中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题37 动态电路的定量计算试题含解析答案
展开一、单选题
1.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,各元件正常工作,移动滑动变阻器的滑片P时,电流表A的示数变小,则下列说法正确的是( )
A.滑动变阻器滑片P向左移动
B.电流表示数不变
C.电压表V示数不变
D.电压表V与电流表A的示数之比变小
2.小明家新购置了2个灯泡,其铭牌如图所示(假设灯泡电阻不变),下列说法中正确的是( )
A.两灯均正常发光时,甲灯和乙灯一样亮
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.两灯串联接入电路中时,在保证灯泡安全的前提下只有甲灯能正常发光
D.两灯串联在220V的电路中时,乙灯比甲灯亮
3.如图甲所示,电源电压恒定,闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.曲线a是电流表示数与电压表V2示数的关系图像
B.电源电压为11V
C.灯的额定电流为0.2A
D.滑动变阻器的最大阻值是15 Ω
4.图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5VB.R的最大阻值为20Ω
C.R=10Ω时,其功率最大D.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8W
5.图甲所示电路,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从最右端向左移动到某一位置的过程中,两电表的示数关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.小灯泡的额定功率为0.625WB.电路的最大总功率为1.2W
C.小灯泡的灯丝阻值越来越小D.R的阻值变化范围为20Ω~8Ω
6.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P,由最右端移到最左端,得到两电表示数的U-I图像。有关说法正确的是( )
A.电源电压为4VB.R1的阻值30Ω
C.滑动变阻器R2的最大阻值20ΩD.电路总功率最大值1.2W
7.如图甲所示的电路,电源电压不变,是定值电阻,通过的电流与两端的电压关系如图乙所示。当M、N都是电流表,且闭合、断开时,M的示数为0.4A、电路的总电阻为;当M、N都是电压表,且、都闭合时,N的示数为2V,电路的总电阻为。下列说法正确的是( )
A.电阻的阻值为
B.
C.当M、N都是电压表,、都闭合时、与的功率之比为
D.当M、N都是电流表,只闭合时,M、N两表示数之比为
8.在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中,小强同学展示了一辆自己组装的玩具车,它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”;通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,如图所示。已知电源电压不变,标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL=10Ω,定值电阻R2=5Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A。关于下列结论:
①电源电压为9V
②玩具车“调速前进”时,电流表A的最大示数小于0.6A
③玩具车“定速后退”时,电路消耗的总功率小于2.4W
④S闭合,S1接1,S2接2时,玩具车处于“原地灯光秀”模式
其中正确的是( )
A.①③B.②④C.①④D.②③
9.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻的阻值为,灯丝电阻为,忽略温度对灯丝电阻的影响,,先将单刀双掷开关拨至触点a,只闭合开关、,滑片P位于最右端时,电压表示数为6V,电流表示数为,电路的总功率为;只闭合开关、,滑片P移至中点时,电压表示数为2V,电流表示数为,电路的总功率为。再将单刀双掷开关拨至触点b,只闭合开关、时,电流表示数为0.3A,下列说法中正确的是( )
A.
