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    中考物理二轮复习题型精练攻克难点练习专题51 电功率综合计算应用题(含解析)

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    中考物理二轮复习题型精练攻克难点练习专题51 电功率综合计算应用题(含解析)

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    这是一份中考物理二轮复习题型精练攻克难点练习专题51 电功率综合计算应用题(含解析),共24页。试卷主要包含了4W,5度;0等内容,欢迎下载使用。
    1. 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。

    【答案】(1)6Ω;(2)3V;(3)14.4W
    【解析】(1)由得,灯泡的电阻
    (2)当开关闭合,、断开时,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、、都闭合,将滑动变阻器的滑片移到最右端时,和并联,R2的电流
    通过的电流
    此时消耗的电功率
    答:(1)灯泡的电阻是;
    (2)当开关闭合,、断开,滑动变阻器接入电路的电阻为时,灯泡两端的电压为;
    (3)当开关、、都闭合,将滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表示数为,此时消耗的电功率为。
    2. (2023湖南益阳)如图所示,电源电压U=24V,定值电阻R0=4Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”,电压表量程为0~15V。
    (1)求当电压表示数U0=6V时,通过定值电阻R0的电流;
    (2)求电路消耗的最小电功率;
    (3)请分析说明,为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值。

    【答案】(1)1.5A;(2)24W;(3)8Ω
    【解析】(1)由电路图可知,两电阻串联,电压表测量R0两端的电压。通过定值电阻的电流为
    (2)根据可知,当电压一定时,电阻越大,电功率越小。当滑动变阻器全部接入电路时,电路中的电阻最大,为
    R总=R0+R大=4Ω+20Ω=24Ω
    电路消耗的最小电功率为
    (3)要保证滑动变阻器安全,电路中允许通过最大电流为I大=2A,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小阻值为
    要保证电压表安全,R0两端最大电压为U1=15V,则滑动变阻器两端电压为
    U2=U-U1=24V-15V=9V
    电路中最大电流为
    超过了滑动变阻器允许通过的最大电流,所以要使电路安全,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为8Ω。
    答:(1)当电压表示数U0=6V时,通过定值电阻R0的电流为1.5A;
    (2)电路消耗的最小电功率为24W;
    (3)为保障电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为8Ω。
    3. 如图所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S,电流表的示数为0.5A,干路电流,设灯丝电阻不变,求:
    (1)通过灯的电流。
    (2)灯消耗的电功率。
    (3)灯的阻值。

