人教版初中物理电学难题及解析(精选).doc
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人教版初中物理电学难题及解析(精选).doc
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35.如图25所示电路,电源两端电压保持不变。
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移到A端时,R3的电功率为P3,电流表的示数为I1;当开关S1断开、S2闭合时,R3的电功率为P3’,电流表的示数为I2。
已知P3:
P3’=9:
25,
(1)求电流表的示数I1与I2的比值。
(2)当开关S1、S2都断开,滑动变阻器的滑片P在中间某位置C时,变阻器接入电路的电阻为Rc,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2,已知U1:
U2=3:
2,Rc的电功率为10W,这时R3的电功率为P。
通过闭合或断开开关及移动滑动变阻器的滑片,会形成不同的电路,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为3:
1。
求R3的电功率P。
解:
(1)当开关S1闭合、S2断开,变阻器的滑片移到B端时,等效电路如图甲所示;当开关S1断开、S2闭合时,等效电路如图乙所示。
(2)当开关S1、S2都断开,变阻器的滑片在C点时,等效电路如图丙所示。
∵∴
∴3R1+3RC=2R3+2R1
2R3=R1+3RC…………………………①
电源两端电压一定,在甲、乙电路中,根据U=IR
I1(R3+RB)=I2(R3+R1)
3RB=2R3+5R1…………………………②
电路消耗功率最大应为开关S1、S2都闭合,只有R3接入。
消耗功率最小应为R3、R1、滑动变阻器RB全部串联接入电路。
∵电路总电压U一定
∴==
2R3=R1+RB…………………….……③
根据①②③式,可得:
R3=2RC
在丙电路中,电流一定,
P=2PC=2×10W=20W
1分
1分
1分
1分
1分
1分
1分
用其它方法解题,过程结论正确给分。
40.如图19所示电路电源两端电压恒定,定值电阻R1=15W,忽略灯丝电阻值RL随温度的变化。
只断开开关S3时,电流表的示数为I;只闭合开关S2时,电压表示数为U1,电流表的示数为I1=0.4A;只断开开关S1,并把电阻箱R2接入电路的电阻值调整为原来的一半时,电压表的示数为U2,电流表的示数为I2。
若U1∶U2=7∶10,I∶I2=2∶1。
求:
(1)灯泡L的电阻;
(2)在上面的三个电路状态中,电路消耗的最大电功率。
图19
40.解:
只断开关S3,电流表的示数为I,等效电路如图7甲所示;
只闭合开关S2,电流表的示数为I1,等效电路如图7乙所示;
只断开开关S1,电阻箱接入电路的电阻为原来的一半,等效电路如图7丙所示
U
R1
R2
U
I
U1
R1
R2
U
I2
RL
I1
RL
甲乙丙
∵=即=∴图乙中=;=……①
………1分又∵=∴=……②
则得:
=;则=;R2=6Ω…………1分
将R2=6Ω代入①式得:
RL=9Ω…………2分
由图乙:
U=I(R1+R2+RL)=0.4A×(15W+6W+9W)=12V…………1分
(2)根据P=电路中总电压不变,所以当电路中电阻最小时,电功率最大
由甲、乙、两三图分析,图甲电功率最大
P===16W…………2分
注:
三个电路全对给1分
R1
R2
S1
S2
P
图19
38.某校的同学们在研究电路消耗的电功率与电阻的关系时设计了如图19所示的电路,滑动变阻器的最大阻值为R3。
当滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1,滑动变阻器的功率为P3,电压表的示数为U1,电路中的电流为I1;当滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S2时,滑动变阻器的功率为P3′,电压表的示数为U2,电路中的电流为I2,此时电路的总电功率为4W。
已知,,电路中电源两端电压保持不变。
(6分)
(1)求I1与I2之比
(2)请你计算出电阻R1与电阻R2的比值。
(3)请你回答:
如何通过开关的断开与闭合以及滑动变阻器滑片位置的改变,使整个电路消耗的总电功率最大;并请你计算出这个总电功率。
38.解:
(1)滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S1;等效电路如图(甲)所示
(2)滑动变阻器的滑片P置于最左端时,只闭合开关S2;等效电路如图(乙)所示
(3)滑动变阻器的滑片P置于最右端时,开关S1、S2都闭合;等效电路如图(丙)所示,电路消耗的电功率达到最大值P。
---------------------------------------------------------------(三个电路图正确1分)
由图甲、图乙得:
∵=∴=----------------------1分
∵=∴=----------------------1分
U一定:
==R3=2R2-3R1
∴R3=5R1-------------------------------------------------------------------------1分
由图(乙)(丙)U一定:
P=P1+P2===45W--------------------2分
38.如图25所示电路,设电源电压不变,灯丝电阻不随温度变化。
当只闭合开关S1时,
电流表的示数是I1。
当只闭合开关S2时,电流表的示数是I2。
当断开S1、S2时,电流
图25
R1
R2
S1
L
S2
V
V1
V2
V
表的示数是I3,电压表V1、V2示数之比为2:
1,此时RL消耗的电功率为0.24W;当开
关S1、S2闭合时,灯L正常发光,
电流表的示数为I4。
已知I1:
I2=2:
1,
求:
(1)电阻R1与R2之比;
(2)电流I3与I4之比;
(3)灯L的额定功率。
38
I1
图①(甲)
R2
解:
S1闭合,电路如图①,
I2
图②(甲)
S2闭合,电路如图②,
S1、S2断开,电路如图③,
I3
R1
PL=0.24W
RL
图③(甲)
U2
U1
R2
I4
RL
图④(甲)
R1
R2
S1、S2闭合,电路如图④,
(1)由图①、②、③,有
∴
(2)由图③④得:
(3)
说明:
其它方法正确给分。
1
1
2
2
1
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