B.电源电压为12V
C.电路的最大功率为24.3W
D.滑动变阻器的最大电阻为20Ω
二、多选题
10.如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.电阻R2的阻值为15Ω
C.两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为2:5
D.两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为9:25
三、填空题
11.如图甲所示,电源电压恒为6V,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于最右端时,电流表A的读数为0.1A;当滑片位于中点时,电流表A的读数为0.16A;则定值电阻R0的阻值为 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为 Ω;如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路,此时小灯泡两端的电压是3V,小灯泡的U-I图像如图乙所示,再次闭合开关后,此时电路消耗的功率为 W。
12.如图-1所示电路,电源电压不变,L是额定电压为2.5V的小灯泡,R为滑动变阻器。闭合开关,滑片P在某两点间移动的过程中,电流表A与电压表V1的示数变化关系如图-2所示。当电流表示数为0.2A时,两电压表的示数相等,则电源电压为 V。小灯泡正常工作时的电流为 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω,电路的总功率为 W。
13.如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是 联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则 。
14.如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡L1标有“5V;0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V;3W”,的阻值为。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2时,的功率为 W。
15.如图甲所示电路,开关S1、S2闭合后两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过R1的电流为 A,两电阻之比R1∶R2= ;只断开开关S2,电流表A1的示数将 (变大/变小/不变)。
16.如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S、S1时,电压表示数与电源电压之比为2∶3;若只闭合开关S、S2时,电压表示数与电源电压之比为3∶5,则R1与R2的阻值之比为 。
17.如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻,,当开关、断开,闭合时,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V;当开关、闭合,断开时,和 联,此时电路中的总功率为 W。
18.如图所示,电源电压保持不变,,。当闭合开关S,断开开关、时,电压表的示数为4V,电流表示数为0.2A,则电源电压为 V;当开关S、、都闭合时,则电路消耗的总功率为 W。
19.如图所示,已知电源电压为3V,小灯泡L的规格“3V 0.9W”,滑动变阻器的规格“20Ω 1A”,电流表量程为0~3A,则小灯泡正常发光时阻值RL= Ω。当开关S1、S2同时闭合,改变滑动变阻器的接入电阻,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);保持开关S1始终闭合,调节电路,使电路消耗的最大功率为P1,最小功率为P2,则P1︰P2= 。
20.如图甲所示电路中,电源电压不变,灯泡L标有“6V0.3A”,滑动变阻器R标有“20Ω 2A”,电路工作时不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。只闭合开关S时电路的最小总功率为 ,开关S、 均闭合时的最小总功率为,两种情况下,移动滑片,得到电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化的关系如图乙。则电源电压U= V, P1: P2= 。
21.如图,电源电压恒定不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(a、b为滑动变阻器两端点),小灯泡标有“6V 3W”字样。当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.9A,滑动变阻器最大阻值是 Ω;当开关S1闭合,S2断开,滑片P置于a端时,电流表示数为0.2A,此时R1的功率为 W。
22.灯泡L1、L2分别标有“12V 9.6W”和“12V 6W”的字样,通过L1、L2的电流随其电压变化的图像如图甲所示。若将L1、L2并联在12V的电路中,则电路消耗的总功率为 W。若将L、L2与滑动变阻器R连接在如图乙所示的电路中,电源电压恒为24V,当开关S接1时,调节滑片,使滑动变阻器的电功率是L1的2倍,L1的电功率为P1;当开关S接2时,调节滑片,使滑动变阻器的电功率是L2的3倍,L2的电功率为P2,则 =