    【答案】(1)1A;(2)3W;(3)6Ω
    【解析】(1)由图可知,灯泡L1和L2并联,电流表测量通过L2的电流。根据并联电路的电流特点可知,通过L1的电流
    (2)根据并联电路的电压特点可知,灯泡L1与L2的电压相等,都等于电源电压,即
    灯L1消耗的电功率
    (3)由可知,灯L2的阻值
    答:(1)通过灯L的电流为1A;
    (2)灯消耗的电功率为3W;
    (3)灯L2的阻值为6Ω。
    4. (2023甘肃金昌)如图所示,电源电压为9V且保持不变。闭合开关后,电流表的示数为0.4A,电阻。求:(1)电流表的示数;
    (2)1分钟内,电阻上产生的热量。
    【答案】(1)1A;(2)324J
    【解析】由电路图可知,、并联,电流表测支路的电流,电流表测干路电流。
    (1)因并联电路中各支路两端的电压相等,则流过电阻的电流为
    电流表A2的示数为
    (2)1分钟内,电阻上产生的热量为
    5. 小明家买了一个额定电压为220V的家用电吹风。其简化电路图如图所示。已知吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W,求:
    (1)当选择开关旋至何处时,电吹风正常工作的功率大;(用AB、BC或CD表示)
    (2)若电吹风正常工作5分钟,吹热风比吹冷风多消耗的电能;
    (3)电热丝正常工作时的电阻;
    (4)在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大多少。
    【答案】(1)AB;(2)2.64×105J;(3)55Ω;(4)4A
    【解析】(1)当开关旋至CD时,电路处于断路;当开关旋至BC时,只有电动机工作,吹冷风;当开关旋至AB时,电动机和电热丝并联,同时工作,吹热风,此时正常工作时功率大。
    (2)吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W,所以电吹风正常工作5分钟,吹热风比吹冷风多消耗的电能为
    W=Pt=880W×5×60s=2.64×105J
    (3)吹热风时比吹冷风时,多了一个电热丝工作,而吹热风时的额定功率比吹冷风时的额定功率大880W,所以电热丝发功率即为880W,所以电热丝正常工作的电阻为
    (4)在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大,大的正是通过电热丝的电流,电热丝正常工作时的电流为
    所以在正常工作情况下,电吹风吹热风时比吹冷风时通过导线MN的电流大4A。
    6. 很多家庭的卫生间里安装着浴霸,小李家的浴霸如图甲,由4个“大灯”、1个“小灯”和1个换气扇组成。每个“大灯”都是“220V 250W”,“小灯”标有“220V 16W”,换气扇的参数是“220V 50W”。该浴霸由4个开关控制(如图乙、丙)。设浴霸一直都在220V电压下工作。
    (1)冬天寒冷,小李家洗浴时只闭合S1和S2(S3和S4未闭合),只有4个“大灯”工作。这种情况下小李家一天使用浴霸半小时,求这一天浴霸用了几度电;
    (2)夏天炎热,小李洗浴时只闭合S3和S4(S1和S2未闭合),(1个)“小灯”照明,(1个)换气扇改善室内空气质量。求这种情况下干路电流是多少?
    【答案】(1)0.5度;(2)0.3A
    【解析】(1)只闭合S1和S2(S3和S4未闭合),只有4个“大灯”工作,消耗的总功率为
    P总=4P大=4×250×10-3kW=1kW
    由得W=Pt,四个大灯一天使用半小时,消耗的电能为
    W=P总t=1kW×0.5h=0.5kW·h
    (2)洗浴时只闭合S3和S4,“小灯”和换气扇并联,它们同时工作的电功率为
    P总′=P小+P扇=16W+50W=66W
    由P=UI得,(1个)“小灯”照明,(1个)换气扇工作时,干路电流为
    7. 如图所示的电路中电源电压恒为3V。闭合开关S后,电阻R1的电功率为3W,电阻R2的电功率为4.5W。求:
    (1)通过电阻R1的电流;
    (2)电阻R2的阻值;
    (3)整个电路在10s内产生的热量。
    【答案】(1)1A;(2)2Ω;(3)75J
    【解析】(1)R1和R2并联,故电压关系为
    通过电阻R1的电流
    (2)电阻R2的阻值
    (3)整个电路在10s内产生的热量
    答:(1)通过电阻R1的电流1A;
    (2)电阻R2的阻值2Ω;
    (3)整个电路在10s内产生的热量75J。
    8.如图所示,电路的电源电压恒定不变,灯泡L标有“10V 10W”字样,R1是滑动变阻器,变阻范围为0~100Ω,定值电阻R2的阻值为40Ω。求:
    (1)灯泡L正常发光10min消耗的电能;
    (2)闭合开关S2、S3,调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时,灯泡L恰好正常发光,电路的电源电压;
    (3)当同时闭合S1、S2、S3,仍然要使灯泡L正常发光,滑动变阻器R1连入电路的阻值。
    【答案】(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能是6000J;
    (2)闭合开关S2、S3,调节滑片使滑动变阻器R1连入电路的阻值为14Ω时,灯泡L恰好正常发光,电路的电源电压是24V;
    (3)当同时闭合S1、S2、S3,仍然要使灯泡L正常发光,滑动变阻器R1连入电路的阻值是11.2Ω。
    【解析】(1)灯泡L正常发光10min消耗的电能W=Pt=10W×10×60s=6000J;
    (2)闭合开关S2、S3,滑动变阻器和灯泡L串联接入电路,灯泡L恰好正常发光,因为串联电路电流处处相等,
    所以电路中的电流I=IL额===1A;
    电源电压U=UR+UL额=IR+UL额=1A×14Ω+10V=24V;
    (3)当同时闭合S1、S2、S3,R2和灯泡L并联接入电路,再与滑动变阻器串联;
    要使灯泡L正常发光,则R2和灯泡L两端电压都为10V,此时通过R2的电流
    I2===0.25A;
    通过电路的总电流I′=I2+IL额=0.25A+1A=1.25A;
    滑动变阻器两端电压U′=U﹣UL额=24V﹣10V=14V;
    滑动变阻器接入阻值R′===11.2Ω;
    9. 某品牌浴室多功能取暖器具有灯暖和风暖两种功能,其简化电路如图所示,部分参数如表所示。当取暖器正常工作时,求:
    (1)灯暖灯丝的电阻;
    (2)灯暖功能10min消耗的电能;
    (3)仅使用风暖功能时电路中的电流。
    【答案】(1)88Ω;(2)3.3×105J;(3)10.15A
    【解析】(1)由参数表知,灯暖灯丝的电阻
    (2)灯暖功能10min消耗的电能
    W=UI暖t=220V×2.5A×10×60s=3.3×105J
    (3)由电路图知,风暖开关闭合时,启动风暖功能,吹风机和加热电阻并联连接。仅使用风暖功能时,通过加热电阻的电流
    电路中的总电流
    I风暖=I1+I2=10A+0.15A=10.15A
    10. 如图所示,是小钧为宠物小屋设计的既可发热供暖、也可照明的电路,电源电压恒定。为电热丝,白炽灯泡标有“”字样和电阻均恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为。当只闭合开关和,将滑片移到最右端时,灯泡正常发光。当所有开关都闭合,位于最右端时,电路中的总电流为。求:
    电源电压;
    当只闭合开关和,滑片位于最左端时,通过灯泡的电流;
    当只闭合开关和,移动滑片,电热丝工作产生的最大热量。
    【答案】电源电压为;
    当只闭合开关和,滑片位于最左端时,通过灯泡的电流为;
    当只闭合开关和,移动滑片,电热丝工作产生的最大热量为。
    【解析】当只闭合开关和,将滑片移到最右端时,电路为灯泡的简单电路,
    因为此时灯泡正常发光,所以电源电压:;
    当只闭合开关和,滑片位于最左端时,灯泡与滑动变阻器串联,此时滑动变阻器接入电路的电阻,
    由可知,灯泡的电阻:,
    由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时电路中的电流:,
    由串联电路的电流特点可知,此时通过灯泡的电流:;
    当所有开关都闭合,位于最右端时,灯泡与电热丝并联,
    此时通过灯泡的电流:,
    由并联电路的电流特点可知,通过电热丝的电流:,
    由欧姆定律可知,电热丝的阻值:,
    当只闭合开关和,滑动变阻器与电热丝串联,
    由可知,在电热丝的阻值和通电时间一定的情况下,通过电热丝的电流越大,产生的热量越多,
    由欧姆定律可知,滑动变阻器滑片移至最右端时,接入电路的电阻为零,此时电路中的电阻最小,通过电热丝的电流越大,产生的热量越多,
    此时通过电热丝的电流:,
    则电热丝工作产生的最大热量:。
    11. 如图所示是验电笔正确使用的示意图。当正确使用验电笔时,由被测带电体(电源)、验电笔、人体和大地构成串联闭合电路。若其中验电笔的电阻取为,人体的电阻取为,其它电阻不计,则当正确使用验电笔来检测家庭电路的相线(俗称火线)时:
    (1)流过人体的电流为多少;(结果保留到小数点后两位)
    (2)验电笔和人体消耗的电功率之比是多少?
    【答案】(1);(2)
    【解析】(1)测量电路两端电压,闭合电路的总电阻
    根据欧姆定律
    (2)根据电功率的公式,功率之比
    解得
    答:(1)流过人体的电流为0.18;
    (2)验电笔和人体消耗的电功率之比是。
    12.(2023四川眉山) 如图所示,图甲为某家用电水壶的简化电路图,图乙为铭牌的部分参数,R1、R2为发热丝,其中R2=40Ω。求:
    (1)电水壶的加热功率;
    (2)电水壶处于保温挡时,正常工作5min消耗的电能;
    (3)R1的阻值。

