡恰好正常发 光,电流表示数为1 A,不考虑灯丝电阻的变化,求: (1)电源电压; (2)R1的阻值; (3)小灯泡的额定功率。,答案 (1)6 V (2)15 (3)3.6 W,解析 (1)只闭合S,灯泡两端的电压UL= = =3 V R2两端的电压U2=I2R2=0.3 A10 =3 V 则电源电压U=UL+U2=3 V+3 V=6 V (2)灯泡的电阻RL= = =10 闭合开关

40、S、S1,流过灯泡的电流IL= = =0.6 A 可得R1的阻值R1= = =15 (3)灯泡的额定功率P额= = =3.6 W,17.(2019湖南长沙,39,8分)在某次科技活动中,刘老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子,绝缘外壳上 有A、B、C三个接线柱。刘老师告诉同学们,盒内电路由两个定值电阻连接而成。小海同学设计了如图乙 所示的电路来研究盒内电阻的连接情况及其电功率。已知电源电压恒定不变, R0是阻值为3 的定值电阻, R1是滑动变阻器。小海进行了如下的实验操作: ()把B、C两个接线柱接到M、N之间,只闭合开关S,将R1的滑片移至最左端时,电压表示数为1.8 V,电流表 示数为0

41、.6 A;,()用导线把A、C连接起来,再将A、B接线柱接入M、N之间,闭合开关S和S1,此时电流表的示数为1.8 A; ()把A、C两个接线柱接到M、N之间,只闭合开关S,小海发现将R1的滑片从某位置移至最左端或最右端 时,电压表的示数均变化了0.45 V,电路的总功率均变化了0.18 W。 (1)请根据操作()求出黑盒子B、C间的电阻; (2)在操作()中,求黑盒子工作100 s消耗的电能; (3)请画出黑盒子内的电路图,并标明各电阻的阻值; 小海接下来继续进行研究,他将A、B两个接线柱接到M、N之间,只闭合开关S。移动R1的滑片,黑盒子的 电功率会随之变化,求此过程中黑盒子的最大电功率与

42、最小电功率之比。,答案 (1)3 (2)648 J (3)见解析 259,解析 (1)在操作()中等效电路图如图1: RBC= = =3 (2)由操作()及其等效电路图可得: U=I1(R0+RBC)=0.6 A(3 +3 )=3.6 V 在操作()中等效电路如图2:,W=UI2t=3.6 V1.8 A100 s=648 J (3)RB-AC= = =2 在操作()中等效电路如图3: 对比甲、乙电路可得总功率的变化量: P=UI=U ,代入数据解得RAC=9 由以上可知,黑盒子的电路如图4:,图4,I甲= = =0.3 A I= = =0.05 A,I甲-丙=2I=0.1 A I丙=I甲-I甲

43、-丙=0.2 A 由丙图可得:R1= -R0-RAC= -3 -9 =6 将A、B两个接线柱接入M、N之间,只闭合S时黑盒子的电功率 P黑=I2RAB,黑盒子的最大功率与最小功率之比 = = =( )2=,18.(2018广西贵港,27,7分)如图所示,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻,电压表接在R1两端,R2=6 ,A、B 是接线柱,其他元件可以从A、B连入电路。现先把电流表接在A、B连入电路,看到其示数为1.5 A;然后,拆 除电流表,把定值电阻R接在A、B连入电路,这时电压表的示数为4 V,整个电路消耗的电功率为15 W。设温 度对电阻的影响可以不计,求: (1)定值电阻R的阻值是

44、多少? (2)若把标有“10 2 A”字样的滑动变阻器接在A、B连入电路,在保证电路安全的情况下,电路消耗的 总功率范围是多少?,答案 (1)5 (2)11.2522. 5 W,解析 (1)A、B间接电流表时,R1与R2串联 由I= 得 I= = = =1.5 A A、B间接定值电阻R时,R1、R2、R串联 R1=4 V =15 W 解得U总=15 V,R1=4 ,R=5 (2)A、B间接滑动变阻器R滑,R滑与R1、R2串联 当R滑=10 时, R总=R滑+R1+R2=10 +4 +6 =20 ,P小= = =11.25 W 当R滑=0时,I1=1.5 A2 A,电路安全 P大=U总I1=15

45、 V1.5 A=22.5 W 电路消耗的总功率范围为11.2522.5 W,19.(2018江苏南通,27,9分)如图电路中,电源电压恒定,小灯泡L标有“6 V 4.8 W”,电阻R1的阻值为10 ,滑 动变阻器R2标有“20 0.5 A”。当R2的滑片P置于最左端时,只闭合S1,灯泡正常发光。 (1)求小灯泡的额定电流; (2)滑片P置于最左端,闭合S1、S2,求10 s内电路消耗的总电能; (3)滑片P置于最右端,只闭合S2,移动滑片P,使R2的电功率占电路总功率的比值最小,则R2的电功率多大? 答案 (1)0.8 A (2)84 J (3)0.5 W,解析 (1)根据P=UI得小灯泡正常

46、发光的电流: I额= = =0.8 A; (2)当R2的滑片P置于最左端时,只闭合S1,电路为只有灯泡L工作的电路,灯泡正常发光,说明灯泡两端的电压 为电源电压,故U电源=U额=6 V; 滑片P置于最左端,闭合S1、S2,电路为灯泡L和电阻R1并联的电路, 通过电阻R1的电流为:I1= = =0.6 A, 干路的电流为:I=I额+I1=0.8 A+0.6 A=1.4 A, 10 s内电路消耗的总电能:W=U电源It=6 V1.4 A10 s=84 J; (3)滑片P置于最右端,只闭合S2,电路为电阻R1和R2串联的电路, 滑动变阻器R2消耗的电功率力P2=U2I, 电路消耗的总功率为P总=U电源I, R2的电功率与电路总功率的比值:,= = = = , 要想使这个比值最小,则 +1要最大,滑动变阻器R2接入电路的电阻最小,同时电流不能超过0.5 A,即Imax= 0.5 A, 此时电路的总电阻为:R总= = =12 , R2接入电路的最小电阻为:R2小=R总-R1=12 -10 =2 ; 当R2接入电路的阻值为2 时,R2的电功率占电路总功率的比值最小, 则R2的电功率: P2= R2=(0.5 A)22 =0.5 W。,