四、计算题
23.如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V,3W”字样,定值电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器R2最大阻值为18Ω。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡L的电阻;
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,小灯泡L恰好正常发光,求电流表的示数;
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,小灯泡L的电功率。
24.如图,电源两端电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V 6W”的字样。滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)求:
(1)灯泡的电阻;
(2)当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R2接入电路的电阻为18Ω时,灯泡两端的电压;
(3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表示数为1.5A,此时R1消耗的电功率。
参考答案:
1.C
【详解】AB.闭合开关S,滑动变阻器与定值电阻并联接入电路,电压表测量电源电压,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过滑动变阻器的电流,由于并联电路互不影响,移动滑动变阻器的滑片P时,通过定值电阻的电流不变,电流表A的示数变小,则通过滑动变阻器的电流变小,所以滑动变阻器连入电路的电阻变大,滑片向右移动,故AB错误;
C.电压表测量电源电压,电源电压不变,则电压表V示数不变,故C正确;
D.电压表V示数不变,电流表A的示数变小,则电压表V与电流表A的示数之比变大,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】A.两灯均正常发光时,甲灯的功率小于乙灯的功率,乙灯比甲灯亮,故A错误;
B.两灯均正常发光时,甲灯电阻为
乙灯的电阻为
所以甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B错误;
C.甲灯的额定电流为
乙灯的额定电流为
两端串联,电流相等,因为I甲<I乙,所以在保证灯泡安全的前提下只有甲灯能正常发光,故C正确;
D.两灯串联时,电流相等,根据公式P=I2R可知,电阻大的灯泡电功率大,灯泡更亮,所以甲灯比乙灯亮,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.如图,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测小灯泡两端电压,电压表V2测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流;闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置的过程中,滑动变阻器电阻变小,电路中电流变大,滑动变阻器两端电压变小,小灯泡两端电压变大,所以由图可知曲线b是电流表示数与电压表V2示数的关系图像,故A错误;
B.由图可知,滑片在最右端时,小灯泡两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为9V,因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电源电压为
故B正确;
C.根据题意可知,当灯泡正常发光时,电流表示数最大,由图乙可知,此时电路电流为0.6A,所以,小灯泡的额定电流为0.6A,故C错误;
D.由图可知,滑动变阻器的最大阻值是
故D错误。
故选B。
4.D
【详解】A.由图甲可知,滑动变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压;由图乙可知,当变阻器阻值为5Ω时,其两端电压为3V;当变阻器两端电压为10Ω时,其两端电压为4V,由串联电路中的电压规律和电源电压不变可得
……①
……②
由①②解得
U=6V,R0=5Ω
故A错误;
B.由图乙可知,R的最大阻值应大于20Ω,故B错误;
C.R的功率
由上式可知,当
R=R0=5Ω
时,滑动变阻器有最大电功率。故C错误;
D.当R=15Ω时,电路消耗的功率为
故D正确。
故选D。
5.A
【详解】由电路图知,小灯泡与滑动变阻器串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图乙知,电压表示数为2.5V时,电路中的电流为0.25A,此时小灯泡正常工作,其额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
故A正确;
B.小灯泡正常工作时,电路中的电流最大,电路的总功率最大为
P总=UI额=4.5V×0.25A=1.125W
故B错误;
C.由图甲知,滑片向左滑动过程中,变阻器接入电路的阻值变小,电路中的总电阻变小,电路的电流变大,由图乙知,随着电压增大,电流也增大,而电压的增加量比电流的大,据欧姆定律知,随着电压增大,小灯泡的灯丝电阻变大,故C错误;