    【答案】(1)1210W;(2)1.2×104J;(3)1170Ω
    【解析】(1)分析电路图可知,当开关S1闭合,S2接1时,电路中只有R2接入电路,此时电路处于加热挡,此时电路功率即电水壶加热功率为
    (2)由表格中数据可知,电水壶的保温功率为40W,则电水壶处于保温挡时,正常工作5min消耗的电能
    (3)当开关S1闭合,S2接2时,电路中R1、R2串联接入电路,此时电路处于保温挡,电路总电阻
    则R1的阻值
    答:(1)电水壶的加热功率为1210W;
    (2)电水壶处于保温档时,正常工作5min消耗的电能为1.2×104J;
    (3)R1的阻值为1170Ω。
    13. (2023湖北恩施)某实践小组用一个最大阻值为10kΩ的直滑电位器、电压为24V的锂电池等元件,设计了一个电子秤,工作电路如图所示,R0是个保护电阻,电压表连入0~15V量程。当开关接通,秤盘中未放物体时,表盘的示数为0;当放物体质量最大,滑片滑到最下端时,电表示数达到最大。求:
    (1)R0的阻值;
    (2)电路所消耗的功率;
    (3)小敏同学还分享了另一种设计,如图所示,请对此作出评价;
    (4)若用一个压敏电阻代替直滑电位器(电路符号为 ),其阻值随所受压力变化情况如下表所示。请自选合适的元件,按上述要求,设计一个工作电路图(只画电路部分)。

