初三物理电学综合题较难.docx
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初三物理电学综合题较难
1、如图所示,电源电压和灯泡电阻不变,当合上开关S1,断开开关S2和S3时,电灯R1正常发光,电压表示数为6V;当合上开关S1,S2,断开S3时,电流表示数为1A;当合上S3,断开S1、S2时,灯R1的实际功率为其额定功率的1/9,R2消耗的功率为0.6W,求灯L的额定功率和电阻R3的阻值。
2、两只灯泡L1和L2分别标有“220V 40W”和“110V 100W”字样,若把它们串联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?
若把它们并联在电路中,总功率最大不得超过多少瓦?
已知:
求:
串联时的最大总功率
并联时的最大总功率
3、如图16所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器的最大阻值为18Ω,小灯泡上标有“6V3W”字样。
求:
(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流是多少?
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)保持滑动变阻器的位置不变,闭合S、S1、S2,此时电流表示数变化了1A,求R0的阻值是多少?
(4)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,使整个电路消耗的总功率为最小,这个最小值是多少?
4、在学习了电学知识后,同学们尝试“设计电路和编制习题”,老师提供了以下器材:
电源、两个“12V18W”的电阻和若干开关、导线.
(1)小虎第一个完成设计,他设计的电路如图所示.他编制的试题是:
“在如图a所示的电路中,闭合开关S1,通电5min产生多少热量?
” 请你解答此题:
(2)小华思考一会儿,设计了能提供两种功率工作的电路.编制的试题是:
“在小虎设计的电路上再加一个开关,使电路能以两种功率工作,其大、小功率之比是___________.”
请你在图a中完成小华的设计,并将电路大小功率之比填入空格中.
(3)小明经过认真思考后,用了三个开关,设计了能提供三种功率工作的电路.请你在图b的方框内,画出小明所设计的电路图.
5、如图甲所示电路,电源电压为12V,电阻R1的阻值为20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω,当开关S闭合时,电流表A的示数为0.2A。
求:
(1)电压表V的示数;
(2)R2消耗的功率;
(3)滑动变阻器的滑片P移到另一位置时,电压表V1的示数如图所示乙所示,求此时滑动变阻器R2接入电路的阻值。
6、在图11所示的电路中,电源电压为12伏且不变,电阻R1的阻值为22欧,滑动变阻器R2上标有“10W 1A”字样。
闭合电键S,电流表的示数为0.5安。
求:
(1)电阻R1两端的电压。
(2)滑动变阻器R2接入电路的阻值。
(3)现设想用定值电阻R0来替换电阻R1,要求:
在移动滑动变阻器滑片P的过程中,两电表的指针分别能达到满刻度处,且电路能正常工作。
①现有阻值为16欧的定值电阻,若用它替换电阻R1,请判断:
________满足题目要求(选填“能”或“不能”)。
若能满足题目要求,通过计算求出替换后滑动变阻器的使用范围;若不能满足题目要求,通过计算说明理由。
②满足题目要求的定值电阻R0的可能取值范围为_______________________。
7、如图所示,电源电压恒为6V,R1、R2是定值电阻,滑动变阻器最大值为R,当断开S2、S3、闭合S1时,移动滑片P,电路消耗功率的最大值和最小值之比为4:
1;当断开S1和S3、闭合S2时,滑片P在a点(此时滑动变阻器连入电路中的电阻为1/4R)和在最右端电流表的示数之比2:
1;当S1、S2、S3都闭合时,电流表的示数为1.25A.求:
①R1和R的比值;②R2和R的比值;③R1、R2、R3的值。
二、综合题
8、家庭电路的引线均有一定的电阻(约几欧),因此,当家中空调、电炉等大功率用电器工作时,家中原来开着的电灯会变暗。
某科技小组的同学通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻。
如图所示,用r表示家庭电路引线部分的总电阻,L为一只普通家用白炽灯泡,M是一台空调节器。
在测试时,先断开开关S,接通灯泡L,测得灯泡两端的电压为,灯泡的功率为;再闭合开关S,测得灯泡两端的电压为,空调的功率为(远大于)。
试写出估算r的表达式(只用、和表示,设电源电压恒定)(8分)
9、某电热水器的简化电路,如图所示。
请你设计虚线框内的指示灯电路。
供选择的器材有:
“220V 10W”灯泡一只,“2.5V 0.75W”灯泡一只,“2V 10mA”发光二极管一只,各种阻值的电阻,导线若干。
(1)在指示灯能正常工作的情况下,请你通过计算说明选用器材的最佳方案及器材的具体规格。
(2)将电路图中的虚线框部分补充完整。
10、电阻R1与电阻R2组成并联电路。
试证明总电阻小于电阻R1、小于电阻R2。
三、选择题
11、图所示的电路中,电源电压恒定.闭合开关S后,电路正常工作.过了一会儿,两电表的示数突然都变为零,则该电路中出现 的故障可能是:
A. 电阻R断路; B.电阻R短路; C.灯L断路; D.灯L短路.
12、在下图的电路中,R为待测电阻,阻值约为5欧。
给你的器材有:
滑动变阻器(2A,0~10欧Ω);电压表,有2个量程,分别为0~3V、0~15V;电流表,有2个量程,分别为0~0.6A、0~3A;电池组为新干电池3节串联。
两只电表的量程可采用以下4种选法,但为使测量时能较准确地读数,最后,两只电表的量程应采用 [ ]
A.0~0.6A和0~1.5V B.0~3A和0~15V
C.0~0.6A和0~3V D.0~3A和0~3V
13、如图4所示电路,电阻R1标有“6Ω lA”,R2标有“3Ω1.2A”,电流表A1、A2的量程均为0~3A,电压表量程0~15V,在a、b间接入电压可调的直流电源.闭合开关s后,为保证R1、R2均不损坏,则允许加的电源电压和通过电流表A1的电流不得超过 ( )
A.9V 1A B.3.6V 0.6A
C.9.6V lA D.3.6V 1.8ª
14、如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动的过程中:
A.电压表V1示数变大,v2示数变大,电流表A的示数变大;
B.电压表V1示数不变,V2示数变大,电流表A的示数变小;
C.电压表V1示数不变,V2示数变小,电流表A的示数变大;
D.电压表V1示数变小,V2示数变大,电流表A的示数变小.
15、如图所示.物体M在水平导轨上平移时.带动滑动变阻器的滑片P移动,通过电压表显示的数据,可反映出物休移动距离的大小.下列说法正确的是:
A.物体M不动时,电流表、电压表都没有示数;
B.物体M不动时.电流表有示数,电压表没有示数;
C.物体M向右移动时.电流表、电压表示数都增大;
D.物休M向右移动时,电流表示数不变,电压表示数增大.
四、实验,探究题
16、有一个电阻值已看不清楚的电阻器R1,我们想要测出它的电阻值,但手边只有一个电池组、一个伏特表、一个电阻值看得清楚的电阻器R2和几根导线,试用两个电路图表示出测量R1电阻值的方法。
五、填空题
17、为测量待测电阻Rx阻值,小敏设计了如图所示的电路,R0的阻值已知且电源电压不变,她 测出Rx的阻值(填“能”或“不能”).因为
六、多项选择
18、如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2与R3的阻值均为10Ω。
闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:
2。
若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2。
则下列选项正确的是:
A、R1=5Ω; B、R1=20Ω;
C、U1:
U2=3:
4; D、U1:
U2=4:
3.
19、如图所示电路,电源两端电压U=7.5V,且保持不变,R为保护电阻, L为标有“6V 3W”的小灯泡,不考虑灯丝电阻随温度的变化。
电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。
闭合开关S后,要求灯L两端的电压不超过额定电压,且两电表的示数均不超过各自的量程,则关于保护电阻R和滑动变阻器允许接入电路的最大阻值R’下列说法正确的是:
A.当R<3Ω时,灯L两端的电压可能超过6V;
B.当R=3Ω时, R’不能超过10Ω ;
C.当R>3Ω 时, R’可以等于任何值;
D.无论R取什么值 , R’都等于10Ω .
20、在图9所示的电路中,A、B两点之间电压U保持不变,电路连接完好且使用的电表均为理想电表。
当滑动变阻器的滑片P向右滑动时 :
A.电压表V1和电流表A的示数之比不变;
B.电压表V2和电流表A的示数之比不变;
C.电压表V1示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值增大;
D.电压表V2示数的变化量和电流表A示数变化量比值的绝对值不变.
参考答案
一、计算题
1、解析:
由于电路变化大,所以在求解过程中,首先作出等效电路图,再根据电路特点,联系各量列方程求解。
答案:
(1)当S1闭合,S2,S3断开时,等效电路如图7所示,电压表示数为6V,恰好是电源电压,同时灯泡正常发光,此时灯泡功率为额定功率, ①
图7
(2)当S1,S2合上,S3断开时,等效电路如图8所示,此时灯泡正常发光。
因为
故,即
图8
(3)当S3闭合,S1,S2断开时,等效电路如图9所示,由于灯L及R2,R3串联,根据题目所给条件,联系串联电路的分压特点。
图9
因为,即
所以,而此时又因为,即 ③
即 ④
将③式代入④式得:
,代入②式得:
解得或(舍去),故
因为,故
由图可知,,解得
易错分析:
求解电学综合题的思路很多,本题用常规按电路变化的顺序,列方程求解的方法,解本题的关键是按题目要求画出各种情况下对应的等效电路图,然后各个电路分步求解,思路明晰、清楚。
2、分析:
该题属“照顾弱者”一类典型题,即为了二者都不损坏,在串联时要使通过它们的电流等于二者中额定电流较小的;在并联时要使它们两端电压等于二者中额定电压较小的。
解:
串联时(如图1甲) ∵
图1
∴
并联时(如图1乙) ∵ ∴
∴
3、
(1)R灯=U额2/P额=(6V)2/3W=12Ω I额=P额/U额=3W/6V=0.5A
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,灯L和滑动变阻器串联
U滑=U-U额=12V-6V=6V R滑=U滑/I额=6V/0.5A=12Ω
(3)闭合S、S1、S2时,R0与滑动变阻器并联
I=I额+1A=0.5A+1A=1.5A I滑=U/R滑=12V/12Ω=1A
R0=U/(I-I滑)=12V/(1.5A-1A)=24Ω
(4)闭合S、S1、S2,滑动变阻器的滑片调到b端时,整个电路消耗的功率最小
I最小=I0+IR=12V/24Ω+12V/18Ω=7/6A P最小=UI最小=12V×7/6A=14W
4、
(1)电阻的阻值:
R=U2/P=(12V)2/18W=8Ω
通过电阻的电流:
I=U/R串=U/2R=12W(2×8Ω)=0.75A
电路通电5min产生的热量:
Q=IR串t=(0.75A)2×2×8Ω×60×5s=2.7×103J
(
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