D.由图乙知,变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小为0.08A,此时电压表示数为0.5V,即小灯泡两端的电压为0.5V。变阻器两端的电压
U滑1=U-U1=4.5V-0.5V=4V
滑动变阻器的最大阻值
电路中的电流最大时,变阻器两端的电压
U滑2=U-U额=4.5V-2.5V=2V
变阻器接入电路的阻值最小为
所以变阻器接入电路的阻值为50Ω~8Ω,故D错误。
故选A。
6.C
【详解】闭合开关,R1、R2串联,电流表测电路电流,电压表测R2的两端电压。
ABC.当滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,此时滑动变阻器接入电路的电阻是最大的,为R2max,由U-I图像可知,电路的电流为I1=0.2A,变阻器的两端电压为U1=4V,由欧姆定律可知,滑动变阻器R2的最大阻值为
电源电压为
①
当滑动变阻器R2的滑片P在最左端时,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路为R1的简单电路,电路电流为I2=0.6A,根据欧姆定律,电源电压为
②
联立①②解得,R1=10Ω。将电源电压代入②式,解得,U电源=6V。故C正确,AB错误;
D.由可知,当电路的总电阻最小,即电路只有R1的简单电路时,电路总功率最大,即为
故D错误。
故选C。
7.D
【详解】A.当M、N都是电流表,且S1闭合、S2断开时,两电阻并联,电流表M测通过R2的电流,电流表N测干路电流,M的示数为0.4A,即通过R2的电流为0.4A,由图乙可知,R2两端的电压为8V,由并联电路的电压特点可知,电源电压
U=U2并=8V
当M、N都是电压表,且S1、S2都闭合时,两电阻串联,电压表M测电源电压,电压表N测R2两端的电压,N的示数为2V,即R2两端的电压为2V,由图乙可知,通过R2的电流为0.2A,由串联电路的电流特点可知,此时电路中的电流
I串=I2串=0.2A
由串联电路的电压特点可知,此时R1两端的电压
U1串=U-U2串=8V-2V=6V
由欧姆定律可知,R1的阻值
故A错误;
BD.两电阻并联时,通过R1的电流
由并联电路的电流特点可知,干路电流
I并=I1并+I2并=0.4A+=
则当M、N都是电流表,只闭合S1时、M、N两表示数之比
由欧姆定律可知,两电阻并联时,电路的总电阻
两电阻串联时的电路的总电阻
则
故B错误,D正确;
C.当M、N都是电压表,且S1、S2都闭合时,两电阻串联,此时R2两端的电压为2V,由图乙可知,通过R2的电流为0.2A,由欧姆定律可知,R2的阻值
由
P=UI=I2R
可知,R1与R2的功率之比
故C错误。
8.D
【详解】当开关S1接1、S2接1时,滑动变阻器与定值电阻R2和灯泡串联,因为是原地所以不需要接入电动机,此时通过调节滑动变阻器可以实现“原地灯光秀”模式;玩具车前进且能调速,故前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置,即应有滑动变阻器且与电动机串联,此时S1接1、S2接2时,是“调速前进”; 玩具车后退时,以恒定速度后退,即电动机应与R2和灯泡串联,S1接2、S2接1时,是“定速后退”状态。由题意知,当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,当滑动变阻器不接入电路时,电流表A的最大示数为0.4A。此时电源电压为
当玩具车前进时电动机、灯泡RL和滑动变阻器串联,电源电压6V,RL=10Ω,当滑动变阻器不接入电路时,电路中电流最大为
玩具车“定速后退”时,电动机应、R2和灯泡串联,由得
故ABC错误,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A.单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,电阻R0与滑动变阻器的最大电阻串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量电路电流,电压表示数为6V,电流表示数为I1,则
电路的总功率为
只闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时,灯泡与滑动变阻器最大阻值的一半串联,电压表测量变阻器电压,电流表测量电路电流,电压表示数为2V,电流表示数为I2,则
电路的总功率为
所以
故A错误;
B.由串联电路特点与欧姆定律得,当单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,电源电压为
只闭合开关S2、S4,滑片P移至中点时
依题意得
解得
当单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S4,滑片P位于最右端时,由串联电路电流特点与欧姆定律得,电阻R0与滑动变阻器的电压之比为
则
电源电压
故B错误;
D.将单刀双掷开关S3拨至触点b,只闭合开关S1、S2时,电路中只有灯泡L与电阻R0串联,电流表测量电路电流,由欧姆定律得,电路总电阻为
即
所以
,
则
故D错误;
C.当将单刀双掷开关S3拨至触点a,只闭合开关S1、S2时,滑动变阻器的滑片移到最左端时,电路中是由灯泡与电阻R0并联时,电路电功率最大为
故C正确。