    【答案】(1) 6kΩ (2)0.036W (3)见详解 (4) 见详解
    【解析】(1)当放物体质量最大,滑片滑到最下端时,电表示数达到最大,为15V,此时电路电流
    由串联电路电压的特点可知,R0两端的电压
    由欧姆定律可知,R0的阻值
    (2)电路所消耗电功率
    P=UI=24V×1.5×10-3A=0.036W
    (3)上图中,实践小组的设计电路中,直滑电阻始终接入了最大阻值,电路中的电流较小,根据公式P=UI可知,实践小组的这个电子秤使用时电功率很小;而小敏同学分享的这种设计,电路中的直滑电阻接入电路的阻值随所秤物体的质量不同而不同,质量越小电路中接入的电阻越小,电流越大,电路中的电功率越大,使用相同时间时更费电。
    (4)由表格中数据可知,压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,为了使压力变大时仪表示数变大,应将电压表并联在定值电阻两端,电路部分如下图所示:

    14. (2023山东济宁) 在如图所示的电路中,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,定值电阻,滑动变阻器R的最大电阻为100Ω。只闭合,滑动滑片P,使变阻器电阻,此时电压表示数为10V。若电源电压不变,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
    (1)小灯泡的电阻;
    (2)电源电压;
    (3)只闭合,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围。

    【答案】(1)12Ω;(2)18V;(3)45W-9W
    【解析】(1)由
    可知灯泡的电阻为
    (2)只闭合S1,滑动滑片P,使变阻器电阻
    此时电压表示数为10V,定值电阻为
    故电源电压为
    (3)已知灯泡的电阻为
    当灯泡两端电压为额定电压时,其两端电压为6V,故滑动变阻器两端电压为
    此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为
    此时电路中的电流为
    复合题意,当电压表示数最大为15V时,此时电路中滑动变阻器接入电路的阻值最大为
    故滑动变阻器接入电路的阻值范围为
    根据
    可知电路电功率变化的范围为

    答:(1)小灯泡的电阻为;
    (2)电源电压为18V;
    (3)只闭合S2,在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,电路消耗的总功率范围为4.5W-9W。
    15.如图所示的电路,电源电压恒为18V,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样,滑动变阻器的规格为“100Ω 1A”。闭合开关S后,在确保两个电表的示数均不超过所选量程,灯泡L两端电压不超过额定电压(灯丝电阻不变)的前提下,求:
    (1)小灯泡的电阻RL;
    (2)滑动变阻器允许调节的阻值范围;
    (3)电路消耗总功率的变化范围。
    【答案】(1)小灯泡的电阻RL为12Ω;
    (2)滑动变阻器允许调节的阻值范围为24Ω~60Ω;
    (3)电路消耗总功率的变化范围为4.5W~9W。
    【解析】由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测电路中的电流;
    (1)根据P=得,小灯泡的电阻为:
    RL===12Ω;
    (2)(3)为保护电压表,滑动变阻器两端的最大电压为15V,此时滑动变阻器连入的电阻最大,电路中的电流最小,
    因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,
    所以灯泡两端的最小电压:
    UL′=U﹣U滑=18V﹣15V=3V,
    此时电路中的电流最小为:
    Imin===0.25A,
    滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
    R滑max===60Ω,
    电路的最小功率为:
    Pmin=UImin=18V×0.25A=4.5W;
    灯正常发光时的电流为:
    IL==═0.5A;
    则IL<0.6A,所以电路中的最大电流应为Imax=IL=0.5A,
    此时电路的总电阻为:
    R===36Ω,
    根据串联电路电阻的规律知,
    滑动变阻器的最大电阻为:
    R滑min=R﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω,
    整个电路消耗的最大总功率为:P总大=UImax=18V×0.5A=9W,
    所以滑动变阻器的范围为24Ω~60Ω;
    电路消耗总功率的变化范围为4.5W~9W。
    16.如图所示的电路,电源电压恒定,R1、R2为两个定值电阻,L为“2.5V 0.5W”的小灯泡。开关S1、S2、S3均闭合时,电流表A1的示数为0.55A,A2的示数为0.1A;保持S1闭合,断开S2、S3,小灯泡L恰好正常发光。求:
    (1)小灯泡正常发光时的阻值RL;
    (2)小灯泡正常发光lmin所消耗的电能;
    (3)电源电压和电阻R1、R2的阻值。
    【解析】(1)由P=UI可得:小灯泡正常发光时通过它的电流
    IL===0.2A;
    根据I=得:RL===12.5Ω;
    (2)灯泡正常发光lmin所消耗的电能W=P额t=0.5W×60s=30J;
    (3)S1、S2、S3均闭合时,电阻R1、R2并联,小灯泡没有接入电路,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2的电流,
    根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得:
    通过电阻R1的电流I1=I﹣I2=0.55A﹣0.1A=0.45A,
    根据I=可得电源电压:
    U=U1=I1R1=0.45A×R1 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
    保持S1闭合、断开S2、S3时,R1与小灯泡串联,
    由于灯泡正常发光,则电路中的电流为IL=0.2A,
    根据串联电路的电压特点和欧姆定律可得电源电压:
    U=ILR1+U额=0.2A×R1+2.5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
    解①②可得:U=4.5V,R1=l0Ω;
    根据I=可得:R2===45Ω。
    答:(1)小灯泡正常发光时的阻值RL=12.5Ω;(2)小灯泡正常发光lmin所消耗的电能为30J;(3)电源电压为4.5V,电阻R1、R2的阻值分别为l0Ω、45Ω。
    17.小明将废旧电热器上规格为“220V 968W”的完好电热丝R0拆下,用于科技小组制作电烘箱,设计电路如图1所示。经过多次试验,当选用的电阻R1的阻值为5Ω时,刚好满足箱体内烘干功率要求。(不考虑温度对电阻的影响)
    (1)电热丝R0的阻值是多少?
    (2)整个电路工作时的电流是多少?整个电路工作1h产生的热量是多少?
    (3)图1电路工作时存在着电能没有被充分利用的不足。在保证箱体内烘功率及R0不变的情况下,请你针对电路中的不足进行改进,在图2中将改进的电路图补充完整,并在图中标出相关电阻的阻值(此问不要求写出计算过程)
    【答案】(1)50Ω;(2)3.168×106J;(3)见解析
    【解析】(1)规格为“220V 968W”的完好电热丝R0,根据P=,
    电阻丝的阻值为:R0===50Ω;
    (2)图1中,两电阻串联,由电阻的串联规律,R=50Ω+5Ω=55Ω,
    由欧姆定律,整个电路工作时的电流是:I===4A,
    整个电路工作1h产生的热量是:Q=W=UIt=220V×4A×1×3600s=3.168×106J;
    (3)在图1中,电阻箱的电功率为P01=I2R0=(4A)2×50Ω=800W;
    R2串===60.5Ω,
    由串联电阻的规律,故应串联的电阻:R2=60.5Ω﹣50Ω=10.5Ω,即将R2=10.5Ω的电阻与R0=50Ω串联后作为电烘箱体的加热丝即可,
    如下左所示:或将R1=5Ω与R0=50Ω串联再与R2串联(R2=60.5Ω﹣5Ω﹣50Ω=5.5Ω),如下右所示:
    18. (2023黑龙江绥化)如图,电路中电源电压可调,小灯泡L标有“6V 3W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),滑动变阻器R2的铭牌上标有“100Ω 0.6A”字件:电流表量程0~3A,电压表量程0~15V。将电源电压调至18V,闭合开关S1、S3,断开S2,调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光。
    (1)求小灯泡正常发光时的电流和此时滑动变阻器进入电路的阻值;
    (2)开关状态不变,电源电压仍为18V。在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率;
    (3)现调节电源电压,闭合开关S1、S2,断开S3,将滑动变阻器滑片移至a点时,滑动变阻器连入电路的阻值为Ra,电流表示数为Ia,电压表示数为6V;将滑动变阻器的滑片移至b点时,滑动变阻器连入电路的阻值为Rb,电流表示数为Ib,Ia∶Ib=2∶3,Ra=2Rb,求此时电源电压。