故选C。
10.ACD
【详解】A.电流表和电压表的位置互换后,再将开关S1、S2均闭合,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量电阻R1电流,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V,则电源电压为6V,电阻R1电流为1A,故A正确;
B.由得,电阻R1电阻为
只闭合开关S1后,两电阻串联,电流表测量电路电流,电流表的示数为0.4A,由得,电阻总电阻为
电阻R2的阻值为
故B错误;
C.由得,两表位置互换前后,电阻R1两端的电压之比为
故C正确;
D.两表位置互换前R2的功率为
两表位置互换后R2的功率为
则两表位置互换前后,电阻R2的功率之比为
故D正确。
故选ACD。
11. 15 45 1.2
【详解】[1][2][3]由题意可得,电源电压恒为6V,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于最右端时,电阻R0与R串联,电流表A的读数为0.1A,根据电源电压不变可得
当滑片位于中点时,电流表A的读数为0.16A,电阻R0与R的一半串联,根据电源电压不变可得
联立①②可得
③带入①可得,定值电阻R0的阻值
滑动变阻器R的最大阻值
如果用某小灯泡替换滑动变阻器接入该电路,电阻R0与小灯泡串联,此时小灯泡两端的电压是3V,根据小灯泡的U-I图像如图乙可知,根据串联电路的电流特点可知,整个电路的电流是0.2A,则电路消耗的功率为
12. 3 0.25 2 0.75
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
[1]由图-2可知,当电流表示数为0.2A时,V1表示数为1.5V,由于此时两电压表的示数相等,所以电源电压为
U=U1+U2=1.5V+1.5V=3V
[2]由图-2可知,当电压表V1示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电路中电流为0.25A,所以小灯泡正常工作时的电流为0.25A。
[3]根据串联电路电压特点可知,当电压表V1示数为2.5V时,电压表V2的示数为
U2′=U-U1′=3V-2.5V=0.5V
电路中的电流为0.25A,所以此时滑动变阻器接入电路的阻值为
[4]电路的总功率为
P=UI′=3V×0.25A=0.75W
13. 串 2∶1
【详解】[1]闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
[2]闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
14. 0.4
【详解】[1]根据两灯泡的规格,可分别求出两灯泡的电阻为
当只闭合开关S1时,电路为L1、L2串联,电流相等,根据可知,L1的实际电功率大,因此L1更亮。
[2]只闭合开关S2时,电路为L1、R串联,可求电路中电流为
则R的电功率为
15. 1.44 1∶4 变小
【详解】[1]由图可知,开关S1、S2闭合后,两电阻串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2所在支路电流;两电流表的指针均指在同一位置,示数如图乙,根据并联电路电流规律可知,电流表A1选用分度值为0.1A的大量程,示数为1.8A,电流表A2选用分度值为0.02A的小量程,示数为0.36A,即通过R2的电流为0.36A。根据并联电路电流规律可得通过R1的电流为
[2]根据欧姆定律已经并联电路支路两端电压相等的规律可知
则
[3]只断开开关S2,此时电路由原来的两电阻并联变为只有R1的简单电路,流表A1只测通过R1的电流,总电阻变大,电压不变,根据欧姆定律可知,通过R1的电流变小,即电流表A1的示数变小。
16.4:3
【详解】由图可知,当只闭合开关S、S1时,R0、R1串联,电压表测量R1两端的电压,根据题意可知,U1∶U=2∶3,根据串联电路的电压特点可知,R1、R0两端的电压之比U1∶U0=2∶1,根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知
即R1=2R0,若只闭合开关S、S2时,R0、R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据题意可知,U2∶U=3∶5,根据串联电路的电压特点可知,R2与R0两端的电压之比U2∶U0=3∶2,根据串联电路的电流特点和欧姆定律可知
即,则R1与R2的阻值之比
17. 6 并 7.5
【详解】[1]当开关、断开,闭合时,电阻R1与R2串联,电流表测量电路中的电流,则根据欧姆定律可得,电阻R1两端的电压为
电阻R2两端的电压为
所以电源电压为
[2][3]当开关、闭合,断开时,和并联,电流表测量干路电流。此时流过电阻R1的电流为
流过电阻R2的电流为
此时电路中的总电流为
则此时电路中的总功率为
18. 6 3
【详解】[1] 闭合开关S,断开开关、时,R1与R3串联,电压表测量的是R1两端的电压,所以R1的电阻为
则电源电压为
[2] 当开关S、、都闭合时,R3被短路,R1与R2并联,所以R1与R2两端的电压等于电源电压,R1的电流为
R2的电流为
所以电路消耗的总功率为
19. 10 不变 26∶3
【详解】[1]由P=UI可知,小灯泡的额定电流
由欧姆定律可知,小灯泡正常发光时阻值
[2]当开关S1、S2同时闭合,灯泡与滑动变阻器并联,由并联电路的特点可知,改变滑动变阻器的接入电阻时,灯泡所在支路不受影响,因此此时小灯泡的亮度将不变。
[3]由P=UI可知,电源电压一定时,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,电路中电流最大时,电流消耗的电功率最大,由并联电路的特点可知,当开关S1始终闭合,S2断开,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,由欧姆定律可知,电路中的最小电流
灯泡允许通过的最大电流为
IL大=I额=0.3A
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表的量程为0~3A,由并联电路的电流特点可知,电路中的最大电流
I大=IL大+IR=0.3A+1A=1.3A
由P=UI可知
20. 6 1: 4
【详解】[1]只闭合开关S时,灯泡与滑动变阻器串联,由于灯泡的额定电流为0.3A,所以电路中的电流最大为0.3A,因此图乙中下方曲线为此时电流表示数I随滑动变阻器阻值R变化关系图像;开关S、S1、S2均闭合时,灯泡被短路,定值电阻与滑动变阻器并联,此时电路中的总电阻小于滑动变阻器的阻值,电路中的电流比只闭合S时的电流大,因而所对应的图像是上方的图像,当滑片移到最左端时,电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,此时电路中的最小电流为I'= 0.6A,只闭合开关S时,灯泡与滑动变阻器串联,根据滑动变阻器电阻最小为0,此时电流最大为0.3A,恰好等于灯泡的额定电流,说明灯泡正常发光,电源电压等于灯泡的额定电压,为6V。
[2]由可得,灯泡电阻为
电路中的最小电流
电路的最小总功率为
P1= UI=6V× 0.15A= 0.9W
开关S、S1、S2均闭合时,电路的最小总功率为
P2= UI' =6V× 0.6 A = 3.6W
则
P1 : P2 =0.9W: 3.6W=1: 4
21. 15 0.6
【详解】[1]当开关S1、S2都闭合,R1被短路,滑片P置于b端时,R2与L并联,此时R2电阻的阻值最大,电流表测电路中的电流,由于并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压为
根据P=UI可得,通过灯泡的电流为
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过R2的电流为
根据欧姆定律可得,滑动变阻器最大阻值为
[2]当开关S1闭合、S2断开时,滑片P置于a端时,灯泡被短路,R1与R2串联,由可得,此时电路的总功率为
滑动变阻器消耗的电功率为
可得,此时R1的功率为
22. 15.6
【详解】[1]从图甲可知,当将L1、L2并联在12V的电路中,通过甲灯的电流为0.8A,通过乙灯的电流为0.5A,则干路的总电流为
电路消耗的总功率为
[2]当开关S接1时,调节滑片,说明此时灯泡L1与滑动变阻器串联,使滑动变阻器的电功率是L1的2倍,则等式为
则L1的电压为
根据图甲可知,此时通过灯泡L1的电流为0.7A,故灯L1的电功率为
当开关S接2时,调节滑片,使滑动变阻器的电功率是L2的3倍,同理滑动变阻器两端的电压是灯泡L2两端的电压的3倍,则灯泡L2两端的电压为
根据图甲可知,此时通过灯泡L2的电流为0.4A,则灯泡L2的电功率为
则灯泡电功率之比为
23.(1)12Ω;(2)0.8A; 0.48W
【详解】解:(1)不考虑温度对灯丝电阻的影响,由可知小灯泡L的电阻
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,定值电阻和灯泡并联,电流表测量干路电流。小灯泡L恰好正常发光,则电源电源
U=UL=6V
通过灯泡的电流
通过定值电阻的电流
电流表的示数
I=IL+I1=0.5A+0.3A=0.8A
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,灯泡和滑动变阻器串联,根据欧姆定律可知电路电流
小灯泡L的电功率
Pʹ=Iʹ2RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W
答:(1)小灯泡L的电阻为12Ω;
(2)电流表的示数为0.8A;
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,小灯泡L的电功率为0.48W。
24.(1)6Ω;(2)3V;(3)14.4W
【详解】解:(1)灯泡的电阻
(2)当开关S闭合,S1、S2断开时,R2和小灯泡串联,电路中的总电阻
电路中的总电流
灯泡两端的电压
(3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,R1和R2并联,通过R2的电流为
通过R1的电流
此时R1消耗的电功率
答:(1)灯泡的电阻为6Ω;
(2)当开关S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器R2接入电路的电阻为18Ω时,灯泡两端的电压为3V;
(3)当开关S、S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移到最右端时,电流表示数为1.5A,此时R1消耗的电功率为14.4W。
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