    【答案】(1)0.5A,;(2)4.5W;(3)9V
    【解析】(1)小灯泡正常发光的电流
    闭合开关S1、S3断开S2,小灯泡与滑动变阻器串联,当小灯泡正常发光时
    变阻器的电流
    滑动变阻器两端电压
    由欧姆定律得,滑动变阻器连入电路的阻值
    (2)为保证电压表安全,R2两端电压最大值
    此时滑动变阻器连入电路的阻值最大,电路中电流最小。小灯泡两端的电压
    电路中最小电流
    符合电路各元件安全条件,所以当电路中电流为0.25A时,电路总功率最小。电路总功率最小值
    (3)当开关S1、S2闭合S3断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端电压,当滑片在a点时

    当滑片在b点时

    依题意得

    由①②③得

    可得

    当滑片在a点时

    所以
    所以
    电源电压
    答:(1)小灯泡正常发光时的电流和此时滑动变阻器进入电路的阻值分别为0.5A,;
    (2)电路消耗的最小功率4.5W;
    (3)此时电源电压9V。
    19. (2023湖南常德)在图甲所示电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S,两电流表的指针均指在表盘正中位置如图乙所示。
    (1)求电源电压U;
    (2)求电阻R2的功率;
    (3)现用电阻R替换原来的两个电阻中的一个,发现替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,且电路的总功率变化了1.2W。求电阻R的阻值(结果保留1位小数)。

    【答案】(1)9V;(2)10.8W;(3)6.8Ω或8.4Ω
    【解析】由图甲可知,两电阻并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A2测干路电流;
    (1)由并联电路的电流特点可知,干路电流大于支路电流,A2的示数应大于A1的示数,因此A2选用大量程,A1选用小量程,由图乙可知,A1的分度值为0.02A,示数为0.3A,A2的分度值为0.1A,示数为1.5A,由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
    U=U2=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V
    (2)由并联的电流特点可知,通过R2的电流
    I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A
    则电阻R2的功率
    P2=U2I2=9V×1.2A=10.8W
    (3)由于替换前后只有一个电流表的示数发生了变化,由并联电路的特点可知,此时无论更换哪个电阻,干路电流一定会发生变化,则A1的示数不能发生变化,因此被替换的电阻为R2,通过R1的电流不变;原来电路的总功率
    P=UI=9V×1.5A=13.5W
    则更换后电路的总功率
    P'=P+ΔP=13.5W+1.2W=14.7W

    P″=P﹣ΔP=13.5W﹣1.2W=12.3W
    当P'=14.7W时,由P=UI可知,干路电流
    由并联电路的电流特点可知,此时通过R的电流
    由欧姆定律可知,电阻R的阻值
    当P″=12.3W时,干路电流
    此时通过R的电流
    电阻R的阻值
    因此电阻R的阻值为6.8Ω或8.4Ω。
    答:(1)电源电压为9V;
    (2)电阻R2的功率为10.8W;
    (3)电阻R的阻值为6.8Ω或8.4Ω。
    额定电压
    220V
    灯暖
    额定电流2.5A
    风暖
    吹风机额定电流0.15
    加热电阻22Ω
    型号
    SDS-15X05
    容量
    1L
    额定电压
    220V
    额定频率
    50Hz
    加热功率
    ?W
    保温功率
    40W
    F/N
    20
    40
    60
    80
    100
    R/Ω
    12
    10
    8
    6
    4

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